KR20230052290A - 냉간 압연 및 코팅된 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉간 압연 및 코팅된 강판에 관한 것으로, 이 강은, 중량 백분율로, 0.30% ≤ 탄소 ≤ 0.45%, 1% ≤ 망간 ≤ 2.5%, 0.9% ≤ 규소 ≤ 2.2%, 0% ≤ 알루미늄 ≤ 0.09%, 0.001% ≤ 니오븀 ≤ 0.09%, 0% ≤ 인 ≤ 0.02%, 0% ≤ 황 ≤ 0.03%, 0% ≤ 질소 ≤ 0.09%, 그리고 선택적으로, 이하의 원소들 중 하나 이상: 0% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.5%, 0% ≤ 크롬 ≤ 0.6%, 0% ≤ 티타늄 ≤ 0.06%, 0% ≤ 바나듐 ≤ 0.1%, 0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%, 0% ≤ 붕소 ≤ 0.010%, 0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.05%, 0% ≤ 지르코늄 ≤ 0.05%, 0% ≤ 세륨 ≤ 0.1% 를 포함하고, 잔부는 철 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 강판은 면적 분율로, 35 내지 65% 의 파티셔닝된 마르텐사이트, 15 내지 40% 의 베이나이트, 14 내지 30% 의 잔류 오스테나이트, 4 내지 15% 의 페라이트 및 0% 내지 10% 의 프레시 마르텐사이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 잔부가 파티셔닝된 마르텐사이트이다.

Description

냉간 압연 및 코팅된 강판 및 그 제조 방법

본 발명은 자동차용 강판으로서 사용하기에 적합한 냉간 압연 및 코팅된 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 부품들은 복잡한 자동차 어셈블리에서의 끼워 맞춤의 용이성에 대한 기준에 맞추기 위하여 고성형성을 갖는 재료로 제조되어야 하고, 그리고 동시에 연료 효율을 향상시키기 위하여 차량의 중량을 줄이면서 차량의 내충격성과 내구성에 대한 강도를 향상시켜야 하고, 이에 추가로 강 부품은 액체 금속 취성을 방지하면서 용접가능해야 한다.

따라서, 재료의 강도를 증가시킴으로써 자동차에 이용되는 재료의 양을 줄이는데 집중적인 연구 개발 노력들이 행해지고 있다. 반대로, 강판의 강도 증가는 성형성을 감소시키고, 따라서 고강도 및 고성형성 모두를 가진 재료들의 개발이 필요하게 되었다.

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:

EP3412786 은 특정 성분 조성을 갖는 고강도 강판에 관한 것으로, 강판의 금속 조직이 다각형 페라이트, 베이나이트, 템퍼드 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트를 포함하고; 금속 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰하였을 때, 금속 조직이 금속 조직 전체에 대하여, 다각형 페라이트: 10 내지 50 면적%, 베이나이트: 10 내지 50 면적%, 및 템퍼드 마르텐사이트: 10 내지 80 면적% 를 만족하며; 금속 조직을 X선 회절법으로 측정하였을 때, 금속 조직이 금속 조직 전체에 대하여, 잔류 오스테나이트: 5.0 부피% 이상, 탄소 농도가 1.0 질량% 이하인 잔류 오스테나이트: 3.5 부피% 이상, 및 탄소 농도가 0.8 질량% 이하인 잔류 오스테나이트: 2.4 부피% 이하를 만족한다. 그러나, EP3412786은 1180 MPa 의 인장 강도 및 18% 의 총 연신율을 동시에 달성할 수 없다.

고강도 및 고성형성 강판들의 제조와 관련된 공지된 선행 기술은, 하나 또는 다른 라쿠나 (lacuna) 에 의해서 영향을 받게 되고: 따라서 1150 MPa 보다 큰 강도를 가진 냉간 압연된 강판 및 이의 제조 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은, 이하를 동시에 갖는 이용가능한 냉간 압연 및 열처리된 강판을 제조함으로써, 상기 문제점을 해결하는 것이다:

1170 MPa 이상, 바람직하게는 1180 MPa 초과, 또는 심지어 1200 MPa 초과의 극한 인장 강도,

730 MPa 이상, 바람직하게는 760 MPa 초과의 항복 강도.

18% 이상, 바람직하게는 19% 이상의 총 연신율.

