KR20210003236A - 열간 스탬핑용 강, 열간 스탬핑 방법, 및 열간 스탬핑된 구성요소 - Google Patents

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KR20210003236A
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Abstract

열간 스탬핑용 강, 열간 스탬핑 방법, 및 열간 스탬핑된 구성요소. 열간 스탬핑용 강은, 중량%로, C: 0.2 내지 0.4%, Si: 0 내지 0.8%, Al: 0 내지 1.0%, B: 0 내지 0.005%, Mn: 0.5 내지 3.0%, Mo: 0 내지 1%, Cr: 0 내지 2%, Ni: 0 내지 5%, V: 0 내지 0.4%, Nb: 0 내지 0.2%, Ti: ≤0.01%, 그리고 P, S 및 N과 같은 용해 중에 불가피한 불순물 원소를 포함한다. B ≤ 0.0005%일 때 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%가 만족된다. 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때, 강은 0.4% 내지 1.0%의 Al을 포함한다. 열간 스탬핑 방법은 강의 오스테나이트화 단계, 전달 단계, 열간 스탬핑 단계, 및 템퍼링 단계를 포함한다.

Description

열간 스탬핑용 강, 열간 스탬핑 방법, 및 열간 스탬핑된 구성요소
본 발명은 열간 스탬핑용 강, 열간 스탬핑 방법, 및 열간 스탬핑된 구성요소에 관한 것이다.
경량화는 자동차 산업에서 에너지 절감 및 배출가스 감소를 실현하는데 있어서 중요한 방식이다. 차체 질량의 10% 감소마다, 5 내지 10%의 연료 소비를 줄일 수 있다. 강은 일반적으로 차체 재료의 60% 초과를 차지한다. 발전된 고강도 강의 사용은, 자동차의 안전을 보장하면서, 부품의 두께를 줄일 수 있고, 재료의 사용을 줄일 수 있고, 차체의 중량 감소를 실현할 수 있다. 그러나, 상온에서의 강의 강도 증가의 경우에, 성형 능력이 감소되고, 상온에서의 고강도 강의 성형은 스프링백(springback) 및 성형 다이의 마모와 같은 문제에 직면한다. 그에 따라, 상온에서의 냉간 스탬핑은 일반적으로 강도가 1000 MPa 미만인 강에서만 이용될 수 있다.
다른 한편으로, 열간 스탬핑은 시트 재료를 고온의 오스테나이트화 상태까지 가열하고, 그러한 상태에서 강 시트는 낮은 강도(일반적으로 200 MPa 미만) 및 (50% 정도로 높은) 큰 연신율을 가지며, 큰 성형성을 가지고 스프링백이 거의 없이, 구성요소로 성형될 수 있다. 또한, 성형된 구성요소는 다이 내의 고체 열 전도에 의해서 급냉되고, 마르텐사이트로 변태되고 경화되며, 그에 따라 강도가 1500 MPa 초과에 도달할 수 있고, 이는 고강도와 성형성 사이의 상충성을 해결하기 위한 가장 효과적인 수단이다. 냉간 스탬핑과 비교하면, 열간 스탬핑은 부품의 고강도, 양호한 성형성, 스탬핑에 필요한 작은 톤수(tonnage), 및 부품의 높은 치수 정확도의 장점을 갖는다.
열간 스탬핑은 1980년대에 스웨덴의 회사에 의해서 제안되었다. 최근 몇년 간, 세계의 자동차 산업은 초고강도 강 시트의 개발 및 열간 스탬핑 기술의 연구에 많은 노력을 투입하였고, 유럽, 미국, 일본 및 중국의 주요 자동차 제조자들은 열간 스탬핑 기술에 의해서 생산된 초고강도 강 시트 구성요소, 예를 들어 차량 도어 범퍼 바, 범퍼 보강 빔, A 필라, B 필라, C 필라, 도어 프레임 보강 빔 등을 이용하고자 노력하기 시작하였다.
특허 CN105518173A(이하에서 특허 문헌 1로 지칭됨)는 열간 스탬핑 재료 및 그 생산 방법을 개시한다. 특허 문헌 1에서 설명된 열간 스탬핑 재료에서, B(붕소)의 함량은 0.0003 내지 0.002 %, 바람직하게 0.0005 % 초과이다. 여기에서, B의 효과는, 열간 스탬핑된 구성요소의 미세조직에서 마르텐사이트를 용이하게 획득하도록, 열간 스탬핑을 위한 강 시트의 경화능을 개선하는 것이다.
고용체 원자 상태에서 원소 B는 강 시트의 오스테나이트화 중에 입계에서 편석되어 페라이트의 핵생성을 방지하고, 그에 의해서 오스테나이트된 강 시트가 스탬핑 변형 및 다이 내의 냉각 중에 충분한 경화능을 가지도록 보장하고 페라이트의 생성을 방지하며, 냉각 후에 마르텐사이트가 지배적인 최종 미세조직이 얻어지고, 그에 따라 1500 MPa 초과의 인장 강도가 달성될 수 있다. 동시에, 효과적인 페라이트 억제제로서의 B는 Mn, Cr과 같은 합금 원소의 첨가를 크게 줄일 수 있고, 이는 합금 비용을 줄이는데 있어서 유리하다.
그러나, 용융 강은 원재료 및 공기로부터의 N을 불가피하게 포함할 것이다. 야금학적 품질에 따라서, 용융 강 내의 N 함량은 일반적으로 20 내지 60 ppm이고, 비정상적인 경우에, 이는 심지어 100 ppm 초과일 수 있다. B의 큰 확산성으로 인해서, 강 내에 용해되는 N은 B와 함께 BN을 형성할 수 있고, BN은 오스테나이트 내에서 안정적으로 존재한다. 열간 스탬핑 중의 오스테나이트화 온도는 약 900 ℃이다. BN은 이러한 온도에서 용해될 수 없고, 그에 따라 오스테나이트 입계에서의 B의 편석에 의해서 페라이트의 생성을 억제하는 효과가 약화되거나 심지어 사라진다.
