KR20230046312A - 열간 압연 강판 - Google Patents

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KR20230046312A
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다케시 도요다
에이사쿠 사쿠라다
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

인장 강도가 780MPa 이상, 판 두께가 1.2 내지 4.0㎜, 판 폭이 750㎜ 이상이며, -15≤(λW1+λW2)/2-λC≤15(여기서, λW1 및 λW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타냄)를 충족시키는 열간 압연 강판이 제공된다.

Description

열간 압연 강판
본 발명은, 열간 압연 강판에 관한 것이다.
강판을 고강도화하면 일반적으로 가공성이 저하되기 때문에, 강판에 있어서 강도와 가공성의 양립을 도모하는 것은 일반적으로 곤란하다. 게다가, 예를 들어 강판을 복잡한 형상의 부품 등에 가공하는 것이 요구되는 경우에는, 강판의 판 폭 방향에서 특성이 균일하지 않으면, 부품에 적용할 수 있는 강판의 부위가 제한되는 경우가 있다. 이 때문에, 수율의 관점에서도, 강판의 판 폭 방향에 있어서 특성이 균일한 것이 바람직하다.
이에 관련하여, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 질량％로, C: 0.05％ 이상, 0.2％ 이하, Si: 0.01％ 이상, 0.6％ 이하, Mn: 0.5％ 이상, 2.5％ 이하, P: 0.001％ 이상, 0.1％ 이하, S: 0.0005％ 이상, 0.05％ 이하, Al: 0.01％ 이상, 0.2％ 이하, N: 0.0001％ 이상, 0.010％ 이하, Mo: 0.05％ 이상, 0.5％ 이하, Ti: 48N/14+0.01％ 이상, 0.14％ 이하, B: 0.0003％ 이상, 0.005％ 이하를, 70≤300×C(질량％)+33×Mn(질량％)+22×Cr(질량％)+11×Mo(질량％)+11×Si(질량％)+17×Ni(질량％)≤100의 식을 만족시키는 범위에서 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖고, 항복 강도가 960MPa 이상 및 항복비가 0.83 이상이며, 또한 판 폭 방향의 항복 강도의 변동이 50MPa 이내인 것을 특징으로 하는 고항복비 고강도 열연 강판이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 상기 구성에 의해, 판 폭 방향의 강도 변동이 작고, 또한 항복 강도 960MPa 이상, 항복비 0.83 이상의 인성이 우수한 고항복비 고강도 강판을 얻을 수 있다고 기재되어 있다.
특허문헌 2에서는, 연속 주조로 제조한 중량％로 C: 0.05 내지 0.12％, N: 0.001 내지 0.005％, 및 Ti: 0.04 내지 0.15％를 함유하는 슬래브를 가열로에 장입하여 가열하고, TiC 고용 온도 T(K) 이상이며, 유지 시간 t(시간)가 T·(10+logt)≥15000의 식을 만족시키는 조건에서 유지하고, 가열로로부터 추출해서 압연함에 따른 강판 사이의 강도의 변동이 작은 Ti 첨가 고강도 열연 강판의 제조 방법이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 첨가한 Ti를 충분히 고용하는 가열 조건의 정량화에 의해, Ti 고용 부족에 의한 강판의 강도 변동을 억제하는 것이 가능해지고, 강도 스펙 벗어남이 거의 없어져서, 격하되는 강판이 없어진다고 기재되어 있다.
특허문헌 3에서는, 질량％로, C: 0.020 내지 0.065％, Si:0.1％ 이하, Mn: 0.40 내지 0.80％ 미만, P: 0.030％ 이하, S: 0.005％ 이하, Ti: 0.08 내지 0.20％, Al: 0.005 내지 0.1％, N: 0.005％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어짐과 함께, Ti*=Ti-(48/14)×N의 식으로 규정되는 Ti*이 소정의 식을 충족시키는 강 성분을 갖고, 강 조직이 면적률로 95％ 이상의 페라이트 상과 잔부가 펄라이트 상, 베이나이트 상 및 마르텐사이트 상 중 어느 1종 이상의 상이며, 페라이트의 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이하이며, 강 중에 석출된 Ti 탄화물의 평균 입자경이 10㎚ 이하이며, 또한 Ti*의 80％ 이상의 Ti가 Ti 탄화물로서 석출되어 있는 것을 특징으로 하는 고강도 열연 강판이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3에서는, 상기 구성에 의해, 고강도이며, 연성 및 신장 플랜지성이 우수함과 함께, 강판 내에서 강도의 변동이 작은 양호한 재질 균일성을 갖는 고강도 열연 강판, 보다 구체적으로는 인장 강도(TS)의 변동 △TS가 15MPa 이하의 고강도 열연 강판이 얻어지는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 4에서는, 실질적으로 C: 0.05 내지 0.18질량％, Si:0.7 내지 1.5질량％, Mn: 0.6 내지 1.8질량％, P: 0.04질량％ 이하, S: 0.005질량％ 이하, Al: 0.01 내지 0.10질량％, N: 0.005질량％ 이하, Mo: 0.05 내지 1.5질량％를 함유하고, 잔부가 Fe로 이루어지는 성분 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 코일 내 재질 변동이 적은 고가공성 고강도 열연 강판이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 4에서는, 상기 열연 강판은, 코일 전체 길이 및 전체 폭에 걸쳐 재질이 균일하며, 코일 내 재질 변동이 적절하게 억제되어 있다고 기재되어 있다.
특허문헌 5에서는, 식 0.25<Ti+V 내지 0.45를 만족시키고, 고용 V: 0.05％ 이상 0.15％ 미만인 성분 조성을 갖고, 페라이트 상의 조직 전체에 대한 면적률이 95％ 이상인 매트릭스 중에, Ti 및 V를 포함해 평균 입자경이 10㎚ 미만인 미세 탄화물이 분산 석출되고, 해당 미세 탄화물의 조직 전체에 대한 체적비가 0.0050 이상이며, Ti를 포함해 입자경이 30㎚ 이상인 탄화물의 전체 탄화물 총수에 차지하는 개수의 비율이 10％ 미만인 조직을 갖는 인장 강도가 980MPa 이상의 고장력 열연 강판이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 5에서는, 상기 열연 강판은, 강판의 판 폭 중심부(중앙부)와 1/4 폭 위치의 강도의 차가 15MPa 이내, 강판의 판 폭 중심부(중앙부)와 1/4 폭 위치의 구멍 확장율의 차가 10％ 이내, 한계 굽힘 반지름 비의 차가 0.15 이하이며, 기계적 특성의 안정성 및 강도와 가공성의 균일성을 나타내는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-004081호 공보 일본 특허 공개 평10-046258호 공보 일본 특허 공개 제2012-172257호 공보 일본 특허 공개 제2002-121646호 공보 국제 공개 제2013/069251호
특허문헌 1 내지 3 등과 같이 종래 기술에서는, 열간 압연 강판에 있어서의 강도 변동의 억제에 대하여 검토되고 있는 것은 비교적 많지만, 단순히 강도 변동을 억제하여도, 다양한 가공을 수반하는 보다 복잡한 형상의 부품을 제조할 때에는, 당해 부품에 적용하는 강판의 부위에 따라서는 균열이 발생하는 경우가 있어, 이와 같은 경우에는 결과적으로 수율의 저하를 초래하게 된다.
한편, 특허문헌 4 및 5에서는, 강도 이외의 특성에 있어서의 폭 방향의 균일성에 대해서도 검토가 되어 있지만, 예를 들어 특허문헌 4에서는 폭 방향의 구체적인 측정 위치가 반드시 명확하지는 않다. 또한, 특허문헌 5에 있어서도, 판 폭 중심부와 1/4 폭 위치의 특성의 차는 개시되어 있지만, 특성의 제어가 보다 어려운 판 폭 방향의 단부에 비교적 가까운 영역을 포함한 균일성에 대해서는 반드시 충분한 검토는 이루어져 있지 않다. 판 폭 방향의 단부에 비교적 가까운 영역에 있어서도 특성이 충분히 균일화되어 있지 않은 경우에는, 마찬가지로 보다 복잡한 부품에 적용하는 강판의 부위에 따라서는 균열이 발생하는 경우가 있어, 수율의 저하를 초래하게 된다.
이에, 본 발명은, 복잡한 형상의 부품을 제조하는 경우라도 균열 등의 발생을 억제하여 수율을 개선할 수 있는 열간 압연 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 열간 압연 강판에 있어서, 종래 기술에서 제안된 바와 같은 인장 강도나 항복 강도 등의 특성보다는 오히려 구멍 확장성에 착안하여, 이것을 소정의 식을 충족시키도록 제어함으로써, 복잡한 형상의 부품이더라도 수율 좋게 제조할 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
상기 목적을 달성할 수 있는 강재는, 이하와 같다.
(1) 인장 강도가 780MPa 이상, 판 두께가 1.2 내지 4.0㎜, 판 폭이 750㎜ 이상이며, 하기 식 1을 충족시키는, 열간 압연 강판.
Figure pct00001
여기서, λW1 및 λW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λW1, λW2 및 λC는 각각 40％ 이상이다.
(2) 상기 인장 강도가 980MPa 이상인, 상기 (1)에 기재된 열간 압연 강판.
(3) 하기 식 2를 또한 충족시는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 열간 압연 강판.
Figure pct00002
여기서, TSW1 및 TSW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 인장 강도(MPa)를 나타내고, TSC는 판 폭 중앙부의 인장 강도(MPa)를 나타낸다.
