KR20230146611A - 핫 스탬프용 강판 및 핫 스탬프 성형체 - Google Patents

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KR20230146611A
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유리 도다
다이스케 마에다
다마키 스즈키
고 사타케
유마 아사다
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

이 핫 스탬프 성형체는, 소정의 화학 조성을 갖고, 구 오스테나이트 입자의 평균 입경이 5 내지 25㎛이고, 상기 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차가 0.1 내지 2.0㎛인 금속 조직을 갖는다. 또한, 이 핫 스탬프용 강판은, 소정의 화학 조성을 갖고, 페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값이 10.0 이하이고, 전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 상기 페라이트의 개수 비율이 20% 이상이고, 면적률로, 펄라이트가 10 내지 90%이고, 페라이트가 10 내지 90%인 금속 조직을 갖는다.

Description

핫 스탬프용 강판 및 핫 스탬프 성형체
본 발명은 핫 스탬프용 강판 및 핫 스탬프 성형체에 관한 것이다.
본원은 2021년 5월 13일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2021-081621호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 지구 환경 문제 및 충돌 안전 성능의 관점에서, 자동차 부재의 박육화 및 고강도화가 요구되고 있다. 이들 요구에 부응하기 위해, 고강도 강판을 소재로 하는 자동차 부재가 증가하고 있다. 또한, 고강도 강판의 성형 방법으로서, 핫 스탬프라고 불리는 방법이 알려져 있다. 핫 스탬프에서는, 고강도 강판을 700℃ 이상의 고온역에서 프레스 성형하고, 프레스 금형 내 또는 프레스 금형 외에서 ??칭을 행한다. 핫 스탬프에 의하면, 강판의 강도가 저하되는 고온역에서 성형을 실시하기 때문에, 냉간 프레스에서 발생하는 성형 불량을 억제할 수 있다. 또한, 성형 후의 ??칭에 의해 마르텐사이트를 주상으로 하는 조직이 얻어지기 때문에, 높은 강도를 얻을 수 있다. 이 때문에, 인장 강도가 1500MPa 정도인 핫 스탬프 성형체가 세계적으로 널리 사용되고 있다.
고강도 강판을 핫 스탬프에 의해 성형한 자동차 부재에 있어서, 더 높은 차체 경량화 효과를 얻기 위해서는, 고강도이며, 또한 충돌 특성도 우수한 부재를 얻을 필요가 있다. 자동차 부재의 충돌 특성을 향상시키기 위해, 특히, 자동차 부재는 굽힘성이 우수한 것이 요구된다.
특허문헌 1에는, ??칭성 및 소재 성형성을 향상시키고, 특히, 증육 등의 냉간 단조에 의해 성형하여 기어 등의 부품을 얻는 데 적합한 강판 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.
본 발명자들은, 인장 강도를 보다 향상시킨 자동차 부재에 있어서는, 더 높은 차체 경량화 효과를 얻기 위해, 굽힘성을 더욱 향상시킬 필요가 있다는 것을 알아냈다.
국제 공개 제2016/190396호
Acta Materialia, 58(2010), 6393-6403
본 발명은 상기 과제에 비추어 이루어진 것이다. 본 발명은 높은 강도 및 우수한 굽힘성을 갖는 핫 스탬프 성형체, 그리고 이 핫 스탬프 성형체를 제조할 수 있는 핫 스탬프용 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 요지는 이하와 같다.
[1] 본 발명의 일 양태에 관한 핫 스탬프용 강판은, 화학 조성이, 질량%로,
C: 0.40% 초과, 0.70% 이하,
Si: 0.010 내지 1.30%,
Mn: 0.10 내지 0.60%,
P: 0.100% 이하,
S: 0.0100% 이하,
N: 0.0140% 이하,
O: 0.0200% 이하,
Al: 0.0010 내지 0.500%,
Cr: 0.010 내지 0.80%,
Nb: 0 내지 0.100%,
Ti: 0 내지 0.100%,
B: 0 내지 0.0100%,
Mo: 0 내지 1.00%,
Co: 0 내지 2.00%,
Ni: 0% 이상, 3.00% 미만,
Cu: 0 내지 1.00%,
V: 0 내지 1.00%,
W: 0 내지 1.000%,
Ca: 0 내지 0.010%,
Mg: 0 내지 1.000%,
REM: 0 내지 1.000%,
Sb: 0 내지 1.000%,
Zr: 0 내지 1.000%,
Sn: 0 내지 1.000%, 및
As: 0 내지 0.100%
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값이 10.0 이하이고,
전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 상기 페라이트의 개수 비율이 20% 이상이고,
면적률로, 펄라이트가 10 내지 90%이고, 페라이트가 10 내지 90%인 금속 조직을 갖는다.
[2] 상기 [1]에 기재된 핫 스탬프용 강판은, 상기 화학 조성이, 질량%로,
Nb: 0.001 내지 0.100%,
Ti: 0.010 내지 0.100%,
B: 0.0015 내지 0.0100%,
Mo: 0.05 내지 1.00%,
Co: 0.05 내지 2.00%,
Ni: 0.01% 이상, 3.00% 미만,
Cu: 0.01 내지 1.00%,
V: 0.01 내지 1.00%,
W: 0.001 내지 1.000%,
Ca: 0.001 내지 0.010%,
Mg: 0.001 내지 1.000%,
REM: 0.001 내지 1.000%,
Sb: 0.005 내지 1.000%,
Zr: 0.001 내지 1.000%,
Sn: 0.001 내지 1.000%, 및
As: 0.001 내지 0.100%
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다.
[3] 본 발명의 다른 양태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 화학 조성이, 질량%로,
C: 0.40% 초과, 0.70% 이하,
Si: 0.010 내지 1.30%,
Mn: 0.10 내지 0.60%,
P: 0.100% 이하,
S: 0.0100% 이하,
N: 0.0140% 이하,
O: 0.0200% 이하,
Al: 0.0010 내지 0.500%,
Cr: 0.010 내지 0.80%,
Nb: 0 내지 0.100%,
Ti: 0 내지 0.100%,
B: 0 내지 0.0100%,
Mo: 0 내지 1.00%,
Co: 0 내지 2.00%,
Ni: 0% 이상, 3.00% 미만,
Cu: 0 내지 1.00%,
V: 0 내지 1.00%,
W: 0 내지 1.000%,
Ca: 0 내지 0.010%,
Mg: 0 내지 1.000%,
REM: 0 내지 1.000%,
Sb: 0 내지 1.000%,
Zr: 0 내지 1.000%,
Sn: 0 내지 1.000%, 및
As: 0 내지 0.100%
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
구 오스테나이트 입자의 평균 입경이 5 내지 25㎛이고, 상기 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차가 0.1 내지 2.0㎛인 금속 조직을 갖고,
인장 강도가 2200MPa 이상이다.
[4] 상기 [3]에 기재된 핫 스탬프 성형체는, 상기 화학 조성이, 질량%로,
Nb: 0.001 내지 0.100%,
Ti: 0.010 내지 0.100%,
B: 0.0015 내지 0.0100%,
Mo: 0.05 내지 1.00%,
Co: 0.05 내지 2.00%,
Ni: 0.01% 이상, 3.00% 미만,
Cu: 0.01 내지 1.00%,
V: 0.01 내지 1.00%,
W: 0.001 내지 1.000%,
Ca: 0.001 내지 0.010%,
Mg: 0.001 내지 1.000%,
REM: 0.001 내지 1.000%,
Sb: 0.005 내지 1.000%,
Zr: 0.001 내지 1.000%,
Sn: 0.001 내지 1.000%, 및
As: 0.001 내지 0.100%
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다.
[5] 상기 [3] 또는 [4]에 기재된 핫 스탬프 성형체는, 평균 입경이 0.5 내지 3.0㎛인 상기 구 오스테나이트 입자의 면적률이 60% 이하여도 된다.
본 발명에 관한 상기 양태에 따르면, 높은 강도 및 우수한 굽힘성을 갖는 핫 스탬프 성형체, 그리고 이 핫 스탬프 성형체를 제조할 수 있는 핫 스탬프용 강판을 제공할 수 있다.
