KR20200004839A - 3층 고강도강 또는 방탄강, 구성요소 생산 방법, 및 그 용도 - Google Patents

3층 고강도강 또는 방탄강, 구성요소 생산 방법, 및 그 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20200004839A
KR20200004839A KR1020197035018A KR20197035018A KR20200004839A KR 20200004839 A KR20200004839 A KR 20200004839A KR 1020197035018 A KR1020197035018 A KR 1020197035018A KR 20197035018 A KR20197035018 A KR 20197035018A KR 20200004839 A KR20200004839 A KR 20200004839A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel
less
weight
alternatively
high strength
Prior art date
Application number
KR1020197035018A
Other languages
English (en)
Inventor
바넷사 볼스케
가브리엘레 비드리히-페르켈
토어스텐 그렌케
라이너 페히테-하이넨
옌스-울릭 벡커
슈테판 뮈슬로빅키
Original Assignee
티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트
티센크룹 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트, 티센크룹 악티엔게젤샤프트 filed Critical 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트
Publication of KR20200004839A publication Critical patent/KR20200004839A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/007—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of composite ingots, i.e. two or more molten metals of different compositions being used to integrally cast the ingots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/008—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of clad ingots, i.e. the molten metal being cast against a continuous strip forming part of the cast product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/42—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for armour plate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0442—Layered armour containing metal
    • F41H5/045—Layered armour containing metal all the layers being metal layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/20—Inorganic coating
    • B32B2255/205—Metallic coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/30—Iron, e.g. steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2251/00—Treating composite or clad material
    • C21D2251/02—Clad material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 3층 고강도강 또는 방탄강(ballistic steel)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 고강도강 또는 방탄강으로 형성된 구성요소를 제조하기 위한 방법 및 상응 용도에 관한 것이다.

Description

3층 고강도강 또는 방탄강, 구성요소 생산 방법, 및 그 용도
본 발명은 3층 고강도강 또는 방탄강(ballistic steel)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 고강도강 또는 방탄강으로 구성요소를 제조하기 위한 프로세스 및 상응하는 용도와도 관련된다.
종래 기술에 공지된 고강도강 및 방탄강은 사용 목적을 위해 350HBW 이상의 경도로 경화되고, 그에 따라 제한된 연성(ductility)과 조합된 큰 강도를 갖는다. 방탄강의 경우에 요구되는 큰 경도는 충돌 발사체와 관련된 높은 침투 저항을 목표로 하는데, 이때 발사체의 직경이 충돌 후에 확장됨으로써 에너지가 소산되고 침투 깊이가 최소화된다. 고강도강의 경우에 요구되는 큰 경도는 연마성 마모에 대한 충분히 큰 내성을 목표로 한다.
큰 경도를 갖는 고강도강 및 방탄강은 일반적으로 제한된 성형성만을 가지며, 예를 들어 500HB의 경도에서, 약 r/t=6의 최소 굽힘률을 가지며, 여기에서 r은 강을 굽힐 때 굽혀진 부품의 내부 반경이고 t는 강/부품의 재료의 두께이다. 경도가 증가함에 따라 강의 굽힘성은 악화되어 r/t < 6의 굽힘률이 불가능해지며, 그로 인해 특히 구성요소(부품)를 형성하기 위한 강의 후처리가 크게 손상되거나 제한된다. 종래의 큰 경도를 갖는 단일체 고강도강 및 방탄강의 경우에, r/t=6의 굽힘률은 약 10%의 가장자리 섬유(outer fiber)의 연신을 초래하고, 그에 따라 동종 강의 경우에 전형적인, A80 < 10%인 연신을 국소적으로 이미 초과하게 된다. 그로 인해, 강의 성형/변형 시 제조될 기하구조 및 복잡도에 따라, 또는 추가적인 재하 시 강의 표면 내에서 또는 표면 부근의 영역에서, 작은 연성으로 인해 심지어 구성요소의 완전한 고장을 초래할 수 있는 미세균열/균열 또는 초기 균열이 발생하는 점이 배제될 수 없다.
본 발명의 과제는, 특히, 개선된 굽힘성과 조합되어, 성형 중 균열 형성 경향이 없거나 비교적 적은, 실질적으로 개선된 특성을 갖는 고강도강 또는 방탄강을 제공하고, 구성요소를 제조하기 위한 프로세스 및 상응하는 용도를 제시하는 것이다.
상기 과제는 제1항의 특징을 갖는 고강도강 또는 방탄강에 의해 해결된다.
발명자는, 코어 층보다 연질인 강으로 제조된 2개의 커버 층으로서, 경화되거나 템퍼링된 상태의 코어 층보다 적어도 20% 더 작은, 특히 적어도 50% 더 작은 경도를 가지며; 경화되거나 템퍼링된 상태에서 350HBW 초과, 특히 400HBW 초과, 바람직하게 450HBW 초과, 더 바람직하게 500HBW 초과, 심지어 더 바람직하게 550HBW 초과, 특히 바람직하게 600HBW초과의 경도를 갖는 강으로 형성된 코어 층과 물질간 결합 방식으로 접합되는; 커버 층의 제공을 통해, 굽힘성이 개선된 3층 방탄강 또는 고강도강을 제공할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 놀랍게도, 재료 두께(t)에 따라 좌우되고 관계식(r/t)에 의해 결정되는 유사한 단일체 강의 경우에 중요한 굽힘 반경(r)(내부 반경)이, 도포된 커버 층에 의해서 적어도 10%만큼 감소할 수 있다는 사실이 발견되었다. 더 연질인 강의 경도는 400HBW 미만, 특히 350HBW 미만, 바람직하게 300HBW 미만, 특히 바람직하게 250HBW 미만, 보다 바람직하게 200HBW 미만이다. 본 발명의 재료 복합재는 규정에 따른 사용 전에 경화 또는 템퍼링을 위한 열처리를 거치며, 이때 열처리는 코어 층에 맞추어 조정된다. 커버 층의 경도는 바람직하게 이러한 열처리 이후의 상태에서 결정된다.
HBW는 Brinell 경도에 상응하고, DIN EN ISO 6506-1에 따라 결정된다. 당업자가 이해하는 "경화" 및 "템퍼링"의 의미는 DIN EN 10052:1993에 규정되어 있다.
본 발명에 따라, 커버 층은 단지 성형/굽힘 보조부로서 기능하고, 차후의 적용 및 사용 시에는 아무런 기능도 하지 않는다. 단독 연질 강은 고려되는 적용예에 또는 고려되는 용도에 원칙적으로 적합하지 않은데, 이는 요구되는 기능적 특성, 특히 큰 경도가 달성될 수 없기 때문이다. 마모 응력의 경우뿐만 아니라, 예를 들어 폭격 또는 폭발에 의한 충격 응력의 경우에도, 연질 합금강은 저항 없이 실질적으로 침투된다. 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강은, 고강도 인서트 내에서의 필적하는 강도 또는 필적하는 폭격 저항을 보장하기 위해 필적하는 단일체 강에 상응하는 두께의 코어 층을 가져야 한다. 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강은 동일한 적용예를 위해, 필적하는 단일체 강보다 약간 더 두꺼운 두께를 갖도록 설계되는데, 그 이유는 규정에 따른 용도와 관련하여 커버 층이 기능상 무시되어야 하기 때문이다. 연구에 따르면, 단일체 강에 비해서 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강의 두께가 더 두껍기 때문에, 굽힘 반경이 동일할 때 코어 층의 가장자리 섬유에서 더 큰 연신이 나타나거나, 코어와 커버 층 사이의 전이부에서 더 큰 연신이 나타나는 것으로 밝혀졌고, 그에 따라 경질 코어 층의 조기 손상이 예상되었으나, 놀랍게도 이러한 조기 손상은 발생하지 않았다.
이를 뒷받침하는 설명 중 하나는, 코어 층에 비해 커버 층의 경도가 더 작고, 연성은 실질적으로 더 크며, 항복 강도는 더 작기 때문에, 커버 층은 코어 층이 자신의 항복 강도에 도달하기 전에 이미 굽힘 중에 소성 변형에 반응한다는 것이다. 커버 층의 가소화에 의해 특히, 단일체의 경질 강의 경우에, 프로세스에 기인한 표면 조도로 인해 손상을 초래할 수 있는 응력 피크가 감소한다. 국소적인 조도 관련 마이크로노치(micronotch)에서의 전형적인 균열 개시(crack initiation)가 커버 층에 의해 방지되고, 이때 달성 가능한 굽힘 반경은 전술한 범위까지 감소될 수 있다.
