KR20210149145A

KR20210149145A - 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20210149145A
Application number: KR1020217036177A
Authority: KR
Inventors: 마띠유 시방트리뜨; 뱅상 루아스뜨
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2021-12-08
Also published as: WO2020229898A1; ZA202107698B; CN113748219B; JP2024045307A; JP2022532625A; CA3140117A1; BR112021021486A2; CN113748219A; US20220213573A1; EP3969628A1; MA55949A; WO2020229877A1; CA3140117C

Abstract

본 발명은 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트로서, 이 강 시트는, 중량 백분율로, 이하의 원소들: 0.1% ≤ C ≤ 0.2%; 1.5% ≤ Mn ≤ 2.5%; 0.1% ≤ Si ≤ 0.25%; 0.1% ≤ Cr ≤ 1%; 0.01% ≤ Al ≤ 0.1%; 0.001% ≤ Ti ≤ 0.1%; 0% ≤ S ≤ 0.09%; 0% ≤ P ≤ 0.09%; 0% ≤ N ≤ 0.09%; 을 포함하는 조성을 갖고, 하기의 선택적 원소들: 0% ≤ Ni ≤ 1%; 0% ≤ Cu ≤ 1%; 0% ≤ Mo ≤ 0.4%; 0% ≤ Nb ≤ 0.1%; 0% ≤ V ≤ 0.1%; 0% ≤ B ≤ 0.05%; 0% ≤ Sn ≤ 0.1%; 0% ≤ Pb ≤ 0.1%; 0% ≤ Sb ≤ 0.1%; 0.001% ≤ Ca ≤ 0.01%; 중의 하나 이상을 포함할 수 있으며, 잔부 조성이 철 및 프로세싱으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지며, 강의 미세조직이, 면적 백분율로, 적어도 95% 의 마르텐사이트, 1% 내지 5% 의 누적량의 페라이트 및 베이나이트, 및 0% 내지 2% 의 임의의 양의 잔류 오스테나이트를 포함한다.

Description

냉간압연된 마르텐사이트계 강 및 그 마르텐사이트계 강의 방법

본 발명은 자동차 산업에 적합한 냉간압연된 마르텐사이트계 강의 제조 방법, 특히 인장강도가 1280 MPa 이상인 마르텐사이트계 강에 관한 것이다.

자동차 부품들은 2 개의 모순된 필요성, 즉 성형의 용이성 및 강도를 만족시키는 것이 요구되지만, 최근에는 글로벌 환경 문제의 관점에서 자동차들에 대한 연료 소모의 개선에 대한 제 3 요건이 부여된다. 따라서, 이제 자동차 부품들은 복잡한 자동차 어셈블리에서의 끼워 맞춤의 용이성에 대한 기준에 맞추기 위하여 고성형성을 갖는 재료로 제조되어야 하고, 그리고 동시에 연료 효율을 향상시키기 위하여 차량의 중량을 줄이면서 차량의 내충격성과 내구성에 대한 강도를 향상시켜야 한다.

따라서, 재료의 강도를 증가시킴으로써 자동차에 이용되는 재료의 양을 줄이는데 집중적인 연구 개발 노력들이 행해지고 있다. 반대로, 강 시트의 강도 증가는 성형성을 감소시키고, 따라서 고강도 및 고성형성 모두를 가진 재료들의 개발이 필요하게 되었다.

고강도 및 고성형성 강 시트의 분야에서의 초기 연구 개발들은 고강도 및 고성형성 강 시트를 제조하기 위한 여러 가지 방법들을 야기하게 되었고, 그 중 일부는 본 발명의 확실한 이해를 위해 여기에 열거된다.

WO2017/065371 의 강 시트는, C 0.08 내지 0.30wt%, Si 0.01 내지 2.0wt%, Mn 0.30 내지 3.0wt%, P 0.05wt% 이하, S 0.05wt% 이하를 함유하고 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물인 소재 강 시트를 Ac3 변태점 이상으로 3~60초간 급속 가열하고 이 소재 강 시트를 유지하는 단계; 가열된 강 시트를 물 또는 기름으로 100℃/s 이상으로 급속 냉각하는 단계; 및 가열 및 유지 시간을 포함하여 3 내지 60초 동안 500℃ 내지 A1 변태점까지 급속 템퍼링하는 단계를 통해 제조된다. 그러나 WO2017/065371 의 강은 1300 MPa 의 인장강도를 능가하지 못하고, 심지어 템퍼링된 마르텐사이트 단일상 조직을 갖는 구멍 확장비에 대해 언급하고 있지 않다.

