KR20230135631A - 아연 도금 강판 및 부재, 그리고, 그들의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

인장 강도가 980 ㎫ 이상으로서, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는 아연 도금 강판을 제공한다. 하지 강판을 소정의 성분 조성으로 하고, 하지 강판의 강 조직에 있어서의, 페라이트, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트, 잔류 오스테나이트 및 프레시 마텐자이트의 면적률을 소정의 것으로 하고, 나아가 면적률의 비 S_MA1/S_MA 를 0.80 이하로 하고, 또한, 면적률의 비 S_MA2/S_MA 를 0.20 이상으로 한다. 여기서, S_MA 는, 잔류 오스테나이트 및 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상의 면적률이고, S_MA1 은, 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 원 상당 직경이 2.0 ㎛ 이상이고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 이하가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이고, S_MA2 는, 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.

Description

아연 도금 강판 및 부재, 그리고, 그들의 제조 방법

본 발명은, 아연 도금 강판, 및, 그 아연계 도금 강판을 소재로 하는 부재, 그리고, 그들의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 지구 환경의 보전의 견지로부터, 자동차의 연비 향상이 중요한 과제가 되고 있다. 그 때문에, 자동차 부재의 소재가 되는 강판을 고강도화하고, 얇게 함으로써, 자동차 차체를 경량화하고자 하는 움직임이 활발해지고 있다.

또, 자동차의 충돌 안전성 향상에 대한 사회적 요구가 보다 한층 높아지고 있다. 그 때문에, 높은 강도를 갖는 것에 더하여, 자동차가 주행 중에 충돌한 경우의 내충격 특성 (이하, 간단히 내충격 특성이라고도 한다) 이 우수한 강판의 개발이 요망되고 있다. 특히, 차체 방청 성능의 관점에서, 자동차 부재의 소재가 되는 강판에는, 아연 도금이 실시되는 경우가 많다. 그 때문에, 높은 강도를 갖는 것에 더하여, 내충격 특성이 우수한 아연 도금 강판의 개발이 요망되고 있다.

이와 같은 자동차 부재의 소재가 되는 강판으로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는,

「질량％ 로 나타내어, C 를 0.04 ∼ 0.22 ％, Si 를 1.0 ％ 이하, Mn 을 3.0 ％ 이하, P 를 0.05 ％ 이하, S 를 0.01 ％ 이하, Al 을 0.01 ∼ 0.1 ％ 및 N 을 0.001 ∼ 0.005 ％ 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 가짐과 함께, 주상인 페라이트상과, 제 2 상인 마텐자이트상으로 구성되고, 또한 마텐자이트상의 최대 입경이 2 ㎛ 이하이고, 그 면적률이 5 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 신장 플랜지성과 내충돌 특성이 우수한 고강도 강판.」

이 개시되어 있다.

특허문헌 2 에는,

「표면층이 두께 0.1 ㎛ 이상 연삭 제거된 냉연 강판 상에 Ni 가 0.2 g/㎡ 이상 2.0 g/㎡ 이하 프리 도금된 냉연 강판의 표면에 용융 아연 도금층을 갖는 용융 아연 도금 강판으로서,

질량％ 로,

C : 0.05 ％ 이상, 0.4 ％ 이하,

Si : 0.01 ％ 이상, 3.0 ％ 이하,

Mn : 0.1 ％ 이상, 3.0 ％ 이하,

P : 0.04 ％ 이하,

S : 0.05 ％ 이하,

N : 0.01 ％ 이하,

Al : 0.01 ％ 이상, 2.0 ％ 이하,

Si ＋ Al ＞ 0.5 ％ 를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

마이크로 조직이, 체적 분율로 주상으로서 페라이트를 40 ％ 이상 함유하고, 잔류 오스테나이트를 8 ％ 이상, 하기에 규정하는 3 종류의 마텐자이트 [1] [2] [3] 의 마텐자이트 [3] 을 포함하는 2 종 이상과 1 ％ 이상의 베이나이트 및 0 ∼ 10 ％ 의 펄라이트를 함유하고, 또한, 상기 3 종류의 마텐자이트 [1] [2] [3] 이 각각, 체적 분율로,

마텐자이트 [1] : 0 ％ 이상, 50 ％ 이하,

마텐자이트 [2] : 0 ％ 이상, 20 ％ 미만,

마텐자이트 [3] : 1 ％ 이상, 30 ％ 이하인 강판의 표면에, Fe 를 7 ％ 미만 함유하고, 잔부가 Zn, Al 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용융 아연 도금층을 갖고,

인장 강도 TS (㎫), 전연신율 EL (％), 구멍 확장률 λ (％) 로서 TS × EL 이 18000 ㎫·％ 이상, TS × λ 가 35000 ㎫·％ 이상이고, 인장 강도 980 ㎫ 이상 갖는 것을 특징으로 하는 도금 밀착성과 성형성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판.

마텐자이트 [1] : C 농도 (CM1) 가 0.8 ％ 미만이고, 경도 Hv1 이,

Hv1/(－982.1 × CM12 ＋ 1676 × CM1 ＋ 189) ≤ 0.60

마텐자이트 [2] : C 농도 (CM2) 가 0.8 ％ 이상이고, 경도 Hv2 가,

Hv2/(－982.1 × CM22 ＋ 1676 × CM2 ＋ 189) ≤ 0.60

마텐자이트 [3] : C 농도 (CM3) 가 0.8 ％ 이상이고, 경도 Hv3 이,

Hv3/(－982.1 × CM32 ＋ 1676 × CM3 ＋ 189) ≥ 0.80」

이 개시되어 있다.

특허문헌 3 에는,

「질량％ 로, C : 0.15 ％ 이상 0.25 ％ 이하, Si : 0.50 ％ 이상 2.5 ％ 이하, Mn : 2.3 ％ 이상 4.0 ％ 이하, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.01 ％ 이상 2.5 ％ 이하, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

면적률로, 템퍼드 마텐자이트상 : 30 ％ 이상 73 ％ 이하, 페라이트상 : 25 ％ 이상 68 ％ 이하, 잔류 오스테나이트상 : 2 ％ 이상 20 ％ 이하, 다른 상 : 10 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다) 이고, 또한, 그 다른 상으로서 마텐자이트상 : 3 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 베이나이틱 페라이트상 : 5 ％ 미만 (0 ％ 를 포함한다) 을 갖고, 상기 템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경이 8 ㎛ 이하, 상기 잔류 오스테나이트상 중의 C 량이 0.7 질량％ 미만인 강판 조직을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판.」

이 개시되어 있다.

일본 특허 제3887235호 일본 특허 제5953693호 일본 특허 제6052472호

그런데, 프론트 사이드 멤버나 리어 사이드 멤버로 대표되는 자동차의 충격 에너지 흡수 부재는, 인장 강도 (이하, TS 라고도 한다.) 가 590 ㎫ 급인 강판의 적용에 머물러 있는 것이 현 상황이다.

즉, 충격시의 흡수 에너지 (이하, 충격 흡수 에너지라고도 한다.) 를 높이려면, 항복 응력 (이하, YS 라고도 한다.) 의 향상이 유효하다. 그러나, 강판의 TS 및 YS 를 높이면, 일반적으로, 성형성, 특히, 연성이나 가공 경화능, 구멍 확장성과 같은 특성이 저하된다. 이들 특성은, 충돌 시험을 모의하는 굽힘 압괴 시험이나 축 압괴 시험에서의 부재의 균열되기 어려움과 상관하는 특성이다. 그 때문에, 이와 같은 TS 및 YS 를 높인 강판을 상기한 자동차의 충격 에너지 흡수 부재에 적용하면, 단순히 성형이 어려워질 뿐만 아니라, 충돌 시험을 모의한 시험에서 당해 부재가 균열되어 버리는, 바꾸어 말하면, YS 의 값으로부터 상정되는 정도로는 실제의 충격 흡수 에너지가 높아지지 않는다. 그 때문에, 상기의 충격 에너지 흡수 부재는, TS 가 590 ㎫ 급인 강판의 적용에 머물러 있는 것이 현 상황이다. 또한, 가공 경화능 및 구멍 확장성은 각각, 장출성 (張出性) 및 신장 플랜지성과 상관하는 것이다.

실제로, 특허문헌 1 ∼ 3 에 개시되는 강판도, TS : 980 ㎫ 이상이고, 또한, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는 것이라고는 할 수 없다.

본 발명은, 상기의 현 상황을 감안하여 개발된 것으로서, TS : 980 ㎫ 이상이고, 또한, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는 아연 도금 강판을, 그 유리한 제조 방법과 함께 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은, 상기의 아연 도금 강판을 소재로 하는 부재, 그리고, 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

여기서, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는다란,

·JIS Z 2241 에 준거하는 인장 시험에서 측정되는 YS 가, 당해 인장 시험에서 측정되는 TS 에 따라, 이하의 식을 만족하고,

980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 인 경우, 550 ㎫ ≤ YS

1180 ㎫ ≤ TS ＜ 1310 ㎫ 인 경우, 700 ㎫ ≤ YS

1310 ㎫ ≤ TS 인 경우, 800 ㎫ ≤ YS

·JIS Z 2241 에 준거하는 인장 시험에서 측정되는 전연신 (El) 이, 당해 인장 시험에서 측정되는 TS 에 따라, 이하의 식을 만족하고,

980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 인 경우, 13.0 ％ ≤ El

1180 ㎫ ≤ TS ＜ 1310 ㎫ 인 경우, 12.0 ％ ≤ El

1310 ㎫ ≤ TS 인 경우, 10.0 ％ ≤ El

·JIS Z 2241 에 준거하는 인장 시험에서 측정되는 n 값/YR 이, 이하의 식을 만족하고,

n 값/YR ≥ 0.070

·또한, JIS Z 2256 에 준거하는 구멍 확장 시험에서 측정되는 한계 구멍 확장률 (λ) 이 20 ％ 이상인 것을 의미한다.

그래서, 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위해, 예의 검토를 거듭하였다.

그 결과, 아연 도금 강판의 하지 강판의 성분 조성을 적정하게 조정하고, 또한, 아연 도금 강판의 하지 강판의 강 조직을,

페라이트의 면적률 : 65.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),

베이나이틱 페라이트의 면적률 : 5.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하,

템퍼드 마텐자이트의 면적률 : 0.5 ％ 이상 80.0 ％ 이하,

잔류 오스테나이트의 면적률 : 3.0 ％ 이상,

프레시 마텐자이트의 면적률 : 20.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),

S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA : 65.0 ％ 이상,

S_MA1/S_MA : 0.80 이하, 및

S_MA2/S_MA : 0.20 이상으로 함으로써, TS : 980 ㎫ 이상이고, 또한, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는 아연 도금 강판이 얻어지는 것을 지견하였다.

본 발명은, 상기의 지견에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 하지 강판과, 그 하지 강판의 표면에 아연 도금층을 갖는 아연 도금 강판으로서,

그 하지 강판은,

질량％ 로,

C : 0.050 ％ 이상 0.400 ％ 이하,

Si : 0.20 ％ 이상 3.00 ％ 이하,

Mn : 1.00 ％ 이상 3.50 ％ 미만,

P : 0.001 ％ 이상 0.100 ％ 이하,

S : 0.0200 ％ 이하,

Al : 0.010 ％ 이상 2.000 ％ 이하 및

N : 0.0100 ％ 이하이고, 탄소 당량 Ceq 가 0.540 ％ 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인, 성분 조성을 갖고,

또, 그 하지 강판은,

페라이트의 면적률 : 65.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),

베이나이틱 페라이트의 면적률 : 5.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하,

템퍼드 마텐자이트의 면적률 : 0.5 ％ 이상 80.0 ％ 이하,

잔류 오스테나이트의 면적률 : 3.0 ％ 이상,

프레시 마텐자이트의 면적률 : 20.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),

S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA : 65.0 ％ 이상,

S_MA1/S_MA : 0.80 이하, 및

S_MA2/S_MA : 0.20 이상인, 강 조직을 갖고,

인장 강도가 980 ㎫ 이상인, 아연 도금 강판.

여기서,

S_BF : 상기 베이나이틱 페라이트의 면적률

S_TM : 상기 템퍼드 마텐자이트의 면적률

S_MA : 상기 잔류 오스테나이트 및 상기 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상의 면적률

S_MA1 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 (島狀) 영역 중, 원 상당 직경이 2.0 ㎛ 이상이고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 이하가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률

S_MA2 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.

2. 상기 하지 강판의 성분 조성이, 추가로, 질량％ 로,

Ti : 0.200 ％ 이하,

Nb : 0.200 ％ 이하,

V : 0.100 ％ 이하,

B : 0.0100 ％ 이하,

Cu : 1.000 ％ 이하,

Cr : 1.000 ％ 이하,

Ni : 1.000 ％ 이하,

Mo : 0.500 ％ 이하,

Sb : 0.200 ％ 이하,

Sn : 0.200 ％ 이하,

Ta : 0.100 ％ 이하,

W : 0.500 ％ 이하,

Mg : 0.0200 ％ 이하,

Zn : 0.0200 ％ 이하,

Co : 0.0200 ％ 이하,

Zr : 0.0200 ％ 이하,

Ca : 0.0200 ％ 이하,

Ce : 0.0200 ％ 이하,

Se : 0.0200 ％ 이하,

Te : 0.0200 ％ 이하,

Ge : 0.0200 ％ 이하,

As : 0.0200 ％ 이하,

Sr : 0.0200 ％ 이하,

Cs : 0.0200 ％ 이하,

Hf : 0.0200 ％ 이하,

Pb : 0.0200 ％ 이하,

Bi : 0.0200 ％ 이하 및

REM : 0.0200 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는, 상기 1 에 기재된 아연 도금 강판.

3. 상기 하지 강판의 강 조직에 있어서 S_MA3/S_MA 가 0.05 이상인, 상기 1 또는 2 에 기재된 아연 도금 강판.

여기서,

S_MA3 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 초과가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.

4. 상기 하지 강판의 확산성 수소량이 0.50 질량ppm 이하인, 상기 1 ∼ 3 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판.

5. 탈탄층을 갖는, 상기 1 ∼ 4 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판.

6. 상기 하지 강판과 상기 아연 도금층 사이의 적어도 일방에 있어서 금속 도금층을 갖는, 상기 1 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판.

7. 상기 금속 도금층이 Fe 계 도금층인, 상기 6 에 기재된 아연 도금 강판.

8. 상기 아연 도금층이, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인, 상기 1 ∼ 7 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판.

9. 상기 1 ∼ 8 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판을 사용하여 이루어지는, 부재.

10. 상기 1 또는 2 에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 열연 공정과,

상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판으로 하는 냉연 공정과,

상기 냉연 강판을, 어닐링 온도 : 760 ℃ 이상 900 ℃ 이하 및 어닐링 시간 : 20 초 이상으로 어닐링하는 어닐링 공정과,

상기 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 제 1 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 제 1 냉각 공정과,

상기 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 온도역에서 3 초 이상 600 초 이하 유지하는 유지 공정과,

상기 냉연 강판에 아연 도금 처리를 실시하여 아연 도금 강판으로 하는 도금 공정과,

상기 아연 도금 강판을, 100 ℃ 이상 300 ℃ 미만의 제 2 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 제 2 냉각 공정과,

상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 재가열 온도로 재가열하고, 상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 온도역에서 10 초 이상 2000 초 이하 유지하는 재가열 공정을 갖고,

상기 제 1 냉각 정지 온도와, 상기 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도가, 다음 식 (1) 의 관계를 만족하는, 아연 도금 강판의 제조 방법.

－150 ℃ ≤ T₀ － T₁ ≤ 50 ℃ …(1)

여기서, T₀ 은 제 1 냉각 정지 온도 (℃), T₁ 은 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도 (℃) 이다.

11. 상기 어닐링 공정의 노점이 －30 ℃ 초과인, 상기 10 에 기재된 아연 도금 강판의 제조 방법.

