KR20190034279A

KR20190034279A - 후강판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190034279A
Application number: KR1020197005678A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 도난
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2019-04-01
Also published as: JP6771429B2; JP2018193605A; CN109642285A; CN109642285B

Abstract

C: 0.04∼0.06질량%, Si: 0.35∼0.45질량%, Mn: 1.49∼1.59질량%, P: 0질량% 초과, 0.01질량% 이하, S: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하, Cu: 0.23∼0.33질량%, Al: 0.02∼0.06질량%, Ni: 0.24∼0.34질량%, Nb: 0.015∼0.021질량%, Ti: 0.012∼0.018질량%, B: 0.0007∼0.0013질량%, Ca: 0.0010∼0.0030질량%, 및 N: 0.0040∼0.0060질량%를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지며, 금속 조직이 제1상과 제1상보다 딱딱한 경질상인 제2상을 포함하고, 당해 경질상은 펄라이트로 이루어지는 상이며, 상기 제2상의 경도가 260HV 이하인 후강판.

Description

후강판 및 그의 제조 방법

본 개시는, 후강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

선박, 건축물, 교량 및 건설 기계 등의 대형 구조물에서는, 구조물의 대형화가 진행되는 한편으로, 파손이 생겼을 경우의 손해의 크기 때문에, 그 구조 부재에는 보다 한층 더 신뢰성이 요구되고 있다. 이것에 수반하여 구조물을 구성하는 강판에는 고강도가 요구되어 오고 있다. 한편으로 강판은 고강도가 됨에 따라 균일 신장으로 대표되는 가공성이 저하되는 경향이 있어, 쌍방을 겸비한 강판이 요구되고 있다.

예를 들어 특허문헌 1에는, α상을 주체로 한 미세한 금속 조직을 얻고, 추가로 석출 강화를 도모하는 것에 의해, 균일 신장 및 강도가 양호한 강을 제조하는 기술이 검토되어 있다.

상기 금속 조직을 얻는 방법으로서, 강편을 Ac3 변태점∼1050℃로 가열 후, 개시 온도가 850℃ 이하, 종료 온도가 750℃ 이상이고, 누적 압하율이 50∼95%인 열간 압연을 행한 후, 냉각 속도가 5∼100℃/s인 가속 냉각을 750℃ 이하부터 개시하고, 600℃ 이상에서 정지하는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 2에는, 미세한 경질상 및 잔류 오스테나이트를 갖는 금속 조직을 얻는 것에 의해, 인성의 열화를 수반하지 않고 균일 신장을 높이는 기술이 검토되고 있다.

상기 금속 조직을 얻는 방법으로서, Ac3 변태점 이상, 1300℃ 이하의 온도로 가열하고, 적어도, 950℃∼Ar3 변태점 이상의 범위에서 누적 압하율이 30% 이상인 오스테나이트의 미재결정역 압연을 포함하는 열간 압연을 행한 후, 3∼100℃/s의 가속 냉각을 Ar3 변태점 이상의 온도로부터 오스테나이트 분율이 20∼70%가 되는 온도까지 행하고, 가속 냉각 정지 후, 승온, 유지, 냉속 0.5℃/s 이하의 냉각의 1종 또는 2종 이상의 조합을 행하고, 가속 냉각 정지 후부터 10s∼100s의 동안, 강의 온도를 가속 냉각 정지 온도±100℃ 이내로 유지한 후, 냉각하는 것이 개시되어 있다.

특허문헌 3에는, 전체 조직에서 차지하는 페라이트의 점적률: 90% 초과, 평균 페라이트 입경: 3∼12μm, 최대 페라이트 입경: 40μm 이하, 및 제2상의 평균 원상당 직경: 0.8μm 이하를 만족시키고, 인장 강도를 490MPa 이상으로 하는 것에 의해, 충돌 흡수성(즉 균일 신장) 및 모재 인성이 우수한 강을 제조하는 기술이 검토되어 있다.