WO2010/036028 은 핫딥 갈바나이징된 강 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 핫딥 갈바나이징된 강 시트는 매트릭스로서 마르텐사이트 조직을 포함하는 강 시트와 그 강 시트 상에 형성된 핫딥 갈바나이징된 층을 포함한다. 강 시트는 0.05 내지 0.30 wt% 의 C, 0.5 내지 3.5wt% 의 Mn, 0.1 내지 0.8wt% 의 Si, 0.01 내지 1.5wt% 의 Al, 0.01 내지 1.5wt% 의 Cr, 0.01wt% 내지 1.5wt% 의 Mo, 0.001wt% 내지 0.10wt% 의 Ti, 5ppm 내지 120ppm 의 N, 3ppm 내지 80ppm 의 B, 불순물 및 잔부 Fe 를 포함한다. 그러나 WO2010/036028 의 강은 구멍 확장비를 언급하고 있지 않다.

본 발명의 목적은 다음을 동시에 갖는 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트를 제공함으로써 이러한 문제들을 해결하는 것이다:

- 극한 인장 강도 1280 MPa 이상, 바람직하게는 1300 MPa 이상,

- 항복 강도 1100 MPa 이상, 바람직하게는 1150 MPa 이상,

- 구멍 확장비 40% 이상, 바람직하게는 50% 이상.

바람직하게는, 그러한 강은 또한 양호한 용접성 및 코팅성을 갖는 압연을 위한 양호한 성형 적합성을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 또한 제조 파라미터 시프트들에 대해 강경하면서 종래의 산업적 적용들과 양립할 수 있는 이러한 강 시트의 제조 방법을 이용가능하게 하는 것이다.

본 발명의 전술한 목적 및 기타 이점은 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명함으로써 더욱 명확해질 것이다.

냉간압연된 마르텐사이트계 강의 화학 조성은 다음 원소들로 구성된다:

본 발명의 강에 존재하는 탄소는 0.1% 내지 0.2% 이다. 탄소는 마르텐사이트와 같은 저온 변태상을 생성하여 본 발명 강의 강도를 높이는데 필요한 원소이다. 그러므로 탄소는 두 가지 중추적인 역할을 하는데 하나는 강도를 높이는 것이다. 그러나 탄소 함량이 0.1% 미만이면 본 발명의 강에 인장 강도를 부여할 수 없다. 한편, 탄소 함량이 0.2% 를 초과하는 경우, 강은 불량한 스폿 용접성을 나타내어 자동차 부품에 대한 적용을 제한한다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 0.11% 내지 0.19%, 보다 바람직하게는 0.12% 내지 0.18% 로 유지될 수 있다.

본 발명의 강의 망간 함량은 1.5% 내지 2.5% 이다. 이 원소는 감마선이다. 망간은 고용체 강화를 제공하고, 페라이트 변태 온도를 억제하고, 페라이트 변태 속도를 감소시켜 마르텐사이트 형성을 돕는다. 강도를 부여하고 마르텐사이트의 형성을 돕기 위해서는 적어도 1.5% 의 양이 필요하다. 그러나 망간 함량이 2.5% 를 초과하면, 어닐링 후에 냉각중에 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하는 것을 지연시키는 등의 역효과가 발생한다. 망간 함량이 2.5% 를 초과하면, 응고 중에 강에 과도하게 편석이 일어날 수 있고 재료 내부의 균질성이 손상되어 열간 가공 공정 중에 표면 균열이 발생할 수 있다. 망간의 존재에 대한 바람직한 한계는 1.6% 내지 2.4%, 보다 바람직하게는 1.6% 내지 2.2% 이다.

본 발명의 강의 규소 함량은 0.1% 내지 0.25% 이다. 규소는 고용체 강화에 의해 강도를 높이는데 기여하는 원소이다. 규소는 어닐링 후에 냉각중에 탄화물의 석출을 지연시킬 수 있는 성분이며, 따라서 규소는 마르텐사이트의 형성을 촉진한다. 그러나 규소는 또한 페라이트 형성제이며 Ac3 변태점을 증가시켜 어닐링 온도를 더 높은 온도 범위로 밀어올리므로 규소 함량은 최대 0.25% 로 유지된다. 0.25% 초과의 규소 함량은 취성을 완화시킬 수 있고 또한 규소는 코팅성을 손상시킨다. 규소의 존재에 대한 바람직한 한계는 0.16% 내지 0.24%, 보다 바람직하게는 0.18% 내지 0.23% 이다.