(4) 하기 식 3을 또한 충족시키는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 열간 압연 강판.
Figure pct00003
여기서, λE1 및 λE2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭 중앙부 측으로 75㎜의 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타낸다.
(5) 판 폭이 750 내지 1600㎜인, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 열간 압연 강판.
(6) 화학 조성이, 질량％로,
C: 0.01 내지 0.50％,
Si: 0.01 내지 3.50％,
Mn: 0.20 내지 3.00％,
P: 0.100％ 이하,
S: 0.0200％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Al: 0.001 내지 1.000％,
Cu: 0 내지 1.00％,
Ni: 0 내지 0.50％,
Cr: 0 내지 2.00％,
Mo: 0 내지 3.00％,
W: 0 내지 0.10％,
Nb: 0 내지 0.060％,
V: 0 내지 1.00％,
Ti: 0 내지 0.20％,
B: 0 내지 0.0040％,
O: 0 내지 0.020％,
Ta: 0 내지 0.10％,
Co: 0 내지 3.00％,
Sn: 0 내지 1.00％,
Sb: 0 내지 0.50％,
As: 0 내지 0.050％,
Mg: 0 내지 0.050％,
Zr: 0 내지 0.050％,
Ca: 0 내지 0.0500％,
REM: 0 내지 0.0500％, 그리고
잔부: Fe 및 불순물인, 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 열간 압연 강판.
(7) 상기 화학 조성이, 질량％로,
Cu: 0.001 내지 1.00％,
Ni: 0.001 내지 0.50％,
Cr: 0.001 내지 2.00％,
Mo: 0.001 내지 3.00％,
W: 0.001 내지 0.10％,
Nb: 0.001 내지 0.060％,
V: 0.001 내지 1.00％,
Ti: 0.001 내지 0.20％,
B: 0.0001 내지 0.0040％,
O: 0.0001 내지 0.020％,
Ta: 0.001 내지 0.10％,
Co: 0.001 내지 3.00％,
Sn: 0.001 내지 1.00％,
Sb: 0.001 내지 0.50％,
As: 0.001 내지 0.050％,
Mg: 0.0001 내지 0.050％,
Zr: 0.0001 내지 0.050％,
Ca: 0.0001 내지 0.0500％, 및
REM: 0.0001 내지 0.0500％
로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 상기 (6)에 기재된 열간 압연 강판.
(8) Mo 함유량이 0.03％ 이하인, 상기 (6) 또는 (7)에 기재된 열간 압연 강판.
(9) V 함유량이 0.11％ 이하인, 상기 (6) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 열간 압연 강판.
본 발명에 따르면, 복잡한 형상의 부품이더라도 수율 좋게 제조할 수 있는 열간 압연 강판을 제공할 수 있다. 이와 같은 열간 압연 강판은, 예를 들어 자동차의 서스펜션 부품과 같은 보다 복잡한 형상을 갖고 또한 고강도인 것이 요구되는 부품의 제조에 특히 적합하기 때문에, 산업상의 이용 가치도 매우 높다.
<열간 압연 강판>
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은, 인장 강도가 780MPa 이상, 판 두께가 1.2 내지 4.0㎜, 판 폭이 750㎜ 이상이며, 하기 식 1을 충족시키는 것을 특징으로 하고 있다.
Figure pct00004
여기서, λW1 및 λW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λW1, λW2 및 λC는 각각 40％ 이상이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 강판을 복잡한 형상의 부품 등에 가공하는 것이 요구되는 경우에는, 수율의 관점에서도 강판의 판 폭 방향에 있어서 특성이 균일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 자동차 부재에 관련하여 보다 구체적으로 설명하면, 근년, 자동차의 내구성 향상 및 충돌 안전성의 향상을 목적으로 하여, 자동차 부재에 대한 고강도 강판의 적용이 왕성하게 검토되고 있다. 그러나, 강판을 고강도화하면 일반적으로 가공성이 저하되고, 또한 강판의 특성은 강판 조직의 영향을 강하게 받기 때문에, 제조 시에 있어서의 판 폭 방향의 온도 불균일성 등에 기인하여 강판 조직을 판 폭 방향에서 충분히 균일한 것으로 할 수 없는 경우가 있다. 그 결과로서, 강판의 재료 특성이 판 폭 방향에 있어서 크게 달라지는 경우가 있다. 특히, 자동차 부재 등에 적용되는 고강도 강판에서는, 프레스 성형 시의 버링 가공부나 신장 플랜지 성형부가 강판 중 어느 위치가 될지가 부품마다 다르기 때문에, 단순히 강도 변동, 특별하게는 인장 강도나 항복 강도의 변동을 강판의 판 폭 방향에 있어서 억제하였다고 해도, 당해 부품에 적용하는 강판의 부위에 따라서는 프레스 성형 시에 균열이 발생하는 경우가 있어, 결과적으로 수율의 저하를 초래하게 된다.
이에, 본 발명자들은, 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 열간 압연 강판에 있어서, 인장 강도 등의 특성보다는 오히려 강판의 구멍 확장률에 착안하여, 판 폭 방향에 있어서 측정되는 복수의 구멍 확장률을 상기 식 1의 관계를 충족시키도록 제어함으로써, 복잡한 형상의 부품이더라도 균열 등의 발생을 억제하여 수율 좋게 제조할 수 있음을 알아내었다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에 의하면, 예를 들어 자동차의 서스펜션 부품과 같은 보다 복잡한 형상을 갖고 또한 고강도인 것이 요구되는 부품의 제조라도, 특히 당해 부품에 적용할 수 있는 강판의 부위가 제한되는 일이 없기 때문에, 설계적인 자유도를 높일 수 있을뿐만 아니라, 수율의 관점에서도 매우 유리하다. 몇몇 종래 기술에 있어서, 강판의 원하는 특성을 개선하기 위해서 인장 강도 등의 강도 특성을 판 폭 방향에 있어서 제어하는 것이나, 인장 강도 등의 강도의 변동을 억제하기 위해서 강판의 조직 등을 제어하는 것이 제안되어 있지만, 구멍 확장성을 판 폭 방향에 있어서 제어한다고 하는 기술적 사상, 보다 구체적으로는 인장 강도가 780MPa 이상, 특히는 850MPa 이상 또는 980MPa 이상의 고강도 열간 압연 강판으로부터 복잡한 형상의 부품을 수율 좋게 제조하기 위해 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장성을 소정의 식을 충족시키도록 제어한다고 하는 기술적 사상은 지금까지 없는 것이며, 금회, 본 발명자들에 의해 처음으로 알아낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에 대하여 보다 상세히 설명하지만, 이들 설명은, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 단순한 예시를 의도하는 것으로서, 본 발명을 이와 같은 특정한 실시 형태에 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다.
[인장 강도]
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은, 780MPa 이상의 인장 강도를 갖고, 예를 들어 850MPa 이상, 980MPa 이상, 990MPa 이상 또는 1040MPa 이상이어도 된다. 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은 이와 같은 높은 인장 강도를 갖는 데도 불구하고, 구멍 확장성이 판 폭 방향에 있어서 충분히 제어되어 있기 때문에, 예를 들어 프레스 성형 등에 의해 복잡한 형상의 부품을 제조할 때에도, 사용되는 강판의 부위에 특별히 제한없이 균열 등의 발생을 현저하게 억제하는 것이 가능하다. 인장 강도의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 열간 압연 강판의 인장 강도는 2000MPa 이하, 1470MPa 이하, 1250MPa 이하 또는 1180MPa 이하여도 된다. 인장 강도는, 열간 압연 강판의 판 폭의 1/8 위치로부터 압연 방향과 직각 방향으로 JIS Z2241:2011의 5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z2241:2011에 준거한 인장 시험을 2회 행하여, 얻어진 인장 강도의 값을 평균함으로써 결정된다. 보다 구체적으로는, 후에 상세히 설명하는 TSW1 및 TSW2 중 값이 낮은 쪽이 열간 압연 강판의 인장 강도로서 결정된다.
[열간 압연 강판의 바람직한 화학 조성]
본 발명의 실시 형태에 있어서는, 열간 압연 강판은, 인장 강도가 780MPa 이상의 요건을 충족시키는 임의의 재료여도 된다. 따라서, 열간 압연 강판의 화학 조성은, 특별히 한정되지 않고 인장 강도가 780MPa 이상의 요건을 충족시키는 범위에서 적절히 결정하면 된다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 상기한 바와 같이, 복잡한 형상의 부품을 제조하는 경우라도 균열 등의 발생을 억제하여 수율을 개선시킬 수 있는 열간 압연 강판을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 열간 압연 강판에 있어서, 판 폭 방향에 있어서 측정되는 복수의 구멍 확장률을 상기 식 1의 관계를 충족시키도록 제어함으로써 당해 목적을 달성하는 것이다. 따라서, 열간 압연 강판의 화학 조성, 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 필수적인 기술적 특징이 아님은 명확하다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 열간 압연 강판을 위한 바람직한 화학 조성에 대하여 상세히 설명하지만, 이들 설명은, 780MPa 이상의 인장 강도를 갖는 열간 압연 강판의 단순한 예시를 의도하는 것으로서, 본 발명을 이와 같은 특정한 화학 조성을 갖는 열간 압연 강판에 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 또한,이하의 설명에 있어서, 각 원소의 함유량 단위인 「％」는, 특별히 정함이 없는 한 「질량％」를 의미하는 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 나타내는 「내지」란, 특별히 정함이 없는 경우, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.