바람직한 일 실시형태에서, 냉간압연 및 열처리강판이 0.7 이상의 YS/TS 비를 나타내고 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 파라미터들의 시프트들에 대해 강경하면서 종래의 산업용 적용들과 양립할 수 있는 이러한 강판의 제조 방법을 이용가능하게 하는 것이다.

본 발명의 냉간 압연 및 열처리된 강판은 내식성을 향상시키기 위해 아연 또는 아연 합금으로 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 코팅될 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

탄소는 강 중에 0.30% 내지 0.45% 로 존재한다. 탄소는, 어닐링 후 냉각 동안 페라이트 및 베이나이트의 형성을 지연시킴으로써 강판의 강도를 높이는데 필요한 원소이다. 게다가, 탄소는 또한 오스테나이트 안정화에서 중추적인 역할을 한다. 0.25% 미만의 함량은 오스테나이트의 안정화를 허용하지 않으므로, 강도 뿐만 아니라 연성을 감소시킨다. 반면에, 0.45% 초과의 탄소 함량에서는 용접부와 열영향부가 현저히 경화되어, 용접부의 기계적 특성이 손상된다. 탄소의 바람직한 한계는 0.32% 내지 0.45%이고, 더 바람직한 한계는 0.35% 내지 0.42%이다.

본 발명의 강의 망간 함량은 1% 내지 2.5% 이다. 망간은 잔류 오스테나이트를 얻기 위하여 오스테나이트를 안정화시킬 뿐만 아니라 강도를 부여하는 원소이다. 적어도 1% 의 망간의 양은, 페라이트의 형성을 지연시킴으로써 강판의 강도와 경화능을 제공할 뿐만 아니라 오스테나이트를 안정화시키는데 필요하다. 따라서, 1.2 내지 2.5%와 같은 더 높은 비율의 망간이 바람직하고, 더 바람직하게는 1.2% 내지 2.1%이다. 하지만, 망간이 2.5% 를 초과하면, 베이나이트 변태를 위한 등온 유지 동안에 오스테나이트의 베이나이트로의 변태를 늦추어 연성을 감소시키는 등 악영향을 발생시킨다. 추가로, 망간이 2.5% 를 초과하면 충분한 베이나이트가 형성되지 않고 마르텐사이트의 형성이 목표 한계를 초과하여 연신율이 감소된다. 게다가, 2.5% 초과의 망간 함량은 또한 중심 편석을 유발하고 본 발명의 강의 용접성을 감소시킬 것이다.

본 발명의 강의 규소 함량은 0.9% 내지 2.2% 이다. 구성성분으로서의 규소는 마르텐사이트에서의 시멘타이트 침전의 침전을 지연시킨다. 또한, 규소는 고온으로부터 냉각시킨 후 소킹(soaking) 동안 베이나이트에서 세멘타이트로서 탄소 침전을 지연시킨다. 따라서, 탄화물 없는 베이나이트의 형성 동안 오스테나이트는 탄소가 풍부해지고, 따라서 0.9%의 규소의 존재로 인해, 오스테나이트는 실온에서 안정화된다. 두 경우에, 베이나이트 중의 세멘타이트 또는 마르텐사이트 중의 세멘타이트가 연신율 감소의 원인이 된다. 그러나, 규소의 존재에 의한 세멘타이트 형성을 방지하는 것은 중요하지만, 2.2% 초과의 규소를 첨가하는 것은 언급된 효과를 개선하지 않으며, 본 발명의 강에서 2.2% 초과의 규소는 Zn을 결정립에 용해시키지 않게 할 뿐만 아니라 열간 압연 취성과 같은 문제를 초래한다. 따라서, 용접할 때, 액체 Zn 은 액체 금속 취성을 유발하는 결정립내로 들어가는 대신 결정립계를 따라 간다. 따라서, 농도는 2.2% 의 상한 이내로 제어된다. 본 발명의 강을 위한 규소의 바람직한 한계는 1% 내지 2.1%, 더욱 바람직하게는 1.2% 내지 2.1%이다.

본 발명의 강의 알루미늄의 함량은 0 내지 0.09%이다. 알루미늄은 산소를 포획하기 위해 강을 탈산하기 위해 제강 중에 첨가된다. 0.09%보다 높으면 Ac3 포인트가 높아지므로 생산성이 저하된다. 또한, 상기 범위 내에서, 강에서 알루미늄이 질소를 경계로 하여 질화알루미늄을 형성함으로써 결정립의 크기를 감소시키고, 알루미늄도 시멘타이트의 석출을 지연시키지만, 본 발명에서 알루미늄의 함량이 0.09%를 초과하면 질화알루미늄의 양 및 크기가 구멍 확장 및 굽힘에 유해하게 되고, 또한 Ac3를 달성하기에 산업적으로 매우 비싼 온도 범위로 만들게 되어 어닐링 소킹 중 결정립 조대화를 유발할 수 있다. 알루미늄에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.06%, 더욱 바람직하게는 0% 내지 0.05%이다.

