KR20200106195A

KR20200106195A - 고강도 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20200106195A
Application number: KR1020207023508A
Authority: KR
Inventors: 히로시 하세가와; 다츠야 나카가이토
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2020-09-11
Also published as: MX2020008623A; JPWO2019159771A1; US11466350B2; WO2019159771A1; CN111788323A; EP3757242B1; EP3757242A1; EP3757242A4; JP6614397B1; KR102375340B1; CN111788323B; US20210102278A1

Abstract

강도, λ 등의 가공성, 에너지 흡수 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조 방법을 얻는다. 특정한 성분 조성과, 면적률로, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 1 ∼ 35 ％, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트가 10 ％ 이하, 미재결정 페라이트가 5 ％ 미만, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트가 합계로 40 ∼ 80 ％, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트가 합계로 5 ∼ 35 ％, 잔류 오스테나이트가 3 ∼ 35 ％ 를 함유하고, 또한 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.40 ∼ 0.70 질량％ 인 강 조직을 갖는 고강도 강판으로 한다.

Description

고강도 강판 및 그 제조 방법

본 발명은 자동차용 부재에 적합한, 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자동차의 충돌 안전성 개선과 연비 향상의 관점에서 자동차용 부품에 사용되는 강판에 있어서는 고강도화가 요구되고 있다. 그러나, 강판의 고강도화는 일반적으로 가공성의 저하를 초래한다. 이 때문에, 강도와 가공성의 양방이 우수한 강판의 개발이 필요시되고 있다.

특히, 인장 강도 (이하, TS 라고 하는 경우가 있다) 가 1180 ㎫ 를 초과하는 고강도 강판은 성형 난이도가 높은 (가공성이 낮은) 점에 추가하여, 대변형시에 파단되기 쉽다. 이 때문에, 고강도 강판은, 충격 흡수 부재 등의 대변형시에 에너지 흡수를 담당하는 부재에 대한 적용이 곤란하다. 여기서, 대변형이란 90°이상의 휨을 수반하는 벨로우즈상의 좌굴 변형이다. 자동차용 부품은 부식 환경하에 있으므로 높은 녹 방지가 요구된다. 고강도와 고가공성을 갖는 강판으로서, 특허문헌 1 에는, 가공성이 우수한 강판에 관한 기술이 개시되어 있다. 에너지 흡수 부재에 적합한 강판으로서, 특허문헌 2 에는, 축 압괴 (軸壓壞) 특성이 우수한 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.

일본 특허공보 제6123966호 일본 재공표특허공보 2014-77294호

그러나, 특허문헌 1 의 기술은, 잔류 오스테나이트를 제어함으로써 높은 강도와 우수한 가공성을 실현하고 있지만, TS, 균일 연신, 구멍 확장률 (이하, λ) 을 모두 높은 레벨로 동시에 달성하고 있는 예는 없다. 에너지 흡수 부재 용도를 고려한 축 압괴 특성 등에 대해 고려되어 있지 않다.

특허문헌 2 의 기술은, 축 압괴 특성이 우수하지만 TS 는 980 ㎫ 급에 머물러 있고, 부재로 가공하기 위한 λ 등의 가공성에 대해서도 고려되어 있지 않다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 발명으로, 그 목적은, 강도, λ 등의 가공성, 에너지 흡수 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조 방법을 얻는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 강판의 성분 조성을 특정한 범위로 조정한 다음, 강 조직을 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 1 ∼ 35 ％, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트가 10 ％ 이하, 미재결정 페라이트가 5 ％ 미만, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트가 합계로 40 ∼ 80 ％, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트가 합계로 5 ∼ 35 ％, 잔류 오스테나이트를 3 ∼ 35 ％, 또한 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.40 ∼ 0.70 질량％ 로 함으로써 1180 ㎫ 급에 있어서도 우수한 가공성과 에너지 흡수 특성이 발현되는 것을 알아냈다.

본 발명에 있어서, 고강도란 TS 가 1180 ㎫ 이상인 것을 의미한다. 우수한 가공성이란 균일 연신이 9.0 ％ 이상, 또한, λ 가 30 ％ 이상인 것을 의미한다. 우수한 에너지 흡수 특성이란 축 압궤 (壓潰) 시에 강판에 대균열이 생기지 않는 것을 의미한다. 「대균열」이란, 길이가 50 ㎜ 이상인 균열을 의미한다.

본 발명은 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 다음과 같다.

[1] 질량％ 로, C : 0.12 ∼ 0.30 ％, Si : 0.5 ∼ 3.0 ％, Mn : 2.0 ∼ 4.0 ％, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 1.50 ％ 를 함유하고, 추가로, V : 0.1 ∼ 1.5 ％, Mo : 0.1 ∼ 1.5 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.10 ％ 및 Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과, 면적률로, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 1 ∼ 35 ％, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트가 10 ％ 이하, 미재결정 페라이트가 5 ％ 미만, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트가 합계로 40 ∼ 80 ％, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트가 합계로 5 ∼ 35 ％, 잔류 오스테나이트가 3 ∼ 35 ％ 를 함유하고, 또한 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.40 ∼ 0.70 질량％ 인 강 조직을 갖는, 고강도 강판.

[2] 추가로, 질량％ 로, Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％, Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％, Cu : 0.005 ∼ 2.0 ％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％, Sn : 0.005 ∼ 0.50 ％ 및 Sb : 0.005 ∼ 0.50 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는, [1] 에 기재된 고강도 강판.

[3] 도금층을 갖는, [1] 또는 [2] 에 기재된 고강도 강판.

[4] 상기 도금층은, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인, [3] 에 기재된 고강도 강판.