12. 상기 냉연 공정 후이고, 또한, 상기 어닐링 공정 전에, 상기 냉연 강판의 적어도 일방의 표면에 금속 도금층을 형성하는 금속 도금 처리를 실시하는 금속 도금 처리 공정을 추가로 갖는, 상기 10 또는 11 에 기재된 아연 도금 강판의 제조 방법.

13. 상기 금속 도금층이 Fe 계 도금층인, 상기 12 에 기재된 아연 도금 강판의 제조 방법.

14. 상기 아연 도금 처리가, 용융 아연 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금 처리인, 상기 10 ∼ 13 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판의 제조 방법.

15. 상기 1 ∼ 8 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판에, 성형 가공 또는 접합 가공의 적어도 일방을 실시하여 부재로 하는 공정을 갖는, 부재의 제조 방법.

본 발명에 의하면, TS : 980 ㎫ 이상이고, 또한, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는 아연 도금 강판이 얻어진다. 또, 본 발명의 아연 도금 강판을 소재로 하는 부재는, 고강도이고, 또한, 우수한 내충격 특성을 가지므로, 자동차의 충격 에너지 흡수 부재 등에 매우 유리하게 적용할 수 있다.

도 1 의 (A) 는, 조직의 동정에 사용한 SEM 에 의한 조직 화상의 일례이고, (B) 는, (A) 의 조직 화상을 Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별한 것이다.
도 2 의 (A) 는, 경질 제 2 상의 도상 영역의 판별에 사용한 SEM 에 의한 조직 화상, 특히 MA1 로 판별되는 도상 영역이 포함되는 조직 화상의 일례이고, (B) 는, (A) 의 조직 화상을 Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별한 것이다.
도 3 의 (A) 는, 경질 제 2 상의 도상 영역의 판별에 사용한 SEM 에 의한 조직 화상, 특히 MA2 로 판별되는 도상 영역이 포함되는 조직 화상의 일례이고, (B) 는, (A) 의 조직 화상을 Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별한 것이다.
도 4 의 (A) 는, 경질 제 2 상의 도상 영역의 판별에 사용한 SEM 에 의한 조직 화상, 특히 MA3 으로 판별되는 도상 영역이 포함되는 조직 화상의 일례이고, (B) 는, (A) 의 조직 화상을 Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별한 것이다.
도 5 의 (A) 는, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성의 평가 방법을 설명하는 요령도이고, (B) 의 상측 도면은 동 평가에서 사용하는 저항 스폿 용접 후의 판 세트의 상면도이고, (B) 의 하측 도면은 상측 도면의 A-A 단면도이다.

본 발명을, 이하의 실시형태에 기초하여 설명한다.

[1] 아연 도금 강판

먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판의 성분 조성에 대해 설명한다. 또한, 성분 조성에 있어서의 단위는 모두「질량％」이지만, 이하, 특별히 언급하지 않는 한, 간단히「％」로 나타낸다.

C : 0.050 ％ 이상 0.400 ％ 이하

C 는, 프레시 마텐자이트, 템퍼드 마텐자이트, 베이나이틱 페라이트 및 잔류 오스테나이트를 적정량 생성시켜, 980 ㎫ 이상의 TS 와, 높은 YS 를 확보하기 위해 유효한 원소이다. 여기서, C 함유량이 0.050 ％ 미만에서는, 페라이트의 면적률이 증가하여, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또, YS 의 저하도 초래한다. 한편, C 함유량이 0.400 ％ 를 초과하면, 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도가 과도하게 증가한다. 그 때문에, 강판에 타발 가공을 실시하면, 잔류 오스테나이트로부터 생성되는 프레시 마텐자이트의 경도가 대폭 증가한다. 그 결과, 타발 가공 후의 강판에서는, 구멍 확장시의 균열 진전이 촉진된다 (즉, 구멍 확장성의 저하를 초래한다).

따라서, C 함유량은, 0.050 ％ 이상 0.400 ％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.100 ％ 이상이다. 또, C 함유량은, 바람직하게는 0.300 ％ 이하이다.

Si : 0.20 ％ 이상 3.00 ％ 이하

Si 는, 어닐링 중의 탄화물 생성을 억제하고, 잔류 오스테나이트의 생성을 촉진시킨다. 즉, Si 는, 잔류 오스테나이트의 면적률 및 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도에 영향을 미치는 원소이다. 여기서, Si 함유량이 0.20 ％ 미만에서는, 잔류 오스테나이트의 면적률이 감소하여, 연성이 저하된다. 한편, Si 함유량이 3.00 ％ 를 초과하면, 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또, YS 의 저하도 초래한다. 게다가, 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도가 과도하게 증가한다. 그 때문에, 강판에 타발 가공을 실시하면, 잔류 오스테나이트로부터 생성되는 프레시 마텐자이트의 경도가 대폭 증가한다. 그 결과, 타발 가공 후의 강판에서는, 구멍 확장시의 균열 진전이 촉진된다 (즉, 구멍 확장성의 저하를 초래한다).

따라서, Si 함유량은, 0.20 ％ 이상 3.00 ％ 이하로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 0.40 ％ 이상이다. 또, Si 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면 내저항 용접 균열 특성의 저하가 염려되므로, Si 함유량은, 바람직하게는 2.00 ％ 이하이다.

Mn : 1.00 ％ 이상 3.50 ％ 미만

Mn 은, 베이나이틱 페라이트나 템퍼드 마텐자이트 등의 면적률을 조정하는 원소이다. 여기서, Mn 함유량이 1.00 ％ 미만에서는, 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또, YS 의 저하도 초래한다. 한편, Mn 함유량이 3.50 ％ 이상이 되면, 베이나이틱 페라이트의 면적률이 감소하고, 템퍼드 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가한다. 그 결과, 원하는 연성이 얻어지지 않는다.

따라서, Mn 함유량은, 1.00 ％ 이상 3.50 ％ 미만으로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.80 ％ 이상이다. 또, Mn 함유량은, 바람직하게는 3.20 ％ 미만이다.

P : 0.001 ％ 이상 0.100 ％ 이하

P 는, 고용 강화의 작용을 갖고, 강판의 강도를 상승시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, P 함유량을 0.001 ％ 이상으로 한다. 한편, P 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, P 가 구오스테나이트 입계에 편석되어 입계를 취화시킨다. 그 때문에, 강판에 타발 가공을 실시하면, 보이드의 생성량이 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래한다.

따라서, P 함유량은, 0.001 ％ 이상 0.100 ％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.030 ％ 이하이다.

S : 0.0200 ％ 이하

S 는, 강 중에서 황화물로서 존재한다. 특히, S 함유량이 0.0200 ％ 를 초과하면, 강판의 극한 변형능이 저하된다. 그 때문에, 강판에 타발 가공을 실시하면, 보이드의 생성량이 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래한다.

따라서, S 함유량은 0.0200 ％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0080 ％ 이하이다. 또한, S 함유량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 생산 기술상의 제약으로부터, S 함유량은 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Al : 0.010 ％ 이상 2.000 ％ 이하

Al 은, 어닐링 중의 탄화물 생성을 억제함과 함께, 잔류 오스테나이트의 생성을 촉진시킨다. 즉, Al 은, 잔류 오스테나이트의 면적률 및 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농도에 영향을 미치는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, Al 함유량을 0.010 ％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 2.000 ％ 를 초과하면, 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또, YS 의 저하도 초래한다.

따라서, Al 의 함유량은, 0.010 ％ 이상 2.000 ％ 이하로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 0.015 ％ 이상이다. 또, Al 함유량은, 바람직하게는 1.000 ％ 이하이다.

N : 0.0100 ％ 이하

N 은, 강 중에서 질화물로서 존재한다. 특히, N 함유량이 0.0100 ％ 를 초과하면, 강판의 극한 변형능이 저하된다. 그 때문에, 강판에 타발 가공을 실시하면, 보이드의 생성량이 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래한다.

따라서, N 함유량은 0.0100 ％ 이하로 한다. 또, N 함유량은, 바람직하게는 0.0050 ％ 이하이다. 또한, N 함유량의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 생산 기술상의 제약으로부터, N 함유량은 0.0005 ％ 이상이 바람직하다.

탄소 당량 Ceq : 0.540 ％ 이상

탄소 당량 Ceq 는 TS 에 영향을 준다. 특히, 탄소 당량 Ceq 가 0.540 ％ 미만이 되면, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 따라서, 탄소 당량 Ceq 는 0.540 ％ 이상으로 한다.

여기서, 탄소 당량 Ceq 는, 이하의 식에 의해 정의된다.

탄소 당량 Ceq ＝ [C ％] ＋ ([Si ％]/24) ＋ ([Mn ％]/6) ＋ ([Ni ％]/40) ＋ ([Cr ％]/5) ＋ ([Mo ％]/4) ＋ ([V ％]/14)

또한, 상기한 식 중의 [원소 기호 ％] 는, 하지 강판의 성분 조성에 있어서의 당해 원소의 함유량 (질량％) 을 나타낸다. 또, 하지 강판의 성분 조성에 함유되지 않는 원소는 0 으로 하여 계산한다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판의 기본 성분에 대해 설명했지만, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판은, 상기 기본 성분을 함유하고, 상기 기본 성분 이외의 잔부는 Fe (철) 및 불가피적 불순물을 포함하는 성분 조성을 갖는다. 여기서, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판은, 상기 기본 성분을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판에는, 상기 기본 성분에 더하여, 이하에 나타내는 임의 성분 중에서 선택되는 적어도 1 종을 함유시켜도 된다. 또한, 이하에 나타내는 임의 성분은, 이하에서 나타내는 상한량 이하로 함유하고 있으면, 본 발명의 효과가 얻어지기 때문에, 하한은 특별히 두지 않는다. 또한, 하기의 임의 성분을 후술하는 바람직한 하한값 미만으로 포함하는 경우, 당해 임의 성분은 불가피적 불순물로서 포함되는 것으로 한다.

Ti : 0.200 ％ 이하,

Nb : 0.200 ％ 이하,

V : 0.100 ％ 이하,

B : 0.0100 ％ 이하,

Cu : 1.000 ％ 이하,

Cr : 1.000 ％ 이하,

Ni : 1.000 ％ 이하,

Mo : 0.500 ％ 이하,

Sb : 0.200 ％ 이하,

Sn : 0.200 ％ 이하,

Ta : 0.100 ％ 이하,

W : 0.500 ％ 이하,

Mg : 0.0200 ％ 이하,

Zn : 0.0200 ％ 이하,

Co : 0.0200 ％ 이하,

Zr : 0.0200 ％ 이하,

Ca : 0.0200 ％ 이하,

Ce : 0.0200 ％ 이하,

Se : 0.0200 ％ 이하,

Te : 0.0200 ％ 이하,

Ge : 0.0200 ％ 이하,

As : 0.0200 ％ 이하,

Sr : 0.0200 ％ 이하,

Cs : 0.0200 ％ 이하,

Hf : 0.0200 ％ 이하,

Pb : 0.0200 ％ 이하,

Bi : 0.0200 ％ 이하 및

REM : 0.0200 ％ 이하

Ti : 0.200 ％ 이하

Ti 는, 열간 압연시나 어닐링시에, 미세한 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써, TS 를 상승시킨다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ti 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ti 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 한편, Ti 함유량이 0.200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Ti 를 함유시키는 경우, Ti 함유량은 0.200 ％ 이하가 바람직하다. Ti 함유량은, 보다 바람직하게는 0.060 ％ 이하이다.

Nb : 0.200 ％ 이하

Nb 는, Ti 와 마찬가지로, 열간 압연시나 어닐링시에, 미세한 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써, TS 를 상승시킨다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Nb 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 한편, Nb 함유량이 0.200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Nb 를 함유시키는 경우, Nb 함유량은 0.200 ％ 이하가 바람직하다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.060 ％ 이하이다.

V : 0.100 ％ 이하

V 는, Ti 나 Nb 와 마찬가지로, 열간 압연시나 어닐링시에, 미세한 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써, TS 를 상승시킨다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, V 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 한편, V 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, V 를 함유시키는 경우, V 함유량은 0.100 ％ 이하가 바람직하다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.060 ％ 이하이다.

B : 0.0100 ％ 이하

B 는, 오스테나이트 입계에 편석됨으로써, ??칭성을 높이는 원소이다. 또, B 는, 어닐링 후의 냉각시에, 페라이트의 생성 및 입 (粒) 성장을 억제하는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, B 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0002 ％ 이상이다. 한편, B 함유량이 0.0100 ％ 를 초과하면, 열간 압연시에 강판 내부에 균열이 발생하여, 강판의 극한 변형능을 저하시킬 우려가 있다. 또, 강판의 극한 변형능의 저하에 수반하여, 강판에 타발 가공을 실시했을 때의 보이드의 생성량이 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래한다. 따라서, B 를 함유시키는 경우, B 함유량은 0.0100 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050 ％ 이하이다.

Cu : 1.000 ％ 이하

Cu 는, ??칭성을 높이는 원소이다. 특히, Cu 는, 경질인 프레시 마텐자이트 등의 면적률을 보다 바람직한 범위로 조정하고, 이로써, TS 를 보다 바람직한 범위로 조정하기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량을 0.005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 한편, Cu 함유량이 1.000 ％ 를 초과하면, 프레시 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하여, TS 가 과잉으로 높아진다. 또, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 인장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Cu 를 함유시키는 경우, Cu 함유량은 1.000 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Cu 의 함유량은, 보다 바람직하게는 0.200 ％ 이하이다.

Cr : 1.000 ％ 이하

Cr 은, ??칭성을 높이는 원소이다. 또, Cr 은, 잔류 오스테나이트나 프레시 마텐자이트를 생성시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr 함유량은 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 특히, TS 를 보다 바람직한 범위로 하는 관점에서, Cr 함유량은 0.010 ％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, Cr 함유량이 1.000 ％ 를 초과하면, 경질인 프레시 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Cr 을 함유시키는 경우, Cr 함유량은 1.000 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.250 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.100 ％ 이하이다.

Ni : 1.000 ％ 이하

Ni 는, ??칭성을 높이는 원소이다. 또, Ni 는, 잔류 오스테나이트나 프레시 마텐자이트의 면적률을 보다 바람직한 범위로 조정하고, 이로써, TS 를 보다 바람직한 범위로 조정하기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ni 함유량을 0.005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 한편, Ni 의 함유량이 1.000 ％ 를 초과하면, 프레시 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하여, 연성이나 성형시의 치수 정밀도가 저하될 우려가 있다. 또, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Ni 를 함유시키는 경우, Ni 함유량은 1.000 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.800 ％ 이하이다.

Mo : 0.500 ％ 이하

Mo 는, ??칭성을 높이는 원소이다. 또, Mo 는, 경질인 프레시 마텐자이트 등을 생성시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량을 0.010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.030 ％ 이상이다. 한편, Mo 함유량이 0.500 ％ 를 초과하면, 프레시 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Mo 를 함유시키는 경우, Mo 함유량은 0.500 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.450 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.400 ％ 이하이다.

Sb : 0.200 ％ 이하

Sb 는, 어닐링 중의 강판 표면 근방에서의 C 의 확산을 억제하여, 강판 표면 근방에 있어서의 연질층의 형성을 제어하기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Sb 함유량을 0.002 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 한편, Sb 함유량이 0.200 ％ 를 초과하면, 강판 표면 근방에 연질층이 형성되지 않아, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Sb 를 함유시키는 경우, Sb 함유량은 0.200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이하이다.

Sn : 0.200 ％ 이하

Sn 은, Sb 와 마찬가지로, 어닐링 중의 강판 표면 근방에서의 C 의 확산을 억제하여, 강판 표면 근방에 있어서의 연질층의 형성을 제어하기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Sn 함유량을 0.002 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Sn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 한편, Sn 함유량이 0.200 ％ 를 초과하면, 강판 표면 근방에 연질층이 형성되지 않아, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Sn 을 함유시키는 경우, Sn 함유량은 0.200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Sn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이하이다.

