KR20230091154A - 열연 강판 - Google Patents
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Abstract
이 열연 강판은, 원하는 화학 조성을 갖고, 금속 조직이, 면적％로, 페라이트: 10 내지 30％, 베이나이트: 40 내지 85％, 잔류 오스테나이트: 5 내지 30％, 프레시 마르텐사이트: 5％ 이하, 및 펄라이트: 5％ 이하로 이루어지고, 상기 페라이트의 평균 입경이 5.00㎛ 이하이며, 상기 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 상기 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차가 1000㎫ 이하이며, 인장 강도가 980㎫ 이상이다.
Description
본 발명은, 열연 강판에 관한 것이다.
본원은, 2021년 1월 12일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2021-002859호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 본 명세서에 원용한다.
지구 환경 보호의 관점에서, 자동차의 연비 향상을 목적으로 하여, 자동차 차체의 경량화가 진행되고 있다. 자동차 차체를 보다 경량화하기 위해서는, 자동차 차체에 적용되는 강판의 강도를 높일 필요가 있다. 그러나, 일반적으로, 강판을 고강도화하면 성형성이 저하된다.
강판의 성형성을 향상시키는 방법으로서, 강판의 금속 조직에 잔류 오스테나이트를 함유시키는 방법이 있다. 그러나, 강판의 금속 조직에 잔류 오스테나이트를 함유시키면, 연성은 향상되지만, 구멍 확장성 및 굽힘성이 저하되는 경우가 있다. 굽힘 성형, 구멍 확장 가공 및 버링 가공을 행할 때에는, 우수한 연성뿐만 아니라, 우수한 구멍 확장성 및 굽힘성이 요구된다.
특허문헌 1에는, 국부 변형능이 우수하고, 성형성의 방위 의존성이 적은 연성이 우수한 열연 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 열연 강판에 있어서, 강도, 연성, 구멍 확장성 및 굽힘성을 보다 높일 필요가 있는 것을 알아냈다.
본 발명은, 우수한 강도, 연성, 구멍 확장성 및 굽힘성을 갖는 열연 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상술한 과제를 감안하여, 열연 강판의 화학 조성 및 금속 조직과 기계 특성의 관계에 대해서 예의 연구를 거듭한 결과, 이하의 지견 (a) 내지 (d)를 얻어, 본 발명을 완성하였다.
(a) 우수한 강도를 얻기 위해서는, 금속 조직 중에 소망량의 베이나이트를 포함시키는 것, 및 소망량의 Ti를 함유시켜서, 페라이트 중에 Ti 탄화물을 석출시켜, 페라이트의 강도를 높이는 것이 필요하다.
(b) 우수한 연성을 얻기 위해서는, 금속 조직 중에 소망량의 페라이트 및 잔류 오스테나이트를 포함시키는 것이 필요하다. 그러나, 페라이트 및 잔류 오스테나이트를 포함시키면, 열연 강판의 구멍 확장성 및 굽힘성이 저하되어 버린다.
(c) 페라이트의 평균 입경을 원하는 범위로 제어함으로써, 강도를 보다 향상시키고, 또한 구멍 확장성 및 굽힘성을 향상시킬 수 있다.
(d) 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감함으로써, 구멍 확장성 및 굽힘성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 지견에 기초하여 이루어진 본 발명의 요지는 이하와 같다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관한 열연 강판은, 화학 조성이, 질량％로,
C: 0.100 내지 0.350％,
Si: 0.01 내지 3.00％,
Mn: 1.00 내지 4.00％,
sol.Al: 0.001 내지 2.000％,
Si＋sol.Al: 1.00％ 이상,
Ti: 0.010 내지 0.380％,
P: 0.100％ 이하,
S: 0.0300％ 이하,
N: 0.1000％ 이하,
O: 0.0100％ 이하,
Nb: 0 내지 0.100％,
V: 0 내지 0.500％,
Cu: 0 내지 2.00％,
Cr: 0 내지 2.00％,
Mo: 0 내지 1.00％,
Ni: 0 내지 2.00％,
B: 0 내지 0.0100％,
Ca: 0 내지 0.0200％,
Mg: 0 내지 0.0200％,
REM: 0 내지 0.1000％,
Bi: 0 내지 0.020％,
Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상: 합계로 0 내지 1.00％, 그리고
Sn: 0 내지 0.050％를 함유하고,
하기 식 (a)에 의해 표시되는 Tief가 0.010 내지 0.300％이며,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
금속 조직이, 면적％로,
페라이트: 10 내지 30％,
베이나이트: 40 내지 85％,
잔류 오스테나이트: 5 내지 30％,
프레시 마르텐사이트: 5％ 이하, 및
펄라이트: 5％ 이하로 이루어지고,
상기 페라이트의 평균 입경이 5.00㎛ 이하이며,
상기 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 상기 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차가 1000㎫ 이하이며,
인장 강도가 980㎫ 이상이다.
Tief=Ti-48/14×N-48/32×S … (a)
단, 상기 식 (a) 중의 각 원소 기호는 질량％로의 함유량을 나타낸다.
(2) 상기 (1)에 기재된 열연 강판은, 상기 화학 조성이, 질량％로,
Nb: 0.005 내지 0.100％,
V: 0.005 내지 0.500％,
Cu: 0.01 내지 2.00％,
Cr: 0.01 내지 2.00％,
Mo: 0.01 내지 1.00％,
Ni: 0.02 내지 2.00％,
B: 0.0001 내지 0.0100％,
Ca: 0.0005 내지 0.0200％,
Mg: 0.0005 내지 0.0200％,
REM: 0.0005 내지 0.1000％, 및
Bi: 0.0005 내지 0.020％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다.
본 발명에 관한 상기 양태에 따르면, 우수한 강도, 연성, 구멍 확장성 및 굽힘성을 갖는 열연 강판을 제공할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 열연 강판의 화학 조성 및 금속 조직에 대해서, 이하에 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 본 실시 형태에 개시된 구성에만 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
이하에 「내지」를 사이에 두고 기재하는 수치 한정 범위에는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함된다. 「미만」 또는 「초과」라고 나타내는 수치에는, 그 값이 수치 범위에 포함되지 않는다. 이하의 설명에 있어서, 강판의 화학 조성에 관한 ％는 특별히 지정하지 않는 한 질량％이다.