[5] [1] 또는 [2] 에 기재된 성분 조성을 갖는 슬래브에 열간 압연을 실시하고, 냉각하여, 590 ℃ 이하의 온도에서 권취하는 열연 공정과, 상기 열연 공정에서 얻어진 열연판에, 20 ％ 이상의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 냉연 공정과, 상기 냉연 공정에서 얻어진 냉연판을, 830 ∼ 940 ℃ 로 가열하여, 그 830 ∼ 940 ℃ 의 온도역에서 10 s 이상 유지 후, 5 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 550 ℃ 이하까지 냉각하는 예비 어닐링 공정과, 상기 예비 어닐링 공정 후의 강판을, Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 까지 가열하고, 그 Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 의 온도역에서 10 s 이상 유지한 후, 550 ℃ 까지를 10 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각하여, 550 ∼ 400 ℃ 의 온도역에서 2 ∼ 10 s 유지하고, 또한 150 ∼ 375 ℃ 까지를 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상으로 냉각하고, 300 ∼ 450 ℃ 로 재가열하여, 그 300 ∼ 450 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 1000 s 유지하는 본 어닐링 공정을 갖는, 고강도 강판의 제조 방법.

[6] 상기 본 어닐링 공정 후의 강판에, 도금 처리를 실시하는 도금 공정을 갖는, [5] 에 기재된 고강도 강판의 제조 방법.

[7] 상기 도금 처리는, 용융 아연 도금 처리이거나, 또는 용융 아연 도금 처리를 실시하고 추가로 합금화 처리를 실시하는 도금 처리인, [6] 에 기재된 고강도 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 가공성 및 에너지 흡수 특성이 우수한 고강도 강판을 얻을 수 있다. 본 발명의 고강도 강판은, 자동차 부품용 소재로서 바람직하다.

도 1 은 축 압괴 부품 (1) 의 사시도이다.
도 2 는 압괴 시험체 (4) 의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되지 않는다. 성분 조성에 있어서의 성분의 함유량을 나타내는 「％」는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」를 의미한다.

C : 0.12 ∼ 0.30 ％

C 는, 마텐자이트나 베이나이트를 생성시켜 TS 를 상승시키고, 잔류 오스테나이트를 얻는 데 유효한 원소이다. C 함유량이 0.12 ％ 미만에서는 이와 같은 효과가 충분히 얻어지지 않아, 원하는 강도나 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, C 함유량은 0.12 ％ 이상일 필요가 있다. C 함유량은, 0.14 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.15 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, C 함유량이 0.30 ％ 를 초과하면 어닐링시의 오스테나이트 중의 C 가 증가함으로써, 베이나이트 변태나 마텐자이트 변태가 억제되어 원하는 강 조직을 얻을 수 없게 된다. 따라서, C 함유량은 0.30 ％ 이하일 필요가 있다. C 의 함유량은, 0.25 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.23 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

Si : 0.5 ∼ 3.0 ％

Si 는, 강을 고용 강화하여 TS 를 상승시키거나, 잔류 오스테나이트를 얻는 데 필요한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서, Si 함유량은 0.5 ％ 이상일 필요가 있다. Si 함유량은, 0.6 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.8 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, Si 함유량이 3.0 ％ 를 초과하면 강이 취화되어 원하는 에너지 흡수 특성이나 구멍 확장성을 얻을 수 없게 된다. 따라서, Si 함유량은 3.0 ％ 이하일 필요가 있다. Si 함유량은, 2.5 ％ 이하인 것이 바람직하고, 2.0 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

Mn : 2.0 ∼ 4.0 ％

Mn 은, 마텐자이트나 베이나이트를 생성시켜 TS 를 상승시키는 데 유효한 원소이다. Mn 함유량이 2.0 ％ 미만에서는 TS 를 상승시키는 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, Mn 함유량은 2.0 ％ 이상일 필요가 있다. Mn 함유량은, 2.1 ％ 이상인 것이 바람직하고, 2.2 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, Mn 함유량이 4.0 ％ 를 초과하면 강이 취화되어, 원하는 에너지 흡수 특성이나 구멍 확장성이 얻어지지 않는다. 따라서, Mn 함유량은 4.0 ％ 이하일 필요가 있다. Mn 함유량은, 3.7 ％ 이하인 것이 바람직하고, 3.4 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

P : 0.100 ％ 이하 (0 ％ 를 포함하지 않는다)

P 는, 입계를 취화시켜 에너지 흡수 특성을 열화시키므로, 그 양은 최대한 저감하는 것이 바람직하다. P 함유량은, 0.100 ％ 이하까지 허용할 수 있다. 하한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 0.001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하므로, P 함유량은, 0.001 ％ 이상인 것이 바람직하다.

S : 0.02 ％ 이하 (0 ％ 를 포함하지 않는다)

S 는, 개재물을 증가시켜 에너지 흡수 특성을 열화시키므로, 그 양은 최대한 저감하는 것이 바람직하다. S 함유량은, 0.02 ％ 이하까지 허용할 수 있다. 하한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, S 함유량이 0.0001 ％ 미만이면 생산 능률의 저하를 초래한다. 따라서, S 함유량은 0.0001 ％ 이상인 것이 바람직하다.

Al : 0.01 ∼ 1.50 ％

Al 은, 탈산제로서 작용하여, 탈산 공정에서 첨가하는 것이 바람직하다. Al 은 잔류 오스테나이트를 생성시키는 데 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 발현시키기 위해서, Al 함유량은 0.01 ％ 이상일 필요가 있다. Al 함유량은, 0.02 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.03 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, Al 함유량이 1.50 ％ 를 초과하면 페라이트가 과잉으로 생성되어 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, Al 함유량은 1.50 ％ 이하일 필요가 있다. Al 함유량은, 1.00 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.70 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

V : 0.1 ∼ 1.5 ％, Mo : 0.1 ∼ 1.5 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.10 ％ 및 Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종

V, Mo, Ti 및 Nb 는, 본 발명의 우수한 에너지 흡수 특성을 얻는 데 중요한 원소이다. 그 기구는 분명하지 않지만, 미세한 탄화물이 형성됨으로써 마텐자이트 주위의 보이드 형성이 억제되기 때문으로 추측된다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, V, Mo, Ti 및 Nb 로부터 선택되는 적어도 1 종의 함유량은, 상기 하한량 이상일 필요가 있다. 한편, V, Mo, Ti 및 Nb 의 함유량이 각각의 상한치를 초과하면 탄화물이 조대화되어 강 중의 고용 탄소량이 저하되고, 다량으로 페라이트가 생성되어 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, V, Mo, Ti 및 Nb 는 V : 0.1 ∼ 1.5 ％, Mo : 0.1 ∼ 1.5 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.10 ％, Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종을 함유할 필요가 있다.