본 발명자들은, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성에 대하여 검토하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 핫 스탬프 성형체의 금속 조직에 있어서, 미세한 구 오스테나이트 입자가 다량으로 존재하면 굽힘성이 열화되는 것을 알아냈다. 또한, 본 발명자들은, 핫 스탬프 성형체의 금속 조직에 있어서, 구 오스테나이트 입자를 원하는 사이즈로 하고, 또한 구 오스테나이트 입자의 사이즈의 변동을 억제하는, 즉 구 오스테나이트 입자를 정립화함으로써, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 더욱 향상시킬 수 있다는 것을 알아냈다.
다음으로, 본 발명자들은, 상기의 핫 스탬프 성형체를 얻는 방법에 대하여 검토하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 핫 스탬프용 강판의 화학 조성에 있어서 Mn 함유량을 0.60% 이하로 하고, 금속 조직에 있어서, 페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도를 저감시키고, 또한 결정립 내에 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율을 증가시킴으로써, 상기의 핫 스탬프 성형체가 얻어지는 것을 알아냈다.
이하에, 상기 지견에 기초하여 이루어진 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판 및 핫 스탬프 성형체에 대하여 설명한다. 먼저, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 화학 조성의 한정 이유에 대하여 설명한다.
또한, 이하에 기재하는 「내지」를 사이에 두고 기재되는 수치 한정 범위에는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함된다. 「미만」, 「초과」로 나타내는 수치에는, 그 값이 수치 범위에 포함되지 않는다. 화학 조성에 관한 %는 모두 질량%를 나타낸다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판은, 화학 조성이, 질량%로, C: 0.40% 초과, 0.70% 이하, Si: 0.010 내지 1.30%, Mn: 0.10 내지 0.60%, P: 0.100% 이하, S: 0.0100% 이하, N: 0.0140% 이하, O: 0.0200% 이하, Al: 0.0010 내지 0.500%, Cr: 0.010 내지 0.80%, 그리고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진다. 이하, 각 원소에 대하여 설명한다.
C: 0.40% 초과, 0.70% 이하
C는, 핫 스탬프 성형체의 강도의 향상에 크게 기여한다. C 함유량이 0.40% 이하에서는, 핫 스탬프 성형체에 있어서 충분한 강도를 얻는 것이 곤란해진다. 그 때문에, C 함유량은, 0.40% 초과로 한다. 바람직하게는 0.42% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.45% 이상이고, 한층 더 바람직하게는 0.47% 이상이다.
한편, C 함유량이 0.70% 초과에서는, 조대한 탄화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, C 함유량은, 0.70% 이하로 한다. 바람직하게는 0.65% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.60% 이하이다.
Si: 0.010 내지 1.30%
Si는, 산소와 결합하여 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써, 핫 스탬프 성형체의 변형능을 향상시키는 원소이다. Si 함유량이 0.010% 미만에서는, 핫 스탬프 성형체에 있어서 조대한 산화물이 형성되어, 원하는 굽힘성을 얻을 수 없다. 그 때문에, Si 함유량은 0.010% 이상으로 한다. 바람직하게는 0.05% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.10% 이상이다.
한편, Si 함유량이 1.30% 초과에서는, 조대한 산화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Si 함유량은, 1.30% 이하로 한다. 바람직하게는 1.00% 미만이고, 보다 바람직하게는 0.50% 이하이다.
Mn: 0.10 내지 0.60%
Mn은, 오스테나이트를 안정화시켜 강판의 ??칭성을 향상시킨다. Mn 함유량이 0.10% 미만에서는, 충분한 ??칭성이 얻어지지 않는다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.10% 이상으로 한다. 바람직하게는 0.20% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.30% 이상이다.
한편, Mn 함유량이 0.60% 초과에서는, 제조 방법을 적절하게 제어하지 않으면 Mn 편석에 기인하는 균열이 발생하기 쉬워져, 핫 스탬프 성형체에 있어서 우수한 굽힘성을 얻을 수 없다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.60% 이하로 한다. 바람직하게는 0.55% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.50% 이하이다.
P: 0.100% 이하
P는, 강판의 입계에 편석하여, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 열화시키거나 한다. 그 때문에, P 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하다. 특히, P 함유량이 0.100% 초과이면, 강판의 가공성 및 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 현저하게 열화된다. 그 때문에, P 함유량은 0.100% 이하로 한다. 바람직하게는 0.080% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.020% 이하이다.
P 함유량의 하한은 특별히 한정하지 않지만, 0%여도 된다. 단, P 함유량을 0.0001% 미만으로 저감시키면, 탈P 비용이 대폭으로 상승하여, 경제적으로 바람직하지 않다. 그 때문에, P 함유량은 0.0001% 이상으로 해도 된다.
S: 0.0100% 이하
S는, 조대한 개재물을 형성하여, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 열화시키거나 한다. 이 때문에, S 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하다. 특히, S 함유량이 0.0100% 초과이면, 강판의 성형성 및 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 현저하게 열화된다. 그 때문에, S 함유량은 0.0100% 이하로 한다. 바람직하게는 0.0050% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0010% 이하이다.
S 함유량의 하한은 특별히 한정하지 않지만, 0%여도 된다. 단, S 함유량을 0.0001% 미만으로 저감시키면, 탈S 비용이 대폭으로 상승하여, 경제적으로 바람직하지 않다. 그 때문에, S 함유량은 0.0001% 이상으로 해도 된다.
N: 0.0140% 이하
N은, 조대한 질화물을 형성하여, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 열화시키거나 한다. 이 때문에, N 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하다. 특히, N 함유량이 0.0140% 초과이면, 강판의 성형성이 현저하게 열화된다. 그 때문에, N 함유량은 0.0140% 이하로 한다. 바람직하게는 0.0100% 이하 또는 0.0070% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0040% 이하이다.
N 함유량의 하한은 특별히 한정하지 않지만, 0%여도 된다. 단, N 함유량을 0.0001% 미만으로 저감시키면, 탈N 비용이 대폭으로 상승하여, 경제적으로 바람직하지 않다. 그 때문에, N 함유량은 0.0001% 이상으로 해도 된다.
O: 0.0200% 이하
O는, 강 중에 조대한 산화물을 형성하여, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 열화시킨다. 이 때문에, O 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하다. 특히, O 함유량이 0.0200% 초과이면, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 현저하게 열화된다. 그 때문에, O 함유량은 0.0200% 이하로 한다. 바람직하게는 0.0150% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0100% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0060% 이하이다.
O 함유량의 하한은 특별히 한정하지 않지만, 0%여도 된다. 단, O 함유량을 0.0001% 미만으로 저감시키면, 제조 비용이 대폭으로 상승하여, 경제적으로 바람직하지 않다. 그 때문에, O 함유량은 0.0001% 이상으로 해도 된다.
Al: 0.0010 내지 0.500%
Al은, 용강을 탈산하여, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높이는 원소이다. Al 함유량이 0.0010% 미만에서는, 탈산이 충분히 행해지지 않아, 조대한 산화물이 생성되어, 상기 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, Al 함유량은 0.0010% 이상으로 한다. 바람직하게는 0.010% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.030% 이상이다.
한편, Al 함유량이 0.500%를 초과하면, 강 중에 조대한 산화물이 생성되어, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 저하된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.500% 이하로 한다. 바람직하게는 0.450% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.350% 이하이다.
Cr: 0.010 내지 0.80%
Cr은, 핫 스탬프 시의 가열에 있어서 구 오스테나이트 입자에 고용됨으로써, 핫 스탬프 성형체의 강도를 높인다. Cr 함유량이 0.010% 미만에서는, 이 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, Cr 함유량은 0.010% 이상으로 한다. 바람직하게는 0.10% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.20% 이상이다.
한편, Cr 함유량이 0.80% 초과이면, 조대한 탄화물을 형성하여 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Cr 함유량은 0.80% 이하로 한다. 바람직하게는 0.60% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.40% 이하이다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 화학 조성의 잔부는, Fe 및 불순물이어도 된다. 불순물로서는, 강 원료 혹은 스크랩으로부터 및/또는 제강 과정에서 불가피하게 혼입되는 원소, 혹은 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체의 특성을 저해하지 않는 범위에서 허용되는 원소가 예시된다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판은, Fe의 일부 대신에, 임의 원소로서, 이하의 원소를 함유해도 된다. 이하의 임의 원소를 함유하지 않는 경우의 함유량은 0%이다.
