KR20230090132A - A hot press formed member having excellent resistance against hydrogen embrittlement and impact resistance, a plated steel sheet therefor and methods for producting the same - Google Patents

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김성우
이세웅
배성범
한상빈
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Abstract

The present invention relates to a hot press forming member with excellent hydrogen embrittlement resistance and collision resistance, a coated steel sheet for hot press forming, and methods for manufacturing the same. The coated steel sheet for hot press forming according to one aspect of the present invention includes a base steel sheet and a plating layer formed on the surface of the base steel sheet, wherein the plating layer is an Al-Fe alloy plating layer containing more than 80wt% of Al and Fe in total, and a fraction of a BCC structure phase in the plating layer may be 30% or more based on area.

Description

내수소취성 및 내충돌성이 우수한 열간 프레스 성형 부재, 열간 프레스 성형용 도금강판 및 이들을 제조하기 위한 방법{A HOT PRESS FORMED MEMBER HAVING EXCELLENT RESISTANCE AGAINST HYDROGEN EMBRITTLEMENT AND IMPACT RESISTANCE, A PLATED STEEL SHEET THEREFOR AND METHODS FOR PRODUCTING THE SAME}Hot press formed member with excellent hydrogen embrittlement and crash resistance, plated steel sheet for hot press forming, and method for manufacturing them PRODUCTING THE SAME}

본 발명은 내수소취성 및 내충돌성이 우수한 열간 프레스 성형 부재, 열간 프레스 성형용 도금강판 및 이들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot press formed member having excellent hydrogen embrittlement resistance and collision resistance, a plated steel sheet for hot press forming, and a method for manufacturing the same.

열간 프레스 성형 부재는 최근 자동차 경량화를 통한 연비 향상 및 승객 보호 등의 목적으로 자동차의 구조 부재에 많이 적용되고 있다. 반드시 이로 한정되는 것은 아니지만, 열간 프레스 성형 부재가 많이 사용되는 분야는 초고강도 또는 에너지 흡수능이 크게 요구되는 범퍼, 도어 또는 필러 보강재 등과 같은 구조부재 또는 충돌부재등을 들 수 있다. Hot press-formed members have recently been widely applied to structural members of automobiles for the purpose of improving fuel efficiency through weight reduction of automobiles and protecting passengers. Although not necessarily limited thereto, fields in which hot press-formed members are frequently used include structural members such as bumpers, doors, or pillar reinforcing materials or collision members that require ultra-high strength or high energy absorption capacity.

열간 프레스 성형에 관한 선행기술로는 특허문헌 1을 들 수 있는데, 상기 특허문헌 1에서는 Al-Si 도금강판을 오스테나이트화 온도(Ac3) 이상으로 가열한 후, 프레스에서 열간 성형과 동시에 급냉하여 최종적으로 마르텐사이트 조직을 가지는 부재를 얻는 기술을 제안하고 있다. 이와 같은 방법을 이용할 경우 고온에서 성형하기 때문에 복잡한 형상도 쉽게 성형할 수 있으며, 성형시 프레스의 금형에 의한 급냉도 이루어지기 때문에 강도 상승을 통하여 고강도화 및 그에 따른 부재의 경량화 효과를 기대할 수 있다.As a prior art related to hot press forming, Patent Document 1 can be cited. In Patent Document 1, after heating an Al-Si coated steel sheet to an austenitizing temperature (Ac3) or higher, it is rapidly cooled simultaneously with hot forming in a press to form a final As a result, a technique for obtaining a member having a martensitic structure is proposed. When this method is used, complex shapes can be easily molded because it is molded at a high temperature, and since rapid cooling is also performed by the mold of the press during molding, the effect of increasing the strength and reducing the weight of the member can be expected through the increase in strength.

그런데, 마르텐사이트 조직은 수소 취성에 대하여 낮은 저항성을 가지고 있으며, 특히 열간 성형에 의하여 얻어진 부품과 같이 상당한 양의 잔류 응력이 존재할 경우 수소 취성에 따른 지연 파괴가 우려된다. 이로 인하여 인장강도가 1800MPa 이상인 초고강도 부재의 경우 수소지연파괴에 대한 민감도가 크게 증가하여 적은 양의 수소가 강판 내에 잔류하더라도 파단이 일어날 수 있어서 사용이 제한될 수 있다. 특히, 이러한 문제는 표면에 도금층이 형성된 도금강판에서 현저하게 발생할 수 있으며, 이는 도금층이 수소의 침입을 야기하고 배출은 곤란하게 하는 역할을 하기 때문이다.However, the martensitic structure has low resistance to hydrogen embrittlement, and delayed fracture due to hydrogen embrittlement is a concern, especially when a significant amount of residual stress exists, such as in a part obtained by hot forming. As a result, in the case of an ultra-high-strength member having a tensile strength of 1800 MPa or more, the sensitivity to delayed hydrogen fracture is greatly increased, and even if a small amount of hydrogen remains in the steel sheet, fracture may occur, and thus use may be limited. In particular, such a problem may occur remarkably in a plated steel sheet having a plated layer formed on the surface thereof, because the plated layer causes hydrogen to penetrate and makes it difficult to discharge hydrogen.

또한, 고강도에 필수적인 마르텐사이트 조직은 높은 강도에 비하여 내충돌성이 좋지 않다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 강도가 높은 고강도 제품의 경우 내충돌성을 자동차사에서 요구하는 수준까지 향상시키기 위해서는 많은 개선이 필요하다. In addition, the martensitic structure, which is essential for high strength, has a disadvantage of poor impact resistance compared to high strength. Therefore, in the case of high-strength products with high strength, many improvements are required to improve crash resistance to the level required by automobile companies.

[특허문헌 1] 미국 등록특허공보 제6,296,805호[Patent Document 1] US Patent Registration No. 6,296,805

본 발명의 한가지 측면에 따르면 수소 취성에 대한 저항성과 내충돌성이 우수한 열간 프레스 성형 부재, 이러한 열간 프레스 성형 부재를 제조하기에 적합한 열간 프레스 성형용 도금강판 및 이들을 제공할 수 있는 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, a hot press-formed member having excellent resistance to hydrogen embrittlement and collision resistance, a plated steel sheet for hot press-forming suitable for manufacturing such a hot-press-formed member, and a manufacturing method capable of providing them are provided. .

본 발명의 과제는 상술한 바에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 발명 명세서의 전반적인 사항으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 특별한 어려움이 없을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above. Anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs will have no particular difficulty in understanding the additional tasks of the present invention from the overall details of the present invention specification.

본 발명의 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형용 도금강판은 소지강판 및 상기 소지강판의 표면에 형성된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 Al과 Fe가 함량의 합계로 중량 기준 80% 이상 포함하는 Al-Fe계 합금 도금층이며, 도금층 중 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 30% 이상인 것일 수 있다.A plated steel sheet for hot press forming according to one aspect of the present invention includes a base steel plate and a plating layer formed on a surface of the base steel plate, wherein the plated layer contains Al-Fe containing at least 80% by weight of the total content of Al and Fe. It is a base alloy plating layer, and the fraction of the BCC structure phase in the plating layer may be 30% or more based on area.

본 발명의 다른 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법은, 알루미늄 도금강판을 준비하는 단계; 및 상기 알루미늄 도금강판을 상소둔 열처리하는 단계를 포함하고, 하기 관계식 1로 표시되는 λ가 32~37이 되도록 상소둔 시간과 온도를 제어하는 방법일 수 있다.A method of manufacturing a coated steel sheet for hot press forming according to another aspect of the present invention includes preparing an aluminum-coated steel sheet; and subjecting the aluminum-plated steel sheet to an annealing heat treatment, and controlling the annealing time and temperature so that λ represented by the following relational expression 1 is 32 to 37.

[관계식 1][Relationship 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, i는 소둔 개시에서부터 경과된 시간(분)을, n은 냉각종료까지의 경과시간(분)을 의미하며, λi는 아래의 관계식 2로 표현되는 파라미터를 의미한다.Here, i means the elapsed time (minutes) from the start of annealing, n means the elapsed time (minutes) until the end of cooling, and λ i means a parameter represented by the relational expression 2 below.

[관계식 2] [Relationship 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서 Ti는 해당 경과시간에서의 강판(코일)의 폭방향 및 길이방향 중심부의 절대온도(K)를 의미한다.Here, Ti means the absolute temperature (K) of the central part in the width direction and the length direction of the steel sheet (coil) at the elapsed time.

본 발명의 또다른 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 및 A hot press-formed member according to another aspect of the present invention is a holding steel sheet and

상기 소지강판의 표면에 형성된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 Al과 Fe가 함량의 합계로 중량 기준 85% 이상 포함하는 Al-Fe계 합금 도금층이며, 도금층 중 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 75% 이상이고, 하기 관계식 3으로 표현되는 α가 0.2 이하인 것일 수 있다.It includes a plating layer formed on the surface of the base steel sheet, the plating layer is an Al-Fe-based alloy plating layer containing 85% or more by weight of the total content of Al and Fe, and the fraction of the phase of the BCC structure in the plating layer is 75% based on area % or more, and α expressed by the following relational expression 3 may be 0.2 or less.

α = (Ci - Co)/Coα = (Ci - Co)/Co

여기서, Ci는 글로우 방전 분광법(GDS)로 측정하였을 때 소지강판과 도금층의 경계에서부터 소지강판의 내부 깊이 20㎛까지의 탄소 함량의 평균 값을 의미하고, Co는 소지강판의 평균 탄소 함량을 의미한다. Here, Ci means the average value of the carbon content from the boundary between the base steel sheet and the plating layer to the inner depth of 20 μm of the base steel plate when measured by glow discharge spectroscopy (GDS), and Co means the average carbon content of the base steel plate .

상술한 바와 같이 열간 프레스 성형용 도금강판의 표면에 존재하는 도금층의 조직을 수소의 통과가 용이한 BCC 또는 사방정계 조직으로 제어함으로써 부재 내에 수소가 잔류하는 것을 최소화할 수 있으며, 또한 도금층 내 Si 분포를 제어함으로써 열간 프레스 성형을 위한 가열시에 도금층 조직이 보다 많이 BCC 조직으로 변태할 수 있도록 할 수 있다. As described above, by controlling the structure of the plating layer existing on the surface of the plated steel sheet for hot press forming to a BCC or orthorhombic structure through which hydrogen easily passes, it is possible to minimize the remaining hydrogen in the member and also to distribute Si in the plating layer. By controlling the structure, it is possible to transform the coating layer structure into a BCC structure more during heating for hot press forming.

또한, 열간 프레스 성형 부재는 도금층 내 BCC 구조의 조직이 다량 포함됨으로써 잔류 수소량을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 위치에서의 탄소 농화도를 제어함으로써 높은 강도를 가지더라도 향상된 내충돌성을 확보할 수 있다.In addition, the hot press formed member not only can minimize the amount of residual hydrogen by including a large amount of BCC structure in the plating layer, but also secures improved crash resistance even if it has high strength by controlling the carbon concentration at a specific location. can

도 1은 발명예 2에 따른 열간 프레스 성형용 도금강판을 두께 방향으로 절단하여 관찰한 사진,
도 2는 발명예 2에 따른 열간 프레스 성형용 도금강판을 표면에서부터 깊이 방향으로 글로우 방전 분광 분석을 실시한 그래프, 그리고
도 3은 발명예 2에 따른 열간 프레스 성형 부재를 두께 방향으로 절단하여 관찰한 사진이다.
1 is a photograph of a plated steel sheet for hot press forming according to Inventive Example 2 cut in the thickness direction and observed;
Figure 2 is a graph of the glow discharge spectroscopic analysis of the coated steel sheet for hot press forming according to Inventive Example 2 from the surface to the depth direction, and
3 is a photograph observed by cutting a hot press-formed member according to Inventive Example 2 in the thickness direction.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.The terminology used herein is intended only to refer to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.As used herein, the meaning of "comprising" specifies specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, and/or components, and other specific characteristics, regions, integers, steps, operations, elements, elements, and/or groups. does not exclude the presence or addition of

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.

또한, 본 발명에서 강판이라 함은 코일이나 판재(sheet) 상태의 것으로서 아직 특정한 형상으로 가공되기 전의 것을 의미하고, 부재라 함은 성형 과정에 의하여 판상이 아닌 형태로 가공된 것을 의미한다. 또한, 본 발명에서 말하는 도금층은 소지강판과 접하여 형성된 금속, 합금 또는 금속간 화합물의 층을 의미한다.Further, in the present invention, the steel sheet refers to a coil or sheet state before being processed into a specific shape, and a member refers to a steel sheet processed into a non-plate shape by a molding process. In addition, the plating layer referred to in the present invention means a layer of metal, alloy or intermetallic compound formed in contact with the base steel sheet.