V 함유량은, 0.2 ％ 이상인 것이 바람직하다. V 함유량은, 1.0 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.6 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

Mo 함유량은, 0.2 ％ 이상인 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 1.0 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.6 ％ 이하인 것이 바람직하다.

Ti 함유량은, 0.010 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.020 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. Ti 함유량은, 0.07 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.05 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

Nb 함유량은, 0.007 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.010 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. Nb 함유량은, 0.07 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.05 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

V, Mo, Ti 및 Nb 를, 상기 하한량 미만으로 함유하는 경우, 이들 원소는 불가피적 불순물로서 함유되는 것으로 한다.

필요에 따라서 이하의 원소 중 적어도 1 종을 임의 성분으로서 적절히 함유시킬 수 있다.

Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％, Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％, Cu : 0.005 ∼ 2.0 ％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％, Sn : 0.005 ∼ 0.50 ％ 및 Sb : 0.005 ∼ 0.50 ％

Cr, Ni 및 Cu 는, 마텐자이트나 베이나이트를 생성시키고, 고강도화에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, Cr, Ni 및 Cu 함유량은, 각각의 하한량 이상인 것이 바람직하다. 한편, Cr, Ni 및 Cu 의 함유량이 각각의 상한량을 초과하면, 구멍 확장성의 저하를 초래하는 경우가 있으므로 바람직하지 않다.

Cr 함유량은, 0.010 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.020 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. Cr 함유량은, 1.5 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

Ni 함유량은, 0.010 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.020 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. Ni 함유량은, 1.5 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

Cu 함유량은, 0.010 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.020 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. Cu 함유량은, 1.5 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

B 는, 강판의 ??칭성을 높이고, 마텐자이트나 베이나이트를 생성시키고, 고강도화에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, B 함유량은 0.0003 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.0005 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.0010 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0050 ％ 를 초과하면 개재물이 증가하여, 구멍 확장성이 저하되는 경우가 있다. 이 때문에, B 함유량은, 0.0050 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.0040 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.0030 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

Ca, REM 은, 개재물의 형태 제어에 의해 구멍 확장성의 향상에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Ca, REM 함유량은, 각각 0.001 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.002 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, Ca, REM 함유량이 각각 0.005 ％ 를 초과하면, 개재물량이 증가하여 구멍 확장성이 저하되는 경우가 있다. 이 때문에, Ca, REM 함유량은, 각각 0.005 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.004 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

Sn, Sb 는, 탈질, 탈붕 등을 억제하고, 강의 강도 저하 억제에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Sn, Sb 함유량은, 각각 0.005 ％ 이상인 것이 바람직하고, 0.010 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.015 ％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 한편, Sn, Sb 함유량이 각각의 상한량을 초과하면, 입계 취화에 의해 굽힘성이 저하된다. 이 때문에, Sn, Sb 함유량은, 각각 0.50 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.45 ％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.40 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다.

상기 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 상기 임의 성분을 하한량 미만 함유하는 경우, 그 성분은 불가피적 불순물로서 함유되는 것으로 한다. 불가피적 불순물로서, 그 밖의 원소로서 Zr, Mg, La 및 Ce 를 합계로 0.002 ％ 이하 함유해도 된다. N 을 불가피적 불순물로서 0.010 ％ 이하 함유해도 된다.

이어서, 본 발명의 고강도 강판의 강 조직에 대해 설명한다. 본 발명의 고강도 강판의 강 조직은, 면적률로, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 1 ∼ 35 ％, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트가 10 ％ 이하, 미재결정 페라이트가 5 ％ 미만, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트가 합계로 40 ∼ 80 ％, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트가 합계로 5 ∼ 35 ％, 잔류 오스테나이트를 3 ∼ 35 ％ 함유하고, 또한 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.40 ∼ 0.70 질량％ 이다.

애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트 : 1 ∼ 35 ％

애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트는, 본 어닐링의 Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 으로 유지 중에 생성되고, 이어지는 냉각 유지시에 베이나이트 변태를 촉진하여, 적정한 잔류 오스테나이트를 얻는 데 필요하게 된다. 또한, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트는, 대변형시의 일그러짐을 담당하여, 우수한 에너지 흡수 특성을 발현시킨다. 이와 같은 효과를 발현시키기 위해서, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트의 면적률은, 1 ％ 이상일 필요가 있다. 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트의 면적률은, 3 ％ 이상인 것이 바람직하고, 5 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트의 면적률이 35 ％ 를 초과하면, 1180 ㎫ 이상의 TS 와 에너지 흡수 특성과의 양립이 곤란해진다. 따라서, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트의 면적률은, 35 ％ 이하일 필요가 있다. 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트의 면적률은, 30 ％ 이하인 것이 바람직하고, 25 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트에는 미재결정 페라이트를 포함하지 않는다. 본 발명의 강 조직에 있어서, 통상 애스펙트비는 10 이하이다.

