KR20230128531A

KR20230128531A - 강판 및 용접 조인트

Info

Publication number: KR20230128531A
Application number: KR1020237026554A
Authority: KR
Inventors: 유야 스즈키
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2023-09-05
Also published as: JPWO2022202020A1; US20240141467A1; WO2022202020A1; MX2023008914A; CN116917518A; EP4265752A1; EP4265752A4

Abstract

이 강판은, 소정의 화학 조성을 갖고, 판 두께를 t로 하였을 때, 판 두께 방향 단면의, 표면으로부터 t/4의 위치인 t/4 위치에 있어서의 금속 조직이, 체적률로, 페라이트: 20％ 이상, 베이나이트 및 마르텐사이트: 합계 40％ 이상을 포함하고, 잔부가, 잔류 오스테나이트, 펄라이트로부터 선택되는 1종 이상이며, 상기 판 두께 방향 단면의, 상기 t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역에 있어서, 1㎛ 간격으로 복수의 측정점에 있어서 Mn 농도를 측정하였을 때, 모든 상기 복수의 측정점의 Mn 농도의 평균값에 대하여, Mn 농도가 1.1배 이상인 측정점의 비율이 10.0％ 미만이고, 인장 강도가 980㎫ 이상이며, 인장 강도와 전연신율의 곱이, 10500㎫·％ 이상이다.

Description

강판 및 용접 조인트

본 발명은 강판 및 용접 조인트에 관한 것이다.

본원은, 2021년 03월 25일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2021-051017호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

근년, 지구 온난화 대책에 수반되는 온실 효과 가스 배출량 규제의 관점에서 자동차의 연비 향상이 요구되고 있고, 차체의 경량화와 충돌 안전성 확보를 위해, 고강도 강판의 적용이 점점 확대되고 있다. 특히 최근에는, 인장 강도가 980㎫ 이상인 고강도 강판의 요구가 높아지고 있다.

자동차 부품에 제공하는 고강도 강판에는, 강도뿐만 아니라, 프레스 성형성 등의 부품 성형을 위해 필요한 특성이 요구된다. 프레스 성형성에 필요한 특성으로서, 예를 들어 연성(연신)이 있다. 그 때문에, 고강도이면서 우수한 연성을 갖는 강판에 대한 요구가 높아지고 있다.

우수한 연성이 얻어지는 강판으로서, 주로 연질의 페라이트상과 경질의 마르텐사이트상의 복합 조직으로 구성되는 Dual Phase 강판(이하 DP강)이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2).

일본 특허 공개 평6-128688호 공보 일본 특허 제5305149호 공보

상술한 바와 같이, 자동차 분야에서는, 고강도 강판의 적용 시에, 특히 최근에는, 성형성이 우수한 고강도 강판의 요구가 높아지고 있다. 그러나, 근년, 인장 강도가 980㎫ 이상인 DP강은, 용접하였을 때의 용접 조인트의 강도가 낮아지는 경우가 있는 것이 과제로 되고 있다.

이와 같은 과제에 대해, 특허문헌 1, 2에서는, DP강에 대하여 개시되어 있지만, 용접 조인트 강도에 대해서는 고려되어 있지 않다. 이와 같이, 종래, 인장 강도가 980㎫ 이상인 DP강의 용접 조인트의 강도의 개선에 대하여 제안된 기술은 없었다.

본 발명은, 성형성이 우수한 인장 강도가 980㎫ 이상인 강판이며, 용접 후에 충분한 용접 조인트 강도가 얻어지는 강판, 및 그 강판으로부터 얻어지는, 충분한 용접 조인트 강도가 얻어지는 용접 조인트를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 인장 강도가 980㎫ 이상인 DP강에 있어서, 용접을 행하였을 때, 용접 조인트의 강도가 낮아지는 원인에 대하여 검토를 행하였다. 그 결과, 열 영향부에 조대한 마르텐사이트가 존재하는 경우, 판 두께 방향으로 잔류 응력이 발생하여, 그 근방에서 용이하게 균열이 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명자들이 더 검토를 행한 결과, 열 영향부에서의 구γ 입경의 조대화를 억제하기 위해서는, Mn 편석의 억제가 유효하다는 것을 알아냈다.

본 발명은 상기 지견을 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 본 발명의 일 양태에 관한 강판은, 질량％로, C: 0.05％ 이상, 0.25％ 이하, Si: 0.05％ 이상, 2.00％ 이하, Mn: 1.50％ 이상, 3.00％ 이하, Al: 0.005％ 이상, 1.500％ 이하, P: 0％ 이상, 0.040％ 이하, S: 0％ 이상, 0.010％ 이하, N: 0％ 이상, 0.0100％ 이하, O: 0％ 이상, 0.0060％ 이하, Cr: 0％ 이상, 0.50％ 이하, Ni: 0％ 이상, 1.00％ 이하, Cu: 0％ 이상, 1.00％ 이하, Mo: 0％ 이상, 0.50％ 이하, Ti: 0％ 이상, 0.200％ 이하, Nb: 0％ 이상, 0.200％ 이하, V: 0％ 이상, 0.500％ 이하, B: 0％ 이상, 0.0100％ 이하, W: 0％ 이상, 0.1000％ 이하, Ta: 0％ 이상, 0.1000％ 이하, Sn: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Co: 0％ 이상, 0.5000％ 이하, Sb: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, As: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Mg: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Ca: 0％ 이상, 0.0400％ 이하, Y: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, La: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Ce: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Zr: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, 및 잔부: Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고, 판 두께를 t로 하였을 때, 판 두께 방향 단면의, 표면으로부터 t/4의 위치인 t/4 위치에 있어서의 금속 조직이, 체적률로, 페라이트: 20％ 이상, 베이나이트 및 마르텐사이트: 합계 40％ 이상을 포함하고, 잔부가, 잔류 오스테나이트, 펄라이트로부터 선택되는 1종 이상이며, 상기 판 두께 방향 단면의, 상기 t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역에 있어서, 1㎛ 간격으로 복수의 측정점에 있어서 Mn 농도를 측정하였을 때, 모든 상기 복수의 측정점의 Mn 농도의 평균값에 대하여, Mn 농도가 1.1배 이상인 측정점의 비율이 10.0％ 미만이고, 인장 강도가 980㎫ 이상이며, 인장 강도와 전연신율의 곱이, 10500㎫·％ 이상이다.

[2] 상기 [1]의 강판은, 상기 화학 조성이, 질량％로, Cr: 0.01％ 이상, 0.50％ 이하, Ni: 0.01％ 이상, 1.00％ 이하, Cu: 0.01％ 이상, 1.00％ 이하, Mo: 0.01％ 이상, 0.50％ 이하, Ti: 0.001％ 이상, 0.200％ 이하, Nb: 0.001％ 이상, 0.200％ 이하, V: 0.001％ 이상, 0.500％ 이하, B: 0.0001％ 이상, 0.0100％ 이하, W: 0.0005％ 이상, 0.1000％ 이하, Ta: 0.0005％ 이상, 0.1000％ 이하, Sn: 0.0010％ 이상, 0.0500％ 이하, Co: 0.0010％ 이상, 0.5000％ 이하, Sb: 0.0010％ 이상, 0.0500％ 이하, As: 0.0010％ 이상, 0.0500％ 이하, Mg: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하, Ca: 0.0001％ 이상, 0.0400％ 이하, Y: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하, La: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하, Ce: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하, 및 Zr: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유해도 된다.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 강판은, 상기 표면에, 용융 아연 도금층을 가져도 된다.