Nb: 0 내지 0.100%
Nb는, 강 중에 탄질화물을 형성하여, 석출 강화에 의해 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Nb 함유량은 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Nb 함유량이 0.100% 초과이면, 강 중에 다량으로 탄질화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 저하된다. 그 때문에, Nb 함유량은 0.100% 이하로 한다.
Ti: 0 내지 0.100%
Ti는, Nb와 마찬가지로, 강 중에 탄질화물을 형성하여, 석출 강화에 의해 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ti 함유량은 0.010% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Ti 함유량이 0.100% 초과이면, 강 중에 다량으로 탄질화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 저하된다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.100% 이하로 한다.
B: 0 내지 0.0100%
B는, 강의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, B 함유량은 0.0015% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, B 함유량이 0.0100% 초과이면, 조대한 탄화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, B 함유량은 0.0100% 이하로 한다.
Mo: 0 내지 1.00%
Mo는, 강판의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량을 0.05% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Mo 함유량이 1.00% 초과이면, 조대한 탄화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Mo 함유량은, 1.00% 이하로 한다.
Co: 0 내지 2.00%
Co는, 강판의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 확실하게 발휘시키기 위해서는, Co 함유량은 0.05% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Co 함유량이 2.00%를 초과하면, 조대한 탄화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Co 함유량은 2.00% 이하로 한다.
Ni: 0% 이상, 3.00% 미만
Ni는, 강판의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ni 함유량은 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Ni 함유량이 3.00% 이상이면, 편석이 조장되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Ni 함유량은 3.00% 미만으로 한다.
Cu: 0 내지 1.00%
Cu는, Ni와 마찬가지로, 강판의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량은 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Cu 함유량이 1.00% 초과이면, 편석이 조장되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Cu 함유량은 1.00% 이하로 한다.
V: 0 내지 1.00%
V는, 강판의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, V 함유량은, 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, V 함유량이 1.00% 초과이면, 탄질화물이 다량으로 석출되어, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, V 함유량은 1.00% 이하로 한다.
W: 0 내지 1.000%
W는, 강판의 ??칭성을 향상시켜 핫 스탬프 성형체의 강도를 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, W 함유량은 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, W 함유량이 1.000% 초과이면, 편석이 조장되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, W 함유량은 1.000% 이하로 한다.
Ca: 0 내지 0.010%
Ca는, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량을 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Ca 함유량이 0.010% 초과이면, 조대한 산화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Ca 함유량은 0.010% 이하로 한다.
Mg: 0 내지 1.000%
Mg는, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량은 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Mg 함유량이 1.000% 초과이면, 조대한 산화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Mg 함유량은 1.000% 이하로 한다.
REM: 0 내지 1.000%
REM은, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 얻기 위해서는, REM 함유량을 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, REM 함유량이 1.000% 초과이면, 조대한 산화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, REM 함유량은 1.000% 이하로 한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 REM은, Sc, Y 및 란타노이드로 이루어지는 합계 17원소를 가리키고, REM의 함유량이란 이들 원소의 합계 함유량을 가리킨다.
Sb: 0 내지 1.000%
Sb는, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 얻기 위해서는, Sb 함유량은 0.005% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Sb 함유량이 1.000% 초과이면, 조대한 산화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Sb 함유량은 1.000% 이하로 한다.
Zr: 0 내지 1.000%
Zr은, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 얻기 위해서는, Zr 함유량은 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, Zr 함유량을 1.000% 초과로 하면, 조대한 산화물이 생성되어 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 열화된다. 그 때문에, Zr 함유량은 1.000% 이하로 한다.
Sn: 0 내지 1.000%
Sn은, 파괴의 기점이 되는 산화물의 생성을 억제함으로써 변형능을 향상시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 확실하게 얻는 경우, Sn 함유량은 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 다량으로 함유시켜도 상기 효과는 포화되기 때문에, Sn 함유량은 1.000% 이하로 한다.
As: 0 내지 0.100%
As는, 오스테나이트 단상화 온도를 저하시킴으로써, 구 오스테나이트 입자를 세립화시켜, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 높인다. 이 효과를 확실하게 얻는 경우, As 함유량을 0.001% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 다량으로 함유시켜도 상기 효과는 포화되기 때문에, As 함유량은 0.100% 이하로 한다.
상술한 핫 스탬프용 강판의 화학 조성은, 일반적인 분석 방법에 의해 측정하면 된다. 예를 들어, ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)를 사용하여 측정하면 된다. 또한, C 및 S는 연소-적외선 흡수법을 사용하고, N은 불활성 가스 융해-열전도도법을 사용하고, O는 불활성 가스 융해-비분산형 적외선 흡수법을 사용하여 측정하면 된다. 핫 스탬프용 강판의 표면에 도금층을 구비하는 경우에는, 기계 연삭에 의해 도금층을 제거하고 나서 화학 조성의 분석을 하면 된다.
다음으로, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 금속 조직에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판은, 페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값이 10.0 이하이고, 전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 상기 페라이트의 개수 비율이 20% 이상이고, 면적률로, 펄라이트가 10 내지 90%이고, 페라이트가 10 내지 90%인 금속 조직을 갖는다. 이하, 각 규정에 대하여 설명한다.
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, 강판의 대표적인 금속 조직을 나타내기 때문이다.
「페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값이 10.0 이하」
페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값이 10.0 초과이면, 핫 스탬프 성형체에 있어서 구 오스테나이트의 평균 입경을 소정의 값으로 제어할 수 없어, 굽힘성이 우수한 핫 스탬프 성형체를 얻을 수 없다. 페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값은, 9.0 이하가 바람직하고, 7.0 이하가 보다 바람직하고, 6.0 이하가 더욱 바람직하고, 5.0 이하가 한층 더 바람직하다. 페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 하한값은 특별히 한정하지 않지만, 0.1 이상으로 해도 된다.
또한, {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군에는, {100}<011>, {116}<110>, {114}<110>, {112}<110>, {223}<110>의 결정 방위가 포함된다.
극밀도의 측정 방법
페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도는, 주사 전자 현미경과 EBSD 해석 장치를 조합한 장치 및 TSL사제의 OIM Analysis(등록상표)를 사용하여, EBSD(Electron Back Scattering Diffraction)법으로 측정한 방위 데이터를, 구면 조화 함수를 사용하여 계산하여 산출한 3차원 집합 조직을 표시하는 결정 방위 분포 함수(ODF: Orientation Distribution Function)로부터 구할 수 있다. 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치를 관찰할 수 있도록, 측정 영역은, 표면으로부터 판 두께 1/8 위치 내지 표면으로부터 판 두께 3/8 위치의 영역으로 한다. 측정 피치는 5㎛/step으로 한다.
또한, {hkl}은 압연면에 평행한 결정면, <uvw>은 압연 방향에 평행한 결정 방향을 나타낸다. 즉, {hkl}<uvw>란 판면 법선 방향으로 {hkl}, 압연 방향으로 <uvw>가 향하고 있는 결정을 나타낸다.
「전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율이 20% 이상」
전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율이 20% 미만이면, 핫 스탬프 성형체에 있어서 구 오스테나이트 입자를 정립화할 수 없고, 결과적으로 굽힘성이 우수한 핫 스탬프 성형체를 얻을 수 없다. 전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율을 20% 이상으로 함으로써 핫 스탬프 전의 가열 시에, 결정립 내의 탄화물이 구 오스테나이트 입자의 기점으로서 바람직하게 기능한다. 그 결과, 핫 스탬프 성형체의 금속 조직에 있어서, 구 오스테나이트 입자가 균일하게 분산되어, 정립화되는 것으로 추정된다. 전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율은 40% 이상이 바람직하고, 50% 이상이 바람직하고, 60% 이상이 한층 더 바람직하다.  전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 90% 이하로 해도 된다.
탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율의 측정 방법
핫 스탬프용 강판의 단부면으로부터 50mm 이상 이격된 임의의 위치(이 위치로부터 샘플을 채취할 수 없는 경우에는, 단부를 피한 위치)로부터, 압연 방향에 평행한 판 두께 단면이 관찰면이 되도록 시료를 채취한다. 다음으로, 관찰면을 전계 연마에 의해 마무리한다. 그 후, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치를 관찰할 수 있도록, 표면으로부터 판 두께 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께 3/8 깊이의 영역을, 배율 20000배로 10시야 이상 관찰한다. 후술하는 금속 조직의 측정 방법에 의해 페라이트로 동정된 결정립에 대하여, 화상 해석에 의해, 페라이트의 결정립 내에 관찰된 각 탄화물의 면적으로부터, 각 탄화물의 원 상당 직경을 구한다. 관찰된 페라이트의 전체 결정립 중, 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 결정립의 개수를 산출한다. 얻어진 값을 페라이트의 전체 결정립의 개수로 나누어, 100배함으로써, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율을 얻는다.
또한, 본 실시 형태에서는, 원 상당 직경이 0.2 내지 30㎛인 입자를 탄화물로 간주한다.
「펄라이트가 10 내지 90 면적%」
「페라이트가 10 내지 90 면적%」
페라이트의 면적률이 10% 미만, 펄라이트의 면적률이 90% 초과이면, 핫 스탬프 공정에 있어서, 펄라이트가 우선적으로 구 오스테나이트의 기점이 되어, 구 오스테나이트 입자의 정립화 효과를 얻을 수 없게 된다. 그 때문에, 페라이트 면적률은 10% 이상으로 하고, 펄라이트의 면적률은 90% 이하로 한다. 페라이트의 면적률은, 바람직하게는 20% 이상이고, 보다 바람직하게는 40% 이상이다. 펄라이트의 면적률은, 바람직하게는 80% 이하이고, 보다 바람직하게는 60% 이하이다.
한편, 페라이트의 면적률이 90% 초과, 펄라이트의 면적률이 10% 미만이면, 펄라이트 중에 탄소가 너무 농화되어 오스테나이트로 변태하는 온도가 낮아진다. 그 결과, 핫 스탬프 공정에 있어서 저온에서 변태 개시되어 구 오스테나이트 입자가 조대화되기 쉬워져, 구 오스테나이트 입자의 정립화 효과를 얻을 수 없게 된다. 그 때문에, 페라이트의 면적률은 90% 이하로 하고, 펄라이트의 면적률은 10% 이상으로 한다. 페라이트의 면적률은 바람직하게는 70% 이하이고, 보다 바람직하게는 60% 이하이다. 펄라이트의 면적률은, 바람직하게는 30% 이상이고, 보다 바람직하게는 40% 이상이다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 금속 조직에 있어서, 잔부 조직은, 마르텐사이트, 하부 베이나이트, 잔류 오스테나이트 및 템퍼링 마르텐사이트의 1종 또는 2종 이상이다. 잔부 조직의 면적률은, 20% 이하로 해도 된다.
핫 스탬프용 강판의 금속 조직의 측정 방법
핫 스탬프용 강판의 단부면으로부터 50mm 이상 이격된 임의의 위치(이 위치로부터 샘플을 채취할 수 없는 경우에는, 단부를 피한 위치)로부터, 압연 방향에 평행한 판 두께 단면을 관찰할 수 있도록 샘플을 잘라낸다. 샘플의 크기는, 측정 장치에 따라 다르지만, 압연 방향으로 10mm 정도 관찰할 수 있는 크기로 한다.
상기 샘플의 단면을 #600 내지 #1500의 탄화규소 페이퍼를 사용하여 연마한 후, 입도 1 내지 6㎛의 다이아몬드 파우더를 알코올 등의 희석액이나 순수에 분산시킨 액체를 사용하여 경면으로 마무리하고, 전해 연마에 의해 마무리 연마를 실시한다. 이어서, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치를 관찰할 수 있도록, 샘플 단면의 길이 방향의 임의의 위치에 있어서의, 길이 50㎛, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 있어서, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경(JEOL제 JSM-7001F)과 EBSD 검출기(TSL제 DVC5형 검출기)로 구성된 장치를 사용하여 조직을 관찰한다. 사용하는 주사형 전자 현미경은, 2전자 검출기를 장비하고 있는 것으로 한다. 9.6×10-5Pa 이하의 진공에 있어서, 가속 전압 15kV, 조사 전류 레벨 13으로 시료에 전자선을 조사하고, 주사형 전자 현미경으로 2차 전자상을 촬영한다.
얻어진 촬영 사진에 있어서, 입자 내에 시멘타이트가 라멜라상으로 석출되어 있는 영역을 펄라이트로 판단한다. 펄라이트로 판단된 영역의 면적률을 산출함으로써, 펄라이트의 면적률을 얻는다. 라스상의 결정립을 하부 베이나이트, 마르텐사이트 및 템퍼링 마르텐사이트로 판단한다. 이어서, 동 시야에 대하여, EBSD 해석 장치를 사용하여, 200 내지 300점/초의 해석 속도로 EBSD 해석한다. EBSD 해석 장치에 부속된 소프트웨어 「OIM Analysis(등록상표)」에 탑재된 「Grain Average Misorientation」 기능을 사용하여, 페라이트의 면적률을 산출한다. 이 기능에서는, 체심 구조를 갖는 결정립에 대하여, 인접하는 측정점 간의 방위차를 산출한 후, 결정립 내의 모든 측정점에 대하여 평균값을 구하는 것이 가능하다. EBSD 해석에 의해 얻어진 결정 방위 정보에 대하여, 평균 결정 방위차가 5° 이상인 입계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 정의하고, 「Grain Average Misorientation」 기능에 의해 맵을 그린다. 당해 맵으로부터 펄라이트, 하부 베이나이트, 마르텐사이트 및 템퍼링 마르텐사이트로 판정된 영역을 제외한 영역에 있어서, 결정립 내의 평균 결정 방위차가 5.0° 미만인 영역을 페라이트로 판정한다. 페라이트로 판정된 영역의 면적률을 산출함으로써, 페라이트의 면적률을 얻는다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판은, 핫 스탬프 후에 있어서의 내식성의 향상 등을 목적으로 하여, 표면에 도금층이 형성되어 있어도 된다. 도금층은, 전기 도금층 및 용융 도금층 중 어느 것이어도 된다. 전기 도금층은, 예를 들어 전기 아연 도금층, 전기 Zn-Ni 합금 도금층 등을 포함한다. 용융 도금층은, 예를 들어 용융 아연 도금층, 합금화 용융 아연 도금층, 용융 알루미늄 도금층, 용융 Zn-Al 합금 도금층, 용융 Zn-Al-Mg 합금 도금층, 용융 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금층 등을 포함한다. 도금층의 부착량은, 특별히 제한되지 않고 일반적인 부착량이어도 된다.
또한, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 판 두께는 특별히 한정하지 않지만, 차체 경량화 등의 관점에서, 0.5 내지 3.5mm로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상술한 핫 스탬프용 강판을 핫 스탬프함으로써 얻어지는, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 상술한 핫 스탬프용 강판과 동일한 화학 조성을 갖는다. 화학 조성의 측정 방법은, 핫 스탬프용 강판과 마찬가지의 방법이어도 된다. 또한, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 금속 조직에 있어서, 구 오스테나이트 입자가 정립화되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 구 오스테나이트 입자의 평균 입경이 5 내지 25㎛이고, 상기 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차가 0.1 내지 2.0㎛인 금속 조직을 갖는다.
또한, 본 실시 형태에서는, 판면에 직각인 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, 핫 스탬프 성형체의 대표적인 금속 조직을 나타내기 때문이다. 이하, 금속 조직에 대하여 설명한다.
「구 오스테나이트 입자의 평균 입경이 5 내지 25㎛」
「구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차가 0.1 내지 2.0㎛」
핫 스탬프 성형체의 금속 조직에 있어서, 구 오스테나이트 입자의 평균 입경을 5 내지 25㎛로 하고, 또한 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차를 0.1 내지 2.0㎛로 함으로써, 핫 스탬프 성형체의 굽힘성을 향상시킬 수 있다. 구 오스테나이트 입자의 평균 입경 또는 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차가 상기 범위 외이면, 핫 스탬프 성형체에 있어서 우수한 굽힘성을 얻을 수 없다.