애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트 : 10 ％ 이하

애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트는, 상기 베이나이트 변태 촉진 효과나 변형시의 일그러짐을 담당하는 효과가 작아, 강도 저하나 구멍 확장성의 저하를 초래하기 때문에, 그 분율은 낮은 것이 바람직하다. 이 때문에, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트의 면적률은 0 ％ 이면 되지만, 본 발명에서는 10 ％ 까지 허용할 수 있다. 따라서, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트의 면적률은, 10 ％ 이하일 필요가 있다. 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트의 면적률은, 8 ％ 이하인 것이 바람직하고, 5 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

미재결정 페라이트 : 5 ％ 미만

미재결정 페라이트는, 구멍 확장성을 저하시키므로, 최대한 적게 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 미재결정 페라이트의 면적률은, 0 ％ 이면 되지만, 본 발명에서는 5 ％ 미만까지 허용할 수 있다. 따라서, 미재결정 페라이트의 면적률은, 5 ％ 미만일 필요가 있다. 미재결정 페라이트의 면적률은, 3 ％ 이하인 것이 바람직하고, 1 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트의 합계 : 40 ∼ 80 ％

중간적인 강도와 연성을 갖는 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트를 소정량 함유시킴으로써 안정적인 에너지 흡수 특성이 얻어진다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트의 면적률의 합계는, 40 ％ 이상일 필요가 있다. 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트의 면적률의 합계는, 45 ％ 이상인 것이 바람직하고, 50 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트의 면적률의 합계가 80 ％ 를 초과하면 본 발명의 균일 연신을 얻을 수 없게 된다. 따라서, 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트의 면적률의 합계는 80 ％ 이하일 필요가 있다. 베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트의 면적률의 합계는, 75 ％ 이하인 것이 바람직하고, 70 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 합계 : 5 ∼ 35 ％

프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트는, 균일 연신을 높이는 데 유효한 조직이다. 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 면적률의 합계가 5 ％ 미만에서는 본 발명의 균일 연신이 얻어지지 않는다. 이 때문에, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 면적률의 합계는, 5 ％ 이상일 필요가 있다. 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 면적률의 합계는, 8 ％ 이상인 것이 바람직하고, 10 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 면적률의 합계가 35 ％ 를 초과하면 축 압궤시에 커다란 균열을 일으켜 에너지 흡수 특성이 얻어지지 않는다. 따라서, 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 면적률의 합계는, 35 ％ 이하일 필요가 있다. 프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트의 면적률의 합계는, 30 ％ 이하인 것이 바람직하고, 25 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

잔류 오스테나이트 : 3 ∼ 35 ％

잔류 오스테나이트는, 에너지 흡수 특성을 얻는 데 필요한 조직이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, 잔류 오스테나이트의 면적률은, 3 ％ 이상일 필요가 있다. 잔류 오스테나이트의 면적률은, 4 ％ 이상인 것이 바람직하고, 5 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 잔류 오스테나이트의 면적률이 35 ％ 를 초과하면 축 압궤시에 커다란 균열을 일으켜 에너지 흡수 특성이 얻어지지 않는다. 따라서, 잔류 오스테나이트의 면적률은, 35 ％ 이하일 필요가 있다. 잔류 오스테나이트의 면적률은, 30 ％ 이하인 것이 바람직하고, 25 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

잔류 오스테나이트 중의 C 량 : 0.40 ∼ 0.70 질량％

잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.40 질량％ 미만이면 본 발명의 균일 연신이 얻어지지 않는다. 이 때문에, 잔류 오스테나이트 중의 C 량은, 0.40 질량％ 이상일 필요가 있다. 잔류 오스테나이트 중의 C 량은, 0.45 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.48 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.70 질량％ 를 초과하면 본 발명의 에너지 흡수 특성이 얻어지지 않는다. 따라서, 잔류 오스테나이트 중의 C 량은, 0.70 질량％ 이하일 필요가 있다. 잔류 오스테나이트 중의 C 량은 0.65 질량％ 이하인 것이 바람직하고 0.60 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는, 기본적으로 펄라이트는 함유하지 않으나, 펄라이트는 바람직하지 않기 때문에, 그 양은 면적률로 3 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 이외의 그 밖의 조직은, 합계로 3 ％ 까지 허용할 수 있다.

본 발명에 있어서 페라이트, 마텐자이트, 베이나이트의 면적률이란, 관찰 면적에서 차지하는 각 조직의 면적의 비율을 말한다. 이들 면적률은, 어닐링 후의 강판으로부터 샘플을 잘라내어, 압연 방향에 평행한 판두께 단면을 연마 후, 3 질량％ 나이탈로 부식시키고, 강판 표면 근방 및 강판 표면으로부터 판두께 방향으로 300 ㎛ 의 위치를 SEM (주사형 전자 현미경) 에 의해 1500 배의 배율로 각각 3 시야 촬영하여, 얻어진 화상 데이터로부터 Media Cybernetics 사 제조의 Image-Pro 를 사용하여 각 조직의 면적률을 구하고, 시야의 평균 면적률을 각 조직의 면적률로 한다. 화상 데이터에 있어서, 페라이트는, 곡선적인 입계를 많이 갖는 검정색으로 표시된다. 프레시 마텐자이트 및 잔류 오스테나이트는, 흰색 또는 밝은 회색으로 표시된다. 베이나이트는, 직선적인 입계를 많이 갖는 어두운 회색으로 표시된다. 탄화물을 함유하는 마텐자이트는 회색 또는 어두운 회색으로 표시된다. 미재결정 페라이트는 아입계를 함유하기 때문에, 그 밖의 페라이트와 구별할 수 있다. 본 발명에 있어서, 탄화물을 함유하는 마텐자이트는 템퍼드 마텐자이트이다. 본 발명에 있어서 탄화물은, 흰색의 점 또는 선상으로서 구별할 수 있다. 본 발명에서는 기본적으로는 함유하지 않지만, 펄라이트는 검은색과 흰색의 층상 조직으로서 구별할 수 있다. 애스펙트비는, 결정립의 단축과 장축의 길이의 비로 한다.

잔류 오스테나이트 중의 C 량은, X 선 회절 장치로 Co 의 Kα 선을 이용하여, (220) 면의 회절 피크의 시프트량과, 하기 [1], [2] 식을 사용하여 산출한다.

a = 1.7889 × (2)^1/2/sinθ … [1]

a = 3.578 ＋ 0.033[C] ＋ 0.00095[Mn] ＋ 0.0006[Cr] ＋ 0.022[N] ＋ 0.0056[Al] ＋ 0.0015[Cu] ＋ 0.0031[Mo] … [2]

[1] 식에 있어서, a 는 오스테나이트의 격자 정수 (Å) 이고, θ 는 (220) 면의 회절 피크 각도를 2 로 나눈 값 (rad) 이다. [2] 식에 있어서, [M] 은 오스테나이트 중의 원소 M 의 질량％ 이다. 본 발명에서는 잔류 오스테나이트 중의 원소 M 의 질량％ 는 강 전체에서 차지하는 질량％ 로 하였다.