[4] 상기 [3]에 기재된 강판은, 상기 용융 아연 도금층이, 합금화 용융 아연 도금층이어도 된다.

[5] 본 발명의 다른 양태에 관한 용접 조인트는, 질량％로, C: 0.05％ 이상, 0.25％ 이하, Si: 0.05％ 이상, 2.00％ 이하, Mn: 1.50％ 이상, 3.00％ 이하, Al: 0.005％ 이상, 1.500％ 이하, P: 0％ 이상, 0.040％ 이하, S: 0％ 이상, 0.010％ 이하, N: 0％ 이상, 0.0100％ 이하, O: 0％ 이상, 0.0060％ 이하, Cr: 0％ 이상, 0.50％ 이하, Ni: 0％ 이상, 1.00％ 이하, Cu: 0％ 이상, 1.00％ 이하, Mo: 0％ 이상, 0.50％ 이하, Ti: 0％ 이상, 0.200％ 이하, Nb: 0％ 이상, 0.200％ 이하, V: 0％ 이상, 0.500％ 이하, B: 0％ 이상, 0.0100％ 이하, W: 0％ 이상, 0.1000％ 이하, Ta: 0％ 이상, 0.1000％ 이하, Sn: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Co: 0％ 이상, 0.5000％ 이하, Sb: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, As: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Mg: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Ca: 0％ 이상, 0.0400％ 이하, Y: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, La: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Ce: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, Zr: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, 및 잔부: Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고, 상기 열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최댓값이 30㎛ 미만이다.

본 발명의 상기 양태에 의하면, 성형성이 우수한 인장 강도가 980㎫ 이상인 강판이며, 용접 후에 충분한 용접 조인트 강도가 얻어지는 강판, 및 그 강판으로부터 얻어지는, 충분한 용접 조인트 강도가 얻어지는 용접 조인트를 제공할 수 있다.

도 1은 판 두께 방향 단면의, 조직의 관찰 영역 및 Mn 농도의 측정 영역을 설명하는 도면이다.
도 2는 용접 조인트의 열 영향부를 설명하는 모식도이다.
도 3은 제1 편석 공정에서, 1300℃에서의 유지를 행하지 않은 경우(0h), 및 10시간 유지를 행한 경우(10h)의 Mn 농도 분포의 예를 나타내는 히스토그램이다.

본 발명의 일 실시 형태에 관한 강판(본 실시 형태에 관한 강판)은, (a) 소정의 화학 조성을 갖고, (b) 판 두께를 t로 하였을 때, 판 두께 방향 단면의, 표면으로부터 t/4의 위치인 t/4 위치에 있어서의 금속 조직이, 체적률로, 페라이트: 20％ 이상, 베이나이트 및 마르텐사이트: 합계 40％ 이상을 포함하고, 잔부가, 잔류 오스테나이트, 펄라이트로부터 선택되는 1종 이상이며, (c) 상기 판 두께 방향 단면의, 상기 t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역에 있어서, 1㎛ 간격으로 복수의 측정점에 있어서 Mn 농도를 측정하였을 때, 모든 상기 복수의 측정점의 Mn 농도의 평균값에 대하여, Mn 농도가 1.1배 이상인 측정점의 비율이 10.0％ 미만이고, (d) 인장 강도가 980㎫ 이상이며, 인장 강도와 전연신율의 곱이, 10500㎫·％ 이상이다.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트는, (A) 소정의 화학 조성을 갖고, (B) 열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최댓값이 30㎛ 미만이다.

이하, 각각에 대하여 설명한다.

1. 강판

먼저, 본 실시 형태에 관한 강판에 대하여 설명한다.

<화학 조성>

본 실시 형태에 관한 강판의 화학 조성에 대하여 설명한다. 각 원소의 함유량의 ％는, 언급이 없는 한 모두 질량％를 나타낸다.

C: 0.05％ 이상, 0.25％ 이하

C(탄소)는, 강판의 강도 확보를 위해 필수의 원소이다. C 함유량을 0.05％ 이상으로 함으로써 원하는 고강도를 얻을 수 있다. C 함유량은, 0.07％ 이상 또는 0.08％ 이상이어도 된다.

한편, 가공성이나 용접성을 확보하기 위해, C 함유량은 0.25％ 이하로 한다. C 함유량은, 0.23％ 이하, 0.22％ 이하 또는 0.20％ 이하여도 된다.

Si: 0.05％ 이상, 2.00％ 이하

Si(규소)는, 페라이트를 안정화시키는 원소이다. 즉, Si는, Ac3점(Ac3 변태점)을 증가시키므로 넓은 어닐링 온도 범위에서 다량의 페라이트를 형성시키는 것이 가능하고, 강판의 조직 제어성 향상의 관점에서 함유시킨다. 이러한 효과를 얻기 위해, Si 함유량은 0.05％ 이상으로 한다.

한편, 강판의 용접성을 확보하기 위해, Si 함유량은 2.00％ 이하로 한다. Si 함유량은, 1.80％ 이하, 1.70％ 이하 혹은 1.50％ 이하여도 된다.

Mn: 1.50％ 이상, 3.00％ 이하

Mn(망간)은 강력한 오스테나이트 안정화 원소이며, 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해, Mn 함유량은 1.50％ 이상으로 한다. Mn 함유량은 1.60％ 이상 혹은 1.70％ 이상이어도 된다.

한편, 용접성이나 저온 인성을 확보하기 위해, Mn 함유량은 3.00％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 2.80％ 이하, 2.70％ 이하 혹은 2.50％ 이하여도 된다.

Al: 0.005％ 이상, 1.500％ 이하

Al(알루미늄)은, 강의 탈산을 위해 사용되는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, Al 함유량은 0.005％ 이상으로 한다.

한편, Al을 과잉으로 함유시켜도 효과가 포화되어 헛되이 비용 상승을 초래할 뿐만 아니라, 강의 변태 온도가 상승하여 열간 압연 시의 부하가 증대된다. 그 때문에, Al 함유량은 1.500％ 이하로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 1.200％ 이하, 1.000％ 이하 또는 0.800％ 이하이다.

P: 0％ 이상, 0.040％ 이하

P(인)는 고용 강화 원소이며, 강판의 고강도화에 유효한 원소이지만, 과도한 함유는 용접성 및 인성을 열화시킨다. 따라서, P 함유량은, 0.040％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.035％ 이하, 0.030％ 이하 또는 0.020％ 이하이다. P 함유량은 0％여도 되지만, P 함유량을 극도로 저감시키기 위해서는, 탈 P 비용이 높아진다. 그 때문에, 경제성의 관점에서 P 함유량을 0.001％ 이상으로 해도 된다.