본 발명의 재료 복합체의 커버 층은, 예를 들어 연마 환경에서의 사용 시, 연마 매체가 고강도강의 노출된 경질 코어 층에 도달할 때까지, 연마 매체와의 접촉에 의해 매우 신속하게 제거되며, 그 결과 필적하는 단일체 고강도강의 과제를 수행하게 된다. 본 발명에 따른 방탄강의 경우, 커버 층은 차후의 구성 부재에 영구적으로 남아 있긴 하나, 예를 들어 포격의 경우에 저항 없이 또는 작은 저항을 수반하여 침투되고, 그로 인해 구성부재의 성능이 변하지 않는다.
방탄강 또는 고강도강은 스트립, 판 또는 시트 형태로 구현될 수 있고, 후처리를 위해 전달될 수 있다.
코어 층은 주로 마텐자이트 및/또는 베이나이트 미세조직을 갖는다. 마텐자이트, 템퍼링된 마텐자이트 및/또는 (덜 바람직하게는) 베이나이트가 적어도 70 면적%, 특히 적어도 80 면적%, 바람직하게 적어도 85 면적%, 더 바람직하게 적어도 90 면적%, 특히 바람직하게 적어도 95 면적%의 양으로 존재한다. 제조에 기인하여, 덜 바람직한 미세조직 성분인 페라이트, 잔류 오스테나이트, 펄라이트 또는 시멘타이트의 발생이 항시 확실하게 방지될 수는 없다. 코어 층의 한 대안적 실시예에서, 연성이 증가되도록 잔류 오스테나이트 또는 페라이트와 같은 30 면적% 이하의 더욱 연성인 상이 의도적으로 사용될 수 있다. 그와 연계된 경도 손실을 가급적 낮게 조정하기 위해, 상기 상의 비율을 바람직하게 20 면적% 이하, 특히 바람직하게 10 면적% 이하로 조정한다. 증가된 연성은, 본 발명에 따른 고강도강으로 형성된 구성 부재가 충격 마모 응력에도 노출되는 경우, 또는 본 발명에 따른 방탄강으로 형성된 구성 부재가 폭발도 견디도록 설계되어야 하는 경우에 특히 유리하다. 또 다른 한 대안적 실시예에서, 미세조직 내에 10 면적% 이하, 특히 바람직하게 5 면적% 이하의 작은 비율의 시멘타이트 및/또는 펄라이트가 포함될 수 있다. 이러한 상의 큰 경도는, 예를 들어 본 발명에 따른 고강도강에서 사용될 수 있고, 그에 따라 연마성 마모의 경우 주위 재료가 마모에 의해 제거된 후에 표면에서 경질 입자가 돌출된다. 이어서, 이러한 돌출 입자는 고강도강과 연마성 재료 사이의 유효 접촉 면적을 감소시키고, 그에 따라 마모의 진행을 늦춘다.
본 발명에 따라, 코어 층은, Fe 및 제조에 기인하여 불가피한 불순물 외에, 중량% 단위로, C: 0.1 내지 0.6%,
선택적으로 N: 0.003 내지 0.01%,
선택적으로 Si: 0.05 내지 1.5%,
Mn: 0.1 내지 2.5%,
선택적으로 Al: 0.01 내지 2.0%,
선택적으로 Cr: 0.05 내지 1.5%,
선택적으로 B: 0.0001 내지 0.01%,
선택적으로 Nb, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소: 총 0.005 내지 0.2%,
선택적으로 Mo: 0.1 내지 1.0%,
선택적으로 Cu: 0.05 내지 0.5%,
선택적으로 P: 0.005 내지 0.15%,
S: 0.03% 이하,
선택적으로 Ca: 0.0015 내지 0.015%,
선택적으로 Ni: 0.1 내지 5.0%,
Sn: 0.05% 이하,
As: 0.02% 이하,
Co: 0.02% 이하,
O: 0.005% 이하,
H: 0.001% 이하로 구성되며,
여기에서 선택적인 것으로 명시된 합금 원소 N, Si, Al, Cr, B, Ti, Nb, V, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni는 대안적으로 더 소량의 불순물로서도 존재할 수 있다.
C는 강도 증대성 합금 원소이고, 그 함량이 증가함에 따라, 오스테나이트 내 격자간 원자로서 용해된 형태로 존재하고 냉각 시 더 경질인 마텐자이트의 형성에 기여하거나 Fe, Cr, Ti, Nb, V 또는 W와 함께 탄화물을 형성함으로써, 경도를 증가시키는데 기여하고, 상기 탄화물은 한편으로는 주위 매트릭스보다 더 경질일 수 있거나, 적어도 매트릭스의 경도가 증가하도록 상기 매트릭스를 왜곡시킬 수 있다. 그에 따라, 원하는 경도를 달성하거나 조정하기 위해서, C는 적어도 0.1 중량%, 특히 적어도 0.15 중량%, 바람직하게 적어도 0.2 중량%의 함량으로 존재한다. 경도가 증가함에 따라 취성도 증가하며, 그 결과, 재료 특성, 특히 연성에 부정적인 영향을 미치지 않고 충분한 용접성을 보장하기 위해서, 상기 함량은 0.6 중량% 이하, 특히 0.55 중량% 이하, 바람직하게 0.5 중량% 이하, 더 바람직하게 0.45 중량% 이하, 특히 바람직하게 0.4 중량% 이하로 제한된다.
N은 선택적으로 0.003 중량%의 최소 함량으로 C와 유사한 작용을 하는 합금 원소로서 사용될 수 있는데, 그 이유는 N의 질화물 생성 능력이 강도에 긍정적인 영향을 미치기 때문이다. Al의 존재 시, 핵생성을 개선하고 입자 성장을 억제하는 알루미늄 질화물이 생성된다. 또한, 질소는 경화 중에 생성된 마텐자이트의 경도를 증가시킨다. 용융 분석을 위한 질소 함량은 0.01 중량% 이하로 제한된다. 인성(toughness)에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 바람직하지 못한 조대 티타늄 질화물의 형성을 방지하기 위해, 0.008 중량%, 특히 바람직하게 0.006 중량%의 최대 함량이 바람직하다. 또한, 선택적 합금 원소인 붕소가 사용된다면, 알루미늄 또는 티타늄 함량이 충분히 높지 않은 경우에 붕소가 질소와 결합된다.
Si는 혼합 결정 경화에 기여하는 합금 원소이고, 그 함량에 따라 경도 증가에 긍정적인 영향을 미치며, 그에 따라 선택적으로 적어도 0.05 중량%의 함량이 존재한다. 함량이 더 적을 때, Si의 효과는 명확히 확인될 수 없으나, Si가 강의 특성에 부정적인 영향을 미치지도 않는다. 강에 너무 많은 규소가 첨가될 경우, 이는 용접성, 변형 능력, 및 인성 특성에 부정적인 영향을 미친다. 그에 따라, 합금 원소는 충분한 압연성을 보장하기 위해 1.5 중량% 이하, 특히 0.9 중량% 이하로 제한되고, 나아가 바람직하게는 붉은 스케일(red scale)의 형성을 확실하게 방지하기 위해 0.5 중량% 이하로 제한되며, 상기 붉은 스케일의 함량이 커지면 복합체 내의 코어 층과 커버 층 사이의 계면 접착력이 감소할 수 있다. 또한, 예를 들어, N의 바람직하지 못한 결합(bonding)을 방지하기 위해 Al의 사용이 예를 들어 회피되는 경우, Si가 강의 탈산을 위해 사용될 수 있다.
Mn은 경화능(hardenability)에 기여하는 합금 원소이고, 특히 S와 결합하여 MnS를 생성하는 데 사용됨에 따라 적어도 0.1 중량%, 특히 적어도 0.3 중량%의 함량으로 존재한다. 망간은 임계 냉각 속도를 저하시키고, 그로 인해 경화능이 증가된다. 충분한 용접성 및 양호한 변형 거동을 보장하기 위해, 상기 합금 원소는 2.5 중량% 이하, 특히 1.9 중량% 이하이다. 또한, Mn은 강한 편석(segregation) 효과를 가지므로 바람직하게 1.5 중량% 이하로 제한된다.