본 발명의 고강도 강판은, 표면에 도금층을 갖는 고강도 강판이어도 된다. 도금층으로는, 용융 아연 도금층, 전기 아연 도금층, 용융 알루미늄 도금층 등이면 된다. 도금층은, 용융 아연 도금 후에 합금화 처리를 실시해서 이루어지는 합금화 용융 아연 도금층이어도 된다.

본 발명의 고강도 강판은, 압연 방향에 대해 직각 방향으로 JIS 5 호 인장 시험편 (JIS Z 2201) 을 채취하고, 변형 속도를 10^-3/s 로 하는 JIS Z 2241 의 규정에 준거한 인장 시험을 실시하여 구한 TS 가 1180 ㎫ 이상이다. 고강도 강판의 TS 는, 다른 특성과의 조화의 관점에서 1300 ㎫ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 고강도 강판은, 상기 인장 시험에서 구한 균일 연신 (UEL) 이 9.0 ％ 이상이다. 인장 시험에서 구한 균일 연신은, 다른 특성과의 조화의 관점에서 15.0 ％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 고강도 강판은, 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 시험편을 채취하고, JFST 1001 (일본 철강 연맹 규격, 2008 년) 에 준거하여 60°원추 펀치를 사용해서 구멍 확장 시험을 3 회 실시하여 구한 평균 구멍 확장률 (％) 이 30 ％ 이상이다. 평균 구멍 확장률 (％) 은, 다른 특성과의 조화의 관점에서 60 ％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 고강도 강판은, 에너지 흡수 특성이 우수하다. 구체적으로는 실시예에서 측정 평가한 에너지 흡수 특성의 평가가 「합격」이 된다. 평가를 「합격」으로 하려면, 강 조직에 있어서의 상기 각 조직의 비율을, 상기 특정한 범위로 하는 것이 필요하다.

이어서, 본 발명의 고강도 강판의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 고강도 강판의 제조 방법은, 열연 공정과, 냉연 공정과, 예비 어닐링 공정과, 본 어닐링 공정을 갖는다. 필요에 따라 도금 공정을 가져도 된다. 이하, 각 공정에 대해 설명한다. 제조 조건에 나타낸 각 온도는, 모두 강판의 표면 온도이다.

열연 공정이란, 상기 성분 조성을 갖는 슬래브에 열간 압연을 실시하고, 냉각하여, 590 ℃ 이하의 온도에서 권취하는 공정이다.

본 발명에 있어서, 슬래브는, 매크로편석을 방지하기 위해, 연속 주조법으로 제조하는 것이 바람직하지만, 조괴법, 박슬래브 주조법에 의해 제조해도 된다. 슬래브를 열간 압연하려면, 슬래브를 일단 실온까지 냉각하고, 그 후 재가열하여 열간 압연을 실시해도 되고, 슬래브를 실온까지 냉각하지 않고 가열로에 장입하여 열간 압연을 실시해도 된다. 혹은, 약간의 보열 (保熱) 을 실시한 후에 즉시 열간 압연하는 에너지 절약 프로세스를 적용해도 된다. 슬래브를 가열하는 경우에는, 탄화물을 용해시키거나, 압연 하중의 증대를 방지하기 위해, 1100 ℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 스케일 로스의 증대를 방지하기 위해, 슬래브의 가열 온도는 1300 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 슬래브 온도는 슬래브 표면의 온도이다. 슬래브를 열간 압연할 때에는, 조압연 후의 러프 롤드 바를 가열해도 된다. 러프 롤드 바끼리를 접합하고, 마무리 압연을 연속적으로 실시하는 연속 압연 프로세스를 적용해도 된다. 열간 압연에 있어서는 압연 하중의 저감이나 형상·재질의 균일화를 위해서, 마무리 압연의 전체 패스 혹은 일부의 패스에서 마찰 계수가 0.10 ∼ 0.25 가 되는 윤활 압연을 실시하는 것이 바람직하다.

열간 압연의 조건은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 열간 압연 조건으로 열간 압연을 실시해도 된다. 통상적인 열간 압연의 조건으로는, 예를 들어, 조압연 온도가 1000 ∼ 1100 ℃, 압연 패스수가 5 ∼ 15, 마무리 압연 온도가 800 ∼ 1000 ℃ 이다.

열간 압연 후의 냉각의 냉각 속도는 특별히 한정되지 않으며, 여기서의 냉각은 통상적인 열간 압연 후의 냉각으로, 평균 냉각 속도는 20 ∼ 50 ℃/s 이면 된다. 냉각 정지 온도는, 하기의 권취 온도이다.

권취 온도 : 590 ℃ 이하

권취 온도가 590 ℃ 를 초과하면 V, Mo, Ti, Nb 의 조대 탄화물이 생성되어 강 중의 고용 탄소가 감소하여, 어닐링 후에 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 권취 온도는 590 ℃ 이하일 필요가 있다. 하한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 형상 안정성의 관점에서, 권취 온도는 400 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 권취 후에, 산세 등에 의해 스케일을 제거하는 것이 바람직하다.

냉연 공정이란, 열연 공정에서 얻어진 열연판에, 20 ％ 이상의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 공정이다.

냉간 압하율 : 20 ％ 이상

냉간 압하율이 20 ％ 미만에서는 미재결정 페라이트가 생성되어, 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 냉간 압하율은, 20 ％ 이상일 필요가 있고, 30 ％ 이상인 것이 바람직하다. 상한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 형상 안정성 등의 관점에서, 냉간 압하율은 90 ％ 이하인 것이 바람직하고, 70 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

예비 어닐링 공정이란, 냉연 공정에서 얻어진 냉연판을, 830 ∼ 940 ℃ 로 가열하고, 그 830 ∼ 940 ℃ 의 온도역에서 10 s 이상 유지 후, 5 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 550 ℃ 이하까지 냉각하는 공정이다.

