KR20220095239A - 열처리 냉간압연 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

열처리 냉간압연 강판 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

중량% 로, 하기 원소들: 0.09 % ≤ 탄소 ≤ 0.15%, 1.8% ≤ 망간 ≤ 2.5%, 0.2% ≤ 규소 ≤ 0.7%, 0.01% ≤ 알루미늄 ≤ 0.1%, 0% ≤ 인 ≤ 0.09%, 0% ≤ 황 ≤ 0.09%, 0% ≤ 질소 ≤ 0.09%, 0% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%, 0%≤ 티타늄 ≤ 0.1%, 0%≤ 크롬 ≤ 1%, 0%≤ 몰리브덴 ≤ 1%, 0% ≤ 바나듐 ≤ 0.1%, 0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%, 0% ≤ 붕소 ≤ 0.01%, 0% ≤ 세륨 ≤ 0.1%, 0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.05%, 0% ≤ 지르코늄 ≤ 0.05% 을 포함하는 조성을 갖고, 잔부 조성이 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지고, 강판의 미세조직이, 면적 분율로, 65 내지 85% 의 템퍼드 마르텐사이트, 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트 및 누적 함량 15 내지 35% 의 페라이트 및 베이나이트를 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판.

Description

열처리 냉간압연 강판 및 그 제조 방법
본 발명은 차량용 강판으로서 사용하기에 적합한 950 MPa 이상의 인장 강도 및 56% 이상의 구멍확장비를 갖는 고강도 및 고성형성의 냉간압연 강판에 관한 것이다.
자동차 부품은 2 개의 모순되는 필요성, 즉 성형 용이성과 강도를 만족시키는 것이 요구되지만, 최근 지구 환경 문제의 관점에서 연료 소비 개선이라는 제 3 요건이 자동차에 또한 부여되고 있다. 따라서, 이제 자동차 부품은 복잡한 자동차 어셈블리에서의 끼워맞춤 용이성의 기준에 맞추기 위하여 고성형성을 갖는 재료로 제조되어야 하고, 동시에 연료 효율을 향상시키기 위해 차량의 중량을 줄이면서 차량의 내충돌성과 내구성을 위해 강도를 향상시켜야 한다.
따라서, 재료의 강도를 증가시킴으로써 차에 이용되는 재료의 양을 줄이는데 집중적인 연구 개발 노력이 행해지고 있다. 반대로, 강판의 강도 증가는 성형성을 감소시키고, 따라서 고강도와 고성형성 모두를 갖는 재료의 개발이 필요하다.
고강도 및 고성형성 강판 분야의 초기 연구 개발로, 고강도 및 고성형성 강판을 제조하기 위한 여러 방법이 초래되었고, 그 중 일부를 본 발명의 확실한 이해를 위해 여기에 열거한다:
JP2012111978 은 고강도 냉간 압연 강판의 주요 성분으로서 C: 0.05-0.3%, Si: 0.01-3.0%, Mn: 0.5-3%, Al: 0.01-0.1%, 잔부 Fe 및 부수적 불순물의 조성을 갖고 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트로 이루어진 성분 조성을 갖는 특허 출원이지만, 이러한 강은 50% 이상의 구멍확장비에 도달할 수 없다.
EP2971209 는, 필수 원소 조성 C: 0.13 - 0.19 %, Mn: 1.70 - 2.50 %, Si: 0 - 0.15 %, Al: 0.40 - 1.00 %, Cr: 0.05 - 0.25 %, Nb: 0.01 - 0.05 %, P: 0 - 0.10 %, Ca: 0 - 0.004 %, S: 0 - 0.05 %, N: 0 - 0.007 %, 잔부인 Fe 및 불가피한 불순물을 갖고, 0.40 % < Al + Si < 1.05 % 및 Mn + Cr > 1.90 % 이고, 부피% 로, 8-12 % 잔류 오스테나이트, 20 - 50 % 베이나이트, 10 % 미만의 마르텐사이트, 잔부인 페라이트를 포함하는 복합 상 미세조직을 갖는, 자동차 산업에 사용되는 향상된 성형성을 갖는 고강도 용융아연도금 복합 상 강 스트립에 관한 특허이지만, 이 특허는 900 MPa 초과의 인장 강도에 도달할 수 없다.