Ta : 0.100 ％ 이하

Ta 는, Ti, Nb 및 V 와 마찬가지로, 열간 압연시나 어닐링시에, 미세한 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써, TS 를 상승시킨다. 게다가, Ta 는, Nb 탄화물이나 Nb 탄질화물에 일부 고용되어, (Nb, Ta) (C, N) 과 같은 복합 석출물을 생성한다. 이로써, 석출물의 조대화를 억제하고, 석출 강화를 안정화시킨다. 이로써, TS, 나아가서는 YS 를 향상시킨다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ta 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ta 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Ta 를 함유시키는 경우, Ta 함유량은 0.100 ％ 이하가 바람직하다.

W : 0.500 ％ 이하

W 는, ??칭성을 높이고, TS 를 보다 바람직한 범위로 조정하기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, W 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. W 함유량은, 보다 바람직하게는 0.030 ％ 이상이다. 한편, W 함유량이 0.500 ％ 를 초과하면, 경질인 프레시 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하여, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, W 를 함유시키는 경우, W 함유량은 0.500 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. W 함유량은, 보다 바람직하게는 0.450 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.400 ％ 이하이다.

Mg : 0.0200 ％ 이하

Mg 는, 황화물이나 산화물 등의 개재물의 형상을 구상화하여, 강판의 극한 변형능, 나아가서는 구멍 확장성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Mg 함유량이 0.0200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Mg 를 함유시키는 경우, Mg 함유량은 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Zn : 0.0200 ％ 이하

Zn 은, 개재물의 형상을 구상화하여, 강판의 극한 변형능, 나아가서는 구멍 확장성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Zn 함유량은, 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Zn 함유량이 0.0200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Zn 을 함유시키는 경우, Zn 함유량은 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Co : 0.0200 ％ 이하

Co 는, Zn 과 마찬가지로, 개재물의 형상을 구상화하여, 강판의 극한 변형능, 나아가서는 구멍 확장성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Co 함유량은, 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Co 함유량이 0.0200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Co 를 함유시키는 경우, Co 함유량은 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Zr : 0.0200 ％ 이하

Zr 은, Zn 및 Co 와 마찬가지로, 개재물의 형상을 구상화하여, 강판의 극한 변형능, 나아가서는 구멍 확장성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Zr 함유량은, 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Zr 함유량이 0.0200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Zr 을 함유시키는 경우, Zr 함유량은 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ca : 0.0200 ％ 이하

Ca 는, 강 중에서 개재물로서 존재한다. 여기서, Ca 함유량이 0.0200 ％ 를 초과하면, 조대한 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Ca 를 함유시키는 경우, Ca 함유량은 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Ca 함유량은, 바람직하게는 0.0020 ％ 이하이다. 또한, Ca 함유량의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, Ca 함유량은 0.0005 ％ 이상이 바람직하다. 또, 생산 기술상의 제약으로부터, Ca 함유량은 0.0010 ％ 이상이 보다 바람직하다.

Ce : 0.0200 ％ 이하, Se : 0.0200 ％ 이하, Te : 0.0200 ％ 이하, Ge : 0.0200 ％ 이하, As : 0.0200 ％ 이하, Sr : 0.0200 ％ 이하, Cs : 0.0200 ％ 이하, Hf : 0.0200 ％ 이하, Pb : 0.0200 ％ 이하, Bi : 0.0200 ％ 이하 및 REM : 0.0200 ％ 이하

Ce, Se, Te, Ge, As, Sr, Cs, Hf, Pb, Bi 및 REM 은 모두, 강판의 극한 변형능, 나아가서는 구멍 확장성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ce, Se, Te, Ge, As, Sr, Cs, Hf, Pb, Bi 및 REM 의 함유량은 각각 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ce, Se, Te, Ge, As, Sr, Cs, Hf, Pb, Bi 및 REM 의 함유량이 각각 0.0200 ％ 를 초과하면, 조대한 석출물이나 개재물이 다량으로 생성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 강판 중에 확산성 수소가 존재하면, 조대한 석출물이나 개재물이 구멍 확장 시험시에 균열의 기점이 될, 즉, 구멍 확장성의 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, Ce, Se, Te, Ge, As, Sr, Cs, Hf, Pb, Bi 및 REM 중 적어도 1 종을 함유시키는 경우, 그 함유량은 각각 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판은,

질량％ 로,

C : 0.050 ％ 이상 0.400 ％ 이하,

Si : 0.20 ％ 이상 3.00 ％ 이하,

Mn : 1.00 ％ 이상 3.50 ％ 미만,

P : 0.001 ％ 이상 0.100 ％ 이하,

S : 0.0200 ％ 이하,

Al : 0.010 ％ 이상 2.000 ％ 이하 및

N : 0.0100 ％ 이하이고, 탄소 당량 Ceq 가 0.540 ％ 이상이고,

임의로,

Ti : 0.200 ％ 이하,

Nb : 0.200 ％ 이하,

V : 0.100 ％ 이하,

B : 0.0100 ％ 이하,

Cu : 1.000 ％ 이하,

Cr : 1.000 ％ 이하,

Ni : 1.000 ％ 이하,

Mo : 0.500 ％ 이하,

Sb : 0.200 ％ 이하,

Sn : 0.200 ％ 이하,

Ta : 0.100 ％ 이하,

W : 0.500 ％ 이하,

Mg : 0.0200 ％ 이하,

Zn : 0.0200 ％ 이하,

Co : 0.0200 ％ 이하,

Zr : 0.0200 ％ 이하,

Ca : 0.0200 ％ 이하,

Ce : 0.0200 ％ 이하,

Se : 0.0200 ％ 이하,

Te : 0.0200 ％ 이하,

Ge : 0.0200 ％ 이하,

As : 0.0200 ％ 이하,

Sr : 0.0200 ％ 이하,

Cs : 0.0200 ％ 이하,

Hf : 0.0200 ％ 이하,

Pb : 0.0200 ％ 이하,

Bi : 0.0200 ％ 이하 및

REM : 0.0200 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인, 성분 조성을 갖는다.

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판의 강 조직에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판의 강 조직은,

페라이트의 면적률 : 65.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),

베이나이틱 페라이트의 면적률 : 5.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하,

템퍼드 마텐자이트의 면적률 : 0.5 ％ 이상 80.0 ％ 이하,

잔류 오스테나이트의 면적률 : 3.0 ％ 이상,

프레시 마텐자이트의 면적률 : 20.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),

S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA : 65.0 ％ 이상,

S_MA1/S_MA : 0.80 이하, 및

S_MA2/S_MA : 0.20 이상인, 강 조직이다.

여기서,

S_BF : 상기 베이나이틱 페라이트의 면적률

S_TM : 상기 템퍼드 마텐자이트의 면적률

S_MA : 상기 잔류 오스테나이트 및 상기 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상의 면적률

S_MA1 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 원 상당 직경이 2.0 ㎛ 이상이고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 이하가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률

S_MA2 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.

이하, 각각의 한정 이유에 대해 설명한다.

페라이트의 면적률 : 65.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다)

연질인 페라이트는, 연성 및 가공 경화능을 향상시키는 상이다. 그러나, 980 ㎫ 이상의 TS, 높은 YS, 및 양호한 구멍 확장성을 확보하는 관점에서, 페라이트의 면적률은 65.0 ％ 이하로 한다. 페라이트의 면적률은, 바람직하게는 35.0 ％ 이하, 보다 바람직하게는 25.0 ％ 이하이다. 페라이트의 면적률의 하한에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 된다. 특히, 980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 이 요구되는 경우, 페라이트의 면적률은, 바람직하게는 5.0 ％ 이상이다.

베이나이틱 페라이트의 면적률 : 5.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하

베이나이틱 페라이트는, 연질인 페라이트와 경질인 프레시 마텐자이트 등의 중간의 경도를 갖고, 양호한 구멍 확장성을 확보하기 위해 중요한 상이다. 또, 베이나이틱 페라이트는, 베이나이틱 페라이트로부터 미변태 오스테나이트에 대한 C 의 확산을 활용하여, 적정량의 잔류 오스테나이트를 얻기 위해서도 유용한 상이다. 그 때문에, 베이나이틱 페라이트의 면적률은 5.0 ％ 이상으로 한다. 또, 베이나이틱 페라이트의 면적률은, 바람직하게는 10.0 ％ 이상이다. 한편, 베이나이틱 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하면, 오히려 구멍 확장성이 저하된다. 그 때문에, 베이나이틱 페라이트의 면적률을 40.0 ％ 이하로 한다. 또, 베이나이틱 페라이트의 면적률은, 바람직하게는 35.0 ％ 이하이다.

템퍼드 마텐자이트의 면적률 : 0.5 ％ 이상 80.0 ％ 이하

템퍼드 마텐자이트는, 연질인 페라이트와 경질인 프레시 마텐자이트 등의 중간의 경도를 갖고, 양호한 구멍 확장성을 확보하기 위해 중요한 상이다. 그 때문에, 템퍼드 마텐자이트의 면적률은 0.5 ％ 이상으로 한다. 템퍼드 마텐자이트의 면적률은, 바람직하게는 40.0 ％ 이상이다. 한편, 양호한 연성을 확보하는 관점에서, 템퍼드 마텐자이트의 면적률은 80.0 ％ 이하로 한다. 또, 템퍼드 마텐자이트의 면적률은, 바람직하게는 75.0 ％ 이하이다.

잔류 오스테나이트의 면적률 : 3.0 ％ 이상

양호한 연성을 얻는 관점에서, 잔류 오스테나이트의 면적률은 3.0 ％ 이상으로 한다. 잔류 오스테나이트의 면적률은, 바람직하게는 5.0 ％ 이상이다. 또한, 잔류 오스테나이트의 면적률의 상한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 잔류 오스테나이트의 면적률은 20.0 ％ 이하가 바람직하다.

프레시 마텐자이트의 면적률 : 20.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다)

양호한 구멍 확장성을 확보하는 관점에서, 프레시 마텐자이트의 면적률은 20.0 ％ 이하로 한다. 또한, 프레시 마텐자이트의 면적률의 하한에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 된다. 또, 980 ㎫ 이상의 TS 를 확보하는 관점에서, 프레시 마텐자이트의 면적률은 3.0 ％ 이상이 바람직하다.

또한, 프레시 마텐자이트란, ??칭 그대로의 (템퍼링을 받지 않은) 마텐자이트이다.

또한, 상기 이외의 잔부 조직의 면적률은 10.0 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 잔부 조직의 면적률은, 보다 바람직하게는 5.0 ％ 이하이다. 또, 잔부 조직의 면적률은 0 ％ 여도 된다.

또한, 잔부 조직으로는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 하부 베이나이트나 펄라이트, 시멘타이트 등의 탄화물을 들 수 있다. 또한, 잔부 조직의 종류는, 예를 들어, SEM (Scanning Electron Microscope ; 주사 전자 현미경) 에 의한 관찰로 확인할 수 있다.

여기서, 페라이트, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트 및 경질 제 2 상 (잔류 오스테나이트 ＋ 프레시 마텐자이트) 의 면적률은, 하지 강판의 판 두께 1/4 위치에 있어서, 이하와 같이 측정한다.

즉, 하지 강판의 압연 방향에 평행한 판 두께 단면이 관찰면이 되도록, 하지 강판으로부터 시료를 잘라낸다. 이어서, 다이아몬드 페이스트를 사용하여 시료의 관찰면을 경면 연마한다. 이어서, 시료의 관찰면에 콜로이달 실리카를 사용하여 마무리 연마를 실시한 후, 3 vol.％ 나이탈로 에칭하여 조직을 현출시킨다.

그리고, SEM (Scanning Electron Microscope ; 주사 전자 현미경) 에 의해, 가속 전압 : 15 ㎸, 배율 : 5000 배의 조건에서, 시료의 관찰면의 25.6 ㎛ × 17.6 ㎛ 의 시야를 5 시야 관찰한다.

얻어진 조직 화상 (예를 들어, 도 1(A) 참조) 으로부터, 이하와 같이 하여, 페라이트, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트 및 경질 제 2 상 (잔류 오스테나이트 ＋ 프레시 마텐자이트) 을 동정한다.

페라이트 : 흑색을 띤 영역이고, 형태는 괴상이다. 또, 철계 탄화물을 거의 내포하지 않는다. 단, 철계 탄화물을 내포하는 경우에는, 페라이트의 면적에 철계 탄화물의 면적도 포함하는 것으로 한다. 또, 후술하는 베이나이틱 페라이트 및 템퍼드 마텐자이트에 대해서도 마찬가지이다.

베이나이틱 페라이트 : 흑색 내지 진한 회색을 띤 영역이고, 형태는 괴상이나 부정형 등이다. 또, 철계 탄화물을 내포하지 않거나, 비교적 소수 내포한다.

템퍼드 마텐자이트 : 회색을 띤 영역이고, 형태는 부정형이다. 또, 철계 탄화물을 비교적 다수 내포한다.

경질 제 2 상 (잔류 오스테나이트 ＋ 프레시 마텐자이트) : 백색 내지 연한 회색을 띠는 영역이고, 형태는 부정형이다. 또, 철계 탄화물을 내포하지 않는다. 또한, 사이즈가 비교적 큰 경우에는, 타조직과의 계면으로부터 멀어짐에 따라 점점 색이 진해지고, 내부는 진한 회색을 띠는 경우가 있다.

잔부 조직 : 상기 서술한 하부 베이나이트나 펄라이트, 시멘타이트 등의 탄화물을 들 수 있고, 이들의 형태 등은 공지된 바와 같다.

또한, 상기의 SEM 에 의한 관찰에 더하여, 보다 고배율에서의 탄화물의 관찰이나, 동 시야의 EBSD (전자선 후방 산란 회절법) 에 의한 상세한 조직 해석, EPMA (전자 프로브 마이크로 애널라이저) 에 의한 성분 분석, 미소 경도계에 의한 국소적인 경도 측정 등을 적절히 추가해도 된다. 예를 들어, 상기의 SEM 에 의한 관찰로 조직 동정하기 어려운 경우에는, 이들 측정을 적절히 추가하는 것이 유효하다.

예를 들어, EBSD 에 의한 해석에서는, 페라이트는 하부 조직을 갖지 않는다 (관찰되지 않는다). 한편, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트 및 프레시 마텐자이트는, 하부 조직을 갖고, 잔류 오스테나이트와 특정한 결정 방위 관계를 갖는다. 또, 이들 조직으로부터 어닐링 공정에서의 오스테나이트 조직을 재현하고, 이것을 확인하는 것 등을 할 수 있다. 이와 같은 점이, 조직 동정의 판단 재료가 된다.

또, EPMA 에 의한 성분 분석에서는, 조직에 따라 C 농도나 Mn 농도가 상이한 점이, 조직 동정의 판단 재료가 된다. 예를 들어, 페라이트나 베이나이틱 페라이트의 C 농도는, 템퍼드 마텐자이트를 주로 하는 영역 (미세한 경질 제 2 상이나 탄화물 등을 포함한다) 의 C 농도와 비교하여 낮다. 또, 페라이트에서는, Mn 농도가 다른 조직과 비교하여 낮아지는 경우가 있다.

미소 경도계에 의한 경도 측정에서는, 조직에 따라 경도가 상이한 점이 조직 동정의 판단 재료가 된다. 예를 들어, 페라이트, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트 및 경질 제 2 상 중, 페라이트가 가장 경도가 낮고, 경질 제 2 상이 가장 경도가 높다. 또, 베이나이틱 페라이트 및 템퍼드 마텐자이트는, 페라이트의 경도와 경질 제 2 상의 경도 사이의 경도를 나타낸다.

