KR20230016217A

KR20230016217A - 열처리 냉연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20230016217A
Application number: KR1020227045458A
Authority: KR
Inventors: 동웨이 판; 올가 기리나
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2023-02-01
Also published as: WO2022008949A1; BR112022024442A2; EP4176092A1; WO2022009032A1; CN115698346A; MX2023000086A; US20230265537A1; CA3182944A1; JP2023532756A; ZA202212176B

Abstract

0.05 % ≤ 탄소 ≤ 0.15 %, 1.8% ≤ 망간 ≤ 2.7%, 0.1% ≤ 규소≤ 1%, 0.01% ≤ 알루미늄 ≤ 0.8%, 0.1% ≤ 크롬 ≤ 0.9%, 0% ≤ 인 ≤ 0.09%, 0.0001% ≤ 티타늄 ≤ 0.1%, 0.0005% ≤ 붕소 ≤ 0.003%, 0.01% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%, 0 % ≤ 황 ≤ 0.09 %, 0 % ≤ 질소 ≤ 0.09%, 0% ≤ 바나듐 ≤ 0.2%, 0% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.2%, 0% ≤ 니켈 ≤ 2%, 0% ≤ 구리 ≤ 2%, 0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%, 0% ≤ 세륨 ≤ 0.1%, 0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.05%, 0% ≤ 지르코늄 ≤ 0.05% 을 포함하고, 잔부가 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 냉연 강판으로서, 상기 강판의 미세조직은, 면적 분율로, 40% 내지 60% 의 마르텐사이트, 15% 내지 40% 의 임계간 페라이트, 누적량 10 내지 35% 의 변태된 페라이트와 베이나이트 및 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는, 냉연 강판.

Description

열처리 냉연 강판 및 그 제조 방법

본 발명은 차량용 강판으로서 사용하기에 적합한 980 MPa 이상의 인장 강도 및 14% 초과의 총 연신율을 갖는 고강도 및 고성형성의 냉연 강판에 관한 것이다.

자동차 부품은 2 개의 모순되는 필요성, 즉 성형 용이성과 고강도를 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:

US 9074 272 는 0.1 내지 0.28% C, 1.0 내지 2.0% Si, 1.0 내지 3.0% Mn, 및 철과 불가피한 불순물들로 이루어진 잔부라는 화학적 조성을 갖는 강을 기술한다. 미세조직은 5 내지 20% 의 잔류 오스테나이트, 40 내지 65% 의 베이니틱 페라이트, 30 내지 50% 의 폴리고날 페라이트 및 5% 미만의 마르텐사이트를 포함한다. US 9074 272 는 연신율이 우수한 냉연 강판에 관한 것이지만, 거기에 기재된 발명은 복잡한 자동차 부품을 튼튼하게 유지하면서 중량을 감소시키기 위한 요건인 900 MPa 의 강도를 획득하는 데 실패한다.

고강도 및 고성형성 강판의 제조와 관련된 종래 기술은 하나 또는 다른 결합이 있으며, 따라서 고강도 및 고성형성을 갖는 냉연 강판 및 그 제조 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은, 이하를 동시에 갖는 냉연 강판을 이용 가능하게 함으로써 이러한 문제를 해결하는 것이다:

- 950 MPa 이상, 바람직하게는 980 MPa 초과, 또는 심지어 1000 MPa 초과의 극한 인장 강도,

- 14% 이상, 바람직하게는 15% 이상의 총 연신율.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판은 540 MPa 이상, 또는 심지어 더 양호하게는 550 MPa 초과의 항복 강도 값을 가질 수 있다.

바람직하게는, 이러한 강은 또한 양호한 용접성 및 코팅성을 가지면서 성형, 특히 압연에 대하여 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 0.05% 내지 0.15% 로 존재한다. 탄소는 마르텐사이트와 같은 저온 변태상을 생성함으로써 강판의 강도를 증가시키는 데 필요한 원소이다. 게다가, 탄소는 또한 오스테나이트 안정화에서 중추적인 역할을 한다. 0.05% 미만의 함량은 마르텐사이트의 형성을 확보하지 못하여 강도를 저하시킬 것이다. 반면에, 0.15% 초과의 탄소 함량에서는 용접부와 열영향부가 현저히 경화되어, 용접부의 기계적 특성이 손상된다. 따라서, 바람직한 한계는 0.07% 내지 0.12% 이고, 더 바람직하게는 0.08% 내지 0.11% 이다.