구 오스테나이트 입자의 평균 입경은, 10㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 15㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 구 오스테나이트 입자의 평균 입경은, 20㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차를 2.0㎛ 이하로 함으로써, 핫 스탬프 성형체에 있어서 우수한 굽힘성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차는 2.0㎛ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 1.2㎛ 이하이고, 한층 더 바람직하게는 1.1㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.4㎛ 이하이다.
실제 조업상, 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차를 0.1㎛ 미만으로 하는 것은 어려우므로, 실질적인 하한은 0.1㎛ 이상이 된다.
평균 입경이 0.5 내지 3.0㎛인 구 오스테나이트 입자의 면적률이 60% 이하이면, 핫 스탬프 성형체에 있어서 보다 우수한 굽힘성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 평균 입경이 0.5 내지 3.0㎛인 구 오스테나이트 입자의 면적률을 60% 이하로 해도 된다. 보다 바람직하게는 50% 이하이고, 한층 더 바람직하게는 40% 이하이다.
구 오스테나이트 입자의 평균 입경 및 입경의 표준 편차의 측정 방법
다음으로, 구 오스테나이트 입자의 평균 결정 입경의 측정 방법에 대하여 설명한다. 핫 스탬프 성형체의 단부면으로부터 50mm 이상 이격된 임의의 위치(이 위치로부터 샘플을 채취할 수 없는 경우에는, 단부를 피한 위치)로부터, 압연 방향에 평행한 판 두께 단면을 관찰할 수 있도록 샘플을 잘라낸다. 샘플의 크기는, 측정 장치에 따라 다르지만, 압연 방향으로 10mm 정도 관찰할 수 있는 크기로 한다. 상기 샘플의 단면을 #600 내지 #1500의 탄화규소 페이퍼를 사용하여 연마한 후, 입도 1 내지 6㎛의 다이아몬드 파우더를 알코올 등의 희석액이나 순수에 분산시킨 액체를 사용하여 경면으로 마무리하고, 전해 연마를 사용하여 마무리 연마를 실시한다.
이어서, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치를 관찰할 수 있도록, 샘플 단면의 길이 방향의 임의의 위치에 있어서의, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 있어서, 길이 100㎛, 판 두께 방향으로 100㎛의 영역을 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경(JEOL제 JSM-7001F)과 EBSD 검출기(TSL제 DVC5형 검출기)로 구성된 장치를 사용하여, 9.6×10-5Pa 이하의 진공에 있어서, 가속 전압 15kV, 조사 전류 레벨 13으로 시료에 전자선을 조사하고, 200 내지 300점/초의 해석 속도로, EBSD 해석한다. 얻어진 결정 방위 정보를 사용하여, 일반적인 구 오스테나이트 입자와 변태 후의 체심 구조를 갖는 결정립의 결정 방위 관계로부터, 구 오스테나이트 입자의 결정 방위를 계산하고, 이것을 사용하여 구 오스테나이트 입자의 평균 결정 입경을 산출한다.
구 오스테나이트 입자의 결정 방위를 계산하는 방법은 특별히 한정하지 않지만, 예를 들어 이하의 방법에 의해 계산하면 된다. 먼저, 비특허문헌 1에 기재된 방법으로 구 오스테나이트 입자의 결정 방위를 계산하고, EBSD 측정한 영역의 각 좌표에 있어서의 구 오스테나이트의 결정 방위를 특정한다. 다음으로 EBSD 해석 장치에 부속된 소프트웨어 「OIM Analysis(등록상표)」에 탑재된 「Inverse Pole Figure」 기능을 사용하여, 구 오스테나이트 입자의 결정 방위 맵을 작성한다. 관찰 시야에 포함되는 구 오스테나이트 입자 중 하나에 대하여, 가장 짧은 직경과 가장 긴 직경의 평균값을 산출하고, 그 평균값을 당해 구 오스테나이트 입자의 입경으로 한다. 촬영 시야의 단부 등, 결정립의 전체가 촬영 시야에 포함되어 있지 않은 구 오스테나이트 입자를 제외하고, 모든 구 오스테나이트 입자에 대하여 상기 조작을 행하여, 당해 촬영 시야에 있어서의 모든 구 오스테나이트 입자의 입경을 구한다. 촬영 시야에 있어서의 구 오스테나이트 입자의 평균 입경은, 얻어진 구 오스테나이트 입자의 입경의 총합을, 입경을 측정한 구 오스테나이트 입자의 총수로 나눈 값을 산출함으로써 얻는다. 이 조작을 촬영한 모든 시야마다 실시하여, 전체 촬영 시야의 구 오스테나이트 입자의 평균 입경을 산출함으로써, 구 오스테나이트 입자의 평균 입경을 얻는다.
구 오스테나이트 입자의 입경으로부터 표준 편차를 산출함으로써, 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차를 얻는다. 이때, 국소적으로 생성된 미세 입자나 조대 입자의 영향을 배제하기 위해, 구 오스테나이트 입경의 최솟값 및 최댓값을 제외하여 표준 편차를 산출한다.
평균 입경이 0.5 내지 3.0㎛인 구 오스테나이트 입자의 면적을 측정 시야 전체의 면적으로 나눈 값을 산출함으로써, 평균 입경이 0.5 내지 3.0㎛인 구 오스테나이트 입자의 면적률을 얻는다.
핫 스탬프 성형체의 금속 조직은, 핫 스탬프 후에 원하는 강도 및 굽힘성을 얻을 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 면적%로, 페라이트: 0 내지 50%, 베이나이트 및 마르텐사이트: 0 내지 100%, 펄라이트: 0 내지 30%, 그리고, 잔류 오스테나이트: 0 내지 5%로 이루어져도 된다. 핫 스탬프 성형체의 금속 조직은, 이하의 방법에 의해 측정하면 된다.
핫 스탬프 성형체의 금속 조직의 측정 방법
핫 스탬프 성형체의 단부면으로부터 50mm 이상 이격된 임의의 위치(이 위치로부터 샘플을 채취할 수 없는 경우에는, 단부를 피한 위치)로부터, 판면에 직각인 단면을 관찰할 수 있도록 샘플을 잘라낸다. 이 샘플의 단면을 #600 내지 #1500의 탄화규소 페이퍼를 사용하여 연마한 후, 입도 1 내지 6㎛의 다이아몬드 파우더를 알코올 등의 희석액이나 순수에 분산시킨 액체를 사용하여 경면으로 마무리하고, 나이탈 에칭을 실시한다. 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치를 관찰할 수 있도록, 샘플 단면의 길이 방향의 임의의 위치에 있어서의, 길이 100㎛, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 있어서, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경(JEOL제 JSM-7001F)을 사용하여 복수 시야의 사진을 촬영한다. 촬영 사진 상에 등간격의 격자를 그리고, 격자점에 있어서의 조직을 동정한다. 각 조직에 해당하는 격자점 수를 구하고, 총 격자점 수로 나눔으로써, 각 조직의 면적률을 얻는다. 총 격자점 수가 많을수록 면적률을 정확하게 구할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 격자 간격은 2㎛×2㎛로 하고, 총 격자점 수는 1500점으로 한다.
입자 내에 시멘타이트가 라멜라상으로 석출되어 있는 영역을 펄라이트로 판단한다. 휘도가 작고, 또한 하부 조직이 확인되지 않는 영역을 페라이트로 판단한다. 휘도가 크고, 또한 하부 조직이 에칭에 의해 현출되어 있지 않은 영역을 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 판단한다. 상기 중 어느 것에도 해당하지 않는 영역을 베이나이트로 판단한다.
마르텐사이트의 면적률에 대해서는, 상기의 촬영 사진으로부터 구한 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트의 면적률로부터, 후술하는 EBSD 해석에 의해 구한 잔류 오스테나이트의 면적률을 뺌으로써 얻는다.