화학 조성
본 실시 형태에 관한 열연 강판의 화학 조성은, 질량％로, C: 0.100 내지 0.350％, Si: 0.01 내지 3.00％, Mn: 1.00 내지 4.00％, sol.Al: 0.001 내지 2.000％, Si＋sol.Al: 1.00％ 이상, Ti: 0.010 내지 0.380％, P: 0.100％ 이하, S: 0.0300％ 이하, N: 0.1000％ 이하, O: 0.0100％ 이하, 그리고, 잔부: Fe 및 불순물을 포함한다.
이하, 각 원소에 대해서 상세하게 설명한다.
C: 0.100 내지 0.350％
C는, 원하는 강도를 얻기 위해 필요한 원소이다. C 함유량이 0.100％ 미만이면, 원하는 강도를 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, C 함유량은 0.100％ 이상으로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.120％ 이상, 0.150％ 이상이다.
한편, C 함유량이 0.350％ 초과에서는, 변태 속도가 느려짐으로써 MA(마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트의 혼합상)가 생성되기 쉬워져, 우수한 구멍 확장성 및 굽힘성을 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, C 함유량은 0.350％ 이하로 한다. C 함유량은 바람직하게는 0.330％ 이하, 0.310％ 이하, 0.300％ 이하 또는 0.280％ 이하이다.
Si: 0.01 내지 3.00％
Si는, 시멘타이트의 석출을 지연시키는 작용을 갖는다. 이 작용에 의해, 오스테나이트가 미변태로 잔류하는 양, 즉 잔류 오스테나이트의 면적률을 높일 수 있다. 또한, 경질상 중의 고용 C량을 많이 유지하는 것, 및 시멘타이트의 조대화를 방지함으로써 강도를 높일 수 있다. 또한, Si 자체도 고용 강화에 의해 열연 강판의 강도를 높이는 효과가 있다. 또한, Si는 탈산에 의해 강을 건전화하는(강에 블로우홀 등의 결함이 발생하는 것을 억제하는) 작용을 갖는다. Si 함유량이 0.01％ 미만이면, 상기 작용에 의한 효과를 얻을 수 없다. 따라서, Si 함유량은 0.01％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 0.50％ 이상, 1.00％ 이상, 1.20％ 이상, 1.50％ 이상이다.
한편, Si 함유량이 3.00％ 초과이면, 시멘타이트의 석출을 현저하게 지연시켜, 잔류 오스테나이트량이 과잉이 되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 열연 강판의 표면 성상 및 화성 처리성, 나아가 연성 및 용접성이 현저하게 열화됨과 함께, A3 변태점이 현저하게 상승한다. 이에 의해, 안정적으로 열간 압연을 행하는 것이 곤란해진다. 따라서, Si 함유량은 3.00％ 이하로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 2.70％ 이하, 2.50％ 이하이다.
Mn: 1.00 내지 4.00％
Mn은, 페라이트 변태를 억제해서 열연 강판을 고강도화하는 작용을 갖는다. Mn 함유량이 1.00％ 미만이면, 원하는 강도를 얻을 수 없다. 따라서, Mn 함유량은 1.00％ 이상으로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.50％ 이상, 1.80％ 이상, 2.00％ 이상 또는 2.40％ 이상이다.
한편, Mn 함유량이 4.00％ 초과이면, 열연 강판의 연성, 구멍 확장성 및 굽힘성이 열화된다. 따라서, Mn 함유량은 4.00％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 3.70％ 이하, 3.50％ 이하, 3.30％ 이하 또는 3.00％ 이하이다.
sol.Al: 0.001 내지 2.000％
sol.Al은, Si와 마찬가지로, 강을 탈산해서 강판을 건전화함과 함께, 오스테나이트로부터의 시멘타이트의 석출을 억제함으로써, 잔류 오스테나이트의 생성을 촉진하는 작용을 갖는다. sol.Al 함유량이 0.001％ 미만이면 상기 작용에 의한 효과를 얻을 수 없다. 따라서, sol.Al 함유량은 0.001％ 이상으로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 0.010％ 이상이다.
한편, sol.Al 함유량이 2.000％ 초과이면, 상기 효과가 포화됨과 함께 경제적으로 바람직하지 않다. 또한, A3 변태점이 현저하게 상승하여, 안정적으로 열간 압연을 행하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, sol.Al 함유량은 2.000％ 이하로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 1.500％ 이하, 1.300％ 이하이다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 sol.Al이란, 산 가용성 Al을 의미하며, 고용 상태로 강 중에 존재하는 고용 Al을 나타낸다.
Si＋sol.Al: 1.00％ 이상
Si 및 sol.Al은, 모두 시멘타이트의 석출을 지연시키는 작용을 갖고, 이 작용에 의해, 오스테나이트가 미변태로 잔류하는 양, 즉 잔류 오스테나이트의 면적률을 높일 수 있다. Si 및 sol.Al의 함유량의 합계가 1.00％ 미만이면 상기 작용에 의한 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, Si 및 sol.Al의 함유량의 합계는 1.00％ 이상으로 한다. 바람직하게는 1.20％ 이상, 1.50％ 이상이다.
Si 및 sol.Al의 함유량의 합계는, 5.00％ 이하, 3.00％ 이하 또는 2.60％ 이하로 해도 된다.
또한, 「Si＋sol.Al」의 Si는 Si의 질량％로의 함유량을 나타내고, sol.Al은 sol.Al의 질량％로의 함유량을 나타낸다.
Ti: 0.010 내지 0.380％
Ti는, 강 중 탄화물 또는 질화물(주로 Ti 탄화물)로서 석출되고, 피닝 효과에 의해 금속 조직을 미세화하고, 또한 석출 강화에 의해 페라이트의 강도를 높인다. 그 결과, 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감할 수 있다. Ti 함유량이 0.010％ 미만이면, 이 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.010％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.050％ 이상, 0.070％ 이상, 0.090％ 이상, 0.120％ 이상이다.
한편, Ti 함유량을 0.380％ 초과로 해도, 상기 효과는 포화된다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.380％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.350％ 이하, 0.320％ 이하, 0.300％ 이하이다.
P: 0.100％ 이하
P는, 일반적으로 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이지만, 고용 강화에 의해 열연 강판의 강도를 높이는 작용을 갖는다. 따라서, P를 적극적으로 함유시켜도 된다. 그러나, P는 편석되기 쉬운 원소이며, P 함유량이 0.100％를 초과하면, 입계 편석에 기인하는 연성의 저하가 현저해진다. 따라서, P 함유량은 0.100％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.030％ 이하이다.