본 발명의 강의 망간 함량은 1.8% 내지 2.7% 이다. 망간은 고용 강화에 의해 강에 강도를 부여하는 원소이다. 페라이트를 형성하고 강판의 강도 및 경화능을 제공하기 위해 적어도 약 1.8 중량% 의 망간의 양이 필요하다. 따라서, 망간의 더 높은 백분율, 예컨대 1.9% 내지 2.5% 가 바람직하고, 더 바람직하게는 2.1% 내지 2.5% 이다. 하지만, 망간이 2.7% 초과이면, 어닐링 후 냉각 동안에 오스테나이트의 변태를 늦추어 연성을 감소시키는 등의 악영향이 발생한다. 게다가, 2.7% 초과의 망간 함량은 또한 본 발명 강의 용접성을 감소시킬 것이다.

본 발명의 강의 규소 함량은 0.1% 내지 1% 이다. 규소는 고용 강화에 의해 본 발명의 강에 강도를 부여한다. 규소는 페라이트 변태를 촉진한다. 하지만, 1% 초과의 규소 첨가는 상기한 효과를 향상시키지 못하고, 열간 압연 취성 (hot rolling embrittlement) 과 같은 문제점을 유발한다. 따라서, 농도는 1% 의 상한 내에서 제어된다. 규소 존재에 대한 바람직한 한계는 0.2% 내지 0.9%, 더 바람직하게는 0.3% 내지 0.7% 로 유지된다.

본 발명의 강의 알루미늄 함량은 0.01 내지 0.8% 이다. 이러한 범위 내에서, 알루미늄은 강 중 질소와 결합하여 질화 알루미늄을 형성해서, 결정립의 크기를 감소시킨다. 하지만, 본 발명에서 알루미늄 함량이 0.8% 를 초과할 때는 언제든지, Ac3 점을 증가시켜, 생산성을 저하시킬 것이다. 따라서, 알루미늄의 바람직한 범위는 0.01% 내지 0.7%, 더 바람직하게는 0.01% 내지 0.6% 로 유지된다.

바람직한 실시형태에서, 규소와 알루미늄의 누적량은 적어도 0.6% 인데, 그 이유는 쌍방의 원소들이 페라이트 상-생성 원소이기 때문이며, 이로써 연신율과 연성 쌍방에 유리한 페라이트의 형성에 참여한다.

본 발명의 강의 크롬 함량은 0.1% 내지 0.9% 이다. 크롬은 강에 강도 및 경화를 제공하는 필수 성분이지만, 0.9% 초과로 사용되면, 강의 표면 마무리를 손상시킨다. 따라서, 크롬의 효과를 최적으로 달성하기 위해, 바람직한 한계는 0.2% 내지 0.8%, 더 바람직하게는 0.2% 내지 0.7% 이다.

티타늄은 본 발명의 강에 0.0001% 내지 0.1%, 바람직하게는 0.01% 내지 0.08% 첨가될 수도 있는 필수 원소이다. 니오븀과 유사하게, 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 0.0001% 미만인 경우, 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.

붕소는 본 발명의 필수 원소이고, 매우 소량 첨가되며, 0.0005% 내지 0.003% 로 첨가된다. 붕소는 본 발명의 강에 경화능 및 강도를 부여한다. 그러나, 붕소가 0.003% 초과로 첨가되면, 강판의 압연능이 현저하게 저하되는 것으로 확인된다. 또한 결정립계에서 편석이 발생할 수도 있으며, 이는 성형성에 해롭다.

니오븀은 0.01% 내지 0.1%, 바람직하게는 0.01 내지 0.06% 로 강에 첨가될 수 있는 필수 원소이다. 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.