고강도 및 고성형성 강판의 제조와 관련된 종래 기술은 하나 또는 다른 결합이 있으며, 따라서 고강도 및 고성형성을 갖는 냉간압연 강판 및 그 제조 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은, 이하를 동시에 갖는 냉간압연 강판을 이용 가능하게 함으로써 이러한 문제를 해결하는 것이다:
­ 950 MPa 이상, 바람직하게는 980 MPa 초과, 또는 1000 MPa 초과의 극한 인장 강도,
­ 8% 이상의 총 연신율,
­ 56% 이상, 바람직하게는 57% 이상의 구멍확장비.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판은 750 MPa 초과의 항복강도 값을 가질 수 있다.
바람직하게는, 이러한 강은 또한 양호한 용접성 및 코팅성을 가지면서 성형, 특히 압연에 대한 양호한 적합성을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 또한 제조 파라미터 시프트를 향해 튼튼하면서 종래의 산업적 적용과 양립할 수 있는 이러한 강판의 제조 방법을 이용 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
탄소는 강 중에 0.09% 내지 0.15% 로 존재한다. 탄소는 마르텐사이트와 같은 저온 변태상을 생성함으로써 강판의 강도를 증가시키는데 필요한 원소이다. 0.09% 미만의 함량은 적절한 양의 마르텐사이트를 고정시키지 않음으로써, 강도와 연성을 감소시킬 것이다. 반면에, 0.15% 초과의 탄소 함량에서는 용접부와 열영향부가 현저히 경화되어, 용접부의 기계적 특성이 손상된다. 탄소의 바람직한 범위는 0.1 내지 0.14% 이고, 더 바람직하게는 0.1 내지 0.13% 이다.
본 발명의 강의 망간 함량은 1.8% 내지 2.5% 이다. 망간은 고용 강화에 의해 강도를 부여하는 원소이다. 적어도 약 1.8 중량% 의 망간의 양이 강판의 강도 및 경화능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 1.9% 내지 2.4% 와 같은 더 높은 백분율의 망간이 바람직하고, 더 바람직한 한계는 2.0% 내지 2.3% 이다. 하지만, 망간이 2.5 % 를 초과하면, 어닐링 후의 냉각 중에 오스테나이트의 마르텐사이트로의 변태를 늦추어 강도를 감소시키는 등의 악영향을 발생시킨다. 게다가, 2.5% 초과의 망간 함량은 또한 본 발명의 강의 용접성을 감소시킬 것이다.
규소는 본 발명의 강의 필수 성분이며, 0.2% 내지 0.7% 로 존재한다. 규소는 고용 강화를 통해 본 발명의 강에 강도를 부여하기 위해 첨가된다. 규소는 탄화물 석출을 방지하고 마르텐사이트 형성을 촉진함으로써 미세조직형성에 일조한다. 그러나, 규소 함량이 0.7% 를 초과하면, 강의 표면 특성 및 용접성이 악화되므로, 규소 함량은 바람직하게는 0.3% 내지 0.7%, 더 바람직하게는 0.4% 내지 0.6% 이다.
본 발명의 알루미늄 함량은 0.01% 내지 0.1% 이다. 알루미늄은 본 발명의 강을 탈산하기 위해 첨가된다. 알루미늄은 알파종 (alphageneous) 원소이며, 또한 탄화물 형성을 지연시킨다. 이는 강의 성형성 및 연성을 증가시킬 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해, 알루미늄의 함량은 0.01% 이상이어야 한다. 그러나, 알루미늄 함량이 0.1% 를 초과하면, Ac3 점이 용인되는 정도를 넘어 증가하고, 오스테나이트 단일 상이 산업적으로 달성하기가 매우 어려우므로, 완전한 오스테나이트 영역에서 열간압연이 수행될 수 없다. 따라서, 알루미늄 함량은 0.1% 를 초과해서는 안 된다. 따라서, 알루미늄의 바람직한 범위는 0.01% 내지 0.08% 이고, 더 바람직하게는 0.01% 내지 0.05% 이다.
