KR20230016218A - 열처리 냉연 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

열처리 냉연 강판으로서, 다음 원소들, 0.1% ≤ C ≤ 0.2 %; 1.2 % ≤ Mn ≤ 2.2 %; 0.05% ≤ Si ≤ 0.6 %; 0.001% ≤ Al ≤ 0.1 %; 0.01% ≤ Cr ≤ 0.5 %; 0% ≤ S ≤ 0.09%; 0% ≤ P ≤ 0.09%; 0% ≤ N ≤ 0.09%; 0% ≤ Mo ≤ 0.5%; 0% ≤ Ti ≤ 0.1%; 0% ≤ Nb ≤ 0.1%; 0% ≤ V≤ 0.1%; 0% ≤ Ni ≤ 1%; 0% ≤ Cu ≤ 1%; 0% ≤ Ca ≤ 0.005%; 0% ≤ B ≤ 0.05% 을 포함하고, 잔부 조성이 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지고, 상기 강의 미세조직은, 면적 백분율로, 60% 내지 85% 의 템퍼드 마르텐사이트, 15% 내지 38% 의 누적량의 페라이트와 베이나이트, 0% 내지 5% 의 선택적 양의 잔류 오스테나이트 및 0 내지 5% 의 선택적 양의 프레시 마르텐사이트를 포함하는, 열처리 냉연 강판.

Description

열처리 냉연 강판 및 그 제조 방법

본 발명은 고강도 및 고성형성의 냉연 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:

EP3187608 에서, 인장강도 (TS) 가 1,300 MPa 이상이고 재료 특성의 면내 균일성 및 연성이 우수한 고강도 용융 아연도금 강판이 제공되고, 상기 강판의 제조 방법도 제공된다. 고강도 용융 아연도금 강판은 C, Si, Mn 등을 포함하는 특정 조성을 갖는다. 이 화학 조성에서, Ti 의 함량 [Ti] 및 N 의 함량 [N] 은 [Ti] > 4[N] 을 만족시킨다. 고강도 용융 아연도금 강판은, 면적 분율로, 60% 이상 90% 이하의 마르텐사이트, 5% 초과 40% 이하의 폴리고날 페라이트, 및 3% 미만 (0% 포함) 의 잔류 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 갖는다. 마르텐사이트의 평균 경도가 비커스 경도로 450 이상 600 이하이고, 마르텐사이트의 평균 결정립 직경이 10 ㎛ 이하이다. 마르텐사이트의 결정립 직경의 표준 편차는 4.0 ㎛ 이하이다. EP3187608 은 980 MPa 초과의 인장 강도를 제공할 수 있지만, 8% 이상의 연신율을 갖지 않는다.

EP3473741 은 950 MPa 이상의 인장 강도 및 양호한 인성을 갖는 강판 및 그 제조 방법이다. 강판은 30% 이하 (0% 포함) 의 페라이트 면적 분율, 70% 이상 (100% 포함) 의 템퍼드 마르텐사이트 면적 분율, 및 4.5% 이하 (0% 포함) 의 잔류 오스테나이트 면적 분율을 포함하는 금속조직학적 조직 및 특정 조성을 가지며, 최대 10% 에서 결정립 크기를 갖는, 템퍼드 마르텐사이트 결정립에서 석출된, 철계 탄화물의 평균 장단축비가 3.5 이상이다. 그러나, EP3473741 의 강은 압연 방향과 횡방향 쌍방에서 950 이상의 극한 인장 강도를 제공할 수 없다.

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:

- 횡방향과 압연 방향 쌍방에서 980 MPa 내지 1150MPa, 그리고 바람직하게는 횡방향과 압연 방향 쌍방에서 980 MPa 내지 1150MPa 의 극한 인장 강도.

바람직한 실시형태에서, 강판의 총 연신율은 8% 이상이다.

바람직한 실시형태에서, 항복 강도는 횡방향 및 압연 방향 쌍방에서 700 MPa 내지 850 MPa, 바람직하게는 횡방향 및 압연 방향 쌍방에서 720 MPa 내지 850 MPa 이다.

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 0.1% 내지 0.2% 로 존재한다. 탄소는 마르텐사이트와 같은 저온 변태상을 생성함으로써 강판의 강도를 증가시키는 데 필요한 원소이다. 0.1% 미만의 함량은 템퍼드 마르텐사이트에 의해 마르텐사이트의 형성을 허용하지 않아서, 연성 및 강도를 감소시킬 것이다. 반면에, 0.2% 초과의 탄소 함량에서는 용접부와 열영향부가 현저히 경화되어, 용접부의 기계적 특성이 손상된다. 탄소에 대한 바람직한 한계는 0.12 내지 0.19%, 더 바람직하게는 0.13 내지 0.17% 이다.