본 발명에서 각 원소를 함량을 나타낼 때 특별히 달리 정하지 아니하는 한, 중량을 기준으로 한다는 것에 유의할 필요가 있다. 또한, 결정이나 조직의 비율은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 면적을 기준으로 하며, 또한 가스의 함량은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 부피를 기준으로 한다. It should be noted that in the present invention, when the content of each element is expressed, it is based on weight unless otherwise specified. In addition, the ratio of crystals or structures is based on area unless otherwise specified, and the content of gas is based on volume unless otherwise specified.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[열간 프레스 성형용 도금강판][Coated steel sheet for hot press forming]

수소는 강판내에 다량으로 잔류할 경우 수소취성을 야기할 수 있다. 이와 같이 수소취성을 야기하는 수소의 잔류를 막기 위해서는 강판으로 침입하는 수소의 양을 감소시키거나 수소가 강판 외부로 쉽게 배출될 수 있도록 하는 것이 필요하다. Hydrogen may cause hydrogen embrittlement if a large amount of hydrogen remains in the steel sheet. In order to prevent the residual of hydrogen that causes hydrogen embrittlement, it is necessary to reduce the amount of hydrogen penetrating into the steel sheet or to allow hydrogen to be easily discharged to the outside of the steel sheet.

그런데, 수소가 강판 내로 침입하여 들어오는 현상은, 분위기에 포함된 수소가 강판 내로 직접 침입해 들어오거나 수증기가 표면의 도금층과 반응하여 수소와 산소(산화물)로 분해되고 분해된 수소가 강판 내부로 침입하는 과정에 의하여 설명될 수 있다. 따라서, 수소의 강판 내로의 침입을 억제하기 위해서는 분위기 중의 수소량을 줄이거나 수증기를 감소시켜서 수증기와 강판 표면의 도금층 사이의 산화 반응을 억제할 필요가 있다. 이를 위해서는 열간 프레스 성형을 위하여 열간 프레스 성형용 도금강판 또는 블랭크를 가열할 때의 분위기를 질소 분위기나 비수소 함유 분위기로 제어하거나 분위기의 이슬점을 낮게 제어하는 방법 등을 들 수 있으나, 이러한 방법은 제조 비용의 상승을 초래하기 때문에 효과적이지 않을 수 있다.However, the phenomenon in which hydrogen penetrates into the steel sheet is that hydrogen contained in the atmosphere directly penetrates into the steel sheet, or water vapor reacts with the plating layer on the surface to decompose into hydrogen and oxygen (oxide), and the decomposed hydrogen penetrates into the steel sheet. It can be explained by the process of Therefore, in order to suppress the penetration of hydrogen into the steel sheet, it is necessary to reduce the amount of hydrogen in the atmosphere or reduce the water vapor to suppress the oxidation reaction between the water vapor and the coating layer on the surface of the steel sheet. For this purpose, a method of controlling the atmosphere when heating the plated steel sheet for hot press forming or the blank for hot press forming to a nitrogen atmosphere or a non-hydrogen-containing atmosphere or controlling the dew point of the atmosphere to a low level may be mentioned. It may not be effective because it causes an increase in cost.

본 발명자들은 이와 같은 방법 대신에, 강판 내로 침투한 수소가 용이하게 다시 배출될 수 있도록 함으로써 결국 열간 프레스 성형 부재 내에 잔류하는 수소의 양을 감소시키는 방법이 수소취성에 대한 저항성 개선에 효과적이라는 것을 발견하였다.Instead of this method, the present inventors found that a method of reducing the amount of hydrogen remaining in a hot-press molded member by allowing hydrogen penetrating into the steel sheet to be easily discharged is effective in improving resistance to hydrogen embrittlement. did

또한, 본 발명의 발명자들이 열간 프레스 성형 부재의 충돌 특성에 악영향을 미치는 원인을 분석한 결과, 도금강판을 가열하여 열간 프레스 성형할 때 확산에 의하여 도금층의 두께가 증가하게 되는데, 도금층은 탄소에 대한 고용도가 낮아서 증가한 두께에 포함되어 있던 탄소는 소지강판 측으로 밀려나게 된다. 그 결과 소지강판과 도금층 계면에 가까운 소지강판의 표층부에 탄소가 농화되게 되는데 이로 인하여 표면의 굽힘성이 저하하게 된다. 굽힘성의 저하는 내충돌성의 저하로 연결되게 된다.In addition, as a result of the inventors of the present invention analyzing the cause of adversely affecting the collision characteristics of the hot press-formed member, the thickness of the plating layer increases due to diffusion when hot press forming by heating the plated steel sheet. The carbon contained in the increased thickness due to low solid solubility is pushed to the side of the base steel sheet. As a result, carbon is concentrated in the surface layer portion of the base steel sheet close to the interface between the base steel plate and the plating layer, which lowers the bendability of the surface. A decrease in bendability leads to a decrease in crash resistance.

따라서, 본 발명의 발명자들은 이러한 원인 분석을 통하여 도금강판을 사전에 열처리함으로써 사전에 도금강판의 표면 도금층을 합금화시키는 동시에 도금층과 접하는 소지강판의 표층부에 농화된 탄소가 충분히 소지강판 내부로 확산되도록 해 두면, 합금층이 형성된 강판 단계에서 탄소의 농화 현상이 일어나지 않을 뿐 아니라 이후의 열간 프레스 성형을 위한 가열을 실시하여도 이미 충분한 양의 철이 도금층 내로 확산되어 합금화가 이루어져 있으므로 추가적인 합금화 및 그에 따른 도금층의 두께 증가가 최소화되어 탄소의 농화를 억제할 수 있다는 것을 발견할 수 있었다. 다만, 본 발명에서 사전 열처리는 필수적인 것이 아니며, 다른 합금 형성 방법에 의하여 동일한 도금층을 형성하는 것에도 본 발명의 권리범위는 제한 없이 미칠 수 있다는 것에 유의할 필요가 있다.Therefore, the inventors of the present invention alloy the surface plating layer of the coated steel sheet in advance by heat treating the coated steel sheet in advance through the analysis of these causes, and at the same time, the carbon concentrated in the surface layer of the steel sheet in contact with the plating layer is sufficiently diffused into the inside of the steel sheet. In other words, not only does the carbon concentration phenomenon not occur in the steel sheet stage where the alloy layer is formed, but even when heating is performed for subsequent hot press forming, a sufficient amount of iron is already diffused into the plating layer and alloying is performed, so additional alloying and consequently the plating layer It was found that the increase in thickness can be minimized and the thickening of carbon can be suppressed. However, it should be noted that pre-heat treatment is not essential in the present invention, and the scope of the present invention can be extended without limitation even when the same plating layer is formed by other alloy forming methods.

결국 본 발명의 핵심은, 열간 프레스 성형용 도금강판의 표면에 포함되는 도금층의 성질을 적절하게 제어하여 열간 프레스 성형을 위한 가열시 및 보관시에 수소 배출이 용이하게 되도록 할 뿐만 아니라, 합금화에 의한 두께 증가를 최소화 함으로써 탄소의 추가적인 농화를 억제할 수 있어서 수소취성에 대한 저항성과 내충돌성을 동시에 확보할 수 있다는 것에 있다.After all, the core of the present invention is to appropriately control the properties of the coating layer included on the surface of the coated steel sheet for hot press forming so that hydrogen can be easily discharged during heating and storage for hot press forming, as well as by alloying By minimizing the increase in thickness, additional concentration of carbon can be suppressed, so that resistance to hydrogen embrittlement and crash resistance can be secured at the same time.

본 발명의 열간 성형용 강판에 포함되는 도금층은 Al(알루미늄)과 Fe(철)을 주성분으로 한다. 도금층 중 이들 원소의 함량의 합계는 중량 기준으로 80% 이상일 수 있으며, 경우에 따라서는 85% 이상 또는 90% 이상일 수도 있다. The plating layer included in the steel sheet for hot forming of the present invention has Al (aluminum) and Fe (iron) as main components. The total content of these elements in the plating layer may be 80% or more by weight, and may be 85% or more or 90% or more in some cases.

본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상기 도금층의 두께는 5~20㎛일 수 있다. 내식성을 확보하기 위해서는 상기 도금층의 두께는 5㎛ 이상일 수 있으며, 도금층의 두께가 너무 두꺼울 경우에는 도금층 내로의 Fe의 확산이 충분하지 못하여 사방정계(Fe2Al5) 상의 비율이 증가하여 수소 배출이 용이하지 못할 수 있으므로 도금층 두께의 상한은 20㎛로 정할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the plating layer may have a thickness of 5 to 20 μm. In order to secure corrosion resistance, the thickness of the plating layer may be 5 μm or more. If the thickness of the plating layer is too thick, the diffusion of Fe into the plating layer is not sufficient and the ratio of the orthorhombic (Fe 2 Al 5 ) phase increases, resulting in hydrogen emission. Since it may not be easy, the upper limit of the thickness of the plating layer may be set at 20 μm.

그리고, 후속하는 도금층 내의 상 분포를 유리하게 제어할 수 있도록 하기 위해서 도금층 중 상기 Fe는 중량 기준으로 40% 이상, 경우에 따라서는 45% 이상 또는 50% 이상 포함될 수 있다. Fe의 함량이 충분하지 못할 경우 후술하는 BCC 상의 분율이 충분하지 못하여 결국 수소취성이나 내충돌성의 개선에 효과적이지 않을 수 있다.And, in order to advantageously control the phase distribution in the subsequent plating layer, the Fe in the plating layer may be included in an amount of 40% or more, in some cases, 45% or more, or 50% or more by weight. If the content of Fe is not sufficient, the fraction of the BCC phase described later may not be sufficient, and consequently, it may not be effective in improving hydrogen embrittlement or collision resistance.

또한, 본 발명의 한가지 구현례에서는 도금층 표면에서 깊이 1㎛ 지점의 Fe 함량이 중량 기준으로 20% 이상일 수 있다. 다른 구현례에서 표면까지 충분히 합금화 되어야 BCC 구조의 상의 비율이 충분할 수 있으므로 최표층 부근의 Fe 함량을 중량 기준으로 25% 이상으로 정할 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the Fe content at a depth of 1 μm from the surface of the plating layer may be 20% or more by weight. In another embodiment, since the proportion of the phase of the BCC structure may be sufficient when it is sufficiently alloyed to the surface, the Fe content near the outermost layer may be set to 25% or more by weight.

또한, 본 발명의 한가지 구현례에 따른 도금층에는 Si가 중량 기준으로 1~7%, 또는 1.5~7% 더 포함될 수 있다. 상기 Si는 합금화가 너무 급속하게 얼어나는 것을 방지하여 용접 저항성 증가로 인한 점 용접성의 불량을 방지할 수 있으며, 도금욕의 온도를 감소시키는 역할을 수행하는 것으로서 1.5% 이상 포함될 수 있다. 다만, Si 함량이 과다할 경우에는 Si의 산화물이 표층부에 과다하게 발생하여 그에 따라 용접성이 나빠질 수 있을 뿐만 아니라 내식성도 나빠질 수 있으므로, 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Si 함량은 7% 이하로 제한할 수 있다. 본 발명의 다른 한가지 구현례에서는 상기 Si의 함량을 2~7%로 제한할 수도 있다.In addition, the plating layer according to one embodiment of the present invention may further include 1 to 7%, or 1.5 to 7% of Si based on weight. The Si can prevent spot weldability defects due to an increase in welding resistance by preventing alloying from freezing too rapidly, and serves to reduce the temperature of the plating bath, and may be included in an amount of 1.5% or more. However, if the Si content is excessive, Si oxide is excessively generated in the surface layer, and thus not only weldability but also corrosion resistance may be deteriorated accordingly, so in one embodiment of the present invention, the Si content is limited to 7% or less. can do. In another embodiment of the present invention, the Si content may be limited to 2 to 7%.

본 발명의 도금층은 사방정계(Orthorhombic)와 체심입방(BCC) 구조의 상들을 주된 상으로 한다. 사방정계라 함은 중량 기준으로 Fe가 25~60% 포함되고 Al이 10~55% 포함된 상을 말하는데, 대표적으로는 Fe2Al5가 있을 수 있으나 공업적으로는 반드시 화학양론적으로 2:5의 비율을 갖출 것을 요구하지는 아니한다. 또한, 체심입방 구조의 상이라 함은 FeAl, Fe3Al 또는 Fe에 Al이 고용된 형태(α-Fe)의 상 등을 의미하며, 중량 기준으로 Fe가 50~99%, Al이 1~30% 되는 상을 의미한다. 경우에 따라 Si가 3~7% 포함될 수도 있다. The plating layer of the present invention has orthorhombic and body centered cubic (BCC) phases as main phases. The orthorhombic system refers to a phase containing 25 to 60% of Fe and 10 to 55% of Al by weight. Representatively, Fe 2 Al 5 may be present, but industrially, it must be stoichiometrically 2: It is not required to have a ratio of 5. In addition, the phase of the body-centered cubic structure means FeAl, Fe 3 Al, or a phase in which Al is dissolved in Fe (α-Fe), and based on weight, Fe is 50 to 99% and Al is 1 to 30%. It means the prize that is %. In some cases, 3 to 7% of Si may be included.