본 발명의 강의 인 함량은 0.09% 로 제한된다. 인은 고용체에서 경화되고 또한 탄화물 형성을 방해하는 원소이다. 따라서, 적어도 0.002% 의 소량의 인이 유리할 수 있지만, 인은 특히 결정립계에서의 편석 또는 망간과의 공편석 (co-segregation) 경향으로 인해 스폿 용접성 및 고온 연성의 감소 등의 그 부작용이 있다. 이러한 이유로, 그 함량은 바람직하게는 최대 0.02% 로 제한된다.
황은 필수 성분은 아니지만, 강에 불순물로 함유될 수 있다. 황 함량은 가능한 낮은 것이 바람직하지만, 제조 비용의 측면에서 0.09% 이하, 바람직하게는 최대 0.01% 이다. 또한, 강 중에 더 많은 황이 존재하면, 특히 Mn 및 Ti 과 결합하여 황화물을 형성하고, 이들이 본 발명에 미치는 유익한 영향을 감소시킨다.
질소는 재료의 에이징 (ageing) 을 피하기 위해 0.09% 로 제한되며, 질소는 바나듐 및 니오븀과 석출 강화에 의해 본 발명의 강에 강도를 부여하는 질화물을 형성하지만, 질소가 0.09% 초과로 존재하면, 본 발명에 해로운 다량의 질화 알루미늄을 형성할 수 있으므로, 질소의 바람직한 상한은 0.01% 이다.
니오븀은 0.1% 까지, 바람직하게는 0.001 내지 0.1% 로 강에 첨가될 수 있는 선택적 성분이다. 석출 경화에 의해 본 발명에 따른 강에 강도를 부여하기 위한 탄질화물을 형성하기에 적합하다. 니오븀은 가열 동안 재결정화를 지연시키기 때문에, 유지 온도의 끝에서 그리고 완전한 어닐링 후에 결과로서 형성되는 미세조직은 더 미세해지고, 이는 제품의 경화를 초래한다. 하지만, 니오븀 함량이 0.1% 를 초과하면, 다량의 탄질화물이 강의 연성을 감소시키는 경향이 있으므로, 그 탄질화물의 양은 본 발명에 바람직하지 않다.
티타늄은 0.1% 까지, 바람직하게는 0.001% 내지 0.1% 로 본 발명의 강에 첨가될 수 있는 선택적 성분이다. 니오븀처럼, 탄질화물에 관련되므로, 경화에서 역할을 한다. 하지만, 또한 주조 제품의 응고 동안 나타나는 TiN 형성에 관련된다. Ti 양은 구멍 확장에 유해한 조대한 TiN 을 회피하기 위해 0.1% 로 제한된다. 티타늄 함량이 0.001% 미만인 경우, 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.
본 발명의 강의 크롬 함량은 0% 내지 1% 이다. 크롬은 강에 강도 및 경화를 제공하는 선택적 원소이지만, 1% 초과로 사용되면, 강의 표면 마무리를 손상시킨다.
몰리브덴은 본 발명의 강의 0% 내지 1% 를 구성하는 선택적 원소이다; 몰리브덴은 본 발명의 강의 경화능을 증가시키고, 어닐링 후 냉각 동안 오스테나이트의 페라이트 및 베이나이트로의 변태에 영향을 미친다. 하지만, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로, 경제적인 이유로 그 함량은 1% 로 제한된다.
바나듐은 0.1% 까지, 바람직하게는 0.001% 내지 0.01% 로 본 발명의 강에 첨가될 수 있는 선택적 성분이다. 니오븀처럼, 탄질화물에 관련되므로, 경화에서 역할을 한다. 하지만, 또한 주조 제품의 응고 동안 나타나는 VN 형성에 관련된다. V 의 양은 구멍 확장에 유해한 조대한 VN 을 회피하기 위해 0.1% 로 제한된다. 바나듐 함량이 0.001% 미만인 경우, 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.
칼슘은 0.005% 까지, 바람직하게는 0.001% 내지 0.005% 로 본 발명의 강에 첨가될 수 있는 선택적 성분이다. 칼슘은 특히 개재물 (inclusion) 처리 동안 선택적 성분으로서 본 발명의 강에 첨가된다. 칼슘은 구상화에서 유해한 황 함량을 억제함으로써 강의 정제에 기여한다.