Al은 특히 탈산에 기여하고, 그러한 이유로 적어도 0.01 중량%, 특히 적어도 0.015 중량%의 함량이 선택적으로 설정된다. 합금 원소는, 최대한 양호한 주조성을 보장하기 위해 2.0 중량% 이하, 특히 1.0 중량% 이하로 제한되고, 재료 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 재료 내의 바람직하지 못한, 특히 비금속 산화 개재물 형태의 석출물을 실질적으로 감소시키고 그리고/또는 방지하기 위해, 0.5 중량% 이하, 특히 바람직하게 0.1 중량% 이하로 제한된다. 예를 들어, 그 함량은 0.02 내지 0.06 중량%의 범위로 설정된다. Al은 강 내에 존재하는 질소의 결합을 위해서도 사용될 수 있고, 그에 따라 선택적으로 첨가된 붕소가 자신의 강도 증대 효과를 발휘할 수 있다. 한 대안적 실시예에서, 밀도를 감소시켜 추가로 제공될 커버 층의 중량 증가를 적어도 부분적으로 보상하기 위해, 알루미늄이 1.0 중량% 초과 내지 2.0 중량% 이하의 양으로 목적에 맞게 합금될 수 있다.
선택적 합금 원소로서의 Cr은 함량에 따라 강도 설정에도 기여할 수 있고, 특히 적어도 0.05 중량%의 함량으로 특히 경화능에 긍정적으로 기여할 수 있다. 또한, Cr은 단독으로 또는 탄화물 형성제로서의 다른 원소와 조합되어 사용될 수 있다. 재료의 인성에 미치는 긍정적인 영향으로 인해서, Cr의 비율은 바람직하게 적어도 0.1 중량%, 특히 바람직하게 적어도 0.2 중량% 단위로 설정될 수 있다. 그러한 합금 원소는 경제적인 이유로, 충분한 용접성을 보장하기 위해 1.5 중량% 이하, 특히 1.2 중량% 이하, 바람직하게 1.0 중량% 이하로 제한된다.
선택적 합금 원소로서의 B는 원자 형태로 페라이트/베이나이트로의 미세조직 변환을 지연시킬 수 있고, 특히 N이 Al 또는 Nb와 같은 강한 질화물 형성제와 결합되어 특히 적어도 0.0001 중량%의 함량으로 존재할 수 있을 때, 경화능 및 강도를 개선할 수 있다. 그러한 합금 원소는 0.01 중량% 이하, 특히 0.005 중량% 이하로 제한되는데, 그 이유는, 그보다 많은 함량은 특히 입계에서의 연성과 관련하여 재료 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 경도 및/또는 강도의 감소를 초래할 수 있기 때문이다.
Ti, Nb, V 및/또는 W는 입자 미세화를 실현하기 위해 개별적으로 또는 조합되어 선택적 합금 원소로서 첨가될 수 있고, 추가로 Ti는 N의 결합을 위해 사용될 수 있다. 그러나, 무엇보다 상기 원소들은 강도 증대성 탄화물, 질화물, 및/또는 탄질화물을 생성하기 위한 미량합금 원소로서 사용될 수 있다. 그 효과를 보장하기 위해서, Ti, Nb, V 및/또는 W는 적어도 0.005 중량%의 함량으로 사용될 수 있다. N의 완전한 결합을 위해서, Ti의 함량은 적어도 3.42*N이 되어야 할 수 있다. 상기 합금 원소들은 합해서 0.2 중량% 이하, 특히 0.15 중량% 이하, 바람직하게 0.1 중량% 이하로 제한되는데, 그 이유는 그보다 더 많은 함량은 재료 특성에 불리한 영향을 미치고, 특히 재료의 인성에 부정적인 영향을 미치기 때문이다.
Mo는, 강도를 높이고 심경화능(through-hardenability)을 개선하기 위해 선택적으로 합금될 수 있다. 또한, Mo는 인성 특성에 긍정적인 영향을 미친다. Mo는 항복 강도를 증가시키고 인성을 개선하기 위한 탄화물 형성제로서 이용될 수 있다. 이러한 효과의 유효성을 보장하기 위해, 적어도 0.1 중량%, 바람직하게 적어도 0.2 중량%의 함량이 필요하다. 비용 상의 이유로, 최대 함량은 1 중량%, 바람직하게 0.7 중량%로 제한된다.
함량이 0.05 중량% 내지 0.5 중량%인 선택적 합금 원소로서의 Cu는 석출 경화에 의해 경도를 증가시키는 데 기여한다.
P는, 강력한 인성 저감 작용을 하며 고강도강 또는 방탄강 내에서 바람직하지 못한 동반 원소들에 속하는 철 동반 원소(accompanying element of iron)이다. 이 원소의 강도 증대 작용을 이용하기 위해, 상기 원소는 선택적으로 적어도 0.005 중량%의 양으로 합금될 수 있다. P는 용융체의 응고 시 그의 느린 확산 속도로 인해 강한 편석을 초래할 수 있다. 이러한 이유로 상기 원소는 0.15 중량% 이하, 특히 0.06 중량% 이하, 바람직하게 0.03 중량% 이하로 제한된다.
S는 강 내에서 강한 편석 경향을 보이고 바람직하지 못한 FeS를 형성하며, 그러한 이유로 이는 Mn에 의해 결합되어야 한다. 그에 따라, S의 함량은 0.03 중량% 이하, 특히 0.02 중량%, 바람직하게 0.01 중량%, 특히 바람직하게 0.005 중량%로 제한된다.
Ca는 선택적으로 탈황제로서 그리고 황화물에 영향을 미치기 위한 목적으로 0.015 중량% 이하, 바람직하게 0.005 중량% 이하의 함량으로 용융체에 첨가될 수 있는데, 이는 열간 압연 시 황화물의 소성 변화를 초래한다. 또한, 칼슘 첨가에 의해 바람직하게 냉간 성형 거동도 개선된다. 전술한 효과는 0.0015 중량% 이상의 함량에서 효과적이고, 그러한 이유로 상기 한계치는 Ca의 사용 시 최소치로서 선택된다.
선택적으로 5.0 중량% 이하의 양으로 합금될 수 있는 Ni는 재료의 변형성에 긍정적인 영향을 미친다. 또한, 니켈은 임계 냉각 속도를 감소시킴으로써, 심경화능을 증대시킨다. 비용 상의 이유로 바람직하게 1.5 중량% 이하, 특히 바람직하게 1.0 중량% 이하의 함량이 설정된다. 전술한 효과는 0.1 중량% 이상의 함량에서 나타난다. 바람직하게는 적어도 0.2 중량%의 함량이 합금된다.
Sn, As 및/또는 Co는, 특수한 특성을 조정하기 위해 의도적으로 합금되지 않는 경우에 개별적으로 또는 조합되어 불순물 중 일부로서 간주될 수 있는 합금 원소이다. 그 함량은 0.05 중량% 이하의 Sn, 0.02 중량% 이하의 Co, 0.02 중량% 이하의 As로 제한된다.
O는 일반적으로 바람직하지 않지만 본 발명에서는 극소량이 필요할 수도 있는데, 그 이유는, 예를 들어 문헌 DE 10 2016 204 567.9호에 기술된 바와 같이, 특히 코어 층과 커버 층 사이의 경계층 상의 산화물 코팅이 의도적으로 달리 합금된 강들 사이의 확산을 방지하기 때문이다. 산소의 최대 함량은 0.005 중량%, 바람직하게 0.002 중량%로 제시된다.
가장 작은 원자로서의 H는 강 내의 격자간 위치들에서 운동성이 매우 높고, 특히 매우 고강도의 강에서는 열간 압연으로부터 냉각되는 동안 코어 내의 파열을 초래할 수 있다. 그에 따라, 수소 원소는 0.001 중량% 이하, 특히 0.0006 중량% 이하, 바람직하게 0.0004 중량% 이하, 더 바람직하게는 0.0002 중량% 이하로 함량이 낮아진다.
본 발명에 따른 고강도강의 코어 층에 대한 대표적인 예로서, 예를 들어 "XAR®", 특히 XAR® 400, 450, 500, 600 및 650이라는 상표명으로 본 출원인이 판매하는 상업용 강을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 방탄강의 코어 층에 대한 대표적인 예로서, 예를 들어 "SECURE", 특히 SECURE 400, 450, 500, 600 및 650이라는 상표명으로 본 출원인이 판매하는 상업용 강을 이용할 수 있다.