P 함유량의 하한은 특별히 규정할 필요는 없지만, 정련 비용의 관점에서, 0.001％로 하는 것이 바람직하다.
S: 0.0300％ 이하
S는, 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이며, 강 중에 황화물계 개재물을 형성해서 열연 강판의 연성을 저하시킨다. S 함유량이 0.0300％를 초과하면, 열연 강판의 연성이 현저하게 저하된다. 따라서, S 함유량은 0.0300％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.
S 함유량의 하한은 특별히 규정할 필요는 없지만, 정련 비용의 관점에서, 0.0001％로 하는 것이 바람직하다.
N: 0.1000％ 이하
N은, 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이며, 열연 강판의 연성을 저하시키는 작용을 갖는다. N 함유량이 0.1000％ 초과이면, 열연 강판의 연성이 현저하게 저하된다. 따라서, N 함유량은 0.1000％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0800％ 이하, 0.0700％ 이하이다. N 함유량의 하한은 특별히 규정할 필요는 없지만, 탄질화물의 석출을 촉진시키기 위해서는, N 함유량은 0.0010％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0020％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
O: 0.0100％ 이하
O는, 강 중에 많이 포함되면 파괴의 기점이 되는 조대한 산화물을 형성하여, 취성 파괴나 수소 유기 균열을 야기한다. 그 때문에, O 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. O 함유량은, 0.0080％ 이하, 0.0050％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
용강의 탈산 시에 미세한 산화물을 다수 분산시키기 위해, O 함유량은 0.0005％ 이상, 0.0010％ 이상으로 해도 된다.
Tief: 0.010 내지 0.300％
하기 식 (a)에 의해 표시되는 Tief는, Ti 탄화물의 생성에 관한 지표이다. Ti 질화물 및 Ti 황화물은 Ti 탄화물보다 고온에서 생성된다. 이 때문에, 강 중의 N 및 S가 많은 경우, Ti 탄화물을 충분히 생성시킬 수 없다. Tief가 0.010％ 미만이면, Ti 탄화물의 석출량이 적기 때문에, Ti의 탄화물에 의한 페라이트의 강도 향상의 효과를 얻을 수 없다. 그 결과, 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감할 수 없다. 그 때문에, Tief는 0.010％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.050％ 이상, 0.100％ 이상이다.
한편, Tief를 0.300％ 초과로 해도, 상기 효과는 포화되기 때문에 경제적으로 바람직하지 않다. 그 때문에, Tief는 0.300％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.270％ 이하, 0.250％ 이하이다.
Tief=Ti-48/14×N-48/32×S … (a)
단, 상기 식 (a) 중의 각 원소 기호는 질량％로의 함유량을 나타낸다.
본 실시 형태에 관한 열연 강판의 화학 조성의 잔부는, Fe 및 불순물로 이루어진다. 본 실시 형태에 있어서, 불순물이란, 원료로서의 광석, 스크랩, 또는 제조 환경 등으로부터 혼입되는 원소나 의도적으로 미량 첨가되는 원소이며, 본 실시 형태에 관한 열연 강판에 악영향을 미치지 않는 범위에서 허용되는 것을 의미한다.
본 실시 형태에 관한 열연 강판은, 상기 원소에 더하여, 이하의 원소를 임의 원소로서 함유해도 된다. 상기 임의 원소를 함유하지 않는 경우의 함유량의 하한은 0％이다. 이하, 각 임의 원소에 대해서 상세하게 설명한다.
Nb: 0.005 내지 0.100％ 및 V: 0.005 내지 0.500％
Nb 및 V는, 모두, 강 중에 탄화물 또는 질화물로서 석출되고, 피닝 효과에 의해 금속 조직을 미세화하는 작용을 갖기 때문에, 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Nb 함유량을 0.005％ 이상으로 하거나, V 함유량을 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그러나, 이들 원소를 과잉으로 함유시켜도, 상기 작용에 의한 효과가 포화되어 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Nb 함유량은 0.100％ 이하로 하고, V 함유량은 0.500％ 이하로 한다.
Cu: 0.01 내지 2.00％, Cr: 0.01 내지 2.00％, Mo: 0.01 내지 1.00％, Ni: 0.02 내지 2.00％ 및 B: 0.0001 내지 0.0100％
Cu, Cr, Mo, Ni 및 B는, 모두, 열연 강판의 ??칭성을 높이는 작용을 갖는다. 또한, Cr 및 Ni는 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 작용을 갖고, Cu 및 Mo는 강 중에 탄화물을 석출시켜 열연 강판의 강도를 높이는 작용을 갖는다. 또한, Ni는, Cu를 함유시키는 경우에 있어서는, Cu에 기인하는 슬래브의 입계 균열을 효과적으로 억제하는 작용을 갖는다. 따라서, 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다.
Cu는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용 및 저온에서 강 중에 탄화물로서 석출되어 열연 강판의 강도를 높이는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Cu 함유량은 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그러나, Cu 함유량이 2.00％ 초과이면, 슬래브의 입계 균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서, Cu 함유량은 2.00％ 이하로 한다.
상술한 바와 같이 Cr은, 강판의 ??칭성을 높이는 작용 및 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Cr 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그러나, Cr 함유량이 2.00％ 초과이면, 열연 강판의 화성 처리성이 현저하게 저하된다. 따라서, Cr 함유량은 2.00％ 이하로 한다.
상술한 바와 같이 Mo는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용 및 강 중에 탄화물을 석출시켜서 강도를 높이는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Mo 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그러나, Mo 함유량을 1.00％ 초과로 해도 상기 작용에 의한 효과는 포화되어 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Mo 함유량은 1.00％ 이하로 한다.
상술한 바와 같이 Ni는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용을 갖는다. 또한 Ni는, Cu를 함유시키는 경우에 있어서는, Cu에 기인하는 슬래브의 입계 균열을 효과적으로 억제하는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Ni 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
Ni는, 고가의 원소이기 때문에, 다량으로 함유시키는 것은 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Ni 함유량은 2.00％ 이하로 한다.
상술한 바와 같이 B는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용을 갖는다. 이 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, B 함유량을 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
그러나, B 함유량이 0.0100％ 초과이면, 열연 강판의 연성이 현저하게 저하되기 때문에, B 함유량은 0.0100％ 이하로 한다.