예비 어닐링 온도 : 830 ∼ 940 ℃

예비 어닐링 온도가 830 ℃ 미만에서는 애스펙트비 2.0 미만인 페라이트가 다량으로 생성되어 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 한편, 예비 어닐링 온도가 940 ℃ 를 초과하면, 페라이트가 증대되어, 탄화물을 함유하는 베이나이트 및 탄화물을 함유하는 템퍼드 마텐자이트를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 예비 어닐링 온도는 830 ∼ 940 ℃ 일 필요가 있다.

예비 어닐링 유지 시간 : 10 s 이상

830 ∼ 940 ℃ 의 온도역에서의 유지 시간인 예비 어닐링 유지 시간이 10 s 미만에서는 오스테나이트의 생성이 불충분해지고, 애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트가 다량으로 생성되어 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 예비 어닐링 유지 시간은 10 s 이상일 필요가 있고, 30 s 이상인 것이 바람직하다. 상한은, 특별히 규정하지 않아도 되지만, 예비 어닐링 유지 시간이 1000 s 를 초과하면 생산성이 저하되므로, 예비 어닐링 유지 시간은, 1000 s 이하인 것이 바람직하고, 500 s 이하인 것이 보다 바람직하다.

예비 어닐링 온도역에서의 상기 유지 후, 550 ℃ 이하까지의 평균 냉각 속도 : 5 ℃/s 이상

예비 어닐링 온도역에서의 유지 후, 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 5 ℃/s 미만에서는 페라이트 (애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트) 가 과잉으로 생성되어 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 평균 냉각 속도는 5 ℃/s 이상일 필요가 있고, 8 ℃/s 이상인 것이 바람직하다. 상한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 형상 안정성 등의 관점에서, 평균 냉각 속도는 100 ℃/s 미만인 것이 바람직하다. 평균 냉각 속도는, 예비 어닐링 온도역에서의 유지 온도와 550 ℃ 와의 온도차를, 본 어닐링 온도역에서의 유지 온도 (냉각 개시 온도) 로부터 550 ℃ 까지 냉각시키는 데 걸린 시간으로 나누어 산출할 수 있다.

상기 냉각의 냉각 정지 온도는, 10 ∼ 550 ℃ 인 것이 바람직하다. 본 냉각 속도를 얻기 위해서는 예비 어닐링 공정은 연속 어닐링 등으로 실시하는 것이 바람직하고, 박스형 어닐링은 바람직하지 않다.

상기 냉각에 있어서, 100 ∼ 450 ℃ 의 온도역에서 30 s 이상 유지하고, 그 후 실온 (10 ∼ 30 ℃) 까지 냉각하는 것이 바람직하다. 550 ℃ 이하의 범위이면, 한 번 냉각 정지한 후, 재가열 유지 등을 실시해도 된다. 예를 들어, C 량의 국소 농화 제어에 의한 본 어닐링시의 역변태를 제어할 목적으로, 혹은 형상 안정화의 목적 등으로, 300 ℃ 이하에서 한번 냉각 정지한 후, 550 ℃ 이하의 온도로 재가열 유지해도 된다.

본 어닐링 공정이란, 예비 어닐링 공정 후의 강판을, Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 까지 가열하고, 이 Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 의 온도역에서 10 s 이상 유지한 후, 550 ℃ 까지를 10 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각하여, 550 ∼ 400 ℃ 의 온도역에서 2 ∼ 10 s 유지하고, 또한 150 ∼ 375 ℃ 까지를 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상으로 냉각하고, 300 ∼ 450 ℃ 로 재가열하여, 이 300 ∼ 450 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 1000 s 유지하는 공정이다. 예비 어닐링을 실시하지 않은 경우에는, 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 충분히 얻어지지 않고, 미재결정 페라이트가 증대되어, 본 발명의 에너지 흡수 특성이나 구멍 확장성이 얻어지지 않는다.

본 어닐링 온도 : Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3

본 어닐링 온도가 Ac1 ＋ 60 ℃ 미만에서는 오스테나이트의 생성이 불충분해져 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 한편, Ac3 초과가 되면 애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, 본 어닐링 온도는 Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 일 필요가 있다. Ac1 은 오스테나이트 생성 개시 온도이고, Ac3 은 오스테나이트 생성 완료 온도이다.

본 어닐링 유지 시간 : 10 s 이상

Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 의 온도역에서의 유지 시간인 본 어닐링 유지 시간이 10 s 미만에서는 오스테나이트의 생성이 불충분해져, 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 본 어닐링 유지 시간은 10 s 이상일 필요가 있고, 30 s 이상인 것이 바람직하다. 상한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 본 어닐링 유지 시간이 1000 s 를 초과하면 생산성이 저하되므로, 본 어닐링 유지 시간은 1000 s 이하인 것이 바람직하고, 500 s 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 어닐링 온도역에서의 유지로부터 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도 : 10 ℃/s 이상

본 어닐링 온도역의 유지로부터 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 10 ℃/s 미만에서는 페라이트가 과잉으로 생성되어 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 본 어닐링 온도역에서 유지 후 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도는 10 ℃/s 이상일 필요가 있고, 20 ℃/s 이상인 것이 바람직하다. 상한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 형상 안정성의 관점에서, 본 어닐링 온도역의 유지로부터 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도는 100 ℃/s 미만인 것이 바람직하다. 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 10 ℃/s 이상인 조건으로 실시하는 냉각을 제 1 냉각으로 한다. 평균 냉각 속도는, 본 어닐링 온도역에서의 유지 온도와 550 ℃ 와의 온도차를, 본 어닐링 온도역에서의 유지 온도 (냉각 개시 온도) 로부터 550 ℃ 까지 냉각하는 데 걸린 시간으로 나누어 산출할 수 있다.