굽힘/성형 보조를 제공하기 위한 커버 층은, 용이하게 성형될 수 있고 특히 큰 파단 연신율을 갖는 연질의 연성 강으로 구성된다. 또한, 커버 층을 위한 강은 최대한 작은 경화능을 갖도록 선택된다. 특히 미량합금강, 그리고 바람직하게는 탄소 함량이 적은 연질 강(ULC = "ultra low carbon" 강) 및 특히 바람직하게는 IF 강이 본 발명에 따른 고강도강 및 방탄강에 적합한 강인 것으로 밝혀졌다. IF("interstitial free") 강은, 특히 질소 및 탄소가 Ti, Nb, V, W 및/또는 Cr과 같은 원소와 완전히 결합되도록 합금된다.
본 발명에 따라 커버 층은, Fe 및 제조에 기인하여 불가피한 불순물 외에, 중량% 단위로,
C: 0.001 내지 0.15%,
선택적으로 N: 0.001 내지 0.01%,
선택적으로 Si: 0.03 내지 0.7%,
선택적으로 Mn: 0.05 내지 2.5%,
선택적으로 P: 0.005 내지 0.1%,
선택적으로 Mo: 0.05 내지 0.45%,
선택적으로 Cr: 0.1 내지 0.75%,
선택적으로 Cu: 0.05 내지 0.75%,
선택적으로 Ni: 0.05 내지 0.5%,
선택적으로 Al: 0.005 내지 0.5%,
선택적으로 B: 0.0001 내지 0.01%,
선택적으로 Nb, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소: 총 0.001 내지 0.3%,
S: 0.03% 이하,
선택적으로 Ca: 0.0015 내지 0.015%,
Sn: 0.05% 이하,
As: 0.02% 이하,
Co: 0.02% 이하,
H: 0.001% 이하,
O: 0.005% 이하로 구성되고,
여기서 선택적인 것으로 명시된 합금 원소 N, Si, Al, Cr, B, Ti, Nb, V, W, Mo, Cu, P, Ca, Ni는 대안적으로 소량의 불순물로서도 존재할 수 있다.
커버 층의 연성 증가 및 경화능 감소를 위해서, 합금 원소로서의 C는 0.15 중량% 이하, 특히 0.10 중량% 이하, 바람직하게 0.06 중량% 이하로 제한된다. 한 바람직한 실시예에서, 커버 층은 최대 탄소 함량이 0.03 중량%로 제한되는 ULC 강이다. 매우 바람직한 한 실시예에서, C 함량이 0.01 중량% 이하로 규정된 IF 강이 커버 층으로서 사용된다. IF 강에서 요구되는 Ti, Nb, V, W, Cr 및/또는 Mo에 의한 C의 완전한 결합을 보장하기 위해서, Ti, Nb, V, W, Cr 및/또는 Mo의 함량을 너무 높게 설정할 필요 없이 바람직하게는 0.005 중량%, 특히 바람직하게는 0.003 중량%의 최대 함량이 설정된다. 프로세스로 인해서 최소 함량의 C는 경제적 측면에서 불가피하다. 따라서 C 함량의 하한선은 0.001 중량%로 주어진다.
N은 용해된 형태의 선택적 합금 원소로서 마찬가지로 강의 경화능을 증가시키지만, 선택적으로, Al, B, Ti, Nb, V, W, Cr 및/또는 Mo와 함께 질화물 또는 탄질화물을 형성하려는 의도로 사용될 수도 있다. 제조 프로세스에서 커버 층의 경화의 과다한 증가 및 커버 층의 취성도 방지하기 위해, 질소 함량은 0.01 중량% 이하, 바람직하게 0.005 중량% 이하로 제한된다. 프로세스로 인해서 N의 최소 함량은 경제적 측면에서 불가피하다. 그에 따라 N 함량의 선택적 하한선은 0.001 중량%로 주어진다.
Si, Mn, P, Mo, Cr, Cu 및 Ni는, 본 발명에 따른 개념의 한 대안적 실시예에서, 코어 층과 커버 층 사이의 경도차를 줄이고, 예를 들어 연마성 마모에 대한 커버 층의 내성을 증가시키기 위한 목적으로, 커버 층의 강도를 증가시키는 데 이용될 수 있는 선택적 합금 원소이다.
전술한 선택적 합금 원소의 각각의 효율을 보장하기 위해, 커버 층에서의 사용을 위한 최소 함량은 하기와 같이 결정된다:
· 0.03 중량%, 바람직하게 0.1 중량%, 특히 바람직하게 0.3 중량%의 Si
· 0.05 중량%, 바람직하게 0.2 중량%의 Mn
· 0.005 중량%의 P
· 0.05 중량%의 Mo
· 0.1 중량%의 Cr
· 0.05 중량%, 바람직하게 0.2 중량%의 Cu
· 0.05 중량%, 바람직하게 0.10 중량%의 Ni
각각의 최대 함량은 하기와 같이 결정된다:
· 표면 상에 부정적인 영향이 미치는 것을 방지하기 위해, 0.7 중량%, 바람직하게 0.5 중량%의 Si
· 강도를 너무 크게 증가시키지 않고, Mn 편석으로 인한 바람직하지 못한 효과를 방지하기 위해, 2.5 중량%, 바람직하게 1.5 중량%의 Mn
· 커버 층의 연성을 너무 크게 감소시키지 않기 위해, 0.1 중량%, 바람직하게 0.05 중량%의 P
· 각각 경제적인 관점에서, 그리고 커버 층의 용접성에 부정적인 영향이 과도하게 미치지 않도록 하기 위해, 0.45 중량%, 바람직하게 0.15 중량%의 Mo; 0.75 중량%, 바람직하게 0.40 중량%의 Cu; 0.75 중량%, 바람직하게 0.25 중량%, 특히 바람직하게 0.15 중량%의 Cr; 0.5 중량%, 바람직하게 0.3 중량%의 Ni
Mn은 부가적으로 S와 결합하여 MnS를 생성하는 역할을 한다.
Al은 선택적으로 탈산을 위해 사용될 수 있으며, 이 경우 적어도 0.005 중량%, 특히 0.01 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 재료 특성에 부정적인 영향을 미치지 않도록, 상기 함량은 0.5 중량% 이하, 특히 0.1 중량% 이하, 바람직하게 0.05 중량% 이하로 제한된다.
B는 선택적으로 본 발명의 덜 바람직한 한 실시예에서, 특히 N이 결합될 때 합금 원소로서 경화능에 기여할 수 있고, 특히 적어도 0.0001 중량%, 바람직하게 0.0005 중량%, 특히 바람직하게 0.0010 중량%의 함량으로 존재할 수 있다. 이 합금 원소는 0.01 중량% 이하, 특히 0.005 중량% 이하로 제한되는데, 이는, 더 높은 함량은 재료 특성에 부정적인 영향을 미치고 커버 층의 바람직하지 못한 과도한 경화를 초래하기 때문이다.
Ti, Nb, V, W, Cr 및 Mo는 입자 미세화를 위해서 및/또는 C 및 N의 결합을 위해, 합금 원소로서 개별적으로 또는 조합되어 합금될 수 있고, 비용상의 이유로 전술한 목적을 위해 Ti, Nb 및 V를 사용하는 것이 바람직하다. Ti, Nb 및/또는 V는 적어도 0.001 중량%, 바람직하게 0.005 중량%, 특히 바람직하게 0.01 중량%의 함량으로 사용될 수 있다. C 및 N의 완전한 결합을 위해, 바람직한 실시예에서 화학량론에 기반하여 하기의 내용이 적용되도록 Ti, Nb, V, W, Cr 및 Mo의 함량이 설정된다:
(Ti/47.9 + Nb/92.9 + V/50.9 + W/183.8 + Cr/(52*1.5) + Mo/(95.95*2)/(C/12 + N/14) ≥ 1.0. 합금 원소 Ti, Nb, V 및 W는 경제적인 이유로, 합해서 0.3 중량% 이하, 특히 0.2 중량% 이하로 제한된다. Ti + Nb + V + W의 함량은 바람직하게 0.15 중량% 이하, 특히 바람직하게 0.1 중량%로 제한되는데, 그 이유는 더 많은 함량은 재료 특성에 불리하게 작용하고, 특히 재료의 인성에 부정적인 영향을 미치기 때문이다. 선택적 합금 원소 Cr 및 Mo의 본 발명에 따른 최대 함량에 대해서는 이미 위에 진술하였다.