니오븀은 0.001% 내지 0.09%, 바람직하게는 0.001% 내지 0.08%, 더 바람직하게는 0.01% 내지 0.07%로 존재한다. 이는 어닐링 소킹 온도 범위 동안 석출에 의해 본 발명에 따른 강에 강도를 부여하기 위해 탄질화물을 형성하기에 적합하다. 그 결과, 완전한 어닐링 후에, 미세조직은 더 미세하여 제품의 경화를 이끈다. 그러나, 니오븀 함량이 0.09%를 초과할 때, 많은 양의 탄질화물을 형성하여 탄소를 소비하는 니오븀은 본 발명에 바람직하지 않은데, 이는 많은 양의 탄질화물이 강의 연성을 감소시킬 뿐만 아니라 탄질화물의 형성 동안 탄소를 소비하는 경향이 있기 때문이며, 이는 오스테나이트의 안정화를 위한 탄소의 이용가능성을 감소시킨다.

본 발명의 강의 인 함량은 0.02% 로 제한된다. 인은 고용체에서 경화되는 원소이다. 따라서, 적어도 0.002% 의 소량의 인이 유리할 수 있지만, 인은 특히 결정립계에서의 편석 또는 망간과의 공편석 경향으로 인해 스폿 용접성 및 고온 연성의 감소 등의 그 부작용이 있다. 이러한 이유로, 그 함량은 바람직하게는 최대 0.015% 로 제한된다.

황은 필수 원소는 아니지만 강 중 불순물로서 포함될 수도 있다. 황 함량은 가능한 낮은 것이 바람직하지만, 제조 비용의 측면에서 0.03% 이하, 바람직하게는 최대 0.005% 이다. 또한, 더 높은 황이 강 중에 존재하면, 이는 본 발명의 강의 굽힘, 구멍 확장 및 연신율에 유해한 특히 Mn 및 Ti 와 조합하여 황화물을 형성한다.

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

몰리브덴은 본 발명의 강에서 0% 내지 0.5%로 존재하는 임의의 원소이며, 0.01% 이상 첨가시, 몰리브덴은 경화능 및 경도 향상에 효과적인 역할을 하며, 소둔 후 냉각 동안 페라이트 및 베이나이트 형성을 지연시킨다. Mo 는 또한 열간 압연된 제품의 인성에 도움이 되어 제조가 더 용이해진다. 하지만, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로, 경제적인 이유로 그 함량은 0.5% 로 제한된다. 몰리브덴에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.4%, 더 바람직하게는 0 % 내지 0.3% 이다.

크롬은 본 발명의 강의 선택 원소이고, 0% 내지 0.6% 이다. 크롬은 강에 강도 및 경화를 제공하지만, 0.5% 초과로 사용될 때 강의 표면 마감을 손상시킨다. 크롬에 대한 바람직한 한계는 0.01% 내지 0.5%, 더 바람직하게는 0.01% 내지 0.2% 이다.

티타늄은 0% 내지 0.06%, 바람직하게는 0.001% 내지 0.03% 로 본 발명의 강에 첨가될 수도 있는 선택적인 원소이다. 니오븀으로서, 이는 경화시 중요한 역할을 하도록 탄질화물들에 수반된다. 하지만, 또한 주조 제품의 응고 동안 나타나는 TiN 형성에 관련된다. Ti 양은 구멍 확장에 유해한 조대한 TiN 을 회피하기 위해 0.06% 로 제한된다. 티타늄 함량이 0.001% 미만인 경우, 본 발명의 강에 어떠한 영향도 주지 않는다.

바나듐은 0% 내지 0.1%, 바람직하게는 0.001% 내지 0.1% 로 본 발명의 강에 첨가될 수도 있는 선택적인 원소이다. 니오븀으로서, 이는 경화시 중요한 역할을 하도록 탄질화물들에 수반된다. 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% 내지 0.005%, 바람직하게는 0.001% 내지 0.005% 로 본 발명의 강에 첨가될 수도 있는 선택적인 원소이다. 칼슘은 특히 개재물 (inclusion) 처리 동안 선택적인 원소로서 본 발명의 강에 첨가된다. 칼슘은 구상화에서 유해한 황 함량을 억제함으로써 강의 정제에 기여한다.

