KR20220095237A - 열간 압연 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
이하의 원소들을 포함하는 조성을 가진 열간 압연 강판으로서: 0.18% ≤ 탄소 ≤ 0.3%, 1.8% ≤ 망간 ≤ 4.5, 0.8% ≤ 규소 ≤ 2%, 0.001% ≤ 알루미늄 ≤ 0.2%, 0.1% ≤ 몰리브덴 ≤ 1%, 0.001% ≤ 티타늄 ≤ 0.2%, 0.0001% ≤ 붕소 ≤ 0.01%, 0% ≤ 인 ≤ 0.09%, 0% ≤ 황 ≤ 0.09%, 0% ≤ 질소 ≤ 0.09%, 0% ≤ 크롬 ≤ 0.5%, 0% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%, 0% ≤ 바나듐 ≤ 0.5%, 0% ≤ 니켈 ≤ 1%, 0% ≤ 구리 ≤ 1%, 0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%, 0% ≤ 마그네슘≤ 0.0010%, 잔부 조성은 철 및 가공에 의해 야기된 불가피한 불순물로 구성되고, 상기 강판의 미세조직은 면적 분율로 적어도 70% 의 마르텐사이트, 8% 내지 25% 의 잔류 오스테나이트를 포함하며, 잔류 오스테나이트의 형상 인자는 4 내지 12 이다.
Description
본 발명은 구조용 강 또는 산업용 기계, 황색 제품, 녹색 제품의 제조에 적합한 열간 압연 강판에 관한 것이다.
최근에는 환경적인 영향을 줄이면서 연비 향상을 목적으로 고강도 강판을 적용하여 설비 및 구조물의 중량을 줄이려는 노력이 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 강판의 강도를 증가시키면, 일반적으로 인성이 저하된다. 따라서, 고강도 강의 개발시, 인성을 저하시키지 않고 강도를 증가시키는 것이 중요한 이슈이다.
재료의 강도를 증가시킴으로써 이용되는 재료의 양을 줄이는데 집중적인 연구 및 개발 노력들이 행해지고 있다. 반대로, 강판의 강도 증가는 인성을 감소시키고, 따라서 고강도 및 양호한 인성 모두를 가진 재료들의 개발이 필요하게 되었다.
고강도 및 양호한 인성의 강의 분야에서의 초기 연구 및 개발들은 고강도 강을 제조하기 위한 여러 가지 방법들을 야기하게 되었고, 그 중 일부는 본 발명의 확실한 이해를 위해 여기에 열거된다:
특허 공개 US 2006/0011274 A1 에는 잔류 오스테나이트를 함유하는 미세조직을 갖는 강의 제조를 가능하게 하는 켄칭 및 분할 (Q&P) 이라 하는 비교적 새로운 프로세스가 개시되어 있다. 이러한 공지된 켄칭 및 분할 프로세스는 2 단계 열처리로 이루어진다. 부분적으로 또는 완전히 오스테나이트 미세조직을 얻기 위해 재가열한 후, 강은 마르텐사이트 개시 온도 (Ms) 와 마무리 온도 (Mf) 사이의 적합한 미리 결정된 온도로 켄칭된다. 이러한 켄칭 온도 (QT) 에서 원하는 미세조직은 페라이트, 마르텐사이트 및 변태되지 않은 오스테나이트 또는 마르텐사이트 및 변태되지 않은 오스테나이트로 구성된다. 제 2 분할 처리 단계에서, 강은 QT 에서 유지되거나 또는 더 높은 온도, 소위 분할 온도 (PT), 즉 PT QT 로 된다. 후속 단계의 목적은, 탄소가 과포화된 마르텐사이트의 고갈을 통해 변태되지 않은 오스테나이트를 탄소로 풍부하게 하는 것이다. Q&P 프로세스에서, 철 탄화물 또는 베이나이트의 형성을 의도적으로 억제되고, 잔류 오스테나이트를 안정화시켜 후속 형성 작동 동안 변형-유도 변태의 장점을 얻을 수 있다. 전술한 개발은 자동차 적용에 사용될 얇은 강판의 기계적 및 형성 관련 특성을 개선하도록 의도한 것이다. 이러한 적용에서, 양호한 내충격성이 요구되지 않으며, 강도는 1000 MPa 미만으로 제한된다.