400 ∼ 550 ℃ 에서의 유지 시간 : 2 ∼ 10 s

550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 10 ℃/s 이상인 제 1 냉각에서는, 냉각 정지 온도를 400 ∼ 550 ℃ 의 범위로 하고, 400 ∼ 550 ℃ 에서의 유지 시간은 2 ∼ 10 s 일 필요가 있다. 400 ∼ 550 ℃ 의 온도역에서 2 ∼ 10 s 유지함으로써, 오스테나이트에 대한 C 의 농화가 촉진되고, 그 후의 베이나이트의 변태량, 마텐자이트의 변태량, 및 잔류 오스테나이트 중의 C 량을 제어하여 원하는 강 조직이 얻어진다. 한편, 400 ∼ 550 ℃ 에서의 유지 시간이 2 s 미만이면, 이와 같은 효과가 불충분해져 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 400 ∼ 550 ℃ 에서의 유지 시간이 10 s 를 초과하면, 과잉의 베이나이트 생성을 초래하여, 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 원하는 범위가 되지 않는다. 따라서, 400 ∼ 550 ℃ 에서의 유지 시간은 2 ∼ 10 s 일 필요가 있고, 2 ∼ 8 s 인 것이 바람직하고, 2 ∼ 5 s 인 것이 보다 바람직하다.

상기 유지 후의 냉각의 평균 냉각 속도 : 5 ℃/s 이상

400 ∼ 550 ℃ 에서 유지한 후, 추가로 냉각 정지 온도까지 냉각을 실시한다. 이 냉각을 제 2 냉각으로 한다. 제 2 냉각의 평균 냉각 속도가 5 ℃/s 미만이면 베이나이트가 과잉으로 생성되어 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 원하는 범위가 되지 않는다. 따라서, 400 ∼ 550 ℃ 에서의 유지 후의 냉각 정지 온도까지의 평균 냉각 속도는, 5 ℃/s 이상일 필요가 있다. 상한은 특별히 규정하지 않아도 되지만, 형상 안정성의 관점에서 100 ℃/s 미만이 바람직하다. 평균 냉각 속도는, 유지 온도와 냉각 정지 온도와의 온도차를, 유지 온도 (냉각 개시 온도) 로부터 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 데 걸린 시간으로 나누어 산출할 수 있다.

제 2 냉각의 냉각 정지 온도 : 150 ∼ 375 ℃

냉각 정지 온도가 150 ℃ 미만이면 과잉으로 템퍼드 마텐자이트가 생겨, 본 발명의 프레시 마텐자이트 및 잔류 오스테나이트가 얻어지지 않는다. 한편, 냉각 정지 온도가 375 ℃ 를 초과하면 탄화물을 함유하는 베이나이트나 탄화물을 함유하는 템퍼드 마텐자이트가 얻어지지 않아, 잔류 γ 중의 C 량이 저하된다. 따라서, 냉각 정지 온도는, 150 ∼ 375 ℃ 인 것이 필요하고, 180 ∼ 300 ℃ 인 것이 바람직하다.

재가열 온도 : 300 ∼ 450 ℃

재가열 온도가 300 ℃ 미만 혹은 450 ℃ 를 초과하면, 베이나이트 변태가 억제되어, 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 원하는 범위가 되지 않는다. 따라서, 재가열 온도는 300 ∼ 450 ℃ 일 필요가 있고, 325 ∼ 425 ℃ 인 것이 바람직하다.

재가열 유지 시간 : 10 ∼ 1000 s

재가열 유지 시간이 10 s 미만이면 베이나이트 변태가 부족하고 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 원하는 범위가 되지 않는다. 한편, 재가열 유지 시간이 1000 s 를 초과하면, 펄라이트나 과잉의 베이나이트 변태를 초래하여, 원하는 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 재가열 유지 시간은 10 ∼ 1000 s 일 필요가 있고, 20 ∼ 300 s 인 것이 바람직하다.

도금 공정이란, 본 어닐링 공정 후의 강판에, 도금 처리를 실시하는 공정으로, 필요에 따라서 실시된다. 도금 처리의 방법은, 형성하는 도금층에 따라서, 통상적인 방법을 채용해도 된다. 용융 아연 도금 처리의 경우에는, 그 후에 합금화 처리를 실시해도 된다.

실시예 1

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 본 발명의 기술적 범위는 이하의 실시예로 한정되지 않는다.

표 1 에 나타내는 성분 조성의 강 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 을 실험실의 진공 용해로에 의해 용제하고, 압연하여 강 슬래브로 하였다. 이들 강 슬래브를 1200 ℃ 로 가열 후 조압연하고, 표 2, 3 에 나타내는 조건으로 열간 압연을 실시하여 열연판으로 하였다. 이어서, 1.0 ㎜ 까지 냉간 압연하여 냉연판으로 하였다. 얻어진 냉연판을 어닐링에 제공하였다. 어닐링은 실험실에서 열처리 및 도금 처리 장치를 사용해서 표 2 에 나타내는 조건으로 실시하여, 합금화 용융 아연 도금 강판 (GA), 용융 아연 도금 강판 (GI), 냉연강판 (CR) 1 ∼ 45 를 제조하였다. 용융 아연 도금 강판은, 465 ℃ 의 도금욕 중에 침지하여, 편면당 부착량이 40 ∼ 60 g/㎡ 인 도금층을 강판 양면에 형성시켜 제조하였다. 합금화 용융 아연 도금 강판은, 465 ℃ 의 도금욕 중에 침지하여, 편면당 부착량이 40 ∼ 60 g/㎡ 인 도금층을 강판 양면에 형성시킨 후, 540 ℃ 에서 1 ∼ 60 s 유지하는 합금화 처리를 실시함으로써 제조하였다. 도금 처리 후에는 8 ℃/s 로 실온까지 냉각하였다.

얻어진 강판에 대해, 이하의 시험 방법에 따라, 인장 특성, 구멍 확장성, 에너지 흡수 특성을 평가하였다. 강 조직의 면적률 및 잔류 오스테나이트 중의 C 량은, 전술한 방법으로 측정하였다. 이들 결과를 표 4 에 나타낸다.