본 발명의 강의 복합 코일의 크롬 함량은 0.1% 내지 1% 이다. 크롬은 고용체 강화에 의해 강에 강도를 부여하는 필수 원소이며, 강도를 부여하기 위해서는 최소 0.1% 이상이 필요하지만 1% 초과 사용시에 강의 표면 마무리를 손상시킨다. 크롬의 존재에 대한 바람직한 한계는 0.1% 내지 0.5% 이다.

알루미늄의 함량은 본 발명에서 0.01% 내지 1% 이다. 알루미늄은 용강에 존재하는 산소를 제거하여 응고 과정중에 산소가 기체상을 형성하는 것을 방지한다. 알루미늄은 또한 강중의 질소를 고정하여 질화알루미늄을 형성하여 입자의 크기를 줄인다. 알루미늄 함량이 1% 초과하여 높으면, Ac3점이 고온으로 증가하여 생산성이 저하된다. 알루미늄 존재에 대한 바람직한 한계는 0.01% 내지 0.05% 이다.

티타늄은 본 발명의 강에 0.001% 내지 0.1% 로 첨가된다. 이는 주조품의 응고과정에서 나타나는 질화티타늄을 형성한다. 티타늄의 양은 성형성에 해로운 거친 질화티타늄의 형성을 피하기 위해 0.1% 로 제한된다. 0.001% 미만의 티타늄 함량은 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.

황은 필수 원소는 아니지만, 본 발명의 관점에서 강에 불순물로서 포함될 수 있다. 황의 함량은 가능한한 낮은 것이 바람직하지만, 제조 비용의 관점에서 0.09% 이하이다. 또한, 강에 더 높은 황이 존재하면, 이는 결합하여 특히 망간과 황화물을 형성하고 본 발명에 대한 유익한 영향을 감소시킨다.

본 발명의 강의 인 성분은 0% 내지 0.09% 이다. 인은 특히 결정립계에서 분리되거나 망간과 함께 분리되는 경향으로 인해 스폿 용접성 및 열간 연성을 감소시킨다. 이러한 이유로, 그 함량은 0.09% 로 제한되며, 바람직하게는 0.06% 미만이다.

질소는 재료의 노화를 방지하고 강의 기계적 특성에 해로운 응고 중의 질화알루미늄의 석출을 최소화하기 위해 0.09% 로 제한된다.

몰리브덴은 본 발명의 강의 0% 내지 0.4% 를 구성하는 선택적 원소이다. 몰리브덴은, 특히 0.001% 이상 또는 심지어 0.002% 이상의 양으로 첨가되는 경우, 경화능 및 경도를 개선하는데 효과적인 역할을 하고 베이나이트의 출현을 지연시켜 마르텐사이트의 형성을 촉진한다. 그러나, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소들의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로 경제적인 이유로 그 함량은 0.4% 로 제한된다.

니오븀은 본 발명의 강에 0% 내지 0.1% 로 존재하며 석출 경화에 의해 본 발명의 강의 강도를 부여하기 위해 탄질화물을 형성하는데 적합하다. 니오븀은 또한 탄질화물로서 침전되고 가열 과정에서 재결정화를 지연시켜 미세조직 구성요소의 크기에 영향을 미친다. 따라서, 유지 온도의 끝에서 그리고 결과적으로 완전한 어닐링 후에 형성된 더 미세한 미세조직은 제품의 경화로 이어질 것이다. 그러나, 0.1% 초과의 니오븀 함량은 그 영향의 포화 효과가 관찰되므로 경제적으로 흥미롭지 않으며, 이는 니오븀의 첨가량이 제품의 강도 향상으로 이어지지 않음을 의미한다.

바나듐은 탄화물이나 탄질화물을 형성하여 강의 강도를 높이는 효과가 있으며 상한은 경제적인 관점에서 0.1% 이다.

니켈은 본 발명 강의 강도를 증가시키고 인성을 향상시키기 위해 0% 내지 1% 의 양으로 선택적 원소로서 첨가될 수 있다. 이러한 효과를 얻으려면 최소 0.01% 가 선호된다. 그러나, 함량이 1% 를 초과하면, 니켈이 연성 열화의 원인이 된다.