B의 효과를 효과적으로 달성하기 위해서, 특허 문헌 1에서는, 강력한 질화물 형성 원소인 Ti를 첨가한다. Ti의 N과의 결합력이 B의 결합력보다 크기 때문에, TiN이 형성될 수 있고, 그에 따라 B를 고용체 원자의 형태로 유지하면서, N을 고정하는 목적을 달성할 수 있고, 그에 따라 B는 페라이트의 생성을 억제하는 그리고 강 시트의 경화능을 높이는 효과를 달성할 수 있다.
그러나, 질소 고정을 위해서 Ti가 사용될 때, 조대한 TiN 입자(입자 크기 ≥ 1 ㎛)가 형성될 수 있다. 또한, TiN은 높은 용해 온도를 가지고, 약 900 ℃에서의 오스테나이트화 프로세스 중에 용해되지 않고, 최종적으로 형성된 부품의 미세조직 내에 남아 있는다. 비교적 높은 밀도의 조대한 TiN 경질 입자 또는 TiN 입자는 재료가 변형될 때 균열 발생원이 될 것이고, 열간 스탬핑된 마르텐사이트 강의 벽개(cleavage) 및 파단을 초래할 것이고, 강 시트의 충격 인성을 심각하게 감소시킬 것이다.
또한, CN102906291A(이하에서 특허 문헌 2로 지칭됨)는 고강도의 프레스된 부재 및 그 생산 방법을 개시한다. 특허 문헌 2에서, 0.12 내지 0.69%의 C, 0.7% 초과의 Si+Al, 및 0.5 내지 3.0%의 Mn을 포함하는 강이, 오스테나이트화 온도(특허 문헌 2에서 750 내지 1000 ℃)까지 가열되고 이러한 온도에서 유지된 후에, Ms와 Mf 사이의 온도(특허 문헌 2에서 50 내지 350 ℃)까지 냉각되고, 이어서 베이나이트 변태 구역(특허 문헌 2에서 350 내지 490 ℃)까지 가열되고, 보유 오스테나이트가 분해되어 베이나이틱 페라이트 및 탄소-부화 보유 오스테나이트(carbon-rich retained austenite)를 생성하고, 보유 오스테나이트의 TRIP 효과의 이용에 의해서 강 시트의 연신율이 증가된다.
그러나, 특허 문헌 2에서, 강을 Ms와 Mf 사이의 온도까지 냉각할 것이 요구된다. 특허 문헌 2에서의 강의 조성에 따라, 상기 온도는 상온보다 높아야 한다. 강 시트가 열간 스탬핑 후에 다이 내에서 냉각되는 동안 상기 온도를 정확하게 제어하는 것이 어렵고, 베이나이트 변태 온도 범위까지 즉각적으로 상승될 필요가 있고, 이는 기존의 산업용 열간 스탬핑 프로세스 장비로 달성하기 어렵다.
본 발명은 종래 기술에 존재하는 전술한 문제를 고려하여 이루어진 것이고, 그 목적의 하나는, 입자 크기가 1 ㎛ 이상인 큰 TiN 개재물을 포함하지 않는, 열간 스탬핑용 강을 제공하는 것이고, 동시에 그러한 강은 충분한 경화능을 갖는다.
본 발명의 다른 목적은, 단순하고 기존의 열간 스탬핑 장비로 완료될 수 있는 열간 스탬핑 프로세스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 입자 크기가 1 ㎛ 이상인 큰 TiN 개재물을 포함하지 않는 그리고 이에 의해서 유발되는 비정상적으로 감소된 인성의 문제를 방지할 수 있는, 성형된 구성요소를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 열간 스탬핑용 강이 제공되고, 그러한 강은 중량%로 C: 0.2 내지 0.4%, Si: 0 내지 0.8%, Al: 0 내지 1.0%, B: 0 내지 0.005%, Mn: 0.5 내지 3.0%, Mo: 0 내지 1%, Cr: 0 내지 2%, Ni: 0 내지 5%, V: 0 내지 0.4%, Nb: 0 내지 0.2%, Ti: ≤ 0.01%, 그리고 용해 중에 불가피한 P, S, N과 같은 불순물 원소를 포함하고, B ≤ 0.0005%일 때 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%가 만족되며, 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때 0.4 내지 1.0%의 Al이 포함된다.
본 발명에 따른 열간 스탬핑용 강은 Ti를 포함하지 않거나 극소량의 Ti만을 포함하고, 그에 의해서 (입자 크기가 1 ㎛ 이상인) 큰-크기의 경질 TiN 개재물의 생성 및 결과적인 열간 스탬핑된 구성요소의 인성의 비정상적인 감소를 방지한다. 동시에, 강 시트의 경화능이 보장되고, 이는 열간 스탬핑 후에 마르텐사이트가 지배하는 미세조직이 얻어지도록 보장할 수 있다. 구체적으로, B ≤ 0.0005%일 때, 강 판의 경화능을 보장하기 위해서, 특정량의 합금 원소 Mn, Mo, Cr, Ni가 첨가되고, 관계식 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3* Ni ≥ 30%가 만족된다. 다른 한편으로, 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때, 0.4 내지 1.0% Al이 첨가되어 N을 고정하고, 그에 의해서 BN의 생성을 방지하고, 페라이트의 생성을 방지하는 B의 효과를 달성한다.
또한, 본 발명에 따른 열간 스탬핑용 강은 30 ℃/s 미만의, 완전한(full) 마르텐사이트 생성을 위한 임계 냉각 속도를 가지며, 이는 통상적인 열간 스탬핑 장비의 경화능 요건을 만족시킬 수 있고, 그에 따라 열간 스탬핑은 통상적인 열간 스탬핑 장비로 실행될 수 있다. 그리고 열간 스탬핑 및 템퍼링 후에, 1200 내지 1800 MPa의 항복 강도, 1500 내지 2150 MPa의 인장 강도 및 7 내지 10%의 연신율, 99.5%의 신뢰도로 -40 ℃에서 45 J·cm-2 이상의 충격 인성이 달성될 수 있다.