S는 강 내에서 강한 편석 경향을 보이고 바람직하지 못한 FeS를 형성하며, 그러한 이유로 Mn에 의해 결합되어야 한다. 그에 따라, S의 함량은 0.03 중량% 이하, 특히 0.02 중량%, 바람직하게 0.01 중량%, 특히 바람직하게 0.005 중량%로 제한된다.
Ca는 선택적으로 탈황제로서 그리고 황화물 형성에 영향을 미치기 위한 의도로 0.015 중량% 이하, 특히 0.005 중량% 이하의 함량으로 용융체에 첨가될 수 있으나, 이는 열간 압연 시 황화물의 소성 변화를 초래한다. 또한, 칼슘의 첨가에 의해 바람직하게는 냉간 성형 거동도 개선된다. 전술한 효과는 0.0015 중량% 이상의 함량에서 효과적이고, 그러한 이유로 상기 한계치는 Ca의 선택적 사용 시 최소치로서 선택된다.
Sn, As 및/또는 Co는, 특수한 특성을 조정하기 위해 의도적으로 합금되지 않는 경우에 개별적으로 또는 조합되어 불순물로서 간주될 수 있는 합금 원소이다. 그 함량은 0.05 중량% 이하의 Sn, 0.02 중량% 이하의 As, 0.02 중량% 이하의 Co로 제한된다.
O는 일반적으로 바람직하지 않지만, 본 발명에서는 극소량이 필요할 수도 있는데, 그 이유는 예를 들어 문헌 DE 10 2016 204 567.9호에 기술된 바와 같이, 특히 코어 층과 커버 층 사이의 경계층 상의 산화물 코팅이 의도적으로 달리 합금된 강들 사이의 확산을 방지하기 때문이다. 산소의 최대 함량은 0.005 중량%, 바람직하게 0.002 중량%로 제시된다.
가장 작은 원자로서의 H는 강 내의 격자간 위치들에서 운동성이 매우 높고, 특히 매우 고강도의 강에서는 열간 압연으로부터 냉각되는 동안 코어 내의 파열을 초래할 수 있다. 그에 따라, 수소 원소는 0.001 중량% 이하, 특히 0.0006 중량% 이하, 바람직하게 0.0004 중량% 이하 더 바람직하게 0.0002 중량% 이하로 함량이 낮아진다.
언급된 모든 선택적 합금 원소는, 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강의 커버 층에 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 제시된 최소값 미만의 함량으로 불순물로서 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 고강도강뿐만 아니라 본 발명에 따른 방탄강의 커버 층에 대한 대표적인 예로서, 상용 비합금 강, 저합금 강, 미량합금강 또는 IF 강을 이용할 수 있다.
고강도강 또는 방탄강의 일 실시예에서, 연질의 연성 강으로 구성된 커버 층 각각은, 면 당 고강도강 또는 방탄강의 전체 재료 두께를 기준으로 1% 내지 12%, 특히 2% 내지 10%, 바람직하게 3% 내지 8%, 특히 바람직하게 3% 내지 6%의 재료 두께를 갖는다. 재료의 총 두께는 2.0 내지 40.0mm, 특히 3.0 내지 30.0mm, 그리고 바람직하게 6.0 내지 20.0mm이다. 용례에 따라, 고강도강 또는 방탄강은 커버 층의 제시된 비율과 관련하여 대칭 구조 또는 비대칭 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 고강도강 또는 방탄강은 한쪽 면에 또는 양면 모두에 금속소재의 부식방지 코팅, 특히 아연을 기재로 하는 코팅을 갖는다. 특히 바람직하게 고강도강 또는 방탄강은 구성에 따라 한쪽 면에 또는 양면 모두에 전기분해 아연 코팅을 구비한다. 전기분해 코팅을 수행하면, 특히 코어 층의 특성이, 특히 예를 들어 용융 도금 코팅을 수행할 때 발생되는 것과 같은 열적 영향에 의해 부정적으로 변하지 않는다는 장점이 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 고강도강 또는 방탄강은 한쪽 면에 또는 양면 모두에 유기 코팅, 바람직하게 래커 코팅을 구비할 수 있다. 이를 통해, 래커 코팅 외관이 개선된 고강도강 또는 방탄강이 제공될 수 있다.
고강도강 또는 방탄강의 추가적인 실시예에서, 고강도강 또는 방탄강은 클래딩, 특히 압연 클래딩에 의해 또는 주조에 의해 제조된다. 바람직하게 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강은 예를 들어 독일 특허 문헌 DE 10 2005 006 606 B3호에 기술된 바와 같은 열간 압연 클래딩에 의해 제조된다. 그 내용이 본 출원에 인용될 상기 특허공보가 참조되며, 이때 코일 와인딩의 제작 단계는 선택적 공정 단계로서 간주될 수 있다. 본 발명에 따른 재료 복합체를 제조하기 위한 프로세스의 한 대안적 실시예에서, 특히 약 10mm 이상의 두께에서는 전적으로 판 또는 시트의 형태로 실시된다. 바람직하게 수행된 열간 압연 클래딩 시 진행되는, 코어 층과 커버 층 사이의 확산 프로세스가 균열 개시의 지연에 추가로 기여할 수 있는데, 이는, 코어 층의 계면 영역 내에서 코어 층으로부터 커버 층 내로의 탄소 이동에 의해 코어 층 내에서의 일종의 표면 탈탄(surface decarburization)이 발생하고, 그로 인해 국소적으로 코어 층의 나머지 영역보다 더 연성인 영역이 발생하기 때문이다. 확산 프로세스의 결과로서, 코어 층과 커버 층 사이에서의, 급변하지 않고 실질적으로 연속적인 재료 특성(경도/강도)의 전이도 나타난다. 커버 층은 열간 상태에서 바람직하게, 큰 연성으로 인해 코어 층에 비해 감소된 형상 변화 내성을 가지며, 그에 따라 커버 층은 열간 압연 클래딩 또는 열간 압연 시 코어 층의 방향으로 변형되고, 그로 인해 특히 생산에 기인한 결함부, 예를 들어 층들 사이의 공기 포집을 압연 접합에 의해 폐쇄할 수 있다. 이는 무엇보다 차후의 사용 시에 유리하며, 그에 따라 상기 결함부로 인해 마모 응력의 경우에 파열이 발생할 수 없거나, 충격 응력의 경우에 바람직하지 못한 충격파 파단이 발생할 수 없다. 그 대안으로, 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강이 주조에 의해 제조될 수 있으며, 그 제조 가능성이 일본 공개공보 JP-A 03 133 630호에 개시되어 있다. 금속 복합체 제조는 전반적으로 종래 기술이다.
고강도강 또는 방탄강으로서의 사용에 필요한 코어 층의 재료 특성을 설정하기 위해, 본 발명의 재료 복합체가 급냉에 의해 경화된다. 급냉은 한 바람직한 실시예에서, 압연 열로부터의 사전 냉각 없이, 열간 압연 클래딩 또는 열간 압연 직후에 실시된다. 냉각은 코어 층의 마텐자이트 시작 온도(Ms) 미만의 온도, 바람직하게 코어 층의 마텐자이트 종료 온도(Mf) 미만의 온도, 특히 바람직하게 상온 이상 100 ℃ 이하의 온도에서 종료된다.
한 대안적인, 역시 바람직한 실시예에서, 경화가 다음과 같이 실시될 수도 있다: 석출물의 입자 성장 또는 조대화(coarsening)와 같은 바람직하지 못한 효과를 피하기 위해, 열간 압연 후에 재료가 먼저 500℃ 미만의 온도로 냉각된다. 이때, 냉각은 코일 내에서 또는 판으로서 공기 중에서, 또는 물이나 오일과 같은 냉매와의 접촉에 의해서 이루어질 수 있다. 운반상의 이유로 100℃ 미만으로의 냉각, 특히 바람직하게는 상온에 근접한 온도로의 냉각이 바람직하다. 이어서 재료 복합체는 적어도 부분적으로 오스테나이트화되고, 이를 위해 적어도 코어 층의 Ac1 초과의 온도로 가열된다. 완전한 오스테나이트화 및 그에 상응하는, 적어도 코어 층의 Ac3까지의 가열을 수행하는 것이 바람직하다. 에너지와 관련된 이유로, 바람직하지 못한 오스테나이트 입자 성장을 피하기 위해 오스테나이트화 온도는 1100℃ 이하, 바람직하게 (Ac3 + 200℃) 이하, 특히 바람직하게 (Ac3 + 100℃) 이하로 제한되고, 여기서 Ac3는 각각 코어 층과 관련된다.