상기 금속 조직을 얻는 방법으로서, 마무리 압연 온도를 700∼850℃로 하고, 700∼500℃의 온도역을 3℃/s 이상으로 냉각하고, 소정의 온도에서 재가열하고, 재가열 후, 600∼500℃의 온도역을 2℃/s로 추가로 냉각하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허공개 2002-105534호 공보 일본 특허공개 2003-253331호 공보 일본 특허공개 2007-162101호 공보

특허문헌 1 및 2 모두, 압연 후에 가속 냉각을 이용하여 냉각 속도를 정밀하게 제어하는 것에 의해 미세한 조직을 실현하고 있지만, 실제의 제조 공정에서는 장대한 후강판의 선단으로부터 미단까지를 엄밀하게 관리하는 것은 어렵고, 강판의 위치에 따라 특성이 고르지 않아, 생산성을 저하시킬 우려가 있다.

또한, 특허문헌 3의 제조 방법에서는, 균일 신장에 기여하는 잔류 오스테나이트를 실온에서 잔존시키기 위해서 상기의 재가열 공정이 필요하여, 제조 공정수가 많아, 생산성이 저하된다고 하는 문제가 있다.

특허문헌 1 내지 3에서는 상기와 같이, 균일 신장, 강도, 인성 등의 관점에서 여러 가지 검토가 이루어지고는 있지만, 특히 균일 신장에 주목했을 경우, 생산성의 관점에서 아직도 문제가 남아 있다고 하지 않을 수 없는 것이 현상이다.

본 발명의 실시형태는, 상기와 같은 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 균일 신장이 우수한 후강판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 후강판은, C: 0.04∼0.06질량%, Si: 0.35∼0.45질량%, Mn: 1.49∼1.59질량%, P: 0질량% 초과, 0.01질량% 이하, S: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하, Cu: 0.23∼0.33질량%, Al: 0.02∼0.06질량%, Ni: 0.24∼0.34질량%, Nb: 0.015∼0.021질량%, Ti: 0.012∼0.018질량%, B: 0.0007∼0.0013질량%, Ca: 0.0010∼0.0030질량%, 및 N: 0.0040∼0.0060질량%를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지며, 금속 조직이 제1상과 제1상보다 딱딱한 경질상인 제2상을 포함하고, 당해 경질상은 펄라이트로 이루어지는 상이며, 상기 제2상의 경도가 260HV(비커스 경도) 이하이다.

본 발명의 실시형태에 따른 후강판의 제조 방법은, (a) 상기 화학 성분 조성을 갖는 강편을, 900∼1250℃로 가열하는 가열 공정과, (b) 상기 공정(a) 후, 680∼800℃의 마무리 압연 온도에서 마무리 압연하는 공정과, (c) 상기 공정(b) 후, 하기 (1)식을 만족하는 냉각 속도 A로 상온까지 냉각하는 공정을 포함한다.

736.02×[C]＋8.5×A＋208.53≤260 (1)

여기에서, [C]는 C의 함유량(질량%)이며, A는 마무리 압연 후의 냉각 속도(℃/s)이다.

본 발명의 실시형태에 의해, 균일 신장이 우수한 후강판 및 그의 제조 방법이 제공된다.

[도 1] 도 1은, 제2상의 경도와 (1)식의 좌변의 값의 관계를 나타내는 그래프이다.
[도 2] 도 2는, 균일 신장과 제2상의 경도의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 행한 결과, 후강판의 화학 성분 조성을 적절히 제어하고, 금속 조직이 제1상과 제1상보다 딱딱한 경질상인 제2상을 포함하고, 당해 경질상이 펄라이트로 이루어지는 상이도록 제어하며, 추가로 제2상의 경도를 260HV 이하로 제어하는 것에 의해, 균일 신장이 우수한 후강판이 얻어짐을 발견했다.

또한, C의 함유량(질량%) 및 마무리 압연 후의 냉각 속도와, 압연 후에 형성되는 제2상의 경도의 상관성을 발견하여, 하기 (1)식을 만족시키도록, C의 함유량과 마무리 압연 후의 냉각 속도를 제어하여 상온까지 냉각하는 것에 의해, 제2상의 경도를 260HV 이하로 할 수 있어, 우수한 균일 신장을 얻을 수 있음을 발견했다.

736.02×[C]＋8.5×A＋208.53≤260 (1)

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 후강판 및 그의 제조 방법에 대해 상세히 설명한다.

＜1. 후강판＞

[1-1. 금속 조직]

본 발명의 실시형태에 따른 후강판(이하, 「강」이라고 부르는 경우가 있다)은, 금속 조직으로서, 제1상과 제1상보다 딱딱한 경질상인 제2상(이하, 「제2상」, 「경질 제2상」이라고 부르는 경우가 있다)을 포함한다. 경질 제2상의 경도를 260HV 이하로 제어하는 것에 의해, 원하는 균일 신장을 얻을 수 있다.