바람직한 해결책으로서, 열간 스탬핑용 강은 중량%로 0.20 내지 0.38%의 C 함량, 0.1 내지 0.5%의 Si 함량, 0.8 내지 2.2%의 Mn 함량, 0.1 내지 0.5%의 Cr 함량, 0.2 내지 0.6%의 Mo 함량, 및 0 내지 0.01%의 Ti 함량을 갖는다.
다른 바람직한 해결책으로서, 열간 스탬핑용 강은 중량%로 0.24 내지 0.4%의 C 함량, 0.1 내지 0.5%의 Si 함량, 0.8 내지 2.2%의 Mn 함량, 0.1 내지 0.5%의 Cr 함량, 0.0005 내지 0.004%의 B 함량, 0 내지 0.01%의 Ti 함량 및 0.4 내지 0.8%의 Al 함량을 갖는다.
다른 바람직한 해결책으로서, 열간 스탬핑용 강은 중량%로 0.3 내지 0.4%의 C 함량, 0.1 내지 0.8%의 Si 함량, 0.8 내지 2.2%의 Mn 함량, 0 내지 0.5%의 Cr 함량, 0.0005 내지 0.004%의 B 함량, 0 내지 0.01%의 Ti 함량, 및 0.4 내지 0.9%의 Al 함량을 갖는다.
열간 스탬핑용 강은 열간-압연된 강 시트, 열간-압연되고 산세 처리된 시트, 냉간-압연된 강 시트, 또는 코팅을 갖는 강 시트일 수 있다.
이들 중에서, 코팅을 갖는 강 시트는 아연-코팅된 강 시트일 수 있고, 아연-코팅된 강 시트는 금속 아연 코팅과 함께 형성된 열간-압연된 강 시트 또는 냉간-압연된 강 시트이고, 금속 아연 코팅은 열간-침지 갈바나이징(galvanizing), 갈바나이징 어닐링, 아연 갈바나이징 및 아연-철 갈바나이징 중 적어도 하나에 의해서 형성될 수 있다.
이들 중에서, 코팅을 갖는 강 시트는 알루미늄 규소 코팅과 함께 형성된 열간-압연된 강 시트 또는 냉간-압연된 강 시트, 또는 유기 코팅과 함께 형성된 강 시트이다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 열간 스탬핑 프로세스가 제공되고, 그러한 프로세스는: 제1 양태의 열간 스탬핑용 강 또는 상기 열간 스탬핑용 강의 미리-성형된 구성요소가 제공되고, 800 내지 950 ℃의 온도까지 가열되고 이어서 이러한 온도에서 1 내지 10000 s 동안 유지되는, 강 오스테나이트화 단계; 전술한 강 오스테나이트화 단계 이후에 전술한 강 또는 그 미리-성형된 구성요소가 열간 스탬핑 다이로 전달되고, 그러한 전달 중에 강의 온도가 550 ℃ 이상에서 유지되는, 강 전달 단계; 스탬핑하고, 압력을 유지하고, 그리고 다이 내의 강이 10 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 250 ℃ 이하까지 냉각되도록, 그에 따라 구성요소가 다이를 빠져 나올 때 구성요소의 온도가 250 ℃ 미만이 되게 보장하도록, 냉각을 실행하는 열간 스탬핑 단계를 포함한다.
예를 들어, 1.2 mm 두께의 시트의 압력 유지 시간은 5 내지 15 s로 설정될 수 있고, 1.8 mm 두께의 시트의 압력 유지 시간은 7 내지 20 s로 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 열간 스탬핑 프로세스는 제어하기가 단순하고, 기존의 산업용 열간 스탬핑 장비로 완료될 수 있다.
강 오스테나이트화 단계에서, 롤러 평로, 상자형 가열로, 유도 가열, 및 저항 가열 중 임의의 하나가 가열 방법으로서 선택될 수 있다.
바람직하게, 열간 스탬핑 단계 후에, 템퍼링 단계가 포함되고, 그러한 템퍼링 단계에서, 성형된 구성요소가 150 내지 200 ℃까지 가열되고 이러한 온도에서 10 내지 40분 동안 유지되거나, 전술한 성형된 구성요소가 임의의 방식으로 150 내지 280 ℃까지 가열되고 이어서 이러한 온도에서 0.5 내지 120분 동안 유지되고, 이어서 임의의 방식으로 냉각된다.
이들 중에서, 템퍼링 단계는 페인팅 프로세스(painting process)에 의해서 실행될 수 있다.
따라서, 템퍼링은, 열처리 프로세스를 추가적으로 부가하지 않고, 자동차의 최종 조립 프로세스의 페인팅 단계에서 실행될 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따라, 열간 스탬핑된 구성요소가 제공되고, 그러한 구성요소는 중량%로 C: 0.2 내지 0.4%, Si: 0 내지 0.8%, Al: 0 내지 1.0%, B: 0 내지 0.005%, Mn: 0.5 내지 3.0%, Mo: 0 내지 1%, Cr: 0 내지 2%, Ni: 0 내지 5%, V: 0 내지 0.4%, Nb: 0 내지 0.2%, Ti: ≤ 0.01%, 그리고 용해 중에 불가피한 P, S, N과 같은 불순물 원소를 포함하고, B ≤ 0.0005%일 때 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%가 만족되며, 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때 0.4 내지 1.0%의 Al이 포함된다.
본 발명에 따른 열간 스탬핑된 구성요소는 입자 크기가 1 ㎛ 이상인 TiN 입자를 포함하지 않고, 그에 따라, 이에 의해서 유발되는 비정상적으로 감소된 인성의 문제를 방지하고, 통상적인 열간 스탬핑 장비로 제조될 수 있다. 동시에, 본 발명에 따른 열간 스탬핑된 구성요소는 또한 양호한 기계적 특성을 획득할 수 있다. 구체적으로, 1200 내지 1800 MPa의 항복 강도, 1500 내지 2150 MPa의 인장 강도 및 7 내지 10%의 연신율, -40 ℃에서 45 J·cm-2 이상의 충격 인성이 달성될 수 있다. 상기 기계적 특성은 기존의 열간 스탬핑용 Ti-함유 강과 균등하고 심지어 약간 개선된 것이다.