사방정계와 체심입방 구조상은 Fe와 Al로만 이루어질 필요는 없으며 도금층에 포함될 수 있는 Mg, Zn, Mn, Sb, Sn 등의 원소를 합계로 15% 이하까지는 포함할 수 있다. 또한, 사방정계와 체심입방 구조의 조성이 일부 중복될 수 있으나 이들은 근본적으로 결정구조가 상이하기 때문에 두 구조를 구별하는 것에는 특별한 문제가 없다. The orthorhombic and body-centered cubic structures need not consist of only Fe and Al, and may contain up to 15% or less of elements such as Mg, Zn, Mn, Sb, Sn, etc. that may be included in the plating layer. In addition, although the compositions of the orthorhombic and body-centered cubic structures may partially overlap, there is no particular problem in distinguishing the two structures because their crystal structures are fundamentally different.

본 발명의 한가지 구현례에서는 사방정계와 체심입방 구조 상의 점유율의 합계가 면적 기준으로 90% 이상일 수 있으며, 또는 95% 이상일 수도 있다. 이들 상의 비율의 상한에는 제한이 없으며 100%까지도 포함될 수도 있다. 이들 합금상의 비율이 낮을 경우에는 합금화가 충분하지 않아 열간 프레스 성형을 위한 가열 과정에서 소지강판으로부터 철이 추가적으로 확산되어 들어올 수 있으며, 그 결과 합금화된 도금층의 두께가 증가하고 소지강판과 도금층 사이의 경계가 소지강판 측으로 이동함으로써 탄소가 소지강판 측으로 농화될 수 있다. 본 발명의 구현례에서 각 상의 비율은 도금강판을 두께 방향으로 절단하여 관찰되는 단면에서 각 상이 차지하는 면적으로부터 구할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the total occupancy of the orthorhombic and body-centered cubic structures may be 90% or more, or 95% or more, based on area. The upper limit of the ratio of these phases is not limited and may include up to 100%. When the ratio of these alloy phases is low, alloying is not sufficient, and iron may additionally diffuse from the base steel sheet during the heating process for hot press forming. As a result, the thickness of the alloyed plating layer increases and the boundary between the base steel sheet and the plating layer becomes By moving to the base steel sheet side, carbon can be concentrated toward the base steel plate side. In the embodiment of the present invention, the ratio of each phase can be obtained from the area occupied by each phase in the cross section observed by cutting the coated steel sheet in the thickness direction.

또한, 열간 프레스 성형을 위한 열처리 과정 또는 보관 과정에서 소지강판으로부터 수소가 충분히 배출될 수 있도록 하기 위해서는 BCC 구조의 상의 비율이 높은 것이 유리하다. 또한 BCC 구조의 상은 Al-Fe 합금계에서 Fe 함량이 높은 상으로서 열간 프레스 성형을 위한 가열시에 Fe가 추가적으로 확산되어 들어오는 것을 억제할 수 있어서, 탄소가 농화되는 현상을 최대한 방지할 수 있다. 이를 위해서는 도금층 내 BCC 상의 비율을 도금층 전체 면적 대비 25% 이상으로 할 필요가 있으며, 다른 한가지 구현례에서는 30% 이상일 수 있다. In addition, in order to ensure that hydrogen is sufficiently discharged from the steel sheet during the heat treatment process for hot press forming or the storage process, it is advantageous to have a high BCC structure phase ratio. In addition, the phase of the BCC structure is a phase with a high Fe content in the Al-Fe alloy system, and can suppress additional diffusion of Fe during heating for hot press forming, thereby maximally preventing the phenomenon of carbon concentration. To this end, it is necessary to set the ratio of the BCC phase in the plating layer to 25% or more relative to the total area of the plating layer, and in another embodiment, it may be 30% or more.

따라서, 본 발명의 한가지 측면에 따른 강판은 소지강판 및 상기 소지강판의 표면에 형성된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 Al과 Fe가 함량의 합계로 중량 기준 80% 이상 포함하는 Al-Fe계 합금 도금층이며, 도금층 중 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 25% 이상인 것일 수 있다.Therefore, a steel sheet according to one aspect of the present invention includes a base steel sheet and a plating layer formed on a surface of the base steel sheet, and the plating layer includes an Al-Fe-based alloy plating layer containing 80% or more by weight of the total content of Al and Fe. And, the fraction of the phase of the BCC structure in the plating layer may be 25% or more based on area.

또한, 본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상기 도금층 은 깊이 방향으로 GDS 분석을 실시하였을 모든 깊이에서 Al의 함량이 70% 이하로 제어될 수 있다. In addition, according to one embodiment of the present invention, the Al content of the plating layer can be controlled to 70% or less at all depths at which GDS analysis is performed in the depth direction.

Al 함량이 과도한 경우에는 충분한 합금화가 이루어지지 않을 수 있으며, 그 결과 도금층에 미합금화된 층이 남게 되는데, 이러한 경우에 형상 교정 등에 의해 도금강판에 장력이 가해지면 도금층이 박리되는 문제가 발생할 수 있으므로, 모든 위치에서 Al 함량이 70% 이하일 수 있다. 상기 Al 함량은 글로우 방전 분광 분석(GDS) 법에 의하여 표면에서부터 0.005㎛ 깊이 간격으로 측정하여 구할 수 있다. If the Al content is excessive, sufficient alloying may not be achieved, and as a result, an unalloyed layer remains in the plating layer. , the Al content may be 70% or less at all locations. The Al content can be obtained by measuring at a depth interval of 0.005 μm from the surface by a glow discharge spectroscopy (GDS) method.

또한, 본 발명의 또 한가지 측면에 따르면 본 발명의 열간 프레스 성형용 도금강판은 도금층 내 사방정계에 포함될 수 있는 Si의 함량이 3% 이하일 수 있다. 이는 열간 프레스 성형시 일어날 수 있는 합금화 과정을 고려한 것으로서, BCC 구조의 경우 이미 충분한 합금화가 일어난 상태이므로 열간 프레스 성형을 위한 가열 과정에서 합금화는 사방정계에서 일어나는 것이 수소의 배출이 원활한 BCC 구조의 비율을 높이는데 유리할 수 있다. 그런데, 사방정계 내에서 Si가 다량 포함되어 있을 경우에는 가열시 합금화가 지연되어 충분한 양의 BCC가 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 사방정계에 포함될 수 있는 Si의 함량이 3% 이하일 수 있으며, 한가지 구현례에서는 2.5% 이하 일 수 있다. 또한, 사방정계에 Si가 적게 분배되도록 하기 위하여 BCC 구조의 상 내의 Si 함량은 3%를 초과할 수 있으며, 한가지 구현례에서는 5% 이상일 수 있다.Further, according to another aspect of the present invention, in the plated steel sheet for hot press forming of the present invention, the content of Si that may be included in the orthorhombic system in the plating layer may be 3% or less. This is in consideration of the alloying process that can occur during hot press forming. In the case of the BCC structure, since sufficient alloying has already occurred, alloying in the heating process for hot press forming takes place in the orthorhombic system, which is the ratio of the BCC structure with smooth hydrogen emission. Elevation can be beneficial. However, when a large amount of Si is included in the orthorhombic system, alloying is delayed during heating, so that a sufficient amount of BCC may not be formed. Accordingly, the amount of Si that may be included in the orthorhombic system may be less than 3%, and in one embodiment may be less than 2.5%. In addition, the Si content in the phase of the BCC structure may exceed 3%, and in one embodiment may be greater than 5%, in order to achieve a low Si distribution in the orthorhombic system.

또한, 본 발명의 다른 한가지 구현례에서는 상기 도금층의 표면으로부터 깊이 5㎛ 이내의 영역에 원상당 직경 5㎛ 이하의 크기를 가지는 공극이 도금층 단면적 200㎛2 당 50개 이상 존재할 수 있다. 상기 공극이 존재할 경우 공극을 통하여 열전달이 원활하게 진행되어 합금속도가 증가할 수 있다는 효과가 있다. 본 발명의 공극이라 함은 강판을 두께 방향으로 절단하여 관찰하였을 때, 개방되지 않고 도금층에 둘러싸인 폐쇄된 빈 공간을 의미한다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 공극의 밀도는 200㎛2 당 70개 이상일 수 있다. 공극이 많을 수록 합금화 효과 측면에서는 유리할 수 있으나 과다할 경우 도금층에 공극이 과다하게 존재하여 도금층 표층부와 내부의 사이의 결합력이 떨어져서 합금화된 표층의 일부가 박리할 우려가 있을 수 있으므로, 공극 밀도의 상한은 200㎛2 당 200개로 정할 수 있다. Further, in another embodiment of the present invention, 50 or more voids having an equivalent circle diameter of 5 μm or less may exist in a region within a depth of 5 μm from the surface of the plating layer per 200 μm 2 of the cross-sectional area of the plating layer. When the voids exist, heat transfer proceeds smoothly through the voids, so that the alloying rate can be increased. The void in the present invention means a closed empty space surrounded by a plating layer, not open, when the steel sheet is cut in the thickness direction and observed. In one embodiment of the present invention, the density of the pores may be 70 or more per 200 μm 2 . The more voids, the more advantageous in terms of alloying effect, but if too many voids exist in the plating layer, the bonding strength between the surface layer and the inside of the plating layer decreases, which may cause a part of the alloyed surface layer to peel off. Therefore, the upper limit of the void density Silver can be set to 200 per 200 μm 2 .

본 발명에서 대상으로 하는 도금강판의 소지강판은 열간 프레스 성형에 사용될 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 제한하지 아니한다. 다만, 본 발명의 한가지 구현례로 사용될 수 있는 소지강판은 중량 기준으로 C: 0.14~0.5%, Si: 0.05~1%, Mn: 0.5~4%, P: 0.001~0.03%, S: 0.0001~0.02%, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1% 및 N: 0.001~0.02%를 포함하는 조성을 가질 수 있다.The type of the base steel sheet of the coated steel sheet targeted in the present invention is not particularly limited as long as it can be used for hot press forming. However, the holding steel sheet that can be used as one embodiment of the present invention contains C: 0.14 ~ 0.5%, Si: 0.05 ~ 1%, Mn: 0.5 ~ 4%, P: 0.001 ~ 0.03%, S: 0.0001 ~ 0.02%, Al: 0.01 ~ 0.1%, Cr: 0.01 ~ 1%, and N: may have a composition containing 0.001 ~ 0.02%.

탄소(C): 0.14~0.5%Carbon (C): 0.14 to 0.5%

상기 C는 열처리 부재의 강도를 상향시키고 경화능을 향상시키는 원소로써 강도 조절을 위해 필수적인 원소로 적정하게 첨가되어야 한다. C 함유량이 0.14% 미만에서는 경화능이 낮아 냉각속도 감소시 충분한 마르텐사이트를 확보하지 못하고 페라이트 생성으로 내충돌성이 열위해지므로 0.14%이상 첨가되어야 하고, 그 함량이 0.5%를 넘게 되면 강도가 과하게 상승되고 취성을 유발할 수 있고 용접성이 열위해지므로 그 상한은 0.5%이하일 수 있다.The C is an element that increases the strength of the heat treated member and improves the hardenability, and must be appropriately added as an essential element for strength control. If the C content is less than 0.14%, the hardenability is low, so when the cooling rate is reduced, sufficient martensite cannot be secured and the collision resistance is inferior due to the formation of ferrite, so 0.14% or more must be added. The upper limit may be 0.5% or less because it may cause brittleness and poor weldability.

실리콘(Si): 0.05~1%Silicon (Si): 0.05 to 1%

상기 Si는 제강에서 탈산제로 첨가되어야 할 뿐만 아니라, 고용강화 원소이자 탄화물 생성 억제 원소로써 내부 조직 균일화에 효과적일 뿐만 아니라, 열간성형 부재의 강도 상승에 기여하며 재질 균일화에 효과적인 원소로써 첨가된다. 다만, 그 함유량이 0.05% 미만에서는 상기 효과를 기대할 수 없고, Si 함량이 1% 초과하게 되면 소둔 중 강판 표면에 생성되는 과도한 Si산화물로 인하여 도금성이 크게 저하되기 때문에 1% 이하를 첨가한다.The Si not only needs to be added as a deoxidizer in steelmaking, but also is effective in uniformizing the internal structure as a solid-solution strengthening element and a carbide formation inhibiting element, contributes to increasing the strength of a hot-formed member, and is added as an effective element in material uniformity. However, if the content is less than 0.05%, the above effect cannot be expected, and if the Si content exceeds 1%, plating properties are greatly reduced due to excessive Si oxide generated on the surface of the steel sheet during annealing, so 1% or less is added.