이어서, 조직 화상에 있어서 동정한 각 상의 영역을, Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별 (4 치화 화상화) 하고 (예를 들어, 도 1(B) 참조), 각 상의 면적을 산출한다. 이어서, 각 상의 면적 (상마다의 합계의 면적) 을 관찰 영역의 면적 (25.6 ㎛ × 17.6 ㎛) 으로 나누고, 100 을 곱한 값을 5 시야분 산출한다. 그리고, 그들 값의 평균값을, 각 상 (페라이트, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트 및 경질 제 2 상) 의 면적률로 한다. 또한, 도 1(A) 는, 시료의 관찰 영역 (25.6 ㎛ × 17.6 ㎛) 의 1 시야로부터, 상기의 설명을 위해 그 일부를 추출한 것이다.

또, 잔류 오스테나이트의 면적률은, 이하와 같이 측정한다.

즉, 하지 강판을 판 두께 방향 (깊이 방향) 으로 판 두께의 1/4 위치까지 기계 연삭한 후, 옥살산에 의한 화학 연마를 실시하여, 관찰면으로 한다. 이어서, 관찰면을, X 선 회절법에 의해 관찰한다. 입사 X 선에는 CoKα 선을 사용하고, bcc 철의 (200), (211) 및 (220) 각 면의 회절 강도에 대한 fcc 철 (오스테나이트) 의 (200), (220) 및 (311) 각 면의 회절 강도의 비를 구하여, 각 면의 회절 강도의 비로부터, 잔류 오스테나이트의 체적률을 산출한다. 그리고, 잔류 오스테나이트가 삼차원적으로 균질하다고 간주하여, 잔류 오스테나이트의 체적률을, 잔류 오스테나이트의 면적률로 한다.

또, 프레시 마텐자이트의 면적률은, 상기와 같이 하여 구한 경질 제 2 상의 면적률로부터, 잔류 오스테나이트의 면적률을 뺌으로써 구한다.

[프레시 마텐자이트의 면적률 (％)] ＝ [경질 제 2 상의 면적률 (％)] － [잔류 오스테나이트의 면적률 (％)]

또, 잔부 조직의 면적률은, 100 ％ 로부터 상기와 같이 하여 구한 페라이트의 면적률, 베이나이틱 페라이트의 면적률, 템퍼드 마텐자이트의 면적률, 경질 제 2 상의 면적률을 뺌으로써 구한다.

[잔부 조직의 면적률 (％)] ＝ 100 － [페라이트의 면적률 (％)] － [베이나이틱 페라이트의 면적률 (％)] － [템퍼드 마텐자이트의 면적률 (％)] － [경질 제 2 상의 면적률 (％)]

S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA : 65.0 ％ 이상

980 ㎫ 이상의 TS 를 확보하는 관점에서, S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA 는, 65.0 ％ 이상으로 한다. S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA 의 상한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 130.0 ％ 이하인 것이 바람직하다.

여기서,

S_BF : 베이나이틱 페라이트의 면적률

S_TM : 템퍼드 마텐자이트의 면적률

S_MA : 잔류 오스테나이트 및 상기 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상의 면적률이다.

S_MA1/S_MA : 0.80 이하

잔류 오스테나이트 및 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상 (이하, MA 라고도 한다.) 은, 복수의 도상 영역으로 구성된다. 이와 같은 도상 영역 중, 원 상당 직경이 2.0 ㎛ 이상이고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 이하가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역 (이하, MA1 이라고도 한다.) 은, 고용 C 농도가 낮다. 바꾸어 말하면, MA1 중에 포함되는 잔류 오스테나이트의 안정성이 낮다. 그 때문에, MA1 은, 양호한 연성의 확보에 기여하지 않는다. 또, MA1 에서는 프레시 마텐자이트의 비율이 높기 때문에, MA1 은 구멍 확장성을 저하시킨다. 그 때문에, 경질 제 2 상의 면적률에 대한 MA1 의 면적률의 비인 S_MA1/S_MA 는, 0.80 이하로 한다. 특히, 980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 이 요구되는 경우, S_MA1/S_MA 는, 바람직하게는 0.75 이하, 보다 바람직하게는 0.40 이하이다. 또, 1180 ㎫ ≤ TS 가 요구되는 경우, S_MA1/S_MA 는, 바람직하게는 0.50 이하, 보다 바람직하게는 0.30 이하이다. 또한, S_MA1/S_MA 의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 이어도 된다.

또한, 개개의 도상 영역은, 경질 제 2 상 이외의 상에 의해, 다른 경질 제 2 상의 도상 영역과 분리된다 (개개의 도상 영역은, 그 전체 둘레가 경질 제 2 상 이외의 상과 접한다). 또, 개개의 도상 영역의 구체적인 형상에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 원형, 타원형, 다각형, 아메바형 (복수의 불규칙 방향으로 연신된 형상) 등 중 어느 것이어도 된다.

S_MA2/S_MA : 0.20 이상

잔류 오스테나이트 및 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하는 도상 영역 (이하, MA2 라고도 한다.) 은, 고용 C 농도가 높다. 바꾸어 말하면, MA2 중에 포함되는 잔류 오스테나이트의 안정성이 높다. 그 때문에, MA2 는, 양호한 가공 경화능 및 연성의 확보에 매우 중요한 역할을 한다.

즉, 베이나이틱 페라이트를 어닐링 후의 냉각시에 적절한 조건에서 생성시키면, 베이나이틱 페라이트로부터 주위의 미변태 오스테나이트에 확산되는 고용 C 는, 미변태 오스테나이트의 내부에는 충분히 확산되지 않는다. 즉, 미변태 오스테나이트 중 베이나이틱 페라이트의 주위만을 국소적으로 고용 C 량이 높은 상태로 할 수 있다. 그 후, 그 상태에서 재가열 처리를 적절한 조건에서 실시함으로써, 베이나이틱 페라이트의 주위에 고용 C 농도가 높은 경질 제 2 상, 즉, MA2 가 생성된다. 그 때문에, MA2 에 포함되는 잔류 오스테나이트의 안정성이 높아져, MA2 가 양호한 가공 경화능 및 연성의 확보에 매우 중요한 역할을 하는 것이다.

이상으로부터, 경질 제 2 상의 면적률에 대한 MA2 의 면적률의 비인 S_MA2/S_MA 는, 0.20 이상으로 한다. S_MA2/S_MA 는, 바람직하게는 0.25 이상, 보다 바람직하게는 0.30 이상이다. 또한, S_MA2/S_MA 의 상한은 특별히 한정되지 않고, 1 이어도 된다. 또, S_MA2/S_MA 는, 높은 YS 및 우수한 구멍 확장성을 확보하는 관점에서, 980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 이 요구되는 경우, 바람직하게는 0.98 이하이다. 또, 1180 ㎫ ≤ TS 가 요구되는 경우, S_MA2/S_MA 는 바람직하게는 0.70 이하이다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판의 강 조직은, 나아가 S_MA3/S_MA 가 0.05 이상인 것이 바람직하다.

여기서,

S_MA3 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 초과가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.

S_MA3/S_MA : 0.05 이상

잔류 오스테나이트 및 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 초과가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역 (이하, MA3 이라고도 한다.) 은, MA2 중에서도, 특히 고용 C 농도가 높다.

즉, MA3 에서는, 베이나이틱 페라이트에 더하여, 템퍼드 마텐자이트로부터도 고용 C 가 확산되기 때문에, 특히 고용 C 농도가 높다. 그 때문에, MA3 은, 양호한 가공 경화능 및 연성의 확보에 특히 유효하게 기여한다.

따라서, 경질 제 2 상의 면적률에 대한 MA3 의 면적률의 비인 S_MA3/S_MA 는, 0.05 이상으로 하는 것이 바람직하다. S_MA3/S_MA 는, 바람직하게는 0.07 이상, 보다 바람직하게는 0.10 이상이다. 또한, S_MA3/S_MA 의 상한은 특별히 한정되지 않고, 1 이어도 된다. 또, S_MA3/S_MA 는, 바람직하게는 0.70 이하이다.

여기서, S_MA1, S_MA2 및 S_MA3 은, 각각 이하와 같이 하여 측정한다.

즉, 전술한 요령으로, 조직 화상 (예를 들어, 도 2(A), 도 3(A), 및 도 4(A) 참조) 에 있어서, 페라이트, 베이나이틱 페라이트, 템퍼드 마텐자이트 및 경질 제 2 상 (잔류 오스테나이트 ＋ 프레시 마텐자이트) 을 동정한다. 이어서, Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별 (4 치화 화상화) 한 후, 경질 제 2 상의 도상 영역을 추출하고, 오픈 소스의 ImageJ 를 사용하여, 각 도상 영역의 원 상당 직경, 각 도상 영역의 둘레 길이, 그리고, 각 도상 영역이 베이나이틱 페라이트 및 템퍼드 마텐자이트와 접하는 길이를 구한다. 또한, 둘레 길이를 구할 때의 조직 화상의 픽셀 밀도는, 30 픽셀/㎛ 이상 100 픽셀/㎛ 이하로 한다. 그리고, 구한 값으로부터, 각 도상 영역을 MA1, MA2 및 MA3 에 해당하는지 각각 판별하고, Adobe Systems 사의 Adobe Photoshop 을 사용하여 색별하고 (예를 들어, 도 2(B), 도 3(B), 및 도 4(B) 참조), 각각의 면적을 산출한다. 이어서, MA1, MA2 및 MA3 으로 판별한 도상 영역 각각의 합계의 면적을 관찰 영역의 면적 (25.6 ㎛ × 17.6 ㎛) 으로 나누고, 100 을 곱한 값 (면적률) 을 5 시야분 산출한다. 그리고, MA1, MA2 및 MA3 마다의 5 시야분의 값 (면적률) 의 평균값을, S_MA1, S_MA2 및 S_MA3 으로 한다. 또한, MA1 과 MA2 의 쌍방에 해당하는 도상 영역에 대해서는, MA1 과 MA2 의 쌍방에서 면적을 카운트한다. MA1 과 MA3, MA2 와 MA3 에 대해서도 마찬가지이다. 또, 도 2(A), 도 3(A), 및 도 4(A) 는 각각, 시료의 관찰 영역 (25.6 ㎛ × 17.6 ㎛) 의 1 시야로부터, 상기의 설명을 위해 그 일부를 추출한 것이다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 하지 강판에서는, 확산성 수소량을 0.50 질량ppm 이하로 하는 것이 바람직하다.

하지 강판의 확산성 수소량 : 0.50 질량ppm 이하

보다 우수한 구멍 확장성을 얻는 관점에서, 하지 강판의 확산성 수소량은 0.50 질량ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 하지 강판의 확산성 수소량은, 보다 바람직하게는 0.35 질량ppm 이하이다. 또한, 하지 강판의 확산성 수소량의 하한은 특별히 규정되지 않고, 0 질량ppm 이어도 된다. 또, 생산 기술상의 제약으로부터, 하지 강판의 확산성 수소량은 0.01 질량ppm 이상이 보다 바람직하다.

여기서, 하지 강판의 확산성 수소량은, 이하와 같이 하여 측정한다.

즉, 아연 도금 강판으로부터 길이가 30 ㎜, 폭이 5 ㎜ 인 시험편을 채취하고, 아연 도금층을 알칼리 제거한다. 이어서, 승온 탈리 분석법에 의해, 시험편으로부터 방출되는 수소량을 측정한다. 구체적으로는, 시험편을, 실온으로부터 300 ℃ 까지를 승온 속도 200 ℃/h 로 연속 가열한 후, 실온까지 냉각시킨다. 이 때, 당해 연속 가열에 있어서의 실온으로부터 210 ℃ 까지의 온도역에서, 시험편으로부터 방출되는 수소량 (적산 수소량) 을 측정한다. 그리고, 측정한 수소량을, 시험편 (아연 도금층 제거 후이고, 연속 가열 전의 시험편) 의 질량으로 나누고, 질량ppm 단위로 환산한 값을, 하지 강판의 확산성 수소량으로 한다.

또한, 아연 도금 강판을 성형 가공이나 접합 가공한 후의 제품 (부재) 에 대해서는, 일반적인 사용 환경에 놓인 그 제품으로부터 시험편을 잘라내어 상기와 동일한 요령으로 하지 강판 부분의 확산성 수소량을 측정하고, 그 값이 0.50 질량ppm 이하이면, 성형 가공이나 접합 가공을 하기 전의 소재 단계의 아연 도금 강판의 하지 강판의 확산성 수소량도 0.50 질량ppm 이하였다고 간주할 수 있다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 수반하는 아연 도금 강판은, 탈탄층을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에 수반하는 아연 도금 강판의 하지 강판이, 탈탄층을 갖는 것이 바람직하다. Si 를 함유하는 강판, 특히 Si 함유량이 많은 강판을 하지 강판으로 한 도금 강판에서는, 저항 스폿 용접시의 액체 금속 취화 (Liquid Metal Embrittlement : LME) 에 의한 균열의 발생이 문제가 되는 경우가 있다. 단, 아연 도금 강판이, 특히 하지 강판의 표층에 있어서 탈탄층을 갖는 경우, 하지 강판의 Si 함유량이 많은 경우에 있어서도, 내저항 용접 균열 특성을 향상시킬 수 있다.

탈탄층의 두께, 바꾸어 말하면, 하지 강판의 표면으로부터의 판 두께 방향 깊이는, 바람직하게는 30 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 40 ㎛ 이상이다. 탈탄층의 두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 인장 강도를 양호한 범위 내로 하기 위해, 탈탄층의 두께는 130 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 탈탄층은, 하지 강판의 C 농도를 하지 강판의 표면으로부터 판 두께 방향으로 분석하여, C 농도가 하지 강판의 성분 조성의 C 함유량의 80 ％ 이하인 영역으로 정의하고, 탈탄층의 두께는 당해 영역의 두께로 정의한다.

또, 탈탄층의 두께는, 단면 가공한 시료에 대해, 전자선 마이크로 애널라이저 (Electron Probe Micro Analyzer : EPMA) 를 사용하여, 하지 강판의 표층 부근의 원소 분포를 면 분석 또는 선 분석함으로써 측정한다. 먼저, 수지 매립한 아연 도금 강판을 연마하고, 압연 방향 수직 단면을 관찰용으로 마무리한 후, 수지로부터 꺼내어 측정용의 시료로 한다. 가속 전압은 7 ㎸, 조사 전류 50 nA 로 하고, 하지 강판의 최표층 (표면) 을 포함하는 300 × 300 ㎛ 의 범위에서, 1 ㎛ 스텝으로 시료 단면의 면 분석 또는 선 분석을 실시하여, C 강도의 측정을 실시한다. 이 때, 컨태미네이션을 억제하기 위해, 플라즈마 클리너에 의해, 측정실 및 시료 준비실의 2 개 지점에서, 측정 개시 전에, 시료의 표면 및 주변의 하이드로카본의 제거를 실시한다. 또, 측정 중의 하이드로카본의 축적을 억제하기 위해, 스테이지 상에서 시료 온도를 최고 100 ℃ 로 가열 유지한 채, 측정을 실시한다. 별도 표준 시료를 측정하여 제작한 검량선을 사용하여, C 강도를 C 농도 (질량％) 로 환산한다. 컨태미네이션 억제의 효과에 의해, C 검출 하한이 0.10 질량％ 보다 충분히 낮은 것을 확인한다. 사용한 장치 및 상기 컨태미네이션 억제의 방법의 상세에 대해서는, 이하의 참고 문헌 1 에서 해설되어 있는 바와 같다.

참고 문헌 1 : 야마시타 등「고정밀도 FE-EPMA 에 의한 저탄소강의 초석 페라이트 변태 초기에 있어서의 탄소의 분배」, 철과 강, Vol.103 (2017) No.11. p14-20

단, 측정시의 컨태미네이션 대책의 필요성은, 사용하는 기종이나 컨디션에 따르기 때문에, 반드시 상기 구성은 필수는 아니다. 즉, 측정 조건은 충분한 정밀도가 얻어지고 있는 것을 확인할 수 있으면 되고, 측정 조건은 본 발명의 효과에 본질적으로 관련되는 것은 아니다.