판두께가 t인 후강판에 있어서, 예를 들어, 강판 표면으로부터 t/4의 부위에 있어서의 제2상의 경도를, 상기와 같이 제어해도 된다.

이하, 각 구성에 대해 상술한다.

(경질 제2상)

본 발명의 실시형태에 따른 후강판에 있어서, 경질 제2상이 되는 경질상은 펄라이트로 이루어진다. 한편, 본 발명의 실시형태에 따른 후강판은, 제1상 및 제2상 이외의 제3상으로서 마르텐사이트를 포함하는 경우가 있지만, 베이나이트는 포함하지 않는다. 높은 균일 신장을 얻는 관점에서, 경질 제2상의 면적률은, 10% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5% 이하이다.

(제2상의 경도: 260HV 이하)

제2상이 지나치게 딱딱하면, 매우 무른 상이 되어 인성이 저하되고, 또한, 균일 신장이 불충분해지기 때문에, 제2상의 경도를 260HV 이하로 하는 것이 필요하고, 바람직하게는 255HV 이하, 보다 바람직하게는 250HV 이하이다.

본 발명의 실시형태에 따른 후강판의 제1상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 페라이트로 이루어지는 연질상을 들 수 있다. 제1상이 페라이트로 이루어지는 경우에 있어서, 페라이트의 평균 입경이 지나치게 크면, 인성이 열화됨과 함께, 균일 신장이 불충분해지기 때문에, 페라이트의 평균 입경을 30μm 이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 페라이트의 평균 입경이 지나치게 작으면 제조 조건의 제약이 커지기 때문에, 페라이트의 평균 입경을 5μm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 페라이트의 평균 입경은, 예를 들어, 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 이용하여 금속 조직을 촬영하여, 선분법에 의해 측정해도 된다.

본 발명의 실시형태에 따른 후강판의 판두께는 특별히 한정되지 않지만, 10mm 이상, 50mm 이하인 것이 바람직하다.

[1-2. 화학 성분 조성]

본 발명의 실시형태에 따른 후강판은, C: 0.04∼0.06질량%, Si: 0.35∼0.45질량%, Mn: 1.49∼1.59질량%, P: 0질량% 초과, 0.01질량% 이하, S: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하, Cu: 0.23∼0.33질량%, Al: 0.02∼0.06질량%, Ni: 0.24∼0.34질량%, Nb: 0.015∼0.021질량%, Ti: 0.012∼0.018질량%, B: 0.0007∼0.0013질량%, Ca: 0.0010∼0.0030질량%, 및 N: 0.0040∼0.0060질량%를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어진다.

상기와 같이 화학 성분 조성을 제어하는 것에 의해, 균일 신장이 우수한 후강판을 얻을 수 있다.

이하, 각 원소에 대해 상술한다.

(C: 0.04∼0.06질량%)

C는, 강판의 강도를 높이는 효과가 있지만, 경질상을 증가시키고 연성을 열화시키는 원소이기도 하다. C 함유량이 0.04질량% 미만이면 필요한 강도를 확보하는 것이 곤란해진다.

따라서 C 함유량은 0.04질량% 이상으로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.042질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.045질량% 이상이다. 한편, C 함유량이 0.06질량%를 초과하면, 강도는 확보하기 쉬워지지만, 경질상을 증가시켜 연성의 열화로 이어진다. 따라서 C 함유량은 0.06질량% 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.058질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.055질량% 이하이다.

(Si: 0.35∼0.45질량%)

Si는, 석출의 억제에 의해, 고용 강화를 활용하여 신장에 저해를 주지 않는 제1상을 얻을 수 있어, 고강도 확보를 위해서 필요한 원소이다. 이 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, Si량은 0.35질량% 이상으로 할 필요가 있다. Si량은, 바람직하게는 0.36질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.37질량% 이상이다. 그러나, Si량이 과잉이 되면 마르텐사이트-오스테나이트 혼합상이 생성되기 쉬워지기 때문에, 인성 등 다른 특성을 저하시킬 우려가 있다. 그 때문에, Si량은 0.45질량% 이하로 할 필요가 있다. Si량은, 바람직하게는 0.44질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.43질량% 이하이다.