EP 2789699 는 브리넬 경도가 적어도 450 HBW 인 열간 압연 강 스트립 또는 플레이트 제품과 같은 열간 압연 강 제품의 제조 방법을 개시하는 특허 출원이다. 이 방법은, 주어진 시퀀스에서 이하의 단계들: 중량% 로, C: 0.25 ~ 0.45%, Si: 0.01 ~ 1.5%, Mn: 0.4 ~ 3.0%, Ni: 0.5 ~ 4.0%, Al: 0.01 ~ 1.2%, Cr: 2.0% 미만, Mo: 1.0% 미만, Cu: 1.5% 미만, V: 0.5% 미만, Nb: 0.2% 미만, Ti: 0.2% 미만, B: 0.01% 미만, Ca: 0.01% 미만, 잔부로서 철, 잔류 함량 및 불가피한 불순물을 함유하는 강 슬래브를 제공하는 단계; 950 ~ 1350℃ 범위의 온도 (Theat) 까지 상기 강 슬래브를 가열하는 가열 단계; 온도 균등화 단계; 열간 압연 강 재료를 얻기 위해 Ar3 내지 1300℃ 의 온도 범위에서 열간 압연하는 단계; 및 열간 압연 가열로부터의 열간 압연 강 재료를 Ms 미만의 온도까지 직접 켄칭하는 단계를 포함한다. 얻어진 강 제품의 종래의 오스테나이트 결정립 조직은 압연 방향으로 연신되어 애스펙트비가 1.2 이상이 된다. 그러나 EP 2789699 은 1000 MPa 의 인장 강도를 가지면서 15% 의 총 연신율을 제공할 수 없다.
본 발명의 목적은, 이하를 가짐과 동시에 열간 압연 강을 이용 가능하게 함으로써 이러한 문제를 해결하는 것이다:
항복 강도가 850 MPa 이상, 바람직하게는 880 MPa 이상.
총 연신율이 15% 이상, 바람직하게는 15.5% 이상.
-40℃ 에서 측정한 충격 인성이 30 J/㎠ 이상이고, 바람직하게는 -40℃ 에서 측정한 충격 인성이 35 J/㎠ 이상.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판은 395 BHN 이상, 바람직하게는 410 BHN 이상의 경도를 나타낸다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판은 또한 1150 MPa 이상의 인장 강도를 나타낼 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판은 또한 0.5 이상의 항복 강도 대 인장 강도 비를 나타낼 수 있다.
바람직하게는, 이러한 강은 또한 양호한 용접성을 가지면서 성형, 특히 압연에 대하여 양호한 적합성을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 또한 제조 파라미터들의 시프트들에 대해 강경하면서 종래의 산업용 적용들과 양립할 수 있는 이러한 강판의 제조 방법을 이용가능하게 하는 것이다.
본 발명의 열간 압연 강판은 내식성을 향상시키기 위해 아연 또는 아연 합금으로 선택적으로 코팅될 수 있다.
탄소는 강 중에 0.18% 내지 0.3% 로 존재한다. 탄소는 템퍼드 마르텐사이트 형성을 보조하여 강의 강도 뿐만 아니라 경도를 높이는데 필요한 원소이다. 그러나, 0.18% 미만의 탄소 함량은 본 발명의 강에 인장 강도를 부여할 수 없을 것이다. 한편, 0.3% 를 초과하는 탄소 함량에서, 강은 불량한 스폿 용접성을 나타낼 뿐만 아니라, 황색 제품 또는 녹색 제품의 구조용 부품에 대한 그의 적용을 제한하는 충격 인성에 불리하다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 0.19% 내지 0.28%, 더 바람직하게는 0.19% 내지 0.25% 로 유지될 수 있다.