세륨, 붕소, 마그네슘 또는 지르코늄과 같은 다른 원소가 다음의 비율로 개별적으로 또는 조합으로 첨가될 수 있다: Ce ≤ 0.1%, B ≤ 0.01%, Mg ≤ 0.05% 및 Zr ≤ 0.05%. 표시된 최대 함량 레벨까지, 이 원소들은 응고 동안 결정립 미세화를 가능하게 한다. 본 발명은 구리 및 니켈을 첨가하는 것을 의도하지 않지만, 이들 원소는 개별적으로 또는 누적으로 0.1% 까지 잔류물로서 존재할 수도 있다.
강의 조성의 잔부는 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어진다.
본 발명에 따른 강판의 미세조직은 면적 분율로 65% 내지 85% 의 템퍼드 마르텐사이트, 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트 및 15% 내지 35% 누적량의 베이나이트 및 페라이트를 포함한다. 템퍼드 마르텐사이트는 본 발명 강의 매트릭스 상을 구성한다.
템퍼드 마르텐사이트는 면적 분율로 65% 내지 85% 의 미세조직을 구성한다. 템퍼드 마르텐사이트는 특히 Ms 온도 이하, 보다 바람직하게는 Ms-50℃ 내지 20℃ 에서 그리고 어닐링 후의 냉각의 제 2 단계 중에 형성되는 마르텐사이트로부터 형성된다. 이러한 마르텐사이트는 150℃ 내지 400℃ 에서 템퍼링 온도 Temper 에서의 유지중에 템퍼링된다. 본 발명의 마르텐사이트는 이러한 강에 연성 및 강도를 부여한다. 바람직하게는, 마르텐사이트의 함량은 65% 내지 80%, 더 바람직하게는 68% 내지 78% 이다.
베이나이트와 페라이트는 15% 내지 35% 에서 강에 누적하여 존재한다. 바람직한 실시예에서, 페라이트 및 베이나이트의 누적량에 대한 범위는 20% 내지 35%, 보다 바람직하게는 22% 내지 32% 이다.
페라이트 성분은 특히 연신율 및 구멍 확장비와 관련하여 본 발명의 강의 특성을 개선하는데, 이는 페라이트가 연질이고 본질적으로 연성 성분이기 때문이다. 이 페라이트는 어닐링 후 냉각의 제 1 단계에서 주로 형성된다. 바람직한 실시예에서, 페라이트는 적어도 15% 의 양으로 존재할 수 있다.
베이나이트는 강에 강도를 부여할 수 있지만 다량으로 존재할 경우에는 강의 구멍 확장비 및 신장률에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 베이나이트는 템퍼링 전 재가열 중에 형성된다. 바람직한 실시예에서, 베이나이트 함량은 0% 내지 10%, 보다 바람직하게는 8% 미만, 더욱 더 바람직하게는 5% 미만으로 유지된다.
잔류 오스테나이트는, 강에 0% 내지 5% 로 존재할 수 있는 선택적 상이지만, 바람직하게는 존재하지 않는다.
바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판은 임의의 적절한 방법에 의해 수득될 수 있다. 하지만, 이하의 연속적인 단계들을 포함하는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 방법을 사용하는 것이 바람직하다:
이러한 방법은 본 발명에 따른 화학 조성을 갖는 강의 반제품을 제공하는 단계를 포함한다. 반제품은 잉곳으로 또는 연속적으로 얇은 슬래브들 또는 얇은 스트립들의 형태로, 예컨대 슬래브들의 경우 약 220 mm 로부터 얇은 스트립의 경우 수십 밀리미터까지의 두께로 주조될 수 있다.
본 발명의 간략화를 위해, 슬래브가 반제품으로 고려될 것이다. 전술한 화학 조성을 갖는 슬래브가 연속 주조에 의해 제조되며, 슬래브는 바람직하게는 중심 편석의 제거 및 다공도 감소를 보장하기 위해 주조 동안 직접 경압하 (direct soft reduction) 를 거친다. 연속 주조 공정에 의해 제공된 슬래브는 연속 주조 후에 고온에서 직접 사용될 수 있거나, 먼저 실온으로 냉각된 후 열간압연을 위해 재가열될 수도 있다.