본 발명의 강의 망간 함량은 1.8% 내지 2.7% 이다. 망간은 강도를 부여하는 원소이다. 강판의 강도 및 경화능을 제공하기 위해 적어도 약 1.2 중량% 의 망간의 양이 확인되었다. 따라서, 망간의 더 높은 백분율, 예컨대 1.3% 내지 2.1% 가 바람직하다. 하지만, 망간이 2.2% 초과이면, 어닐링 후 느린 냉각 동안에 오스테나이트의 페라이트로의 변태를 늦추어 연성을 감소시키는 등의 악영향이 발생한다. 게다가, 2.2% 초과의 망간 함량은 또한 본 발명 강의 용접성을 감소시킬 것이다. 따라서, 본 발명의 강에 대한 바람직한 범위는 1.3% 내지 2.1%, 더 바람직하게는 1.6% 내지 2.0% 이다.

규소는 본 발명의 강의 필수 성분이며, 규소는 0.05% 내지 0.6% 로 존재한다. 규소는 고용 강화를 통해 본 발명의 강에 강도를 부여하기 위해 첨가된다. 규소는 탄화물 석출을 방지하고 마르텐사이트 형성을 촉진함으로써 미세조직 형성에 일조한다. 그러나, 규소 함량이 0.6% 를 초과하면, 강의 표면 특성 및 용접성이 악화되므로, 규소 함량은 바람직하게는 0.1% 내지 0.5%, 더 바람직하게는 0.1% 내지 0.4% 이다.

본 발명의 알루미늄 함량은 0.001% 내지 0.1% 이다. 알루미늄은 본 발명의 강을 탈산하기 위해 첨가된다. 알루미늄은 알파종 (alphageneous) 원소이다. 이는 강의 성형성 및 연성을 증가시킬 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해, 알루미늄의 함량은 0.001% 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% 이하이어야 한다. 알루미늄 존재에 대한 바람직한 한계는 0.001% 내지 0.09%, 더 바람직하게는 0.001% 내지 0.06% 이다.

본 발명의 강의 크롬 함량은 0.01% 내지 0.5% 이다. 크롬은 강에 강도 및 경화를 제공하는 필수 성분이지만, 0.9% 초과로 사용되면, 강의 표면 마무리를 손상시킨다. 크롬의 바람직한 한계는 0.1% 내지 0.4%, 더 바람직하게는 0.1% 내지 0.3% 이다.

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 0.09% 로 제한된다.

황은 필수 성분은 아니지만, 0.09% 까지 강에 불순물로 함유될 수 있다. 황 함량은 가능한 낮은 것이 바람직하지만, 제조 비용의 측면에서 0.001% 내지 0.03% 가 바람직하다. 또한, 강 중에 더 많은 황이 존재하면, 특히 Mn 및 Ti 과 결합하여 황화물을 형성하고, 이들이 본 발명에 미치는 유익한 영향을 감소시킨다.

질소는 재료의 경시변화 (ageing) 를 피하기 위해 0.09% 로 제한된다. 질소는 탄소와 함께 탄질화물 또는 질화물을 형성할 수 있고, 이는 바나듐 및 니오븀으로 석출 강화에 의해 본 발명의 강에 강도를 부여할 수 있지만, 질소의 존재가 0.09% 초과이면, 본 발명에 해로운 다량의 질화 알루미늄을 형성할 수 있으므로, 질소의 바람직한 한계는 0.001% 내지 0.01% 이다.

몰리브덴은 본 발명의 강의 0% 내지 0.5% 를 구성하는 선택적 성분이며; 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 0.5% 로 제한된다.

니오븀은 0.1% 까지, 바람직하게는 0.0010 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.

바나늄은 0.1% 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 0.1% 로 제한된다. 바나듐 함량이 0.001% 미만인 경우, 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.

니켈은 강의 강도를 증가시키고 인성을 향상시키기 위하여 0% 내지 1% 의 양으로 선택적 성분으로서 첨가될 수 있다. 이런 효과를 나타내기 위해 최소 0.01% 가 필요하다. 하지만, 니켈 함량이 1% 초과이면, 니켈은 연성 열화를 야기한다.