구리는 본 발명의 강의 강도를 증가시키고 내식성을 향상시키기 위해 0% 내지 1% 의 양으로 선택적 원소로서 첨가될 수 있다. 이러한 효과를 얻으려면 최소 0.01% 가 선호된다. 그러나, 그 함량이 1% 를 초과하면, 표면 양상을 저하시킬 수 있다.

붕소는 본 발명의 강을 위한 선택적 원소이며 0% 내지 0.05% 로 존재할 수 있다. 붕소는 0.0001% 이상의 양으로 첨가될 때에 질화붕소를 형성하고 본 발명의 강에 추가적인 강도를 부여한다.

칼슘은 0.001% 내지 0.01%% 에서 본 발명의 강에 첨가될 수 있다. 칼슘은 특히 개재물 처리 동안 선택적 원소로서 본 발명의 강에 첨가된다. 칼슘은 유해한 황 함량을 구형 형태로 결합하여 황의 유해한 영향을 지연시킴으로써 강의 정련에 기여한다.

Sn, Pb 또는 Sb 와 같은 다른 원소는 다음의 비율로 개별적으로 또는 조합하여 첨가될 수 있다: Sn ≤0.1%, Pb ≤0.1% 및 Sb ≤0.1%. 표시된 최대 함량 수준까지 이러한 요소를 사용하면 응고 중에 입자를 정제할 수 있다. 강 조성물의 나머지는 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불가피한 불순물로 구성된다.

이제 마르텐사이트계 강 시트의 미세조직을 자세히 설명하며, 모든 백분율은 면적 분율이다.

마르텐사이트는 면적 분율로 미세조직의 95% 이상을 구성한다. 본 발명의 마르텐사이트는 프레시 및 템퍼드 마르텐사이트를 모두 포함할 수 있다. 그러나, 프레시 마르텐사이트는 강에서 0% 내지 4%, 바람직하게는 0 내지 2%, 더욱 더 양호하게는 0% 의 양으로 제한되는 선택적 미량성분이다. 템퍼링 후 냉각하는 동안에 프레시 마르텐사이트가 형성될 수 있다. 템퍼드 마르텐사이트는, 어닐링 후에, 특히 Ms 온도 미만, 더욱 특별하게는 Ms-10℃ 내지 20℃ 에서 제 2 냉각 단계 동안 형성되는 마르텐사이트로부터 형성된다. 그런 다음 이러한 마르텐사이트는 150℃ 내지 300℃ 의 템퍼링 온도 (Ttemper) 에서 유지하는 동안 템퍼링된다. 본 발명의 마르텐사이트는 이러한 강에 연성 및 강도를 부여한다. 바람직하게는, 마르텐사이트의 함량은 96% 내지 99%, 보다 바람직하게는 97% 내지 99% 이다.

페라이트와 베이나이트의 누적량은 미세조직의 1% 내지 5% 를 나타낸다. 베이나이트와 페라이트의 누적 존재는 5% 까지는 본 발명에 부정적인 영향을 미치지 않지만, 5% 를 초과하면 기계적 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 누적 존재 페라이트 및 베이나이트에 대한 바람직한 한계는 1% 내지 4%, 보다 바람직하게는 1% 내지 3% 로 유지된다.

템퍼링 이전에 재가열 중에 베이나이트가 형성된다. 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 강은 1 내지 3% 의 베이나이트를 함유한다. 베이나이트는 강에 성형성을 부여할 수 있지만, 너무 많으면 강의 인장 강도에 악영향을 미칠 수 있다.

페라이트는 어닐링 후의 제 1 냉각 단계에서 형성될 수 있지만, 미세조직 성분으로서 요구되지는 않는다. 페라이트 형성은 가능한한 낮게, 바람직하게는 2% 미만 또는 심지어 1% 미만으로 유지되어야 한다.

잔류 오스테나이트는 강에 0% 내지 2% 로 존재할 수 있는 선택적 미세조직이다.

전술한 미세조직 외에, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 미세조직은 펄라이트 및 시멘타이트와 같은 미세조직 성분이 없다.