열간압연을 거치는 슬래브의 온도는 적어도 1000℃, 바람직하게는 1100℃ 이상이고, 1250℃ 미만이어야 한다. 슬래브의 온도가 1000℃ 보다 낮은 경우에, 압연 밀에 과도한 하중이 부과되고, 강의 온도가 다듬질 압연 중에 페라이트 변태 온도로 감소될 수 있고, 이로써 강은 변태된 페라이트가 조직에 포함된 상태에서 압연될 것이다. 게다가, 온도는 1250℃ 초과이어서는 안 되는데, 그 이유는 열간압연 동안 재결정화하려는 결정립의 능력을 저하시키는 조대한 페라이트 결정립을 초래하는 거친 페라이트 결정립이 형성될 위험이 있기 때문이다. 초기 페라이트 결정립 크기가 클수록, 재결정화가 덜 용이하고, 이는 1250℃ 이상의 재가열 온도가 산업적으로 비용이 많이 들고 페라이트의 재결정화 측면에서 바람직하지 않기 때문에 회피되어야 한다는 것을 의미한다.
슬래브의 온도는 열간압연이 완전히 오스테나이트계 범위에서 완료되기에 충분히 높은 것이 바람직하며, 마무리 열간압연 온도는 Ac3 보다 높고 바람직하게는 Ac3+50℃ 보다 높게 유지된다. 최종 압연이 Ac3 이상에서 수행될 필요가 있는데, 이는 이 온도 미만에서는 강판이 상당한 압연성 강하를 나타내기 때문이다. 재결정화 및 압연에 유리한 조직을 갖기 위해, 최종 압연 온도는 바람직하게는 Ac3+50℃ 이상이다.
그리고, 이런 식으로 수득된 강판은 적어도 30 ℃/s 의 냉각 속도로 600℃ 미만인 코일링 온도까지 냉각된다. 바람직하게는, 냉각 속도는 65 ℃/s 이하 35 ℃/s 초과일 것이다. 코일링 온도는 오스테나이트의 페라이트 및 펄라이트로의 변태를 피하기 위해 그리고 균질 베이나이트 및 마르텐사이트 미세조직을 형성하는 데 기여하기 위해 적어도 350℃ 인 것이 바람직하다.
코일링된 열간압연 강판은 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거치기 전에 실온으로 냉각될 수 있거나, 곧바로 선택적인 열간 밴드 어닐링으로 보내질 수 있다.
열간압연 강판은, 필요하다면, 열간압연 동안 형성된 스케일을 제거하기 위해 선택적인 산세 단계를 거칠 수 있다. 이어서, 열간압연 강판은 바람직하게는 1 내지 96 시간 동안 400℃ 내지 750℃ 의 온도에서 선택적인 열간 밴드 어닐링한다.
그 후, 스케일을 제거할 필요가 있다면, 이 열간압연 강판의 산세가 수행될 수 있다.
그리고, 열간압연 강판은 35 내지 90% 의 두께 감소로 냉간압연된다. 그리고, 냉간압연 강판은 목표하는 미세조직 및 기계적 특성을 본 발명의 강에 부여하기 위해 어닐링을 거친다.
냉간압연 강판을 어닐링하기 위해, 냉간압연 강판은 2단계 가열 공정으로 가열되며, 1 단계에서 냉간압연 강판은 600℃ 내지 650℃ 의 온도 HT1 로 적어도 10℃/s 의 가열 속도 HR1 으로 가열된다. 그런 다음, 2 단계에서 냉간압연 강판은 HT1 으로부터 Ac3 내지 Ac3+200℃ 까지 적어도 1℃/s, 바람직하게는 적어도 2.0℃/s 의 가열 속도 HR2 로 가열되고, HR1 은 항상 HR2 보다 높다.
바람직한 HR1 은 적어도 15℃/s 이고 바람직한 HT1 온도 범위는 600℃ 내지 630℃ 이다. 어닐링 온도의 바람직한 범위는 Ac3 + 10℃ 내지 Ac3 + 150℃, 더욱 바람직하게는 Ac3 + 20℃ 내지 Ac3 + 100℃ 이다.