가열에 이어서, 재료 복합체는 경화를 위해 500℃ 미만, 바람직하게 300℃ 미만, 특히 바람직하게 100℃ 미만의 온도로 급냉된다. 연성을 높이기 위해서, 재료 복합체는 이어서 어닐링될 수 있고, 어닐링 처리의 온도 및 지속시간은 코어 층의 합금 및 원하는 어닐링 효과에 따라 선택된다. 어닐링 처리를 위한 프로세스는, 본 발명에 따른 재료 복합체의 각각의 코어 층에 상응하는 합금 컨셉을 위한 단일층 재료에 대해 종래 기술에서 개시된 일반적인 과정에 상응한다.
열간 압연 클래딩, 열간 압연, 경화 및 어닐링의 생산 단계들 사이에서, 재료 복합체는 운송상의 이유로 선택적으로 코일로 와인딩되었다가, 다음 생산 단계의 준비 시 다시 언와인딩될 수 있다.
제2 양태에 따라, 본 발명은 방탄 작용을 하는 구성요소를 제조하는 방법에 관련되며, 이 방법에서 본 발명에 따른 방탄강은 냉간 성형된다. 본 발명에 따른 방탄강의 커버 층이 매우 용이하게 변형될 수 있기 때문에, 최적의 굽힘 특성이 특히 가장자리 섬유 내에서 존재하고, 본 발명에 따른 방탄강은 동일한 조성을 갖는 단일체 방탄강에 비해 더 작은 굽힘 반경으로 성형될 수 있다. 제조된 구성요소는 차량 또는 건물 내 생명체를 보호하기 위해 사용된다.
제3 양태에 따라, 본 발명은 큰 연마성 마모에 노출되는 구성요소를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법에서는 본 발명에 따른 고강도강이 냉간 성형된다. 본 발명에 따른 방탄강의 커버 층이 매우 용이하게 변형될 수 있기 때문에 최적의 굽힘 특성이 존재하며, 본 발명에 따른 고강도강은 동일한 조성을 갖는 단일체 고강도강에 비해 더 작은 굽힘 반경으로 성형될 수 있다. 제조된 구성요소는 건설 기계, 농기계, 광산 기계 또는 운송 기계, 특히 덤프 트럭에서 사용된다.
이하에서는 실시예를 기초로 도시한 도면을 토대로 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강의 개략적 단면도이다.
도 1은 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강(1)의 개략적 단면도가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 3층 고강도강 또는 방탄강(1)은, 경화되거나 템퍼링된 상태에서 350HBW 초과, 특히 400HBW 초과, 바람직하게 500HBW 초과, 더 바람직하게 550HBW 초과, 특히 바람직하게 600HBW 초과의 경도를 갖는 강으로 형성된 코어 층(1.1)과; 이 코어 층(1.1)에 물질간 결합된, 보다 연질의 강으로 형성된 2개의 커버 층(1.2);을 포함하며, 상기 커버 층(1.2)은, 경화되거나 템퍼링된 상태에서 코어 층(1.1)의 경도보다 적어도 20% 더 작은 경도를 가지고, 그 경도는 400HBW 미만, 특히 350HBW 미만, 바람직하게 300HBW 미만, 특히 바람직하게 250HBW 미만, 더 바람직하게 200HBW 미만이다. 고강도강 또는 방탄강(1)은 양면에 금속 소재의 부식방지 코팅(1.3)을 가질 수 있다.
코어 층(1.1)은 Fe 및 제조에 기인하여 불가피한 불순물 외에, 중량% 단위로,
C: 0.1 내지 0.6%,
선택적으로 N: 0.003 내지 0.01%,
선택적으로 Si: 0.05 내지 1.5%,
Mn: 0.1 내지 2.5%,
선택적으로 Al: 0.01 내지 2.0%,
선택적으로 Cr: 0.05 내지 1.5%,
선택적으로 B: 0.0001 내지 0.01%,
선택적으로 Nb, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소: 총 0.005 내지 0.2%,
선택적으로 Mo: 0.1 내지 1.0%,
선택적으로 Cu: 0.05 내지 0.5%,
선택적으로 P: 0.005 내지 0.15%,
S: 0.03% 이하,
선택적으로 Ca: 0.0015 내지 0.015%,
선택적으로 Ni: 0.1 내지 5.0%,
Sn: 0.05% 이하,
As: 0.02% 이하,
Co: 0.02% 이하,
O: 0.005% 이하,
H: 0.001% 이하로 구성된다.
커버 층(1.2)은 Fe 및 제조에 기인하여 불가피한 불순물 외에, 중량% 단위로,
C: 0.001 내지 0.15%,
선택적으로 N: 0.001 내지 0.01%,
선택적으로 Si: 0.03 내지 0.7%,
선택적으로 Mn: 0.05 내지 2.5%,
선택적으로 P: 0.005 내지 0.1%,
선택적으로 Mo: 0.05 내지 0.45%,
선택적으로 Cr: 0.1 내지 0.75%,
선택적으로 Cu: 0.05 내지 0.75%,
선택적으로 Ni: 0.05 내지 0.5%,
선택적으로 Al: 0.005 내지 0.5%,
선택적으로 B: 0.0001 내지 0.01%,
선택적으로 Nb, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소: 총 0.001 내지 0.3%,
S: 0.03% 이하,
선택적으로 Ca: 0.0015 내지 0.015%,
Sn: 0.05% 이하,
As: 0.02% 이하,
Co: 0.02% 이하,
H: 0.001% 이하,
O: 0.005% 이하로 구성된다.
커버 층(1.2)의 재료 두께는, 면 당 고강도강 또는 방탄강(1)의 총 재료 두께를 기준으로 1% 내지 12%, 특히 2% 내지 10%, 바람직하게 3% 내지 8%일 수 있다.
본 발명에 따른 방탄강 및 본 발명에 따른 고강도강은 상용 평강 제품으로부터 열간 압연 클래딩을 이용하여 생산될 수 있고, 각각 3층 재료 복합체를 갖는다. S315MC라는 명칭의 미량합금강 또는 DC05라는 명칭의 IF 강이 각각 커버 층으로서 사용되었고, 고강도강 제조용으로는 XAR®500 또는 XAR®600라는 명칭의 강이, 그리고 방탄강 제조용으로는 SECURE500 또는 SECURE600 또는 SECURE 650라는 명칭의 강이 코어 층으로서 사용되었다. 커버 층들은 각각, 면 당 고강도강의 총 재료 두께를 기준으로 10%의 재료 두께를 갖는 한편, 방탄강의 커버 층의 재료 두께는 방탄강의 총 재료 두께를 기준으로 면 당 각각 5%였다. 방탄강뿐만 아니라 고강도강도 마찬가지로, 코어 층의 명시된 모든 변형예에서 각각 커버 층의 명시된 모든 변형예와 조합되었다.
2개의 커버 층과 그 사이에 배열된 하나의 코어 층을 포함하는 시트 단편들이 각각 상하로 적층되었고, 이들 시트 단편이 적어도 국소적으로 그들의 에지를 따라 물질간 결합에 의해, 바람직하게는 용접을 이용하여 서로 접합되어 예비 접합재가 형성되었다. 이 예비 접합재를 1100℃ 초과의 온도로 가열하였고, 복수의 단계를 거쳐 열간 압연하여 6mm의 총 재료 두께를 갖는 재료 복합체를 수득하였다. 그 후에, 재료 복합체의 양면을 각각 20㎛의 층 두께를 갖는 아연계 코팅으로 전기분해 코팅하였다. 층 두께는 5 내지 30㎛일 수 있다.
제조된 재료 복합체들로부터 시트 바아들(sheet bar)을 분할하였다. 재료 복합체에 더하여, 명시된 명칭에 따라 코어층들과 동일한 용융체로부터 단일체 시트 바아들도 제조하였다. 이때, 방탄강의 경우에는 상기 재료 두께가 5.4mm 였고, 이는 본 발명에 따른 방탄강의 코어 층 두께에 상응한다. 고강도강의 경우에는, 본 발명에 따른 고강도강의 코어 층 두께에 상응하는 4.8mm의 재료 두께를 갖는 단일체 시트 바아가 각각 제조되었다. 단일체 시트 바아는 각각 참조물로서 제공되었다.