얻어진 C 농도 맵에 있어서, 하지 강판의 표면으로부터 판 두께 방향의 라인 프로파일을 추출하고, 그것을 하지 강판 표면 병행 방향으로 300 점분 평균화함으로써, C 농도의 판 두께 방향의 프로파일을 얻는다. 얻어진 C 농도의 판 두께 방향의 프로파일에 대해, 단순 이동 평균법에 의한 평활화 처리를 실시한다. 이 때, 평활화 점수는 21 점 정도로 하는 것이 바람직하다. 계속해서, 평활화 처리 후의 강도 프로파일에 있어서, C 농도가 하지 강판의 성분 조성의 C 함유량의 80 ％ 이하로 되어 있는 판 두께 방향의 범위를 특정하여, 탈탄층의 두께로 한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연계 도금 강판의 기계 특성에 대해 설명한다.

인장 강도 (TS) : 980 ㎫ 이상

본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연계 도금 강판의 인장 강도는, 980 ㎫ 이상이다. 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연계 도금 강판의 인장 강도는, 바람직하게는 1180 ㎫ 이상이다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연계 도금 강판의 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 및, 한계 구멍 확장률 (λ) 에 대해서는 상기 서술한 바와 같다.

또, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 및, 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR) 는, 실시예에 있어서 후술하는 JIS Z 2241 에 준거하는 인장 시험에 의해 측정한다. 한계 구멍 확장률 (λ) 은, 실시예에 있어서 후술하는 JIS Z 2256 에 준거하는 구멍 확장 시험에 의해 측정한다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 아연 도금층은, 하지 강판의 일방의 표면에만 형성해도 되고, 양면에 형성해도 된다.

또한, 여기서 말하는 아연 도금층은, Zn 을 주성분 (Zn 함유량이 50 ％ 이상) 으로 하는 도금층을 가리키며, 예를 들어, 용융 아연 도금층이나 합금화 용융 아연 도금층을 들 수 있다.

여기서, 용융 아연 도금층은, 예를 들어, Zn 과, 20 질량％ 이하의 Fe, 0.001 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하의 Al 에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 또, 용융 아연 도금층에는, 임의로, Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi 및 REM 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소를 합계로 0 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하 함유시켜도 된다. 또, 용융 아연 도금층의 Fe 함유량은, 보다 바람직하게는 7 질량％ 미만이다. 또한, 상기의 원소 이외의 잔부는, 불가피적 불순물이다.

또, 합금화 용융 아연 도금층은, 예를 들어, 20 질량％ 이하의 Fe, 0.001 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하의 Al 에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 또, 합금화 용융 아연 도금층에는, 임의로, Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi 및 REM 으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 원소를 합계로 0 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하 함유시켜도 된다. 합금화 용융 아연 도금층의 Fe 함유량은, 보다 바람직하게는 7 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 8 질량％ 이상이다. 또, 합금화 용융 아연 도금층의 Fe 함유량은, 보다 바람직하게는 15 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 12 질량％ 이하이다. 또한, 상기의 원소 이외의 잔부는, 불가피적 불순물이다.

게다가, 아연 도금층의 편면당 도금 부착량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 20 ∼ 80 g/㎡ 로 하는 것이 바람직하다.

또한, 아연 도금층의 도금 부착량은, 이하와 같이 하여 측정한다.

즉, 10 질량％ 염산 수용액 1 L 에 대해, Fe 에 대한 부식 억제제 (아사히 화학 공업 (주) 제조「이비트 700BK」(등록상표)) 를 0.6 g 첨가한 처리액을 조정한다. 이어서, 그 처리액에, 공시재가 되는 아연 도금 강판을 침지하고, 아연 도금층을 용해시킨다. 그리고, 용해 전후에서의 공시재의 질량 감소량을 측정하고, 그 값을, 하지 강판의 표면적 (도금으로 피복되어 있었던 부분의 표면적) 으로 나눔으로써, 도금 부착량 (g/㎡) 을 산출한다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 수반하는 아연 도금 강판은, 하지 강판과 아연 도금층 사이의 적어도 일방에 있어서, 아연 도금층 이외의 금속 도금층을 갖고 있어도 된다. 금속 도금층은, 내저항 용접 균열 특성의 향상에 기여한다. 그리고, 금속 도금층의 형성에 의해, 하지 강판의 Si 함유량이 많은 경우에 있어서도, 내저항 용접 균열을 억제할 수 있다. 금속 도금층에 의해 내저항 용접 균열 특성이 향상되는 메커니즘은 반드시 분명하지는 않지만, 발명자들은, 금속 도금층을 하지 강판과 아연 도금층 사이, 바꾸어 말하면, 하지 강판의 표면에 갖는 경우, 금속 도금층이, 저항 스폿 용접시에 아연 도금층 중의 아연이 용융되어 하지 강판으로 침입하는 것을 억제하는 배리어층으로서 작용하여, 저항 용접 균열이 발생하기 어려워지기 때문인 것으로 생각하고 있다 (아연의 침입 억제 효과). 또한, 아연 도금층이 하지 강판의 양면에 형성되어 있는 경우에는, 하지 강판과 아연 도금층 사이의 일방에만 금속 도금층을 갖고 있어도 되고, 하지 강판과 아연 도금층 사이의 양방에 금속 도금층을 갖고 있어도 된다.

여기서, 금속 도금층의 부착량은, 바람직하게는 0 g/㎡ 초과, 보다 바람직하게는 2.0 g/㎡ 이상이다. 금속 도금층의 편면당 부착량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 비용의 관점에서, 금속 도금층의 부착량은 60 g/㎡ 이하로 하는 것이 바람직하다. 금속 도금층의 부착량은, 보다 바람직하게는 50 g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 40 g/㎡ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 30 g/㎡ 이하이다. 또한, 여기서 말하는 금속 도금층의 부착량은, 편면당의 것이다.

금속 도금층의 부착량은, 이하와 같이 측정한다. 즉, 아연 도금 강판으로부터 10 × 15 ㎜ 사이즈의 시료를 채취하여 수지에 매립하여, 단면 매립 시료로 한다. 동 시료의 단면의 임의의 3 개 지점을, 주사형 전자 현미경 (Scanning Electron Microscope ; SEM) 을 사용하여 가속 전압 15 ㎸ 로, 금속 도금층의 두께에 따라 배율 2000 ∼ 10000 배로 관찰하고, 당해 3 개 지점에서의 금속 도금층의 두께를 측정하여, 그 평균값을 산출한다. 이어서, 산출한 평균값에 당해 금속 도금층을 구성하는 금속의 비중을 곱함으로써, 금속 도금층의 편면당 부착량으로 환산한다.

금속 도금층에 사용하는 금속으로는, Zn 보다 융점이 높은 금속이 바람직하고, 예를 들어 Fe 및 Ni 등의 금속을 사용할 수 있다. 또, 전술한 아연 침입 억제 효과에 더하여, 이하의 인성 저하 억제 효과를 기대할 수 있는 점에서, Fe 계 도금층인 것이 바람직하다.

즉, 하지 강판의 표면 근방에 있어서의 Si 량이 많은 경우에는, 용접부에서 인성이 저하되어 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성이 열화되는 것으로 생각된다. 이에 대해, Fe 계 도금층을 하지 강판과 아연 도금층 사이, 요컨대 하지 강판의 표면에 갖는 경우, Fe 계 도금층이 고용 Si 결핍층으로서 작용하여, 용접부에 고용되는 Si 량이 감소한다. 이로써, 용접부의 인성의 저하가 억제되어, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성이 개선될 수 있는 것으로 생각된다 (인성 저하 억제 효과). 또, Fe 계 도금층은 연질층으로서 기능하여, 저항 스폿 용접시에 강판 표면에 부여되는 응력을 완화시킨다. 이로써, 용접부의 잔류 응력을 저감시켜, 내저항 용접 균열 특성을 향상시킬 수 있는 것으로 생각된다 (응력 완화 효과).

Fe 계 도금층으로는, 순 Fe 의 도금층 외에, 예를 들어, Fe-B 합금, Fe-C 합금, Fe-P 합금, Fe-N 합금, Fe-O 합금, Fe-Ni 합금, Fe-Mn 합금, Fe-Mo 합금, Fe-W 합금 등의 합금 도금층을 들 수 있다. Fe 계 도금층의 성분 조성은, Fe 함유량이 50 질량％ 이상이면 특별히 한정되지 않지만, 특히, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성, 또는, B, C, P, N, O, Ni, Mn, Mo, Zn, W, Pb, Sn, Cr, V 및 Co 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 원소를 합계로 10 질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성이 바람직하다. Fe 이외의 원소를 함유시키는 경우, 그들 원소의 함유량을 합계로 10 질량％ 이하로 함으로써, 전해 효율의 저하를 방지하고, 또한, 저비용으로 Fe 계 도금층, 특히 Fe 계 전기 도금층을 형성할 수 있다. 또한, Fe-C 합금의 경우, C 함유량은 0.08 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 수반하는 아연 도금 강판은, 금속 도금층과 탈탄층을 동시에 갖고 있어도 된다 (요컨대, 아연 도금 강판의 표면에서부터 순서대로, 아연 도금층, 금속 도금층, (하지 강판의 표층의) 탈탄층이 된다). 이로써, 내저항 용접 균열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 금속 도금층을 갖는 경우, 금속 도금층의 표면, 또는, 아연 도금층과 냉연 강판의 계면으로부터, 상기 서술한 방법으로 판 두께 방향을 향하여 C 농도를 분석하여, 탈탄층의 두께 (하지 강판의 표면으로부터의 판 두께 방향 깊이) 를 평가해도 된다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 판 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.5 ㎜ 이상 3.0 ㎜ 이하이다.

[2] 부재

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 부재에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르는 부재는, 상기의 아연 도금 강판을 사용하여 이루어지는 (소재로 하는) 부재이다. 예를 들어, 소재인 아연 도금 강판에, 성형 가공 또는 접합 가공의 적어도 일방을 실시하여 부재로 한다.

여기서, 상기의 아연 도금 강판은, TS : 980 ㎫ 이상이고, 또한, 높은 YS 와, 우수한 연성, 가공 경화능 및 구멍 확장성을 갖는다. 그 때문에, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 부재는, 고강도이고, 또한, 내충격 특성도 우수하다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 부재는, 자동차 분야에서 사용되는 충격 에너지 흡수 부재에 적용하기에 특히 바람직하다.

[3] 아연 도금 강판의 제조 방법

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 제조 방법은,

상기의 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 열연 공정과,

상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판으로 하는 냉연 공정과,

상기 냉연 강판을, 어닐링 온도 : 760 ℃ 이상 900 ℃ 이하 및 어닐링 시간 : 20 초 이상으로 어닐링하는 어닐링 공정과,

상기 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 제 1 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 제 1 냉각 공정과,

상기 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 온도역에서 3 초 이상 600 초 이하 유지하는 유지 공정과,

상기 냉연 강판에 아연 도금 처리를 실시하여 아연 도금 강판으로 하는 도금 공정과,

상기 아연 도금 강판을, 100 ℃ 이상 300 ℃ 미만의 제 2 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 제 2 냉각 공정과,

상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 재가열 온도로 재가열하고, 상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 온도역에서 10 초 이상 2000 초 이하 유지하는 재가열 공정을 갖고,

상기 제 1 냉각 정지 온도와, 상기 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도가, 다음 식 (1) 의 관계를 만족한다는 것이다.

－150 ℃ ≤ T₀ － T₁ ≤ 50 ℃ …(1)

여기서, T₀ 은 제 1 냉각 정지 온도 (℃), T₁ 은 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도 (℃) 이다.

또한, 상기의 각 온도는, 특별히 설명이 없는 한, 강 슬래브 및 강판의 표면 온도를 의미한다.

먼저, 상기의 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 준비한다. 예를 들어, 강 소재를 용제하여 상기의 성분 조성을 갖는 용강으로 한다. 용제 방법은 특별히 한정되지 않고, 전로 용제나 전기로 용제 등, 공지된 용제 방법을 사용할 수 있다. 이어서, 얻어진 용강을 굳혀 강 슬래브로 한다. 용강으로부터 강 슬래브를 얻는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 연속 주조법, 조괴법 또는 박 슬래브 주조법 등을 사용할 수 있다. 매크로 편석을 방지하는 관점에서, 연속 주조법이 바람직하다.

[열연 공정]

이어서, 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 한다.

열간 압연은, 에너지 절약 프로세스를 적용하여 실시해도 된다. 에너지 절약 프로세스로는, 직송 압연 (강 슬래브를 실온까지 냉각시키지 않고, 온편인 채로 가열로에 장입하여, 열간 압연하는 방법) 또는 직접 압연 (강 슬래브에 약간의 보열을 실시한 후에 즉시 압연하는 방법) 등을 들 수 있다.

열간 압연 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 이하의 조건에서 실시할 수 있다.

즉, 강 슬래브를, 일단 실온까지 냉각시키고, 그 후, 재가열하고 나서 압연한다. 슬래브 가열 온도 (재가열 온도) 는, 탄화물의 용해나 압연 하중의 저감과 같은 관점에서, 1100 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 스케일 로스의 증대를 방지하기 위해, 슬래브 가열 온도는 1300 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 슬래브 가열 온도는, 강 슬래브 표면의 온도를 기준으로 한다.

이어서, 강 슬래브에, 통상적인 방법에 따라 조압연을 실시하여, 조압연판 (이하, 시트 바라고도 한다) 으로 한다. 이어서, 시트 바에 마무리 압연을 실시하여, 열연 강판으로 한다. 또한, 슬래브 가열 온도를 낮게 한 경우에는, 마무리 압연시의 트러블을 방지하는 관점에서, 마무리 압연 전에 바 히터 등을 사용하여 시트 바를 가열하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도는, 압연 부하를 저감시키기 위해, Ar₃ 변태점 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, 오스테나이트의 미재결정 상태에서의 압하율이 높아지면, 압연 방향으로 신장된 이상한 조직이 발달하여, 어닐링판의 가공성을 저하시킬 우려가 있는 점에서도, 마무리 압연 온도는 Ar₃ 변태점 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Ar₃ 변태점은 다음 식에 의해 구한다.

Ar₃ (℃) ＝ 868 － 396 × [C ％] ＋ 25 × [Si ％] － 68[Mn ％]

또한, 상기의 식 중의 [원소 기호 ％] 는, 하지 강판의 성분 조성에 있어서의 당해 원소의 함유량 (질량％) 을 나타낸다.

또한, 열연시에 시트 바끼리를 접합하여, 연속적으로 마무리 압연을 실시해도 된다. 또, 시트 바를 마무리 압연 전에 일단 권취해도 상관없다. 또, 열간 압연시의 압연 하중을 저감시키기 위해, 마무리 압연의 일부 또는 전부를 윤활 압연으로 해도 된다. 윤활 압연을 실시하는 것은, 강판 형상의 균일화 및 재질의 균일화의 관점에서도 유효하다. 또한, 윤활 압연시의 마찰 계수는, 0.10 이상 0.25 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.

조압연 및 마무리 압연을 포함하는 열간 압연 공정에서는, 일반적으로 강 슬래브는 조압연으로 시트 바가 되고, 마무리 압연에 의해 열연 강판이 된다. 단, 밀 능력 등에 따라서는 그와 같은 구분에 구애받지 않고, 소정의 사이즈가 되면 문제 없다.

마무리 압연 온도는, 800 ℃ 이상 950 ℃ 이상의 범위로 하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도를 800 ℃ 이상으로 함으로써, 열연 강판 단계의 강 조직, 나아가서는 최종 제품의 강 조직도 균일해지기 쉽다. 또한, 강 조직이 불균일해지면, 굽힘성이 저하되는 경향이 있다. 한편, 마무리 압연 온도가 950 ℃ 를 초과하면, 산화물 (스케일) 생성량이 많아진다. 그 결과, 지철과 산화물의 계면이 거칠어져, 산세 및 냉간 압연 후의 강판의 표면 품질이 열화될 우려가 있다. 또, 결정립이 조대해짐으로써, 강판의 강도나 굽힘성을 저하시키는 원인이 될 우려도 있다.