바나늄은 0.2% 까지, 바람직하게는 0.001% 내지 0.01% 로 본 발명의 강에 첨가될 수 있는 선택적인 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 0.2% 로 제한된다. 바나듐 함량이 0.001% 미만인 경우, 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.

본 발명의 강의 인 함량은 0.09% 로 제한된다. 인은 고용체에서 경화되고 또한 탄화물 형성을 방해하는 원소이다. 따라서, 적어도 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 부작용이 있다. 이러한 이유로, 그 함량은 바람직하게는 최대 0.02% 로 제한된다.

황은 필수 원소는 아니지만, 강에 불순물로서 포함될 수도 있다. 황 함량은 가능한 낮은 것이 바람직하지만, 제조 비용의 측면에서 0.09% 이하, 바람직하게는 0.03% 미만이다. 또한, 강 중에 더 많은 황이 존재하면, 특히 Mn 및 Ti 과 결합하여 황화물을 형성하고, 이들이 본 발명에 미치는 유익한 영향을 감소시킨다.

질소는 재료의 시효를 피하고 강의 기계적 특성에 해로운 응고 중 알루미늄 질화물의 석출을 최소화하기 위해 0.09% 로 제한된다.

몰리브덴은 본 발명의 강의 0% 내지 0.2% 를 구성하는 선택적인 원소이고; 몰리브덴은 경화능 및 경도를 향상시키고, 베이나이트의 출현을 지연시켜, 적어도 0.01% 의 양으로 첨가될 때, 마르텐사이트의 형성을 촉진한다. 몰리브덴은 또한 페라이트의 형성을 용이하게 한다. 하지만, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로, 경제적인 이유로 그 함량은 0.2% 로 제한된다. 몰리브덴에 대한 바람직한 제한은 0.01% 내지 0.2% 이다.

니켈은 본 발명의 강의 강도를 증가시키고 강의 인성을 향상시키기 위하여 0% 내지 2% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수도 있다. 그러한 효과를 얻기 위해 최소 0.01% 가 바람직하다. 그러나, 그 함량이 2% 초과할 때, 니켈은 연성 열화를 야기한다.

본 발명의 강의 강도를 증가시키고 강의 내식성을 향상시키기 위해, 0% 내지 2% 의 양으로 선택적인 원소로서 구리가 첨가될 수도 있다. 그러한 효과를 얻기 위해 최소 0.01% 가 바람직하다. 하지만, 그 함량이 2% 초과이면, 표면 외관을 악화시킬 수 있다.

칼슘은 0.005% 까지, 바람직하게는 0.0001% 내지 0.005% 로 본 발명의 강에 첨가될 수도 있는 선택적 원소이다. 칼슘은 특히 개재물 (inclusion) 처리 동안 선택적 원소로서 본 발명의 강에 첨가된다. 칼슘은 구상화에서 유해한 황 함량을 억제함으로써 강의 정제에 기여한다.

세륨, 마그네슘 또는 지르코늄과 같은 다른 원소가 다음의 비율로 개별적으로 또는 조합으로 첨가될 수 있다: Ce ≤ 0.1%, Mg ≤ 0.05% 및 Zr ≤ 0.05%. 표시된 최대 함량 레벨까지, 이 원소들은 응고 동안 결정립 미세화를 가능하게 한다.

강의 조성의 잔부는 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어진다.

본 발명에 따른 강판의 미세조직은, 면적 분율로, 40% 내지 60% 의 마르텐사이트, 5% 내지 40% 의 임계간 페라이트, 누적량 10 내지 35% 의 변태된 페라이트와 베이나이트 및 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트를 포함한다.

마르텐사이트는 면적 분율로 미세조직의 40% 내지 60% 를 구성한다. 마르텐사이트는 특히, 어닐링 후 냉각 동안 그리고 특히 Ms 온도를 가로지른 후 그리고 특히 Ms - 10℃ 내지 20℃ 에서 또는 과시효 후 냉각 동안 형성될 수 있다. 마르텐사이트는 본 발명에 강도를 부여한다. 바람직하게는, 마르텐사이트에 대한 제한은 42% 내지 58%, 더 바람직하게는 43% 내지 56% 이다.