바람직하게, 열간 스탬핑된 구성요소에서, 중량%로, C 함량은 0.20 내지 0.38%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mo 함량은 0.2 내지 0.6%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이다.
다른 바람직한 해결책으로서, 열간 스탬핑된 구성요소에서, 중량%로, C 함량은 0.24 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이고, Al 함량은 0.4 내지 0.8%이다.
다른 바람직한 해결책으로서, 열간 스탬핑된 구성요소에서, 중량%로, C 함량은 0.3 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.8%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이고, Cr 함량은 0 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이며, Al 함량은 0.4 내지 0.9%이다. 상기 해결책에 따라, 비교적 낮은 조성비의 고가의 합금의 조건 하에서, 고강도가 달성될 수 있다. 그 기계적 특성은: 1800 MPa 이상의 인장 강도, 7.5% 이상의 연신율, 50J·cm-2 이상의 -40 ℃ 샤피 충격 인성(Charpy impact toughness)(CVN)이다.
본 발명의 열간 스탬핑된 구성요소는 제2 양태의 열간 스탬핑 프로세스에 의해서 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명을 위한 예시적인 강인, NT1 강의 20 ℃ 충격 파단 형태를 도시한다.
도 2는 본 발명을 위한 예시적인 강인, NT1 강의 -40 ℃ 충격 파단 형태를 도시한다.
도 3은, 충격 데이터가 정상일 때, 비교 강인, CS1 강의 충격 파단 형태를 도시한다.
도 4는, 충격 데이터가 비정상일 때, 비교 강인, CS1 강의 충격 파단 형태를 도시한다.
도 5는, 충격 데이터가 비정상일 때, 비교 강인, CS2 강의 충격 파단 형태를 도시한다.
이하에서, 구체적인 실시예와 함께 본 발명의 기술적 해결책을 설명할 것이다.
본 발명의 열간 스탬핑용 강은, 중량%로, C: 0.2 내지 0.4%, Si: 0 내지 0.8%, Al: 0 내지 1.0%, B: 0 내지 0.005%, Mn: 0.5 내지 3.0%, Mo: 0 내지 1%, Cr: 0 내지 2%, Ni: 0 내지 5%, V: 0 내지 0.4%, Nb: 0 내지 0.2%, Ti: ≤0.01%, 그리고 용해 중에 불가피한 P, S, N과 같은 불순물 원소를 포함하고, B ≤ 0.0005%일 때 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%가 만족되며, 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때 0.4 내지 1.0%의 Al이 포함된다. 본 발명의 각각의 원소의 기능 및 기본적인 비율이 이하와 같이 설명된다.
C: 탄소는 오스테나이트 상을 안정화시킬 수 있고 Ac3 온도를 낮출 수 있으며, 그에 의해서 열간 성형 온도를 낮출 수 있다. 탄소는 침입형 고용체 원소이고, 그 강화 효과는 치환형 고용체 원소보다 훨씬 더 크다. 강 내의 탄소 함량이 증가됨에 따라, 급냉 후의 마르텐사이트 내의 탄소 함량이 또한 증가될 것이고, 그에 의해서 마르텐사이트의 강도를 개선할 것이다. 그에 따라, 보장된 경화능의 조건하에서, 탄소 함량을 높이는 것에 의해서 강도가 효과적으로 개선될 수 있다. 탄소 함량을 높이는 것은 열간 스탬핑된 강의 강도를 개선하기 위한 가장 효과적인 수단이지만, 탄소 함량이 증가됨에 따라, 강 시트의 인성이 감소되고 용접성이 저하된다. 일반적으로, 탄소 함량이 너무 많지 않아야 한다. 본 발명의 강의 탄소 함량은 0.2 내지 0.4%이다.
Si: 규소는 효과적인 탈산제이고, 강력한 고용체 강화 효과를 갖는다. 규소는 또한 템퍼링 프로세스 중에 시멘타이트의 석출을 방지할 수 있고, 강의 템퍼링 안정성을 개선할 수 있다. 너무 많은 규소 함량은 표면 품질 문제를 유발할 수 있고, 그에 따라 본 발명의 강의 규소 함량은 0 내지 0.8%이다.
Al: 큰-크기의 TiN 개재물의 생성을 방지하기 위해서, Ti를 포함하지 않거나 극소량의 Ti를 포함하는 조성 설계가 본 발명에서 채택된다. 알루미늄은 강력한 탈산 원소이고, N과의 강한 결합력을 갖는다. 본 발명에서, B 함량이 0.0005% 초과일 때, BN의 생성을 방지하기 위해서 그리고 오스테나이트 입계에 편석된 B의 효과를 달성하여 경화능을 개선하기 위해서, 비교적 많은 함량의 Al이 N과의 결합을 위해서 첨가된다. 많은 연구 후에, 본 발명자는, 0.4% 이상의 Al을 첨가하는 것에 의해서 BN의 생성을 방지할 수 있다는 것을 발견하였다. 너무 많은 Al의 첨가는 강의 Ac3 온도를 높일 것이고, 연속 주조 결정기(continuous casting crystallizer)의 개구부에서의 저항이 증가되는 문제를 유발할 것이다. 그에 따라, B 함량이 0.0005% 초과일 때, 본 발명의 강의 Al 함량은 0.4 내지 1.0%일 필요가 있고; B 함량이 0.0005% 미만일 때, Al의 이용에 의해서 B를 유지할 필요가 없고 Al 함량은 0.4% 미만일 수 있거나 Al이 첨가되지 않을 수 있다.
B: B는 오스테나이트 입계에서 편석될 수 있고, 따라서 페라이트의 생성을 방지하고 열간 스탬핑 중에 강의 경화능을 개선할 수 있다. 0.0005% 초과의 B는 페라이트의 생성을 방지하는 역할만을 할 수 있고, 너무 많은 B 함량은 붕소 취화(embrittlement)를 유발할 것이고, 그에 따라 본 발명의 강의 B 함량은 0 내지 0.005%일 수 있고; 29*Mo+16*Mn +14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%일 때, 강의 경화능이 보장될 수 있고, B 함량은 0.0005% 미만일 수 있거나 B가 첨가되지 않을 수 있다.