붕소는 강을 경화시키기 위해 0 내지 0.010%, 바람직하게는 0.001% 내지 0.004% 첨가될 수 있는 선택적인 원소이다.

세륨, 마그네슘 또는 지르코늄과 같은 다른 원소는 개별적으로 또는 조합하여 하기 비율로 첨가될 수 있다: Ce ≤ 0.1%, Mg ≤ 0.05% 및 Zr ≤ 0.05%. 표시된 최대 함량 수준까지, 이 원소들은 응고 동안 개재물 결정립을 미세화하는 것을 가능하게 한다.

강의 조성 중 잔부는 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물들로 이루어진다.

본 발명에 따른 강판의 미세조직은, 면적 분율로, 35% 내지 65% 의 파티셔닝된 마르텐사이트, 5% 내지 35% 의 베이나이트, 14% 내지 30% 의 잔류 오스테나이트, 4% 내지 15% 의 페라이트, 0% 내지 10% 의 프레시 마르텐사이트를 포함한다.

미세조직에서 상의 표면 분율은 다음의 방법을 통해 결정된다: 강판에서 시편을 절단하고, 미세조직이 드러나도록 연마하고 그 자체로 알려진 시약으로 에칭한다. 그 후 이 섹션은 이차 전자 모드에서, 주사 전자 현미경을 통해, 예를 들어 5000x 초과의 배율로 FEG-SEM (Scanning Electron Microscope with Field Emission Gun) 으로 검사된다.

페라이트의 분율의 결정은 Nital 또는 Picral/Nital 시약 에칭 후, SEM 관찰 덕분에 수행된다.

잔류 오스테나이트의 결정은 XRD에 의해 수행되고, 파티션 마르텐사이트에 대해 팽창법 연구는 S.M.C. Van Bohemen and J. Sietsma in Metallurgical and materials transactions, volume 40A, May 2009-1059에 따라 수행되었다.

파티셔닝된 마르텐사이트는 강의 매트릭스이며, 1170 MPa 이상의 강도 수준을 달성하기 위해 35% 내지 65%의 양으로 함유된다. 파티션 마르텐사이트 양이 65%를 넘어서면 연성에 해로운 영향을 미칠 것이다. 본원의 강의 파티셔닝된 마르텐사이트는 라스 형태일 수 있고, 라스 두께는 0.1 미크론보다 크다. 어닐링 후 냉각 동안 형성된 마르텐사이트는 과시효 온도까지 가열하는 동안 파티셔닝된 마르텐사이트로 변태된다. 본 발명의 강에 대한 파티셔닝된 마르텐사이트의 바람직한 존재는 35% 내지 63%, 더욱 바람직하게는 35% 내지 60%이다.

베이나이트는 15% 내지 40%의 함량으로, 본 발명의 프레임에서, 베이나이트는 무탄화물 베이나이트를 포함할 수 있다. 무탄화물 베이나이트는 매우 낮은 탄화물의 밀도, 100 ㎛² 의 면적 단위당 100 개 미만의 탄화물을 가지고 오스테나이트계 섬들 (islands) 을 포함하는 베이나이트이다. 무탄화물 베이나이트가 라스 베이나이트의 형태로 존재할 때, 라스 두께는 1 미크론 내지 5 미크론이다. 베이나이트는 개선된 연신율을 제공한다. 베이나이트에 대한 바람직한 한계는 15% 내지 35%, 더 바람직하게는 18% 내지 35% 이다.

잔류 오스테나이트는 본 발명의 프레임에서 14% 내지 30%로 함유되어 본 강에 연성을 부여한다. 본 발명의 잔류 오스테나이트는 바람직하게는 0.8% 초과의 탄소를 함유하고, 보다 바람직하게는 탄소 함량은 0.9% 초과이다. 오스테나이트 범위는 성형성 및 연신율과 같은 기계적 특성을 부여할 수 있게 한다. 또한, 오스테나이트는 또한 본 발명 강에 연성을 부여한다. 잔류 오스테나이트에 대한 바람직한 한계는 14% 내지 28%, 더 바람직하게는 14% 내지 26% 이다.