(Cu: 0.23∼0.33질량%)

Cu는, 고용 강화에 의한 강도 확보를 위해서 필요한 원소이며, 이 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 Cu량은 0.23질량% 이상으로 할 필요가 있다. Cu량은, 바람직하게는 0.24질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.25질량% 이상이다. 그러나, Cu량이 과잉이 되면 석출에 의해 연성을 저하시킬 뿐만 아니라, 담금질성이 과잉이 되어 열간 가공 시에 균열 등이 생기기 쉬워지기 때문에, Cu량은 0.33질량% 이하로 할 필요가 있다. Cu량은, 바람직하게는 0.32질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.31질량% 이하이다.

(Mn: 1.49∼1.59질량%)

Mn은, 담금질성을 향상시켜, 강도와 인성을 확보하는 데 있어서 유효한 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Mn을 1.49질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.50질량% 이상, 보다 바람직하게는 1.51질량% 이상이다. 그렇지만 Mn을 과잉으로 함유시키면, 용접성 등이 열화되기 때문에, 상한을 1.59질량%로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.58질량% 이하, 보다 바람직하게는 1.57질량% 이하이다.

(Al: 0.02∼0.06질량% 이하)

Al은, 탈산에 필요한 원소임과 함께, 강 중의 N을 고정하여, 고용 N에 의한 모재 인성 열화를 막는 효과도 있다. 이와 같은 효과를 발휘시키기 위해서는, Al을 0.02질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. Al 함유량은, 바람직하게는 0.025질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.030질량% 이상이다. 한편, Al이 과잉으로 포함되면, 알루미나계의 조대한 개재물이 형성되어 모재 인성이 저하되므로, Al 함유량은 0.06질량% 이하로 할 필요가 있다. Al 함유량은, 바람직하게는 0.055질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.050질량% 이하이다.

(Ni: 0.24∼0.34질량%)

Ni는, 담금질성을 향상시켜, 조직을 미세하게 하는 효과가 있음과 동시에, Cu 첨가에 의해 생기기 쉬워지는 열간 가공 시의 균열을 억제하는 효과가 있다. 이와 같은 효과를 발휘시키기 위해, Ni량을 0.24질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. Ni 함유량은, 바람직하게는 0.25질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.26질량% 이상이다. 그러나, Ni를 과잉으로 함유시키면 담금질성이 과잉이 되어, 원하는 균일 신장이 얻어지지 않는다. 그 때문에, Ni량은 0.34질량% 이하로 할 필요가 있다. Ni 함유량은, 바람직하게는 0.33질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.32질량% 이하이다.

(Nb: 0.015∼0.021질량%)

Nb는, 탄화물, 탄질화물을 형성하여 강도를 향상시키는 데 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻으려면, Nb를 0.015질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. Nb 함유량은, 바람직하게는 0.016질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.017질량% 이상이다. 한편, Nb가 과잉으로 포함되면, 석출되는 탄화물이나 탄질화물이 과다가 되어, 석출 강화능이 과잉이 되어, 항복비 증대로 이어진다. 따라서 Nb 함유량은 0.021질량% 이하로 할 필요가 있다. Nb 함유량은, 바람직하게는 0.020질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.019질량% 이하이다.

(Ti: 0.012∼0.018질량%)

Ti는, N과 결합하여 TiN을 형성하여, 열간 압연 전의 가열 시에 있어서의 오스테나이트립, 즉 γ립의 조대화를 방지하여, 모재 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, 강 중의 N을 고정하여, 고용 N에 의한 모재 인성의 열화를 막는 효과도 있다. 이들 효과를 발휘시키려면, Ti를 0.012질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. Ti 함유량은, 바람직하게는 0.013질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.014질량% 이상이다. 한편, Ti 함유량이 과잉이 되면, TiN가 조대화되어 모재 인성이 열화되므로, 0.018질량% 이하로 할 필요가 있다. Ti 함유량은, 바람직하게는 0.017질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.016질량% 이하이다.

(B: 0.0007∼0.0013질량%)

B는, 조대한 페라이트 조직의 생성을 억제하기 쉽게 한다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, B를 0.0007질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. B 함유량은, 바람직하게는 0.0008질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.0009질량% 이상이다. 그러나, B량이 과잉이 되면 담금질성이 과잉이 되어, 원하는 균일 신장이 얻어지지 않기 때문에, 0.0013질량% 이하로 할 필요가 있다. B 함유량은, 바람직하게는 0.0012질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0011질량% 이하이다.