본 발명에 따른 강은 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 그러나 비제한적인 예로서 상세하게 설명될 본 발명에 따른 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 바람직한 방법은 본 발명에 따른 프라임 강의 화학 조성을 가진 강의 반제품 캐스팅을 제공하는 것으로 구성된다. 캐스팅은 잉곳으로 또는 연속적으로 얇은 슬래브 또는 얇은 스트립의 형태로, 즉 슬래브의 경우 약 220 mm 에서부터 얇은 스트립의 경우 수십 밀리미터까지의 두께로 행해질 수 있다.

예를 들어, 본 발명에 따른 화학 조성을 갖는 슬래브가 연속 캐스팅에 의해 제조되고, 슬래브는 중심 편석을 피하기 위해 그리고 1.10 미만으로 유지된 공칭 탄소에 대한 국부 탄소의 비를 보장하기 위해 연속적인 주조 공정 동안 직접 경압하 (direct soft reduction) 를 선택적으로 거쳤다. 연속적인 주조 공정에 의해 제공된 슬래브는 연속적인 주조 후에 높은 온도에서 직접 사용될 수 있거나 또는 처음에 실온으로 냉각될 수 있고 그 후 열간 압연을 위해 재가열될 수 있다.

열간 압연을 받는 슬래브의 온도는 1000℃ 이상이어야 하며 1280℃ 미만이어야 한다. 슬래브의 온도가 1280℃ 보다 낮은 경우, 압연기에 과도한 하중이 가해지며, 나아가 강의 온도는 마무리 압연중에 페라이트 변태 온도까지 저하될 수 있고, 그럼으로써 강은 조직에 함유된 페라이트가 변형된 상태에서 압연된다. 따라서, Ac3 내지 Ac3+100℃ 의 온도 범위에서 열간 압연이 완료될 수 있도록 슬래브의 온도가 충분히 높아야 한다. 1280℃ 이상의 온도에서 재가열하는 것은 산업적으로 비용이 많이 들기 때문에 피해야 한다.

이러한 방식으로 얻은 시트는 650℃ 미만이어야 하는 코일링 온도까지 적어도 20 ℃/s 의 냉각 속도로 냉각된다. 바람직하게는, 냉각 속도는 200 ℃/s 이하일 것이다.

그런 다음, 열간압연된 강 시트는 타원화를 피하기 위해 650℃ 미만, 바람직하게는 스케일 형성을 피하기 위해 475℃ 내지 625℃ 의 코일링 온도에서 코일링되며, 이러한 코일링 온도에 대한 더 바람직한 범위는 500℃ 내지 625℃ 이다. 코일링된 열간압연 강 시트는 이어서 실온으로 냉각된 후 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거친다.

열간압연된 강 시트는 선택적인 열간 밴드 어닐링 전에 열간 압연 동안 형성된 스케일을 제거하기 위해 선택적인 스케일 제거 단계를 거칠 수 있다. 열간압연된 시트는 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거칠 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 열간 밴드 어닐링은 400℃ 내지 750℃ 의 온도에서, 바람직하게는 적어도 12시간 및 96시간 이하에서 수행되며, 온도는 바람직하게는 750℃ 미만으로 유지되어 열간압연 조직의 부분적인 변형 및 그에 따라 미세조직 균질성을 잃을 수 있는 가능성을 회피한다. 그 후, 이 열간압연된 강 시트의 임의의 스케일 제거 단계는 예를 들어 이러한 강 시트의 산세를 통해 수행될 수 있다.

그 후, 이 열간압연된 강 시트는 냉간 압연되어 35 내지 90% 의 두께 감소율을 갖는 냉간압연된 강 시트가 얻어진다.

그 후, 냉간압연된 강 시트는 열처리되어 본 발명의 강에 필요한 기계적 특성 및 미세조직을 부여한다.

냉간압연된 강 시트는 Ac3 내지 Ac3+100℃, 바람직하게는 Ac3+10℃ 내지 Ac3+100℃ 의 소킹 온도 (Tsoak) 로 2 ℃/s 이상, 바람직하게는 3 ℃/s 초과의 가열 속도로 가열되며, 여기서 강 시트의 Ac3 는 다음의 공식을 사용하여 계산된다:

여기서 원소 함량은 냉간압연된 강 시트의 중량 백분율로 표시된다.

냉간압연된 강 시트는 10초 내지 500초 동안 Tsoak 에서 유지되어 강하게 가공 경화된 초기 조직의 완전한 재결정화 및 오스테나이트로의 완전한 변형을 보장한다.