페라이트는 본 발명의 강에 대해 면적 분율로 4% 내지 15%의 미세조직을 구성한다. 페라이트는 본 발명의 강에 강도뿐만 아니라 연신율을 부여한다. 본 강의 페라이트는 폴리고날 페라이트, 라스 페라이트, 침상 페라이트, 플레이트 페라이트 또는 에피택셜 페라이트를 포함할 수 있다. 18%, 바람직하게는 20% 이상의 연신율을 확보하기 위해서는 페라가 4% 함유될 필요가 있다. 본 발명의 페라이트는 어닐링 및 어닐링 후 행해지는 냉각 동안에 형성된다. 그러나, 본 발명의 강에 페라이트 함량이 15%를 초과할 때마다 페라이트가 파티션 마르텐사이트 및 베이나이트와 같은 경질 상과의 경도의 갭을 증가시키고 국부적인 연성감소시킴으로써 총연신율 및 항복강도의 저하를 초래함으로 인해 항복강도 및 총연신율 모두를 동시에 가질 수 없다. 본 발명에 대한 페라이트 존재의 바람직한 범위는 5% 내지 15%, 더 바람직하게는 6% 내지 14% 이다.

프레시 마르텐사이트는 면적 분율로 0% 내지 10% 의 미세조직을 구성한다. 본 발명은 과시효 유지후 냉각에 의해 프레시 마르텐사이트를 형성하고 또한 냉간압연 강판의 코팅 후 냉각 동안 형성할 수도 있다. 프레시 마르텐사이트는 본 발명의 강에 강도를 부여한다. 그러나, 프레시 마르텐사이트 존재가 10% 초과인 경우, 프레시 마르텐사이트는 잔류 오스테나이트와 동일한 양의 탄소 함량을 가지므로 프레시 마르텐사이트는 부서지기 쉽고 단단하기 때문에, 초과 강도를 부여하지만 본 발명의 강에 대해 허용가능한 한계를 초과하여 연신율을 감소시킨다. 본 발명의 강을 위한 마르텐사이트의 바람직한 한계는 0% 내지 8%, 더욱 바람직하게는 0% 내지 5%이다.

본 발명에 따른 냉간 압연 및 코팅된 강판은 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 본 발명에 따른 화학 조성을 갖는 강의 반제품 주조를 제공하는 것으로 이루어진다. 캐스팅은 잉곳으로 행해지거나 또는, 즉 얇은 스트립에 대해 최대 수십 밀리미터까지 슬래브들에 대해 거의 220mm의 범위의 두께를 갖는 얇은 슬래브들 또는 얇은 스트립들의 형태로 행해진다.

예를 들어, 슬래브는 반제품으로 간주될 것이다. 전술한 화학적 조성을 갖는 슬래브는 연속 주조에 의해서 제조되고, 슬래브는 바람직하게는 주조 동안 직접적인 경압하 (soft reduction) 를 겪게 되어 중심 편석의 제거 및 다공성 감소를 보장한다. 연속 주조 공정에 의해서 제공된 슬래브는 연속 주조 후에 고온에서 직접 사용될 수 있거나, 먼저 실온으로 냉각된 후 열간 압연을 위해 재가열될 수도 있다.

열간압연을 거치는 슬래브의 온도는 적어도 1000℃, 바람직하게는 1150℃ 이상이고, 1300℃ 미만이어야 한다. 슬래브의 온도가 1150℃ 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. 슬래브의 온도는 바람직하게는 1150℃ 초과로 유지되어 고용체 특히 니오븀에서 모든 마이크로 합금 원소를 유지한다. 또한, 온도는 산업적으로 비싸기 때문에 1300℃ 를 넘지 않아야 한다.

마무리 열간압연 온도는 850℃ 이상으로 유지되고 오스테나이트계 영역에서 열간압연이 모두 완료될 수 있도록, 슬래브의 온도가 충분히 높은 것이 바람직하다. 최종 압연은 850℃ 이상에서 수행되어야 하는데, 이 온도 미만에서는 강판이 압연성의 상당한 강하를 나타내기 때문이다.

이러한 방식으로 수득된 강판은 이어서 3℃/s 초과의 냉각 속도로 650℃ 이하의 온도까지 냉각된다. 바람직하게는, 상기 냉각 속도는 65℃/s 이하 및 10℃/s 초과일 것이다. 그 후, 열간압연 강판을 650℃ 미만, 바람직하게는 600℃ 미만, 보다 바람직하게는 575℃ 미만의 코일링 온도에서 코일링한다. 그 후, 코일링된 열간압연 강판을, 바람직하게는 실온까지 냉각시킨다. 이어서, 열간압연 강판을 산세와 같은 임의의 스케일 제거 공정을 수행하여 열연시 형성된 스케일 및 입계 산화를 제거하고, 임의의 열간 밴드 어닐링 전에 열간압연 강판의 표면에 스케일이 없도록 할 수 있다.