(Ca: 0.0010%∼0.0030질량%)

Ca는, MnS의 구상화에 기여하여, 모재 인성이나 판두께 방향의 연성의 개선에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 발휘시키려면, Ca 함유량을 0.0010질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ca 함유량은, 바람직하게는 0.0012질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.0015질량% 이상이다. 그렇지만, Ca 함유량이 0.0030질량%를 초과하여 과잉이 되면, 개재물이 조대화되어, 모재 인성이 열화된다. 따라서 Ca 함유량은 0.0030질량% 이하로 한다. Ca 함유량은, 바람직하게는 0.0028질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0025질량% 이하이다.

(N: 0.0040∼0.0060질량%)

N은, TiN, AlN을 생성하여, 열간 압연 전의 가열 시, 및 용접 시에 있어서의γ립의 조대화를 방지하여, 모재 인성이나 용접열 영향부(Heat Affected Zone: HAZ)의 인성(이하, HAZ 인성이라고 한다.)을 향상시키는 데 유효한 원소이다. N의 함유량이 0.0040질량% 미만이면, 상기 TiN 등이 부족하여, 상기 γ립이 조대해져, 모재 인성이 열화된다. 따라서 N 함유량은 0.0040질량% 이상으로 할 필요가 있다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0042질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.0044질량% 이상이다. 한편, N 함유량이 0.0060질량%를 초과하여 과잉이 되면, 고용 N의 증대에 의해, 모재 인성·HAZ 인성에 악영향을 미친다. 따라서, N 함유량은 0.0060질량% 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0058질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0056질량% 이하이다.

(P: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하)

P는, 모재와 용접부의 인성에 악영향을 미치는 불가피적 불순물이다. 이러한 문제를 초래하지 않도록, 그 함유량을 0.010질량% 이하로 억제할 필요가 있다. P 함유량은, 바람직하게는 0.009질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.008질량% 이하이다. 한편, 공업상 0%로 하는 것은 곤란하고, 하한은 0.002질량% 정도이다.

(S: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하)

S는, 인성이나 강판의 판두께 방향의 연성에 악영향을 미치는 불가피적 불순물이며, 적은 편이 바람직하다. 이러한 관점에서, S 함유량은 0.002질량% 이하로 억제할 필요가 있다. S 함유량은, 보다 바람직하게는 0.001질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량% 이하이다.

본 발명의 실시형태에 따른 후강판에 있어서의 기본 성분은 전술한 대로이며, 잔부는 실질적으로 철이다.

단, 원료, 자재 또는 제조 설비 등의 상황에 따라 가져 오게 되는 P 및 S 이외의 불가피적 불순물이 강 중에 포함되는 것은 당연히 허용된다.

또한, 불가피적 불순물은, 스크랩 등의 사용 또는 다른 요인에 의해 혼입되는 그 외의 불순물로서 Cr, Mo 및/또는 V를 포함할 수 있다.

Cr을 과잉으로 함유시키면 담금질성이 과잉이 되어, 원하는 균일 신장이 얻어지지 않는다. 그래서, 불순물로서 Cr을 함유하는 경우, Cr 함유량은 0.1질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.09질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.08질량% 이하이다.

Mo가 과잉으로 포함되면 담금질성이 과잉이 되어, 결과적으로 내용접 균열성이 열화되므로, 불순물로서 Mo를 함유하는 경우, Mo 함유량은 0.05질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.04질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.03질량% 이하이다.

V가 과잉으로 포함되면, 석출되는 탄화물 또는 탄질화물이 과다가 되어, 석출 강화능이 과잉이 되어, 항복비 증대로 이어진다. 따라서, 불순물로서 V를 함유하는 경우, V 함유량은 0.005질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.003질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.001질량% 이하이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시형태에 따른 후강판은 균일 신장이 우수하여, 선박, 건축물, 교량, 건설 기계 등의 구조용 재료로서 바람직하게 이용되어도 된다.

＜2. 후강판의 제조 방법＞

본 발명의 실시형태에 따른 후강판을 제조하기 위해서는, 전술한 화학 성분 조성을 함유하는 강편, 예를 들어 슬래브를 이용하고, 강편의 가열 온도, 마무리 압연 온도, 및 그 후의 냉각 속도를 적절히 조정한다.