그런 다음, 냉간압연 강판은 5초 이상 1000초 이하 동안 어닐링 온도에서 유지된다. 온도와 시간은 100% 재결정화를 보장하도록, 즉 어닐링 종료시에 100% 오스테나이트의 퍼센티지를 얻도록 선택된다.
그런 다음, 강판은 3-단계 냉각 공정으로 냉각된다. 1 단계에서, 냉간압연 강판은 10℃/s 이하의 냉각 속도 CR1 로 어닐링 온도로부터 675℃ 내지 725℃ 의 온도 CT1 으로 냉각된다. 그런 다음, 2 단계에서 냉간압연 강판은 30℃/s 이상의 냉각 속도 CR2 로 450℃ 내지 550℃ 에서 CT1 으로부터 CT2 로 냉각된다. 그런 다음, 3 단계에서 냉간압연 강판은 적어도 200℃/s 인 냉각 속도 CR3 로 Ms-50℃ 내지 20℃ 에서 CT2 로부터 CT3 로 냉각된다.
바람직한 실시형태에서, 냉각 속도 CR1 은 5℃/s 이하이고 CT1 은 바람직하게는 685℃ 내지 720℃, 보다 바람직하게는 685℃ 내지 700℃ 이다. CR2 에 대한 바람직한 범위는 적어도 40℃/s 이고 CT2 에 대한 바람직한 범위는 450℃ 내지 525℃, 보다 바람직하게는 460℃ 내지 510℃ 이다. CR3 에 대한 바람직한 범위는 적어도 300℃/s, 보다 바람직하게는 적어도 400℃/s 이다. CT3 에 대한 바람직한 한계는 Ms-80℃ 내지 20℃, 보다 바람직하게는 Ms-100℃ 내지 20℃ 이다.
그런 다음, 냉간압연 강판은 적어도 10℃/s, 또는 더 양호하게는 적어도 20℃/s 의 가열 속도로 300℃ 내지 380℃ 의 템퍼링 온도로 되고 100초 이상 1000초이하 동안 템퍼링 온도에 유지되어 템퍼드 마르텐사이트를 얻으며, 이는 본 발명의 강에 우수한 기계적 특성을 부여한다. 바람직한 템퍼링 온도 범위는 320℃ 내지 360℃, 보다 바람직하게는 330℃ 내지 350℃ 이다.
이어서, 냉간압연 강판은 바람직하게는 200℃/s 이하의 냉각 속도로 실온으로 냉각된다.
그 단계에서 1% 미만의 압하율로 선택적인 스킨 패스 작업을 수행하거나 선택적인 텐션 레벨링 작업을 수행할 수 있다.
열처리된 냉간압연 강판은 그 다음에 선택적으로 전착 또는 진공 코팅 또는 임의의 다른 적절한 공정에 의해 코팅될 수 있다.
바람직하게는 12시간 내지 30시간 동안 170 내지 210℃ 에서 수행되는 선택적인 포스트 배치 (post batch) 어닐링은 상들 사이의 경도 구배를 줄이고 코팅된 제품에 대한 탈기를 보장하기 위해 미코팅 제품에 대한 어닐링 후에 또는 코팅된 제품에 대한 코팅 후에 선택적으로 수행될 수 있다.
예
본 명세서에 제시된 하기 시험 및 예는 본질적으로 비제한적이며, 단지 예시 목적으로 고려되어야 하며, 본 발명의 유리한 특징을 나타내고, 광범위한 실험 후에 본 발명자가 선택한 파라미터의 중요성을 설명할 것이며, 본 발명에 따른 강에 의해 달성될 수 있는 특성을 추가로 확립할 것이다.
본 발명 및 일부 비교 그레이드에 따른 강판들의 샘플들이 표 1 에 기재한 조성 및 표 2 에 기재한 프로세싱 파라미터로 제조되었다. 이 강판들의 해당 미세조직들이 표 3 에 수집되었고, 특성들이 표 4 에 수집되었다.
표 1 은 강을 중량% 로 표현된 조성으로 묘사한다.
Figure pct00001
표 2 는 표 1 의 강에 시행된 어닐링 프로세스 파라미터를 보여준다.