S: 0％ 이상, 0.010％ 이하

S(황)는 불순물로서 함유되는 원소이며, 강 중에서 MnS를 형성하여 인성이나 구멍 확장성을 열화시키는 원소이다. 따라서, 인성이나 구멍 확장성의 열화가 현저하지 않은 범위로서, S 함유량을 0.010％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.005％ 이하, 0.004％ 이하 또는 0.003％ 이하이다. S 함유량은 0％여도 되지만, S 함유량을 극도로 저감시키기 위해서는, 탈황 비용이 높아진다. 그 때문에, 경제성의 관점에서 S 함유량을 0.0001％ 이상으로 해도 된다.

N: 0％ 이상, 0.0100％ 이하

N(질소)은 불순물로서 함유되는 원소이며, 그 함유량이 0.0100％를 초과하면 강 중에 조대한 질화물을 형성하여 굽힘성이나 구멍 확장성을 열화시키는 원소이다. 따라서, N 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0080％ 이하, 0.0060％ 이하 또는 0.0050％ 이하이다. N 함유량은 0％여도 되지만, N 함유량을 극도로 저감시키기 위해서는, 탈 N 비용이 높아진다. 그 때문에, 경제성의 관점에서 N 함유량을 0.00010％ 이상으로 해도 된다.

O: 0％ 이상, 0.0060％ 이하

O(산소)는 불순물로서 함유되는 원소이며, 그 함유량이 0.0060％를 초과하면 강 중에 조대한 산화물을 형성하여 굽힘성이나 구멍 확장성을 열화시키는 원소이다. 따라서, O 함유량은 0.0060％ 이하로 한다. O 함유량은, 바람직하게는 0.0050％ 이하 또는 0.0040％ 이하이다. O 함유량은 0％여도 되지만, 제조 비용의 관점에서, O 함유량을 0.0001％ 이상으로 해도 된다.

본 실시 형태에 관한 강판의 기본 화학 조성은 상기 원소(기본 원소)를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진다. 여기서 「불순물」이란, 강판을 공업적으로 제조할 때, 광석, 스크랩 등의 원료, 제조 공정의 다양한 요인에 의해 혼입되는 성분이며, 본 발명에 악영향을 주지 않는 범위에서 허용되는 것을 의미한다.

그러나, 당해 강판은, 필요에 따라서 Fe의 일부 대신에 이하의 원소(임의 원소)를 함유해도 된다. 이들 원소는 반드시 함유되지는 않아도 되므로, 하한은 0％이다. 또한, 이하의 원소는, 원료의 스크랩 등으로부터 혼입되는 경우도 있지만, 후술하는 상한값 이하의 함유량이면, 불순물로서 함유되어 있어도 된다.

Cr: 0％ 이상, 0.50％ 이하

Ni: 0％ 이상, 1.00％ 이하

Cu: 0％ 이상, 1.00％ 이하

Cr(크롬), Ni(니켈) 및 Cu(구리)는, 모두, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 그 때문에, 이들 원소로부터 선택되는 1종 이상을 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻고자 하는 경우에는, Cr, Ni 및 Cu로부터 선택되는 1종 이상의 함유량은 0.01％ 이상인 것이 바람직하고, 0.10％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, 함유량이 0.50％ 초과인 Cr, 1.00％ 초과인 Ni, 또는 1.00％ 초과인 Cu는, 산세성, 용접성 및 열간 가공성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, Cr 함유량은 0.50％ 이하로 하고, Ni 함유량은, 1.00％ 이하로 하고, Cu 함유량은 1.00％ 이하로 한다. Cr 함유량은 0.40％ 이하, 0.30％ 이하, 또는 0.10％ 이하여도 된다. Ni 함유량은 0.80％ 이하, 0.60％ 이하, 또는 0.20％ 이하여도 된다. Cu 함유량은 0.80％ 이하, 0.60％ 이하, 또는 0.20％ 이하여도 된다.

Mo: 0％ 이상, 0.50％ 이하

Mo(몰리브덴)는, Mn과 마찬가지로, 강의 ??칭성을 높여, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 그 때문에, Mo를 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻고자 하는 경우에는, Mo 함유량은 0.01％ 이상인 것이 바람직하고, 0.10％ 이상인 것이 바람직하다.

한편, Mo 함유량이 0.50％를 초과하면, 열간 가공성이 저하되어, 생산성이 저하될 우려가 있다. 따라서, Mo 함유량은 0.50％ 이하로 한다. Mo 함유량은 0.40％ 이하, 0.30％ 이하, 또는 0.10％ 이하인 것이 바람직하다.

Ti: 0％ 이상, 0.200％ 이하

Nb: 0％ 이상, 0.200％ 이하

V: 0％ 이상, 0.500％ 이하

Ti(티타늄), Nb(니오븀) 및 V(바나듐)는, 모두, 석출 강화, 결정립의 성장 억제에 의한 세립 강화 및 재결정의 억제를 통한 전위 강화에 의해, 강판 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 그 때문에, 이들 원소로부터 선택되는 1종 이상을 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻고자 하는 경우에는, 0.001％ 이상의 Ti, 0.0001％ 이상의 Nb, 및 0.001％ 이상의 V로부터 선택되는 1종 이상을 강판에 함유시키는 것이 바람직하다.

한편, 함유량이 0.200％ 초과인 Ti, 0.200％ 초과인 Nb, 또는 0.500％ 초과인 V는, 조대한 탄질화물을 석출시켜, 성형성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, Ti 함유량을 0.200％ 이하로 하고, Nb 함유량을 0.200％ 이하로 하고, V 함유량을 0.500％ 이하로 한다. Ti 함유량을 0.180％ 이하, 0.150％ 이하, 또는 0.100％ 이하로 해도 된다. Nb 함유량을 0.180％ 이하, 0.150％ 이하, 또는 0.100％ 이하로 해도 된다. V 함유량을 0.400％ 이하, 0.300％ 이하, 또는 0.100％ 이하로 해도 된다.

B: 0％ 이상, 0.0100％ 이하

B(붕소)는, 용접 시에, 오스테나이트 입계에 편석되어, 결정립계를 강화하여, 내용융 금속 취화 균열성의 향상에 기여하는 원소이다. 그 때문에, B를 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻고자 하는 경우에는, B 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하고, 0.0005％ 이상 또는 0.0008％ 이상인 것이 보다 바람직하다.

한편, B 함유량이 0.0100％를 초과하면, 탄화물 및 질화물이 생성되고, 상기 효과가 포화됨과 함께, 열간 가공성이 저하된다. 따라서, B 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. B 함유량은 0.0080％ 이하, 0.0050％ 이하, 또는 0.0030％ 이하인 것이 바람직하다.