구체적으로는, (a) 상기 화학 성분 조성을 갖는 강편을, 900∼1250℃로 가열하는 가열 공정과, (b) 상기 공정(a) 후, 680∼800℃의 마무리 압연 온도에서 마무리 압연하는 공정과, (c) 상기 공정(b) 후, 하기 (1)식을 만족하는 냉각 속도 A로 상온까지 냉각하는 공정을 포함한다.

736.02×[C]＋8.5×A＋208.53≤260 (1)

이하, 각 공정에 대해 상술한다. 한편, 본 명세서에서 규정한 「온도」는, 재료의 온도이다.

[(a) 상기 화학 성분 조성을 갖는 강편을, 900∼1250℃로 가열하는 가열 공정]

전술한 화학 성분 조성을 함유하는 강편, 예를 들어 슬래브를, 열간 압연이 가능한 900∼1250℃로 가열한다. 가열 온도는, 바람직하게는 1000℃ 이상, 보다 바람직하게는 1050℃ 이상이며, 바람직하게는 1200℃ 이하, 보다 바람직하게는 1150℃ 이하이다.

[(b) 상기 공정(a) 후, 680∼800℃의 마무리 압연 온도에서 마무리 압연하는 공정]

상기 공정(a) 후, 강도 및 신장을 확보하기 위해, 마무리 압연 온도를 680∼800℃로 제어하여 마무리 압연한다. 마무리 압연 온도는, 바람직하게는 690℃ 이상, 보다 바람직하게는 700℃ 이상이며, 바람직하게는 790℃ 이하, 보다 바람직하게는 780℃ 이하이다.

[(c) 상기 공정(b) 후, (1)식을 만족하는 냉각 속도 A로 상온까지 냉각하는 공정]

상기 공정(b) 후, 하기 (1)식을 만족하는 냉각 속도 A로 상온까지 냉각한다.

736.02×[C]＋8.5×A＋208.53≤260 (1)

이하에, 상기 (1)식의 기술적 의의를 설명한다.

도 1은, 제2상의 경도와 상기 (1)식의 좌변의 값의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 2는, 제2상의 경도와 균일 신장의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 1 및 2 중, 「□」로 표시되는 플롯은, 상기 (1)식을 만족하는 냉각 속도로 냉각하여 제조한 본 발명의 실시형태의 예의 후강판을 나타낸다. 한편, 「○」로 표시되는 플롯은, 상기 (1)식을 만족하지 않는 냉각 속도로 제조한 비교예의 후강판을 나타낸다.

도 1에 나타나듯이, 상기 (1)식의 좌변의 값이 커지면, 제2상의 경도가 커진다. 또한, 도 2에 나타나듯이, 제2상의 경도가 커지면, 균일 신장이 작아진다. 도 1 및 2의 결과로부터, 상기 (1)식의 좌변의 값을 제어하는, 즉, 후강판 중의 C의 함유량 및 마무리 압연 후의 냉각 속도를 제어하는 것에 의해, 균일 신장 및 경질 제2상의 경도의 양방을 제어할 수 있음을 알 수 있다.

본 발명자는, 본원에 규정된 화학 성분 조성을 갖는 강편에 상기 공정(a) 및 (b)를 실시하고, 강편 중의 C의 함유량[C]에 따라서, 마무리 압연 후의 냉각 속도 A를, 상기 (1)식을 만족하도록 제어하는 것에 의해, 제2상의 경도를 260HV 이하로 할 수 있고, 17.5% 이상의 우수한 균일 신장을 달성할 수 있음을 발견하여, 상기 (1)식을 본원에 규정했다.

균일 신장이 우수한 후강판을 얻는 관점에서, 상기 (1)식의 좌변의 값은, 200 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 210 이상이며, 255 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 250 이하이다.

전체 열간 압연 공정에서의 누적 압하율은 60% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 65% 이상이다. α립을 만들기 위해서는, 미재결정 온도역에서 충분한 압하를 가할 필요가 있다. 미재결정 온도역의 압하량은 20% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25% 이상, 더욱 바람직하게는 30% 이상이다.