Mn: 망간은 경화능을 개선하기 위해서 가장 일반적으로 이용되는 합금 원소이고 오스테나이트 구역을 확장할 수 있고 Ac3 온도를 낮출 수 있으며, 이는 열간 스탬핑 온도를 낮추는데 있어서 그리고 원래의 오스테나이트 입자를 정제(refine)하는데 있어서 유리하다. Mn은 O 및 S와의 강한 결합력을 가지고, 양호한 탈산제 및 탈황제이고, 이는 황에 의해서 유발되는 강의 열간 취성을 감소 또는 제거할 수 있고 강의 열간 가공성을 개선할 수 있다. 너무 많은 Mn 함량은 강의 내산성(oxidation resistance)을 감소시킬 것이고, 동시에, 용접성 및 성형성을 저하시킬 것이다. 본 발명의 강 내의 망간의 함량은 0.5 내지 3.0%이다.
Mo: 몰리브덴은 강의 경화능을 상당히 개선할 수 있고, 0.2% 이상의 몰리브덴은 페라이트의 생성을 효과적으로 방지할 수 있고 강의 경화능을 상당히 개선할 수 있다. 몰리브덴은 또한 강의 용접성 및 내식성을 개선할 수 있다. 비용의 제한으로, Mo 함량은 너무 많지 않아야 한다. 본 발명의 강 내의 Mo의 함량은 0 내지 1.0%일 수 있다.
Cr 및 Ni와 같은 합금 원소: 크롬, 니켈과 같은 원소는 강의 경화능을 개선할 수 있고 강의 강도 및 경도를 개선할 수 있다. Cr 및 Ni의 혼합 첨가는 강의 경화능을 상당히 개선할 수 있으나, 비용을 고려하면, 총 함량은 너무 많지 않아야 하고, Cr 함량은 0 내지 2%일 수 있고, Ni 함량은 0 내지 5%일 수 있다.
B 함량이 0.0005% 미만일 때, 강 시트의 경화능을 개선하기 위해서, Mn, Mo, Cr, Ni와 같은 원소의 특정량이 첨가될 수 있다. 전술한 4개의 원소는 강 시트의 경화능에 상이한 영향을 미친다. 경화능에 미치는 원소들의 영향에 따라, 그 원소들에 상응 계수를 곱한다. 본 발명자는, 상당한 연구를 통해서, 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%일 때, 통상적인 열간 스탬핑 프로세스에서 강 시트의 경화능이 보장될 수 있다는 것을 발견하였다.
V, Nb: 적은 양의 바나듐 및 니오븀이 탄화물, 질화물, 탄질화물의 분산된, 정제된 입자를 형성할 수 있고, 그에 의해서 강의 강도 및 인성을 개선할 수 있고 마르텐사이트 매트릭스의 탄소 함량을 소비할 수 있고, 이는 인성을 더 개선하고; 그리고 이러한 미세 화합물들이 상들 사이에서 분산되기 때문에, 석출 강화가 발생될 수 있다. 과다하게 많은 V 및 Nb의 첨가량은 명백한 효과가 없고, 비용을 증가시킨다. 본 발명의 강 내의 V 함량은 0 내지 0.4%이고, Nb 함량은 0 내지 0.2%이다.
Ti: Ti는 N과의 강한 결합력을 갖는다. N을 고정하기 위해서 Ti가 사용될 때, 질소의 완전한 고정을 보장하기 위해서, Ti 대 N의 중량비가 w(Ti)/w(N)≥3.4를 만족시켜야 하고, 여기에서 w(Ti) 및 w(N)은 강 내의 Ti 및 N의 중량%를 각각 나타낸다. Ti 대 N의 화학양론비가 1일 때, w(Ti)/w(N)는 대략적으로 3.4이다. 이러한 조건이 만족될 때, 강 내의 N이 Ti와 완전히 반응하여 TiN을 석출하고, 강 내의 고용체 상태의 잔류 N이 B와 조합되지 않게 하고 BN을 형성하지 않게 한다. N 함량이 증가되는 경우에, 더 많은 Ti 함량이 첨가되어야 한다. 그러나, 본원의 발명자는, 강 내의 (입자 크기가 1 ㎛ 이상인) 조대 TiN 입자의 부피 분율이 w(Ti)*w(N)에 비례한다는 것을 발견하였고, 여기에서 w(Ti)*w(N)은 강 내의 Ti 및 N의 질량 백분율의 곱을 나타낸다. w(Ti)*w(N)가 그 고용해도들(solid solubilities)의 곱을 초과하는 경우에, TiN 입자 개재물은, 용융 강이 응고되기 전에, 용융 강 내에서 석출될 것이고, 그 크기는 10 미크론 초과에 도달할 수 있다. TiN은 높은 용해 온도를 가지고, 약 900 ℃에서의 오스테나이트화 프로세스 중에 용해되지 않고, 최종적으로 성형된 구성요소의 미세조직 내에 남아 있는다. 높은 밀도의 조대한 TiN 경질 입자 또는 TiN 입자는 재료가 변형될 때 균열 발생원이 될 것이고, 열간 스탬핑된 마르텐사이트 강의 벽개 및 파단을 초래할 것이고, 강 시트의 충격 인성을 심각하게 감소시킬 것이다. 그에 따라, 본 발명에서, 강 내의 Ti 함량이 0.01% 미만일 것이 요구되거나, Ti가 첨가되지 않을 수 있다.
N: 질소는, 강의 강도를 상당히 개선할 수 있는 침입형 용해 원소이고, 오스테나이트 안정화 원소이며, 이는 오스테나이트 영역을 확장하고 Ac3 온도를 낮춘다. N은 Ti 및 Al과 같은 강력한 질화물 형성 원소와 조합되어 질화물을 형성한다. TiN은 액체로부터 석출된 질화물이고, 큰-크기의 입자를 형성하기 쉽고, 이는 강의 충격 인성을 저하시킨다. 본 발명에서, Ti가 없거나 극소량의 Ti가 첨가되며, 이는 큰-크기의 TiN의 형성을 방지한다. 본 발명에서, Al은 N을 고정하기 위해서 이용된다. AlN이 고체로부터 석출되는 질화물이기 때문에, 형성 역학의 영향 하에서, 이는, 인성에 심각한 영향을 미치지 않고, 미세하고 분산된 AlN 개재물을 형성할 수 있다. 그에 따라, 본 발명에서, 강 내의 N 함량이 단지 0.01% 미만인 것이 요구된다.