<인장 시험>

강판으로부터 압연 방향에 대해 직각 방향으로 JIS 5 호 인장 시험편 (JIS Z 2201) 을 채취하고, 변형 속도를 10^-3/s 로 하는 JIS Z 2241 의 규정에 준거한 인장 시험을 실시하여, TS 및 균일 연신을 구하였다. 본 실시예에서는, TS 가 1180 ㎫ 이상, 균일 연신 (UEL) 이 9.0 ％ 이상을 합격으로 하였다.

<구멍 확장성>

100 ㎜ × 100 ㎜ 의 시험편을 채취하고, JFST 1001 (일본 철강 연맹 규격, 2008 년) 에 준거하여 60°원추 펀치를 사용해서 구멍 확장 시험을 3 회 실시하여 평균의 구멍 확장률 (％) 을 구하고, 연신 플랜지성을 평가하였다. 본 실시예에서는, 구멍 확장률이 30 ％ 이상을 양호로 하였다.

<에너지 흡수 특성>

강판으로부터, 압연 방향과 직각 방향을 폭 방향으로 하는 폭이 120 ㎜, 길이가 78 ㎜ 인 시험편과 폭이 120 ㎜, 길이가 150 ㎜ 인 시험편을 채취하였다. 굽힘 반경을 3 ㎜ 로 한 굽힘 가공 및 레이저 용접에 의해, 축 압괴 부품 (1) 을 제조하였다. 도 1 은, 축 압괴 부품 (1) 의 사시도이다. 그 후, 축 압괴 부품 (1) 과 지판 (地板) (2) 을 TIG 용접 (3) 에 의해 접합하여, 압괴 시험체 (4) 를 제조하였다. 도 2 는, 압괴 시험체 (4) 의 사시도이다.

에너지 흡수 특성은, 압괴 시험체 (4) 를 사용한 압괴 시험에 의해 평가하였다. 압괴 시험은, 상방으로부터 임팩터를 충돌 속도 10 m/s 로 압괴 시험체 (4) 에 등속 충돌시켜, 80 ㎜ 압괴시켰다. 압괴 후, 압괴 시험체 (4) 가 벨로우즈상으로 찌부러져, 길이 50 ㎜ 이상의 균열이 인정되지 않는 경우를 「합격」으로 하고, 길이 50 ㎜ 이상의 균열이 인정된 경우를 「불합격」으로 하였다.

발명예에서는, TS 가 1180 ㎫ 이상, 균일 연신이 9.0 ％ 이상, 및 구멍 확장률이 30 ％ 이상이고, 우수한 에너지 흡수 특성을 갖는 고강도 강판이 얻어졌다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어난 비교예는, 원하는 TS, 균일 연신, 구멍 확장성, 에너지 흡수 특성 중 어느 하나 이상이 얻어지지 않았다.

1 : 축 압괴 부품
2 : 지판
3 : TIG 용접
4 : 압괴 시험체

Claims

질량％ 로,
C : 0.12 ∼ 0.30 ％,
Si : 0.5 ∼ 3.0 ％,
Mn : 2.0 ∼ 4.0 ％,
P : 0.100 ％ 이하,
S : 0.02 ％ 이하,
Al : 0.01 ∼ 1.50 ％ 를 함유하고,
추가로,
V : 0.1 ∼ 1.5 ％, Mo : 0.1 ∼ 1.5 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.10 ％ 및 Nb : 0.005 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과,
면적률로,
애스펙트비가 2.0 이상인 페라이트가 1 ∼ 35 ％,
애스펙트비가 2.0 미만인 페라이트가 10 ％ 이하,
미재결정 페라이트가 5 ％ 미만,
베이나이트와 탄화물을 함유하는 마텐자이트가 합계로 40 ∼ 80 ％,
프레시 마텐자이트와 잔류 오스테나이트가 합계로 5 ∼ 35 ％,
잔류 오스테나이트가 3 ∼ 35 ％ 를 함유하고,
또한 잔류 오스테나이트 중의 C 량이 0.40 ∼ 0.70 질량％ 인 강 조직을 갖는, 고강도 강판.
제 1 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로,
Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％, Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％, Cu : 0.005 ∼ 2.0 ％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％, Sn : 0.005 ∼ 0.50 ％ 및 Sb : 0.005 ∼ 0.50 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는, 고강도 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
도금층을 갖는, 고강도 강판.
제 3 항에 있어서,
상기 도금층은, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인, 고강도 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 슬래브에 열간 압연을 실시하고, 냉각하여, 590 ℃ 이하의 온도에서 권취하는 열연 공정과,
상기 열연 공정에서 얻어진 열연판에, 20 ％ 이상의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 냉연 공정과,
상기 냉연 공정에서 얻어진 냉연판을, 830 ∼ 940 ℃ 로 가열하여, 그 830 ∼ 940 ℃ 의 온도역에서 10 s 이상 유지 후, 5 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 550 ℃ 이하까지 냉각하는 예비 어닐링 공정과,
상기 예비 어닐링 공정 후의 강판을, Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 까지 가열하고, 그 Ac1 ＋ 60 ℃ ∼ Ac3 의 온도역에서 10 s 이상 유지한 후, 550 ℃ 까지를 10 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각하여, 550 ∼ 400 ℃ 의 온도역에서 2 ∼ 10 s 유지하고, 또한 150 ∼ 375 ℃ 까지를 평균 냉각 속도 5 ℃/s 이상으로 냉각하고, 300 ∼ 450 ℃ 로 재가열하여, 그 300 ∼ 450 ℃ 의 온도역에서 10 ∼ 1000 s 유지하는 본 어닐링 공정을 갖는, 고강도 강판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 본 어닐링 공정 후의 강판에, 도금 처리를 실시하는 도금 공정을 갖는, 고강도 강판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 도금 처리는, 용융 아연 도금 처리이거나, 또는 용융 아연 도금 처리를 실시하고 추가로 합금화 처리를 실시하는 도금 처리인, 고강도 강판의 제조 방법.