열간 압연된 강판은 1 내지 96 시간 동안 350℃ 내지 750℃ 의 온도에서 선택적인 열간 밴드 어닐링을 받을 수 있다. 이러한 열간 밴드 어닐링의 온도 및 시간은 열간 압연된 강판의 냉간 압연을 용이하게 하기 위해 열간 압연된 강판의 연화를 보장하도록 선택된다. 그 다음, 열간압연 강판은 열연판 열간 밴드 어닐링 동안 형성된 스케일 및 입계 산화를 제거하기 위해 산세와 같은 선택적인 스케일 제거 공정을 거칠 수 있다.

그 후에, 열간 압연된 강판을 실온으로 냉각한 후, 열간 압연된 강판을 35 내지 70% 의 두께 감소로 냉간 압연되어 냉간 압연된 강판을 얻는다.

그 다음에, 냉간 압연된 강판은 본 발명의 강에 목표로 하는 미세조직 및 기계적 특성들을 부여하기 위하여 어닐링을 받게 된다.

어닐링에 있어서, 냉간압연 강판을 실온으로부터 가열하여 소킹 온도 TA 가 Ac3-10℃ 내지 Ac3-50℃ 에 도달하도록 2℃/s 내지 70℃/s 의 가열 속도 HR1로 가열한다. HR1 속도를 5℃/s 내지 60℃/s 로 하는 것이 바람직하고, 10℃/s 내지 50℃/s 인 것이 보다 바람직하다. 바람직한 TA 온도는 760℃ 내지 840℃ 이다.

Ac3 온도는 팽창 측정법으로부터 계산된다.

이어서, 상기 냉간압연 강판을 10 내지 1000초 동안 어닐링 소킹 온도 TA 에서 유지하여 소킹의 말기에 90% 이상의 오스테나이트를 형성하도록 적절한 변형을 보장한다. 이어서, 냉간압연 강판을 1℃/s 내지 1000℃/s, 바람직하게는 8℃/s 내지 900℃/s, 보다 바람직하게는 8℃/s 내지 100℃/s의 평균 냉각 속도 CR1에서, Ms-40℃ 내지 Ms-130℃, 바람직하게는 190℃ 내지 250℃, 보다 바람직하게는 185℃ 내지 240℃ 인 냉각 정지 온도 범위 CS1까지 냉각시킨다. 강은 1초 내지 200초까지의 시간 동안 CS1에서 유지된다. 이 냉각 단계 동안, 본 발명의 마르텐사이트가 형성된다. CS1 온도가 Ms-40℃ 를 초과하면, 본 발명의 강은 오스테나이트가 너무 많이 함유되어 안정성 및 그에 따라 총 연신율을 해칠 수 있고, Ms-130℃ 미만이면, 잔류 오스테나이트의 양이 너무 적어 총 연신율 목표를 달성하지 못한다.

후속 단계에서, 냉간 압연된 강판은 1℃/s 내지 100℃/s 의 가열 속도 (HR3) 로 CS1 온도로부터 350℃ 내지 450℃ 의 과시효 온도 범위 (TOA) 로 가열된다. 바람직한 TOA 온도는 360℃ 내지 440℃ 이다. TOA 온도로의 가열 동안 그리고 TOA 온도에서 유지되는 동안, 어닐링 후 냉각 동안 형성된 마르텐사이트는 실온에서 잔류 오스테나이트로서 안정화를 위해 오스테나이트에 의해 소비되는 탄소를 거부함으로써 파티셔닝된 마르텐사이트로 변환된다. 마르텐사이트로부터 일부 양의 탄소가 파티션 마르텐사이트 내에 남아 있고, 이 탄소는 석출물의 형태로 파티션 마르텐사이트 내에 존재한다. 동시에 불안정한 오스테나이트는 또한 규소의 존재로 인해 또한 탄소를 거부하는 세멘타이트 없는 베이나이트로 변형되고 있고, 이에 의해 잔류 오스테나이트의 안정화에 도움이 된다. 그 다음, 냉간 압연 강판은 5 내지 500 초 동안 과시효 온도 TOA 에서 유지된다.