망간(Mn): 0.5~4%Manganese (Mn): 0.5 to 4%

상기 Mn은 고용강화 효과로 인하여 원하는 강도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 경화능 향상을 통하여 열간성형시 페라이트 형성을 억제하기 위하여 첨가될 필요가 있다. Mn 함유량이 0.5% 미만에서는 충분한 경화능 효과를 얻기 힘들고 부족한 경화능 위해서 다른 고가의 합금원소가 과다하게 필요하여 제조원가가 크게 증가하는 문제가 발생하고, Mn 함량이 4%를 넘게 되면 미세조직상 압연방향으로 배열된 밴드(band)성 조직이 심화되어 내부 조직의 불균일성을 유발하게 되고 이에 따른 내충돌성을 열위시킬 수 있으므로 4% 이하를 첨가한다.The Mn needs to be added not only to secure desired strength due to the solid solution strengthening effect but also to suppress ferrite formation during hot forming through hardenability improvement. If the Mn content is less than 0.5%, it is difficult to obtain a sufficient hardenability effect, and an excessive amount of other expensive alloy elements are required for insufficient hardenability, resulting in a large increase in manufacturing cost. The band structure arranged in the direction deepens and causes non-uniformity of the internal structure, which can lead to inferior crash resistance, so 4% or less is added.

인(P): 0.001~0.03 중량%Phosphorus (P): 0.001 to 0.03% by weight

상기 P는 강 중 불순물로 존재하며 그 최소 함량이 0.001% 미만을 위해서는 많은 제조비용이 소요되므로 바람직하지 않고, 그 최대 함량이 0.03%를 초과하면 열간성형 부재의 용접성 및 고온 입계 편석에 따른 재질 물성이 열화되므로 그 상한을 0.03%로 한다.The P exists as an impurity in steel, and it is undesirable because a lot of manufacturing cost is required for the minimum content of less than 0.001%, and if the maximum content exceeds 0.03%, the weldability of the hot-formed member and material properties due to high-temperature grain boundary segregation Since this deteriorates, the upper limit is made into 0.03%.

황(S):0.0001~0.02 중량% Sulfur (S): 0.0001 to 0.02% by weight

상기 S는 불순물로서, 부재의 연성, 충격특성 및 용접성을 저해하는 원소이기 때문에 최대함량을 0.02%로 한정한다. 또한 그 최소함량이 0.0001% 미만에서는 제조비용을 크게 상승시키므로 바람직하지 않다.The S is an impurity, and the maximum content is limited to 0.02% because it is an element that inhibits the ductility, impact characteristics and weldability of the member. In addition, if the minimum content is less than 0.0001%, it is not preferable because the manufacturing cost is greatly increased.

알루미늄(Al): 0.01~0.1%Aluminum (Al): 0.01 to 0.1%

상기 Al은 Si과 더불어 제강에서 탈산 작용을 하여 강의 청정도를 높이는 원소이다. Al 함량이 0.01% 미만에서는 상기 효과를 얻기 어렵고, 그 함량이 0.1%를 초과하게 되면 연주공정 중 형성되는 과다한 AlN 석출물에 따른 고온연성이 떨어져, 슬라브 크랙이 발생하여 제조상 문제를 유발할 수 있으므로 그 상한을 0.1%로 한다.The Al is an element that, together with Si, acts as a deoxidizer in steelmaking to increase the cleanliness of the steel. If the Al content is less than 0.01%, it is difficult to obtain the above effect, and if the Al content exceeds 0.1%, high-temperature ductility due to excessive AlN precipitates formed during the casting process is reduced, and slab cracks may occur, which may cause manufacturing problems. is set to 0.1%.

크롬(Cr) : 0.01~1%Chromium (Cr): 0.01~1%

상기 Cr은 Mn과 같이 강의 경화능을 확보하여 열간 성형 후 페라이트 생성을 억제하기 위한 원소로써 첨가된다. Cr 함량이 0.01%미만에서는 상기 효과를 확보하기 어렵고, 그 함량이 1% 초과하게 되면 첨가량 대비 경화능 향상 효과가 미미할 뿐만 아니라, 조대한 철탄화물이 과다하게 형성되어 응력 작용시 크랙이 유발될 수 있어 재질을 열위하게 하므로, 그 상한을 1%로 한다. Cr, like Mn, is added as an element for securing hardenability of steel and suppressing ferrite generation after hot forming. If the Cr content is less than 0.01%, it is difficult to secure the above effect, and if the Cr content exceeds 1%, the effect of improving the hardenability compared to the amount added is insignificant, and excessive formation of coarse iron carbide may cause cracks when stress is applied. The upper limit is set to 1%.

질소(N): 0.001~0.02%Nitrogen (N): 0.001 to 0.02%

상기 N은 강 중에 불순물로 포함된다. N 함량이 0.001% 미만을 위해서는 이를 위한 과다한 제조비용이 수반되고, 그 함량이 0.02% 초과하게 되면 첨가된 Al과 같이 AlN 형성에 따른 슬라브 크랙이 발생하기 쉬워지므로 그 상한을 0.02%로 한다.The N is included as an impurity in steel. If the N content is less than 0.001%, excessive manufacturing costs are involved, and if the content exceeds 0.02%, slab cracks due to AlN formation are likely to occur, such as added Al, so the upper limit is set to 0.02%.

상술한 원소외 나머지 성분은 Fe 및 철강제조과정에서 불가피하게 포함되는 불순물일 수 있다.The remaining components other than the above elements may be Fe and impurities unavoidably included in the steel manufacturing process.

본 발명에서는 상술한 강 조성에 더하여 중량 기준으로 Cr, Mo 및 W으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 합: 0.01~4.0%, Ti, Nb, Zr 및 V으로 이루어진 그룹에서 1종 이상의 합: 0.001~0.4%, Cu + Ni: 0.005~2.0%, Sb+Sn: 0.001~1.0% 및 B: 0.0001~0.01% 중에서 하나 이상을 추가로 첨가할 수 있다.In the present invention, in addition to the above-mentioned steel composition, the sum of one or more selected from the group consisting of Cr, Mo, and W: 0.01 to 4.0%, the sum of one or more selected from the group consisting of Ti, Nb, Zr, and V on a weight basis: 0.001 to One or more of 0.4%, Cu + Ni: 0.005 to 2.0%, Sb + Sn: 0.001 to 1.0%, and B: 0.0001 to 0.01% may be further added.

Cr, Mo 및 W으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 합 : 0.01~4.0% 상기 Cr, Mo 및 W은 경화능 향상과, 석출강화 효과를 통한 강도 및 결정립 미세화를 확보할 수 있으므로, 이들 1종 이상을 함량 합계 기준으로 0.01% 이상 첨가할 수 있다. 또한, 부재의 용접성을 확보하기 위해서 그 함량을 4.0% 이하로 제한할 수도 있다. 또한, 이들 원소의 함량이 4.0%를 초과 하면 더이상의 효과 상승도 미약하기 때문에 함량을 4.0% 이하로 제한할 경우 추가적인 원소 첨가에 따른 비용 상승을 방지할 수도 있다. 본 발명의 한가지 구현례에 따르면 Cr은 0.01~1%로 포함되는 것이므로, 나머지 성분들의 함량은 Cr을 이 범위로 포함시키면서 성분 함량의 합이 0.01~4.0%가 되도록 결정될 수 있다.The sum of one or more selected from the group consisting of Cr, Mo, and W: 0.01 to 4.0% Since Cr, Mo, and W can improve hardenability and secure strength and crystal grain refinement through precipitation strengthening effects, one or more of these may be added in an amount of 0.01% or more based on the total content. In addition, the content may be limited to 4.0% or less in order to secure the weldability of the member. In addition, if the content of these elements exceeds 4.0%, further increase in effect is insignificant, so if the content is limited to 4.0% or less, cost increase due to the addition of additional elements can be prevented. According to one embodiment of the present invention, since Cr is included in 0.01 to 1%, the content of the remaining components may be determined so that the sum of the component contents is 0.01 to 4.0% while including Cr in this range.

Ti, Nb, Zr 및 V로 이루어진 그룹 중 선택된 1종 이상의 합 : 0.001~0.4%Sum of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb, Zr, and V: 0.001 to 0.4%

상기 Ti, Nb 및 V은 미세 석출물 형성으로 열처리 부재의 강판 향상과, 결정립 미세화에 의해 잔류 오스테나이트 안정화와 충격인성 향상에 효과가 있으므로 이들 중 1종 이상을 함량의 합계로 0.001% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 첨가량이 0.4%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 과다한 합금철 첨가로 비용 상승을 초래할 수 있다.The Ti, Nb, and V are effective in improving the steel sheet of the heat treated member by forming fine precipitates and stabilizing retained austenite and improving impact toughness by grain refinement, so one or more of them may be added in an amount of 0.001% or more in total. there is. However, if the added amount exceeds 0.4%, the effect is saturated and the cost may increase due to the excessive addition of ferroalloy.

Cu + Ni: 0.005~2.0%Cu + Ni: 0.005~2.0%

상기 Cu와 Ni는 미세 석출물을 형성시켜 강도를 향상시키는 원소이다. 상술한 효과를 얻기 위해서 이들 중 하나 이상의 성분의 합을 0.005% 이상으로 할 수 있다. 다만, 그 값이 2.0%를 초과하면 과다한 비용 증가가 되기 때문에 그 상한을 2.0%로 한다.The Cu and Ni are elements that improve strength by forming fine precipitates. In order to obtain the above-mentioned effect, the sum of one or more of these components may be 0.005% or more. However, if the value exceeds 2.0%, excessive cost increases, so the upper limit is set at 2.0%.

Sb + Sn: 0.001~1.0%Sb+Sn: 0.001~1.0%

상기 Sb와 Sn은 Al-Si도금을 위한 소둔 열처리 시, 표면에 농화되어 Si 또는 Mn 산화물이 표면에 형성되는 것을 억제하여 도금성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서 0.001% 이상 첨가될 수 있다. 다만, 그 첨가량이 1.0%를 초과하면 과다한 합금철 비용뿐만 아니라 슬라브 입계에 고용되어 열간압연 시 코일 에지(edge) 크랙을 유발시킬 수 있기 때문에 그 상한을 1.0%로 한다.During the annealing heat treatment for Al-Si plating, the Sb and Sn are concentrated on the surface to suppress the formation of Si or Mn oxide on the surface, thereby improving plating properties. In order to obtain such an effect, 0.001% or more may be added. However, if the addition amount exceeds 1.0%, the upper limit is set to 1.0% because not only excessive ferroalloy cost but also solid solution at the grain boundary of the slab can cause coil edge cracks during hot rolling.

B: 0.0001~0.01%B: 0.0001 to 0.01%

상기 B은 소량의 첨가로도 경화능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구오스테나이트 결정립계에 편석되어 P 또는 S의 입계 편석에 의한 열간 프레스 성형 부재의 취성을 억제할 수 있는 원소이다. 따라서 B는 0.0001% 이상 첨가될 수 있다. 다만, 0.01%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 열간압연에서 취성을 초래하므로 그 상한을 0.01%로 할 수 있으며, 한가지 구현례에서는 상기 B 함량을 0.005% 이하로 할 수 있다.The B is an element that can improve hardenability even with a small amount of addition, and can suppress brittleness of hot-press-formed parts due to grain boundary segregation of P or S by being segregated at old austenite grain boundaries. Accordingly, B may be added in an amount of 0.0001% or more. However, if it exceeds 0.01%, the effect is not only saturated, but also causes brittleness in hot rolling, so the upper limit may be 0.01%, and in one embodiment, the B content may be 0.005% or less.

상술한 성분 이외의 잔부는 철 및 불가피한 불순물로 이루어질 수 있으며, 또한 열간 성형용 도금강판에 첨가될 수 있는 성분이라면 특별히 추가적인 첨가는 제한하지 않는다.The remainder other than the above components may be composed of iron and unavoidable impurities, and further addition is not particularly limited as long as it is a component that can be added to the coated steel sheet for hot forming.

[열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법][Method of manufacturing coated steel sheet for hot press forming]

상술한 조건을 충족할 수 있다면 본 발명의 열간 프레스 성형용 도금강판의 제조방법은 특별하게 제한하지 않는다. 다만, 본 발명의 일측면에 따른 열간 프레스 성형용 도금강판을 제조하는 한가지 방법을 제안한다면 아래와 같다.The manufacturing method of the coated steel sheet for hot press forming of the present invention is not particularly limited as long as the above conditions can be satisfied. However, if a method for manufacturing a coated steel sheet for hot press forming according to one aspect of the present invention is proposed, it is as follows.