잔류 오스테나이트의 면적률은, 후방 산란 전자 회절상(EBSD)에 의해 측정한다. EBSD에 의한 해석은, 상술한 촬영 사진을 사용한 측정과 동일한 샘플 채취 위치에서 채취된 샘플을 사용하여, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 대하여 행한다. 샘플은, #600 내지 #1500의 탄화규소 페이퍼를 사용하여 연마한 후, 입도 1 내지 6㎛의 다이아몬드 파우더를 알코올 등의 희석액이나 순수에 분산시킨 액체를 사용하여 경면으로 마무리한 후, 측정 단면의 변형을 충분히 제거하는 것을 목적으로 전해 연마에 의해 마무리된 것으로 한다. 또한, 전해 연마에서는, 관찰면의 기계 연마 변형을 제거하기 위해, 최소로도 20㎛를 연마하면 되고, 최대로 50㎛ 연마하면 된다. 단부의 처짐을 고려하면 30㎛ 이하가 바람직하다.
EBSD에서의 측정은, 가속 전압을 15 내지 25kV로 하고, 적어도 0.25㎛ 이하의 간격으로 측정하여, 판 두께 방향으로 150㎛ 이상, 압연 방향으로 250㎛ 이상의 범위에 있어서의 각각의 측정점의 결정 방위 정보를 얻는다. 얻어진 결정 구조 중, EBSD 해석 장치에 부속된 소프트웨어 「OIM Analysis(등록상표)」에 탑재된 「Phase Map」 기능을 사용하여, 결정 구조가 fcc인 것을 잔류 오스테나이트로 판정한다. 잔류 오스테나이트로 판정된 측정점의 비율을 구함으로써, 잔류 오스테나이트의 면적률을 얻는다. 여기서, 측정점 수는 많을수록 바람직하기 때문에, 측정 간격은 좁고, 또한 측정 범위는 넓은 편이 좋다. 그러나, 측정 간격이 0.01㎛ 미만인 경우, 인접점이 전자선의 확산 폭에 간섭한다. 그 때문에, 측정 간격은 0.01㎛ 이상으로 한다. 또한, 측정 범위는 최대로도 판 두께 방향으로 200㎛, 판 폭 방향으로 400㎛로 하면 된다. 또한, 측정에는, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경(JEOL제 JSM-7001F)과 EBSD 검출기(TSL제 DVC5형 검출기)로 구성된 EBSD 장치를 사용한다. 이때, 장치 내의 진공도는 9.6×10-5Pa 이하, 조사 전류 레벨은 13, 전자선의 조사 레벨은 62로 한다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 핫 스탬프 후에 있어서의 내식성의 향상 등을 목적으로 하여, 표면에 도금층이 형성되어 있어도 된다. 도금층은, 전기 도금층 및 용융 도금층 중 어느 것이어도 된다. 전기 도금층은, 예를 들어 전기 아연 도금층, 전기 Zn-Ni 합금 도금층 등을 포함한다. 용융 도금층은, 예를 들어 용융 아연 도금층, 합금화 용융 아연 도금층, 용융 알루미늄 도금층, 용융 Zn-Al 합금 도금층, 용융 Zn-Al-Mg 합금 도금층, 용융 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금층 등을 포함한다. 도금층의 부착량은, 특별히 제한되지 않고 일반적인 부착량이어도 된다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체의 판 두께는 특별히 한정하지 않지만, 차체 경량화 등의 관점에서, 0.5 내지 3.5mm로 하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 인장(최대) 강도가 2200MPa 이상이다. 바람직하게는 2400MPa 이상이고, 보다 바람직하게는 2550MPa 이상이다. 인장 강도는, 핫 스탬프 성형체의 가능한 한 평탄한 위치로부터, JIS Z 2241:2011에 기재된 5호 시험편을 제작하여, JIS Z 2241:2011에 기재된 시험 방법에 따라 구한다.
또한, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체는, 독일 자동차 공업회에서 규정한 VDA 기준(VDA238-100)에 기초한 굽힘 시험에 의해 얻어지는 최대 굽힘 각도가, 20° 이상인 것이 바람직하다. 굽힘 시험에 있어서의 조건은 이하와 같이 한다.
시험편 치수: 60mm (압연 방향)×30mm (판 폭 방향에 평행한 방향)
시험편 판 두께: 1.6mm
굽힘 능선: 판 폭 방향에 평행한 방향
시험 방법: 롤 지지, 펀치 압입
롤 직경: φ30mm
펀치 형상: 선단 R=0.4mm
롤간 거리: 2.0×판 두께(mm)+0.5mm
압입 속도: 20mm/min
시험기: SHIMADZU AUTOGRAPH 20kN
다음으로, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판의 제조 방법에서는, 상술한 금속 조직을 갖는 핫 스탬프용 강판을 얻기 위해, 열간 압연에 있어서의 마무리 압연의 최종 패스의 1패스 전의 압연의 압하율을 높게 설정한다.
열간 압연에 제공하는 강편(강재)은 통상의 방법으로 제조한 강편이면 되고, 예를 들어 연속 주조 슬래브, 박 슬래브 캐스터 등의 일반적인 방법으로 제조한 강편이면 된다.
열간 압연에서는, 조압연 및 마무리 압연이 행해진다. 마무리 압연에서는, 복수의 마무리 압연기에 의해, 조압연 후의 슬래브가 압연된다. 본 실시 형태에서는, 마무리 압연의 최종 패스의 1패스 전의 압연을, 900 내지 1050℃의 온도역에서 압하율 10 내지 25%로 행한다. 이 압연 후, 최종 패스를, 850℃ 이상, 1000℃ 미만의 온도역에서, 압하율(최종 압하율) 6% 이상으로 행한다. 최종 패스의 1패스 전의 압연의 압하율은, 최종 패스의 1패스 전의 압연 전의 판 두께를 t0이라 하고, 최종 패스의 1패스 전의 압연 후의 판 두께를 t1이라 했을 때, {(t0-t1)/t0}×100(%)으로 나타낼 수 있다. 최종 압하율은, 마무리 압연의 최종 패스 전의 판 두께를 t1이라 하고, 마무리 압연의 최종 패스 후의 판 두께를 t2라 했을 때, {(t1-t2)/t1}×100(%)으로 나타낼 수 있다.
최종 패스의 1패스 전의 압연의 압하율을 10 내지 25%로 함으로써, 오스테나이트 중의 전위를 감소시키고, 그 후의 최종 패스의 압하율(최종 압하율)을 6% 이상으로 함으로써 오스테나이트 입자에 미량의 전위를 도입할 수 있다. 오스테나이트 입자 내에 도입된 전위는 탄화물의 석출 기점으로서 기능하기 때문에, 결과적으로, 결정립 내에 탄화물을 포함하는 페라이트를 소망량 형성할 수 있을 것으로 추측된다. 최종 압연 전의 오스테나이트 중의 전위는, 최종 패스에서 도입된 전위와 합쳐져서 소멸하기 때문에, 최종 패스의 1패스 전의 압연의 압하율을 상기 범위로 제어하지 않으면, 탄화물의 석출 기점이 감소해 버릴 것으로 추측된다.
통상, 마무리 압연에서는, 패스마다 압하율을 점차 낮추어서 압연이 행해진다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 마무리 압연의 최종 패스의 1패스 전의 압연에서는, 그 전의 패스(최종 패스의 2패스 전)보다 압하율을 높여, 상술한 압하율로 압연을 행한다. 이에 의해, 원하는 금속 조직을 얻을 수 있다.
최종 패스의 1패스 전의 압연의 압하율이 10% 미만 또는 25% 초과이면, 최종 패스에 있어서의 오스테나이트의 재결정이 억제되어, 원하는 집합 조직을 얻을 수 없다. 최종 패스의 1패스 전의 압연의 압하율은 13% 이상이 바람직하고, 16% 이상이 보다 바람직하고, 18% 이상이 더욱 바람직하다.
최종 패스의 1패스 전의 압연 온도가 900℃ 미만이면, 최종 패스에 있어서의 오스테나이트의 재결정이 억제되어, 원하는 집합 조직을 얻을 수 없다. 최종 패스의 1패스 전의 압연 온도는, 바람직하게는 910℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 930℃ 이상이다.
한편, 최종 패스의 1패스 전의 압연 온도가 1050℃ 초과이면, 오스테나이트 입자가 조대화되어 페라이트 변태가 억제되어, 핫 스탬프용 강판에 있어서 소정량의 페라이트를 얻을 수 없다. 최종 패스의 1패스 전의 압연 온도는, 바람직하게는 1040℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 1020℃ 이하이다.