크기가 6000mm x 1200mm인 모든 시트 바아를 퍼니스 내에서 각각 약 180분 동안 오스테나이트 온도까지, 특히 코어 층에 기반한 Ac3보다 높은 온도로 웜업하고 골고루 가열한 다음(heated through), 코어 층 내 희망 경도를 조정하기 위해 담금질하였다. 담금질 전에, 실질적으로 왜곡이 없는 열처리를 보장하기 위해, 시트 바아를 담금질 장치, 이른바 ?처(quencher) 내에 클램핑하였다. 담금질은 물을 공급하여 수행되었다. 담금질을 위한 다른 액상 매체도 이용될 수 있다. 재료 복합체의 코어 내 냉각 속도를 미리 도입된 열전쌍을 통해 조절하였고, 20K/s를 초과하였다. 프로세스에 기인하여, ?처 내에서 항시 재료의 전체 표면에 걸쳐 균일한 냉각 파워가 달성될 수는 없는데, 그 이유는 대략적으로만 균일한 물 공급을 발생시킬 수 있는 분사 노즐로부터 물이 공급되기 때문이다. 국소적으로 불균일한 냉각 파워는 바람직하지 못한 특성 변동, 예를 들어 경도 변화를 초래할 수 있다. 또한, 프로세스에 기인하여 균일한 냉각 프로파일은 재료의 상 전환 시 이제까지 사용된 단일체 재료의 표면에서 응력을 초래할 수 있고, 그러한 응력은 한편으로 추가 처리에 있어서 바람직하지 못할 수 있는데, 이는 상기 응력이 추가 처리 중에 생산될 구성요소의 변형을 초래할 수 있기 때문이고, 다른 한편으로는 국소적인 미세구조 편차가 극단적인 경우에는 표면에 근접한 재료의 손상을 초래할 수 있고, 이는 생산 프로세스에서 불량품 또는 불가피한 추가 작업, 예를 들어 균열부의 연마를 유도할 수 있다. 놀랍게도, 기존에 사용된 단일체 강의 경우에 가끔 발생했던 것과 같은 불균일성이 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강에서는 발견할 수 없었던 것으로 밝혀졌다. 이를 뒷받침하는 설명으로서, 열전도성이 매우 우수한 연질 커버 층이 열 방출을 균일하게 하는 효과를 가지며, 거의 일종의 열 버퍼 또는 중간 버퍼를 제공하면서도, 커버 층에도 불구하고 경화된 미세조직이 코어 층 내에 형성될 수 있을 정도로 열 방출이 높은 점이 보장된다고 할 수 있다. 그에 따라, 적용 또는 사용과 관련해서는 기능하지 않는 커버 층이, 코어 층으로부터의 열 방출의 균일화를 토대로 코어 층 내의 균일한 경도를 유도하며, 그와 더불어 프로세스 신뢰성의 증가로도 연결된다.
본 발명에 따른 방탄강 및 본 발명에 따른 고강도강의 코어 층은 주로 마텐자이트 및/또는 베이나이트, 특히 실질적으로 마텐자이트로 구성된 미세조직을 갖는다. S315MC의 커버 층의 경우, 소정 비율의 페라이트, 베이나이트 및 일부 마텐자이트의 혼합 미세조직이 커버 층 내에 형성되었다. DC05의 커버 층의 경우에, 작은 비율의 베이나이트 및/또는 마텐자이트를 갖는, 실질적으로 페라이트계인 미세조직이 관찰되었고, 이는 코어 층으로부터의 탄소 확산에 기인한다. 단일체 참조 강은, 동일 조성을 갖는 상응 코어 층의 특성과 필적하는 특성을 갖는다.
티센크루프 스틸 아게(ThyssenKrupp Steel AG), 08/2008 편집판의 간행물 "Sicherheitsstaehle SECURE. Verarbeitungsempfehlungen(방탄강 SECURE. 가공 지침)."에 따른 굽힘 테스트에서는, 시트 바아가 이전의 압연 방향에 대해 수직으로 굽혀졌다. DC05 클래딩 재료를 갖는 단일체 방탄강 SECURE 500의 경우, 임계 굽힘 반경(r)이 약 30mm인 것으로 확인되었다. 더 좁은 굽힘 반경은 굽힘 영역 내 표면에서 균열을 초래하였다. DC05의 클래딩 재료를 갖는 XAR 500의 단일체 고강도강의 경우에는 임계 굽힘 반경(r)이 약 23.5mm인 것으로 확인되었다. 더 좁은 굽힘 반경은 단일체 고강도강에서도 굽힘 영역 내 표면에서 균열을 초래하였다. 본 발명에 따른 방탄강의 경우, 인지 가능한 균열이 없이 약 27mm까지의 굽힘 반경이 가능하였다. 본 발명에 따른 고강도강의 경우, 약 21mm까지의 굽힘 반경이 문제 없이 실현될 수 있었다. 더 작은 굽힘 반경을 실현할 수 있는 가능성은, 본 발명에 따른 방탄강에 비해 본 발명에 따른 고강도강에서 더 크고, 이는 커버 층의 재료 두께가 약간 더 두꺼운 데서 기인한다. 본 발명에 따른 고강도강 및 방탄강에서의 임계 굽힘 반경의 감소는, 동일한 특성을 갖는 단일체 참조 강에 비해 중량이 약간 증가하는 점과 관련이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예 및 전반적인 명세서 내 실시예들로 제한되지 않는다. 오히려 본 발명에 따른 고강도강 또는 방탄강은 주문형 제품(tailored product), 예를 들어 TB(Tailored Blank) 및/또는 TRB(Tailored Rolled Blank)로 형성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 경화된 또는 템퍼링된 상태에서, 350HBW 초과의 경도를 갖는 강으로 형성된 코어 층(1.1) 및 상기 코어 층(1.1)과 물질간 결합 방식으로 접합되며 더 연질의 강으로 형성된 2개의 커버 층(1.2)을 포함하는 3층 고강도강 또는 방탄강(1)으로서, 커버 층들(1.2)은, 경화된 또는 템퍼링된 상태에서 코어 층(1.1)의 경도보다 적어도 20% 더 작은 경도를 가지며, 코어 층(1.1)은, Fe 및 제조에 기인하여 불가피한 불순물 외에, 중량% 단위로,
    C: 0.1 내지 0.6%,
    선택적으로 N: 0.003 내지 0.01%,
    선택적으로 Si: 0.05 내지 1.5%,
    Mn: 0.1 내지 2.5%,
    선택적으로 Al: 0.01 내지 2.0%,
    선택적으로 Cr: 0.05 내지 1.5%,
    선택적으로 B: 0.0001 내지 0.01%,
    선택적으로 Nb, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소: 총 0.005 내지 0.2%,
    선택적으로 Mo: 0.1 내지 1.0%,
    선택적으로 Cu: 0.05 내지 0.5%,
    선택적으로 P: 0.005 내지 0.15%,
    S: 0.03% 이하,
    선택적으로 Ca: 0.0015 내지 0.015%,
    선택적으로 Ni: 0.1 내지 5.0%,
    Sn: 0.05% 이하,
    As: 0.02% 이하,
    Co: 0.02% 이하,
    O: 0.005% 이하,
    H: 0.001% 이하로 구성되고,
    커버 층(1.2)은, Fe 및 제조에 기인하여 불가피한 불순물 외에, 중량% 단위로,
    C: 0.001 내지 0.15%,
    선택적으로 N: 0.001 내지 0.01%,
    선택적으로 Si: 0.03 내지 0.7%,
    선택적으로 Mn: 0.05 내지 2.5%,
    선택적으로 P: 0.005 내지 0.1%,
    선택적으로 Mo: 0.05 내지 0.45%,
    선택적으로 Cr: 0.1 내지 0.75%,
    선택적으로 Cu: 0.05 내지 0.75%,
    선택적으로 Ni: 0.05 내지 0.5%,
    선택적으로 Al: 0.005 내지 0.5%,
    선택적으로 B: 0.0001 내지 0.01%,
    선택적으로 Nb, Ti, V 및 W로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소: 총 0.001 내지 0.3%,
    S: 0.03% 이하,
    선택적으로 Ca: 0.0015 내지 0.015%,
    Sn: 0.05% 이하,
    As: 0.02% 이하,
    Co: 0.02% 이하,
    H: 0.001% 이하,
    O: 0.005% 이하로 구성되는, 고강도강 또는 방탄강.