임계간 페라이트는 본 발명의 강의 면적 분율로 미세조직의 15% 내지 40% 를 구성한다. 이 임계간 페라이트는 본 발명의 강에 적어도 14% 의 총 연신율을 부여한다. 임계간 페라이트는 Ac3 미만의 온도에서 어닐링으로부터 유래한다. 임계간 페라이트는 후술하는 어닐링 후 생성될 수 있는 페라이트 (이하에서, "변태된 페라이트" 라고 함) 와 다르다. 변태된 페라이트와 달리, 임계간 페라이트는 다각형이다. 게다가, 변태된 페라이트는 탄소 및 망간이 풍부하고, 즉 임계간 페라이트의 탄소 및 망간 함량보다 높은 탄소 및 망간 함량을 갖는다. 그러므로, 임계간 페라이트 및 변태된 페라이트는 2% Nital 에칭제로 에칭한 후에 2차 전자를 이용하는 SEM 현미경의 현미경사진을 관찰함으로써 구별될 수 있다. 그러한 현미경 사진에서, 임계간 페라이트가 중간 회색으로 나타나는 반면, 변태된 페라이트는 더 높은 탄소 및 망간 함량으로 인해 짙은 회색으로 나타난다. 20% 내지 40%, 더 바람직하게는 25% 내지 38% 의 임계간 페라이트를 갖는 것이 바람직하다.

변태된 페라이트 및 베이나이트의 총량은 본 발명의 강에 있어서 면적 분율로 미세조직의 10% 내지 35% 를 구성한다. 본 발명의 변태된 페라이트는 어닐링 후 냉각 동안에 형성된 페라이트로 구성되며, 본 발명에 따른 강은 변태된 페라이트를 항상 함유하고, 즉 변태된 페라이트의 존재가 항상 0% 초과이다. 변태된 페라이트는 본 발명의 강에 높은 강도뿐만 아니라 연신율을 부여한다. 본 발명의 변태된 페라이트는 임계간 페라이트에 비해 탄소와 망간이 풍부하고, 강 중에 변태된 페라이트를 갖는 것이 필수적이다. 베이나이트는 특히 400℃ 내지 480℃ 에서 과시효 유지 동안 형성된다. 14% 의 연신율을 보장하기 위해, 10% 의 변태된 페라이트 및 베이나이트를 갖는 것이 필요하다. 그러나, 총량이 본 발명의 강 중에 35% 초과로 존재하면, 인장 강도와 총 연신율 둘 다를 동시에 가질 수 없다. 본 발명에 있어서 변태된 페라이트 및 베이나이트에 대한 바람직한 한계는 15% 내지 30% 이다.

잔류 오스테나이트는 선택적인 미세조직이고, 강 중에 0% 내지 5% 로 존재할 수 있다.

상기한 미세조직에 더하여, 냉연 열처리 강판의 미세조직은 강판의 기계적 특성을 손상시키지 않으면서 펄라이트, 템퍼드 마르텐사이트 및 시멘타이트와 같은 미세조직 성분이 없다.

본 발명에 따른 강판은 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 본 발명에 따른 화학 조성을 갖는 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 화학 조성을 갖는 슬래브가 연속 주조에 의해 제조되고, 슬래브는 중심 편석을 피하기 위해 그리고 1.10 미만으로 유지된 공칭 탄소에 대한 국부 탄소의 비를 보장하기 위해 연속 주조 프로세스 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 거치는 슬래브의 온도는 적어도 1000℃ 이고, 1280℃ 미만이어야 한다. 슬래브의 온도가 1000℃ 보다 낮은 경우, 압연기에 과도한 하중이 부여되고, 또한 강의 온도는 마무리 압연 동안 페라이트 변태 온도로 저하될 수 있고, 이로써 강은 변태된 페라이트가 조직에 함유된 상태에서 압연될 것이다. 1280℃ 초과의 온도에서의 재가열은 산업적으로 비용이 많이 들기 때문에 회피되어야 한다. 따라서, 슬래브의 마무리 압연 온도는 Ac3 초과이고 바람직하게는 충분히 높아서, 열간 압연은 Ac3 + 150℃ 내지 Ac3 + 250℃ 의 온도 범위에서 완료될 수 있다.