본 발명의 강의 망간 함량은 1.8% 내지 4.5% 이다.
이 원소는 감마성이므로 잔류 오스테나이트 분율을 조절하는데 중요한 역할을 한다. 망간을 첨가하는 목적은 본질적으로 강에 경화능을 부여하는 것이다. 망간의 적어도 1.8 중량% 의 양이 강에 강도 및 경화능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 하지만, 망간 함량이 4.5% 를 초과하면, 열간 압연 후 냉각 동안 오스테나이트의 변태를 지연시키는 것과 같은 악영향을 일으킨다. 추가로, 4.5% 초과의 망간 함량은 중심 편석을 촉진하여 성형성을 감소시키고 또한 본 발명 강의 용접성을 저하시킨다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 1.9% 내지 4.2%, 더 바람직하게는 2% 내지 4% 로 유지될 수 있다.
본 발명의 강의 규소 함량은 0.8% 내지 2% 이다. 규소는 본 발명의 강에 대한 고용체 강화제 (strengthener) 이다. 추가로, 규소는 시멘타이트의 석출을 지연시키고 또한 탄화물의 형성을 방지하지만 종종 탄화물 형성을 완전히 제거할 수는 없다. 따라서, 실온에서 잔류 오스테나이트의 형성을 보조한다. 그러나, 2% 초과의 규소의 함량은 본 발명의 강에 악영향을 미치는 호랑이 띠 (tiger strip) 와 같은 표면 결함과 같은 문제를 야기한다. 따라서, 농도는 2% 의 상한 이내로 제어된다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 0.9% 내지 1.9%, 더 바람직하게는 1% 내지 1.8% 로 유지될 수 있다.
알루미늄은 본 발명의 강 중에 0.001% 내지 0.2% 로 존재하는 원소이다. 알루미늄은 알파유도성 (alphagenous) 원소이며, 본 발명의 강에 연성을 부여한다. 강 중 알루미늄은 질소와 결합하여 질화 알루미늄을 형성하는 경향이 있으므로, 본 발명의 관점에서 알루미늄 함량은 가능한 낮게 유지되어야 하며, 바람직하게는 0.02% 내지 0.06% 로 유지되어야 한다.
몰리브덴은 본 발명의 강의 0.1% 내지 1% 를 구성하는 필수 원소이다. 몰리브덴은 필름형 오스테나이트 형성에 영향을 주어 본 발명의 강의 경화능 및 인성을 증가시킨다. 필름형 오스테나이트 및 필름형 템퍼드 마르텐사이트의 형성을 돕기 위해 최소 0.1% 의 몰리브덴이 요구된다. 하지만, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로, 경제적인 이유로 그 함량은 1% 로 제한된다. 몰리브덴의 바람직한 한계는 0.15% 내지 0.7%, 더 바람직하게는 0.15% 내지 0.6% 이다.
티타늄은 필수 원소이고 본 발명의 강 중에 0.001% 내지 0.2% 를 나타낸다. 티타늄은 탄화물을 형성함으로써 본 발명의 강에 강도를 부여한다. 그러나, 티타늄이 0.2% 초과하여 존재할 때마다, 티타늄은 본 발명의 강에 과도한 강도 및 경도를 부여하고, 이는 인성을 목표 한계를 넘어 감소시킨다. 티타늄에 대한 바람직한 한계는 0.001% 내지 0.15%, 더 바람직하게는 0.001% 내지 0.1% 이다.
본 발명의 강 중 인 성분은 0% 내지 0.09% 이다. 인은, 특히 결정립계에서 편석되거나 망간과 공편석되는 경향으로 인해, 스폿 용접성, 고온 연성 및 인성을 감소시킨다. 이러한 이유로, 인 함량은 0.02% 로 제한되고, 바람직하게는 0.015% 미만이다.