이어서, 냉간압연 강판은 코팅의 성질에 따라 420℃ 내지 680℃ 일 수 있는 핫딥 코팅 배스의 온도로 가져간다. 코팅은 아연 또는 아연계 합금 또는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 형성될 수 있다.

바람직하게는 12 h 내지 30 h 동안 170 내지 210℃ 에서 수행되는 선택적인 배치 후 어닐링은, 코팅된 제품에 대한 가스 제거를 보장하기 위해 코팅된 제품에 대한 어닐링 후에 수행될 수 있다. 그 후, 실온으로 냉각시켜 냉간 압연 및 코팅된 강판을 얻는다.

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. 이들 강판들의 해당 미세조직들은 표 3 에 수집되었고, 그리고 특성들은 표 4 에 수집되었다.

표 1 은 중량%로 나타낸 조성을 갖는 강을 나타내고, 또한 각각의 강에 대한 Ac3을 나타내고, Ac3 온도는 딜라토메트리로부터 계산된다.

표 1: 시험의 조성

표 2 는 표 1 의 강에 시행된 어닐링 프로세스 파라미터를 보여준다.

또한, 표 2 는 본 발명 강 및 참조 강의 베이나이트 변태 (Bs) 및 마르텐사이트 변태 (Ms) 온도들을 나타낸다. Bs 는 Materials Science and Technology (2012) vol 28, n°4, pp 487-495 에 게재된, 다음과 같은 Van Bohemen 식을 사용하여 계산된다:

Bs=839-(86*[Mn]+23*[Si]+67*[Cr]+33*[Ni]+75*[Mo])-270*(1-EXP(-1,33*[C]))

Ms는 S.M.C Van Bohemen 및 J.Siestma in Metallurgical and Materials Transaction in Volume 40A in My 2009 page 1059-1068에 의해 발행된 바에 따라 수행된 팽창법 테스트를 통해 결정되었다.

더 나아가, 본 발명의 강에 대한 어닐링 처리를 수행하기 전에, 샘플을 1150℃ 내지 1300℃ 의 온도로 가열한 다음, 850℃ 초과의 마무리 온도로 열간 압연하였다. 열간 압연 후의 냉각 속도는 650℃ 미만으로 냉각될 때까지 30℃/s 초과였다. 모든 시험의 강은 냉간압연 전에 산세되었고 모든 시험에 대한 냉간압연 감소는 50% 감소이다. HR1 평균 가열 속도는 모든 시험에서 15℃/s 이다. 모든 냉간 압연된 강판은 과시효 유지 후에 온도 460℃ 에서 아연욕에서 코팅되었다.

표 2: 시험들의 공정 파라미터들

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.

표 3:

상기 표에서 본 발명에 따른 시험들이 모두 미세조직 목표를 충족한다는 것을 알 수 있다.

표 4 는 본 발명 강 및 참조 강 모두의 기계적 및 표면 특성들을 개시한다.

표 4: 시험의 기계적 특성

항복 강도 (YS), 인장 강도 (TS) 및 총 연신율 (TE) 은 2009년 10월에 출간된 ISO 표준 ISO 6892-1 에 따라 측정된다.

Claims (15)