P: 일반적으로, 인은 강 내에서 유해 원소이고, 이는 강의 냉간 취성을 증가시키고, 용접성을 저하시키고, 소성을 감소시키고, 냉간 굽힘성을 저하시킨다. 본 발명의 강에서, P 함량이 0.02% 미만일 것이 요구된다.
S: 황은 또한 일반적으로 유해한 원소이고, 강의 열간 취성을 유발하고 강의 연성 및 용접성을 감소시킨다. 본 발명의 강에서, S 함량이 0.015% 미만일 것이 요구된다.
본 발명의 강의 바람직한 실시예로서, C 함량은 0.20 내지 0.38%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mo 함량은 0.2 내지 0.6%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이다.
본 발명의 강의 다른 바람직한 실시예로서, C 함량은 0.24 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이고, Al 함량은 0.4 내지 0.8%이다.
본 발명의 강은 설계된 조성에 따라 강 잉곳으로 용해되고, 5시간 동안 1200 ℃에서 균질화 처리되고, 최종 압연 온도가 800 ℃ 초과인 5 내지 8번의 통과에서 3 mm의 두께까지 열간-압연되고, 650 ℃까지 공냉되고 로-냉각되며(furnace-cooled), 시뮬레이트된 코일링(simulated coiling)되고, 상온까지 냉각되며, 이어서 산세 처리되고, 1.5 mm까지 냉간-압연되고, 열간 스탬핑 실험을 거친다.
표 1은 본 발명의 예시적인 강 NT1 내지 NT14 및 비교 강 CS1, CS2의 각각의 조성을 보여준다. 본 발명의 모든 예시적인 강 내의 Ti 함량은 0.01% 미만이고, NT1 내지 NT10은 B를 가지지 않거나 0.0005% 미만의 B 함량을 가지며, Mn, Mo, Cr, Ni와 같은 원소를 첨가하여 강의 경화능을 보장하고; NT11 내지 NT14 내의 B 함량은 0.0005% 초과이고, N과 조합되도록 그에 따라 BN의 생성을 방지하도록 특정량의 Al을 첨가한다. 비교 강 CS1 및 CS2는 현재의 산업적인 생산에서의 열간 스탬핑 강의 조성을 갖는다. 강 CS1은 0.002%의 B 함량, 0.0045%의 N 함량을 가지고, N과 조합되도록 0.039%의 Ti가 첨가되며; CS2는 0.0025%의 B를 포함하고, N과 조합되도록 0.03%의 Ti가 첨가되고, N 함량은 0.0044%이다. 임계 냉각 속도는, 재료를 열팽창계(thermodilatometre)에 의해서 오스테나이트화 온도까지 가열함으로써 그리고 10, 15, 20, 25, 및 30 ℃/s의 속도로 냉각하는 것 그리고 결과적인 미세조직을 관찰하는 것에 의해서 측정되었다. 냉각 속도는, 완전한 마르텐사이트 미세조직이 얻어졌을 때 임계 냉각 속도인 것으로 결정되었다.
통상적인 열간 스탬핑 장비를 이용하여 22MnB5를 생산하였고, 그 임계 냉각 속도는 약 30 ℃/s이다. 비교 강 CS1 및 CS2의 임계 냉각 속도는 25 내지 30 ℃/s의 범위이다. 본 발명의 예시적인 강 NT1 내지 NT14의 임계 냉각 속도는 모두가 이러한 값이거나 그보다 작고, 이는, 본 발명의 강 조성이 경화능을 위한 통상적인 열간 스탬핑 장비의 요건을 만족시킬 수 있다는 것을 나타내고, 모든 예시적인 강은 표 2에 기재된 프로세스로 열간 스탬핑한 후에 완전한 마르텐사이트 미세조직을 획득할 수 있다.
표 1은 본 발명의 예시적인 강 및 비교 강의 조성(질량 백분율) 및 임계 냉각 속도(℃/s)를 나타낸다.
Figure pct00001
본원의 열간 스탬핑 프로세스는 이하의 단계를 포함한다:
강 오스테나이트화 단계: 전술한 합금 원소를 갖는 열간 스탬핑용 강 또는 그 미리-성형된 구성요소를 제공하고, 이를 800 내지 950 ℃까지 가열하고 이러한 온도에서 1 내지 10000 s 동안 유지하고, 상기 프로세스 단계를 위한 가열 방법은, 비제한적으로, 롤러 평로, 상자형 가열로, 유도 가열, 및 저항 가열일 수 있다;
강 전달 단계: 전술한 가열된 강을 열간 스탬핑 다이로 전달하고, 다이로 전달되는 동안 강의 온도가 550 ℃ 이상이 되도록 보장한다;
열간 스탬핑하는 단계: 예를 들어 1 내지 40 MPa의 스탬핑 압력 값으로, 전술한 강 시트의 크기에 따른 합리적인 프레스 톤수를 선택하고, 시트 두께에 따라 압력 유지 시간을 결정하고, 예를 들어 이는 4 내지 40 s에서 유지된다. 예를 들어, 1.2 mm 두께의 시트의 압력 유지 시간은 5 내지 15 s로 설정될 수 있고, 1.8 mm 두께의 시트의 압력 유지 시간은 7 내지 20 s로 설정될 수 있다. 예를 들어, 다이 표면 온도는 다이의 냉각 시스템에 의해서 200 ℃ 이하에서 유지되고, 그에 따라 강은 다이 내에서 10 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 250 ℃ 이하로 냉각되어, 구성요소가 다이를 빠져 나갈 때 구성요소의 온도가 250 ℃ 이하가 되도록 보장한다.