황은 필수 원소는 아니지만, 강 중에 불순물로 포함될 수도 있고, 본 발명의 관점에서 황 함량은 바람직하게는 가능한 한 낮지만, 제조 비용의 관점에서 0.09% 이하이다. 게다가, 더 많은 황이 강 중에 존재하면, 특히 망간과 결합하여 황화물을 형성하고, 본 발명의 강에 미치는 유익한 영향을 감소시키므로, 0.003% 미만이 바람직하다.
질소는 재료의 시효를 방지하기 위해 0.09% 로 제한된다. 질소는 바나듐 및 니오븀과 석출 강화에 의해 본 발명의 강에 강도를 부여하는 질화물을 형성하지만, 질소의 존재가 0.09% 초과일 때마다 본 발명에 유해한 다량의 알루미늄 질화물을 형성할 수 있다. 따라서, 질소에 대한 바람직한 상한은 0.01%, 더욱 바람직하게는 0.005% 이다.
바람직한 실시형태에서, 탄소 및 망간의 누적 존재가 2.3% 내지 4.5% 인 것이 바람직하다.
붕소는 본 발명의 강의 선택적인 원소이고 0.0001% 내지 0.01% 로 존재할 수 있다. 붕소는 탄화물 및 질화물을 형성함으로써 본 발명의 강에 강도를 부여한다.
크롬은 본 발명에 있어서 선택적인 원소이다. 크롬 함량은 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.5% 존재할 수 있다. 크롬은 강에 경화능을 제공하는 원소이지만, 0.5% 초과의 더 높은 크롬 함량은 망간과 유사하게 중심 공편석 (central co-segregation) 을 초래한다.
바나듐은 본 발명의 강 중 0% 내지 0.5% 로 존재할 수 있는 선택적인 원소이다. 바나듐은 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써 강의 강도를 향상시키는데 효과적이고, 경제적 이유로 인해 상한은 0.5% 이다. 이러한 탄화물, 질화물 또는 탄화질화물은 열간 압연 후 냉각 동안 형성된다. 바나듐의 바람직한 한계는 0.15% 내지 0.4%, 더 바람직하게는 0.15% 내지 0.3% 이다.
니오븀은 본 발명에 있어서 선택적인 원소이다. 니오븀 함량은 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.1% 존재할 수 있으며, 석출 강화에 의해 본 발명의 강에 강도를 부여하는 탄화물 또는 탄질화물을 형성하기 위해 본 발명의 강에 첨가된다. 바람직한 한계는 0% 내지 0.05% 이다.
니켈은 본 발명의 강의 강도를 증가시키고 강의 인성을 향상시키기 위하여 0% 내지 1% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수 있다. 그러한 효과를 생성하기 위해 최소 0.01% 가 바람직하다. 그러나, 그 함량이 1% 초과할 때, 니켈은 연성 열화를 발생시킨다.
구리는 본 발명의 강의 강도를 증가시키고 강의 내식성을 향상시키기 위하여 0% 내지 1% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수 있다. 그러한 효과를 생성하기 위해 최소 0.01% 가 바람직하다. 하지만, 구리 함량이 1% 초과이면, 표면 외관을 열화시킬 수 있다.
본 발명의 강 중 칼슘 함량은 0.005% 미만이다. 칼슘은 특히 개재물 (inclusion) 처리 동안 선택적인 원소로서 0.0001 내지 0.005% 의 바람직한 양으로 본 발명의 강에 첨가되어서, 황의 해로운 영향을 지연시킨다.
마그네슘과 같은 다른 원소는 하기 중량 비율, 마그네슘 ≤ 0.0010% 로 첨가될 수 있다. 표시된 최대 함량 수준까지, 이 원소들은 응고 동안 결정립을 미세화하는 것을 가능하게 한다.