강의 강도를 증가시키고 강의 내식성을 향상시키기 위해, 0% 내지 1% 의 양으로 선택적인 원소로서 구리가 첨가될 수도 있다. 그러한 효과를 얻기 위해 최소 0.01% 가 필요하다. 하지만, 그 함량이 1% 초과이면, 구리는 열간 압연 동안 고온 연성 열화를 야기한다.

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, 붕소, 마그네슘 또는 지르코늄과 같은 다른 원소가 다음의 비율로 개별적으로 또는 조합으로 첨가될 수 있다: Ce ≤ 0.1%, B ≤ 0.05%, 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, 60% 내지 85% 의 템퍼드 마르텐사이트, 0% 내지 5% 의 잔류 오스테나이트, 0% 내지 5% 의 프레시 마르텐사이트 및 15% 내지 38% 의 누적량의 페라이트와 베이나이트를 포함한다. 템퍼드 마르텐사이트는 본 발명의 강을 위한 매트릭스 상 (matrix phase) 을 구성한다.

템퍼드 마르텐사이트는 면적 분율로 미세조직의 60% 내지 85% 를 구성한다. 템퍼드 마르텐사이트는 어닐링 후 제 2 냉각 단계 동안 그리고 특히 온도가 Ms 온도 미만으로, 더 구체적으로는 Ms - 10℃ 내지 15℃ 로 떨어질 때 형성되는 마르텐사이트로부터 형성된다. 그 다음, 이러한 마르텐사이트는 150℃ 내지 300℃ 의 템퍼링 온도 Temper 에서의 유지 동안 템퍼링된다. 본 발명의 마르텐사이트는 이러한 강에 연성 및 강도를 부여한다. 바람직하게는, 마르텐사이트 함량은 62% 내지 80%, 더 바람직하게는 62% 내지 75% 이다.

프레시 마르텐사이트는 강 중에 0% 내지 5%, 바람직하게는 0% 내지 2%, 훨씬 더 양호하게는 0% 의 양으로 제한되는 선택적 미소성분이다. 프레시 마르텐사이트는 템퍼링 후 최종 냉각 동안 형성될 수도 있다.

페라이트와 베이나이트의 누적량은 미세조직의 15% 내지 38% 를 나타낸다. 베이나이트의 존재가 980 MPa 의 인장 강도를 부여하고 페라이트가 연신율을 보장한다는 강도와 연신율 사이의 균형을 보장하기 위해, 15% 초과의 베이나이트와 페라이트의 누적량이 필수적이다. 베이나이트는 템퍼링 전 재가열 동안에 형성된다. 베이나이트는 강에 강도를 부여할 수 있지만, 너무 많은 양으로 존재할 경우, 강의 항복 강도에 악영향을 줄 수도 있다. 페라이트는 본 발명의 강에 성형성뿐만 아니라 연신율을 부여한다. 8%, 바람직하게는 9% 이상의 연신율을 보장하기 위해, 10% 의 페라이트를 갖는 것이 바람직하다. 페라이트는 어닐링 후 제 1 냉각 단계 동안에 형성된다. 그러나, 베이나이트와 페라이트의 누적량이 38% 초과일 때, 기계적 특성, 구체적으로는 횡방향으로의 인장 강도 및 항복 강도가 악영향을 받을 수도 있다. 페라이트와 베이나이트의 누적 존재에 대한 바람직한 한계는 20% 내지 37%, 더 바람직하게는 25% 내지 36% 로 유지된다.

잔류 오스테나이트는 강 중에 0% 내지 5% 로 존재할 수 있는 선택적인 미세조직이다. 5% 까지의 잔류 오스테나이트의 존재는 기계적 특성에 해롭지 않다. 최대 5% 잔류 오스테나이트는 강에 연성 및 연신율을 부여한다. 0% 내지 3%, 더 바람직하게는 0% 내지 2% 의 잔류 오스테나이트가 바람직하다.

상기한 미세조직에 더하여, 냉연 강판의 미세조직은 펄라이트 및 시멘타이트와 같은 미세조직 성분이 없다.

본 발명에 따른 강은 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 하지만, 비제한적인 예로서 후술하는 본 발명에 따른 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

그러한 바람직한 방법은 본 발명에 따른 프라임 강의 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, 본 발명에 따른 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℃ 이어야 하고, 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. 따라서, 슬래브의 온도는 열간 압연이 Ac3 내지 Ac3 + 100℃ 의 온도 범위에서 완료되도록 충분히 높아야 한다. 1280 ℃ 초과의 온도에서의 재가열은 산업적으로 비용이 많이 들기 때문에 회피되어야 한다.