재결정 및 압연에 유리한 조직을 갖기 위해 Ac3 내지 Ac3 + +200°C 의 최종 압연 온도 범위가 필요하다. 최종 압연 패스가 850℃ 초과, 더 양호하게는 적어도 950℃ 의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.

그리고, 이런 식으로 수득된 열연 강판은 적어도 30 ℃/s 의 냉각 속도로 코일링 온도까지 냉각된다. 바람직하게는, 냉각 속도는 200 ℃/s 이하일 것이다.

그 다음, 열연 강판은 타원화를 피하기 위해 475℃ 내지 650℃ 그리고 바람직하게는 스케일 형성을 피하기 위해 475℃ 내지 625℃ 의 온도에서 코일링된다. 이러한 코일링 온도에 대한 더욱 바람직한 범위는 500℃ 내지 625℃ 이다. 이어서, 코일링된 열연 강은 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거치기 전에 실온으로 냉각된다.

열연 강은 선택적인 열간 밴드 어닐링 전에 열간 압연 동안 형성된 스케일을 제거하기 위해 선택적인 스케일 제거 단계를 거칠 수 있다. 그리고, 열연 강판은 예컨대, 바람직하게는 12 시간 이상 96 시간 이하 동안 400℃ 내지 750℃ 의 온도에서 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거칠 수 있고, 온도는 열연 미세조직의 부분적인 변태를 방지하여 미세조직의 균일성 상실을 피하도록 750℃ 미만으로 유지된다. 그 후, 이 열연 강판의 선택적인 스케일 제거 단계가 예를 들어 그 강판의 산세를 통해 수행될 수도 있다.

이 열간 압연 강은 냉간 압연을 거쳐, 35 내지 90% 두께 감소된 냉연 강판을 획득한다. 그리고, 냉간 압연 프로세스로부터 획득된 냉연 강판은 본 발명의 강에 미세조직 및 기계적 특성을 부여하기 위해 어닐링을 거친다.

상기 냉연 강판을 어닐링하기 위해, 바람직하게는 적어도 3 ℃/s 의 가열 속도로 Ac1+60℃ 내지 Ac3 의 소킹 온도까지 가열되고, 어닐링은 그 온도에서 5 내지 500 초, 바람직하게는 50 내지 250 초 동안 수행된다. 바람직한 실시형태에서, 가열은 적어도 10 ℃/s, 더 바람직하게는 적어도 15 ℃/s 이다. 이 어닐링 동안, 임계간 페라이트가 형성된다.

바람직한 어닐링 소킹 온도는 Ac1 + 70℃ 내지 Ac3, 더 바람직하게는 Ac1 + 80℃ 내지 Ac3 - 30℃ 이다.

바람직한 실시형태에서, 소킹의 시간 및 온도는 소킹 종료 시 강판의 미세조직이 적어도 50% 의 오스테나이트, 더 바람직하게는 적어도 60% 의 오스테나이트를 함유하는 것을 보장하도록 선택된다.

이어서, 냉연 강은 2단계 냉각 공정으로 냉각되는데, 여기서 제 1 단계는 소킹 온도로부터 시작하여 적어도 3 ℃/s, 바람직하게는 적어도 5 ℃/s, 더 바람직하게는 적어도 10 ℃/s 의 냉각 속도 CR1 으로 550℃ 내지 650℃ 의 온도 T1 까지이다.

이 어닐링 동안, 변태된 페라이트가 형성된다. 이어서, 냉연 강은 1초 내지 20초 동안, 바람직하게는 2초 내지 15초 동안, 더 바람직하게는 5초 내지 12초 동안 T1 에서 유지된다.