냉간압연된 강 시트는 제 1 냉각 단계가 Tsoak 로부터 시작하는 2단계 냉각 공정으로 냉각되며, 냉간압연된 강 시트는 650℃ 내지 750℃ 의 범위에 있는 온도 (T1) 로 15 ℃/s 내지 150 ℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 로 냉각된다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 제 1 냉각 단계에 대한 냉각 속도 (CR1) 는 20 ℃/s 내지 120 ℃/s 이다. 이러한 제 1 단계를 위한 바람직한 T1 온도는 660℃ 내지 725℃ 이다.

제 2 냉각 단계에서, 냉간압연된 강 시트는 적어도 50 ℃/s 의 냉각 속도 (CR2) 로 T1 으로부터 Ms-10℃ 내지 20℃ 의 온도 (T2) 로 냉각된다. 바람직한 실시형태에서, 제 2 냉각 단계를 위한 냉각 속도 (CR2) 는 적어도 100℃/s, 보다 바람직하게는 적어도 150℃/s 이다. 이러한 제 2 단계를 위한 바람직한 T2 온도는 Ms-50℃ 내지 20℃ 이다.

강 시트의 Ms 는 다음의 공식을 사용하여 계산된다:

그 후, 냉간압연된 강 시트는 100초 내지 600초 동안 1 ℃/s 이상, 바람직하게는 2 ℃/s 이상, 더 바람직하게는 10 ℃/s 이상의 가열 속도로 150℃ 내지 300℃ 의 템퍼링 온도 (Ttemper) 로 재가열된다. 템퍼링을 위한 바람직한 온도 범위는 200℃ 내지 300℃ 이고, Ttemper 에서의 바람직한 유지 시간은 200초 내지 500초 이다.

그 후, 냉간압연된 강 시트는 실온으로 냉각되어 냉간압연된 마르텐사이트계 강이 얻어진다.

본 발명의 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트는 선택적으로 아연 또는 아연 합금으로 코팅되거나 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 코팅되어 내식성을 향상시킬 수 있다.

예

여기서 제시되는 이하의 시험, 예, 비유적 예시 및 표는 완전히 비제한적이며, 오로지 예시 목적으로 간주되어야 하며, 본 발명의 유리한 특징을 보여줄 것이다.

조성이 상이한 강으로 제조된 강 시트는 표 1 에 수집되어 있고, 강 시트는 각각 표 2 에 규정된 공정 파라미터에 따라 제조된다. 그 후에, 표 3 은 시험 동안 획득된 강 시트의 미세조직을 보여주며, 표 4 는 획득된 특성의 평가 결과를 보여준다.

표 1

표 2

표 2 는 냉간압연된 마르텐사이트계 강이 되도록 필요한 기계적 특성을 표 1 의 강에 부여하기 위해 냉간압연된 강 시트에 구현된 열간 압연 및 어닐링 공정 파라미터를 수집한다.

표 2 는 다음과 같다:

표 3 은 면적 분율의 관점에서 본 발명 강 및 참조 강 둘 모두의 미세조직을 결정하기 위해 주사 전자 현미경과 같은 상이한 현미경들에 대한 표준에 따라 수행된 시험 결과를 예시한다. 결과는 여기에 규정되어 있다:

표 3

표 4

표준에 따라 수행된 다양한 기계적 테스트의 결과가 수집된다. JIS-Z2241 에 따라 극한 인장 강도와 항복 강도를 시험한다. 구멍 확장을 추정하기 위해, 구멍 확장이라는 테스트가 적용되며, 이 테스트 샘플에서 10mm 의 구멍을 펀칭하고 변형 후 변형되며, 구멍 직경을 측정하고 HER% = 100*(Df-Di)/Di 를 계산한다.