강의 조성 중 잔부는 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어진다.
강판의 미세조직은 다음을 포함한다:
본 발명의 목적을 위한 형상 인자는 미세조직 구성요소의 장축과 단축의 비 (또한, 애스펙트비라 칭함) 이며, 단위가 없는 숫자이다.
본 발명의 강 중에 마르텐사이트가 적어도 70% 존재하며, 본 발명의 마르텐사이트는 템퍼드 마르텐사이트 및 프레시 마르텐사이트로 구성되며, 템퍼드 마르텐사이트는 본 발명의 강에 대한 매트릭스 상이다. 본 발명의 강의 템퍼드 마르텐사이트는 필름형 조직을 가지며, 특히 제한되는 것은 아니지만, 4 내지 12 의 형상비가 바람직하고, 5 내지 11 의 형상비가 더욱 바람직하다. 템퍼드 마르텐사이트는 어닐링 후 냉각 동안 형성되는 마르텐사이트로부터 형성된다. 그런 다음 이러한 마르텐사이트는 분할 온도에 유지하는 동안 템퍼링된다. 본 발명의 강의 템퍼드 마르텐사이트는 연성 및 강도를 부여한다. 템퍼드 마르텐사이트의 함량은 전체 미세조직의 면적 분율로 70% 초과, 더욱 바람직하게는 75% 초과인 것이 바람직하다. 프레시 마르텐사이트는 또한 본 발명의 강 중에 선택적으로 존재할 수 있다. 프레시 마르텐사이트는 잔류하는 불안정한 잔류 오스테나이트로부터 분할 단계 후 냉각 동안 형성될 수 있다. 프레시 마르텐사이트는 0% 내지 15%, 바람직하게는 0 내지 10% 로 존재할 수 있고, 더욱 바람직하게는 프레시 마르텐사이트가 존재하지 않는다. 이러한 프레시 마르텐사이트의 형상비는 4 내지 12, 더욱 바람직하게는 5 내지 11 이다.
잔류 오스테나이트는 본 발명의 강의 필수 미세조직 성분이고 8% 내지 25% 로 존재한다. 본 발명의 잔류 오스테나이트는 본 발명의 강에 인성을 부여한다. 본 발명의 강의 잔류 오스테나이트는 4 내지 12, 바람직하게는 5 내지 11 의 형상 인자를 갖는 필름형 오스테나이트이다. 본 발명의 잔류 오스테나이트는 템퍼드 마르텐사이트의 라스들 또는 프레시 마르텐사이트의 필름들 사이에 존재한다. 잔류 오스테나이트의 필름은 바람직하게는 15 나노미터 내지 120 나노미터의 두께를 갖는다. 잔류 오스테나이트는 분할 단계 동안 형성된다. 본 발명에 따른 잔류 오스테나이트의 바람직한 존재는 8% 내지 22%, 더 바람직하게는 9% 내지 18% 이다.
전술한 미세조직 외에도, 열간 압연 강판의 미세조직에는 펄라이트, 페라이트, 베이나이트 및 시멘타이트와 같은 미세조직 성분이 없다. 합금 원소의 탄화물은 Mo, Fe 등과 같은 0% 내지 5% 로 본 발명의 강 중에 존재할 수 있는 반면, 탄화물의 형성이 잔류 오스테나이트의 안정화에 해로운 탄소의 양을 부분적으로 소모하기 때문에, 이러한 탄화물은 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 열간 압연 강판은 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 본 발명에 따른 화학적 조성을 가진 강의 반제품 주조를 제공하는 것으로 구성된다. 주조는 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, 전술한 화학적 조성을 갖는 슬래브는 연속 주조에 의해 제조되며, 여기서 슬래브는 중심을 피하기 위해 연속 주조 프로세스 동안 선택적으로 직접 연화 환원 (soft reduction) 을 겪는다. 연속적인 주조 프로세스에 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.