[C: 0.01 내지 0.50％]
C는, 강판의 강도를 높이는 데 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서, C 함유량은 0.01％ 이상인 것이 바람직하다. C 함유량은 0.03％ 이상, 0.05％ 이상, 0.08％ 이상, 0.10％ 이상 또는 0.12％ 이상이어도 된다. 한편, C를 과도하게 함유하면, 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, C 함유량은 0.50％ 이하인 것이 바람직하다. C 함유량은 0.40％ 이하, 0.35％ 이하, 0.30％ 이하, 0.25％ 이하, 0.22％ 이하 또는 0.19％ 이하여도 된다.
[Si: 0.01 내지 3.50％]
Si는, 고용 강화 원소로서 강도 상승에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서, Si 함유량은 0.01％ 이상인 것이 바람직하다. Si 함유량은 0.05％ 이상, 0.10％ 이상, 0.20％ 이상, 0.30％ 이상, 0.50％ 이상 또는 0.80％ 이상이어도 된다. 한편, Si를 과도하게 함유하면, 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Si 함유량은 3.50％ 이하인 것이 바람직하다. Si 함유량은 3.00％ 이하, 2.50％ 이하, 2.00％ 이하, 1.50％ 이하, 1.20％ 이하 또는 1.00％ 이하여도 된다.
[Mn: 0.20 내지 3.00％]
Mn은, ??칭성 및 고용 강화 원소로서 강도 상승에 유효한 원소이다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서, Mn 함유량은 0.20％ 이상인 것이 바람직하다. Mn 함유량은 0.50％ 이상, 0.80％ 이상 또는 1.00％ 이상이어도 된다. 한편, Mn을 과도하게 함유하면, MnS가 많이 생성되어 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, Mn 함유량은 3.00％ 이하인 것이 바람직하다. Mn 함유량은 2.70％ 이하, 2.50％ 이하, 2.00％ 이하, 1.60％ 이하 또는 1.40％ 이하여도 된다.
[P: 0.100％ 이하]
P는, 과도하게 함유하면 용접성 등에 불리하게 영향을 미치는 경우가 있다. 따라서, P 함유량은 0.100％ 이하인 것이 바람직하다. P 함유량은 0.080％ 이하, 0.050％ 이하, 0.030％ 이하 또는 0.025％ 이하여도 된다. P 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고 0％여도 되지만, 과도한 저감은 비용의 상승을 초래한다. 따라서, P 함유량은 0.0001％ 이상, 0.001％ 이상 또는 0.005％ 이상이어도 된다.
[S: 0.0200％ 이하]
S는, 과도하게 함유하면 MnS가 많이 생성되어 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, Si 함유량은 0.0200％ 이하인 것이 바람직하다. S 함유량은 0.0150％ 이하, 0.0100％ 이하 또는 0.0050％ 이하여도 된다. S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고 0％여도 되지만, 과도한 저감은 비용의 상승을 초래한다. 따라서, S 함유량은 0.0001％ 이상 또는 0.0005％ 이상이어도 된다.
[N: 0.0100％ 이하]
N은, 과도하게 함유하면 조대한 질화물을 형성하고, 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, N 함유량은 0.0100％ 이하인 것이 바람직하다. N 함유량은 0.0080％ 이하 또는 0.0050％ 이하여도 된다. N 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고 0％여도 되지만, 과도한 저감은 비용의 상승을 초래한다. 따라서, N 함유량은 0.0001％ 이상 또는 0.0005％ 이상이어도 된다.
[Al: 0.001 내지 1.000％]
Al은, 탈산제로서 작용하는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서, Al 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Al 함유량은 0.005％ 이상, 0.010％ 이상 또는 0.015％ 이상이어도 된다. 한편, Al을 과도하게 함유하면, 조대한 산화물이 형성되고, 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, Al 함유량은 1.000％ 이하인 것이 바람직하다. Al 함유량은 0.500％ 이하, 0.300％ 이하, 0.200％ 이하, 0.100％ 이하, 0.050％ 이하 또는 0.030％ 이하여도 된다.
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 기본 화학 조성은 상기한 바와 같다. 또한, 당해 열간 압연 강판은, 필요에 따라, 잔부의 Fe의 일부 대신에 이하의 임의 선택 원소 중 적어도 1종을 함유해도 된다.
[Cu: 0 내지 1.00％]
Cu는, 강도 및/또는 내식성의 향상에 기여하는 원소이다. Cu 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Cu 함유량은 0.01％ 이상, 0.05％ 이상 또는 0.10％ 이상이어도 된다. 한편, Cu를 과도하게 함유하면, 인성이나 용접성의 열화를 초래하는 경우가 있다. 따라서, Cu 함유량은 1.00％ 이하인 것이 바람직하다. Cu 함유량은 0.80％ 이하, 0.60％ 이하, 0.40％ 이하, 0.25％ 이하 또는 0.15％ 이하여도 된다.
[Ni: 0 내지 0.50％]
Ni는, 강의 ??칭성을 높여, 강도 및/또는 내열성의 향상에 기여하는 원소이다. Ni 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 얻기 위해서는, Ni 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Ni 함유량은 0.01％ 이상, 0.03％ 이상 또는 0.05％ 이상이어도 된다. 한편, Ni를 과도하게 함유해도 효과가 포화되고, 제조 비용의 상승을 초래할 우려가 있다. 따라서, Ni 함유량은 0.50％ 이하인 것이 바람직하다. Ni 함유량은 0.40％ 이하, 0.30％ 이하, 0.20％ 이하 또는 0.10％ 이하여도 된다.
[Cr: 0 내지 2.00％]
Cr은, 강의 ??칭성을 높여, 강도 및/또는 내식성의 향상에 기여하는 원소이다. Cr 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 얻기 위해서는, Cr 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Cr 함유량은 0.01％ 이상, 0.03％ 이상 또는 0.10％ 이상이어도 된다. 한편, Cr을 과도하게 함유하면, 합금 비용의 증가에 더하여 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Cr 함유량은 2.00％ 이하인 것이 바람직하다. Cr 함유량은 1.50％ 이하, 1.00％ 이하, 0.50％ 이하, 0.30％ 이하 또는 0.15％ 이하여도 된다.
[Mo: 0 내지 3.00％]
Mo는, 강의 ??칭성을 높여, 강도의 향상에 기여하는 원소이며, 내식성의 향상에도 기여하는 원소이다. Mo 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Mo 함유량은 0.005％ 이상, 0.01％ 이상 또는 0.02％ 이상이어도 된다. 한편, Mo를 과도하게 함유하면, 열간 가공 시의 변형 저항이 증대되어, 설비 부하가 커지는 경우가 있다. 따라서, Mo 함유량은 3.00％ 이하인 것이 바람직하다. Mo 함유량은 2.00％ 이하, 1.00％ 이하 또는 0.50％ 이하여도 된다. 예를 들어, Mo를 포함하지 않거나 또는 Mo 함유량이 낮은 경우에는, 고강도 강판에 있어서 재질의 변동이 비교적 높아지는 경우가 있다. 그러나, 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에서는, Mo 함유량에 관계 없이, 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장성 등의 재료 특성을 균일화할 수 있다. 따라서, Mo 함유량은, 상기한 바와 같이 0％여도 되며, 예를 들어 0.05％ 미만, 0.04％ 이하 또는 0.03％ 이하여도 된다.
[W: 0 내지 0.10％]
W는, 강의 ??칭성을 높여, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. W 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, W 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. W 함유량은 0.005％ 이상 또는 0.01％ 이상이어도 된다. 한편, W를 과도하게 함유하면, 용접성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, W 함유량은 0.10％ 이하인 것이 바람직하다. W 함유량은 0.08％ 이하, 0.05％ 이하 또는 0.03％ 이하여도 된다.
[Nb: 0 내지 0.060％]
Nb는, 석출 강화 등에 의해 강도의 향상에 기여하는 원소이다. Nb 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Nb 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Nb 함유량은 0.005％ 이상, 0.010％ 이상 또는 0.020％ 이상이어도 된다. 한편, Nb를 과도하게 함유해도 효과가 포화되어, 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Nb 함유량은 0.060％ 이하인 것이 바람직하다. Nb 함유량은 0.050％ 이하 또는 0.030％ 이하여도 된다.
[V: 0 내지 1.00％]
V는, 석출 강화 등에 의해 강도의 향상에 기여하는 원소이다. V 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, V 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. V 함유량은 0.01％ 이상, 0.03％ 이상 또는 0.05％ 이상이어도 된다. 한편, V를 과도하게 함유하면, 다량의 석출물이 생성되어 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, V 함유량은 1.00％ 이하인 것이 바람직하다. V 함유량은 0.80％ 이하, 0.50％ 이하, 0.30％ 이하, 0.11％ 이하 또는 0.07％ 이하여도 된다.
[Ti: 0 내지 0.20％]
Ti는, 석출 강화 등에 의해 강도의 향상에 기여하는 원소이다. Ti 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ti 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Ti 함유량은 0.01％ 이상, 0.03％ 이상 또는 0.05％ 이상이어도 된다. 한편, Ti를 과도하게 함유하면, 다량의 석출물이 생성되어 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, Ti 함유량은 0.20％ 이하인 것이 바람직하다. Ti 함유량은 0.15％ 이하, 0.12％ 이하 또는 0.07％ 이하여도 된다.