마무리 압연 후, 열연 강판을 권취한다. 권취 온도는, 450 ℃ 이상 750 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

[산세 공정]

열연 공정 후의 열연 강판을, 임의로 산세한다. 산세에 의해, 강판 표면의 산화물을 제거할 수 있어, 양호한 화성 처리성이나 도금 품질이 확보된다. 또한, 산세는, 1 회만 실시해도 되고, 복수회로 나누어 실시해도 된다. 산세 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다.

[냉연 공정]

이어서, 열연 강판에 냉간 압연을 실시하여 냉연 강판으로 한다. 냉간 압연은, 예를 들어, 탠덤식의 다스탠드 압연이나 리버스 압연 등의, 2 패스 이상의 패스수를 요하는 다패스 압연에 의해 실시한다.

냉간 압연의 압하율은 특별히 한정되지 않지만, 20 ％ 이상 80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 냉간 압연의 압하율이 20 ％ 미만에서는, 어닐링 공정에 있어서 강 조직의 조대화나 불균일화가 발생하기 쉬워져, 최종 제품에 있어서 강도나 가공성이 저하될 우려가 있다. 한편, 냉간 압연의 압하율이 80 ％ 를 초과하면, 강판의 형상 불량이 발생하기 쉬워져, 아연 도금의 부착량이 불균일해질 우려가 있다.

또, 임의로, 냉간 압연 후에 얻어진 냉연 강판에 산세를 실시해도 된다.

[금속 도금 처리 공정]

또, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 제조 방법에서는, 임의로, 냉연 공정 후이고, 또한, 후술하는 어닐링 공정 전에, 상기와 같이 하여 얻어진 냉연 강판의 적어도 일방의 표면에 금속 도금층을 형성하는 금속 도금 처리를 실시해도 된다. 여기서, 후술하는 어닐링 공정을 거치기 전의 상태에서, 적어도 일방의 표면에 금속 도금층을 갖는 냉연 강판을, 이하, 금속 도금 강판이라고 하는 경우가 있다. 금속 도금 처리 방법은 특별히 한정되지 않지만, 제조성의 관점에서 전기 도금이 바람직하다. 금속 도금욕으로는 황산욕, 염산욕 또는 양자의 혼합 용액 등을 사용할 수 있다. 금속 도금층의 부착량은, 전기 도금인 경우, 통전 시간 등에 의해 조정할 수 있다. 또한, 금속 도금 강판이란, 상기 서술한 바와 같이, 후술하는 어닐링 공정을 거치기 전의 상태에서, 냉연 강판의 적어도 일방의 표면에 금속 도금층을 갖는 강판을 의미하고, 금속 도금 처리 전의 냉연 강판에 대해 미리 어닐링된 양태를 제외하는 것은 아니다.

금속 도금 처리에 사용하는 금속으로는, Zn 보다 융점이 높은 금속이 바람직하고, 예를 들어 Fe 및 Ni 등의 금속을 사용할 수 있다. 또, 보다 높은 내저항 용접 균열 특성의 향상 효과를 기대할 수 있는 점에서, 금속 도금 처리에 의해, 전술한 Fe 계 도금층을 형성하는 것이 바람직하다.

또, Fe 계 도금층을 형성하기 위한 도금욕 중에는, Fe 이온에 더하여, B, C, P, N, O, Ni, Mn, Mo, Zn, W, Pb, Sn, Cr, V 및 Co 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 원소를 함유시킬 수 있다. 도금욕 중에서의 이들 원소의 합계 함유량은, 금속 도금 강판의 금속 도금층의 성분 조성에 있어서, 이들 원소의 합계 함유량이 10 질량％ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 금속 원소는 금속 이온으로서 함유시키면 되고, 비금속 원소는 붕산, 인산, 질산, 유기산 등의 일부로서 함유시킬 수 있다. 또, 황산철 도금액 중에는, 황산나트륨, 황산칼륨 등의 전도도 보조제나, 킬레이트제, pH 완충제가 포함되어 있어도 된다.

또한, 금속 도금 처리를 실시하기 전의 전처리로서, 임의로, 냉연 강판의 표면을 청정화하기 위한 탈지 처리 및 수세, 나아가서는 냉연 강판의 표면을 활성화하기 위한 산세 처리 및 수세를 실시해도 된다. 이들 전처리에 이어서, 상기 서술한 금속 도금 처리를 실시한다. 탈지 처리 및 수세의 방법은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법을 사용할 수 있다. 산세 처리에 있어서는, 황산, 염산, 질산 및 이들의 혼합물 등의 각종 산을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 황산, 염산 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 산의 농도는 특별히 규정하지 않지만, 산화 피막의 제거 능력 및 과산세에 의한 표면 거?s (표면 결함) 방지 등을 고려하면, 1 ∼ 20 mass％ 정도가 바람직하다. 또, 산세 처리액에는, 소포제, 산세 촉진제, 산세 억제제 등이 함유되어도 된다.

[어닐링 공정]

이어서, 상기와 같이 하여 얻어진 냉연 강판 (금속 도금 강판인 경우도 포함한다) 을, 어닐링 온도 : 760 ℃ 이상 900 ℃ 이하 및 어닐링 시간 : 20 초 이상으로 어닐링한다. 또한, 어닐링 횟수는 2 회 이상이어도 되지만, 에너지 효율의 관점에서 1 회가 바람직하다.

어닐링 온도 : 760 ℃ 이상 900 ℃ 이하

어닐링 온도가 760 ℃ 미만인 경우, 페라이트와 오스테나이트의 2 상역에서의 가열 중에 있어서의 오스테나이트의 생성 비율이 불충분해진다. 그 때문에, 어닐링 후에 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, YS 가 저하된다. 또, 구멍 확장성도 저하된다. 또한, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 한편, 어닐링 온도가 900 ℃ 를 초과하면, 오스테나이트의 입 성장이 과도하게 발생하여, 후공정에서의 베이나이틱 페라이트의 생성 속도가 느려진다. 이로써, 적정량의 베이나이틱 페라이트 및 잔류 오스테나이트의 면적률이 얻어지지 않게 된다. 그 때문에, S_MA2/S_MA 가 저하되어, 연성 및 가공 경화능이 저하된다. 따라서, 어닐링 온도는 760 ℃ 이상 900 ℃ 이하로 한다. 어닐링 온도는, 바람직하게는 780 ℃ 이상, 보다 바람직하고 790 ℃ 초과이다. 또, 어닐링 온도는, 바람직하게는 880 ℃ 이하이다. 또한, 어닐링 온도는, 어닐링 공정에서의 최고 도달 온도이다.

어닐링 시간 : 20 초 이상

어닐링 시간이 20 초 미만이 되면, 페라이트와 오스테나이트의 2 상역에서의 가열 중에 있어서의 오스테나이트의 생성 비율이 불충분해진다. 그 때문에, 어닐링 후에 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, YS 가 저하된다. 또, 구멍 확장성도 저하된다. 또한, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 어닐링 시간은 20 초 이상으로 한다. 또한, 어닐링 시간의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 900 초 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 어닐링 시간이란, (어닐링 온도 － 40 ℃) 이상 어닐링 온도 이하의 온도역에서의 유지 시간이다. 즉, 어닐링 시간에는, 어닐링 온도에서의 유지 시간에 더하여, 어닐링 온도에 도달하기 전후의 가열 및 냉각에 있어서의 (어닐링 온도 － 40 ℃) 이상 어닐링 온도 이하의 온도역에서의 체류 시간도 포함된다.

노점 : －30 ℃ 초과

또, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 아연 도금 강판의 제조 방법에서는, 어닐링 공정에 있어서의 어닐링 분위기의 노점을 －30 ℃ 초과로 하는 것이 바람직하다. 노점을 －30 ℃ 초과로 함으로써, 탈탄 반응이 촉진되고, 냉연 강판 (하지 강판) 의 표층의 C 농도를 저감시켜, 탈탄층을 형성하는 것이 가능해진다. 노점은, 바람직하게는 －20 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 －5 ℃ 이상이다. 노점을 －5 ℃ 이상으로 함으로써, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성을 한층 높이는 것이 가능해진다. 노점의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 냉연 강판 또는 금속 도금층 표면의 산화를 바람직하게 방지하고, 아연 도금층을 형성할 때의 도금 밀착성을 양호하게 하는 관점에서, 노점은 30 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

[제 1 냉각 공정]

이어서, 상기와 같이 하여 어닐링을 실시한 냉연 강판을, 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 제 1 냉각 정지 온도까지 냉각시킨다.

제 1 냉각 정지 온도 : 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하

제 1 냉각 정지 온도가 300 ℃ 미만이 되면, 템퍼드 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하여, 적정량의 베이나이틱 페라이트 및 잔류 오스테나이트의 면적률이 얻어지지 않게 된다. 또, 후공정인 아연 도금 처리에 있어서, 미변태 오스테나이트가 펄라이트나 탄화물로 분해되는 경우가 있다. 그 때문에, S_MA2/S_MA 및 S_MA3/S_MA 가 저하되어, 연성 및 가공 경화능이 저하된다. 한편, 제 1 냉각 정지 온도가 550 ℃ 를 초과하면, 베이나이틱 페라이트의 면적률이 감소하고, 템퍼드 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가한다. 또, S_MA2/S_MA, 나아가서는 S_MA3/S_MA 가 저하되어, 연성 및 가공 경화능이 저하된다. 따라서, 제 1 냉각 정지 온도는 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하로 한다. 제 1 냉각 정지 온도는, 바람직하게는 350 ℃ 이상이다. 또, 제 1 냉각 정지 온도는, 바람직하게는 510 ℃ 이하로 한다.

[유지 공정]

이어서, 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 온도역 (이하, 유지 온도역이라고도 한다) 에서 3 초 이상 600 초 이하 유지한다.

유지 온도역에서의 유지 시간 : 3 초 이상 600 초 이하

유지 공정에서는, 베이나이틱 페라이트가 생성됨과 함께, 생성된 베이나이틱 페라이트로부터 그 베이나이틱 페라이트에 인접하는 미변태의 오스테나이트에 대한 C 의 확산이 발생한다. 그 결과, 소정량의 잔류 오스테나이트의 면적률이 확보되고, S_MA2/S_MA, 나아가서는 S_MA3/S_MA 가 증가한다.

여기서, 유지 온도역에서의 유지 시간이 3 초 미만이 되면, 베이나이틱 페라이트의 면적률이 감소하고, 템퍼드 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가한다. 또, S_MA2/S_MA, 나아가서는 S_MA3/S_MA 가 저하되어, 연성 및 가공 경화능이 저하된다. 한편, 유지 온도역에서의 유지 시간이 600 초를 초과하면, 베이나이틱 페라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, YS 가 저하될 우려가 있다. 또, 베이나이틱 페라이트로부터 미변태 오스테나이트에 대한 C 의 확산이 과도하게 발생하고, S_MA1/S_MA 가 증가하여, 구멍 확장성이 저하될 우려가 있다. 또한, 미변태 오스테나이트 내부에서의 C 의 확산이 과도하게 발생하여, 베이나이틱 페라이트의 주위의 미변태 오스테나이트만을 국소적으로 고용 C 량이 많은 상태로 할 수 없게 된다. 그 결과, S_MA2/S_MA, 나아가서는 S_MA3/S_MA 가 저하되어, 연성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 유지 온도역에서의 유지 시간은, 3 초 이상 600 초 이하로 한다. 유지 온도역에서의 유지 시간은, 바람직하게는 5 초 이상, 보다 바람직하게는 10 초 이상이다. 또, 유지 온도역에서의 유지 시간은, 바람직하게는 200 초 미만, 보다 바람직하게는 80 초 미만이다. 또한, 유지 온도역에서의 유지 시간에는, 제 1 냉각 공정에 있어서 제 1 냉각 정지 온도에 도달할 때까지의 당해 온도역에서의 체류 시간, 및, 후술하는 도금 공정에 있어서의 아연 도금 처리 개시 시점까지의 냉연 강판의 당해 온도역에서의 체류 시간 (예를 들어, 냉연 강판을 아연 도금욕에 침지시킬 때까지의 당해 온도역에서의 체류 시간) 이 포함된다. 단, 유지 온도역에서의 유지 시간에는, 당해 도금 공정에 있어서 용융 아연 도금 처리를 실시한 후의 아연 도금 강판의 당해 온도역에서의 체류 시간은 포함하지 않는다.

[도금 공정]

이어서, 냉연 강판에 아연 도금 처리를 실시하여 아연 도금 강판으로 한다. 아연 도금 처리로는, 예를 들어, 용융 아연 도금 처리나 합금화 아연 도금 처리를 들 수 있다. 그리고, 이 도금 공정에서는, 상기 서술한 제 1 냉각 공정에 있어서의 제 1 냉각 정지 온도와, 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도 (이하, 도금욕온이라고도 한다) 에 대해, 다음 식 (1) 의 관계를 만족시키는 것이 필요하다.

－150 ℃ ≤ T₀ － T₁ ≤ 50 ℃ …(1)

여기서, T₀ 은 제 1 냉각 정지 온도 (℃), T₁ 은 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도 (℃) 이다.

즉, 우수한 가공 경화능을 확보하는 관점에서, 제 1 냉각 정지 온도와 도금욕온의 차를 적정하게 제어하는, 구체적으로는, 상기 게재된 식 (1) 의 관계를 만족시킬 필요가 있다. 한편, T₀ － T₁ 이 50 ℃ 초과, 또는, －150 ℃ 미만이 되면, S_MA2/S_MA 및 S_MA3/S_MA 가 저하되어, 가공 경화능 및 연성이 저하된다. T₀ － T₁ 은, 바람직하게는 －120 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 －100 ℃ 이상이다. 또, T₀ － T₁ 은, 바람직하게는 45 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 40 ℃ 이하이다.

상기 이외의 조건에 대해서는, 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다.

예를 들어, 용융 아연 도금 처리인 경우, 냉연 강판을, 아연 도금욕 중에 침지시킨 후, 가스 와이핑 등에 의해, 도금 부착량을 조정하는 것이 바람직하다. 도금욕온으로는, 440 ℃ 이상 500 ℃ 이하이다. 또, 아연 도금욕으로는, 상기한 아연 도금층의 조성이 되면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, Al 함유량이 0.10 질량％ 이상 0.23 질량％ 이하이고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 도금욕을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 합금화 아연 도금 처리인 경우, 상기의 요령으로 용융 아연 도금 처리를 실시한 후, 아연 도금 강판을 450 ℃ 이상 600 ℃ 이하의 합금화 온도로 가열하여 합금화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 합금화 온도가 450 ℃ 미만에서는, Zn-Fe 합금화 속도가 느려져, 합금화가 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 합금화 온도가 600 ℃ 를 초과하면, 미변태 오스테나이트가 펄라이트로 변태하여, TS 및 연성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 합금화 온도는, 보다 바람직하게는 470 ℃ 이상이다. 또, 합금화 온도는, 보다 바람직하게는 570 ℃ 이하이다.

또, 용융 아연 도금 강판 (GI) 및 합금화 용융 아연 도금 강판 (GA) 의 도금 부착량은 모두, 편면당 20 ∼ 80 g/㎡ 로 하는 것이 바람직하다. 또한, 도금 부착량은, 가스 와이핑 등에 의해 조절하는 것이 가능하다.