Ca: 0.0005 내지 0.0200％, Mg: 0.0005 내지 0.0200％, REM: 0.0005 내지 0.1000％ 및 Bi: 0.0005 내지 0.020％
Ca, Mg 및 REM은, 모두, 개재물의 형상을 바람직한 형상으로 제어함으로써, 열연 강판의 성형성을 높이는 작용을 갖는다. 또한, Bi는, 응고 조직을 미세화함으로써, 열연 강판의 성형성을 높이는 작용을 갖는다. 따라서, 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Ca, Mg, REM 및 Bi 중 어느 1종 이상을 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Ca 함유량 또는 Mg 함유량이 0.0200％를 초과하면, 혹은 REM 함유량이 0.1000％를 초과하면, 강 중에 개재물이 과잉으로 생성되어, 오히려 열연 강판의 연성을 저하시키는 경우가 있다. 또한, Bi 함유량을 0.020％ 초과로 해도, 상기 작용에 의한 효과는 포화되어 버려, 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Ca 함유량, Mg 함유량을 0.0200％ 이하, REM 함유량을 0.1000％ 이하, 그리고 Bi 함유량을 0.020％ 이하로 한다. Bi 함유량은, 바람직하게는 0.010％ 이하이다.
여기서, REM은, Sc, Y 및 란타노이드로 이루어지는 합계 17원소를 가리키고, 상기 REM의 함유량은, 이들 원소의 합계 함유량을 가리킨다. 란타노이드의 경우, 공업적으로는 미슈 메탈의 형태로 첨가된다.
Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상: 합계로 0 내지 1.00％, 그리고 Sn: 0 내지 0.050％
Zr, Co, Zn 및 W에 대해서, 본 발명자들은, 이들 원소를 합계로 1.00％ 이하 함유시켜도, 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 효과는 손상되지 않는 것을 확인하였다. 그 때문에, Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상을 합계로 1.00％ 이하 함유시켜도 된다.
또한, 본 발명자들은, Sn을 소량 함유시켜도 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 효과는 손상되지 않는 것을 확인하였지만, 열간 압연 시에 흠집이 발생하는 경우가 있으므로, Sn 함유량은 0.050％ 이하로 한다.
상술한 열연 강판의 화학 조성은, 일반적인 분석 방법에 의해 측정하면 된다. 예를 들어, ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)를 사용하여 측정하면 된다. 또한, sol.Al은, 시료를 산으로 가열 분해한 후의 여액을 사용해서 ICP-AES에 의해 측정하면 된다. C 및 S는 연소-적외선 흡수법을 사용하고, N은 불활성 가스 융해-열전도도법을 사용하고, O는 불활성 가스 융해-비분산형 적외선 흡수법을 사용하여 측정하면 된다.
열연 강판의 금속 조직
다음으로, 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 금속 조직에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에 관한 열연 강판에서는, 금속 조직이, 면적％로, 페라이트: 10 내지 30％, 베이나이트: 40 내지 85％, 잔류 오스테나이트: 5 내지 30％, 프레시 마르텐사이트: 5％ 이하, 및 펄라이트: 5％ 이하로 이루어지고, 상기 페라이트의 평균 입경이 5.00㎛ 이하이며, 상기 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 상기 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차가 1000㎫ 이하이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 압연 방향에 평행한 판 두께 단면의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치(표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역)에 있어서의 금속 조직을 규정한다. 그 이유는, 이 위치에 있어서의 금속 조직이, 열연 강판의 대표적인 금속 조직을 나타내기 때문이다.
페라이트: 10 내지 30％
페라이트는, 강도가 떨어지지만, 열연 강판의 연성을 향상시키는 조직이다. 페라이트의 면적률이 10％ 미만이면, 원하는 연성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 페라이트의 면적률은 10％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 12％ 이상, 15％ 이상이다.
한편, 페라이트의 면적률이 30％ 초과이면, 원하는 강도를 얻을 수 없다. 그 때문에, 페라이트의 면적률은 30％ 이하로 한다. 바람직하게는, 27％ 이하, 25％ 이하이다.
베이나이트: 40 내지 85％
베이나이트는, 열연 강판의 강도 및 연성을 향상시키는 조직이다. 베이나이트의 면적률이 40％ 미만이면, 원하는 강도 및 연성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 베이나이트의 면적률은 40％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 50％ 이상, 55％ 이상, 60％ 이상이다.
한편, 베이나이트의 면적률이 85％ 초과이면, 원하는 연성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 베이나이트의 면적률은 85％ 이하로 한다. 바람직하게는, 82％ 이하, 80％ 이하이다.
잔류 오스테나이트: 5 내지 30％
잔류 오스테나이트는, 열연 강판의 연성을 향상시키는 조직이다. 잔류 오스테나이트의 면적률이 5％ 미만이면, 원하는 연성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 잔류 오스테나이트의 면적률은 5％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 7％ 이상, 10％ 이상, 12％ 이상, 13％ 이상, 14％ 이상 또는 15％ 이상이다.
한편, 잔류 오스테나이트의 면적률이 30％ 초과이면, 원하는 강도를 얻을 수 없다. 그 때문에, 잔류 오스테나이트의 면적률은 30％ 이하로 한다. 바람직하게는, 25％ 이하, 23％ 이하이다.
프레시 마르텐사이트: 5％ 이하
프레시 마르텐사이트는 경질인 조직이기 때문에, 열연 강판의 강도의 향상에 기여한다. 그러나, 프레시 마르텐사이트는 연성이 부족한 조직이기도 하다. 프레시 마르텐사이트의 면적률이 5％ 초과이면, 원하는 연성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 프레시 마르텐사이트의 면적률은 5％ 이하로 한다. 바람직하게는, 4％ 이하, 3％ 이하, 2％ 이하이다. 프레시 마르텐사이트의 면적률은 0％여도 된다.
펄라이트: 5％ 이하
펄라이트의 면적률이 너무 많으면, 소망량의 잔류 오스테나이트를 얻을 수 없다. 그 때문에, 펄라이트의 면적률은 5％ 이하로 한다. 바람직하게는, 4％ 이하, 3％ 이하, 2％ 이하이다. 펄라이트의 면적률은 0％여도 된다.
상술한 각 조직 중, 잔류 오스테나이트 이외의 조직의 면적률은, 이하의 방법에 의해 측정한다.