상술한 바와 같이, 본 발명은 강판의 표면에 존재하는 도금층에 BCC 구조의 상을 다량 형성시킴으로써 후속하는 열간 프레스 성형을 위한 가열시 및 부재의 보관시에 수소의 배출이 용이하도록 할 뿐만 아니라, 합금층의 추가적인 성장을 억제함으로써 탄소가 소지강판 표면에 농화되는 것을 방지할 수 있도록 하는 열간 프레스 성형용 도금강판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 이를 위하여 알루미늄계 도금층이 형성된 도금강판에 대하여 적절한 조건의 열처리를 실시함으로서 도금층이 합금화 할 수 있도록 한다. 이하 상세히 설명한다.As described above, the present invention not only facilitates the release of hydrogen during heating for subsequent hot press forming and storage of members by forming a large amount of phases of the BCC structure on the plating layer present on the surface of the steel sheet, but also alloy alloys. It is an object of the present invention to provide a coated steel sheet for hot press forming capable of preventing carbon from concentrating on the surface of a base steel sheet by suppressing additional layer growth. For this purpose, the present invention allows the plating layer to be alloyed by performing heat treatment under appropriate conditions on the coated steel sheet on which the aluminum-based plating layer is formed. It is explained in detail below.

본 발명의 제조방법은 알루미늄 도금강판을 준비하는 단계로부터 출발한다. 알루미늄 도금강판은 열간 프레스 성형시 사용되는 알루미늄 도금강판이라면 특별히 제한하지 아니하는데, 예를 들면 중량기준으로 Si: 5~20%를 포함하는 알루미늄 도금강판이 사용될 수 있다. 또한, Si 이외에도 알루미늄 도금층에 포함될 수 있는 합금 원소나 기타 불순물 원소들이 제한 없이 첨가될 수 있는 것은 물론이다. 다만, 본 발명의 한가지 구현레에서는 상기 도금층에 Al과 Si 이외에 포함되는 원소들의 함량의 합계는 중량 기준으로 15%를 넘지 않을 수 있다. The manufacturing method of the present invention starts from preparing an aluminum-coated steel sheet. The aluminum-coated steel sheet is not particularly limited as long as it is an aluminum-coated steel sheet used during hot press forming. For example, an aluminum-coated steel sheet containing 5 to 20% Si based on weight may be used. In addition to Si, it goes without saying that alloy elements or other impurity elements that may be included in the aluminum plating layer may be added without limitation. However, in one embodiment of the present invention, the total content of elements other than Al and Si in the plating layer may not exceed 15% by weight.

본 발명의 한가지 구현례에서 상기 알루미늄 도금강판의 도금량은 강판의 한쪽면을 기준으로 5~40g/m2일 수 있다. 도금층이 균일한 두께를 가지면서 충분한 내식성을 나타내도록 하기 위해서는 상기 도금량은 5g/m2 이상일 수 있다. 다만, 도금량이 너무 많을 경우에는 충분한 BCC 구조의 상을 얻기 곤란하며, 합금화에도 과다한 시간이 소요되기 때문에 도금량의 상한은 40g/m2으로 정할 수 있다. 보다 상기 도금량 범위는 10~35g/m2일 수도 있다. In one embodiment of the present invention, the coating amount of the aluminum-coated steel sheet may be 5 to 40 g/m 2 based on one side of the steel sheet. In order for the plating layer to have a uniform thickness and exhibit sufficient corrosion resistance, the plating amount may be 5 g/m 2 or more. However, when the coating amount is too large, it is difficult to obtain a phase with a sufficient BCC structure, and since an excessive amount of time is required for alloying, the upper limit of the coating amount may be set at 40 g/m 2 . More than the range of the coating amount is 10 ~ 35g / m 2 It may be.

본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 도금강판은 소지강판을 알루미늄 도금욕에 침지하는 용융 알루미늄 도금 방식으로 준비할 수 있다. 도금 후의 냉각 조건에 대해서는 특별히 제한하지 않으며, 공냉이나 기타 냉각 방식 중 어떠한 것도 특별한 제약 없이 적용할 수 있다. 필요에 따라서, 도금강판에 대하여 조질압연(스킨패스압연)을 실시할 수 있으며, 이때의 압하율은 3% 이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plated steel sheet may be prepared by a hot-dip aluminum plating method in which the base steel sheet is immersed in an aluminum plating bath. Cooling conditions after plating are not particularly limited, and any of air cooling or other cooling methods can be applied without particular restrictions. If necessary, temper rolling (skin pass rolling) may be performed on the plated steel sheet, and the reduction ratio at this time may be 3% or less.

상기 알루미늄 도금강판에 대해서 상소둔(batch annealing) 열처리를 실시한다. 상소둔이라 함은 도금강판의 코일을 상자형 소둔로에 장입한 후 고온에서 장시간 유지하는 소둔처리를 의미한다. 본 발명에서는 상기 상소둔시 최고 온도는 600~800℃일 수 있으며, 600~800℃에서의 유지시간은 1~100시간일 수 있다. 가열온도가 낮을 경우에는 충분한 합금화가 이루어지지 않아서 합금화되지 않은 Al 등이 잔류할 수 있어서 롤 레벨링 시 도금층이 박리되어 불균일한 도금층이 남을 수 있다. 반대로 가열온도가 너무 높을 경우에는 표층부에 산화물이 과다하게 형성되어 점 용접성이 나빠져서 바람직하지 않다. 충분한 합금화 효과를 거두면서 생산성이 악화되지 않도록 하기 위해서는 600~800℃에서의 유지시간을 1~100시간으로 할 수 있다.A batch annealing heat treatment is performed on the aluminum-plated steel sheet. Phase annealing refers to an annealing treatment in which a coil of coated steel sheet is charged into a box-type annealing furnace and then maintained at a high temperature for a long time. In the present invention, the maximum temperature during the annealing may be 600 to 800 ° C, and the holding time at 600 to 800 ° C may be 1 to 100 hours. When the heating temperature is low, sufficient alloying is not achieved, and non-alloyed Al, etc. may remain, and thus the plating layer may be peeled off during roll leveling, leaving an uneven plating layer. Conversely, when the heating temperature is too high, oxide is excessively formed on the surface layer, and spot weldability deteriorates, which is not preferable. In order to achieve a sufficient alloying effect and prevent productivity from deteriorating, the holding time at 600 to 800 ° C. may be 1 to 100 hours.

본 발명의 한가지 구현례에 따르면 상온(비제한적인 예로서 25℃)에서 상기 최고 상소둔 온도까지의 평균 승온속도를 1~75℃/h로 할 수 있다. 승온속도가 너무 느릴 경우에는 생산성이 저하할 수 있으며, 반대로 승온속도가 너무 빠를 경우에는 도금층의 합금화가 균일하게 이루어지지 않는다는 문제점이 있을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the average temperature increase rate from room temperature (25° C. as a non-limiting example) to the highest normal annealing temperature may be 1 to 75° C./h. If the heating rate is too slow, productivity may decrease, and conversely, if the heating rate is too fast, there may be a problem in that the plating layer is not uniformly alloyed.

본 발명의 또한가지 구현례에서는 하기 관계식 1로 나타낸 상소둔을 위한 가열 개시부터 냉각종료까지의 온도와 시간의 관계에 의해 구해지는 하기 파라미터 λ가 32~37 사이의 값을 가지도록 제어함으로써 도금층 내 상의 분포를 적절하게 제어할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the following parameter λ obtained by the relationship between the temperature and time from the start of heating for phase annealing to the end of cooling, represented by the following relational expression 1, is controlled to have a value between 32 and 37, so that the inside of the plating layer The distribution of phases can be appropriately controlled.

[관계식 1][Relationship 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, i는 소둔 개시에서부터 경과된 시간(분)을, n은 냉각종료까지의 경과시간(분)을 의미하며, λi는 아래의 관계식 2로 표현되는 파라미터를 의미한다.Here, i means the elapsed time (minutes) from the start of annealing, n means the elapsed time (minutes) until the end of cooling, and λ i means a parameter represented by the relational expression 2 below.

[관계식 2] [Relationship 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서 Ti는 해당 경과시간에서의 강판(코일)의 폭방향 및 길이방향 중심부의 절대온도(K)를 의미한다. Here, Ti means the absolute temperature (K) of the central part in the width direction and the length direction of the steel sheet (coil) at the elapsed time.

상기 식으로 도출된 파라미터 λ를 32 이상으로 제어함으로써 도금층의 충분한 합금화를 기대할 수 있으며, 따라서 균일하게 합금화된 도금층을 얻을 수 있다. 반면 파라미터 λ가 너무 높은 값을 가질 경우에는 표면에 산화물이 과다하게 형성되어 용접시 접촉 저항값이 증가하여 용접성이 나빠질 수 있다. 열간 프레스 성형 부재의 바람직한 접촉 저항값은 0.25 Ωm 이하일 수 있다. 또한, 상기 파라미터 λ를 적절한 범위로 제어함에 따라 사방정계와 BCC 구조 내의 Si 분배를 적절하게 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 한가지 구현례에서는 파라미터 λ를 32~37로 제한할 수 있으며, 경우에 따라서는 32.5~36.5로 제한할 수 있다. By controlling the parameter λ derived from the above formula to be 32 or more, sufficient alloying of the plating layer can be expected, and thus a uniformly alloyed plating layer can be obtained. On the other hand, when the parameter λ has an excessively high value, excessive oxides are formed on the surface and the contact resistance value increases during welding, resulting in deterioration in weldability. A preferable contact resistance value of the hot press-formed part may be 0.25 Ωm or less. In addition, Si distribution in the orthorhombic system and the BCC structure can be appropriately controlled by controlling the parameter λ within an appropriate range. Therefore, in one embodiment of the present invention, the parameter λ can be limited to 32 to 37, and in some cases, to 32.5 to 36.5.

상소둔 후, 600℃ 부터 400℃까지의 온도 구간은 가급적 천천히 냉각하는 것이 유리하다. 600℃에서 400℃까지의 온도구간의 냉각을 천천히 할 경우 강판이 서로 붙는 스티킹 결함이 최소화 될 수 있으며, 도금층 내에 미세 공극이 충분하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 온도 범위의 평균 냉각 속도는 50℃/h 이하로 정할 수 있다. 평균 냉각 속도의 하한을 특별히 정할 필요는 없으나 생산성을 고려하여 1℃/h 이상으로 정할 수 있다.After the top annealing, it is advantageous to cool the temperature range from 600 ° C to 400 ° C as slowly as possible. When the cooling in the temperature range from 600 ° C to 400 ° C is performed slowly, sticking defects in which steel sheets adhere to each other can be minimized, and fine pores can be sufficiently formed in the plating layer. Accordingly, the average cooling rate in the temperature range may be set to 50° C./h or less. There is no need to specifically set the lower limit of the average cooling rate, but it may be set to 1 ° C./h or more in consideration of productivity.

[열간 프레스 성형 부재][Hot press forming member]

다음으로, 본 발명의 한가지 구현례에 따른 열간 프레스 성형 부재에 대하여 설명한다. 본 발명의 열간 프레스 성형 부재는 열간 프레스 성형에 의하여 얻어진 부재로서 소지강판(열간 프레스 성형용 강판의 소지강판 조성과 동일)과 상기 소지강판의 표면에 형성된 Al-Fe 합금 도금층으로 이루어진다. Next, a hot press-formed member according to one embodiment of the present invention will be described. The hot press formed member of the present invention is a member obtained by hot press forming, and is composed of a base steel sheet (same as the base steel sheet composition of the steel sheet for hot press forming) and an Al-Fe alloy plating layer formed on the surface of the base steel sheet.

본 발명의 열간프레스 성형부재의 도금층은 Al(알루미늄)과 Fe(철)의 합금을 주성분으로 한다. 도금층 중 이들 원소의 함량의 합계는 중량 기준으로 85% 이상일 수 있으며, 경우에 따라서는 90% 이상 또는 95% 이상일 수도 있다. 도금층 중 Fe의 비율이 높아야 BCC 구조의 상의 점유율이 높아지므로 도금층 중 Fe의 함량은 중량 기준으로 50% 이상일 수 있으며, 경우에 따라서는 55% 이상일 수 있다. The plating layer of the hot press-formed member of the present invention has an alloy of Al (aluminum) and Fe (iron) as a main component. The total content of these elements in the plating layer may be 85% or more by weight, and may be 90% or more or 95% or more in some cases. Since the occupancy rate of the phase in the BCC structure increases when the proportion of Fe in the plating layer is high, the content of Fe in the plating layer may be 50% or more by weight, and in some cases may be 55% or more.