Claims

냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트로서, 중량 백분율로, 이하의 원소들
0.1% ≤ C ≤ 0.2%;
1.5% ≤ Mn ≤ 2.5%;
0.1% ≤ Si ≤ 0.25%;
0.1% ≤ Cr ≤ 1%;
0.01% ≤ Al ≤ 0.1%;
0.001% ≤ Ti ≤ 0.1%;
0% ≤ S ≤ 0.09%;
0% ≤ P ≤ 0.09%;
0% ≤ N ≤ 0.09%;
을 포함하는 조성을 갖고,
하기의 선택적 원소들
0% ≤ Ni ≤ 1%;
0% ≤ Cu ≤ 1%;
0% ≤ Mo ≤ 0.4%;
0% ≤ Nb ≤ 0.1%;
0% ≤ V ≤ 0.1%;
0% ≤ B ≤ 0.05%;
0% ≤ Sn ≤ 0.1%;
0% ≤ Pb ≤ 0.1%;
0% ≤ Sb ≤ 0.1%;
0.001% ≤ Ca ≤ 0.01%;
중의 하나 이상을 포함할 수 있으며,
잔부 조성이 철 및 프로세싱으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지며, 강의 미세조직이, 면적 백분율로, 적어도 95% 의 마르텐사이트, 1% 내지 5% 의 누적량의 페라이트 및 베이나이트, 및 0% 내지 2% 의 임의의 양의 잔류 오스테나이트를 포함하는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 0.16% 내지 0.24% 의 규소를 포함하는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성은 0.11% 내지 0.19% 의 탄소를 포함하는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 0.01% 내지 0.05% 의 알루미늄을 포함하는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 1.6% 내지 2.4% 의 망간을 포함하는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 0.1% 내지 0.5% 의 크롬을 포함하는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
마르텐사이트의 양이 96% 내지 99% 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
페라이트 및 베이나이트의 누적량이 1% 내지 4% 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 1280 ㎫ 이상의 극한 인장 강도, 및 1100 ㎫ 이상의 항복 강도를 갖는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트.
냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법으로서, 하기의 연속적인 단계들
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성물을 제공하는 단계;
- 반제품을 1000℃ 내지 1280℃ 의 온도로 재가열하는 단계;
- 열간압연 마무리 온도를 Ac3 내지 Ac3 + 100℃ 로 하여 상기 반제품을 오스테나이트계 범위에서 압연하여, 열간압연된 강 시트를 얻는 단계;
- 적어도 20 ℃/s 의 냉각 속도로 650℃ 미만의 코일링 온도로 상기 강 시트를 냉각하고 상기 열간압연된 강 시트를 코일링하는 단계;
- 상기 열간압연된 강 시트를 실온으로 냉각하는 단계;
- 선택적으로 상기 열간압연된 강 시트에서 스케일 제거 공정을 수행하는 단계;
- 선택적으로 상기 열간압연된 강 시트에서 어닐링을 수행하는 단계;
- 선택적으로 상기 열간압연된 강 시트에서 스케일 제거 공정을 수행하는 단계;
- 상기 열간압연된 강 시트를 35 내지 90% 의 압하율로 냉간압연하여 냉간압연된 강 시트를 얻는 단계;
- 그 후, 상기 냉간압연된 강 시트를 10 내지 500초 동안 유지되는 Ac3 내지 Ac3 + 100℃ 의 소킹 온도 (Tsoak) 로 적어도 2 ℃/s 의 속도로 가열하는 단계;
- 그 후,
о 상기 냉간압연된 강 시트를 15 ℃/s 내지 150 ℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 로 Tsoak 로부터 650℃ 내지 750℃ 의 온도 (T1) 로 냉각하는 제 1 냉각 단계,
о 적어도 50 ℃/s 의 냉각 속도 (CR2) 로 T1 으로부터 Ms-10℃ 내지 20℃ 의 온도 (T2) 로 냉각하는 제 2 냉각 단계
의 2 단계 냉각으로 상기 냉간압연된 강 시트를 냉각하는 단계;
- 그 후, 상기 냉간압연된 강 시트를 100 내지 600초 동안 유지되는 150℃ 내지 300℃ 의 템퍼링 온도 (Ttemper) 로 적어도 1 ℃/s 의 속도로 재가열하는 단계;
- 그 후, 적어도 1 ℃/s 의 냉각 속도로 실온으로 냉각시켜서 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트를 얻는, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 코일링 온도가 475℃ 내지 625℃ 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
Tsoak 가 Ac3+10℃ 내지 Ac3+100℃ 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
CR1 이 20℃/s 내지 120℃/s 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
T1 이 660℃ 내지 725℃ 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
CR2 가 100℃/s 초과인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
T2 가 Ms-50℃ 내지 20℃ 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
Ttemper 가 200℃ 내지 300℃ 인, 냉간압연된 마르텐사이트계 강 시트의 제조 방법.
차량의 구조 부품을 제조하기 위한, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따라 얻을 수 있는 강 시트 또는 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되는 강 시트의 용도.