열연 강판으로부터, 압연 방향에 평행한 판 두께 단면의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이(표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역)에 있어서의 금속 조직을 관찰할 수 있도록 시험편을 채취한다. 다음으로, 판 두께 단면을 연마한 후, 연마면을 나이탈 부식하고, 광학 현미경 및 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 30㎛×30㎛의 영역을 조직 관찰한다. 관찰 영역은, 적어도 3 영역으로 한다. 이 조직 관찰에 의해 얻어진 조직 사진에 대하여 화상 해석을 행함으로써, 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트의 각각의 면적률을 얻는다. 그 후, 마찬가지의 관찰 위치에 대해, 레페라 부식을 한 후, 광학 현미경 및 주사형 전자 현미경을 사용해서 조직 관찰을 행하고, 얻어진 조직 사진에 대하여 화상 해석을 행함으로써, 프레시 마르텐사이트의 면적률을 얻는다.
상술한 조직 관찰에 있어서, 각 조직은, 이하의 방법에 의해 동정한다.
프레시 마르텐사이트는 전위 밀도가 높고, 또한 입자 내에 블록이나 패킷과 같은 하부 조직을 갖는 조직이므로, 주사형 전자 현미경을 사용한 전자 채널링 콘트라스트상에 의하면, 다른 금속 조직과 구별하는 것이 가능하다.
라스상의 결정립의 집합이며, 조직의 내부에 긴 직경 20㎚ 이상의 Fe계 탄화물을 포함하지 않는 조직 중 프레시 마르텐사이트가 아닌 조직, 또는 조직의 내부에 긴 직경 20㎚ 이상의 Fe계 탄화물을 포함하고, 그 Fe계 탄화물이 단일의 베리언트를 갖는, 즉 동일 방향으로 신장된 Fe계 탄화물인 조직을 베이나이트라고 간주한다. 여기서, 동일 방향으로 신장된 Fe계 탄화물이란, Fe계 탄화물의 신장 방향의 차이가 5° 이내인 것을 말한다.
괴상의 결정립이며, 조직의 내부에 라스 등의 하부 조직을 포함하지 않는 조직을 페라이트라고 간주한다.
판상의 페라이트와 Fe계 탄화물이 층상으로 겹쳐져 있는 조직을 펄라이트라고 간주한다.
잔류 오스테나이트의 면적률은 이하의 방법에 의해 측정한다.
본 실시 형태에서는, 잔류 오스테나이트의 면적률은 X선 회절에 의해 측정한다. 먼저, 열연 강판의 압연 방향에 평행한 판 두께 단면의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이(표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역)에 있어서, Co-Kα선을 사용하여, α(110), α(200), α(211), γ(111), γ(200), γ(220)의 계 6피크의 적분 강도를 구하고, 강도 평균법을 사용해서 산출한다. 이에 의해, 잔류 오스테나이트의 면적률을 얻는다.
페라이트의 평균 입경: 5.00㎛ 이하
페라이트의 크기는, 열연 강판의 강도, 구멍 확장성 및 굽힘성에 큰 영향을 미친다. 페라이트의 평균 입경이 5.00㎛ 초과이면, 열연 강판의 강도, 구멍 확장성 및/또는 굽힘성을 높일 수 없다. 그 때문에, 페라이트의 평균 입경은 5.00㎛ 이하로 한다. 바람직하게는, 4.00㎛ 이하, 3.50㎛ 이하, 3.00㎛ 이하이다.
하한은 특별히 규정하지는 않지만, 페라이트의 평균 입경은 0.50㎛ 이상, 1.00㎛ 이상으로 해도 된다.
페라이트의 평균 입경은 이하의 방법에 의해 측정한다.
페라이트의 평균 결정 입경은 상술한 광학 현미경 및 주사형 전자 현미경으로 관찰한 영역과 동일한 영역에 대해서 이하의 측정을 행함으로써 얻는다. 판 두께 단면을 #600 내지 #1500의 탄화 규소 페이퍼를 사용해서 연마한 후, 입도 1 내지 6㎛의 다이아몬드 파우더를 알코올 등의 희석액이나 순수에 분산시킨 액체를 사용해서 경면으로 마무리한다. 다음으로, 전해 연마에 의해 샘플의 표층에 도입된 변형을 제거한다. 샘플 단면의 길이 방향의 임의의 위치에 있어서, 길이 50㎛, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역을, 0.1㎛의 측정 간격으로 전자 후방 산란 회절법에 의해 측정해서 결정 방위 정보를 얻는다. 측정에는, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경(JEOL제 JSM-7001F)과 EBSD 검출기(TSL제 DVC5형 검출기)로 구성된 EBSD 장치를 사용한다. 이때, EBSD 장치 내의 진공도는 9.6×10-5Pa 이하, 가속 전압은 15kV, 조사 전류 레벨은 13, 전자선의 조사 레벨은 62로 한다.
얻어진 결정 방위 데이터군을 해석 소프트웨어(TSL OIM Analysis)로 해석하여, 15° 이상의 방위차를 갖는 계면을 결정립계로서 정의하고, 해당 결정립계로 둘러싸인 영역의 면적으로부터 원 상당 직경으로서 결정 입경을 산출한다. 이 중, 상술한 광학 현미경 및 주사형 전자 현미경(SEM)으로 페라이트라고 동정한 결정립에 대해서, 결정 입경의 히스토그램으로부터 메디안 직경(D50)으로서 평균 결정 입경을 산출한다.
페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차: 1000㎫ 이하
페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차가 1000㎫ 초과이면, 구멍 확장성 및/또는 굽힘성을 향상시킬 수 없다. 그 때문에, 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차는 1000㎫ 이하로 한다. 바람직하게는, 950㎫ 이하, 900㎫ 이하, 850㎫ 이하이다.
하한은 특별히 규정하지는 않지만, 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차는 500㎫ 이상, 600㎫ 이상 또는 700㎫ 이상으로 해도 된다.
페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도 및 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도는 이하의 방법에 의해 측정한다.
상술한 금속 조직의 면적률을 측정한 시야에 있어서, 페라이트라고 판별된 영역에 대해서, 나노인덴테이션법에 의한 경도 측정을 행한다. 적어도 20점 이상에 있어서의 페라이트의 마르텐스 경도를 측정하고, 평균값을 산출함으로써, 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도를 얻는다. 마찬가지의 조작을 베이나이트에 대해서 행함으로써, 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도를 얻는다.