본 발명의 한가지 구현례에서는 사방정계와 체심입방 구조 상의 점유율의 합계가 면적 기준으로 95% 이상일 수 있으며, 또는 97% 이상일 수도 있다. 이들 상의 비율의 상한에는 제한이 없으며 100%까지도 포함될 수도 있다. 본 발명에서 각 상의 비율은 도금강판을 두께 방향으로 절단하여 관찰되는 단면에서 각 상이 차지하는 면적으로부터 구할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the total occupancy of the orthorhombic and body-centered cubic structures may be 95% or more, or 97% or more, based on area. The upper limit of the ratio of these phases is not limited and may include up to 100%. In the present invention, the ratio of each phase can be obtained from the area occupied by each phase in the cross section observed by cutting the coated steel sheet in the thickness direction.

또한, 열간 프레스 성형 부재의 보관 과정 등에서 소지강판으로부터 수소가 충분히 배출될 수 있도록 하기 위해서는 BCC 구조의 상의 비율이 높은 것이 유리하므로, 이를 위해서는 도금층 내 BCC 상의 비율을 도금층 전체 면적 대비 70% 이상으로 할 필요가 있으며 경우에 따라서는 상기 BCC 상의 면적 비율의 하한을 75%로 할 수도 있다. BCC 상의 면적 비율은 높을수록 수소 취성에 대한 저항성을 확보할 수 있으므로 이러한 측면에서는 BCC 상의 면적 비율의 상한을 특별히 정할 필요는 없다. 다만, BCC 상의 면적 비율이 과다할 경우에는 용접성이 저하될 수 있으므로, 그 비율의 상한을 90%로 정할 수도 있다.In addition, it is advantageous to have a high BCC phase ratio in order to ensure that hydrogen can be sufficiently discharged from the base steel sheet during the storage process of hot-press-formed parts, etc. It is necessary, and in some cases, the lower limit of the area ratio of the BCC phase may be set to 75%. Since resistance to hydrogen embrittlement can be secured as the area ratio of the BCC phase increases, there is no need to specifically set an upper limit for the area ratio of the BCC phase. However, if the BCC area ratio is excessive, weldability may deteriorate, so the upper limit of the ratio may be set at 90%.

따라서, 본 발명의 한가지 측면에 따른 열간 프레스 성형 부재는 소지강판 및 상기 소지강판의 표면에 형성된 도금층을 포함하고, 상기 도금층은 Al과 Fe가 함량의 합계로 중량 기준 85% 이상 포함하는 Al-Fe계 합금 도금층이며, 한가지 구현례에서 도금층 중 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 70% 이상인 것일 수 있다.Therefore, a hot press-formed member according to one aspect of the present invention includes a base steel sheet and a plating layer formed on a surface of the base steel sheet, wherein the plating layer includes Al-Fe containing at least 85% by weight of the total content of Al and Fe. It is a based alloy plating layer, and in one embodiment, the fraction of the BCC structure phase in the plating layer may be 70% or more based on area.

본 발명의 한가지 구현례에 따르면, 상기 소지판은 하기 관계식 3으로 표현되는 α가 0.2 이하일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, α expressed by the following relational expression 3 of the base plate may be 0.2 or less.

[관계식 3][Relationship 3]

α = (Ci - Co)/Coα = (Ci - Co)/Co

여기서, Ci는 글로우 방전 분광법(GDS)로 측정하였을 때 소지강판과 도금층의 경계에서부터 소지강판의 내부 깊이 20㎛까지의 탄소 함량의 평균 값을 의미하고, Co는 소지강판의 평균 탄소 함량을 의미한다. Here, Ci means the average value of the carbon content from the boundary between the base steel sheet and the plating layer to the inner depth of 20 μm of the base steel plate when measured by glow discharge spectroscopy (GDS), and Co means the average carbon content of the base steel plate .

상기 α가 0.2를 초과할 경우에는 소지강판 표층부에 탄소가 과다하게 농화되어 표층부의 경도가 증가하게 되며, 그 결과 충돌시와 유사하게 굽힘 응력 발생시 굽힘 crack이 발생하고 전파하는 것이 용이하게 되므로 내충돌성의 지표인 굽힘성이 나빠진다. 소지강판의 표층부에는 탄소함량이 낮을 수록 유리하므로 α의 하한을 굳이 정할 필요는 없다. 다만, 상기 α가 너무 낮은 값을 가질 경우에는 표층부 경도가 과도하게 감소하여 소재의 피로특성이 열화될 수 있으므로 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 α의 하한을 -0.1로 정할 수 있다.When α exceeds 0.2, carbon is excessively concentrated in the surface layer of the base steel sheet, increasing the hardness of the surface layer. Bendability, which is an index of toughness, deteriorates. It is not necessary to set a lower limit for α because the lower the carbon content in the surface layer portion of the base steel sheet, the more advantageous it is. However, if the value of α is too low, the hardness of the surface layer portion may be excessively reduced and the fatigue properties of the material may deteriorate. Therefore, in one embodiment of the present invention, the lower limit of α may be set to -0.1.

[열간 프레스 성형 부재의 제조방법][Method of manufacturing hot press-formed parts]

본 발명의 열간 프레스 성형용 강판을 이용하는 한 열간 프레스 성형 방법에 대해서는 크게 제한하지 아니한다. 통상적으로 널리 알려진 방법으로서는 열간 프레스 성형용 강판을 Ac3 ~ 약 1000℃ 사이의 온도에서 유지되는 로에서 5~15분 정도 가열한 후 프레스로 이송하고, 성형하면서 Ms 이하의 온도까지 27℃/s 이상의 속도로 냉각하는 방법을 들 수 있다.As long as the steel sheet for hot press forming of the present invention is used, the hot press forming method is not particularly limited. As a commonly known method, a steel sheet for hot press forming is heated for 5 to 15 minutes in a furnace maintained at a temperature between Ac3 and about 1000 ° C, transferred to a press, and formed while forming at a temperature of 27 ° C / s or more to a temperature of Ms or less. A method of cooling at a rate may be mentioned.

(실시예)(Example)

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it should be noted that the following examples are only for exemplifying and specifying the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

하기 표 1의 조성(단위: 중량%)을 가지는 열간 프레스 성형용 냉연압연 강판을 준비하였으며, 강판의 표면에 Al-9%Si-2%Fe의 조성을 가지는 도금욕으로 강판 표면을 도금하였다. 도금시 도금량은 20g/m2로 조절하였으며, 도금 후 250℃까지 평균 냉각속도를 10℃/s로 한 후 압하율 1.0%로 조질압연 후 코일을 권취하였다.A cold-rolled steel sheet for hot press forming having the composition (unit: weight%) shown in Table 1 below was prepared, and the surface of the steel sheet was plated with a plating bath having a composition of Al-9%Si-2%Fe on the surface of the steel sheet. During plating, the coating amount was adjusted to 20 g/m 2 , and after plating, the average cooling rate was set to 10° C./s up to 250° C., and the coil was wound after temper rolling at a reduction rate of 1.0%.

원소element CC SiSi MnMn AlAl PP SS NN TiTi BB CrCr 함량content 0.220.22 0.20.2 1.21.2 0.030.03 0.010.01 0.0020.002 0.0040.004 0.030.03 0.0030.003 0.150.15

도금된 강판을 상소둔 로에서 목표 온도로서 최고 온도 750℃까지 가열하였으며, 상온(20℃)에서 상기 목표 온도까지의 강판의 평균 승온속도는 표 2에 나타낸 바와 같이 각 실시예 별로 15~30℃/h 범위에 있는 것을 확인할 수 있었다. 가열시 600℃ 이상의 온도 범위에서 코일을 20시간 유지하였다. 이후, 코일을 냉각하였으며, 냉각시 600℃부터 400℃까지의 냉각속도는 평균 30℃/h가 되도록 하였다. The plated steel sheet was heated to a maximum temperature of 750 ° C. as a target temperature in a normal annealing furnace, and the average heating rate of the steel plate from room temperature (20 ° C.) to the target temperature was 15 to 30 ° C. for each example, as shown in Table 2 I was able to confirm that it was in the /h range. During heating, the coil was maintained for 20 hours in a temperature range of 600° C. or higher. Thereafter, the coil was cooled, and the cooling rate from 600° C. to 400° C. during cooling was set to an average of 30° C./h.

각 실시예 별로 전체 열처리에서 승온, 유지, 냉각 과정을 제어함으로써 상기 관계식 1에 의해 계산되는 파라미터 λ의 값을 본 발명에서 규정하는 범위 내 또는 범위 밖으로 되도록 조절할 수 있었으며, 이들의 구체적인 값은 표 2에 나타내었다. By controlling the temperature raising, maintenance, and cooling processes in the entire heat treatment for each example, the value of the parameter λ calculated by the relational expression 1 could be adjusted to be within or outside the range specified in the present invention, and their specific values are shown in Table 2. shown in

상기 조건에 따라 상소둔을 실시한 후 얻어지는 철-알루미늄 합금 도금강판의 도금층 내 최대 Al 함량을 GDS(글로우 방전 분광 분석법)를 통하여 평가하였으며, 주사전자현미경 관찰 및 EDS를 통한 성분분석의 결과를 통해 위치 별로 존재하는 상을 특정하였으며, 이미지 분석을 통해 상의 면적 비율을 도출하였다. 이미지 분석시 명암으로 구분되는 경계 내의 영역은 모두 동일한 종류의 상으로 가지므로 그 중 일부에 대하여 상분석을 실시하고 동일한 영역의 면적을 구하면 상의 점유율을 구할 수 있다. 또한, 사방정계와 BCC 내의 Si 함량은 EDS를 통해 결정할 수 있었다. 구체적으로는, 분석 대상인 각 상에서 깊이 방향의 두께가 가장 두꺼운 위치에서, 상기 상의 상부 경계와 하부 경계에서 깊이 방향 내부로 각각 0.5㎛ 떨어진 지점을 연결하는 선분을 그은 다음 상기 선분을 4등분하여 얻어지는 5개의 지점에서 Si 성분을 EDS로 측정하고 그 함량을 평균함으로써 각 상의 Si 함량을 구할 수 있다. 시야 내에 여러 상이 들어올 경우에는 동일한 상에 대해서 평균값을 구하여 이를 각 상의 Si 함량으로 구할 수 있다. 또한, 얻어진 도금강판에 대하여 형상 교정을 위한 롤 레벨링 작업을 수행하였으며, 육안 관찰시 3mm 이상의 도금 박리가 일어나는 영역이 있으면 O, 없으면 X로 하여 표 2에 나타내었다. 도금층 내 Al 및 Fe 함량은 모든 실시예에서 90%를 초과하고 있었기 때문에 표 2에서 별도로 나타내지는 않았다.The maximum Al content in the plating layer of the iron-aluminum alloy plated steel sheet obtained after the phase annealing was performed according to the above conditions was evaluated through GDS (glow discharge spectroscopy), and the location was determined through scanning electron microscope observation and component analysis through EDS. The phase that exists as a star was specified, and the area ratio of the phase was derived through image analysis. In image analysis, since all regions within the boundary divided by light and shade have the same type of image, the image occupancy rate can be obtained by performing image analysis on some of them and calculating the area of the same region. In addition, the Si content in the orthorhombic system and BCC could be determined through EDS. Specifically, at the position where the thickness in the depth direction is the thickest on each phase to be analyzed, a line segment is drawn connecting points 0.5 μm apart from the upper boundary and the lower boundary of the phase to the inside in the depth direction, respectively, and then the line segment is divided into 4 parts. The Si content of each phase can be obtained by measuring the Si component at the number of points by EDS and averaging the contents. When several phases enter the field of view, the average value of the same phase can be obtained and the Si content of each phase can be obtained. In addition, a roll leveling operation for shape correction was performed on the obtained plated steel sheet, and if there was an area where plating peeling of 3 mm or more occurred during visual observation, it was indicated as O, and if it was not, it was indicated in Table 2 as X. Al and Fe contents in the plating layer were not separately shown in Table 2 because they exceeded 90% in all examples.