W: 0％ 이상, 0.1000％ 이하

Ta: 0％ 이상, 0.1000％ 이하

Sn: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

Co: 0％ 이상, 0.5000％ 이하

As: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

W(텅스텐), Ta(탄탈), Sn(주석), Co(코발트), 및 As(비소)는, 석출 강화나 결정립의 조대화의 억제에 의해, 강판 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 그 때문에, 이들 원소를 함유해도 된다. 효과를 얻는 경우, W 함유량을 0.0005％ 이상, 0.0010％ 이상, 0.0050％ 이상, 또는 0.0100％ 이상으로 해도 된다. Ta 함유량을 0.0005％ 이상, 0.0010％ 이상, 0.0050％ 이상, 또는 0.0100％ 이상으로 해도 된다. Sn 함유량을 0.0010％ 이상, 0.0020％ 이상, 또는 0.0050％ 이상으로 해도 된다. Co 함유량을 0.0010％ 이상, 0.0100％ 이상, 또는 0.0300％ 이상으로 해도 된다. As 함유량을 0.0010％ 이상, 0.0020％ 이상, 또는 0.0050％ 이상으로 해도 된다.

한편, 이들 원소가 다량이면, 강판의 여러 특성이 손상될 우려가 있다. 그 때문에, W 함유량을 0.1000％ 이하로 하고, Ta 함유량을 0.1000％ 이하로 하고, Sn 함유량을 0.0500％ 이하로 하고, Co 함유량을 0.5000％ 이하로 하고, Sb 함유량을 0.0500％ 이하로 하고, As 함유량을 0.0500％ 이하로 한다. W 함유량을 0.0800％ 이하, 0.0500％ 이하, 또는 0.0300％ 이하로 해도 된다. Ta 함유량을 0.080％ 이하, 0.050％ 이하, 또는 0.0300％ 이하로 해도 된다. Sn 함유량을 0.0400％ 이하, 0.0300％ 이하, 또는 0.0100％ 이하로 해도 된다. Co 함유량을 0.4000％ 이하, 0.3000％ 이하, 또는 0.1000％ 이하로 해도 된다. As 함유량을 0.0400％ 이하, 0.0300％ 이하, 또는 0.0100％ 이하로 해도 된다.

Mg: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

Ca: 0％ 이상, 0.0400％ 이하

Y: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

La: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

Ce: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

Zr: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

Sb: 0％ 이상, 0.0500％ 이하

Ca(칼슘), Mg(마그네슘), Y(이트륨), La(란탄), Ce(세륨), 및 Zr(지르코늄), Sb(안티몬)은, 모두, 성형성의 향상에 기여하는 원소이다. 그 때문에, 이들 원소로부터 선택되는 1종 이상을 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 상기 효과를 얻고자 하는 경우에는, Mg, Ca, Y, La, Ce, Zr, Sb로부터 선택되는 1종 이상의 함유량은 0.0001％ 이상, 또는 0.0010％ 이상인 것이 보다 바람직하다. Sb 함유량은, 보다 바람직하게는, 0.0020％ 이상, 또는 0.0050％ 이상이다.

한편, 0.050％를 초과하는 함유량의 Mg, Y, La, Ce, Zr, Sb, 또는 0.040％를 초과하는 함유량의 Ca는, 산세성, 용접성 및 열간 가공성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, Mg, Y, La, Ce, Zr, 및 Sb의 함유량은 모두 0.0500％ 이하로 하고, Ca 함유량은 0.0400％ 이하로 한다. Mg, Ca, Y, La, Ce, Zr, 및 Sb의 각각의 함유량은 0.0350％ 이하, 0.0300％ 이하, 또는 0.0100％ 이하인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 강판의 화학 조성은, 기본 원소를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지거나, 또는, 기본 원소를 포함하고, 또한, 임의 원소의 1종 이상을 포함하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진다.

<판 두께를 t로 하였을 때, 판 두께 방향 단면의, 표면으로부터 t/4의 위치인 t/4 위치에 있어서의 금속 조직>

[페라이트: 20체적％ 이상]

페라이트는 연성이 우수하지만 연질의 조직이다. 강판의 연신을 확보하기 위해, 페라이트의 체적률을 20％ 이상으로 한다.

한편, 페라이트의 체적률이 과도해지면, 함유하면 원하는 강판 강도를 확보하는 것이 곤란해진다. 따라서, 페라이트의 체적률을 60％ 이하로 한다. 페라이트 체적률은, 50％ 이하여도 된다.

[베이나이트 및 마르텐사이트: 합계 40체적％ 이상]

베이나이트 및 마르텐사이트는 강도의 향상을 위해, 체적률을 합계로 40％ 이상으로 한다. 본 요건이 충족되는 한, 마르텐사이트 및 베이나이트의 체적률을 개별로 규정할 필요는 없지만, 템퍼링 마르텐사이트 함유량은 체적률로 10％ 이상, 15％ 이상 또는 20％ 이상이어도 된다.

베이나이트 및 마르텐사이트의 체적률은, 20％ 이상의 페라이트를 확보하기 위해, 80％ 이하로 한다.

본 실시 형태에 관한 강판에 있어서, 마르텐사이트는, 프레시 마르텐사이트 및 템퍼링 마르텐사이트를 포함한다.

[잔부: 잔류 오스테나이트, 펄라이트로부터 선택되는 1종 이상]

페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 이외의 잔부로서, 잔류 오스테나이트, 펄라이트로부터 선택되는 1종 이상을 포함해도 된다. 잔부의 체적률은, 예를 들어 10％ 이하, 또는 5％ 이하이다. 잔부의 체적률은 0％여도 된다.

t/4 위치에 있어서의 마르텐사이트의 체적률은, 이하의 수순으로 구한다.

시료의 관찰면을 레페라액으로 에칭하여, 도 1의 A에 나타내는 바와 같은 판 두께 방향 단면의 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치를 중심으로 하는 표면으로부터 판 두께의 1/8 내지 3/8의 범위 내에서, 100㎛×100㎛의 영역을, FE-SEM을 사용하여 3000배의 배율로 관찰한다. 레페라 부식에서는, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트는 부식되지 않기 때문에, 부식되어 있지 않은 영역의 면적률은, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트의 합계 면적률이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트의 합계 면적률은, 이들의 합계 체적률인 것으로 간주한다. 이 부식되어 있지 않은 영역의 면적률(즉 체적률)로부터, 후술하는 방법으로 측정한 잔류 오스테나이트의 체적률을 감산하여, 마르텐사이트의 체적률을 산출한다.

잔류 오스테나이트의 체적률은, X선 회절 장치를 사용한 측정에 의해 산출할 수 있다. X선 회절 장치를 사용한 측정에서는, 먼저 시료의 판면(압연면)으로부터 판 두께의 1/4의 깊이의 면까지의 영역을 기계 연마 및 화학 연마에 의해 제거한다. 다음에, 판 두께 t의 1/4의 깊이의 면에 있어서, 특성 X선으로서 MoKα선을 사용하여, bcc상의 (200), (211) 및 fcc상의 (200), (220), (311)의 회절 피크의 적분 강도비를 구하고, 이들 적분 강도비에 기초하여 잔류 오스테나이트의 체적률을 산출하는 것이 가능하다.

t/4 위치에 있어서의 페라이트, 베이나이트, 펄라이트의 체적률은, 이하의 수순으로 구한다.