[B: 0 내지 0.0040％]
B는, 강의 ??칭성을 높여, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. B 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, B 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. B 함유량은 0.0002％ 이상, 0.0003％ 이상 또는 0.0005％ 이상이어도 된다. 한편, B를 과도하게 함유하면, 인성 및/또는 용접성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, B 함유량은 0.0040％ 이하인 것이 바람직하다. B 함유량은 0.0030％ 이하, 0.0020％ 이하 또는 0.0010％ 이하여도 된다.
[O: 0 내지 0.020％]
O는, 제조 공정에서 혼입되는 원소이다. O 함유량은 0％여도 된다. 그러나, O 함유량을 0.0001％ 미만으로 저감시키기 위해서는 정련에 시간을 요하여, 생산성의 저하를 초래한다. 따라서, O 함유량은 0.0001％ 이상, 0.0005％ 이상 또는 0.001％ 이상이어도 된다. 한편, O를 과도하게 함유하면, 조대한 개재물이 형성되어 강재의 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, O 함유량은 0.020％ 이하인 것이 바람직하다. O 함유량은 0.015％ 이하, 0.010％ 이하 또는 0.005％ 이하여도 된다.
[Ta: 0 내지 0.10％]
Ta는, 탄화물의 형태 제어와 강도의 증가에 유효한 원소이다. Ta 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 얻기 위해서는, Ta 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Ta 함유량은 0.005％ 이상, 0.01％ 이상 또는 0.02％ 이상이어도 된다. 한편, Ta를 과도하게 함유하면, 미세한 Ta 탄화물이 다수 석출되어, 강재의 과도한 강도 상승을 초래하고, 결과적으로 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, Ta 함유량은 0.10％ 이하인 것이 바람직하다. Ta 함유량은, 0.08％ 이하, 0.06％ 이하 또는 0.04％ 이하여도 된다.
[Co: 0 내지 3.00％]
Co는, ??칭성 및/또는 내열성의 향상에 기여하는 원소이다. Co 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 얻기 위해서는, Co 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Co 함유량은 0.01％ 이상, 0.02％ 이상 또는 0.05％ 이상이어도 된다. 한편, Co를 과도하게 함유하면, 열간 가공성이 저하되는 경우가 있어, 원료 비용의 증가로도 이어진다. 따라서, Co 함유량은 3.00％ 이하인 것이 바람직하다. Co 함유량은 2.00％ 이하, 1.00％ 이하, 0.50％ 이하, 0.20％ 이하 또는 0.10％ 이하여도 된다.
[Sn: 0 내지 1.00％]
Sn은, 내식성의 향상에 유효한 원소이다. Sn 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Sn 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Sn 함유량은 0.005％ 이상, 0.01％ 이상 또는 0.02％ 이상이어도 된다. 한편, Sn을 과도하게 함유하면, 인성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 따라서, Sn 함유량은 1.00％ 이하인 것이 바람직하다. Sn 함유량은 0.80％ 이하, 0.50％ 이하, 0.30％ 이하, 0.10％ 이하 또는 0.05％ 이하여도 된다.
[Sb: 0 내지 0.50％]
Sb는, 내식성의 향상에 유효한 원소이다. Sb 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Sb 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Sb 함유량은 0.005％ 이상 또는 0.01％ 이상이어도 된다. 한편, Sb를 과도하게 함유하면, 인성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 따라서, Sb 함유량은 0.50％ 이하인 것이 바람직하다. Sb 함유량은 0.30％ 이하, 0.10％ 이하 또는 0.05％ 이하여도 된다.
[As: 0 내지 0.050％]
As는, 강의 피삭성을 개선시키는 데 유효한 원소이다. As 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, As 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. As 함유량은 0.005％ 이상 또는 0.010％ 이상이어도 된다. 한편, As를 과도하게 함유하면, 열간 가공성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, As 함유량은 0.050％ 이하이다. As 함유량은 0.040％ 이하, 0.030％ 이하 또는 0.020％ 이하여도 된다.
[Mg: 0 내지 0.050％]
Mg는, 황화물의 형태를 제어할 수 있는 원소이다. Mg 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. Mg 함유량은 0.0005％ 이상, 0.001％ 이상 또는 0.005％ 이상이어도 된다. 한편, Mg를 과도하게 함유하면, 조대한 개재물의 형성에 기인하여 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Mg 함유량은 0.050％ 이하인 것이 바람직하다. Mg 함유량은 0.030％ 이하, 0.020％ 이하 또는 0.015％ 이하여도 된다.
[Zr: 0 내지 0.050％]
Zr은, 황화물의 형태를 제어할 수 있는 원소이다. Zr 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Zr 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. Zr 함유량은 0.003％ 이상, 0.005％ 이상 또는 0.01％ 이상이어도 된다. 한편, Zr을 과도하게 함유해도 효과가 포화되기 때문에, Zr을 필요 이상으로 강재 중에 함유시키는 것은 제조 비용의 상승을 초래할 우려가 있다. 따라서, Zr 함유량은 0.050％ 이하인 것이 바람직하다. Zr 함유량은 0.040％ 이하, 0.030％ 이하 또는 0.020％ 이하여도 된다.
[Ca: 0 내지 0.0500％]
Ca는, 미량 첨가에 의해 황화물의 형태를 제어할 수 있는 원소이다. Ca 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. Ca 함유량은 0.0005％ 이상, 0.0010％ 이상 또는 0.0020％ 이상이어도 된다. 한편, Ca를 과도하게 함유해도 효과가 포화되기 때문에, Ca를 필요 이상으로 강재 중에 함유시키는 것은 제조 비용의 상승을 초래할 우려가 있다. 따라서, Ca 함유량은 0.0500％ 이하인 것이 바람직하다. Ca 함유량은 0.0300％ 이하, 0.0200％ 이하, 0.0100％ 이하, 0.0070％ 이하 또는 0.0040％ 이하여도 된다.
[REM: 0 내지 0.0500％]
REM은, Ca와 마찬가지로 미량 첨가에 의해 황화물의 형태를 제어할 수 있는 원소이다. REM 함유량은 0％여도 되지만, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, REM 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. REM 함유량은 0.0005％ 이상, 0.0010％ 이상 또는 0.0020％ 이상이어도 된다. 한편, REM을 과도하게 함유하면, 조대한 개재물이 생성되어 강판의 인성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, REM 함유량은 0.0500％ 이하인 것이 바람직하다. REM 함유량은 0.0300％ 이하, 0.0200％ 이하, 0.0100％ 이하, 0.0070％ 이하 또는 0.0040％ 이하여도 된다. 본 명세서에 있어서의 REM이란, 원자 번호 21번의 스칸듐(Sc), 원자 번호 39번의 이트륨(Y) 및 란타노이드인 원자 번호 57번의 란탄(La) 내지 원자 번호 71번의 루테튬(Lu)의 17원소의 총칭이며, REM 함유량은 이들 원소의 합계 함유량이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에 있어서, 상기의 원소 이외의 잔부는, Fe 및 불순물로 이루어진다. 불순물이란, 열간 압연 강판을 공업적으로 제조할 때에, 광석이나 스크랩 등과 같은 원료를 비롯하여, 제조 공정의 다양한 요인에 의해 혼입되는 성분 등이다.
[판 두께]
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은 1.2 내지 4.0㎜의 판 두께를 갖는다. 판 두께를 적절한 범위 내로 규정함으로써, 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장률이 식 1을 충족시키는 것을 확실하게 할 수 있다. 판 두께는 1.5㎜ 이상 혹은 2.0㎜ 이상이어도 되며, 및/또는 3.5㎜ 이하 혹은 3.0㎜ 이하여도 된다. 본 발명에 있어서, 판 두께란, 판 폭 중앙부에 있어서의 판 두께를 말하는 것이다.
[판 폭]
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은 750㎜ 이상의 판 폭을 갖는다. 판 폭을 적절한 범위 내로 규정함으로써, 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장률이 식 1을 만족시키는 것을 확실하게 할 수 있다. 예를 들어, 판 폭은 800㎜ 이상, 900㎜ 이상 또는 1000㎜ 이상이어도 된다. 판 폭의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장률이 식 1을 만족시키는 것을 보다 확실하게 한다는 관점에서는, 판 폭은 2500㎜ 이하인 것이 바람직하고, 2000㎜ 이하, 1800㎜ 이하, 1600㎜ 이하, 1500㎜ 이하, 1400㎜ 이하 또는 1300㎜ 이하여도 된다.
[-15≤(λW1+λW2)/2-λC≤15]
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은 하기 식 1을 충족시키고,
Figure pct00005
여기서, λW1 및 λW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타낸다. 본 발명에 있어서, 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부는, 서로 반대 측의 관계에 있으면 되며, 열간 압연 강판의 특정한 사이드에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일단부가 소위 워크 사이드(오퍼레이터가 조작을 행하는 강판의 판 폭 방향에 있어서의 한쪽의 측) 또는 드라이브 사이드(구동계 장치가 설치되어 있는 강판의 판 폭 방향에 있어서의 다른 쪽의 측)여도 되며, 마찬가지로 타단부가 워크 사이드 또는 드라이브 사이드여도 된다. 판 폭 방향에 있어서의 양단부와 중앙부의 구멍 확장률이 식 1의 관계를 충족시킴으로써, 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장성이 균일화되기 때문에, 이에 관련하여 열간 압연 강판의 판 폭 방향에 있어서의 버링 가공성 및 신장 플랜지 성형성 등을 균일하게 할 수 있다. 따라서, 프레스 성형 등에 의해 복잡한 형상의 부품을 수율 좋게 제조하는 것이 가능해진다. (λW1+λW2)/2-λC는, 바람직하게는 -14 이상, 보다 바람직하게는 -12 이상, 보다 더 바람직하게는 -10 이상, 가장 바람직하게는 -8 이상이다. 마찬가지로, (λW1+λW2)/2-λC는, 바람직하게는 14 이하, 보다 바람직하게는 12 이하, 보다 더 바람직하게는 10 이하, 가장 바람직하게는 8 이하이다.