구분division 평균 승온속도 (℃/h)Average heating rate (℃/h) λλ 사방정계 내 Si 함량(%)Si content in orthorhombic system (%) BCC 내 Si 함량(%)Si content in BCC (%) 도금층 내 최대 Al량 (%)Maximum amount of Al in plating layer (%) 도금층 내 BCC 면적비율(%)BCC area ratio in plating layer (%) 도금층 단면적 200㎛2 당 원상당 직경 5㎛ 이하의 크기를 가지는 공극의 개수The number of pores having a size of 5 μm or less in diameter equivalent to a circle per 200 μm 2 of cross-sectional area of the coating layer 도금박리plating peeling 발명예 1Invention example 1 24.224.2 32.232.2 2.82.8 5.75.7 69.569.5 27.327.3 6262 XX 발명예 2Invention example 2 23.223.2 3535 2.32.3 6.36.3 58.658.6 34.634.6 115115 XX 발명예 3Inventive example 3 20.820.8 36.736.7 1.91.9 6.66.6 58.958.9 40.740.7 153153 XX 비교예 1Comparative Example 1 25.125.1 31.831.8 3.23.2 4.94.9 71.971.9 24.724.7 4848 OO 비교예 2Comparative Example 2 19.919.9 37.237.2 1.61.6 7.17.1 54.354.3 45.945.9 203203 OO

상기 표 2의 결과에서 확인할 수 있듯이, 비교예 1에서와 같이 열처리 온도 및 시간의 감소 등으로 파라미터(λ) 값이 감소하면, 열처리 중 소지철 내 Fe의 확산이 충분히 진행되지 않아 도금층 내 Al 함량이 증가하며 BCC 구조상의 면적율이 감소하는 경향을 나타낸다. 특히 λ 값이 32 미만이 되면, BCC 구조의 상의 면적율이 30% 이상 확보되는 것이 곤란하였을 뿐 아니라, 도금층 내부에 Al 함량이 70%를 상회하는 지점이 존재하게 되어 롤 레벨러에 의한 형상 교정시 발생하는 물리적 응력에 의하여 일부 영역에서 도금층이 박리됨으로써 코일의 도금층 불균일이 발생하였다. 비교예 2의 경우에는 도금층 내 Al 함량과 BCC의 분율, 그리고 각 상 중의 Si 함량이 본 발명에서 규정하는 범위를 충족하고 있었으나, 단위 면적당 공극의 개수가 과다하여 도금층이 박리하는 문제를 가지고 있었다. 도 1에 발명예 2에 의해 얻어진 열간 프레스 성형용 강판을 두께 방향으로 절단하여 얻은 단면의 사진을 나타내었다. 도면에서 ①로 표시된 부분은 BCC 구조의 상이 존재하는 영역이며, ②로 표시된 부분은 사방정계의 상이 존재하는 영역을 나타낸다. 도면에서 볼 수 있듯이, 도금층은 실질적으로 사방정계와 BCC 구조의 상만으로 이루어져 있었으며, BCC 구조의 상이 전체 도금층 단면적 대비 34.6%를 차지하고 있는 것을 알 수 있다. 도 2는 발명예 2의 도금층 표면에서부터 깊이 방향으로 글로우 방전 분광 분석(GDS)에 의해 Al과 Fe 성분을 분석한 결과를 나타낸 것이다. 도면에서 확인할 수 있듯이, Al 함량의 최대치는 중량 기준으로 58.6% 수준으로서 충분하게 합금화가 일어났으며, 그 결과 BCC 상의 비율도 본 발명에서 규정하는 비율 이상으로 확보되었다.As can be seen from the results of Table 2, when the value of the parameter (λ) decreases due to the decrease in heat treatment temperature and time, as in Comparative Example 1, diffusion of Fe in the base iron during heat treatment does not sufficiently proceed, resulting in Al content in the plating layer. increases and the area ratio on the BCC structure tends to decrease. In particular, when the λ value is less than 32, it is difficult to secure an area ratio of 30% or more of the phase of the BCC structure, and there is a point where the Al content exceeds 70% inside the plating layer, which occurs during shape correction by the roll leveler. The plating layer was peeled off in some areas due to the physical stress caused by the physical stress, resulting in non-uniformity in the plating layer of the coil. In the case of Comparative Example 2, the Al content in the plating layer, the BCC fraction, and the Si content in each phase met the ranges specified in the present invention, but the plating layer had a problem of peeling due to the excessive number of pores per unit area. 1 shows a photograph of a cross section obtained by cutting the steel sheet for hot press forming obtained in Inventive Example 2 in the thickness direction. In the figure, a portion marked with ① is a region in which a phase of the BCC structure exists, and a portion marked with ② represents a region in which an orthorhombic phase exists. As can be seen in the figure, the plating layer was substantially composed of only orthorhombic and BCC structure phases, and it can be seen that the BCC structure phase occupied 34.6% of the total plating layer cross-sectional area. 2 shows the results of analyzing Al and Fe components by glow discharge spectroscopy (GDS) in the depth direction from the surface of the plating layer of Example 2. As can be seen from the figure, the maximum Al content was 58.6% by weight, and sufficient alloying occurred, and as a result, the ratio of the BCC phase was secured at a ratio greater than or equal to the ratio specified in the present invention.

상술한 각 실시예에서 얻은 철-알루미늄 합금 도금강판으로부터 블랭크를 채취하고 930℃의 온도로 유지되는 로에서 6분 동안 가열하였으며, 이후 로에서 취출하고 프레스 성형을 실시하였다. 가열시 분위기는 대기 분위기로 하였다. 또한, 로에서 취출하여 프레스 성형이 개시될 때까지 경과된 시간은 10초 이었으며, 성형시 Ms점까지의 냉각 속도는 30℃/s 이상이 되도록 하였다.A blank was taken from the iron-aluminum alloy plated steel sheet obtained in each of the above examples and heated in a furnace maintained at a temperature of 930° C. for 6 minutes, then taken out of the furnace and subjected to press forming. At the time of heating, the atmosphere was an atmospheric atmosphere. In addition, the elapsed time from taking out the furnace to the start of press molding was 10 seconds, and the cooling rate to the Ms point during molding was set to 30 ° C. / s or more.

강판에서와 동일한 방식으로 각 상의 점유율을 분석하였으며, TDA 가스 크로마토그래피 장비를 활용하여 10일 이후의 부재 내 확산성 수소량을 평가하였다.The occupancy rate of each phase was analyzed in the same way as in the steel plate, and the amount of diffusible hydrogen in the member after 10 days was evaluated using TDA gas chromatography equipment.

구분division 도금층 중 Al 함량 (%)Al content in plating layer (%) 도금층 중 Fe 함량 (%)Fe content in plating layer (%) 부재 내 BCC 분율 (%)BCC fraction in member (%) 10일 후 확산 수소량 (ppm)Diffused hydrogen amount after 10 days (ppm) 발명예 1Invention example 1 22.9122.91 66.5066.50 72.172.1 0.130.13 발명예 2Invention example 2 22.4522.45 68.5668.56 80.280.2 0.100.10 발명예 3Inventive example 3 22.2622.26 69.3469.34 86.986.9 0.080.08 비교예 1Comparative Example 1 23.2723.27 65.1165.11 69.869.8 0.170.17 비교예 2Comparative Example 2 21.8521.85 70.5070.50 90.790.7 0.060.06

비교예 1에서와 같이 열간 프레스 성형용 도금강판에서 BCC 구조를 가지는 상의 면적율이 낮을 경우에는 열처리 후 부재의 BCC 면적율이 70% 미만으로 나타나게 되며, 열간 프레스 성형 후 수소 방출이 상대적으로 용이하지 못하여 확산성 수소량이 0.15ppm 보다 높은 값을 나타내게 되었다. 그러나, 열간 프레스 성형용 도금강판의 BCC 점유율이 25% 이상이었을 경우에는 부재에서도 BCC 면적율이 70% 이상으로 확보될 수 있었으며, 그 결과 확산성 수소량이 0.15ppm 이하로 안정적으로 유지될 수 있었다. 따라서, 열간 프레스 성형용 도금강판의 BCC 점유율을 25% 이상으로 하고, 열간 프레스 성형 부재에서는 BCC 점유율을 70% 이상으로 하는 것이 중요하다는 것을 확인할 수 있었다. 도 3에 발명예 2에 의해 제조된 열간 프레스 성형 부재를 두께 방향으로 절단하여 단면을 관찰한 사진을 나타내었다. 도면에서 ①로 표시된 부분은 BCC 구조의 상이 존재하는 영역이며, ②로 표시된 부분은 사방정계의 상이 존재하는 영역을 나타낸다. 도면에서 볼 수 있듯이, 도금층은 실질적으로 사방정계와 BCC 구조의 상만으로 이루어져 있었으며, BCC 구조의 상이 전체 도금층 단면적 대비 80.2%를 차지하고 있는 것을 알 수 있다. As in Comparative Example 1, when the area ratio of the phase having a BCC structure in the plated steel sheet for hot press forming is low, the BCC area ratio of the member after heat treatment is less than 70%, and hydrogen release is not relatively easy after hot press forming, so diffusion The amount of hydrogen produced was higher than 0.15 ppm. However, when the BCC occupancy rate of the plated steel sheet for hot press forming was 25% or more, the BCC area ratio could be secured at 70% or more even in the member, and as a result, the amount of diffusible hydrogen could be stably maintained at 0.15 ppm or less. Therefore, it was confirmed that it is important to set the BCC occupancy rate of the plated steel sheet for hot press forming to 25% or more, and to set the BCC occupancy rate to 70% or more in the hot press formed part. FIG. 3 shows a photograph of a cross-section of a hot press-formed member manufactured by Inventive Example 2 cut in the thickness direction. In the figure, a portion marked with ① is a region in which a phase of the BCC structure exists, and a portion marked with ② represents a region in which an orthorhombic phase exists. As can be seen from the figure, the plating layer was substantially composed of only orthorhombic and BCC structure phases, and it can be seen that the BCC structure phase occupies 80.2% of the total plating layer cross-sectional area.

또한, 각 실시예로부터 얻은 부재에서 GDS를 통한 소지강판의 탄소를 측정함으로써 상기 관계식 3의 α로 표현되는 탄소 농화도를 산출하고 그 값을 표 4에 나타내었다. 탄소 농화도에 따른 굽힘성(내충돌성)을 살펴보기 위하여 VDA238-100 규격에 따른 3점 굽힘성(굽힘각도)을 평가하였고, 소재의 인장강도(TS)×굽힘각도의 값을 표기하였다. 표에서 인장강도의 단위는 MPa이다. 또한, 부재의 용접성을 확인하기 위하여 접촉 저항값을 측정하였다. 접촉저항이라 함은 용접시 발생하는 저항을 의미하는 것으로서 동일한 용접 전압에서 접촉 저항이 높아질 경우 전류(=V/R)가 감소하게 되며, 그 결과 발열량(=VI)가 감소하게 되어 결국 용접성이 나빠진다. 접촉 저항값의 측정 방법은 ISO 18594 규격에 잘 나타나 있으므로 본 발명에서 따로 상세하게 설명하지 아니한다.In addition, by measuring the carbon of the base steel sheet through GDS in the members obtained from each example, the carbon concentration expressed by α in the relational expression 3 was calculated, and the values are shown in Table 4. In order to examine the bendability (crash resistance) according to the carbon concentration, the three-point bendability (bending angle) according to the VDA238-100 standard was evaluated, and the value of tensile strength (TS) × bending angle of the material was indicated. The unit of tensile strength in the table is MPa. In addition, the contact resistance value was measured to confirm the weldability of the member. Contact resistance means the resistance generated during welding. When the contact resistance increases at the same welding voltage, the current (=V/R) decreases, and as a result, the calorific value (=VI) decreases, resulting in poor weldability. fall out Since the method of measuring the contact resistance value is well shown in the ISO 18594 standard, it is not described in detail in the present invention.