이상과 같이 본 발명의 실시형태에 따른 후강판의 제조 방법을 설명했지만, 본 발명의 실시형태에 따른 후강판의 원하는 특성을 이해한 당업자가 시행착오를 행하여, 본 발명의 실시형태에 따른 원하는 특성을 갖는 후강판을 제조하는 방법으로서, 상기의 제조 방법 이외의 방법을 발견할 가능성이 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명의 실시형태를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 원래부터 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전기 또는 후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당하게 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

표 1에 나타내는 강종 A∼X의 화학 성분 조성의 강편을, 통상의 용제법에 따라 용제하여 주조한 후, 표 2에 나타내는 제조 조건에서 강편의 가열, 마무리 압연 및 냉각을 행하여, 두께 12∼50mm인 시험 No. 1∼24의 후강판을 제조했다.

표 1 및 2 중, 밑줄이 붙여진 것은 본 발명의 실시형태의 규정으로부터 벗어나고 있음을 의미한다.

각 후강판에 대해, 이하의 요령에 따라, 금속 조직의 관찰을 행하여, 페라이트의 평균 입경, 제2상의 경도, 및 인장 특성(균일 신장(Uniform elongation): U. El, 인장 강도: TS)의 측정을 행했다.

[1. 금속 조직의 관찰]

금속 조직의 관찰을 이하의 순서로 행했다.

(1) 압연 방향에 평행하고 또한 강판 표면에 대해서 수직한, 강판 표리면을 포함하는 판두께 단면을 관찰할 수 있도록 상기 강판으로부터 샘플을 채취했다.

(2) 습식 에머리 연마지(#150∼#1000)로의 연마, 또는 그것과 동등한 기능을 갖는 연마로서, 예를 들어 다이아몬드 슬러리 등의 연마제를 이용한 연마 등에 의해, 관찰면의 경면 마무리를 행했다.

(3) 연마된 샘플을, 3% 나이탈 용액을 이용하여 부식시켜, 결정립계를 현출(現出)시켰다.

(4) 판두께 t/4 부위에 있어서, 광학 현미경을 이용하여, 현출시킨 조직을 400배의 배율로 관찰하고, 조직이 페라이트를 갖는 경우에는, 페라이트 이외를 경질 제2상으로 하고, 페라이트를 제1상으로 했다. 즉, 경질 제2상은 제1상보다 딱딱하다. 조직이 페라이트를 갖지 않고, 베이나이트 및 마르텐사이트를 갖는 경우에는, 베이나이트를 제1상으로 하고, 베이나이트보다 딱딱한 마르텐사이트를 제2상으로 했다.

[2. 페라이트의 평균 입경]

3% 나이탈 용액으로 부식시킨 상기 샘플에 대해, 판두께 t/4 부위에 있어서, 광학 현미경을 이용하여, 제1상을 100배의 배율로 관찰하고, 10시야의 사진을 촬영했다. 당해 현미경 사진으로부터 비교법(JIS G0551)으로 페라이트의 입경을 구하고, 그 평균치를 페라이트의 평균 입경으로 했다.

[3. 제2상의 경도의 측정 방법]

3% 나이탈 용액으로 부식시킨 상기 샘플에 대해, 판두께 t/4의 부위에 있어서, 마이크로비커스 경도계를 이용하여, 0.05N의 측정 하중으로 제2상의 경도를 측정했다. 제2상에 있어서 10개소 이상에서 경도를 측정하고, 그 평균치를 제2상의 경도로 했다. 한편, 조직이 마르텐사이트만, 즉 마르텐사이트 단상인 경우에는, 당해 상의 경도를 제2상의 경도로서 측정했다.

[4. 인장 시험]

시험편의 긴 방향이 압연 방향과 직각이 되도록 전체두께 판상 시험편(5호)을 채취하고, JIS Z2241:2015의 요령으로 인장 시험을 행하여, 인장 강도(TS), 및 균일 신장(U. El)을 측정했다.

U. El이 17.5% 이상인 후강판을 실용 가능한 수준이라고 판정했다.

금속 조직, 페라이트의 평균 입경, 제2상의 경도, 및 인장 특성(균일 신장: U. El, 인장 강도: TS)을 표 3에 나타낸다. 표 3 중, 밑줄이 붙여진 것은 본 발명의 실시형태의 규정으로부터 벗어나고 있음을 의미한다.

표 3의 결과로부터, 다음과 같이 고찰할 수 있다. 시험 No. 1∼4 및 19∼24는 모두, 본 발명의 실시형태에서 규정하는 요건의 모두를 만족하는 예이며, 균일 신장이 우수하다.

한편, 시험 No. 5∼18은, 본 발명의 실시형태에서 규정하는 요건의 어느 것인가를 만족시키고 있지 않는 예이다.