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에서는, 구멍 확장률 λW1, λW2 및 λC는, 각각 40％ 이상이다. 상기 식 1을 충족시키면서, λW1, λW2 및 λC를 각각 40％ 이상으로 함으로써 열간 압연 강판을 냉간에서 성형하여 구조체를 제조하는 경우 등에 있어서도, 사용되는 강판의 부위에 특별히 제한없이, 복잡한 형상의 부품을 확실하게 제조하는 것이 가능하다. 구멍 확장률 λW1, λW2 및 λC는, 각각 41％ 이상, 42％ 이상, 43％ 이상, 44％ 이상, 45％ 이상, 47％ 이상, 49％ 이상 또는 52％ 이상이어도 된다. 상한값에 대해서는 특별히 한정되지는 않지만, 구멍 확장률 λW1, λW2 및 λC는, 예를 들어 각각 90％ 이하, 85％ 이하 또는 80％ 이하여도 된다.
구멍 확장률 λW1, λW2 및 λC는, JIS Z2256:2020에 준거한 구멍 확장 시험을 행함으로써 이하와 같이 하여 결정된다. 우선, 열간 압연 강판의 워크 사이드 또는 드라이브 사이드 중 어느 한쪽 판 폭 방향 단부로부터 판 폭 중앙부를 향해서 압연 방향과 수직인 방향이며 또한 동일 라인상에 있는 판 폭의 1/8 위치, 판 폭 중앙부, 또한 판 폭의 7/8 위치로부터 각각 시험편을 채취한다. 이어서, 채취한 각 시험편의 판 폭의 1/8 위치, 판 폭 중앙부 및 판 폭의 7/8 위치에 대응하는 위치에 직경 10㎜의 원형 구멍(초기 구멍: 구멍 직경 d0=10㎜)을, 클리어런스가 12.5％가 되는 조건에서 펀칭하고, 버어(burr)가 다이측이 되도록 하고, 꼭지각 60°의 원추 펀치로 판 두께를 관통하는 균열이 발생할 때까지 초기 구멍을 확대시키고, 균열 발생 시의 구멍 직경 d1㎜를 측정하여, 하기 식으로 각 시험편의 구멍 확장률 λ(％)를 구한다. 이 구멍 확장 시험을 다른 시험편에 있어서 5회 실시하고, 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치 그리고 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)의 각 평균값을 각각 λW1, λW2 및 λC로 하여 결정한다.
Figure pct00006
[-80≤(TSW1+TSW2)/2-TSC≤80]
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 열간 압연 강판은, 상기 식 1에 더하여, 하기 식 2를 또한 충족시키고,
Figure pct00007
여기서, TSW1 및 TSW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 인장 강도(MPa)를 나타내고, TSC는 판 폭 중앙부의 인장 강도(MPa)를 나타낸다. 판 폭 방향에 있어서의 양단부와 중앙부의 인장 강도가 식 2의 관계를 충족시킴으로써, 판 폭 방향에 있어서의 인장 강도가 균일화되기 때문에, 열간 압연 강판의 판 폭 방향에 있어서의 인성 등을 현저하게 개선하는 것이 가능해진다. (TSW1+TSW2)/2-TSC는, 바람직하게는 -60 이상, 보다 바람직하게는 -40 이상, 보다 더 바람직하게는 -30 이상, 가장 바람직하게는 -25 이상이다. 마찬가지로, (TSW1+TSW2)/2-TSC는, 바람직하게는 60 이하, 보다 바람직하게는 40 이하, 보다 더 바람직하게는 30 이하, 가장 바람직하게는 25 이하이다.
인장 강도 TSW1, TSW2 및 TSC는 이하와 같이 하여 결정된다. 우선, 열간 압연 강판의 워크 사이드 또는 드라이브 사이드 중 어느 한쪽의 판 폭 방향 단부로부터 판 폭 중앙부를 향해 압연 방향과 수직인 방향이며 또한 동일 라인상에 있는 판 폭의 1/8 위치, 판 폭 중앙부, 또한 판 폭의 7/8 위치로부터 각각 압연 방향과 직각 방향으로 JIS Z2241:2011의 5호 인장 시험편을 채취한다. 이어서, 채취한 각 시험편을 사용하여 JIS Z2241:2011에 준거한 인장 시험을 행하여, 각 시험편의 인장 강도(MPa)를 구한다. 이 인장 시험을 다른 시험편에 있어서 2회 실시하고, 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치 그리고 판 폭 중앙부의 인장 강도(MPa)의 각 평균값을 각각 TSW1, TSW2 및 TSC로 하여 결정한다. 본 발명에 있어서, 단순히 인장 강도 또는 열간 압연 강판의 인장 강도라고 하는 경우에는, 이들 TSW1 및 TSW2 중 값이 낮은 쪽을 의미하는 것이다.
[-15≤(λE1+λE2)/2-λC≤15]
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 열간 압연 강판은, 상기 식 1 및/또는 식 2에 더하여, 하기 식 3을 또한 충족시키고,
Figure pct00008
여기서, λE1 및 λE2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭 중앙부 측으로 75㎜의 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 상기 식 1에 대하여 설명한 바와 같이 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타낸다. 판 폭 방향에 있어서의 양단부와 중앙부의 구멍 확장률이 식 3의 관계를 충족시킴으로써, 판 폭 방향의 단부에 보다 가까운 영역까지 확실하게 구멍 확장성이 균일화된다. 이 때문에, 단순히 식 1을 충족시키는 경우와 비교하여, 열간 압연 강판의 판 폭 방향에 있어서의 버링 가공성 및 신장 플랜지 성형성 등을 보다 균일하게 할 수 있어, 프레스 성형 등에 의해 복잡한 형상의 부품을 더욱 수율 좋게 제조하는 것이 가능해진다. (λE1+λE2)/2-λC는, 바람직하게는 -14 이상, 보다 바람직하게는 -12 이상, 보다 더 바람직하게는 -10 이상, 가장 바람직하게는 -8 이상이다. 마찬가지로, (λE1+λE2)/2-λC는, 바람직하게는 14 이하, 보다 바람직하게는 12 이하, 보다 더 바람직하게는 10 이하, 가장 바람직하게는 8 이하이다.
구멍 확장률 λE1 및 λE2의 구체적인 값은, 상기 식 3을 충족시키면 되며 특별히 한정되지는 않지만, 바람직하게는 각각 30％ 이상이다. 구멍 확장률 λE1 및 λE2는, 각각 33％ 이상, 35％ 이상, 40％ 이상, 45％ 이상, 47％ 이상, 49％ 이상 또는 52％ 이상이어도 된다. 상한값에 대해서는 특별히 한정되지는 않지만, 구멍 확장률 λE1 및 λE2는, 예를 들어 각각 90％ 이하, 85％ 이하 또는 80％ 이하여도 된다. 구멍 확장률 λE1 및 λE2는, 판 폭의 1/8 위치 및 7/8 위치 대신에, 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭 중앙부 측으로 75㎜의 위치로부터 시험편을 채취한 것 이외에는, 구멍 확장률 λW1 및 λW2에 대하여 상기에서 설명한 바와 마찬가지로 하여, JIS Z2256:2020에 준거한 구멍 확장 시험을 행함으로써 결정된다.
[마이크로 조직]
열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 인장 강도가 780MPa 이상의 요건을 충족시키는 임의의 마이크로 조직이어도 된다. 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 페라이트와 베이나이트를 합계로 50면적％ 초과, 55면적％ 이상, 60면적％ 이상 또는 70면적％ 이상 포함하고 있어도 된다. 또한, 열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 페라이트와 베이나이트만으로 구성되어 있어도 되고, 즉 페라이트와 베이나이트를 합계로 100면적％ 포함하는 것이어도 된다. 예를 들어, 열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 페라이트와 베이나이트를 합계로 95면적％ 이하, 90면적％ 이하, 85면적％ 이하 또는 80면적％ 이하 포함하는 것이어도 된다. 열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 페라이트를 90면적％ 이하, 80면적％ 이하, 75면적％ 이하 또는 70면적％ 이하 포함하는 것이어도 된다. 열간 압연 강판의 마이크로 조직 중의 베이나이트는 15면적％ 이상, 25면적％ 이상, 35면적％ 이상, 45면적％ 이상 또는 50면적％ 이상이어도 되며, 90면적％ 이하, 95면적％ 이하, 85면적％ 이하, 75면적％ 이하, 65면적％ 이하 또는 60면적％ 이하여도 된다. 열간 압연 강판의 마이크로 조직은 마르텐사이트를 포함하지 않아도 되지만, 마르텐사이트를 포함하는 경우에는, 마르텐사이트 함유량은 20면적％ 이하, 15면적％ 이하, 10면적％ 이하 또는 5면적％ 이하인 것이 바람직하다. 열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트 이외의 조직, 예를 들어 잔류 오스테나이트 및 펄라이트 등을 포함할 수도 있으며, 이들 잔부 조직은, 바람직하게는 20면적％ 이하, 15면적％ 이하, 10면적％ 이하 또는 5면적％ 이하이다.