표 2 는 또한 강 샘플들의 Ac3 및 마르텐사이트 변태 Ms 온도를 나타낸다. Ac3 및 Ms 의 계산은 다음의 식을 이용하여 행해진다:
Figure pct00002
Figure pct00003
또한, 샘플들은 1000℃ 내지 1250℃ 의 온도까지 가열되었고, 이어서 마무리 온도 890℃ 로 열간압연을 거친 후, 600℃ 미만의 온도에서 코일링되었다. 열간압연된 코일은 이어서 청구된 대로 처리되었고 35 내지 90% 의 두께 압하율로 냉간압연되었다.
Figure pct00004
표 3 은 본 발명 강 및 참조 시험들 쌍방의 미세조직 조성을 결정하기 위한 주사 전자 현미경과 같은 상이한 현미경에서 표준에 따라 실시된 테스트의 결과를 보여준다.
Figure pct00005
표 4 는 본 발명 강 및 참조 강 쌍방의 기계적 특성을 보여준다. 인장 강도, 항복 강도 및 총 연신율 테스트가 ISO 6892 표준에 따라 수행되는 한편, 구멍확장을 평가하기 위해, 구멍확장으로 불리우는 테스트가 표준 ISO16630:2009 에 따라 적용된다. 이 테스트에서, 샘플은 10mm (=Di) 의 구멍을 형성하기 위해 펀칭을 거치며 변형된다. 변형 후, 구멍 직경 Df 가 측정되었고, 구멍확장비 (HER) 가 아래의 식을 이용하여 계산된다:
HER% = 100*(Df-Di)/Di
Figure pct00006
예들은 본 발명에 따른 강판들이 그들의 특정 조성 및 미세조직 덕분에 모든 목표 특성을 나타내는 유일한 것임을 보여준다.

Claims (19)

  1. 열처리 및 냉간압연 강판으로서,
    중량% 로, 하기 원소들:
    0.09 % ≤ 탄소 ≤ 0.15%
    1.8% ≤ 망간 ≤ 2.5%
    0.2% ≤ 규소 ≤ 0.7%
    0.01% ≤ 알루미늄 ≤ 0.1%
    0% ≤ 인 ≤ 0.09%
    0% ≤ 황 ≤ 0.09%
    0% ≤ 질소 ≤ 0.09%
    을 포함하고, 하기 선택적 원소들:
    0% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%
    0%≤ 티타늄 ≤ 0.1%
    0%≤ 크롬 ≤ 1%
    0%≤ 몰리브덴 ≤ 1%
    0% ≤ 바나듐 ≤ 0.1%
    0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%
    0% ≤ 붕소 ≤ 0.01%
    0% ≤ 세륨 ≤ 0.1%
    0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.05%
    0% ≤ 지르코늄 ≤ 0.05%
    중 하나 이상을 함유할 수 있는 조성을 갖고,
    잔부 조성이 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지고, 상기 강판의 미세조직이, 면적 분율로, 65 내지 85% 의 템퍼드 마르텐사이트, 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트 및 누적 함량 15 내지 35% 의 페라이트 및 베이나이트를 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성은 0.3% 내지 0.7% 의 규소를 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 조성은 0.01% 내지 0.08% 의 알루미늄을 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성은 1.9% 내지 2.4% 의 망간을 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성은 0.1% 내지 0.13% 의 탄소를 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    규소 및 알루미늄의 누적 양이 0.3% 내지 0.8% 인, 열처리 및 냉간압연 강판.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    페라이트 및 베이나이트의 누적 양이 22% 내지 35% 이고, 페라이트의 백분율이 강의 총 면적 분율의 적어도 15% 인, 열처리 및 냉간압연 강판.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    잔류 오스테나이트의 탄소 함량이 0.7% 내지 0.9% 인, 열처리 및 냉간압연 강판.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 템퍼드 마르텐사이트가 65% 내지 80% 인, 열처리 및 냉간압연 강판.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    베이나이트가 0% 내지 10% 인, 열처리 및 냉간압연 강판.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판이 950 MPa 이상의 극한 인장 강도 및 8% 이상의 총 연신율을 갖는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 강판이 1000 MPa 이상의 극한 인장 강도 및 적어도 55% 의 구멍확장비를 갖는, 열처리 및 냉간압연 강판.