시료의 관찰면을 레페라액으로 에칭하여, 도 1의 A에 나타내는 바와 같은 판 두께 방향 단면의 표면으로부터 판 두께의 1/4의 위치를 중심으로 하는 표면으로부터 판 두께의 1/8 내지 3/8의 범위 내에서, 100㎛×100㎛의 영역을, FE-SEM을 사용하여, 3000배의 배율로 관찰한다. 결정 중에 시멘타이트를 포함하지 않는 영역을 페라이트, 결정 중에 시멘타이트를 포함하며, 또한 시멘타이트가 라멜라상으로 배열되는 영역을 펄라이트, 결정 중에 시멘타이트를 포함하며, 또한 시멘타이트가 복수의 베어리언트를 갖는 영역을 베이나이트로 판단하고, 포인트 카운팅법(ASTM E562 준거)에 의해 면적률을 구한다. 면적률과 체적률은 동등한 것으로 하여, 각 조직의 얻어진 면적률을 체적률로 한다.

<판 두께 방향 단면의, t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역에 있어서, 1㎛ 간격으로, 복수의 측정점에 있어서 Mn 농도를 측정하였을 때, 복수의 측정점(전체 측정점)의 Mn 농도의 평균값에 대하여, Mn 농도가 1.1배 이상인 측정점의 비율: 10.0％ 미만>

상술한 바와 같이, 열 영향부에 조대한 잔류 오스테나이트 또는 프레시 마르텐사이트가 존재하면, 이들이 균열의 기점이 되어 용이하게 균열이 발생한다.

이러한 균열을 억제하기 위해서는, 잔류 오스테나이트(γ)의 미세화가 유효하지만, 조대한 잔류 γ는 Mn 편석부에서 생성되기 때문에, Mn 편석의 억제가 유효하다.

구체적으로는, 도 1의 B에서 나타내는 바와 같은, 판 두께 방향 단면의, t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역에 있어서, 1㎛ 간격으로, 복수의 측정점에 있어서 Mn 농도를 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)를 사용하여 측정하였을 때, 전체 측정점(복수의 측정점)의 Mn 농도의 평균값에 대하여, Mn 농도가 1.1배 이상(평균값을 1.0으로 하였을 때 1.1 이상)인 측정점의 비율(개수 비율)이 10.0％ 미만일 필요가 있다. 즉, "각 측정점 농도/측정 영역 중의 전체 측정점 평균 농도"를 편석도로 정의하였을 때, 이 편석도가 1.1 이상이 되는 비율이 10.0％ 미만인 것이 필요로 된다.

<기계적 특성>

본 실시 형태에 관한 강판은, 자동차 차체의 경량화에 기여하는 것을 고려하여, 인장 강도를 980㎫ 이상으로 한다. 또한, 본 실시 형태에 관한 강판에서는, 인장 강도×전연신율(TS×tEl)은, 10500㎫·％ 이상으로 한다.

인장 강도(TS) 및 전연신율(tEl)은, 강판으로부터, 압연 방향에 수직 방향으로 JIS5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241:2011에 따라서 인장 시험을 행함으로써 구한다.

[도금층]

상술한 본 실시 형태에 관한 강판은, 표면에 용융 아연 도금층을 갖고 있어도 된다. 표면에 용융 아연 도금층이 존재함으로써, 내식성이 향상된다.

예를 들어, 강판을 부식하는 환경 하에서 사용하는 경우, 천공 등의 우려가 있기 때문에, 고강도화해도 어느 일정 판 두께 이하로 박육화할 수 없는 경우가 있다. 강판의 고강도화의 목적의 하나는, 박육화에 의한 경량화이기 때문에, 고강도 강판을 개발해도, 내식성이 낮으면 적용 부위가 한정된다. 그 때문에, 내식성이 높은 용융 아연 도금 등의 도금을 강판에 실시하는 것을 생각할 수 있다. 도금층은 예를 들어, 용융 아연 도금층 또는 전기 아연 도금층과 같은 아연 도금층이다. 또한, 아연 도금층은, Zn에 더하여 Si, Al 및/또는 Mg를 포함하는 도금이어도 된다.

또한, 용융 아연 도금층은, 합금화된 합금화 용융 아연 도금층이어도 된다. 합금화된 용융 아연 도금층에서는, 합금화 처리에 의해 용융 아연 도금층 중에 Fe가 도입되어 있기 때문에, 우수한 용접성 및 도장성이 얻어진다.

또한, 아연 도금층 상에, 도장성 및 용접성을 개선할 목적으로, 상층 도금을 실시해도 된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 냉연 강판에서는, 용융 아연 도금층 상에, 각종 처리, 예를 들어 크로메이트 처리, 인산염 처리, 윤활성 향상 처리, 용접성 향상 처리 등을 실시해도 된다.

2. 용접 조인트

다음에, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 용접 조인트는, 상술한 본 실시 형태에 관한 강판을 용접하여 얻어지는 용접 조인트이다. 그 때문에, 모재부와, 용접에 의해 형성된 너깃부와, 너깃부의 주위에 형성되는 열 영향부를 갖는다. 너깃부를 통해, 본 실시 형태에 관한 강판과, 다른 강판(본 실시 형태에 관한 강판이어도 됨)이 접합된다.

모재부(열 영향부 및 너깃부를 제외한 부분)에 대해서는, 본 실시 형태에 관한 강판과 마찬가지인 화학 조성, 금속 조직을 갖고 있다. 열 영향부에 대해서는, 화학 조성에 대해서는, 본 실시 형태에 관한 강판과 마찬가지이지만, 금속 조직에 대해서는, 주로 마르텐사이트이며, 이하의 특징을 갖고 있다.

<열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최댓값: 30㎛ 미만>

용접 조인트에 있어서, 열 영향부에서의 잔류 응력을 저감하기 위해서는, 마르텐사이트 조직이면 그 블록 사이즈에 상당하는, 구γ 입경의 최댓값이 30㎛ 미만이면 된다. 구γ(오스테나이트) 입경이, 30㎛ 이상이면, 판 두께 방향으로 잔류 응력이 발생하여, 그 근방에서 용이하게 균열이 발생한다.

본 실시 형태에 관한 용접 조인트에 있어서, 열 영향부는 다음과 같이 정의한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 강판 S와 강판 S를 접합하는 너깃(너깃부) N을 갖는 용접 조인트에 있어서, 강판 중첩면측에서 강판의 중첩면 SF(도면에서는 강판 S와 강판 S 사이에 간극이 있지만, 밀착되어 있어도 됨)로부터 판 두께 방향으로 판 두께의 1/4만큼 이격된 위치에서, 또한 스폿 용접의 너깃 중심 O로부터 판 두께 방향과 수직 방향(지면 좌우 방향)으로 8㎜의 범위의 경도(하중 0.1kgf에서의 비커스 경도: JIS Z 2244에 따라서 실시)를 측정하고, 그 경도가 너깃부의 경도와도 모재부의 경도(용접 전의 강판의 경도와 동일함)와도 다른 천이 영역을, 열 영향부(HAZ)로 한다.