열간 스탬핑 후에, 템퍼링이 또한 실행될 수 있다. 예를 들어, 페인팅 프로세스 중에, 성형된 구성요소가 150 내지 200 ℃까지 가열되고 이러한 온도에서 10 내지 40분 동안 유지되거나; 전술한 성형된 구성요소가 임의의 방식으로 150 내지 280 ℃까지 가열되고 이어서 이러한 온도에서 0.5 내지 120분 동안 유지되고, 이어서 임의의 방식으로 냉각된다.
표 2는 본 발명의 예시적인 강 NT1 내지 NT14 및 비교 강 CS1, CS2의 열간 스탬핑 프로세스 매개변수를 보여준다. 모든 강을 870 내지 900 ℃에서 5분 동안 유지하고, 이어서 블랭크(blank)를 취하고 열간 스탬핑 다이 상에 배치하며, 다이가 폐쇄될 때 블랭크 온도는 약 700 ℃이고, 스탬핑 압력은 10 MPa이며, 그러한 압력을 6 s 동안 유지하고, 구성요소가 다이를 빠져 나갈 때 구성요소의 온도는 약 100 ℃이고, 이어서 블랭크를 상온까지 공기 중에서 냉각시키고, 170 ℃에서 20분 동안 템퍼링한다. 이러한 프로세스는 통상적인 열간 스탬핑 장비로 실현될 수 있다.
표 2는 본 발명의 예시적인 강의 열간 스탬핑 프로세스 매개변수를 나타낸다.
Figure pct00002
표 3은 열간 스탬핑 후의 본 발명의 예시적인 강 NT1 내지 NT14 그리고 비교 강 CS1 및 CS2의 기계적 특성을 보여준다. 인장 시편은 게이지 길이가 50 mm인 ASTM 표준 시편이고, 인장 기계적 특성 테스팅을 위한 변형율(strain rate)은 2 mm/분이다. 항복 강도는, 0.2% 잔류 변형을 생성하는 응력 값이다. 충격 시편은 3-층형 충격 시편이다. 충격 테스트는, 무작위적인 샘플링 위치에서, 각각의 유형의 강에 대해서 30회 이상 실행하였다.
실험 결과는 본 발명의 예시적인 강의 전부가 1200 MPa 이상의 항복 강도, 1500 MPa 이상의 인장 강도, 및 7% 이상의 연신율을 갖는다는 것을 보여주고, 이들은, 비교 강의 성능과 비교할 때, 비교 강의 성능과 동등하고, 심지어 일부 예시적인 강의 성능이 약간 개선된다.
20 ℃에서의 비교 강 CS1의 데이터의 대부분은 60 J·cm-2 이상이고, -40 ℃에서의 충격 인성은 대부분 55 J·cm-2보다 높았으나, 약 10%의 비정상적인 데이터 비율이 존재한다. 비정상적인 데이터는, 20 ℃에서의 충격 인성이 약 29 J·cm-2이고 -40 ℃에서의 충격 인성이 약 26 J·cm-2라는 것을 보여준다. 충격 파단 분석 후에, 도 4에 도시된 바와 같이, 입자 크기가 1 ㎛을 초과하는, 그리고 일부는 심지어 입자 크기가 10 ㎛ 정도로 큰, 많은 양의 TiN 개재물이, 충격 값이 비정상적인, 파단부에서 발견되었고, 이는, 큰-크기의 TiN의 존재가 균열 발생원이 되었다는 것을 나타나고, 이는 충격 인성을 심각하게 감소시킨다는 것을 나타낸다.
-40 ℃ 및 20 ℃에서의 비교 강 CS2의 충격 인성에 관한 데이터의 대부분은 약 60 J·cm-2 주위에 집중되나, 약 5%의 비정상적인 데이터 비율이 존재한다. 비정상적인 데이터는, 충격 인성이 단지 약 40 J·cm-2라는 것을 보여준다. 도 5에 도시된 바와 같이, 입자 크기가 5 ㎛ 초과인, 많은 양의 TiN이 CS2의 비정상적인 파단부에서 발견되었고, 이는, CS2의 충격 인성의 비정상적인 감소의 이유가 비교적 많은 N 함량에 의해서 유발되는 큰-크기의 TiN의 생성이라는 것을 나타낸다.
비교 강 CS1 및 CS2의 분석으로부터, TiN의 생성이 강의 인성을 저하시킬 것임을 확인할 수 있다. TiN의 크기 및 분포가 확률에 따라 정상적으로 분포되기 때문에, 조대한 TiN 개재물을 포함하는 CS1 및 CS2 모두는 비정상적인 상태가 될 것이고, 인성은 약 40 J·cm-2 이하로 감소된다.
TiN의 생성을 감소시키기 위해서, 강 내의 N 또는 Ti 함량을 감소시킬 수 있다. 강 내의 N 함량이 야금학적 품질에 의해서 제한될 때, N 함량의 감소는 제강 비용의 상당한 증가를 불가피하게 초래할 것이다. 본 발명의 강 내의 Ti의 함량은 0.01% 미만이고, TiN의 함량은, 큰-크기의 TiN 입자를 생성하지 않으면서, 매우 낮은 레벨로 유지될 수 있고, 그에 따라 그에 의해서 유발되는 불충분한 인성의 문제가 방지될 수 있다. 본 발명의 예시적인 강 NT1 내지 NT14는 각각 20 ℃에서 60 J·cm-2 이상의 충격 인성 값 그리고 -40 ℃에서 50 J·cm-2 이상의 충격 인성을 가지고, 비정상적인 값은 존재하지 않는다. 도 1은 NT1 강의 20 ℃ 충격 파단 형태를 도시하고, 도 2는 NT1 강의 -40 ℃ 충격 파단 형태를 도시하며, 파단부에서 개재물은 발견되지 않았다. 이러한 형태는 본 발명의 모든 예시적인 강의 충격 파단 형태를 나타내고, 이는, 본 발명의 강 내의 개재물이 충격 인성에 큰 영향을 미치지 않을 것임을 나타낸다.
표 3은 본 발명의 예시적인 강의 기계적 특성을 나타낸다.