구분division 탄소 농화도carbon enrichment 인장강도(TS)ס¿굽힘각(°¡Æ)Tensile strength (TS)ס¿bending angle (°¡Æ) 접촉 저항값 (Ωm)Contact resistance value (Ωm) 발명예 1Invention example 1 0.1980.198 60,64260,642 0.1950.195 발명예 2Invention example 2 0.1750.175 61,02161,021 0.2210.221 발명예 3Inventive example 3 0.1610.161 61,58861,588 0.2400.240 비교예 1Comparative Example 1 0.2070.207 59,05159,051 0.1780.178 비교예 2Comparative Example 2 0.1550.155 62,05062,050 0.2620.262

열간 프레스 성형용 강판의 BCC 비율이 충분하지 않을 경우에는, 열간 프레스 성형을 위한 가열시 합금층의 두께가 두꺼워지고 그로 인하여 탄소가 소지강판 측으로 밀려남으로 인하여 탄소 농화도가 높아지게 된다(비교예 1 참조). 그 결과 굽힘각도가 열위해짐에 따른 인장강도(TS)×굽힘각이 60,000 미만을 나타내게 된다. 반대로 비교예 2와 같이 파라미터(λ) 값이 37을 초과하게 되면 소둔시 과도한 산화로 인하여 표층부에 산화물이 다소 생성되게 되어 접촉 저항값이 상승하게 되므로 적절하지 않다. 상대적으로 밝은 영역은 소지강판(소지철)에 해당한다. 도면에서 소지강판의 표면쪽에 탄소의 농화도가 매우 낮은 것을 확인할 수 있으며, 그 결과 우수한 굽힘성을 확보할 수 있었다.If the BCC ratio of the steel sheet for hot press forming is not sufficient, the thickness of the alloy layer becomes thick during heating for hot press forming, and as a result, carbon is pushed to the side of the steel sheet, resulting in a high carbon concentration (see Comparative Example 1). ). As a result, the tensile strength (TS) × bending angle according to the inferior bending angle is less than 60,000. Conversely, when the value of parameter (λ) exceeds 37 as in Comparative Example 2, oxide is slightly generated in the surface layer due to excessive oxidation during annealing, which is not appropriate because the contact resistance value increases. The relatively bright area corresponds to the base steel plate (base iron). From the drawing, it can be seen that the concentration of carbon is very low on the surface of the base steel sheet, and as a result, excellent bendability can be secured.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의할 경우 확산성 수소량 저감에 따른 수소 지연 파괴에 대한 저항성뿐만 아니라 우수한 내충돌성을 동시에 가지는 열간 성형 제품들이 제조될 수 있으며, 이러한 부품은 구조 재료 혹은 강화용 부품으로서 자동차 제조분야를 포함한 다양한 분야에 적용 및 활용될 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, hot-formed products having excellent collision resistance as well as resistance to delayed destruction by hydrogen due to a reduction in the amount of diffusible hydrogen can be manufactured, and these parts are structural materials or reinforcement As a part, it can be applied and utilized in various fields including the automobile manufacturing field.

Claims (17)

소지강판 및
상기 소지강판의 표면에 형성된 도금층을 포함하고,
상기 도금층은 Al과 Fe가 함량의 합계로 중량 기준 80% 이상 포함하는 Al-Fe계 합금 도금층이며,
도금층 중 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 30% 이상인
열간 프레스 성형용 도금강판.
base steel plate and
Including a plating layer formed on the surface of the base steel sheet,
The plating layer is an Al-Fe-based alloy plating layer containing 80% or more by weight of the total content of Al and Fe,
The fraction of the phase of the BCC structure in the plating layer is 30% or more based on area
Coated steel sheet for hot press forming.
제 1 항에 있어서, 상기 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 35% 이상인 열간 프레스 성형용 도금강판.
The coated steel sheet for hot press forming according to claim 1, wherein the fraction of the phase of the BCC structure is 35% or more on an area basis.
제 1 항에 있어서, 상기 도금층은 사방정계와 BCC 구조의 상을 면적 기준으로 90% 이상 포함하는 열간 프레스 성형용 도금강판.
The plated steel sheet for hot press forming according to claim 1, wherein the plating layer contains 90% or more of the orthorhombic and BCC structure phases based on area.
제 3 항에 있어서, 상기 사방정계는 Si를 3 중량% 이하로 포함하고, 상기 BCC 구조의 상은 Si를 3 중량% 초과하여 포함하는 열간 프레스 성형용 도금강판.
The plated steel sheet for hot press forming according to claim 3, wherein the orthorhombic system contains less than 3% by weight of Si, and the phase of the BCC structure contains more than 3% by weight of Si.
제 1 항에 있어서, 도금층의 표면으로부터 깊이 5㎛ 이내의 영역에 원상당 직경 5㎛ 이하의 크기를 가지는 공극이 도금층 단면적 200㎛2 당 50개 이상 존재하는 열간 프레스 성형용 도금강판.
The coated steel sheet for hot press forming according to claim 1, wherein 50 or more voids having an equivalent circular diameter of 5 μm or less exist in a region within 5 μm in depth from the surface of the plating layer per 200 μm 2 of cross-sectional area of the coating layer.
제 1 항에 있어서, 도금층 내 모든 깊이에서 GDS로 측정한 Al 함량이 중량 기준으로 70% 이하인 열간 프레스 성형용 도금강판.
The coated steel sheet for hot press forming according to claim 1, wherein the Al content measured by GDS at all depths in the plating layer is 70% or less by weight.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소지강판은 중량 기준으로 탄소(C): 0.14~0.5%, 실리콘(Si): 0.05~1%, 망간(Mn): 0.5~4%, 인(P): 0.001~0.03%, 황(S):0.0001~0.02%, 알루미늄(Al): 0.01~0.1%, 질소(N): 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 강판.
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the base steel sheet contains, by weight, carbon (C): 0.14-0.5%, silicon (Si): 0.05-1%, manganese (Mn): 0.5-4% , phosphorus (P): 0.001 to 0.03%, sulfur (S): 0.0001 to 0.02%, aluminum (Al): 0.01 to 0.1%, nitrogen (N): 0.001 to 0.02%, the balance Fe and unavoidable impurities Steel sheet for hot press forming.
제 7 항에 있어서, 상기 소지강판은 다음 중 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 강판.
(1) Cr, Mo 및 W으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 합 : 0.01~4.0%
(2) Ti, Nb, Zr 및 V로 이루어진 그룹 중 선택된 1종 이상의 합 : 0.001~0.4%
(3) Cu + Ni: 0.005~2.0%
(4) Sb + Sn: 0.001~1.0%
(5) B: 0.0001~0.01%
The steel sheet for hot press forming according to claim 7, wherein the base steel sheet has a composition further comprising one or two or more of the following.
(1) The sum of one or more selected from the group consisting of Cr, Mo and W: 0.01 to 4.0%
(2) The sum of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb, Zr, and V: 0.001 to 0.4%
(3) Cu + Ni: 0.005~2.0%
(4) Sb + Sn: 0.001~1.0%
(5) B: 0.0001~0.01%
알루미늄 도금강판을 준비하는 단계; 및
상기 알루미늄 도금강판을 상소둔 열처리하는 단계
를 포함하고,
하기 관계식 1로 표시되는 λ가 32~37이 되도록 상소둔 시간과 온도를 제어하는 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
[관계식 1]
Figure pat00005

여기서, i는 소둔 개시에서부터 경과된 시간(분)을, n은 냉각종료까지의 경과시간(분)을 의미하며, λi는 아래의 관계식 2로 표현되는 파라미터를 의미한다.
[관계식 2]

Figure pat00006

여기서 Ti는 해당 경과시간에서의 강판(코일)의 폭방향 및 길이방향 중심부의 절대온도(K)를 의미한다.
Preparing an aluminum-coated steel sheet; and
Phase annealing heat treatment of the aluminum-plated steel sheet
including,
Method for producing a steel sheet for hot press forming to control the phase annealing time and temperature so that λ represented by the following relational expression 1 is 32 to 37.
[Relationship 1]
Figure pat00005

Here, i means the elapsed time (minutes) from the start of annealing, n means the elapsed time (minutes) until the end of cooling, and λ i means a parameter represented by the relational expression 2 below.
[Relationship 2]

Figure pat00006

Here, Ti means the absolute temperature (K) of the central part in the width direction and the length direction of the steel sheet (coil) at the elapsed time.
제 9 항에 있어서, 상기 상소둔시 최고 온도가 강판(코일)의 폭방향 및 길이방향 중심부의 온도 기준으로 600~800℃이며, 600~800℃의 온도 범위에 유지되는 시간이 1~100시간인 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
10. The method of claim 9, wherein the maximum temperature during the annealing is 600 to 800 ° C based on the temperature of the center of the steel sheet (coil) in the width direction and longitudinal direction, and the time maintained in the temperature range of 600 to 800 ° C is 1 to 100 hours A method for producing a steel sheet for phosphorus hot press forming.
제 9 항에 있어서, 상온에서 상소둔시 최고 온도까지의 평균 승온속도가 1~75℃/h인 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
[Claim 10] The method of manufacturing a steel sheet for hot press forming according to claim 9, wherein an average temperature increase rate from room temperature to the maximum temperature during normal annealing is 1 to 75 °C/h.
제 9 항에 있어서, 600℃에서 400℃까지의 평균 냉각 속도가 50℃/h 이하인 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
The method for manufacturing a steel sheet for hot press forming according to claim 9, wherein the average cooling rate from 600°C to 400°C is 50°C/h or less.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 도금강판의 소지강판은 중량 기준으로 탄소(C): 0.14~0.5%, 실리콘(Si): 0.05~1%, 망간(Mn): 0.5~4%, 인(P): 0.001~0.03%, 황(S):0.0001~0.02%, 알루미늄(Al): 0.01~0.1%, 질소(N): 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
The method according to any one of claims 9 to 12, wherein the aluminum-plated steel sheet contains, by weight, carbon (C): 0.14-0.5%, silicon (Si): 0.05-1%, manganese (Mn): 0.5~4%, Phosphorus (P): 0.001~0.03%, Sulfur (S): 0.0001~0.02%, Aluminum (Al): 0.01~0.1%, Nitrogen (N): 0.001~0.02%, balance Fe and unavoidable impurities Method for producing a steel sheet for hot press forming having a composition comprising a.
제 13 항에 있어서, 상기 소지강판은 다음 중 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형용 강판의 제조방법.
(1) Cr, Mo 및 W으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 합 : 0.01~4.0%
(2) Ti, Nb, Zr 및 V로 이루어진 그룹 중 선택된 1종 이상의 합 : 0.001~0.4%
(3) Cu + Ni: 0.005~2.0%
(4) Sb + Sn: 0.001~1.0%
(5) B: 0.0001~0.01%
The method of claim 13, wherein the base steel sheet has a composition further comprising one or two or more of the following.
(1) The sum of one or more selected from the group consisting of Cr, Mo and W: 0.01 to 4.0%
(2) The sum of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb, Zr, and V: 0.001 to 0.4%
(3) Cu + Ni: 0.005~2.0%
(4) Sb + Sn: 0.001~1.0%
(5) B: 0.0001~0.01%
소지강판 및
상기 소지강판의 표면에 형성된 도금층을 포함하고,
상기 도금층은 Al과 Fe가 함량의 합계로 중량 기준 85% 이상 포함하는 Al-Fe계 합금 도금층이며,
도금층 중 BCC 구조의 상의 분율이 면적 기준으로 75% 이상이고,
하기 관계식 3으로 표현되는 α가 0.2 이하인
열간 프레스 성형 부재.
α = (Ci - Co)/Co
여기서, Ci는 글로우 방전 분광법(GDS)로 측정하였을 때 소지강판과 도금층의 경계에서부터 소지강판의 내부 깊이 20㎛까지의 탄소 함량의 평균 값을 의미하고, Co는 소지강판의 평균 탄소 함량을 의미한다.
base steel plate and
Including a plating layer formed on the surface of the base steel sheet,
The plating layer is an Al-Fe-based alloy plating layer containing 85% or more by weight of the total content of Al and Fe,
The fraction of the phase of the BCC structure in the plating layer is 75% or more based on area,
α expressed by the following relational expression 3 is 0.2 or less
Hot press forming part.
α = (Ci - Co)/Co
Here, Ci means the average value of the carbon content from the boundary between the base steel sheet and the plating layer to the inner depth of 20 μm of the base steel plate when measured by glow discharge spectroscopy (GDS), and Co means the average carbon content of the base steel plate .
제 15 항에 있어서, 상기 소지강판은 중량 기준으로 탄소(C): 0.14~0.5%, 실리콘(Si): 0.05~1%, 망간(Mn): 0.5~4%, 인(P): 0.001~0.03%, 황(S):0.0001~0.02%, 알루미늄(Al): 0.01~0.1%, 질소(N): 0.001~0.02%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형 부재.
16. The method of claim 15, wherein the base steel sheet contains, by weight, carbon (C): 0.14-0.5%, silicon (Si): 0.05-1%, manganese (Mn): 0.5-4%, phosphorus (P): 0.001-0.001 0.03%, sulfur (S): 0.0001 to 0.02%, aluminum (Al): 0.01 to 0.1%, nitrogen (N): 0.001 to 0.02%, the balance Fe and unavoidable impurities.
제 16 항에 있어서, 상기 소지강판은 다음 중 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 조성을 가지는 열간 프레스 성형 부재.
(1) Cr, Mo 및 W으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 합 : 0.01~4.0%
(2) Ti, Nb, Zr 및 V로 이루어진 그룹 중 선택된 1종 이상의 합 : 0.001~0.4%
(3) Cu + Ni: 0.005~2.0%
(4) Sb + Sn: 0.001~1.0%
(5) B: 0.0001~0.01%
The hot press-formed part according to claim 16, wherein the base steel sheet has a composition further comprising one or two or more of the following.
(1) The sum of one or more selected from the group consisting of Cr, Mo and W: 0.01 to 4.0%
(2) The sum of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb, Zr, and V: 0.001 to 0.4%
(3) Cu + Ni: 0.005~2.0%
(4) Sb + Sn: 0.001~1.0%
(5) B: 0.0001~0.01%
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