구γ 입경은, 강판 중첩면측에서 강판 표면으로부터 판 두께 1/4만큼 이격된 위치, 또한, 열 영향부의 판 두께와 수직 방향(지면 좌우 방향)의 중심에 있어서, 이하의 수순으로 측정한다. 시료의 관찰면을 연마한 후에 나이탈 시약으로 부식하고, FE-SEM을 사용하여, 1000배의 배율로, 500㎛×500㎛를 1시야로 하여, 3시야 관찰한다. 얻어진 조직 사진을 사용하여, 선분법에 의해 구γ 입경을 산출한다.

관찰하는 3시야의 각각의 시야에서의 최대의 구γ 입경을 평균한 값을, 열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최대값으로 한다.

[조인트 강도]

본 실시 형태에 관한 강판은, 자동차 차체의 조립에 있어서의 용접성을 고려하여, 조인트 강도가 6.0kN 초과인 것이 바람직하다.

조인트 강도는, 강판으로부터, 압연 방향에 대하여 수직 방향으로, JIS Z 3137:1999에 기재된 시험편을 채취하고, 서보 모터 가압식 단상 교류 스폿 용접기(전원 주파수 50Hz)를 사용하여 용접을 실시하고, 그 후, JIS Z 3137:1999에 따라서 십자 인장력 시험을 행함으로써 구한다.

<제조 방법>

본 실시 형태에 관한 강판은, 이하의 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.

(I) 연속 주조 등에 의해 얻어진 슬래브를, 1300℃ 이상에서 5.0시간 이상 유지하고, 200℃ 이하까지 20℃/시 이상 80℃/시 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 제1 Mn 편석 저감 공정과;

(II) 상기 슬래브를 가열하여, 1200℃ 이상에서 1.0시간 이상 유지하는 제2 Mn 편석 공정과;

(III) 상기 제2 Mn 편석 저감 공정 후의 상기 슬래브를, 열간 압연하여 열연 강판으로 하는 열간 압연 공정과;

(IV) 상기 열연 강판을 권취하는 권취 공정과;

(V) 상기 권취 공정 후의 상기 열연 강판에 냉간 압연을 실시하여 냉연 강판으로 하는 냉간 압연 공정과;

(VI) 상기 냉연 강판에 대하여 어닐링을 실시하는 어닐링 공정.

또한, 본 실시 형태에 관한 용접 조인트는, (I) 내지 (VI)를 포함하는 제조 방법에서 얻어진 본 실시 형태에 관한 강판에, 또한 이하의 공정을 행함으로써 제조할 수 있다.

(VII) 강판을 용접하는 용접 공정.

이하, 각 공정에 대하여 설명한다.

[제1 Mn 편석 저감 공정]

제1 Mn 편석 저감 공정에서는, 연속 주조 등에 의해 얻어진 슬래브를, 열간 압연 공정 전에, 1300℃ 이상에서 5.0시간 이상 유지하고, 200℃ 이하까지 20℃/시 이상 80℃/시 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한다.

슬래브를, 1300℃ 이상의 고온에서 5.0시간 이상 유지함으로써 Mn의 확산 속도를 높여, Mn의 편석을 저감한다. 그러나, 이 유지만으로는, Mn 편석의 저감은 충분하지 않다. 또한, 200℃ 이하까지 20℃/시 이상의 평균 냉각 속도로 냉각할 필요가 있다. 20℃/시 이상의 평균 냉각 속도로 200℃ 이하까지 냉각함으로써, 열수축차에 의한 전위가 도입된다. 이 전위는, 다음 공정인 제2 Mn 편석 저감 공정에서의 가열 시에, Mn의 고속 확산 경로가 되므로, 효율적으로 Mn을 확산시킬 수 있어, Mn 편석도가 저감된다.

평균 냉각 속도가 빠를수록 전위는 도입되지만, 냉각 속도가 너무 빠르면 열수축차가 과잉으로 되어 슬래브 균열의 리스크가 높아지므로, 평균 냉각 속도는 80℃/시 이하로 한다.

가열 온도를 과도하게 높이면 제조 비용이 증가되고, 가열 시간을 장시간화하면 생산성이 악화된다. 이들 관점에서, 슬래브의 가열 온도는 1400℃ 이하로 하고, 1300℃ 이상에서의 유지 시간은 50.0시간 이하로 해도 된다.

[제2 Mn 편석 저감 공정]

제2 Mn 편석 저감 공정에서는, 제1 Mn 편석 저감 공정 후의 슬래브를 가열로에서 1200℃ 이상으로 가열하고, 그 온도역에서 1.0시간 이상 유지한다.

제1 Mn 편석 공정을 행한 후에, 1200℃ 이상에서 1.0시간 이상 유지를 행함으로써, 슬래브에 도입된 전위를 고속 확산 경로로서 이용하여 Mn을 확산시킬 수 있다. 이에 의해, Mn 편석이 더 저감된다.

가열 온도를 과도하게 높이면 제조 비용이 증가되고, 가열 시간을 장시간화하면 생산성이 악화된다. 이들 관점에서, 슬래브의 가열 온도는 1300℃ 이하로 하고, 1200℃ 이상에서의 유지 시간은 5.0시간 이하로 해도 된다.

이 제2 Mn 편석 저감 공정은, 열간 압연을 위한 가열로서 열연 가열로에서 행해도 된다.

[열간 압연 공정]

열간 압연 공정에서는, 제2 Mn 편석 저감 공정에서 열연 가열로에서 1200℃ 이상으로 가열하고, 1.0시간 이상 유지한 슬래브에 대해, 열간 압연을 행하여, 열연 강판을 얻는다.

열간 압연 조건은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 마무리 압연 공정을 800℃ 이상, 980℃ 이하에서 종료하고, 그 후 600℃ 이상 750℃ 이하의 온도까지 평균 냉각 속도 2.5℃/초 이상으로, 600℃ 이하의 권취 온도까지 냉각해도 된다.

[권취 공정]

[냉간 압연 공정]

열간 압연 공정 후의 열연 강판은, 공지의 조건에서 권취하여 열연 코일로 된 후, 공지의 조건에서 냉간 압연되어 냉연 강판이 된다. 예를 들어, 압하율의 합계를 20％ 이상 85％ 이하로 해도 된다.

[어닐링 공정]

어닐링 공정에서는, 어닐링 공정 후에 인장 강도를 980㎫ 이상으로 하기 위해, 금속 조직을, 페라이트 체적률이 20％ 이상, 베이나이트 체적률과 마르텐사이트 체적률의 합계가 40％ 이상이 되는 조건에서 어닐링을 행한다.