마이크로 조직의 동정 및 면적률의 산출은 이하의 방법에 의해 행해진다. 우선, 열간 압연 강판의 판 두께의 1/4 깊이 위치로부터 채취한 시료를 연마한 후 나이탈로 에칭한다. 이어서, 광학 현미경을 사용하여 300㎛×300㎛의 시야에서 얻어진 조직 사진에 대하여, 화상 해석을 행함으로써, 페라이트 및 펄라이트의 면적률, 그리고 베이나이트와 마르텐사이트의 합계 면적률을 얻는다. 이어서, 레페라 부식된 시료를 사용하고, 광학 현미경을 사용해서 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서 300㎛×300㎛의 시야에서 얻어진 조직 사진에 대하여, 화상 해석을 행함으로써, 잔류 오스테나이트와 마르텐사이트의 합계 면적률을 산출한다. 또한, 압연면 법선 방향으로부터 판 두께의 1/4 깊이로부터 채취한 시료를 사용하여, X선 회절 측정에 의해 잔류 오스테나이트의 체적률을 구한다. 잔류 오스테나이트의 체적률은, 면적률과 동등하므로, 이것을 잔류 오스테나이트의 면적률로 한다. 광학 현미경 및 화상 해석에 의해 얻어진 잔류 오스테나이트와 마르텐사이트의 합계 면적률로부터, X선 회절 측정에 의해 얻어진 잔류 오스테나이트의 면적률을 뺌으로써 마르텐사이트의 면적률을 산출할 수 있다. 또한, 광학 현미경 및 화상 해석에 의해 얻어진 베이나이트와 마르텐사이트의 합계 면적률로부터 이 마르텐사이트의 면적률을 뺌으로써 베이나이트의 면적률을 산출할 수 있다. 따라서, 상기의 방법에 의해, 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 잔류 오스테나이트 및 펄라이트의 각각의 면적률을 얻을 수 있다.
<열간 압연 강판의 제조 방법>
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명은, 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판을 제조하기 위한 특징적인 방법의 예시를 의도하는 것으로서, 당해 열간 압연 강판을 이하에 설명하는 바와 같은 제조 방법에 의해 제조되는 것으로 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다.
본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 바람직한 제조 방법은, 소정의 화학 조성을 갖는 슬래브를 열간 압연하는 열간 압연 공정, 및 얻어진 압연재를 냉각시켜 권취하는 냉각 공정을 포함하고, 상기 열간 압연 공정에서의 최종 압연 스탠드의 압연 하중(ton)과 상기 냉각 공정에서의 판 폭 방향의 양쪽 단부로부터 판 폭의 1/8 위치와 판 폭 중앙부의 수랭에 의한 평균 냉각 속도의 차(℃/s)가 하기 식 4를 충족시키는 것을 특징으로 하고 있다.
Figure pct00009
여기서, t는 상기 열간 압연 강판의 판 폭 중앙부에 있어서의 판 두께(㎜)를 나타내고, R은 상기 열간 압연 공정에서의 최종 압연 스탠드의 압연 하중(ton)을 나타내며, 800 내지 3000ton이고, △CR은 상기 냉각 공정에서의 판 폭 중앙부의 수랭에 의한 평균 냉각 속도 CR1(℃/s)과 판 폭 방향의 양쪽 단부로부터 판 폭의 1/8 위치의 수랭에 의한 평균 냉각 속도 CR2(℃/s)의 차(CR1-CR2)를 나타내고, CR1은 20℃/s 이상이다. 이하, 각 공정에 대하여 상세히 설명한다.
[열간 압연 공정]
본 공정에서는, 예를 들어 열간 압연 강판에 관하여 상기에서 설명한 화학 조성을 갖는 슬래브가 열간 압연에 제공된다. 사용하는 슬래브는, 생산성의 관점에서 연속 주조법에 의해 주조하는 것이 바람직하지만, 조괴법 또는 박 슬래브 주조법에 의해 제조해도 된다. 또한, 주조된 슬래브에 대하여, 판 두께 조정 등을 위해서, 임의 선택으로 마무리 압연의 전에 조압연을 실시해도 된다. 이와 같은 조압연은, 원하는 시트바 치수를 확보할 수 있으면 되며, 그 조건은 특별히 한정되지는 않는다. 열간 압연은, 이후에 상세히 설명하는 압연 하중의 제어에 관한 요건을 제외하고 임의의 적절한 조건하에서 행할 수 있으며, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 마무리 압연의 완료 온도가 750℃ 이상이 되는 조건하에서 행해진다. 마무리 압연의 완료 온도가 너무 낮으면, 압연 반력이 높아져서, 원하는 판 두께를 안정적으로 얻는 것이 곤란해지기 때문이다. 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 마무리 압연의 완료 온도는 1050℃ 이하이다. 또한, 최종단의 압하율은, 원하는 판 두께 등을 고려하여 적절하게 결정하면 되며 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 10％ 이상 또는 20％ 이상이어도 된다.
[냉각 공정]
본 공정에서는, 열간 압연 후의 압연재가 런아웃 테이블(ROT) 상에 있어서 후에 상세히 설명하는 냉각 조건하에서 수랭되고, 이어서, 예를 들어 600℃ 이하 또는 500℃ 이하의 온도에서 권취된다. 수랭에 의한 평균 냉각 속도는, 원하는 인장 강도를 얻기 위해서, 판 폭 중앙부(즉 CR1)에서 20℃/s 이상으로 하고, 30℃/s 이상 또는 40℃/s 이상이어도 된다. 수랭에 의한 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 수랭을 의한 평균 냉각 속도는, 판 폭 중앙부에서 200℃/s 이하, 150℃/s 이하, 100℃/s 이하 또는 80℃/s 이하여도 된다.
[1.0≤t×R0.5/△CR≤10.0]
예를 들어, 냉각 공정에 있어서 압연재의 냉각 정지 온도를 판 폭 방향으로 맞추도록 제어함으로써, 열간 압연 강판의 마이크로 조직을 어느 정도 균일화하고, 판 폭 방향에 있어서의 인장 강도 등의 강도 특성의 변동을 억제하는 것이 가능하다. 그러나, 열간 압연 강판의 구멍 확장성은, 냉각 조건뿐만 아니라 집합 조직의 영향도 받기 때문에, 단순히 냉각 조건을 판 폭 방향에 있어서 제어한 것만으로는, 상기에서 나타낸 식 1의 요건을 확실하게 만족시킬 수는 없다. 구멍 확장성을 판 폭 방향에 있어서 균일화하기 위해서는, 압연에 기인하는 재결정을 이용하여 집합 조직을 랜덤화하고, 등방적인 조직을 형성하는 것이 중요하다. 냉간 압연 강판의 경우에는, 냉간 압연 공정이나 그 후의 어닐링 공정에 있어서 비교적 용이하게 판 폭 방향에 있어서 강판의 재료 특성을 균일화할 수 있지만, 열간 압연 강판의 경우에는, 이와 같은 공정이 존재하지 않기 때문에, 구멍 확장성 등의 재료 특성을 판 폭 방향에 있어서 균일화하는 것은 일반적으로 매우 곤란하다. 이에 반하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 열간 압연 강판이 바람직한 제조 방법에서는, 판 폭 방향의 변형 분포를 고려하면서 냉각 속도를 적절하게 제어함으로써, 판 폭 방향에 있어서의 재결정의 상태를 충분히 제어하고, 그것에 의해 식 1을 충족시키는 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장성의 균일화를 달성하는 것을 가능하게 하고 있다.
종래, 강판의 판 폭 방향에서는, 주로 압연롤의 휨에 의한 강판의 크라운(판 폭 방향 단부에 비해 판 폭 중앙부가 두꺼워지는 현상)의 제어나, 냉각 중의 변태 수축 등에 의한 파형 형상의 제어에 주력이 되고 있어, 판 폭 방향에 있어서의 변형 분포나 강판 특성에 대해서는 충분한 제어는 행해지지 않았다. 금회, 본 발명자들은, 강판의 온도 이력과 열간 압연에 의한 변형을 모델이나 실적 온도 등을 활용하여 해석한 결과, 하기 식 4에 나타내는 바와 같이, 열간 압연 시의 변형 분포에 따라서, 그 후의 냉각 공정에서의 냉각 속도를 적절하게 제어함으로써, 열간 압연 강판의 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장성을 균일화할 수 있음을 알아내었다.
Figure pct00010
여기서, t는 상기 열간 압연 강판의 판 폭 중앙부에 있어서의 판 두께(㎜)를 나타내고, R은 상기 열간 압연 공정에서의 최종 압연 스탠드의 압연 하중(ton)을 나타내며, 800 내지 3000ton이고, △CR은 상기 냉각 공정에서의 판 폭 중앙부의 수랭에 의한 평균 냉각 속도 CR1(℃/s)과 판 폭 방향의 양쪽 단부로부터 판 폭의 1/8 위치의 수랭에 의한 평균 냉각 속도 CR2(℃/s)의 차(CR1-CR2)를 나타내며, CR1은 20℃/s 이상이다. 예를 들어, 수랭에 의한 냉각이, 공랭 등의 수랭이 아닌 냉각을 사이에 포함하는 2단 냉각의 경우에는, 1단째와 2단째의 수랭의 양쪽에서 식 4를 만족시킬 필요가 있다. 또한, 평균 냉각 속도 CR2는 판 폭 방향의 양측에서 다른 경우에는, 평균 냉각 속도가 작은 쪽을 CR2라고 규정한다.