또한, (도금 공정 전에 냉연 강판을 유지하는) 전술한 유지 공정에 더하여, 아연 도금 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 온도역 (이하, 추가 유지 온도역이라고도 한다) 에서 3 초 이상 600 초 이하 유지하는 추가 유지 공정을 실시해도 된다. 추가 유지 공정은, 유지 공정과 동일한 효과를 얻는 공정이다. 또, 추가 유지 공정은, 후술하는 제 2 냉각 공정 전이면, 도금 공정 후 혹은 도중에 실시해도 된다. 또, 도금 공정이 합금화 아연 도금 처리인 경우에는, 추가 유지 공정은, 도금 공정의 도중에 실시해도 된다. 즉, 도금 공정이 추가 유지 공정을 겸하고 있어도 된다. 또, 추가 유지 공정을 실시하는 경우, 유지 공정과 추가 유지 공정의 유지 시간은 합계로 3 초 이상 600 초 이하로 하는 것이 바람직하다. 유지 공정과 추가 유지 공정의 유지 시간은, 보다 바람직하게는 합계로 200 초 미만이다.

[제 2 냉각 공정]

이어서, 아연 도금 강판을, 100 ℃ 이상 300 ℃ 미만의 제 2 냉각 정지 온도까지 냉각시킨다.

제 2 냉각 정지 온도 : 100 ℃ 이상 300 ℃ 미만

제 2 냉각 공정은, 후공정인 재가열 공정에서 생성되는 템퍼드 마텐자이트의 면적률 및 잔류 오스테나이트의 면적률을 소정의 범위로 제어하기 위해 필요한 공정이다. 여기서, 제 2 냉각 정지 온도가 100 ℃ 미만에서는, 당해 제 2 냉각 공정에 있어서 강 중에 존재하는 미변태 오스테나이트가, 거의 전체량 마텐자이트로 변태한다. 이로써, 템퍼드 마텐자이트의 면적률이 과도하게 증가하고, 잔류 오스테나이트의 면적률이 감소한다. 그 결과, 연성 및 가공 경화능이 저하된다. 한편, 제 2 냉각 정지 온도가 300 ℃ 이상에서는, 템퍼드 마텐자이트의 면적률이 감소하고, 프레시 마텐자이트의 면적률이 증가한다. 이 프레시 마텐자이트의 면적률의 증가에 수반하여, 강판 중의 확산성 수소량이 증가하여, 구멍 확장성이 저하된다. 또, S_MA1/S_MA 가 증가하는 것에 의해서도, 구멍 확장성이 저하된다. 따라서, 제 2 냉각 정지 온도는 100 ℃ 이상 300 ℃ 미만으로 한다. 제 2 냉각 정지 온도는, 바람직하게는 120 ℃ 이상이다. 또, 제 2 냉각 정지 온도는, 바람직하게는 280 ℃ 이하이다.

[재가열 공정]

이어서, 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 재가열 온도로 재가열하고, 상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 온도역 (이하, 재가열 온도역이라고도 한다) 에서 10 초 이상 2000 초 이하 유지한다.

이로써, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 마텐자이트를 템퍼링한다. 또, 마텐자이트 중에 과포화로 고용된 C 를 미변태 오스테나이트로 확산시킴으로써, 실온에서 안정적인 오스테나이트, 즉, 잔류 오스테나이트를 생성시킨다.

재가열 온도 : (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하

재가열 온도가 (냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 미만이 되면, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 마텐자이트로부터 미변태 오스테나이트에 대한 C 의 확산이 충분하게는 진행되지 않아, 소정량의 잔류 오스테나이트의 면적률이 얻어지지 않는다. 이로써, 연성이 저하된다. 또, 프레시 마텐자이트가 증가한다. 또한, 하지 강판에 포함되는 수소의 외부 방출이 불충분해져, 하지 강판의 확산성 수소량이 증가한다. 이로써, 구멍 확장성이 저하된다. 한편, 재가열 온도가 500 ℃ 를 초과하면, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 마텐자이트의 템퍼링이 과도하게 진행되기 때문에, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 미변태 오스테나이트가, 탄화물 (펄라이트) 로서 분해되어 버리기 때문에, 연성이 저하된다. 또한, 하지 강판에 포함되는 수소의 외부 방출이 불충분해져, 하지 강판의 확산성 수소량이 증가한다. 이로써, 구멍 확장성이 저하된다. 따라서, 재가열 온도는 (냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하로 한다. 재가열 온도는, 바람직하게는 (냉각 정지 온도 ＋ 70 ℃) 이상이다. 또, 재가열 온도는, 바람직하게는 450 ℃ 이하이다. 또한, 재가열 온도는, 재가열 공정에서의 최고 도달 온도이다.

재가열 온도역에서의 유지 시간 : 10 초 이상 2000 초 이하

재가열 온도역에서의 유지 시간이 10 초 미만이 되면, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 마텐자이트로부터 미변태 오스테나이트에 대한 C 의 확산이 충분하게는 진행되지 않아, 소정량의 잔류 오스테나이트의 면적률이 얻어지지 않는다. 이로써, 연성이 저하된다. 또, 프레시 마텐자이트가 증가하는 것에 더하여, 하지 강판에 포함되는 수소의 외부 방출이 불충분해져, 하지 강판의 확산성 수소량이 증가한다. 이로써, 구멍 확장성이 저하될 우려도 있다. 한편, 재가열 온도역에서의 유지 시간이 2000 초를 초과하면, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 마텐자이트의 템퍼링이 과도하게 진행되기 때문에, TS 를 980 ㎫ 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또, 제 2 냉각 공정 종료 시점에서 강 중에 존재하는 미변태 오스테나이트가, 탄화물 (펄라이트) 로서 분해되어 버리기 때문에, 연성이 저하된다. 따라서, 재가열 온도역에서의 유지 시간은 10 초 이상 2000 초 이하로 한다. 재가열 온도역에서의 유지 시간은, 바람직하게는 15 초 이상이다. 또, 재가열 온도역에서의 유지 시간은, 바람직하게는 1200 초 이하이다. 또한, 재가열 온도역에서의 유지 시간에는, 재가열 온도에서의 유지 시간에 더하여, 재가열 온도에 도달하기 전후의 가열 및 냉각에 있어서의 당해 온도역에서의 체류 시간도 포함된다.

재가열 온도역에서의 유지 후의 냉각 조건은 특정으로 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다. 냉각 방법으로는, 예를 들어, 가스 제트 냉각, 미스트 냉각, 롤 냉각, 수랭 및 공랭 등을 적용할 수 있다. 또, 표면의 산화 방지의 관점에서, 재가열 온도역에서의 유지 후, 50 ℃ 이하까지 냉각시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 실온 정도까지 냉각시킨다. 재가열 온도역에서의 유지 후의 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도는, 예를 들어, 1 ℃/초 이상 50 ℃/초 이하가 바람직하다.

또, 상기와 같이 하여 얻은 아연 도금 강판에, 추가로, 조질 압연을 실시해도 된다. 조질 압연의 압하율은 2.00 ％ 를 초과하면, 항복 응력이 상승하여, 아연 도금 강판을 부재로 성형할 때의 치수 정밀도가 저하될 우려가 있다. 그 때문에, 조질 압연의 압하율은 2.00 ％ 이하가 바람직하다. 또한, 조질 압연의 압하율의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 생산성의 관점에서 0.05 ％ 이상이 바람직하다. 또, 조질 압연은 상기 서술한 각 공정을 실시하기 위한 어닐링 장치와 연속된 장치 상 (온라인) 에서 실시해도 되고, 각 공정을 실시하기 위한 어닐링 장치와는 불연속의 장치 상 (오프 라인) 에서 실시해도 된다. 또, 조질 압연의 압연 횟수는, 1 회여도 되고, 2 회 이상이어도 된다. 또한, 조질 압연과 동등한 신장률을 부여할 수 있으면, 레벨러 등에 의한 압연이어도 상관없다.

상기 이외의 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다.

[4] 부재의 제조 방법

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 부재의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르는 부재의 제조 방법은, 상기의 아연 도금 강판 (예를 들어, 상기의 아연 도금 강판의 제조 방법에 의해 제조된 아연 도금 강판) 에, 성형 가공 또는 접합 가공의 적어도 일방을 실시하여 부재로 하는 공정을 갖는다.

여기서, 성형 가공 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 프레스 가공 등의 일반적인 가공 방법을 사용할 수 있다. 또, 접합 가공 방법도, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 스폿 용접, 레이저 용접, 아크 용접 등의 일반적인 용접이나, 리벳 접합, 코킹 접합 등을 사용할 수 있다. 또한, 성형 조건 및 접합 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다.

실시예

·실시예 1

표 1 에 나타내는 성분 조성 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 을 갖는 강 소재를 전로에서 용제하고, 연속 주조법으로 강 슬래브로 하였다. 얻어진 강 슬래브를 1250 ℃ 로 가열하고, 가열 후, 강 슬래브에 조압연과 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연을 실시하여, 열연 강판으로 하였다. 이어서, 얻어진 열연 강판에, 산세 및 냉간 압연 (압하율 : 50 ％) 을 실시하여, 표 3 에 나타내는 판 두께의 냉연 강판으로 하였다. 이어서, 얻어진 냉연 강판에, 표 2 에 나타내는 조건에서, 어닐링 공정, 제 1 냉각 공정, 유지 공정, 도금 공정, 제 2 냉각 공정 및 재가열 공정을 실시하여, 아연 도금 강판을 얻었다. 또한, 어닐링 공정에서의 노점은, －35 ℃ ∼ －30 ℃ 로 하였다.

여기서, 도금 공정에서는, 용융 아연 도금 처리 또는 합금화 아연 도금 처리를 실시하여, 용융 아연 도금 강판 (이하, GI 라고도 한다) 또는 합금화 용융 아연 도금 강판 (이하, GA 라고도 한다) 을 얻었다. 또한, 표 2 에서는, 도금 공정의 종류에 대해서도,「GI」및「GA」로 표시하고 있다. 또한, 합금화 아연 도금 처리를 실시하는 경우에는, No.20, 27 및 28 을 제외하고, 유지 온도역에서의 유지 시간과 합금화 처리에 있어서의 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 온도역에서의 유지 시간이 합계로 3 초 이상 600 초 이하가 되도록 하였다.

또, 아연 도금욕으로는, GI 를 제조하는 경우에는, Al : 0.20 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 도금욕을 사용하였다. GA 를 제조하는 경우에는, Al : 0.14 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성의 도금욕을 사용하였다.

도금 부착량은, GI 를 제조하는 경우에는, 편면당 45 ∼ 72 g/㎡ 로 하고, GA 를 제조하는 경우에는, 편면당 45 g/㎡ 로 하였다.

또한, 최종적으로 얻어진 아연 도금 강판의 아연 도금층의 조성은, GI 에서는, Fe : 0.1 ∼ 1.0 질량％, Al : 0.2 ∼ 1.0 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물이었다. 또, GA 에서는, Fe : 7 ∼ 15 질량％, Al : 0.1 ∼ 1.0 질량％ 를 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물이었다.

또, 아연 도금층은 모두, 하지 강판의 양면에 형성하였다.

이렇게 하여 얻어진 아연 도금 강판을 사용하여, 상기 서술한 요령에 의해, 하지 강판의 강 조직의 동정 및 확산성 수소량의 측정을 실시하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다. 표 3 중, F 는 페라이트, BF 는 베이나이틱 페라이트, TM 은 템퍼드 마텐자이트, RA 는 잔류 오스테나이트, FM 은 프레시 마텐자이트, LB 는 하부 베이나이트, P 는 펄라이트, θ 는 시멘타이트이다.

또, 이하의 요령에 의해, 인장 시험 및 구멍 확장 시험을 실시하고, 이하의 기준에 의해, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 한계 구멍 확장률 (λ) 을 평가하였다.

·TS

○ (합격) : 980 ㎫ 이상

× (불합격) : 980 ㎫ 미만

·YS

○ (합격) :

980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 인 경우, 550 ㎫ ≤ YS

1180 ㎫ ≤ TS ＜ 1310 ㎫ 인 경우, 700 ㎫ ≤ YS

1310 ㎫ ≤ TS 인 경우, 800 ㎫ ≤ YS

× (불합격) :

980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 인 경우, 550 ㎫ ＞ YS

1180 ㎫ ≤ TS ＜ 1310 ㎫ 인 경우, 700 ㎫ ＞ YS

1310 ㎫ ≤ TS 인 경우, 800 ㎫ ＞ YS

·El

○ (합격) :

980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 인 경우, 13.0 ％ ≤ El

1180 ㎫ ≤ TS ＜ 1310 ㎫ 인 경우, 12.0 ％ ≤ El

1310 ㎫ ≤ TS 인 경우, 10.0 ％ ≤ El

× (불합격) :

980 ㎫ ≤ TS ＜ 1180 ㎫ 인 경우, 13.0 ％ ＞ El

1180 ㎫ ≤ TS ＜ 1310 ㎫ 인 경우, 12.0 ％ ＞ El

1310 ㎫ ≤ TS 인 경우, 10.0 ％ ＞ El

·n 값/YR

○ (합격) : n 값/YR ≥ 0.070

× (불합격) : n 값/YR ＜ 0.070

·λ

○ (합격) : 20 ％ 이상

× (불합격) : 20 ％ 미만

(1) 인장 시험

인장 시험은, JIS Z 2241 에 준거하여 실시하였다. 즉, 얻어진 아연 도금 강판으로부터, 길이 방향이 하지 강판의 압연 방향에 대해 직각이 되도록 JIS 5호 시험편을 채취하였다. 채취한 시험편을 사용하여, 크로스 헤드 속도가 10 ㎜/min 인 조건에서 인장 시험을 실시하고, TS, YS, El 및 n 값을 측정하였다. 여기서, n 값은, 균일 연신 (U-El) 의 0.4 배 및 0.8 배일 때의 연신과 강도로부터 산출하였다. 또, 측정한 YS, TS 및 n 값으로부터, 항복비 YR (＝ YS/TS) 및 n 값/YR 의 값을 산출하였다. 또한, n 값/YR 의 값은 가공 경화능을 나타내고, 강판의 성형성과 내충격 특성을 종합적으로 평가하는 지표가 되는 것이다. 결과를 표 3 에 병기한다.

(2) 구멍 확장 시험

구멍 확장 시험은, JIS Z 2256 에 준거하여 실시하였다. 즉, 얻어진 아연 도금 강판으로부터, 100 ㎜ × 100 ㎜ 의 시험편을 전단 가공에 의해 채취하였다. 그 시험편에, 클리어런스를 12.5 ％ 로 하여 직경 10 ㎜ 의 구멍을 타발하였다. 이어서, 내경 : 75 ㎜ 의 다이스를 사용하여 구멍의 주위에 주름 누름력 : 9 ton (88.26 kN) 을 가하고, 그 상태에서 꼭지각 : 60°의 원뿔 펀치를 구멍에 압입하여, 균열 발생 한계 (균열 발생시) 에 있어서의 시험편의 구멍의 직경을 측정하였다. 그리고, 다음 식에 의해, 한계 구멍 확장률 : λ (％) 를 구하였다. 또한, λ 는, 신장 플랜지성을 평가하는 지표가 되는 것이다. 결과를 표 3 에 병기한다.

λ (％) ＝ {(D_f － D₀)/D₀} × 100

여기서,

D_f : 균열 발생시의 시험편의 구멍의 직경 (㎜)

D₀ : 초기의 시험편의 구멍의 직경 (㎜) 이다.

[표 1]

[표 2-1]

[표 2-2]

[표 3-1]

[표 3-2]

[표 4]

표 3 에 나타낸 바와 같이, 본 발명예에서는 모두, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 한계 구멍 확장률 (λ) 전부가 합격이었다.

한편, 비교예에서는, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 한계 구멍 확장률 (λ) 의 적어도 1 개가 충분하지 않았다.

또, 본 발명예의 강판을 사용하여, 성형 가공을 실시하여 얻은 부재 또는 접합 가공을 실시하여 얻은 부재는, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 한계 구멍 확장률 (λ) 모두, 본 발명에서 특징으로 하는 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있었다.