구체적으로는, 연속 어닐링로 등을 사용하여, 냉연 강판을 (Ac3-100)℃ 이상 900℃ 미만의 균열 온도로 가열하고, 균열 온도에서 5 내지 600초 유지하고, 500℃ 내지 750℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 2.5℃/초 이상 30.0℃/초 이하가 되도록 냉각한다. 500℃ 이하에서의 온도역에서의 냉각 속도는 특별히 지정되지 않고, 500℃ 이하이면 재가열이나 등온 유지를 실시해도 된다.

균열 온도가 낮으면 오스테나이트가 얻어지지 않고, 그 후의 냉각에서, 베이나이트 및 마르텐사이트의 체적률이 충분히 얻어지지 않는다. 그 때문에, 균열 온도를 (Ac3-100)℃ 이상으로 한다. 한편, 균열 온도가 너무 높으면 제조 비용이 높아지므로, 균열 온도는 900℃ 이하가 바람직하다.

균열 시간은, 한정되지 않지만, 균열 시간이 5초 미만이면, 오스테나이트화가 충분히 진행되지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 균열 시간은 5초 이상이 바람직하다. 한편, 균열 시간이 600초를 초과하면, 생산성이 저하되므로, 균열 시간은 600초 이하가 바람직하다.

또한, 500 내지 750℃의 평균 냉각 속도가 2.5℃/초 이하이면, 페라이트의 체적률이 너무 많아져, 베이나이트 및 마르텐사이트의 체적률이 충분히 얻어지지 않는다. 한편, 평균 냉각 속도가 50.0℃/초 초과이면, 페라이트의 체적률이 충분히 얻어지지 않는다.

Ac3점은, 이하의 방법으로 구한다.

Ac3(℃)=910-203×√[C]+44.7×[Si]-30×[Mn]+700×[P]-20×[Cu]-15.2×[Ni]-11×[Cr]+31.5×[Mo]+400×[Ti]+104×[V]+120×[Al]

여기서, [C], [Si], [Mn], [P], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [Ti], [V] 및 [Al]은 슬래브에 포함되는 각 원소의 함유량(질량％)이다.

[용융 아연 도금 공정]

[합금화 공정]

어닐링 공정 후의 냉연 강판은, 용융 아연 도금욕에 침지하여 표면에 용융 아연 도금층을 갖는 용융 아연 도금 강판으로 해도 된다. 또한, 용융 아연 도금 강판에 합금화 처리를 하여, 합금화 용융 아연 도금 강판으로 해도 된다. 이 경우, 용융 아연 도금 및 합금화 시에 강판에 가해지는 열을 이용하여, 상술한 강판의 온도 유지를 행할 수 있다. 어느 것도 조건은 공지의 조건을 적용할 수 있다.

[용접 공정]

본 실시 형태에 관한 용접 조인트는, 상기 공정에서 얻어지는 본 실시 형태에 관한 강판을, 용접함으로써 얻어진다.

용접 조건은, 공지의 조건이어도 되지만, 서보 모터 가압식 단상 교류 스폿 용접기(전원 주파수 50Hz)를 사용하여, 전극의 직경을 6㎜, 용접 시의 가압력을 4kN, 용접 전류를 6.0kA 내지 9.0kA, 통전 시간을 0.4초, 유지 시간을 0.1초로 설정하고, 너깃 직경이 5√t(t: 판 두께)가 되도록 용접하는 조건이 예시된다.

실시예

연속 주조에 의해 표 1-1, 표 1-2에 나타내는 화학 조성(단위는 질량％, 잔부는 Fe 및 불순물)을 갖는 슬래브를 제조하였다(강 No.A 내지 Z).

이들 슬래브에 대해, 표 2-1, 표 2-2에 나타내는 바와 같이, 가열하고, 유지하고, 200℃ 이하까지 냉각하였다.

그 후, 또한 이 슬래브를 표 2-1, 표 2-2에 나타내는 바와 같이, 다시 가열하고, 유지한 후, 마무리 압연이, 800 내지 980℃에서 종료되도록 열간 압연을 행하고, 그 후 600℃ 이상 750℃ 이하의 온도까지의 평균 냉각 속도 2.5℃/초 이상이 되도록, 600℃ 이하의 권취 온도까지 냉각하고, 600℃ 이하에서 권취함으로써, 2.0 내지 4.0㎜의 열연 강판을 얻었다.

또한, 이들 열연 강판에 20 내지 85％의 압하율의 냉간 압연을 행함으로써, 0.8 내지 2.0㎜의 냉연 강판을 얻었다.

이들 냉연 강판에 대해, 표 2-1, 표 2-2에 나타내는 조건에서, 어닐링을 행하였다(단, 슬래브가 균열된 예에 대해서는 열간 압연 이후의 공정을 행하고 있지 않다).

또한, 표 2-1, 표 2-2에 나타내는 바와 같이, 일부의 냉연 강판에는 용융 아연 도금을 행하고, 또한 일부의 냉연 강판에는 합금화 처리를 행하였다.

얻어진 냉연 강판(도금 강판을 포함함)으로부터 상술한 요령으로 샘플을 채취하고, 마이크로 조직의 관찰을 행하여, 페라이트의 체적률, 마르텐사이트와 베이나이트의 합계 체적률, 그 외(잔류 오스테나이트 및/또는 펄라이트)의 체적률을 구하였다.

또한, 상술한 요령으로 EPMA를 사용하여, Mn 농도를 측정하고, (측정점 농도)/(측정 영역 중의 전체 측정점 평균 농도)(즉 편석도)가 1.1 이상이 되는 측정점의 비율을 구하였다.

결과를 표 3-1, 표 3-2에 나타낸다.

또한, 얻어진 냉연 강판으로부터, 압연 방향에 수직 방향으로 JIS5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241:2011에 따라서 인장 시험을 행하여, 인장 강도 및 전연신율을 구하였다.

인장 강도(TS)가 980㎫ 이상이고, 또한, 인장 강도×전연신율(TS×tEl)이 10500㎫·％ 이상이면, 고강도이면서 성형성이 우수하다고 판단하였다.

결과를 표 4-1, 표 4-2에 나타낸다.

또한, 어닐링 후의 냉연 강판으로부터, 압연 방향에 대하여 수직 방향으로, JIS Z 3137:1999에 기재된 시험편을 채취하고, 서보 모터 가압식 단상 교류 스폿 용접기(전원 주파수 50Hz)를 사용하여 전극의 직경을 6㎜, 용접 시의 가압력을 4kN, 용접 전류를 6.0kA 내지 9.0kA, 통전 시간을 0.4초, 유지 시간을 0.1초로 설정하고, 너깃 직경이 5√t(t: 판 두께)가 되도록 용접을 실시하고, 그 후, JIS Z 3137:1999에 따라서 십자 인장력 시험을 행함으로써, 조인트 강도를 구하였다.

조인트 강도가 6.0kN 초과이면, 용접 조인트 강도가 우수하다고 판단하였다.

또한, 이 용접 조인트의 열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최댓값을 상술한 요령으로 구하였다.