슬래브는 적어도 Ac3 + 50℃ 내지 1300℃ 의 온도로 재가열된다. 슬래브의 온도가 적어도 Ac3 + 50℃ 보다 낮은 경우에, 압연 밀에 과도한 부하가 가해진다. 따라서, 열간 압연이 오스테나이트 범위에서 완전히 완료될 수 있도록 슬래브의 온도가 충분히 높다. 1300℃ 초과 온도에서의 재가열은, 생산성 손실을 야기하고 산업적으로도 비싸기 때문에 회피되어야 한다. 따라서, 바람직한 재가열 온도는 적어도 Ac3 + 100℃ 내지 1280℃ 이다.
본 발명의 열간 압연 마무리 온도는 적어도 Ac3, 바람직하게는 Ac3 내지 Ac3 + 100℃, 더욱 바람직하게는 840℃ 내지 980℃, 더욱 더 바람직하게는 850℃ 내지 930℃ 이다.
그 다음에, 이러한 방식으로 얻은 열간 압연 스트립을 열간 압연 마무리 온도로부터 10℃/s 내지 200℃/s 의 냉각 속도로 Ms 내지 20℃ 의 온도 범위로 냉각시킨다. 바람직한 실시형태에서, 냉각하는 단계를 위한 냉각 속도는, 20℃/s 내지 180℃/s, 보다 바람직하게는 50℃/s 내지 150℃/s 이다.
그 다음에, 열간 압연 스트립은 선택적으로 코일링될 수 있고, 코일링 온도는 20℃ 내지 450℃ 이다.
그 후, 열간 압연 강 스트립은 본 발명의 강에 필요한 기계적 특성 및 미세조직을 부여할 열처리를 받는다.
열간 압연 강 스트립은 Ms - 50℃ 내지 20℃ 의 온도로부터 Ac3 내지 Ac3 + 250℃, 바람직하게는 Ac3 + 10℃ 내지 Ac3 + 200℃ 인 어닐링 온도 (Tsoak) 까지 가열되고, 이러한 가열은 적어도 1℃/s 의 가열 속도 (HR1) 에서 수행된다.
열간 압연 강 스트립은 가공 경화된 초기 조직의 오스테나이트로의 완전 변태 및 완전 재결정화를 보장하기 위해 5 초 내지 1000 초 동안 Tsoak 에 유지된다.
그 다음에, 열간 압연 강 스트립을 냉각하고, 여기서 냉각은 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 에서 Tsoak 로부터 시작하여 Ms - 10℃ 내지 50℃ 의 범위에 있는 냉각 정지 온도 (T1) 까지이다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 냉각의 냉각 속도 (CR1) 는 0.1℃/s 내지 120 ℃/s 이다. 바람직한 T1 온도는 Ms - 10℃ 내지 100℃ 이다. 소킹 후 냉각을 위한 냉각 속도는, 충분한 양의 탄소가 분할 단계 동안 필름형 잔류 오스테나이트를 안정화시키는데 이용 가능하도록, 오스테나이트가 베이나이트로 변태되는 것을 방지하기에 충분히 높아야 한다. 이 단계 동안, 오스테나이트는 특히 Ms 온도를 통과한 후에 마르텐사이트로 변태된다.
그 후, 열간 압연 강 스트립은 Ms + 150℃ 내지 Ms - 150℃ 의 분할 온도 (Tpartition) 가 되고, 열간 압연 강 스트립은 5 s 내지 1000 s 동안 Tpartition 에 유지된다. Tpartition 에 대한 바람직한 온도 범위는 Ms+100℃ 내지 Ms-100℃ 이고, Tpartition 에 유지하기 위한 바람직한 지속기간은 200 s 내지 1000 s, 더욱 바람직하게는 400 s 내지 1000 s 이다. 이 단계 동안, 마르텐사이트로부터의 탄소는 실온에서 안정화를 위해 오스테나이트에 의해 분할 및 소비된다. 분할 온도에서 열간 압연 스트립을 유지하는 시간은, 바람직하게는 잔류 오스테나이트가 적어도 0.9% 의 오스테나이트 중에 평균 탄소 존재를 갖도록 선택된다.