·실시예 2

표 1 에 나타내는 성분 조성 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 을 갖는 강 소재를 전로에서 용제하고, 연속 주조법으로 강 슬래브로 하였다. 얻어진 강 슬래브를 1250 ℃ 로 가열하고, 가열 후, 강 슬래브에 조압연과 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연을 실시하여, 열연 강판으로 하였다. 이어서, 얻어진 열연 강판에, 산세 및 냉간 압연 (압하율 : 50 ％) 을 실시하여, 판 두께 1.6 ㎜ 의 냉연 강판으로 하였다.

이어서, 얻어진 냉연 강판 중, No.8 ∼ 10 에 대해, 금속 도금 처리로서 Fe 계 전기 도금을 실시하여, 냉연 강판의 표면에 금속 도금층 (Fe 계 도금층) 을 형성하였다. 구체적으로는, 먼저, 냉연 강판에 대해, 알칼리로 탈지 처리를 실시하였다. 이어서 이하에 나타내는 조건에서, 냉연 강판을 음극으로 하여 전해 처리를 실시하여, 냉연 강판의 표면에 금속 도금층을 형성하였다.

[전해 조건]

욕온 : 50 ℃

pH : 2.0

전류 밀도 : 45 A/dm²

도금욕 : Fe²⁺ 이온을 1.5 mol/L 포함하는 황산욕

양극 : 산화이리듐 전극

또한, 금속 도금층의 부착량은 통전 시간에 의해 제어하였다.

이어서, 얻어진 냉연 강판 (냉연 강판의 표면에 금속 도금층을 형성한 금속 도금 강판도 포함한다) 에, 표 5 에 나타내는 조건에서, 어닐링 공정, 제 1 냉각 공정, 유지 공정, 도금 공정, 제 2 냉각 공정 및 재가열 공정을 실시하여, 아연 도금 강판을 얻었다.

도금 공정에서는, 합금화 아연 도금 처리를 실시하여, 합금화 용융 아연 도금 강판 (GA) 을 얻었다. 표 5 에 기재한 것 이외의 처리 조건은, 실시예 1 과 동일하다. 또, 아연 도금층은 모두, 하지 강판의 양면에 형성하였다.

이렇게 하여 얻어진 아연 도금 강판을 사용하여, 상기 서술한 요령에 의해, 하지 강판의 강 조직의 동정, 그리고, 탈탄층의 두께, 금속 도금층의 부착량 및 확산성 수소량의 측정을 실시하였다. 결과를 표 6 에 나타낸다. 표 6 중, F 는 페라이트, BF 는 베이나이틱 페라이트, TM 은 템퍼드 마텐자이트, RA 는 잔류 오스테나이트, FM 은 프레시 마텐자이트, LB 는 하부 베이나이트, P 는 펄라이트, θ 는 시멘타이트이다. 또, 표 6 중, 탈탄층의 두께 및 금속 도금층의 부착량이「-」는 각각, 탈탄층 및 금속 도금층을 갖지 않는 것을 의미한다.

또, 실시예 1 과 동일한 요령에 의해, 인장 시험 및 구멍 확장 시험을 실시하고, 실시예 1 과 동일한 기준에 의해, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR) 및 한계 구멍 확장률 (λ) 을 평가하였다. 결과를 표 7 에 병기한다.

또한, 이하의 요령에 의해, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성의 평가를 실시하였다.

＜용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성의 평가＞

얻어진 아연 도금 강판으로부터 압연 직각 방향 (TD) 을 길이, 압연 방향을 폭으로 하여, 길이 방향 150 ㎜ × 폭 방향 50 ㎜ 로 잘라낸 시험편 (2) 을, 시험용 합금화 용융 아연 도금 강판 (1) (판 두께 : 1.6 ㎜, TS : 980 ㎫ 급) 과 겹쳐 판 세트로 하였다. 또한, 시험용 합금화 용융 아연 도금 강판 (1) 은, 합금화 용융 아연 도금층의 편면당 부착량이 50 g/㎡ 이고, 시험편 (2) 과 동 사이즈로 잘라낸 것이다. 판 세트는, 시험편 (2) 의 평가 대상면 (아연 도금층 및 금속 도금층을 일방의 측에만 갖는 경우에는, 그 측의 아연 도금층) 과, 시험용 합금화 용융 아연 도금 강판 (1) 의 아연 도금층이 마주 보도록 조립하였다. 당해 판 세트를, 두께 2.0 ㎜ 의 스페이서 (3) 를 개재하여, 고정대 (4) 에 고정시켰다. 스페이서 (3) 는, 길이 방향 50 ㎜ × 폭 방향 45 ㎜ × 두께 2.0 ㎜ 의 1 쌍의 강판이고, 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 강판 각각의 길이 방향 단면이, 판 세트 폭 방향 양 단면과 일치하도록 배치하였다. 따라서, 1 쌍의 강판 사이의 거리는 60 ㎜ 가 된다. 고정대 (4) 는, 중앙부에 구멍이 뚫린 1 장의 판이다.

이어서, 서보 모터 가압식으로 단상 교류 (50 Hz) 의 저항 용접기를 사용하여, 판 세트를 1 쌍의 전극 (5) (선단 직경 : 6 ㎜) 으로 가압하면서 판 세트를 휘게 한 상태에서, 가압력 : 3.5 kN, 홀드 타임 : 0.12 초, 0.18 초 또는 0.24 초, 및, 용접 시간 : 0.36 초의 조건하에서, 너깃 직경 (r) 이 5.9 ㎜ 가 되는 용접 전류로 저항 스폿 용접을 실시하여, 용접부가 형성된 판 세트로 하였다. 이 때, 1 쌍의 전극 (5) 은, 연직 방향의 상하로부터 판 세트를 가압하고, 하측의 전극은, 고정대 (4) 의 구멍을 통하여, 시험편 (2) 을 가압하였다. 가압시에는, 1 쌍의 전극 (5) 중 하측의 전극이 스페이서 (3) 와 고정대 (4) 가 접하는 면을 연장한 평면에 접하도록, 하측의 전극과 고정대 (4) 를 고정시키고, 상측의 전극을 가동으로 하였다. 또, 상측의 전극이 시험용 합금화 용융 아연 도금 강판 (1) 의 중앙부에 접하도록 하였다. 또, 판 세트는, 수평 방향에 대해 판 세트의 길이 방향측으로 5°기울인 상태에서, 용접을 실시하였다. 또한, 홀드 타임이란, 용접 전류를 다 흐르게 하고 나서, 전극을 개방하기 시작할 때까지의 시간을 가리킨다. 여기서, 도 5(B) 의 하측 도면을 참조하여, 너깃 직경 (r) 이란, 판 세트의 길이 방향에 있어서의, 너깃 (6) 의 단부끼리의 거리를 의미한다.

이어서, 상기 용접부가 형성된 판 세트를, 너깃 (6) 을 포함한 용접부의 중심을 포함하도록, 도 5(B) 의 상측 도면의 A-A 선을 따라 절단하고, 그 용접부의 단면을 광학 현미경 (200 배) 으로 관찰하고, 이하의 기준으로 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성을 평가하였다. 또한, A＋ , A 또는 B 이면, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성이 우수한 것으로 판단한다. C 이면, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성이 떨어지는 것으로 판단한다. 결과를 표 7 에 병기한다.

A＋ : 홀드 타임 0.12 초, 0.18 초 및 0.24 초 중 어느 경우에도, 0.1 ㎜ 이상의 길이의 균열이 확인되지 않았다.

A : 홀드 타임 0.12 초에서 0.1 ㎜ 이상의 길이의 균열이 확인되었지만, 홀드 타임 0.18 초 및 0.24 초에서는 0.1 ㎜ 이상의 길이의 균열이 확인되지 않았다.

B : 홀드 타임 0.12 초 및 0.18 초에서 0.1 ㎜ 이상의 길이의 균열이 확인되었지만, 홀드 타임 0.24 초에서는 0.1 ㎜ 이상의 길이의 균열이 확인되지 않았다.

C : 홀드 타임 0.12 초, 0.18 초 및 0.24 초 중 어느 경우에도, 0.1 ㎜ 이상의 길이의 균열이 확인되었다.

또한, 도 5(B) 의 하측 도면에는, 시험편 (2) 에 발생한 균열을 모식적으로 부호 7 로서 나타내었다. 또한, 상대측 강판 (시험용 합금화 용융 아연 도금 강판) 에 균열이 발생한 경우, 평가 대상 강판 (각 발명예 및 비교예의 강판) 에 대한 응력이 분산되어, 적절한 평가가 되지 않는다. 이 때문에, 상대측 강판에 균열이 발생하지 않은 데이터를 실시예로서 채용하였다.

[표 5]

[표 6]

[표 7]

표 7 에 나타낸 바와 같이, 발명예에서는 모두, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 한계 구멍 확장률 (λ) 전부가 합격이었다. 또, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성도 우수하였다.

게다가, No.1, 6 ∼ 10 의 발명예, 그 중에서도 No.8 및 9 의 발명예에서는, 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성이 매우 우수하였다.

또, 본 발명예의 강판을 사용하여, 성형 가공을 실시하여 얻은 부재 또는 접합 가공을 실시하여 얻은 부재는, 인장 강도 (TS), 항복 응력 (YS), 전연신 (El), 가공 경화 지수 (n 값)/항복비 (YR), 한계 구멍 확장률 (λ), 용접부에 있어서의 내저항 용접 균열 특성 모두, 본 발명에서 특징으로 하는 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있었다.

1 : 시험용 합금화 용융 아연 도금 강판
2 : 시험편
3 : 스페이서
4 : 고정대
5 : 전극
6 : 너깃
7 : 균열

Claims (15)

1. 하지 강판과, 그 하지 강판의 표면에 아연 도금층을 갖는 아연 도금 강판으로서,
   그 하지 강판은,
   질량％ 로,
   C : 0.050 ％ 이상 0.400 ％ 이하,
   Si : 0.20 ％ 이상 3.00 ％ 이하,
   Mn : 1.00 ％ 이상 3.50 ％ 미만,
   P : 0.001 ％ 이상 0.100 ％ 이하,
   S : 0.0200 ％ 이하,
   Al : 0.010 ％ 이상 2.000 ％ 이하 및
   N : 0.0100 ％ 이하이고, 탄소 당량 Ceq 가 0.540 ％ 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인, 성분 조성을 갖고,
   또, 그 하지 강판은,
   페라이트의 면적률 : 65.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),
   베이나이틱 페라이트의 면적률 : 5.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하,
   템퍼드 마텐자이트의 면적률 : 0.5 ％ 이상 80.0 ％ 이하,
   잔류 오스테나이트의 면적률 : 3.0 ％ 이상,
   프레시 마텐자이트의 면적률 : 20.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다),
   S_BF ＋ S_TM ＋ 2 × S_MA : 65.0 ％ 이상,
   S_MA1/S_MA : 0.80 이하, 및
   S_MA2/S_MA : 0.20 이상인, 강 조직을 갖고,
   인장 강도가 980 ㎫ 이상인, 아연 도금 강판.
   여기서,
   S_BF : 상기 베이나이틱 페라이트의 면적률
   S_TM : 상기 템퍼드 마텐자이트의 면적률
   S_MA : 상기 잔류 오스테나이트 및 상기 프레시 마텐자이트로 이루어지는 경질 제 2 상의 면적률
   S_MA1 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 원 상당 직경이 2.0 ㎛ 이상이고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 이하가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률
   S_MA2 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하지 강판의 성분 조성이, 추가로, 질량％ 로,
   Ti : 0.200 ％ 이하,
   Nb : 0.200 ％ 이하,
   V : 0.100 ％ 이하,
   B : 0.0100 ％ 이하,
   Cu : 1.000 ％ 이하,
   Cr : 1.000 ％ 이하,
   Ni : 1.000 ％ 이하,
   Mo : 0.500 ％ 이하,
   Sb : 0.200 ％ 이하,
   Sn : 0.200 ％ 이하,
   Ta : 0.100 ％ 이하,
   W : 0.500 ％ 이하,
   Mg : 0.0200 ％ 이하,
   Zn : 0.0200 ％ 이하,
   Co : 0.0200 ％ 이하,
   Zr : 0.0200 ％ 이하,
   Ca : 0.0200 ％ 이하,
   Ce : 0.0200 ％ 이하,
   Se : 0.0200 ％ 이하,
   Te : 0.0200 ％ 이하,
   Ge : 0.0200 ％ 이하,
   As : 0.0200 ％ 이하,
   Sr : 0.0200 ％ 이하,
   Cs : 0.0200 ％ 이하,
   Hf : 0.0200 ％ 이하,
   Pb : 0.0200 ％ 이하,
   Bi : 0.0200 ％ 이하 및
   REM : 0.0200 ％ 이하 중에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는, 아연 도금 강판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 하지 강판의 강 조직에 있어서 S_MA3/S_MA 가 0.05 이상인, 아연 도금 강판.
   여기서,
   S_MA3 : 상기 경질 제 2 상을 구성하는 도상 영역 중, 둘레 길이의 1 ％ 이상이 베이나이틱 페라이트와 접하고, 또한, 둘레 길이의 20 ％ 초과가 템퍼드 마텐자이트와 접하는 도상 영역의 합계의 면적률이다.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하지 강판의 확산성 수소량이 0.50 질량ppm 이하인, 아연 도금 강판.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   탈탄층을 갖는, 아연 도금 강판.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하지 강판과 상기 아연 도금층 사이의 적어도 일방에 있어서 금속 도금층을 갖는, 아연 도금 강판.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 금속 도금층이 Fe 계 도금층인, 아연 도금 강판.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 아연 도금층이, 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인, 아연 도금 강판.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판을 사용하여 이루어지는, 부재.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브에 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 열연 공정과,
    상기 열연 강판을 냉간 압연하여 냉연 강판으로 하는 냉연 공정과,
    상기 냉연 강판을, 어닐링 온도 : 760 ℃ 이상 900 ℃ 이하 및 어닐링 시간 : 20 초 이상으로 어닐링하는 어닐링 공정과,
    상기 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 제 1 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 제 1 냉각 공정과,
    상기 냉연 강판을 300 ℃ 이상 550 ℃ 이하의 온도역에서 3 초 이상 600 초 이하 유지하는 유지 공정과,
    상기 냉연 강판에 아연 도금 처리를 실시하여 아연 도금 강판으로 하는 도금 공정과,
    상기 아연 도금 강판을, 100 ℃ 이상 300 ℃ 미만의 제 2 냉각 정지 온도까지 냉각시키는 제 2 냉각 공정과,
    상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 재가열 온도로 재가열하고, 상기 아연 도금 강판을, (상기 제 2 냉각 정지 온도 ＋ 50 ℃) 이상 500 ℃ 이하의 온도역에서 10 초 이상 2000 초 이하 유지하는 재가열 공정을 갖고,
    상기 제 1 냉각 정지 온도와, 상기 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도가, 다음 식 (1) 의 관계를 만족하는, 아연 도금 강판의 제조 방법.
    －150 ℃ ≤ T₀ － T₁ ≤ 50 ℃ …(1)
    여기서, T₀ 은 제 1 냉각 정지 온도 (℃), T₁ 은 아연 도금 처리에서의 아연 도금욕의 온도 (℃) 이다.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 어닐링 공정의 노점이 －30 ℃ 초과인, 아연 도금 강판의 제조 방법.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 냉연 공정 후이고, 또한, 상기 어닐링 공정 전에, 상기 냉연 강판의 적어도 일방의 표면에 금속 도금층을 형성하는 금속 도금 처리를 실시하는 금속 도금 처리 공정을 추가로 갖는, 아연 도금 강판의 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 금속 도금층이 Fe 계 도금층인, 아연 도금 강판의 제조 방법.
14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아연 도금 처리가, 용융 아연 도금 처리 또는 합금화 용융 아연 도금 처리인, 아연 도금 강판의 제조 방법.
15. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 아연 도금 강판에, 성형 가공 또는 접합 가공의 적어도 일방을 실시하여 부재로 하는 공정을 갖는, 부재의 제조 방법.

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