최종 패스의 압하율(최종 압하율)이 6% 미만이면, 도입되는 전위가 적어져, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율을 소정량으로 제어할 수 없다. 최종 압하율은, 바람직하게는 8% 이상이고, 보다 바람직하게는 10% 이상이고, 한층 더 바람직하게는 12% 이상이다. 최종 압하율의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 40% 미만으로 해도 된다.
최종 패스의 압연 온도가 850℃ 미만이면, 오스테나이트 입자가 너무 미세화되어 페라이트 변태가 과도하게 촉진되어 버려, 핫 스탬프 강판에 있어서 소정량의 펄라이트를 얻을 수 없다. 최종 패스의 압연 온도는, 바람직하게는 860℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 870℃ 이상이다.
한편, 최종 패스의 압연 온도가 1000℃ 이상이면, 오스테나이트 입자가 조대화되어 페라이트 변태가 억제되어, 핫 스탬프 강판에 있어서 소정량의 페라이트를 얻을 수 없다. 최종 패스의 압연 온도는, 바람직하게는 980℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 960℃ 이하이다.
또한, 열간 압연 전의 강편의 가열 온도 및 유지 시간은 특별히 한정되지 않지만, 1200℃ 이상의 온도역에서 20분 이상 유지하는 것이 바람직하다.
마무리 압연 후에는 400 내지 750℃의 온도역에서 권취하는 것이 바람직하다. 권취 온도가 400℃ 미만이면, 핫 스탬프용 강판에 있어서 펄라이트의 면적률이 90% 초과, 페라이트의 면적률이 10% 미만이 된다. 권취 온도는, 바람직하게는 450℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 530℃ 이상이다.
한편, 권취 온도가 750℃ 초과이면, 핫 스탬프용 강판에 있어서 펄라이트의 면적률이 10% 미만, 페라이트의 면적률이 90% 초과가 된다. 권취 온도는, 바람직하게는 700℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 660℃ 이하이다.
권취 후에는 필요에 따라 냉간 압연을 행해도 된다. 또한, 마무리 압연 후 또는 냉간 압연 후에 상술한 도금을 형성해도 된다. 또한, 열간 압연과 냉간 압연 사이에, 산세를 행해도 된다. 냉간 압연에서는, 통상의 누적 압하율, 예를 들어 30 내지 90%로 하면 된다. 또한, 통상의 조건에서 조질 압연을 실시해도 된다. 또한, 열연 강판의 연질화를 목적으로 하여, 열연 강판을 730℃ 이하의 온도역으로 가열하는, 열연판 어닐링을 실시해도 된다.
이상의 방법에 의해, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프용 강판을 제조할 수 있다. 다음으로, 상술한 핫 스탬프용 강판을 사용하여 제조할 수 있는, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 이하의 제조 방법으로 하면 된다.
먼저, 상술한 핫 스탬프용 강판을 800℃ 이상의 온도역으로 가열한다. 가열 온도가 800℃ 미만이면, 가열 중의 조대한 탄화물이 잔존하여 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 저하되는 경우가 있다. 가열 온도는 820℃ 이상인 것이 바람직하고, 860℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.
가열 온도의 상한은 특별히 한정하지 않지만, 가열 온도가 너무 높으면 강판 표층에 있어서 탈탄이 조장되어, 핫 스탬프 성형체의 강도가 저하된다. 그 때문에, 가열 온도는 1000℃ 이하인 것이 바람직하고, 960℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 930℃ 이하인 것이 한층 더 바람직하다.
또한, 상기 가열 온도에서의 유지 시간은, 1.0 내지 10.0분으로 하는 것이 바람직하다. 유지 시간이 1.0분 미만이면, 조대한 탄화물이 잔존하여 핫 스탬프 성형체의 굽힘성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 유지 시간이 10.0분 초과이면, 강판 표층에 있어서 탈탄이 조장되어, 핫 스탬프 성형체의 강도가 저하되는 경우가 있다.
또한, 상기 가열 온도까지의 평균 가열 속도는 1.0℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하다. 평균 가열 속도가 1.0℃/s 미만이면, 강판 표층에 있어서 탈탄이 조장되어, 핫 스탬프 성형체의 강도가 저하된다. 상한은 특별히 정하지 않지만, 실제 조업상 1000℃/s 초과로 하는 것은 어렵기 때문에, 1000℃/s 이하가 실질적인 상한이 된다.
상술한 가열 및 유지 후, 핫 스탬프를 행한다. 핫 스탬프 후에는, 예를 들어 300℃ 이하의 온도역까지, 10℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각을 행하는 것이 바람직하다. 평균 냉각 속도가 10℃/s 미만에서는, 강도가 부족한 경우가 있다. 상한은 특별히 정하지 않지만, 실제 조업상 1000℃/s 초과로 하는 것은 어렵기 때문에, 1000℃/s 이하가 실질적인 상한이 된다.
또한, 핫 스탬프 시의 가열에 있어서, 예비 가열하는 것, 즉 2단계의 가열을 행하는 것은 바람직하지 않다. 핫 스탬프용 강판의 단계에서 만들어 넣은 입계에 있어서의 탄소의 편석 영역이 해소되어, 구 오스테나이트 입자를 균일하게 분산하여 생성시킬 수 없고, 결과적으로 구 오스테나이트 입자의 표준 편차를 원하는 범위 내로 제어할 수 없기 때문이다.
이상 설명한 바람직한 제조 방법에 의해, 본 실시 형태에 관한 핫 스탬프 성형체를 얻을 수 있다. 또한, 핫 스탬프 성형 후에 150 내지 600℃에서 템퍼링 처리를 행해도 된다. 또한, 핫 스탬프 성형체의 일부를 레이저 조사 등에 의해 템퍼링하여 부분적으로 연화 영역을 마련해도 된다. 연화 영역에서는 용접성이 향상된다. 예를 들어, 핫 스탬프 성형체의 단부를 연화시킨 후에 스폿 용접을 행하면, 연화된 단부와 그 단부 중 스폿 용접부의 강도차를 작게 할 수 있기 때문에, 양자의 계면으로부터의 파괴를 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어 자동차의 고강도 부재에 핫 스탬프 성형체를 적용하는 경우, 고강도 부재의 일부에 연화 영역을 마련함으로써, 충돌 시에 있어서의 당해 고강도 부재의 파괴, 변형 모드를 제어할 수 있다.
실시예
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 하나의 조건 예이며, 본 발명은 이 하나의 조건 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.
표 1A 내지 표 1D에 나타내는 화학 조성의 용강을 주조하여 제조한 강편을 가열하여, 1200℃ 이상의 온도역에서 20분 이상 유지한 후, 표 2A 내지 표 2G에 나타내는 조건에서 열간 압연 및 권취를 행하고, 필요에 따라 냉간 압연, 열연판 어닐링, 산세 및 도금을 실시하였다. 이에 의해, 표 2A 내지 표 2G에 나타내는 핫 스탬프용 강판을 얻었다. 또한, 마무리 압연에서는, 「*」를 붙인 No. 195를 제외하고, 최종 패스의 1패스 전의 압연에서는, 그 전의 패스(최종 패스의 2패스 전)보다 압하율을 높여서 압연을 행하였다.
또한, 강판 No. 149는, 730℃ 이하의 온도역으로 가열하여 유지하는, 열연판 어닐링을 실시하였다.
강판 No. 150은, 냉간 압연을 행하지 않았다.
강판 No. 151은, 표면에 전기 아연 도금층을 형성하였다.
강판 No. 152는, 표면에 전기 Zn-Ni 합금 도금층을 형성하였다.
강판 No. 153은, 표면에 용융 아연 도금층을 형성하였다.
강판 No. 154는, 표면에 합금화 용융 아연 도금층을 형성하였다.
강판 No. 155는, 표면에 용융 알루미늄 도금층을 형성하였다.
강판 No. 156은, 표면에 용융 Zn-Al 합금 도금층을 형성하였다.
강판 No. 157은, 표면에 용융 Zn-Al-Mg 합금 도금층을 형성하였다.
강판 No. 158은, 표면에 용융 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금층을 형성하였다.