그 후에, 열간 압연 강 스트립을 0.1℃/s 내지 10℃/s, 바람직하게는 0.1℃/s 내지 5℃/s 의 냉각 속도 (CR2) 로 실온으로 냉각하여 열간 압연 강판을 얻는다. 이러한 냉각 동안, 프레시 마르텐사이트는 일부 잔류하는 불안정한 오스테나이트로부터 형성될 수 있다. 이렇게 얻어진 열간 압연 강판은 바람직하게는 2 mm 내지 25 mm, 보다 바람직하게는 2 mm 내지 20 mm, 보다 더 바람직하게는 4 mm 내지 15 mm 의 두께를 갖는다.
실시예들
여기서 제시되는 이하의 시험, 예, 비유적 예시 및 표는 완전히 비제한적이며, 오로지 예시 목적으로 간주되어야 하며, 본 발명의 유리한 특징을 보여줄 것이다.
상이한 조성을 가진 강으로 제조된 강판들은 표 1 에서 보여주고, 강판들은 각각 표 2 에 규정된 프로세스 파라미터에 따라 제조된다. 그 후에, 표 3 은 시험 동안 획득된 강판들의 미세조직을 보여주며, 표 4 는 획득된 특성의 평가 결과를 보여준다.
Ac3 는 다음 식을 사용하여 계산된다:
Ms 는 다음 식을 사용하여 계산된다:
여기서 원소 함량은 열간 압연 강판의 중량% 로 표시된다.
표 2 는 표 1 의 강에 대해 실시된 프로세스 파라미터를 나타낸다.
표 3 은 본 발명의 강 및 참조 강 모두의 미세조직을 결정하기 위한 주사 전자 현미경 또는 X-선 회절과 같은 상이한 현미경에서 표준에 따라 실시된 시험들의 결과를 예시한다.
결과는 본원에서 규정된다:
표 4 는 본 발명의 강 및 참조 강 모두의 기계적 특성을 예시한다. 인장 강도, 항복 강도 및 총 연신율을 결정하기 위해, A25 를 가진 샘플을 NBN EN ISO6892-1 표준에 따라 인장 시험들이 수행된다. 인성은 ISO 148-1 에 따라 수행된 Charpy 시험에 의해 시험된다. 이러한 표준들에 따라 수행된 다양한 기계적 시험들의 결과가 기재된다.