그 다음, 이런 식으로 수득된 강판은 650℃ 미만이어야 하는 코일링 온도까지 적어도 20 ℃/s 의 냉각 속도로 냉각된다. 바람직하게는, 냉각 속도는 200 ℃/s 이하일 것이다.

그 다음, 열연 강판은 타원화 (ovalization) 를 피하기 위해 650℃ 미만, 바람직하게는 475℃ 내지 625℃, 보다 더 바람직하게는 500℃ 내지 625℃ 의 코일링 온도에서 코일링된다. 그 다음, 코일링된 열연 강판은 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거치기 전에 실온으로 냉각된다.

열연 강판은 선택적인 열간 밴드 어닐링 전에 열간 압연 동안 형성된 스케일을 제거하기 위해 선택적인 스케일 제거 단계를 거칠 수 있다. 그 다음, 열연 강판은 선택적인 열간 밴드 어닐링을 거칠 수도 있다. 바람직한 실시형태에서, 그러한 열간 밴드 어닐링은 바람직하게는 12 시간 이상 96 시간 이하 동안, 400℃ 내지 750℃ 의 온도에서 수행되고, 온도는 바람직하게는, 열연 미세조직의 부분적인 변태를 방지하여 가능하게는 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.

그 다음, 이 열연 강판은 냉간 압연을 거쳐, 35 내지 90% 두께 감소된 냉연 강판을 획득한다.

그 후, 냉연 강판을 열처리하고, 이로써 본 발명의 강에 필요한 기계적 특성 및 미세조직을 부여할 것이다. 그 다음, 냉연 강판을 2단계 가열 공정으로 가열하고, 여기서 제 1 가열 단계는 실온에서부터 시작되고, 냉연 강판은 적어도 10 ℃/s 의 가열 속도 HR1 으로, 550℃ 내지 750℃ 의 온도 HT1 으로 가열된다. 바람직한 실시형태에서, 그러한 제 1 가열 단계의 가열 속도 HR1 은 적어도 12 ℃/s, 더 바람직하게는 적어도 15 ℃/s 이다. 그러한 제 1 단계를 위한 바람직한 HT1 온도는 575℃ 내지 725℃, 더 바람직하게는 575℃ 내지 700℃ 이다.

제 2 가열 단계에서, 냉연 강판은 HT1 으로부터 Ac3 내지 Ac3 + 100℃, 바람직하게는 Ac3 + 10℃ 내지 Ac3 + 100℃ 인 어닐링 온도 Tsoak 까지 1 ℃/s 내지 15 ℃/s 인 가열 속도 HR2 로 가열된다. 바람직한 실시형태에서, 제 2 가열 단계의 가열 속도 HR2 는 1 ℃/s 내지 8 ℃/s, 더 바람직하게는 1 ℃/s 내지 4 ℃/s 이며, 강판에 대한 Ac3 는 다음 식을 사용하여 계산되며:

여기서 원소 함량은 냉연 강판의 중량% 로 표현된다.

강하게 가공 경화된 초기 조직의 오스테나이트로의 완전 변태 및 완전한 재결정화를 보장하기 위해, 냉연 강판은 10 초 내지 500 초 동안 Tsoak 에서 유지된다.

그 다음, 제 1 냉각 단계가 Tsoak 로부터 시작하여 냉연 강판이 1 ℃/s 내지 15 ℃/s 의 냉각 속도 CR1 으로 630℃ 내지 685℃ 의 온도 T1 까지 냉각되는, 2단계 냉각 공정으로 냉연 강판을 냉각시킨다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 제 1 냉각 단계를 위한 냉각 속도 CR1 은 1 ℃/s 내지 10 ℃/s, 더 바람직하게는 1 ℃/s 내지 4 ℃/s 이다. 이러한 제 1 단계를 위한 바람직한 T1 온도는 640℃ 내지 685℃, 더 바람직하게는 650℃ 내지 685℃ 이다.

제 2 냉각 단계에서, 냉연 강판은 적어도 100 ℃/s 의 냉각 속도 CR2 로 T1 으로부터 Ms - 10℃ 내지 15℃ 의 온도 T2 까지 냉각된다. 바람직한 실시형태에서, 제 2 단계를 위한 냉각 속도 CR2 는 적어도 200 ℃/s, 더 바람직하게는 적어도 300 ℃/s 이다. 이러한 제 2 단계를 위한 바람직한 T2 온도는 Ms - 20℃ 내지 20℃, 더 바람직하게는 Ms - 50℃ 내지 20℃ 이다.