그 후, 제 2 단계는 T1 로부터 냉연 강판을 더 냉각하는 것으로부터 시작하여 적어도 3 ℃/s, 바람직하게는 적어도 5 ℃/s, 더 바람직하게는 적어도 7 ℃/s 의 냉각 속도 CR2 로 400℃ 내지 480℃ 의 과시효 온도 T2 까지이다.

그 다음, 5 내지 100 초 동안 T2 에서 어닐링이 수행된다. 과시효 동안, 일부 베이나이트가 형성된다. 과시효를 위한 바람직한 온도 T2 는 420℃ 내지 475℃ 이다. 과시효 온도에 바람직한 시간은 15 내지 75 초, 더 바람직하게는 20 내지 75 초이다.

그 다음, 냉연 강판의 용융도금을 용이하게 하기 위해, 냉연 강판은 코팅의 성질에 따라, 420℃ 내지 680℃ 의 용융도금 욕의 온도로 될 수 있거나 실온까지 냉각될 수 있다.

어느 경우든, 실온으로의 최종 냉각은 본 발명의 강에서 프레시 마르텐사이트의 형성을 보장하기 위해 적어도 5 ℃/s 및 바람직하게는 적어도 9 ℃/s 의 냉각 속도로 행해진다.

냉연 강판은 또한 전기-아연도금, JVD, PVD 등과 같은 공지된 산업 공정 중 임의의 공정에 의해 코팅될 수 있으며, 이는 코팅 전에 위에서 언급된 온도 범위로 되는 것을 필요로 하지 않을 수도 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 파라미터들로 제조되었다. 이 강판들의 해당 미세조직들은 표 3 에 수집되었고, 특성들은 표 4 에 수집되었다.

표 1: 시험들의 조성

표 1 은 중량% 로 표현된 조성으로 강을 묘사한다.

표 1 은 또한 팽창법 (dilatometry) 에 의해 계산된 Ac1 및 Ac3 온도점을 보여준다.

표 2: 공정 파라미터

표 2 는 표 1 의 강 샘플들 상에 시행된 어닐링 공정 파라미터들을 수집하고, 이들 모두는 1230℃ 에서 재가열되고, 875℃ 의 마무리 압연 온도로 열간 압연되고, 550℃ 에서 코일링되고, 50% 압하율로 냉간 압연된 후, 어닐링 및 과시효를 포함하는 2단계 냉각 스킴을 거쳤다:

표 3 은 본 발명 강 및 참조 시험 쌍방의 미세조직적 구성을 결정하기 위한 주사 전자 현미경과 같은 상이한 현미경에서 표준에 따라 실시된 테스트의 결과를 보여준다.

표 3: 시험의 미세조직

표 4 는 본 발명 강 및 참조 강 쌍방의 기계적 특성을 보여준다. 인장 강도, 항복 강도 및 총 연신율 테스트가 JIS Z2241 표준에 따라 수행된다.

표 4: 시험의 기계적 특성

예들은 본 발명에 따른 강판들이 그들의 특정 조성 및 미세조직 덕분에 모든 목표 특성을 나타내는 유일한 것임을 보여준다.