Claims (18)
- 중량% 로 표시된, 이하의 원소들을 포함하는 조성을 가진 열간 압연 강판으로서,
0.18% ≤ 탄소 ≤ 0.3%
1.8% ≤ 망간 ≤ 4.5%
0.8% ≤ 규소 ≤ 2%
0.001% ≤ 알루미늄 ≤ 0.2%
0.1% ≤ 몰리브덴 ≤ 1%
0.001% ≤ 티타늄 ≤ 0.2%
0% ≤ 인 ≤ 0.09%
0% ≤ 황 ≤ 0.09%
0% ≤ 질소 ≤ 0.09%
및 이하의 선택적인 원소들 중 하나 이상을 포함할 수 있으며:
0.0001% ≤ 붕소 ≤ 0.01%
0% ≤ 크롬 ≤ 0.5%
0% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%
0% ≤ 바나듐 ≤ 0.5%
0% ≤ 니켈 ≤ 1%
0% ≤ 구리 ≤ 1%
0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%
0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.0010%
잔부 조성은 철 및 가공에 의해 야기된 불가피한 불순물로 구성되고,
상기 강판의 미세조직은 면적 분율로 적어도 70% 의 마르텐사이트, 8% 내지 25% 의 잔류 오스테나이트를 포함하며,
상기 잔류 오스테나이트의 형상 인자는 4 내지 12 인, 열간 압연 강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 조성은 0.9% 내지 1.9% 의 규소를 포함하는, 열간 압연 강판. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성은 0.19% 내지 0.28% 의 탄소를 포함하는, 열간 압연 강판. - 제 3 항에 있어서,
상기 조성은 0.001% 내지 0.15% 의 티타늄을 포함하는, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 1.9% 내지 4.2% 의 망간을 포함하는, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 0.15% 내지 0.7% 의 몰리브덴을 포함하는, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 0.02% 내지 0.06% 의 알루미늄을 포함하는, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
탄소와 망간의 누적 존재는 2.3% 내지 4.5% 인, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
잔류 오스테나이트의 양은 8% 내지 22% 인, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강판은 850 MPa 이상의 항복 강도 및 15% 이상의 총 연신율을 가진, 열간 압연 강판. - 제 10 항에 있어서,
상기 강판은 880 MPa 이상의 항복 강도를 갖는, 열간 압연 강판. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
템퍼드 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트의 형상 인자는 5 내지 11 인, 열간 압연 강판. - 열간 압연 강판의 제조 방법으로서,
이하의 연속적인 단계들:
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성을 제공하는 단계,
반제품을 Ac3 + 50℃ 내지 1300℃ 의 온도까지 재가열하는 단계,
상기 반제품을 오스테나이트계 범위에서 열간 압연 마무리 온도를 적어도 Ac3 로 하여 압연하여, 열간 압연 강 스트립을 얻는 단계,
상기 열간 압연 강 스트립은 200℃ 내지 450℃ 의 코일링 온도 범위에서 선택적으로 코일링되는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강 스트립을 10℃/s 내지 200℃/s 의 냉각 속도로, 열간 압연 마무리 온도로부터 Ms 내지 20℃ 의 온도 범위까지 냉각하는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강 스트립을 적어도 1℃/s 의 가열 속도 (HR1) 로 Ms - 50℃ 내지 20℃ 의 온도 범위로부터 Ac3 내지 Ac3 + 250℃ 의 온도 (Tsoak) 까지 가열하는 단계로서, 여기서 5 내지 1000 초 동안 유지되는, 상기 가열하는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강 스트립을 냉각하는 단계로서, 여기서 냉각은 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 로 Tsoak 로부터 시작하여 Ms - 10℃ 내지 50℃ 의 냉각 정지 온도 (T1) 까지인, 상기 냉각하는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강 스트립을 T1 으로부터 Ms - 150℃ 내지 Ms + 150℃ 의 분할 온도 (Tpartition) 로 가져오는 단계로서, 여기서 상기 열간 압연 강 스트립은 5 s 내지 1000 s 동안 유지되는, 상기 분할 온도 (Tpartition) 로 가져오는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강 스트립을 0.1℃/s 내지 10℃/s 의 냉각 속도 (CR2) 로 실온으로 냉각하여 열간 압연 강판을 얻는 단계
를 포함하는, 열간 압연 강판의 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
열간 압연 마무리 온도는 840℃ 내지 980℃ 인, 열간 압연 강판의 제조 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
열간 압연 후에 냉각하기 위한 냉각 속도는 20℃/s 내지 180℃/s 인, 열간 압연 강판의 제조 방법. - 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
Tpartition 온도는 Ms + 100℃ 내지 Ms - 100℃ 인, 열간 압연 강판의 제조 방법. - 산업용 기계 또는 녹색 제품 또는 황색의 부품들을 제조하기 위한, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 강판 또는 제 13 항 내지 제 16 항에 따른 방법에 따라 제조된 강판의 용도.
- 제 17 항에 따라 획득된 부품을 포함하는 산업용 기계.
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