  2. 제1항에 있어서, 커버 층(1.2)이 면 당 고강도강 또는 방탄강(1)의 총 재료 두께를 기준으로 1% 내지 12%, 특히 2% 내지 10% 범위의 재료 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 고강도강 또는 방탄강.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 고강도강 또는 방탄강(1)이 한쪽 면에 또는 양면 모두에 금속 소재의 부식방지 코팅(1.3)을 가지며, 그리고/또는 한쪽 면에 또는 양면 모두에 유기 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 고강도강 또는 방탄강.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고강도강 또는 방탄강(1)이 클래딩에 의해 또는 주조에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 고강도강 또는 방탄강.
  5. 방탄 작용을 갖는 구성요소를 제조하기 위한 방법으로서, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방탄강이 냉간 성형되는, 구성요소 제조 방법.
  6. 제5항에 따라 제조된 구성요소의, 차량 또는 건물 내 생명체의 보호를 위한 용도.
  7. 큰 연마성 마모에 노출되는 구성요소를 제조하기 위한 방법으로서, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 고강도강이 냉간 성형되는, 구성요소 제조 방법.
  8. 제7항에 따라 제조된 구성요소의, 건설 기계, 농기계, 광산 기계 또는 운송 기계에서의 용도.
KR1020197035018A 2017-05-16 2018-05-03 3층 고강도강 또는 방탄강, 구성요소 생산 방법, 및 그 용도 KR20200004839A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017208252.6A DE102017208252A1 (de) 2017-05-16 2017-05-16 Dreilagiger Verschleißstahl oder Sicherheitsstahl, Verfahren zur Herstellung einer Komponente und Verwendung
DE102017208252.6 2017-05-16
PCT/EP2018/061341 WO2018210574A1 (de) 2017-05-16 2018-05-03 DREILAGIGER VERSCHLEIßSTAHL ODER SICHERHEITSSTAHL, VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER KOMPONENTE UND VERWENDUNG

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200004839A true KR20200004839A (ko) 2020-01-14

Family

ID=62111075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197035018A KR20200004839A (ko) 2017-05-16 2018-05-03 3층 고강도강 또는 방탄강, 구성요소 생산 방법, 및 그 용도

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20200061971A1 (ko)
EP (1) EP3625046A1 (ko)
KR (1) KR20200004839A (ko)
AU (1) AU2018268764A1 (ko)
BR (1) BR112019023531A2 (ko)
CA (1) CA3056409A1 (ko)
DE (1) DE102017208252A1 (ko)
MX (1) MX2019013272A (ko)
WO (1) WO2018210574A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3625044B1 (de) * 2017-05-16 2021-01-13 ThyssenKrupp Steel Europe AG Warmumformmaterial, bauteil und verwendung
DE102018220116A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-28 Thyssenkrupp Ag Ballistisches Produkt und seine Verwendung
DE102019215055A1 (de) * 2019-09-30 2021-04-01 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung eines Stahlproduktes sowie ein entsprechendes Stahlprodukt
CN112496036A (zh) * 2020-11-12 2021-03-16 太原理工大学 一种通过轧制制备金属梯度材料的方法
CN117043379A (zh) * 2021-03-31 2023-11-10 杰富意钢铁株式会社 包层钢板和部件及其制造方法
KR20230137452A (ko) * 2021-03-31 2023-10-04 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 클래드 강판 및 부재, 그리고, 그들의 제조 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03133630A (ja) 1989-10-20 1991-06-06 Nippon Steel Corp 耐デント性、耐面歪性に優れた良成形性クラッド鋼板
JPH0639656B2 (ja) * 1990-02-02 1994-05-25 新日本製鐵株式会社 加工性および溶接性に優れた耐摩耗複合鋼板
JPH106037A (ja) * 1996-06-25 1998-01-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 刃物用クラッド鋼板の製造方法
DE102005006606B3 (de) 2005-02-11 2006-03-16 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren zum Herstellen von walzplattiertem Warmband zur Weiterverarbeitung zu Kaltband und gewickeltes Coil aus solchem Warmband
JP4960289B2 (ja) * 2008-03-27 2012-06-27 国立大学法人 東京大学 複層鋼
PL2123447T3 (pl) * 2008-05-07 2019-05-31 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Tworzywo kompozytowe z efektem ochrony balistycznej
EP2886332B1 (de) * 2013-12-20 2018-11-21 ThyssenKrupp Steel Europe AG Stahlflachprodukt, und verfahren zur herstellung eines bauteils für eine fahrzeugkarosserie und einer karosserie für ein kraftfahrzeug.
DE102016204567A1 (de) 2016-03-18 2017-09-21 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Herstellen eines warmwalzplattierten Werkstoffverbundes, Flachproduktpaket, warmwalzplattierter Werkstoffverbund sowie seine Verwendung
CN107310218B (zh) * 2016-04-26 2019-03-29 宝山钢铁股份有限公司 一种复合防弹钢板及其制造方法
CN107310219B (zh) * 2016-04-26 2019-03-29 宝山钢铁股份有限公司 一种冷弯加工性能优良的防弹钢板及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2019013272A (es) 2020-01-13
WO2018210574A1 (de) 2018-11-22
US20200061971A1 (en) 2020-02-27
CA3056409A1 (en) 2018-11-22
EP3625046A1 (de) 2020-03-25
AU2018268764A1 (en) 2019-10-17
BR112019023531A2 (pt) 2020-05-19
DE102017208252A1 (de) 2018-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200004839A (ko) 3층 고강도강 또는 방탄강, 구성요소 생산 방법, 및 그 용도
JP2021185264A (ja) ホットスタンプ加工済コンポーネント、及びホットスタンプ加工済コンポーネントを備える自動車
KR101318060B1 (ko) 인성이 향상된 핫스탬핑 부품 및 그 제조 방법
RU2403291C2 (ru) Способ получения стальной детали с многофазной микроструктурой
CA2832901C (en) Hot stamped article, method of producing hot stamped article, energy absorbing member, and method of producing energy absorbing member
TWI429759B (zh) 加工性和耐衝擊特性優異之高強度熔融鍍鋅鋼板及其製造方法
KR102110679B1 (ko) 핫 스탬핑 부품 및 그 제조방법
KR101027285B1 (ko) 열처리성이 우수한 초고강도 열간성형 가공용 강판, 열처리경화형 부재 및 이들의 제조방법
JP2010527407A (ja) 強度が非常に高い最終製品の熱機械的成形方法およびその方法により製造された製品
JP2012530847A (ja) 熱間プレス硬化コンポーネントの製造方法、熱間プレス硬化コンポーネントを製造する鋼製品の使用、および熱間プレス硬化コンポーネント
KR101445465B1 (ko) 가공성과 스폿 용접성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법
KR101626233B1 (ko) 고항복비 고강도 냉연 강판과 그 제조 방법
US20210164761A1 (en) Safety steel or wear-resistant steel, and use
KR20140048350A (ko) 공구로 열간 성형 이후 석출 및/또는 담금질을 통해 경화된 초고강도 및 연성을 갖는 압연 강 및 이를 제조하는 방법
KR101736632B1 (ko) 항복강도 및 연성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR20170084209A (ko) 탁월한 가공 특성을 갖는 고강도의 공기 경화 다상 강 및 상기 강의 스트립을 제조하기 위한 방법
KR20190075589A (ko) 고항복비형 고강도 강판 및 이의 제조방법
KR101406444B1 (ko) 연신율 및 굽힘가공성이 우수한 초고강도 냉연강판 및 이의 제조방법
KR101726139B1 (ko) 연신율 및 충격 인성이 우수한 열간 프레스 부재 및 그 제조방법
KR102164088B1 (ko) 버링성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101382854B1 (ko) 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고항복비형 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
US20210071278A1 (en) High yield ratio-type high-strength steel sheet and method for manufacturing same
KR102510214B1 (ko) 액체금속취성을 방지하는 철-니켈 합금층을 포함한 핫스탬핑 용융아연도금 강재, 핫스탬핑 부품 및 그 제조방법
KR102543192B1 (ko) 핫 스탬핑 부품 및 이의 제조 방법
KR102469341B1 (ko) 자동차 구조체용 부재