또한, 측정에는, Hysitron사제 TriboScope/TriboIndenter를 사용하고, 측정 하중은 1mN으로 하면 된다.
기계 특성
본 실시 형태에 관한 열연 강판은, 인장(최대) 강도가 980㎫ 이상이다. 인장 강도를 980㎫ 이상으로 함으로써, 차체 경량화에 보다 기여할 수 있다. 보다 바람직하게는, 인장 강도는 1180㎫ 이상이다. 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 1470㎫로 해도 된다.
연성의 지표인, 인장 강도와 균일 연신율의 곱(TS×uEl)은 8260㎫ㆍ％ 이상이어도 된다.
구멍 확장성의 지표인 구멍 확장률은, 45％ 이상이어도 된다.
굽힘성의 지표인 최대 굽힘 각도는, 60° 이상이어도 된다.
인장 강도 TS 및 균일 연신율 uEl은, JIS Z 2241:2011의 5호 시험편을 사용하여, JIS Z 2241:2011에 준거해서 측정한다. 인장 시험편의 채취 위치는, 판 폭 방향의 단부로부터 1/4 부분으로 하고, 압연 방향에 직각인 방향을 길이 방향으로 하면 된다.
구멍 확장률 λ는, JIS Z 2256:2020에 준거해서 측정한다. 구멍 확장 시험편의 채취 위치는, 열연 강판의 판 폭 방향의 단부로부터 1/4 부분으로 하면 된다.
최대 굽힘 각도 α는, 독일 자동차 공업회에서 규정된 VDA 기준(VDA238-100)에 기초하여 평가한다. 굽힘 시험에서 얻어지는 최대 하중 시의 변위를 VDA 기준으로 각도로 변환하여, 최대 굽힘 각도 α를 구한다.
판 두께
본 실시 형태에 관한 열연 강판의 판 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 0.5 내지 8.0㎜로 해도 된다. 열연 강판의 판 두께를 0.5㎜ 이상으로 함으로써 압연 완료 온도의 확보가 용이해짐과 함께 압연 하중을 저감할 수 있어, 열간 압연을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 판 두께는 0.5㎜ 이상으로 해도 된다. 바람직하게는 1.2㎜ 이상, 1.4㎜ 이상이다. 또한, 판 두께를 8.0㎜ 이하로 함으로써, 금속 조직의 미세화가 용이해져, 상술한 금속 조직을 용이하게 확보할 수 있다. 따라서, 판 두께는 8.0㎜ 이하로 해도 된다. 바람직하게는 6.0㎜ 이하이다.
도금층
상술한 화학 조성 및 금속 조직을 갖는 본 실시 형태에 관한 열연 강판은, 표면에 내식성의 향상 등을 목적으로 하여 도금층을 구비시켜서 표면 처리 강판으로 해도 된다. 도금층은 전기 도금층이어도 되고 용융 도금층이어도 된다. 전기 도금층으로서는, 전기 아연 도금, 전기 Zn-Ni 합금 도금 등이 예시된다. 용융 도금층으로서는, 용융 아연 도금, 합금화 용융 아연 도금, 용융 알루미늄 도금, 용융 Zn-Al 합금 도금, 용융 Zn-Al-Mg 합금 도금, 용융 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금 등이 예시된다. 도금 부착량은 특별히 제한되지 않고, 종래와 마찬가지로 해도 된다. 또한, 도금 후에 적당한 화성 처리(예를 들어, 실리케이트계의 무크롬 화성 처리액의 도포와 건조)를 실시하여, 내식성을 더 높이는 것도 가능하다.
제조 조건
본 실시 형태에 관한 열연 강판의 적합한 제조 방법에서는, 이하의 공정 (1) 내지 (7)을 순차 행한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 슬래브의 온도 및 강판의 온도는, 슬래브의 표면 온도 및 강판의 표면 온도를 말한다. 본 실시 형태에 있어서 열연 강판의 온도는, 판 폭 방향 최단부이면 접촉식 또는 비접촉식 온도계로 측정한다. 열연 강판의 판 폭 방향 최단부 이외이면, 열전대에 의해 측정하거나, 전열 해석에 의해 계산한다.
(1) 하기 식 (1)에 의해 표시되는 T0℃ 이상의 온도역으로 슬래브를 가열하고, 당해 온도역에서 6000초 이상 유지한 후, 조압연을 행한다.
(2) 조압연 완료 후, 150초 이내에 마무리 압연을 행한다.
(3) T1(℃) 내지 T1＋30℃의 온도역에서의 누적 압하율을 30％ 초과로 하고, 마무리 압연의 누적 압하율을 90％ 이상으로 하고, 마무리 압연의 최종 압하율을 15％ 이상으로 한다. 또한, T1(℃)은 하기 식 (2)에 의해 표시된다.
(4) 마무리 압연 완료 후 1.0초 이내에 냉각을 개시하고, 20℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 600 내지 700℃의 온도역까지 냉각한다.
(5) 600 내지 700℃의 온도역에서 1.0 내지 3.0초간의 공랭을 행한 후, 40℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각한다.
(6) T2(℃) 내지 500℃의 온도역에서 권취한다.
(7) 150℃ 이하의 온도역까지의 평균 냉각 속도를 15 내지 40℃/h로 한다.
T0(℃)=7000/{2.75-log(Ti×C)}-273 … (1)
T1(℃)=850＋10×(C＋N)×Mn＋350×Nb＋250×Ti＋40×B＋10×Cr＋100×Mo＋100×V … (2)
T2(℃)=591-474×C-33×Mn-17×Ni-17×Cr-21×Mo … (3)
또한, 상기 식 (1) 내지 (3) 중의 원소 기호는 각 원소의 질량％로의 함유량을 나타내고, 당해 원소를 함유하지 않는 경우는 0을 대입한다.
열간 압연에 제공할 때의 슬래브 온도 및 유지 시간
열간 압연에 제공하는 슬래브는, 연속 주조에 의해 얻어진 슬래브나 주조ㆍ분괴에 의해 얻어진 슬래브 등을 사용할 수 있다. 필요에 따라서는, 그것들에 열간 가공 또는 냉간 가공을 가한 것을 사용할 수 있다. 열간 압연에 제공하는 슬래브는, Ti 탄화물을 충분히 고용시키기 위해, T0(℃) 이상의 온도역으로 가열하고, 이 온도역에서 6000초 이상 유지하는 것이 바람직하다. Ti 탄화물을 충분히 고용시킬 수 없는 경우, 결과적으로 페라이트 중에 충분한 양의 Ti 탄화물을 석출시킬 수 없어, 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감할 수 없는 경우가 있다.
