KR20230148840A - 열연 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20230148840A
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히로시 하세가와
히데유키 기무라
유키오 다타라
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

연신 플랜지성이 우수한 열연 강판을 제공한다. 질량％ 로, C : 0.10 ％ 이하, Si : 2.0 ％ 이하, Mn : 2.0 ％ 이하, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 1.5 ％ 이하, O : 0.0025 ％ 이하를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 주상이 페라이트이며, 결정립의 최대 방위 밀도가 2.1 이하인, 열연 강판.

Description

열연 강판 및 그 제조 방법
본 발명은, 열연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 자동차용 부품의 소재로서 바람직한, 열연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자동차의 충돌 안전성 개선과 연비 향상의 관점에서, 자동차용 부품에 사용되는 강판의 고강도화나 구조 최적화 등의 기술이 개발되고 있다. 형상 최적화에는 3 차원 형상의 정교화가 필요해지기 때문에 종래에 비해서 보다 엄격한 가공이 적용되는 경우가 있다. 그래서 자동차용 강판에는 한층 더 우수한 가공성이 요구되고 있다. 특히 780 ㎫ 미만의 저강도 그레이드의 열연 강판을 적용하고 있는 부품에서는 엄격한 연신 플랜지 가공에 견딜 수 있는 우수한 구멍 확장성이 필요해진다. 이와 같은 요구를 배경으로, 다양한 열연 강판이 개발되어 왔다.
특허문헌 1 에는, C, Si, Mn, P, S, Al 의 첨가량을 적정 범위로 조정한 데다가, 조직을 미세 폴리고날 페라이트와 베이나이트로 하고, 시멘타이트의 길이와 입계 피복률을 제어함으로써 피로 특성과 구멍 확장성이 우수한 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 2 에는, C, Si, Mn, Al, Nb 의 첨가량을 적정 범위로 조정한 후에, 잔류 오스테나이트와 폴리고날 페라이트로 이루어지는 조직으로 하고, 또한 세립화함으로써 강도-연신 밸런스, 내구비 및 구멍 확장 가공성의 향상을 한층 더 도모한 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 3 에는, C, Si, Mn, P, S, Al, N, Mg, Nb, Ti 를 적정 범위로 제어하면서, 페라이트를 주상으로 하고, MgO, Al2O3, Ti2O3, SiO2, MnO 등의 산화물을 제어함으로써 구멍 확장성과 연성이 우수한 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평9-170048호 일본 공개특허공보 평11-1747호 일본 공개특허공보 2001-342543호
그러나, 특허문헌 1 의 기술에서는, 구멍 확장률이 100 ％ 미만에 그쳐 있으며, 구멍 확장률을 더욱 향상시키는 지견이나 시사는 없다. 또한, 강중의 O 량이나 결정 방위에 대해서는 검토되어 있지 않다. 특허문헌 2 는, 인성이나 피로 특성을 높이기 위해서 잔류 오스테나이트를 5 ∼ 20 ％ 도입하고 있지만, 잔류 오스테나이트는 펀칭 시에 마텐자이트가 되어 구멍 확장성을 저하시키기 때문에, 엄격한 연신 플랜지 가공에 견딜 수 있는 데에 충분한 구멍 확장성이 얻어지지 않는다. 또한, 강중의 O 량이나 결정 방위에 관한 기술은 개시되어 있지 않다. 특허문헌 3 은, 산화물을 제어하고 있지만, 산소량 그 자체를 제어함으로써 구멍 확장성을 높이는 것을 시사하는 지견은 없으며, 결정 방위에 대해서도 고려되어 있지 않다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하는 것으로, 연신 플랜지성이 우수한 열연 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 열연 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 강중 O 와 결정 방위에 주목하며 예의 검토하여, 강중 O 량을 일정 레벨 이하로 제어하면서 결정 방위를 랜덤화시킴으로써 연신 플랜지성을 비약적으로 향상시킬 수 있음을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
또, 본 발명에 있어서, 연신 플랜지성이 우수하다는 것은, 구멍 확장률이 100 ％ 이상인 것을 의미한다.
본 발명은, 이하의 구성을 갖는다.