  13. 하기의 연속적인 단계들:
    ­ 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성을 제공하는 단계;
    ­ 반제품을 1000℃ 내지 1250℃ 의 온도로 재가열하는 단계;
    ­ 열간압연 마무리 온도를 Ac3 초과로 하여, 상기 반제품을 Ac3 내지 Ac3 + 100℃ 의 온도에서 압연하여서, 열간압연 강을 수득하는 단계;
    ­ 상기 열간압연 강을 600℃ 미만인 코일링 온도까지 적어도 30℃/s 의 냉각 속도로 냉각시키고; 상기 열간압연 강을 코일링하는 단계;
    ­ 상기 열간압연 강을 실온까지 냉각시키는 단계;
    ­ 선택적으로, 열간압연 강판에 스케일 제거 공정을 수행하는 단계;
    ­ 선택적으로, 상기 열간압연 강판을 400℃ 내지 750℃ 에서 어닐링하는 단계;
    ­ 선택적으로, 상기 열간압연 강판에 스케일 제거 공정을 수행하는 단계;
    ­ 상기 열간압연 강판을 35 내지 90% 의 압하율로 냉간압연하여, 냉간압연 강판을 수득하는 단계;
    ­ 상기 냉간압연 강판을,
    o 상기 강판을, 적어도 10 ℃/s 의 가열 속도 HR1 로, 600℃ 내지 650℃ 의 온도 HT1 까지 가열하는 것으로부터 시작하는 제 1 단계,
    o 상기 강판을, 1 ℃/s 이상이며 HR1 보다 낮은 가열 속도 HR2 로, HT1 으로부터 Ac3 내지 Ac3 + 200℃ 의 어닐링 온도 범위까지 더 가열하는 것으로부터 시작하는 제 2 단계
    의 2 단계로 어닐링하는 단계;
    ­ 그 다음, 5 내지 1000초 동안 어닐링 온도에서 어닐링을 수행하는 단계;
    ­ 그 다음, 상기 냉간압연 강판을,
    o 상기 강판을, 10 ℃/s 이하의 냉각 속도 CR1 로, 상기 어닐링 온도로부터 675℃ 내지 725℃ 의 온도 CT1 까지 냉각하는 것으로부터 시작하는 제 1 단계,
    o 상기 강판을, 30 ℃/s 이상의 냉각 속도 CR2 로, CT1 으로부터 450℃ 내지 550℃ 의 CT2 까지 더 냉각하는 것으로부터 시작하는 제 2 단계,
    o 상기 강판을, 200 ℃/s 이상의 냉각 속도 CR2 로, CT2 로부터 Ms-50℃ 내지 20℃ 의 CT3 까지 더 냉각하는 것으로부터 시작하는 제 3 단계
    의 3 단계로 냉각하는 단계;
    ­ 그 다음, 상기 냉간압연 강판을 적어도 10 ℃/s 의 가열 속도로 300℃ 내지 380℃ 의 템퍼링 온도까지 가열하고 100초 내지 1000초 동안 템퍼링하는 단계;
    ­ 그 다음, 실온까지 냉각시켜, 열처리 및 냉간압연 강판을 수득하는 단계
    를 포함하는, 열처리 및 냉간압연 강판의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 코일링 온도가 350℃ 내지 600℃ 인, 열처리 및 냉간압연 강판의 제조 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    HT1 온도가 600℃ 내지 630℃ 이고 HR1 가열 속도가 적어도 15 ℃/s 인, 열처리 및 냉간압연 강판의 제조 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    어닐링 소킹 온도가 Ac3 + 10℃ 내지 Ac3 + 150℃ 인, 열처리 및 냉간압연 강판의 제조 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 템퍼링 온도가 320℃ 내지 360℃ 인, 열처리 및 냉간압연 강판의 제조 방법.
  18. 차량의 구조 부품 또는 안전 부품의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 강판 또는 제 13 항 내지 제 17 항의 방법에 따라 제조된 강판의 용도.
  19. 제 18 항에 따라 수득된 부품을 포함하는 차량.
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