열간 압연은, 다패스 압연으로서 리버스 밀 또는 탠덤 밀을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 공업적 생산성의 관점에서, 적어도 최종의 수 단은 탠덤 밀을 사용한 열간 압연으로 하는 것이 보다 바람직하다.
조압연
T0(℃) 이상의 온도역에서 6000초 이상 유지한 후에는 조압연을 행한다. 조압연의 조건은 특별히 한정되지 않고, 통상의 방법에 의해 행하면 된다.
마무리 압연
조압연 완료 후에는, 150초 이내에 마무리 압연을 행하는 것이 바람직하다. 즉, 조압연의 최종 패스의 압연이 완료되고 나서 150초 이내에, 마무리 압연의 1패스째의 압연을 행하는 것이 바람직하다. 조압연 완료 후, 150초 이내에 마무리 압연을 행함으로써, 후술하는 2차 냉각에 있어서, 잔류 오스테나이트 중에 Ti 탄화물이 과잉으로 석출되지 않고, 페라이트 중에 충분한 양의 Ti 탄화물을 석출시킬 수 있다. 그 결과, 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감할 수 있다.
또한, 마무리 압연은, T1(℃) 내지 T1＋30℃의 온도역에서의 누적 압하율을 30％ 초과로 하고, 마무리 압연의 누적 압하율을 90％ 이상으로 하고, 마무리 압연의 최종 압하율을 15％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서 마무리 압연을 행함으로써, 소망량의 페라이트를 얻을 수 있다. 또한, 마무리 압연 완료 온도는, 830℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, T1(℃) 내지 T1＋30℃의 온도역의 누적 압하율이란, 이 온도역의 압연에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판 두께를 t0으로 하고, 이 온도역의 압연에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판 두께를 t1로 했을 때, (t0-t1)/t0×100(％)으로 나타낼 수 있다.
마무리 압연의 누적 압하율이란, 마무리 압연의 최초의 패스 전의 입구 판 두께를 ti로 하고, 마무리 압연의 최종 패스 후의 출구 판 두께를 tf로 했을 때, (ti-tf)/ti×100(％)으로 나타낼 수 있다.
마무리 압연의 최종 압하율이란, 마무리 압연의 최종 패스 전의 입구 판 두께를 t2로 하고, 마무리 압연의 최종 패스 후의 출구 판 두께를 t3으로 했을 때, (t2-t3)/t2×100(％)으로 나타낼 수 있다.
마무리 압연 완료 후의 1차 냉각
마무리 압연 완료 후에는 1.0초 이내에 냉각을 개시하고, 20℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 600 내지 700℃의 온도역까지 냉각하는 것이 바람직하다. 환언하면, 평균 냉각 속도가 20℃/s 이상인 냉각을, 마무리 압연 완료 후로부터 1.0초 이내에 개시하고, 이 냉각을 600 내지 700℃의 온도역까지 행하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 완료 후로부터 1.0초 이내에 1차 냉각을 행함으로써, 페라이트의 평균 입경을 바람직하게 제어할 수 있다. 또한, 1차 냉각을 600 내지 700℃의 온도역까지 행함으로써, 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서 말하는 평균 냉각 속도란, 냉각 개시 시와 냉각 종료 시의 온도차를, 냉각 개시 시로부터 냉각 종료 시까지의 경과 시간으로 나눈 값이다.
중간 공랭 및 2차 냉각
600 내지 700℃의 온도역까지 냉각한 후에는, 이 온도역에서 1.0 내지 3.0초간의 공랭을 행하고, 그 후, 40℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각한다. 여기서 말하는 공랭이란, 평균 냉각 속도가 10℃/s 이하인 냉각을 말한다. 가열 장치 등에 의한 외부로부터의 입열을 행하지 않는 한, 하프 인치 정도의 판 두께여도 공랭에서의 냉각 속도는 3℃/s 정도이다. 이러한 조건에서 2차 냉각을 행함으로써, 소망량의 페라이트 및 잔류 오스테나이트를 얻을 수 있음과 함께, 이 페라이트 중에 충분한 양의 Ti 탄화물을 석출시킬 수 있다. 그 결과, 페라이트와 베이나이트의 경도차를 저감할 수 있다.
평균 냉각 속도가 40℃/s 이상인 냉각은, 후술하는 권취 온도에서 권취할 수 있도록, T2(℃) 내지 500℃의 온도역까지 행하는 것이 바람직하다. 환언하면, 평균 냉각 속도가 40℃/s 이상인 냉각의 냉각 정지 온도는 T2(℃) 내지 500℃의 온도역으로 하는 것이 바람직하다.
권취
권취 온도는 T2(℃) 내지 500℃의 온도역으로 하는 것이 바람직하다. 이 온도역에서 권취함으로써, 프레시 마르텐사이트가 과잉으로 석출되는 것을 억제할 수 있어, 소망량의 베이나이트를 얻을 수 있다. 권취 온도가 500℃ 초과이면 베이나이트 변태에 수반되는 시멘타이트의 생성이 촉진되어, 소망량의 잔류 오스테나이트가 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 권취 온도가 T2(℃) 미만이면, 템퍼링 마르텐사이트가 생성되는 경우가 있다.
권취 후의 3차 냉각
권취 후에는 150℃ 이하의 온도역까지의 평균 냉각 속도를 15 내지 40℃/h로 하는 것이 바람직하다. 이러한 조건에서 3차 냉각을 행함으로써, 잔류 오스테나이트 중에 탄소를 농화시켜서, 잔류 오스테나이트를 안정화시킬 수 있다. 그 결과, 소망량의 잔류 오스테나이트를 얻을 수 있다. 평균 냉각 속도는, 보다 바람직하게는 20℃/h 이상이다. 또한, 평균 냉각 속도는, 보다 바람직하게는 30℃/h 미만이다.
또한, 권취 후의 평균 냉각 속도는, 보온 커버나 에지 마스크, 미스트 냉각 등에 의해 제어하면 된다.
실시예
다음으로, 실시예에 의해 본 발명의 일 양태의 효과를 더욱 구체적으로 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.