[1] 질량％ 로,
C : 0.10 ％ 이하,
Si : 2.0 ％ 이하,
Mn : 2.0 ％ 이하,
P : 0.100 ％ 이하,
S : 0.02 ％ 이하,
Al : 1.5 ％ 이하,
O : 0.0025 ％ 이하를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
주상이 페라이트이며, 결정립의 최대 방위 밀도가 2.1 이하인, 열연 강판.
[2] 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도가 1.5 이하인, [1] 에 기재된 열연 강판.
[3] 상기 성분 조성이, 추가로 질량％ 로,
Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.20 ％,
Nb : 0.005 ∼ 0.20 ％,
Mo : 0.01 ∼ 2.0 ％,
V : 0.01 ∼ 1.0 ％,
Cu : 0.01 ∼ 4.0 ％,
Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％,
B : 0.0001 ∼ 0.01 ％,
Ca : 0.0001 ∼ 0.0050 ％,
REM : 0.0001 ∼ 0.0050 ％,
Sb : 0.0010 ∼ 0.10 ％,
Sn : 0.0010 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 포함하는, [1] 또는 [2] 에 기재된 열연 강판.
[4] 상기 [1] 또는 [3] 에 기재된 성분 조성을 갖는 슬래브를 1100 ℃ 이상으로 가열하고,
1000 ℃ 이상의 온도역에서 6 패스 이상, 또한 1 패스 당 15 ％ 이상의 압하율로 압연을 실시하고,
이어서 1000 ℃ 미만의 온도역에서 3 패스 이상, 또한 1 패스 당 15 ％ 이상의 압하율, 또한 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간이 2.0 s 이하, 또한 최종 패스의 압연 온도가 850 ∼ 940 ℃ 가 되는 조건에서 압연을 실시한 후,
50 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 700 ℃ 까지 냉각시키고, 580 ∼ 700 ℃ 에서 권취하는, 열연 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 연신 플랜지성이 우수한 열연 강판이 얻어진다.
본 발명에 의하면, 자동차용 부품의 소재로서 바람직한, 연신 플랜지성이 우수한 열연 강판이 얻어진다. 본 발명의 열연 강판을 사용하면, 자동차 부품 등의 제품을 수율 좋게 얻을 수 있다.
이하에, 본 발명의 열연 강판 및 그 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.
＜열연 강판＞
본 발명의 열연 강판은, 열간 압연대로의 흑피, 또는 열간 압연 후 추가로 산세하는 백피라고 칭해지는 열연 강판 중 어느 것이어도 된다. 본 발명의 열연 강판은, 판두께가 0.6 ㎜ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 열연 강판은, 판두께가 10.0 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 본 발명의 열연 강판을 자동차용 부품의 소재로서 사용하는 경우에는, 판두께가 1.0 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 본 발명의 열연 강판을 자동차용 부품의 소재로서 사용하는 경우에는, 판두께가 6.0 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 열연 강판의 판폭은, 500 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 700 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 열연 강판의 판폭은, 1800 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1400 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 열연 강판은, 특정한 성분 조성과 특정한 강 조직을 갖는다. 여기서는, 성분 조성, 강 조직의 차례로 설명한다.
먼저, 본 발명의 열연 강판의 성분 조성에 대해서 설명한다. 또, 성분 조성의 함유량을 나타내는 「％」는, 「질량％」를 의미하는 것으로 한다.
본 발명의 열연 강판의 성분 조성은, 질량％ 로, C : 0.10 ％ 이하, Si : 2.0 ％ 이하, Mn : 2.0 ％ 이하, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 1.5 ％ 이하, O : 0.0025 ％ 이하를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.
C : 0.10 ％ 이하
C 는, 페라이트를 얻기 위해서 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 0.10 ％ 까지 C 의 함유를 허용할 수 있다. C 함유량이 0.10 ％ 를 초과하면 펄라이트나 베이나이트 등이 증대하여 본 발명의 마이크로 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, C 함유량은 0.10 ％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.08 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이하로 한다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 0.0001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, C 함유량은 0.0001 ％ 이상이 바람직하다.