강판의 Ms 는 다음 식을 사용하여 계산된다:

그 후, 냉연 강판은 100 초 내지 600 초 동안 적어도 5 ℃/s, 바람직하게는 적어도 10℃/s, 더 바람직하게는 12 ℃/s 이상의 가열 속도로 150℃ 내지 300℃ 의 템퍼링 온도 Ttemper 로 재가열된다. 템퍼링을 위한 바람직한 온도 범위는 175℃ 내지 280℃ 이고, Ttemper 에서의 유지에 대한 바람직한 지속 시간은 200 초 내지 500 초이다.

본 발명에 따르면, 템퍼링 온도는 T1 과 Ttemper 사이의 차이가 415℃ 내지 455℃ 가 되도록 선택된다. ΔT 는 다음과 같이 결정된다:

ΔT = (T1 - Ttemper)

ΔT 가 415℃ 미만이면, 베이나이트와 페라이트의 누적량은 38% 를 초과하며, 이는 기계적 특성, 특히 횡방향으로의 인장 강도에 해롭다. ΔT 가 455℃ 를 초과하면, 템퍼드 마르텐사이트의 양이 너무 많아서, 본 발명의 강은 압연 방향에서 1150 MPa 를 초과한다. 바람직한 ΔT 는 420℃ 내지 440℃ 이다.

그 다음, 냉연 강판은 실온까지 냉각되어, 열처리 냉연 강판을 수득한다.

본 발명의 열처리 냉연 강판은 내식성을 향상시키기 위해 아연 또는 아연 합금으로, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 선택적으로 코팅될 수도 있다.

열처리 냉연 강판은 또한 전기아연도금, JVD, PVD 등과 같은 임의의 공지된 산업 공정에 의해 코팅될 수 있다.

그 다음, 30분 내지 120시간 동안 150℃ 내지 300℃ 의 온도에서 선택적인 포스트 배치 어닐링이 수행될 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 은 중량% 로 표현된 조성으로 강을 묘사한다.

표 1: 시험들의 조성

표 2 는 표 1 의 강에 시행된 어닐링 공정 파라미터를 보여준다.

표 2: 시험의 공정 파라미터

모든 예 및 반례는 1200℃ 의 온도로 재가열되고, 이어서 열간 압연 마무리 온도를 890℃ 로 하여 열간압연되고, 그 후 열연 강 스트립은 80℃/s 의 속도로 냉각되고 530℃ 에서 코일링되며, 모든 예 및 반례의 냉간압연 압하율은 50% 이다.

표 2a

표 2b

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 NF EN ISO 6892 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 (18)