구멍 확장성은, 상기한 바와 같이 집합 조직을 랜덤화하여 등방적인 조직을 형성함으로써 개선된다. 따라서, 식 4에 의한 제어 이외에도, 예를 들어 크라운을 작게 하여 판 폭 방향의 변형 분포를 가능한 한 균일화하고, 그것에 더하여 필요에 따라 열간 압연이나 그 후의 냉각에 관련된 다른 파라미터를 적절히 조정함으로써, 판 폭 방향에 있어서의 재결정의 상태를 충분히 제어하고, 그것에 의해 식 1을 충족시키는 판 폭 방향에 있어서의 구멍 확장성의 균일화를 달성하는 것도 가능하다.
상기 식 4에 대하여 보다 상세히 설명하면, 우선, 판 폭 방향의 변형 분포는 강판의 크라운이나 압연롤의 휨에 의해 발생한다. 여기서, 크라운이나 압연롤의 휨은 강판의 판 두께와 하중이 주된 지배 인자인 것이 일반적으로 알려져 있다. 크라운으로서의 판 두께 변화는 열간 압연 공정에서의 최종 압연 스탠드에서의 변형 분포로 되어 나타내어지고, 그 후의 변태 거동에 영향을 미친다. 이 때문에, 열간 압연 강판의 판 폭 중앙부의 판 두께 t(㎜)와 최종 압연 스탠드의 압연 하중 R(ton)로부터 판 폭 방향의 변형 분포를 알 수 있고, 본 제조 방법에서는, 당해 변형 분포를 t×R0.5라고 규정한다. 판 폭 방향에 있어서 이와 같은 변형 분포를 갖는 데도 불구하고, 냉각 정지 온도나 냉각 속도를 판 폭 방향에 있어서 일률적으로 제어한 경우에는, 구멍 확장성 등의 특성의 관점에서 강판의 조직을 균일화할 수 없기 때문에, 변형 분포에 따른 냉각 속도의 제어가 중요해진다. 특히, 고부하의 열간 압연을 행한 경우에는, 크라운이 커져서 변형 분포가 커지고, 즉 판 폭 중앙부에 비하여 판 폭 방향 단부의 압하율이 매우 커지기 때문에, 그에 따른 냉각 속도의 제어가 매우 중요해진다. 본 제조 방법에서는, 이와 같은 냉각 속도의 제어를 판 폭 방향의 양쪽 단부로부터 판 폭의 1/8 위치와 판 폭 중앙부의 수랭에 의한 평균 냉각 속도의 차 △CR(℃/s)로서 규정한다.
예를 들어, 압연 하중이 높은 경우에는, 크라운이 커져서 판 폭 방향의 변형이 불균일해지고, 판 폭 방향의 단부에 가까운 위치일수록 압하율이 높기 때문에, 변형의 도입이 커지게 된다. 한편, 열간 압연 공정에 있어서 마무리 압연된 직후의 강판은, 판 폭 방향의 온도 분포가 균일하지 않아, 중앙부가 높고 단부가 낮은 온도 분포를 갖고 있다. 이것은 중앙부에 비하여 단부는 판 두께가 얇은 것이나, 또한 이와 같은 판 두께의 구배에 의해 냉각수가 중앙부로부터 단부로 흘러오는 것 등에 기인하고 있다. 따라서, 고부하의 열간 압연을 행한 경우에는, 판 폭 방향 단부를 향해 온도의 저하량이 커지게 된다. 변형이 높을수록 변태가 빠르게 진행되기 때문에, 고부하의 열간 압연을 행한 경우에 판 폭 방향에 있어서 변태의 속도를 균일하게 하기 위해서는, 변형이 비교적 작은 판 폭 중앙부에 있어서 평균 냉각 속도 CR1을 크게 하여, 변형이 비교적 큰 판 폭 방향 단부에 있어서 평균 냉각 속도 CR2를 작게 할 필요가 있고, 즉 CR1-CR2에 의해 표시되는 평균 냉각 속도의 차 △CR을 크게 할 필요가 있다.
판 폭 중앙부와 판 폭 방향 단부에서 평균 냉각 속도를 변경하여 원하는 △CR을 실현하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 당업자에게 공지된 임의의 적절한 방법을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 판 폭 방향에 있어서의 특정 개소에 대한 냉각수의 분사를 정지하거나 또는 그 분사량을 적절하게 조절함으로써 원하는 △CR을 실현할 수 있다. 또한, 판 폭 방향에 있어서의 인장 강도에 대해서도 확실하게 균일화하기 위해서는, 판 폭 방향에 있어서 냉각 정지 온도를 균일하게 하는 것이 바람직하다. 특별히 한정되지는 않지만, 냉각 정지 온도는, 예를 들어 600℃ 이하 또는 500℃ 이하여도 된다.
예를 들어, 상기 식 4에 있어서 t×R0.5/△CR의 값이 1.0 미만이면, 압연 하중에 대하여 냉각 속도차가 크기 때문에, 판 폭 방향 중앙부가 급랭되어 변태 속도에 변동이 발생하여, 판 폭 방향에서 균일한 재료 특성을 얻지 못하게 되는 경우가 있다. 한편, 이 값이 10.0을 초과하면, 압연 하중에 비하여 냉각 속도차가 작기 때문에, 판 폭 방향 단부에 있어서의 변태의 구동력이 높고, 마찬가지로 판 폭 방향에 있어서 변태 속도에 변동이 발생하여, 판 폭 방향에서 균일한 재료 특성을 얻지 못하게 되는 경우가 있다. 또한, 압연 하중이 너무 낮으면, 재결정의 상태를 충분히 제어할 수 없어, 그 결과로서 판 폭 방향으로 균일한 재료 특성을 얻지 못하게 되는 경우가 있다. 따라서, 압연 하중은 800ton 이상으로 하고, 850ton 이상 또는 900ton 이상이어도 된다. 한편, 압연 하중이 너무 높으면, 크라운의 제어를 적절하게 행할 수 없어, 그 결과로서 마찬가지로 판 폭 방향에서 균일한 재료 특성을 얻지 못하게 되는 경우가 있다. 따라서, 압연 하중은 3000ton 이하로 하고, 2500ton 이하 또는 2000ton 이하여도 된다. 상기 제조 방법에 의하면, 판 폭 방향에 있어서 균일한 재료 특성을 갖는 열간 압연 강판을 확실하고도 또한 안정적으로 제조하는 것이 가능하다. 더욱 바람직한 제조 방법에 의하면, t×R0.5/△CR의 값은, 하기 식 5를 만족시키도록 제어된다.
Figure pct00011
상기 식 5를 만족시킴으로써, 판 폭 방향의 단부에 보다 가까운 영역, 구체적으로는 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭 중앙부 측으로 75㎜의 위치까지 재료 특성을 균일화하는 것이 가능해진다. 다시 말해, 상기 식 5를 만족시킴으로써, 앞에서 나타낸 식 3을 충족시키는 열간 압연 강판을 제조하는 것이 가능해진다. 일반적으로, 판 폭 방향의 단부에 보다 가까운 영역일수록 재료 특성의 제어는 곤란해진다. 그러나, 본 제조 방법에 의하면, 식 5를 만족시키도록, 열간 압연 강판의 판 폭 중앙부에 있어서의 판 두께 t(㎜), 열간 압연 공정에서의 최종 압연 스탠드의 압연 하중 R(ton) 및 냉각 공정에서의 평균 냉각 속도의 차 △CR(℃/s)을 적절하게 제어함으로써, 비교적 용이하게 이와 같은 재료 특성의 제어를 달성할 수 있다.
본 발명의 열간 압연 강판은, 상기한 바와 같이, 판 폭 방향에 있어서 균일한 재료 특성을 갖기 때문에, 본 발명의 열간 압연 강판을 사용함으로써, 복잡한 형상의 부품이더라도 수율 좋게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 열간 압연 강판은, 780MPa 이상의 높은 인장 강도를 갖기 때문에, 예를 들어 로워 암 등의 자동차 서스펜션 부품과 같은 보다 복잡한 형상을 갖고 또한 고강도인 것이 요구되는 부품이기 때문에 사용하는 데 특히 유용하다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.
실시예
우선, 연속 주조법에 의해 표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 슬래브를 제조하였다. 이어서, 이들 슬래브로부터 표 2에 나타내는 열간 압연 및 냉각 조건에 의해, 특히 열간 압연에 있어서의 최종 압연 스탠드의 압연 하중 R(ton)과, 그 후의 냉각에 있어서의 판 폭 중앙부의 수랭에 의한 평균 냉각 속도 CR1(℃/s)과 판 폭 방향의 양쪽 단부로부터 판 폭의 1/8 위치의 수랭에 의한 평균 냉각 속도 CR2(℃/s)의 차 △CR(CR1-CR2)를 표 2에 나타내는 바와 같이 변경함으로써 다양한 판 두께 및 판 폭을 갖는 열간 압연 강판을 제조하였다. 판 폭 중앙부와 판 폭 방향 단부에서의 평균 냉각 속도의 변경은, 판 폭 방향에 있어서의 특정 개소에 대한 냉각수의 분사를 정지하거나 또는 그 분사량을 적절하게 조절함으로써 행하였다. 또한, 제조한 열간 압연 강판으로부터 채취한 시료를 분석한 화학 조성은, 표 1에 나타내는 슬래브의 화학 조성과 거의 변화가 없었다. 또한, 열간 압연 강판의 마이크로 조직은, 페라이트(α), 베이나이트(B), 마르텐사이트(M) 및 기타 조직의 면적률(％)을, 앞에서 설명한 바와 같이 광학 현미경을 사용한 화상 해석을 행함으로써 결정하였다.