결과를 표 3-1, 표 3-2, 표 4-1, 표 4-2에 나타낸다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 2-1]

[표 2-2]

[표 3-1]

[표 3-2]

[표 4-1]

[표 4-2]

표 1-1 내지 표 4-2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명예는, 모두 성형성이 우수한 인장 강도가 980㎫ 이상인 강판이었다. 또한, 이 강판에 용접을 행하여 얻어진 용접 조인트에서는, 열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최댓값이 30㎛ 미만이고, 용접 조인트 강도도 높았다.

한편, 강판에 있어서, 화학 조성, 마이크로 조직의 각 상의 체적률, 잔류 오스테나이트의 최대 입경, 편석도가 1.1 이상이 되는 측정점의 비율 중 적어도 하나가 본 발명 범위를 만족시키지 않는 비교예에 대해서는, 인장 강도, 성형성 중 1개 이상이 목표값을 만족시키고 있지 않거나, 이 강판을 사용하여 얻어진 용접 조인트에 있어서, 구γ 입경의 최댓값이 커서, 용접 조인트 강도가 낮았다.

본 발명에 따르면, 성형성이 우수한 인장 강도가 980㎫ 이상인 강판이며, 용접 후에 충분한 용접 조인트 강도가 얻어지는 강판, 및 그 강판으로부터 얻어지는, 충분한 용접 조인트 강도가 얻어지는 용접 조인트를 제공할 수 있다. 그 때문에, 산업상 이용 가능성이 높다.

A: 조직의 관찰 영역(t/4 위치를 중심으로 하여 t/8 내지 3t/8의 범위에서 100㎛×100㎛의 영역)
B: Mn 농도의 측정 영역(t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역
t: 판 두께
O: 너깃 중심
N: 너깃
S: 강판(모재 강판)
SF: 중첩면

Claims

질량％로,
C: 0.05％ 이상, 0.25％ 이하,
Si: 0.05％ 이상, 2.00％ 이하,
Mn: 1.50％ 이상, 3.00％ 이하,
Al: 0.005％ 이상, 1.500％ 이하,
P: 0％ 이상, 0.040％ 이하,
S: 0％ 이상, 0.010％ 이하,
N: 0％ 이상, 0.0100％ 이하,
O: 0％ 이상, 0.0060％ 이하,
Cr: 0％ 이상, 0.50％ 이하,
Ni: 0％ 이상, 1.00％ 이하,
Cu: 0％ 이상, 1.00％ 이하,
Mo: 0％ 이상, 0.50％ 이하,
Ti: 0％ 이상, 0.200％ 이하,
Nb: 0％ 이상, 0.200％ 이하,
V: 0％ 이상, 0.500％ 이하,
B: 0％ 이상, 0.0100％ 이하,
W: 0％ 이상, 0.1000％ 이하,
Ta: 0％ 이상, 0.1000％ 이하,
Sn: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Co: 0％ 이상, 0.5000％ 이하,
Sb: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
As: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Mg: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Ca: 0％ 이상, 0.0400％ 이하,
Y: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
La: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Ce: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Zr: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, 및
잔부: Fe 및 불순물
로 이루어지는 화학 조성을 갖고,
판 두께를 t로 하였을 때, 판 두께 방향 단면의, 표면으로부터 t/4의 위치인 t/4 위치에 있어서의 금속 조직이, 체적률로,
페라이트: 20％ 이상,
베이나이트 및 마르텐사이트: 합계 40％ 이상을 포함하고,
잔부가, 잔류 오스테나이트, 펄라이트로부터 선택되는 1종 이상이며,
상기 판 두께 방향 단면의, 상기 t/4 위치를 중심으로 하여 한 변의 길이가 t/4인 정사각형의 영역에 있어서, 1㎛ 간격으로 복수의 측정점에 있어서 Mn 농도를 측정하였을 때, 모든 상기 복수의 측정점의 Mn 농도의 평균값에 대하여, Mn 농도가 1.1배 이상인 측정점의 비율이 10.0％ 미만이고,
인장 강도가 980㎫ 이상이며,
인장 강도와 전연신율의 곱이, 10500㎫·％ 이상인,
강판.
제1항에 있어서,
상기 화학 조성이, 질량％로,
Cr: 0.01％ 이상, 0.50％ 이하,
Ni: 0.01％ 이상, 1.00％ 이하,
Cu: 0.01％ 이상, 1.00％ 이하,
Mo: 0.01％ 이상, 0.50％ 이하,
Ti: 0.001％ 이상, 0.200％ 이하,
Nb: 0.001％ 이상, 0.200％ 이하,
V: 0.001％ 이상, 0.500％ 이하,
B: 0.0001％ 이상, 0.0100％ 이하,
W: 0.0005％ 이상, 0.1000％ 이하,
Ta: 0.0005％ 이상, 0.1000％ 이하,
Sn: 0.0010％ 이상, 0.0500％ 이하,
Co: 0.0010％ 이상, 0.5000％ 이하,
Sb: 0.0010％ 이상, 0.0500％ 이하,
As: 0.0010％ 이상, 0.0500％ 이하,
Mg: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하,
Ca: 0.0001％ 이상, 0.0400％ 이하,
Y: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하,
La: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하,
Ce: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하, 및
Zr: 0.0001％ 이상, 0.0500％ 이하
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는, 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 표면에, 용융 아연 도금층을 갖는, 강판.
제3항에 있어서,
상기 용융 아연 도금층이, 합금화 용융 아연 도금층인, 강판.
모재부와, 너깃부와, 열 영향부를 갖고,
상기 모재부가, 질량％로,
C: 0.05％ 이상, 0.25％ 이하,
Si: 0.05％ 이상, 2.00％ 이하,
Mn: 1.50％ 이상, 3.00％ 이하,
Al: 0.005％ 이상, 1.500％ 이하,
P: 0％ 이상, 0.040％ 이하,
S: 0％ 이상, 0.010％ 이하,
N: 0％ 이상, 0.0100％ 이하,
O: 0％ 이상, 0.0060％ 이하,
Cr: 0％ 이상, 0.50％ 이하,
Ni: 0％ 이상, 1.00％ 이하,
Cu: 0％ 이상, 1.00％ 이하,
Mo: 0％ 이상, 0.50％ 이하,
Ti: 0％ 이상, 0.200％ 이하,
Nb: 0％ 이상, 0.200％ 이하,
V: 0％ 이상, 0.500％ 이하,
B: 0％ 이상, 0.0100％ 이하,
W: 0％ 이상, 0.1000％ 이하,
Ta: 0％ 이상, 0.1000％ 이하,
Sn: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Co: 0％ 이상, 0.5000％ 이하,
Sb: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
As: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Mg: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Ca: 0％ 이상, 0.0400％ 이하,
Y: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
La: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Ce: 0％ 이상, 0.0500％ 이하,
Zr: 0％ 이상, 0.0500％ 이하, 및
잔부: Fe 및 불순물
로 이루어지는 화학 조성을 갖고,
상기 열 영향부에 있어서의 구γ 입경의 최댓값이 30㎛ 미만인,
용접 조인트.