시험 No. 5는, Si, Cu 및 Ni가 과잉인 강종 E를 이용하고, (1)식을 만족하지 않는 빠른 냉각 속도로 냉각하여 제조한 후강판의 예이며, Cu 과잉에 의해 연성이 저하되고, 또한, 제2상의 경도가 260HV를 초과하고 있고, 원하는 균일 신장이 달성되지 않았다.

시험 No. 6 및 7은 각각, C가 과잉인 강종 F 및 G를 이용하고, 본원에 규정된 마무리 압연 온도보다 높은 온도에서 마무리 압연을 행하며, 더욱이 (1)식을 만족하지 않는 빠른 냉각 속도로 냉각하여 제조한 후강판의 예이며, 제2상의 경도가 260HV를 초과하고 있고, 원하는 균일 신장이 달성되지 않았다.

시험 No. 8∼11은 각각, (1)식을 만족하지 않는 빠른 냉각 속도로 냉각하여 제조한 후강판의 예이며, 원하는 균일 신장이 달성되지 않았다.

시험 No. 12 및 13은, 본원에 규정된 마무리 압연 온도보다 높은 온도에서 마무리 압연을 행하고, 더욱이 (1)식을 만족하지 않는 빠른 냉각 속도로 냉각하여 제조한 후강판의 예이며, 제2상의 경도가 본원에 규정된 260HV를 초과하고 있고, 원하는 균일 신장이 달성되지 않았다.

시험 No. 14는, Si, Cu 및 Ni가 과잉인 강종 N을 이용하고, 더욱이 (1)식을 만족하지 않는 빠른 냉각 속도로 냉각하여 제조한 후강판의 예이며, 제2상의 경도가 본원에 규정된 260HV를 초과하고 있고, 원하는 균일 신장이 달성되지 않았다.

시험 No. 15∼18은 각각, C가 과잉인 강종 O∼R을 이용하고, 본원에 규정된 마무리 압연 온도보다 높은 온도에서 마무리 압연을 행하고, 더욱이 (1)식을 만족하지 않는 빠른 냉각 속도로 냉각하여 제조한 후강판의 예이며, 제2상의 경도가 260HV를 초과하고 있고, 원하는 균일 신장이 달성되지 않았다.

본 출원은, 출원일이 2016년 8월 29일인 일본 특허출원, 특원 제2016-166817호, 출원일이 2017년 5월 30일인 일본 특허출원, 특원 제2017-106674호, 및 출원일이 2017년 6월 22일인 일본 특허출원, 특원 제2017-122479호를 기초 출원으로 하는 우선권 주장을 수반한다. 특원 제2016-166817호, 특원 제2017-106674호 및 특원 제2017-122479호는 참조하는 것에 의해 본 명세서에 원용된다.

Claims

C: 0.04∼0.06질량%,
Si: 0.35∼0.45질량%,
Mn: 1.49∼1.59질량%,
P: 0질량% 초과, 0.01질량% 이하,
S: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하,
Cu: 0.23∼0.33질량%,
Al: 0.02∼0.06질량%,
Ni: 0.24∼0.34질량%,
Nb: 0.015∼0.021질량%,
Ti: 0.012∼0.018질량%,
B: 0.0007∼0.0013질량%,
Ca: 0.0010∼0.0030질량%, 및
N: 0.0040∼0.0060질량%를 함유하고,
잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지며,
금속 조직이 제1상과 제1상보다 딱딱한 경질상인 제2상을 포함하고, 당해 경질상은 펄라이트로 이루어지는 상이며,
상기 제2상의 경도가 260HV 이하인 후강판.
제 1 항에 기재된 후강판의 제조 방법으로서,
(a) 상기 화학 성분 조성을 갖는 강편을, 900∼1250℃로 가열하는 가열 공정과,
(b) 상기 공정(a) 후, 680∼800℃의 마무리 압연 온도에서 마무리 압연하는 공정과,
(c) 상기 공정(b) 후, 하기 (1)식을 만족하는 냉각 속도 A로 상온까지 냉각하는 공정
을 포함하는 후강판의 제조 방법.
736.02×[C]＋8.5×A＋208.53≤260 (1)
여기에서, [C]는 C의 함유량(질량%)이며, A는 마무리 압연 후의 냉각 속도(℃/s)이다.