Claims

중량% 로, 다음의 원소들:
0.05 % ≤ 탄소 ≤ 0.15 %
1.8% ≤ 망간 ≤ 2.7%
0.1 % ≤ 규소≤ 1%
0.01% ≤ 알루미늄 ≤ 0.8%
0.1% ≤ 크롬 ≤ 0.9 %
0 % ≤ 인 ≤ 0.09 %
0.0001% ≤ 티타늄 ≤ 0.1%
0.0005% ≤ 붕소 ≤ 0.003%
0.01% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%
0 % ≤ 황 ≤ 0.09 %
0 % ≤ 질소 ≤ 0.09%
를 포함하고, 다음의 선택적 원소들:
0% ≤ 바나듐 ≤ 0.2%
0% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.2%
0% ≤ 니켈 ≤ 2%
0% ≤ 구리 ≤ 2%
0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%
0% ≤ 세륨 ≤ 0.1%
0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.05%
0% ≤ 지르코늄 ≤ 0.05%
중 하나 이상을 함유할 수 있으며, 잔부가 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 냉연 강판으로서,
상기 강판의 미세조직은, 면적 분율로, 40% 내지 60% 의 마르텐사이트, 15% 내지 40% 의 임계간 페라이트, 누적량 10 내지 35% 의 변태된 페라이트와 베이나이트 및 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는, 냉연 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 0.2% 내지 0.9% 의 규소를 포함하는, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성은 0.07% 내지 0.12% 의 탄소를 포함하는, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 0.01% 내지 0.7% 의 알루미늄을 포함하는, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 1.9% 내지 2.5% 의 망간을 포함하는, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 0.2% 내지 0.8% 의 크롬을 포함하는, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
규소와 알루미늄의 누적량이 0.6% 초과인, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
변태된 페라이트와 베이나이트의 누적량이 15% 내지 30% 인, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
마르텐사이트 양이 42% 내지 58% 인, 냉연 및 코팅된 강판.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강판은 950 MPa 이상의 극한 인장 강도 및 14% 이상의 총 연신율을 갖는, 냉연 및 코팅된 강판.
제 10 항에 있어서,
상기 강판은 540 MPa 이상의 항복 강도를 갖는, 냉연 및 코팅된 강판.
다음의 연속적인 단계들:
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성물을 제공하는 단계;
- 반제품을 1000℃ 내지 1280℃ 의 온도까지 재가열하는 단계;
- 열간 압연 마무리 온도가 Ac3 초과로 되도록 상기 반제품을 압연하여 열연 강을 수득하는 단계;
- 적어도 30℃/s 의 냉각 속도로 475℃ 내지 650℃ 의 코일링 온도까지 상기 열연 강을 냉각시키고; 상기 열연 강을 코일링하는 단계;
- 상기 열연 강을 실온까지 냉각시키는 단계;
- 열연 강판에 스케일 제거 공정을 선택적으로 수행하는 단계;
- 열연 강판에 어닐링을 선택적으로 수행하는 단계;
- 상기 열연 강판에 스케일 제거 공정을 선택적으로 수행하는 단계;
- 35 내지 90% 의 압하율로 상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판을 수득하는 단계;
- 상기 냉연 강판을 실온으로부터 Ac1+60℃ 내지 Ac3 의 소킹 온도까지 가열하는 단계;
- 그 다음, 소킹 온도에서 5 내지 500 초 동안 어닐링을 수행하는 단계;
- 그 다음,
o 제 1 단계는 소킹 온도로부터 시작하여 적어도 3 ℃/s 의 냉각 속도 CR1 으로 550℃ 내지 650℃ 의 온도 T1 까지 냉각되고,
o 그 다음, 냉연 강은 T1 에서 1 s 내지 20 s 동안 유지되며,
o 그 다음, 제 2 단계는 T1 로부터 냉연 강판을 더 냉각시킴으로써 시작하여, 적어도 3 ℃/s 의 냉각 속도 CR2 로, 400℃ 내지 480℃ 의 과시효 온도 T2 까지인,
2단계 냉각 공정으로 상기 냉연 강판을 냉각하는 단계;
- 그 다음, T2 에서 5 내지 100 초 동안 과시효를 수행하는 단계;
- 그 다음, 코팅을 용이하게 하기 위해 420℃ 내지 680℃ 의 온도 범위로 선택적으로 되게 하고, 상기 냉연 강판을 선택적으로 코팅하는 단계;
- 그 다음, 상기 냉연 강판을 적어도 5℃/s 의 냉각 속도로 실온까지 냉각시켜, 냉연 및 코팅된 강판을 수득하는 단계
를 포함하는, 냉연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 코일링 온도가 475℃ 내지 625℃ 인, 냉연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
소킹의 종료 시에 적어도 50% 의 오스테나이트의 존재를 보장하도록 상기 소킹 온도가 선택되는, 냉연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과시효 온도가 420℃ 내지 475℃ 인, 냉연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 후의 냉각 속도가 적어도 9℃/s 인, 냉연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
차량의 구조 또는 안전 부품의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 강판 또는 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 강판의 용도.
제 17 항에 따라 수득되는 부품을 포함하는 차량.