Figure pct00003
표 3에 기재된 바와 같이, 본 발명의 열간 스탬핑된 구성요소는 또한, 양호한 충격 인성을 보장하면서, 양호한 기계적 특성을 획득할 수 있다. 구체적으로, 1200 내지 1800 MPa의 항복 강도, 1500 내지 2150 MPa의 인장 강도 및 7 내지 10%의 연신율, -40 ℃에서 45 J·cm-2 이상의 충격 인성이 달성될 수 있다. 그러한 기계적 특성은 기존의 열간 스탬핑용 Ti-함유 강과 균등하고 심지어 약간 개선된 것이다. 이들 중에서, NT12 및 NT14는 특히 고가 합금의 비교적 낮은 조성비의 조건 하에서 높은 강도를 달성할 수 있다. 그 기계적 특성은: 1847±12 MPa 이상의 인장 강도, 7.8±0.3% 이상의 연신율, 53.8±0.8J·cm-2 이상의 -40 ℃ 샤피 충격 인성(CVN)이다.
본 발명의 열간 스탬핑된 구성요소는, 비제한적으로, 자동차의 A-필라, B-필라, 범퍼, 지붕 프레임, 하체 프레임, 및 차량 도어 범퍼 바를 포함하는, 자동차의 고강도 구성요소를 위해서 이용될 수 있다.
전술한 실시예 및 실험 데이터는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이다. 본 발명이 이러한 실시예로 제한되지 않는다는 것, 그리고 본 발명의 보호 범위로부터 벗어나지 않고도, 다양한 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명확할 것이다.

Claims (12)

  1. 열간 스탬핑용 강에 있어서, 열간 스탬핑용 강은 중량%로, C: 0.2 내지 0.4%, Si: 0 내지 0.8%, Al: 0 내지 1.0%, B: 0 내지 0.005%, Mn: 0.5 내지 3.0%, Mo: 0 내지 1%, Cr: 0 내지 2%, Ni: 0 내지 5%, V: 0 내지 0.4%, Nb: 0 내지 0.2%, Ti: ≤ 0.01%, 그리고 용해 중에 불가피한 P, S, N과 같은 불순물 원소를 포함하고, B ≤ 0.0005%일 때 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%가 만족되며, 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때 0.4 내지 1.0%의 Al이 포함되는 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑용 강.
  2. 제1항에 있어서,
    중량%로, C 함량은 0.20 내지 0.38%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mo 함량은 0.2 내지 0.6%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑용 강.
  3. 제1항에 있어서,
    중량%로, C 함량은 0.2 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이고, Al 함량은 0.4 내지 1%인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑용 강.
  4. 제1항에 있어서,
    중량%로, C 함량은 0.3 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.8%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이고, Al 함량은 0.4 내지 0.9%인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑용 강.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    열간 스탬핑용 강은 열간-압연된 강 시트, 열간-압연되고 산세 처리된 시트, 냉간-압연된 강 시트, 또는 코팅을 갖는 강 시트인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑용 강.
  6. 열간 스탬핑 방법에 있어서:
    제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 열간 스탬핑용 강 또는 열간 스탬핑용 강의 미리-성형된 구성요소가 제공되고, 800 내지 950 ℃의 온도까지 가열되고 이어서 이러한 온도에서 1 내지 10000 s 동안 유지되는, 강 오스테나이트화 단계;
    전술한 강 오스테나이트화 단계 이후에 강 또는 그 미리-성형된 구성요소가 열간 스탬핑 다이로 전달되고, 전달 중에 강의 온도가 550 ℃ 이상에서 유지되는, 강 전달 단계; 및
    스탬핑하고, 압력을 유지하고, 다이 내의 강이 10 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 250 ℃ 이하까지 냉각되도록, 그에 따라 구성요소가 다이를 빠져 나올 때 구성요소의 온도가 250 ℃ 이하가 되게 보장하도록, 냉각을 실행하는, 열간 스탬핑 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    열간 스탬핑 단계 후에, 템퍼링 단계를 포함하고, 템퍼링 단계에서, 성형된 구성요소가 150 내지 200 ℃까지 가열되고 이러한 온도에서 10 내지 40분 동안 유지되거나, 성형된 구성요소가 임의의 방식으로 150 내지 280 ℃까지 가열되고 이어서 이러한 온도에서 0.5 내지 120분 동안 유지되고, 이어서 임의의 방식으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    템퍼링 단계가 페인팅 프로세스에 의해서 실행되는 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑 방법.
  9. 열간 스탬핑된 구성요소에 있어서, 열간 스탬핑된 구성요소는 중량%로, C: 0.2 내지 0.4%, Si: 0 내지 0.8%, Al: 0 내지 1.0%, B: 0 내지 0.005%, Mn: 0.5 내지 3.0%, Mo: 0 내지 1%, Cr: 0 내지 2%, Ni: 0 내지 5%, V: 0 내지 0.4%, Nb: 0 내지 0.2%, Ti: ≤ 0.01%, 그리고 용해 중에 불가피한 P, S, N과 같은 불순물 원소를 포함하고, B ≤ 0.0005%일 때 29*Mo+16*Mn+14*Cr+5.3*Ni ≥ 30%가 만족되며, 0.0005% < B ≤ 0.005%일 때 0.4 내지 1.0%의 Al이 포함되는 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑된 구성요소.
  10. 제9항에 있어서,
    중량%로, C 함량은 0.20 내지 0.38%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mo 함량은 0.2 내지 0.6%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑된 구성요소.
  11. 제9항에 있어서,
    중량%로, C 함량은 0.24 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.5%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0.1 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이고, Al 함량은 0.4 내지 0.9%인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑된 구성요소.
  12. 제9항에 있어서,
    중량%로, C 함량은 0.3 내지 0.4%이고, Si 함량은 0.1 내지 0.8%이고, Mn 함량은 0.8 내지 2.2%이며, Cr 함량은 0 내지 0.5%이고, B 함량은 0.0005 내지 0.004%이고, Ti 함량은 0 내지 0.01%이고, Al 함량은 0.4 내지 0.9%인 것을 특징으로 하는 열간 스탬핑된 구성요소.
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