[표 1-1]
Figure pct00012
[표 1-2]
Figure pct00013
[표 2-1]
Figure pct00014
[표 2-2]
Figure pct00015
얻어진 압연 강판의 특성은 이하의 방법에 의해 측정 및 평가하였다.
[인장 강도]
표 2 중의 인장 강도 TSW1, TSW2 및 TSC는 이하와 같이 하여 결정하였다. 우선, 열간 압연 강판의 워크 사이드 또는 드라이브 사이드 중 어느 한쪽의 판 폭 방향 단부로부터 판 폭 중앙부를 향해 압연 방향과 수직인 방향이며 또한 동일 라인상에 있는 판 폭의 1/8 위치, 판 폭 중앙부, 또한 판 폭의 7/8 위치로부터 각각 압연 방향과 직각 방향으로 JIS Z2241:2011에 5호 인장 시험편을 채취하였다. 이어서, 채취한 각 시험편을 사용하여 JIS Z2241:2011에 준거한 인장 시험을 행하고, 각 시험편의 인장 강도(MPa)를 구하였다. 이 인장 시험을 다른 시험편에 있어서 2회 실시하고, 판 폭 방향의 일단부(드라이브 사이드)와 그 반대 측의 타단부(워크 사이드)로부터 각각 판 폭의 1/8 위치 그리고 판 폭 중앙부의 인장 강도(MPa)의 각 평균값을 각각 TSW1, TSW2 및 TSC로 하여 결정하였다. 또한, TSW1 및 TSW2 중 값이 낮은 쪽을 열간 압연 강판의 인장 강도로서 결정하였다.
[구멍 확장률]
표 2 중의 구멍 확장률 λW1, λW2 및 λC는, JIS Z2256:2020에 준거한 구멍 확장 시험을 행함으로써 이하와 같이 하여 결정하였다. 우선, 열간 압연 강판의 워크 사이드 또는 드라이브 사이드 중 어느 한쪽의 판 폭 방향 단부로부터 판 폭 중앙부를 향해 압연 방향과 수직인 방향이며 또한 동일 라인상에 있는 판 폭의 1/8 위치, 판 폭 중앙부, 또한 판 폭의 7/8 위치로부터 각각 시험편을 채취하였다. 이어서, 채취한 각 시험편의 판 폭의 1/8 위치, 판 폭 중앙부 및 판 폭의 7/8 위치에 대응하는 위치에 직경 10㎜의 원형 구멍(초기 구멍: 구멍 직경 d0=10㎜)을, 클리어런스가 12.5％가 되는 조건에서 펀칭하고, 버어가 다이측이 되도록 하고, 꼭지각 60°의 원추 펀치로 판 두께를 관통하는 균열이 발생할 때까지 초기 구멍을 확대시키고, 균열 발생 시의 구멍 직경 d1㎜를 측정하여, 하기 식으로 각 시험편의 구멍 확장률 λ(％)를 구하였다. 이 구멍 확장 시험을 다른 시험편에 있어서 5회 실시하고, 판 폭 방향의 일단부(드라이브 사이드)와 그 반대 측의 타단부(워크 사이드)로부터 각각 판 폭의 1/8 위치 그리고 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)의 각 평균값을 각각 λW1, λW2 및 λC로 하여 결정하였다.
Figure pct00016
구멍 확장률 λE1 및 λE2는, 판 폭의 1/8 위치 및 7/8 위치 대신에, 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭 중앙부 측으로 75㎜의 위치로부터 시험편을 채취한 것 이외에는, 구멍 확장률 λW1 및 λW2에 대하여 상기에서 설명한 바와 마찬가지로 하여, JIS Z2256:2020에 준거한 구멍 확장 시험을 행함으로써 결정하였다.
[평가]
얻어진 각 열간 압연 강판으로부터 프레스 성형에 의해 자동차의 서스펜션 부품인 로워 암을 판 폭 방향으로 2개 제조하고, 균열의 발생 없이 2개의 로워 암을 제조할 수 있는 경우를 합격으로 하고, 1개라도 균열이 발생한 경우를 불합격으로 하여 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2를 참조하면, 비교예 2, 4, 13 및 17에서는, 열간 압연 공정에서의 최종 압연 스탠드의 압연 하중 R과 냉각 공정에서의 판 폭 중앙부와 판 폭의 1/8 위치의 평균 냉각 속도차 △CR의 관계가 식 4를 만족시키는 것이 아니었기 때문에 식 1을 충족할 수 없어, 결과적으로 프레스 성형에 의해 로워 암을 제조할 때에 균열이 발생하였다. 비교예 6, 9 및 15에서는, 압연 하중 R 및 판 두께가 적절하지 않았기 때문에 식 1을 충족할 수 없어, 결과적으로 프레스 성형에 의해 로워 암을 제조할 때에 균열이 발생하였다. 이와는 대조적으로, 본 발명예의 열간 압연 강판에서는, 판 두께 및 판 폭을 적절한 범위로 하면서, 판 폭 방향에 있어서 측정되는 구멍 확장률을 식 1의 관계를 충족시키도록 함으로써, 로워 암과 같은 복잡한 형상의 부품이더라도 균열의 발생을 억제하여 수율 좋게 제조할 수 있었다. 또한, 식 4를 2.5 내지 7.5의 범위로 제어하여 제조된(즉 식 5를 충족시키도록 제조된) 본 발명예 3, 5, 7, 8, 10 내지 12, 14, 16, 19, 22 및 24의 열간 압연 강판은 식 3 즉 -15≤(λE1+λE2)/2-λC≤15를 만족시키기 때문에, 판 폭 방향의 단부에 보다 가까운 영역까지 구멍 확장성이 균일화되고 있어, 수율의 관점에서 매우 유용함을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 인장 강도가 780MPa 이상, 판 두께가 1.2 내지 4.0㎜, 판 폭이 750㎜ 이상이며, 하기 식 1을 충족시키는, 열간 압연 강판.
    Figure pct00017

    여기서, λW1 및 λW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타내며, λW1, λW2 및 λC는 각각 40％ 이상이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인장 강도가 980MPa 이상인, 열간 압연 강판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하기 식 2를 또한 충족시키는, 열간 압연 강판.
    Figure pct00018

    여기서, TSW1 및 TSW2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭의 1/8 위치에 있어서의 인장 강도(MPa)를 나타내고, TSC는 판 폭 중앙부의 인장 강도(MPa)를 나타낸다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    하기 식 3을 또한 충족시키는, 열간 압연 강판.
    Figure pct00019

    여기서, λE1 및 λE2는 압연 방향에 직교하는 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 일단부와 그 반대 측의 타단부로부터 각각 판 폭 중앙부 측으로 75㎜의 위치에 있어서의 구멍 확장률(％)을 나타내고, λC는 판 폭 중앙부의 구멍 확장률(％)을 나타낸다.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    판 폭이 750 내지 1600㎜인, 열간 압연 강판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학 조성이, 질량％로,
    C: 0.01 내지 0.50％,
    Si: 0.01 내지 3.50％,
    Mn: 0.20 내지 3.00％,
    P: 0.100％ 이하,
    S: 0.0200％ 이하,
    N: 0.0100％ 이하,
    Al: 0.001 내지 1.000％,
    Cu: 0 내지 1.00％,
    Ni: 0 내지 0.50％,
    Cr: 0 내지 2.00％,
    Mo: 0 내지 3.00％,
    W: 0 내지 0.10％,
    Nb: 0 내지 0.060％,
    V: 0 내지 1.00％,
    Ti: 0 내지 0.20％,
    B: 0 내지 0.0040％,
    O: 0 내지 0.020％,
    Ta: 0 내지 0.10％,
    Co: 0 내지 3.00％,
    Sn: 0 내지 1.00％,
    Sb: 0 내지 0.50％,
    As: 0 내지 0.050％,
    Mg: 0 내지 0.050％,
    Zr: 0 내지 0.050％,
    Ca: 0 내지 0.0500％,
    REM: 0 내지 0.0500％, 그리고
    잔부: Fe 및 불순물인, 열간 압연 강판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 화학 조성이, 질량％로,
    Cu: 0.001 내지 1.00％,
    Ni: 0.001 내지 0.50％,
    Cr: 0.001 내지 2.00％,
    Mo: 0.001 내지 3.00％,
    W: 0.001 내지 0.10％,
    Nb: 0.001 내지 0.060％,
    V: 0.001 내지 1.00％,
    Ti: 0.001 내지 0.20％,
    B: 0.0001 내지 0.0040％,
    O: 0.0001 내지 0.020％,
    Ta: 0.001 내지 0.10％,
    Co: 0.001 내지 3.00％,
    Sn: 0.001 내지 1.00％,
    Sb: 0.001 내지 0.50％,
    As: 0.001 내지 0.050％,
    Mg: 0.0001 내지 0.050％,
    Zr: 0.0001 내지 0.050％,
    Ca: 0.0001 내지 0.0500％, 및
    REM: 0.0001 내지 0.0500％
    로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 열간 압연 강판.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    Mo 함유량이 0.03％ 이하인, 열간 압연 강판.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    V 함유량이 0.11％ 이하인, 열간 압연 강판.
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