1. 열처리 냉연 강판으로서,
   중량% 로, 다음의 원소들:
   0.1% ≤ C ≤ 0.2 %;
   1.2 % ≤ Mn ≤ 2.2 %;
   0.05% ≤ Si ≤ 0.6 %;
   0.001% ≤ Al ≤ 0.1 %;
   0.01% ≤ Cr ≤ 0.5 %;
   0% ≤ S ≤ 0.09%;
   0% ≤ P ≤ 0.09%;
   0% ≤ N ≤ 0.09%;
   을 포함하고, 다음의 선택적 원소들:
   0% ≤ Mo ≤ 0.5%;
   0% ≤ Ti ≤ 0.1%;
   0% ≤ Nb ≤ 0.1%;
   0% ≤ V ≤ 0.1%;
   0% ≤ Ni ≤ 1%;
   0% ≤ Cu ≤ 1%;
   0% ≤ Ca ≤ 0.005%;
   0% ≤ B ≤ 0.05%;
   중 하나 이상을 함유할 수 있으며,
   잔부 조성이 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어지고,
   상기 강의 미세조직은, 면적 백분율로, 60% 내지 85% 의 템퍼드 마르텐사이트, 15% 내지 38% 의 누적량의 페라이트와 베이나이트, 0% 내지 5% 의 선택적 양의 잔류 오스테나이트 및 0 내지 5% 의 선택적 양의 프레시 마르텐사이트를 포함하는, 열처리 냉연 강판.
2. 제 1 항에 있어서,
   조성이 0.12% 내지 0.19% 의 탄소를 포함하는, 열처리 냉연 강판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   조성이 0.1% 내지 0.5% 의 규소를 포함하는, 열처리 냉연 강판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   조성이 0.001% 내지 0.09% 의 알루미늄을 포함하는, 열처리 냉연 강판.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   조성이 1.3% 내지 2.1% 의 망간을 포함하는, 열처리 냉연 강판.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   조성이 0.1% 내지 0.4% 의 크롬을 포함하는, 열처리 냉연 강판.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   템퍼드 마르텐사이트의 양이 62% 내지 80% 인, 열처리 냉연 강판.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   페라이트와 베이나이트의 누적량이 20% 내지 37% 인, 열처리 냉연 강판.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 강판이 횡방향으로 980 MPa 내지 1150MPa 의 극한 인장 강도, 및 압연 방향으로 980 MPa 내지 1150 MPa 의 극한 인장 강도를 갖는, 열처리 냉연 강판.
10. 다음의 연속적인 단계들:
    - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성물을 제공하는 단계;
    - 반제품을 1000℃ 내지 1280℃ 의 온도까지 재가열하는 단계;
    - 열간 압연 마무리 온도가 Ac3 내지 Ac3 + 100℃ 인 오스테나이트 범위에서 상기 반제품을 압연하여 열연 강판을 수득하는 단계;
    - 상기 강판을 적어도 20℃/s 의 냉각 속도로 650℃ 미만의 코일링 온도까지 냉각시키고; 상기 열연 강판을 코일링하는 단계;
    - 상기 열연 강판을 실온까지 냉각시키는 단계;
    - 상기 열연 강판에 스케일 제거 공정을 선택적으로 수행하는 단계;
    - 열연 강판에 어닐링을 선택적으로 수행하는 단계;
    - 상기 열연 강판에 스케일 제거 공정을 선택적으로 수행하는 단계;
    - 상기 열연 강판을 35 내지 90% 의 압하율로 냉간 압연하여 냉연 강판을 수득하는 단계;
    - 상기 냉연 강판을 실온으로부터 Ac1+60℃ 내지 Ac3 의 소킹 온도까지 가열하는 단계;
    - 그 다음,
    o 상기 냉연 강판을 가열하는 제 1 단계는 실온으로부터 시작하여 적어도 10 ℃/s 의 가열 속도 HR1 으로 550℃ 내지 750℃ 의 온도 HT1 까지이고,
    o 가열의 제 2 단계는 HT1 으로부터 시작하여 1 ℃/s 내지 15 ℃/s 의 가열 속도 HR2 로 Ac3 내지 Ac3+100℃ 의 온도 Tsoak 까지이며, 여기서 10 내지 500 초 동안 유지되는,
    2단계 가열로 상기 냉연 강판을 가열하는 단계;
    - 그 다음,
    o 상기 냉연 강판을 냉각시키는 제 1 단계는 Tsoak 로부터 시작하여 1 ℃/s 내지 15 ℃/s 의 냉각 속도 CR1 으로 630℃ 내지 685℃ 의 온도 T1 까지이고,
    o 냉각의 제 2 단계는 T1 으로부터 시작하여 적어도 100 ℃/s 의 냉각 속도 CR2 로 Ms - 10 ℃ 내지 15℃ 의 온도 T2 까지인,
    2단계 냉각으로 상기 냉연 강판을 냉각시키는 단계;
    - 그 다음, 상기 냉연 강판을 적어도 5 ℃/s 의 속도로 150℃ 내지 300℃ 의 템퍼링 온도 Ttemper (ΔT = (T1 - Ttemper) 가 415℃ 내지 455℃ 이어야 함) 까지 재가열하고, 여기서 100 내지 600 초 동안 유지하는 단계;
    - 그 다음, 적어도 1℃/s 의 냉각 속도로 실온까지 냉각시켜, 열처리 냉연 강판을 수득하는 단계
    를 포함하는, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 코일링 온도가 475℃ 내지 625℃ 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    Tsoak 가 Ac3+10℃ 내지 Ac3+100℃ 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    CR1 이 1 ℃/s 내지 10 ℃/s 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    T1 이 640℃ 내지 685℃ 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    CR2 가 적어도 200 ℃/s 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    T2 가 Ms - 20℃ 내지 20℃ 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Ttemper 가 175℃ 내지 280℃ 인, 열처리 냉연 강판의 제조 방법.
18. 차량의 구조 부품의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 강판 또는 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 강판의 용도.