표 1 및 2에 나타내는 화학 조성을 갖는 강을 용제하고, 연속 주조에 의해 두께가 240 내지 300㎜인 슬래브를 제조하였다. 얻어진 슬래브를 사용하여, 표 3 및 4에 나타내는 제조 조건에 의해, 열연 강판을 얻었다.
또한, 열간 압연 전에는, 표 3에 기재된 슬래브 가열 온도로 가열하여, 6000초 이상 유지하였다. 표 4의 제조 No.10은, 1차 냉각 후, 530℃ 이하의 온도역에서, 표 4에 기재된 공랭 시간으로 공랭을 행하고, 제조 No.11은, 1차 냉각 후, 700℃ 초과, 723℃ 이하의 온도역에서, 표 4에 기재된 공랭 시간으로 공랭을 행하였다. 또한, 모든 예에 있어서, 3차 냉각은 150℃ 이하의 온도역까지 행하였다.
얻어진 열연 강판에 대하여, 상술한 방법에 의해, 각 조직의 면적률, 페라이트의 평균 입경, 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차, 인장 강도 TS, 균일 연신율 uEl, 구멍 확장률 λ 및 최대 굽힘 각도 α를 측정하였다. 또한, 인장 강도 TS 및 균일 연신율 uEl을 측정한 인장 시험에 의해, 전연신율 El(JIS Z 2241:2011에서 말하는 파단 연신율)을 얻었다.
얻어진 측정 결과를 표 5에 나타낸다. 또한, 제조 No.15는, 표 5에 기재된 조직 이외에 40면적％의 템퍼링 마르텐사이트(상술한 조직 관찰 방법으로 어느 조직이라고도 판별되지 않는 조직)가 생성되었다.
평가 기준
인장 강도 TS가 980㎫ 이상인 경우, 우수한 강도를 갖는 것으로 하여 합격이라고 판정하였다. 한편, 인장 강도 TS가 980㎫ 미만인 경우, 우수한 강도를 갖지 않는 것으로 하여 불합격이라고 판정하였다.
인장 강도 TS와 균일 연신율 uEl의 곱(TS×uEl)이 8260㎫ㆍ％ 이상인 경우, 우수한 연성을 갖는 것으로 하여 합격이라고 판정하였다. 한편, TS×uEl이 8260㎫ㆍ％ 미만인 경우는, 우수한 연성을 갖지 않는 것으로 하여 불합격이라고 판정하였다.
구멍 확장률 λ이 45％ 이상인 경우, 우수한 구멍 확장성을 갖는 것으로 하여 합격이라고 판정하였다. 한편, 구멍 확장률 λ가 45％ 미만인 경우, 우수한 구멍 확장성을 갖지 않는 것으로 하여 불합격이라고 판정하였다.
최대 굽힘 각도가 60° 이상인 경우, 우수한 굽힘성을 갖는 것으로 하여 합격이라고 판정하였다. 한편, 최대 굽힘 각도가 60° 미만인 경우, 우수한 굽힘성을 갖지 않는 것으로 하여 불합격이라고 판정하였다.
표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명예에 있어서, 우수한 강도, 연성, 구멍 확장성 및 굽힘성을 갖는 열연 강판이 얻어졌다.
한편, 화학 조성 및/또는 금속 조직이 본 발명에서 규정하는 범위 내가 아닌 비교예는, 상기 특성 중 어느 하나 이상이 떨어졌다. 또한, 제조 No.15에서는, 베이나이트량이 부족하고, 템퍼링 마르텐사이트가 생성되었기 때문에, 연성이 열화되었다. 또한, 제조 No.16에서는, 프레시 마르텐사이트량이 많아, 전체적인 조직간 경도차가 커짐으로써, 구멍 확장성 및 굽힘성이 열화되었다.
본 발명에 관한 상기 양태에 따르면, 우수한 강도, 연성, 구멍 확장성 및 굽힘성을 갖는 열연 강판을 제공할 수 있다.
Claims (2)
- 화학 조성이, 질량％로,
C: 0.100 내지 0.350％,
Si: 0.01 내지 3.00％,
Mn: 1.00 내지 4.00％,
sol.Al: 0.001 내지 2.000％,
Si＋sol.Al: 1.00％ 이상,
Ti: 0.010 내지 0.380％,
P: 0.100％ 이하,
S: 0.0300％ 이하,
N: 0.1000％ 이하,
O: 0.0100％ 이하,
Nb: 0 내지 0.100％,
V: 0 내지 0.500％,
Cu: 0 내지 2.00％,
Cr: 0 내지 2.00％,
Mo: 0 내지 1.00％,
Ni: 0 내지 2.00％,
B: 0 내지 0.0100％,
Ca: 0 내지 0.0200％,
Mg: 0 내지 0.0200％,
REM: 0 내지 0.1000％,
Bi: 0 내지 0.020％,
Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상: 합계로 0 내지 1.00％, 그리고
Sn: 0 내지 0.050％를 함유하고,
하기 식 (a)에 의해 표시되는 Tief가 0.010 내지 0.300％이며,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
금속 조직이, 면적％로,
페라이트: 10 내지 30％,
베이나이트: 40 내지 85％,
잔류 오스테나이트: 5 내지 30％,
프레시 마르텐사이트: 5％ 이하, 및
펄라이트: 5％ 이하로 이루어지고,
상기 페라이트의 평균 입경이 5.00㎛ 이하이며,
상기 페라이트의 평균 나노인덴테이션 경도와 상기 베이나이트의 평균 나노인덴테이션 경도의 차가 1000㎫ 이하이며,
인장 강도가 980㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
Tief=Ti-48/14×N-48/32×S … (a)
단, 상기 식 (a) 중의 각 원소 기호는 질량％로의 함유량을 나타낸다. - 제1항에 있어서,
상기 화학 조성이, 질량％로,
Nb: 0.005 내지 0.100％,
V: 0.005 내지 0.500％,
Cu: 0.01 내지 2.00％,
Cr: 0.01 내지 2.00％,
Mo: 0.01 내지 1.00％,
Ni: 0.02 내지 2.00％,
B: 0.0001 내지 0.0100％,
Ca: 0.0005 내지 0.0200％,
Mg: 0.0005 내지 0.0200％,
REM: 0.0005 내지 0.1000％, 및
Bi: 0.0005 내지 0.020％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 열연 강판.
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