강판 No. 195는, 마무리 압연에 있어서, 패스마다 압하율을 점차 낮추어서 압연을 행하였다.
또한, 표 2A 내지 표 2G 중의 「극밀도」는 「페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값」을 나타내고, 「탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율」은 「전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 페라이트의 개수 비율」을 나타낸다.
얻어진 핫 스탬프용 강판을 표 3A 내지 표 3G에 기재된 조건으로 핫 스탬프를 행하여, 표 3A 내지 표 3G에 나타내는 핫 스탬프 성형체를 얻었다.
제조 No. 186은, 핫 스탬프 후에 150 내지 600℃에서 템퍼링 처리를 행하였다.
제조 No. 187은, 핫 스탬프 성형체의 일부분을 레이저 조사하여 템퍼링함으로써, 부분 연화 영역을 형성하였다.
제조 No. 188은, 표 3G에 기재된 가열 온도까지 가열한 후, 250℃ 이하의 온도역까지 냉각하고, 그 후 900℃까지 가열하고 나서 핫 스탬프함으로써, 표 3G 중의 평균 냉각 속도로 냉각하였다.
또한, 표 3A 내지 표 3G의 본 발명예에 있어서, 금속 조직은, 면적%로, 페라이트: 0 내지 50%, 베이나이트 및 마르텐사이트: 0 내지 100%, 펄라이트: 0 내지 30%, 그리고, 잔류 오스테나이트: 0 내지 5%로 이루어지는 것이었다.
또한, 핫 스탬프용 강판의 금속 조직의 측정 방법, 그리고, 핫 스탬프 성형체의 금속 조직 및 기계 특성의 측정 방법은 상술한 바와 같이 하였다. 핫 스탬프 성형체의 인장 강도가 2200MPa 이상인 경우, 높은 강도를 갖는 것으로 하여 합격으로 판정하고, 인장 강도가 2200MPa 미만인 경우, 높은 강도를 갖지 않는 것으로 하여 불합격으로 판정하였다. 또한, 최대 굽힘 각도가 20° 이상인 경우, 우수한 굽힘성을 갖는 것으로 하여 합격으로 판정하고, 최대 굽힘 각도가 20° 미만인 경우, 우수한 굽힘성을 갖지 않는 것으로 하여 불합격으로 판정하였다.
[표 1A]
Figure pct00001
[표 1B]
Figure pct00002
[표 1C]
Figure pct00003
[표 1D]
Figure pct00004
[표 2A]
Figure pct00005
[표 2B]
Figure pct00006
[표 2C]
Figure pct00007
[표 2D]
Figure pct00008
[표 2E]
Figure pct00009
[표 2F]
Figure pct00010
[표 2G]
Figure pct00011
[표 3A]
Figure pct00012
[표 3B]
Figure pct00013
[표 3C]
Figure pct00014
[표 3D]
Figure pct00015
[표 3E]
Figure pct00016
[표 3F]
Figure pct00017
[표 3G]
Figure pct00018
표 3A 내지 표 3G를 보면, 본 발명예에 관한 핫 스탬프 성형체는, 높은 강도 및 우수한 굽힘성을 갖는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예에 관한 핫 스탬프 성형체는, 어느 한쪽의 특성이 열화된 것을 알 수 있다.
본 발명에 관한 상기 양태에 따르면, 높은 강도 및 우수한 굽힘성을 갖는 핫 스탬프 성형체, 그리고 이 핫 스탬프 성형체를 제조할 수 있는 핫 스탬프용 강판을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 화학 조성이, 질량%로,
    C: 0.40% 초과, 0.70% 이하,
    Si: 0.010 내지 1.30%,
    Mn: 0.10 내지 0.60%,
    P: 0.100% 이하,
    S: 0.0100% 이하,
    N: 0.0140% 이하,
    O: 0.0200% 이하,
    Al: 0.0010 내지 0.500%,
    Cr: 0.010 내지 0.80%,
    Nb: 0 내지 0.100%,
    Ti: 0 내지 0.100%,
    B: 0 내지 0.0100%,
    Mo: 0 내지 1.00%,
    Co: 0 내지 2.00%,
    Ni: 0% 이상, 3.00% 미만,
    Cu: 0 내지 1.00%,
    V: 0 내지 1.00%,
    W: 0 내지 1.000%,
    Ca: 0 내지 0.010%,
    Mg: 0 내지 1.000%,
    REM: 0 내지 1.000%,
    Sb: 0 내지 1.000%,
    Zr: 0 내지 1.000%,
    Sn: 0 내지 1.000%, 및
    As: 0 내지 0.100%
    를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
    페라이트의 {100}<011> 내지 {223}<110>으로 이루어지는 방위군의 극밀도의 평균값이 10.0 이하이고,
    전체 페라이트 중, 결정립 내에 원 상당 직경이 0.2㎛ 이상인 탄화물을 포함하는 상기 페라이트의 개수 비율이 20% 이상이고,
    면적률로, 펄라이트가 10 내지 90%이고, 페라이트가 10 내지 90%인 금속 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학 조성이, 질량%로,
    Nb: 0.001 내지 0.100%,
    Ti: 0.010 내지 0.100%,
    B: 0.0015 내지 0.0100%,
    Mo: 0.05 내지 1.00%,
    Co: 0.05 내지 2.00%,
    Ni: 0.01% 이상, 3.00% 미만,
    Cu: 0.01 내지 1.00%,
    V: 0.01 내지 1.00%,
    W: 0.001 내지 1.000%,
    Ca: 0.001 내지 0.010%,
    Mg: 0.001 내지 1.000%,
    REM: 0.001 내지 1.000%,
    Sb: 0.005 내지 1.000%,
    Zr: 0.001 내지 1.000%,
    Sn: 0.001 내지 1.000%, 및
    As: 0.001 내지 0.100%
    로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프용 강판.
  3. 화학 조성이, 질량%로,
    C: 0.40% 초과, 0.70% 이하,
    Si: 0.010 내지 1.30%,
    Mn: 0.10 내지 0.60%,
    P: 0.100% 이하,
    S: 0.0100% 이하,
    N: 0.0140% 이하,
    O: 0.0200% 이하,
    Al: 0.0010 내지 0.500%,
    Cr: 0.010 내지 0.80%,
    Nb: 0 내지 0.100%,
    Ti: 0 내지 0.100%,
    B: 0 내지 0.0100%,
    Mo: 0 내지 1.00%,
    Co: 0 내지 2.00%,
    Ni: 0% 이상, 3.00% 미만,
    Cu: 0 내지 1.00%,
    V: 0 내지 1.00%,
    W: 0 내지 1.000%,
    Ca: 0 내지 0.010%,
    Mg: 0 내지 1.000%,
    REM: 0 내지 1.000%,
    Sb: 0 내지 1.000%,
    Zr: 0 내지 1.000%,
    Sn: 0 내지 1.000%, 및
    As: 0 내지 0.100%
    를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
    구 오스테나이트 입자의 평균 입경이 5 내지 25㎛이고, 상기 구 오스테나이트 입자의 입경의 표준 편차가 0.1 내지 2.0㎛인 금속 조직을 갖고,
    인장 강도가 2200MPa 이상인 것을 특징으로 하는 핫 스탬프 성형체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화학 조성이, 질량%로,
    Nb: 0.001 내지 0.100%,
    Ti: 0.010 내지 0.100%,
    B: 0.0015 내지 0.0100%,
    Mo: 0.05 내지 1.00%,
    Co: 0.05 내지 2.00%,
    Ni: 0.01% 이상, 3.00% 미만,
    Cu: 0.01 내지 1.00%,
    V: 0.01 내지 1.00%,
    W: 0.001 내지 1.000%,
    Ca: 0.001 내지 0.010%,
    Mg: 0.001 내지 1.000%,
    REM: 0.001 내지 1.000%,
    Sb: 0.005 내지 1.000%,
    Zr: 0.001 내지 1.000%,
    Sn: 0.001 내지 1.000%, 및
    As: 0.001 내지 0.100%
    로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬프 성형체.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    평균 입경이 0.5 내지 3.0㎛인 상기 구 오스테나이트 입자의 면적률이 60% 이하인 것을 특징으로 하는 핫 스탬프 성형체.
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