1. 냉간 압연 및 코팅된 강판으로서, 강은, 중량 백분율로,
   0.30% ≤ 탄소 ≤ 0.45%,
   1% ≤ 망간 ≤ 2.5%,
   0.9% ≤ 규소 ≤ 2.2%,
   0% ≤ 알루미늄 ≤ 0.09%,
   0.001% ≤ 니오븀 ≤ 0.09%,
   0% ≤ 인 ≤ 0.02%,
   0% ≤ 황 ≤ 0.03%,
   0% ≤ 질소 ≤ 0.09%,
   그리고 선택적으로, 이하의 원소들 중 하나 이상:
   0% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.5%,
   0% ≤ 크롬 ≤ 0.6%,
   0% ≤ 티타늄 ≤ 0.06%,
   0% ≤ 바나듐 ≤ 0.1%,
   0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%,
   0% ≤ 붕소 ≤ 0.010%,
   0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.05%,
   0% ≤ 지르코늄 ≤ 0.05%,
   0% ≤ 세륨 ≤ 0.1% 를 포함하고,
   잔부는 철 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 강판은 면적 분율로, 35 내지 65% 의 파티셔닝된 마르텐사이트, 15 내지 40% 의 베이나이트, 14 내지 30% 의 잔류 오스테나이트, 4 내지 15% 의 페라이트 및 0% 내지 10% 의 프레시 마르텐사이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 잔부가 파티셔닝된 마르텐사이트인, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조성은 1.2% 내지 2.5% 의 망간을 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조성은 0.32% 내지 0.45% 의 탄소를 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조성은 1% 내지 2.1% 의 규소를 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조성은 0.001% 내지 0.08% 의 니오븀을 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 미세조직은 35% 내지 63% 의 파티션 마르텐사이트를 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 미세조직은 14% 내지 28% 의 잔류 오스테나이트를 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 미세조직은 15% 내지 35% 의 베이나이트를 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   1170 MPa 이상의 인장 강도 및 18% 이상의 총 연신율을 가지는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
10. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,
    730 MPa 이상의 항복 강도를 갖는, 냉간 압연 및 코팅된 강판.
11. 냉간 압연 및 코팅된 강판의 제조 방법으로서, 이하의 연속적인 단계들:
    - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성물을 제공하여 반제품을 얻는 단계,
    - 상기 반제품을 1000℃ 초과의 온도로 재가열하는 단계,
    - 전적으로 오스테나이트 범위에서 상기 반제품을, 열간 압연 마무리 온도가 850℃ 이상으로 하여 압연하여, 열간 압연된 강판을 얻는 단계,
    - 상기 강판을 3℃/s 초과의 냉각 속도로 650℃ 이하의 온도로 냉각하고, 상기 열간 압연된 강판을 650℃ 미만의 코일링 온도에서 코일링하는 단계,
    - 상기 열간 압연된 강판을 냉각하는 단계,
    - 상기 열간 압연된 강판에서 선택적인 스케일 제거 공정을 수행하는 단계,
    - 상기 열간 압연된 강판에 대해 1 h 내지 96 h 동안 350℃ 내지 750℃ 의 온도에서 선택적 어닐링을 수행하는 단계,
    - 열간 압연되고 어닐링된 상기 강판에서 선택적인 스케일 제거 공정을 수행하는 단계,
    - 상기 열간 압연된 강판을 35 내지 70% 의 압하율로 냉간 압연하여, 냉간 압연된 강판을 얻는 단계,
    - 실온으로부터 소킹 온도 (TA) 가 Ac3-10℃ 내지 Ac3-50℃ 인 온도까지 2℃/s 내지 70℃/s 의 가열 속도 (HR1) 로 상기 강판을 가열하여 상기 냉간 압연된 강판을 어닐링하는 단계,
    - 이어서, 10 내지 1000초 동안 TA 에서 어닐링을 수행하는 단계로서, 시간은 소킹의 끝에서 90% 오스테나이트의 최소 백분율을 얻도록 선택되는, 상기 TA 에서 어닐링을 수행하는 단계,
    - 이어서, TA 로부터 Ms-40℃ 내지 Ms-130℃ 의 냉각 정지 온도 (CS1) 까지 1℃/s 내지 1000℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 로 상기 냉간 압연된 강판을 냉각하고, CS1 에서 1 내지 200초 동안 상기 냉간 압연된 강판을 유지하는 단계,
    - 이어서, 상기 냉간 압연된 강판을 1℃/s 내지 100℃/s 의 평균 가열 속도 (HR3) 로, CS1 온도로부터 350℃ 내지 450℃ 의 과시효 온도 (TOA) 까지 가열하는 단계,
    - 이어서, 상기 냉간 압연된 강판을 5 내지 500 초 동안 TOA 에서 과시효하는 단계,
    - 이어서, 상기 냉간 압연된 강판을 코팅하기 위해 상기 냉간 압연된 강판에 대해 420℃ 내지 680℃ 의 코팅 온도를 적용하는 단계,
    - 코팅된 냉간 압연된 강판을 실온으로 냉각시켜, 냉간 압연 및 코팅된 강판을 수득하는 단계를 포함하는, 냉간 압연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    TA 온도는 760℃ 내지 840℃ 인, 냉간 압연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    CS1 온도는 190℃ 내지 250℃ 인, 냉간 압연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    TOA 온도는 360℃ 내지 440℃ 인, 냉간 압연 및 코팅된 강판의 제조 방법.
15. 차량의 구조적 및 안전 부품들의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 강판 또는 제 11 항 내지 제 14 항의 방법에 따라 제조된 강판의 용도.