Si : 2.0 ％ 이하
Si 는, 강을 고용 강화시켜, 인장 강도 (TS) 를 상승시키는 데에 유효한 원소이다. 또한, 페라이트의 생성을 촉진시키는 데에 유효한 원소이다. 본 발명에서는 강도나 조직을 감안하여 적절히 첨가할 수 있다. 한편, Si 를 과잉으로 첨가하면 강을 취화시키거나 결정 방위의 집적을 초래하여, 연신 플랜지성을 저하시키기 때문에 그 첨가량을 2.0 ％ 이하로 할 필요가 있다. 따라서, Si 함유량은 2.0 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다) 로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 1.0 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.6 ％ 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 0.001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, Si 함유량은 0.001 ％ 이상이 바람직하다.
Mn : 2.0 ％ 이하
Mn 은, 페라이트를 얻기 위해서 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 2.0 ％ 까지 Mn 의 함유를 허용할 수 있다. Mn 함유량이 2.0 ％ 를 초과하면 이러한 효과가 충분히 얻어지지 않고, 마텐자이트나 베이나이트 등이 생성되어, 본 발명의 마이크로 조직이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 또한, MnS 가 다량으로 생성되어 원하는 연신 플랜지성이 얻어지지 않게 된다. 따라서, Mn 함유량은 2.0 ％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.6 ％ 이하, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이하로 한다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 0.01 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하는 경우가 있기 때문에, Mn 함유량은 0.01 ％ 이상이 바람직하다.
P : 0.100 ％ 이하
P 는, 강을 취화시켜 연신 플랜지성을 저하시키기 때문에, 그 양은 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 P 함유량이 0.100 ％ 까지 허용할 수 있다. 따라서, P 함유량은 0.100 ％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.050 ％ 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, P 함유량이 0.001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, P 함유량은 0.001 ％ 이상이 바람직하다.
S : 0.02 ％ 이하
S 는, 강을 취화시켜 연신 플랜지성을 저하시키기 때문에, 그 양은 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 S 함유량이 0.02 ％ 까지 허용할 수 있다. 따라서, S 함유량은 0.02 ％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.010 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0080 ％ 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, S 함유량이 0.0002 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, S 함유량은 0.0002 ％ 이상이 바람직하다.
Al : 1.5 ％ 이하
Al 은, 다량으로 Al 을 함유하면 집합 조직이 발달하여 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 된다. 본 발명에서는 Al 함유량이 1.5 ％ 까지 허용된다. 따라서, Al 함유량은 1.5 ％ 이하로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 0.50 ％ 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 0.001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하는 경우가 있으므로, Al 함유량은 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
O : 0.0025 ％ 이하
O 는, 본 발명의 중요한 원소이며, 강의 취화나 결정 방위 집적의 촉진을 초래하고, 또한 개재물을 증가시키거나 하여 연신 플랜지성을 저하시키기 때문에, 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 원하는 연신 플랜지성을 얻기 위해서는, O 함유량은 0.0025 ％ 이하로 할 필요가 있다. 따라서, O 함유량은 0.0025 ％ 이하로 한다. O 함유량은, 바람직하게는 0.0020 ％ 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 0.0001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, O 함유량은 0.0001 ％ 이상이 바람직하다.
잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 또, 불가피적 불순물로서 N, Na, Mg, Zr, Hf, Ta, W 등이 있지만, 이것들은 합계로 0.020 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 합계로 0.010 ％ 이하로 한다.
상기 성분이 본 발명의 열연 강판의 기본 성분 조성이다. 본 발명에서는, 추가로 이하의 원소를 적절히 함유할 수 있다.
Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.20 ％, Nb : 0.005 ∼ 0.20 ％, Mo : 0.01 ∼ 2.0 ％, V : 0.01 ∼ 1.0 ％, Cu : 0.01 ∼ 4.0 ％, Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％, B : 0.0001 ∼ 0.01 ％, Ca : 0.0001 ∼ 0.0050 ％, REM : 0.0001 ∼ 0.0050 ％, Sb : 0.0010 ∼ 0.10 ％, Sn : 0.0010 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상
Cr, Ti, Nb, Mo, V 는, 탄화물을 형성하여 강을 고강도화시키는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Cr, Ti, Nb, Mo, V 를 함유하는 경우에는, 각각의 원소의 함유량을 각각 상기 하한치 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 각 원소의 함유량이 각각 상기 상한치를 초과하면 베이나이트나 마텐자이트의 증대나 집합 조직의 발달을 초래하여, 본 발명의 마이크로 조직이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, Cr, Ti, Nb, Mo, V 를 함유하는 경우, 각 원소의 함유량은 각각, Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.20 ％, Nb : 0.005 ∼ 0.20 ％, Mo : 0.01 ∼ 2.0 ％, V : 0.01 ∼ 1.0 ％ 로 하는 것이 바람직하다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또, Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. Ti 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ％ 이상이다. 또한, Ti 함유량은, 보다 바람직하게는 0.15 ％ 이하이다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01 ％ 이상이다. 또, Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이하이다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또한, Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또, V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.5 ％ 이하이다.
Cu, Ni 는, 고용 강화에 의해 강을 고강도화시키는 데에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cu, Ni 를 함유하는 경우, 각각의 원소의 함유량을 상기 하한치 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Cu, Ni 의 각각의 함유량이 상기 상한치를 초과하면, 베이나이트나 마텐자이트가 다량으로 생성되어 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, Cu, Ni 를 함유하는 경우에는, 각각의 원소의 함유량을 Cu : 0.01 ∼ 4.0 ％, Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％ 로 하는 것이 바람직하다. Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또, Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또, Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다.
B 는, 입계를 강화시키며 강을 고강도화시키는 데에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, B 를 함유하는 경우, 그 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.01 ％ 를 초과하면 B 계 화합물이 증가하여 연신 플랜지성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, B 를 함유하는 경우에는, B 함유량을 0.0001 ∼ 0.01 ％ 로 하는 것이 바람직하다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005 ％ 이상이다. 또한, B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0040 ％ 이하이다.
Ca, REM 은, 개재물의 형태 제어에 의해 연신 플랜지성의 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ca, REM 을 함유하는 경우, 각각의 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ca, REM 의 함유량이, 각각 상기 상한치를 초과하면, 개재물량이 증가하여 연신 플랜지성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Ca, REM 을 함유하는 경우에는, 각각의 함유량을 Ca : 0.0001 ∼ 0.0050 ％, REM : 0.0001 ∼ 0.0050 ％ 로 하는 것이 바람직하다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005 ％ 이상이다. 또, Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0030 ％ 이하이다. REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005 ％ 이상이다. 또한, REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0030 ％ 이하이다. 또, REM 은, Sc, Y 와, 원자 번호 57 인 란탄 (La) 에서부터 원자 번호 71 인 루테튬 (Lu) 까지의 15 원소의 총칭이며, 여기서 말하는 REM 함유량은, 이들 원소의 합계 함유량이다.
Sb, Sn 은, 탈질, 탈붕 등을 억제하여, 강의 강도 저하 억제에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, Sb, Sn 을 함유하는 경우에는, 각각의 원소의 함유량을 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Sb, Sn 의 함유량이 각각 상기 상한치를 초과하면, 강이 취화되어 연신 플랜지성의 저하를 초래하는 경우가 있다. 따라서, Sb, Sn 을 함유하는 경우에는, 각각의 함유량을 Sb : 0.0010 ∼ 0.10 ％, Sn : 0.0010 ∼ 0.10 ％ 로 하는 것이 바람직하다. Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 또한, Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.015 ％ 이하이다. Sn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005 ％ 이상이다. 또, Sn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.015 ％ 이하이다.
또, Cr, Ti, Nb, Mo, V, Cu, Ni, B, Ca, REM, Sb, Sn 의 함유량이, 상기의 하한치 미만이어도, 본 발명의 효과를 저해하지 않는다. 따라서, 이들 원소의 함유량이 상기의 하한치 미만인 경우에는, 이들 원소를 불가피적 불순물로서 포함하는 것으로 취급한다.
계속해서, 본 발명의 열연 강판의 강 조직에 대해서 설명한다.
본 발명의 열연 강판의 강 조직은, 주상이 페라이트이며, 결정립의 최대 방위 밀도가 2.1 이하인 것을 특징으로 한다.
주상 : 페라이트
본 발명에서는, 주상을 페라이트로 함으로써 우수한 연신 플랜지성을 실현할 수 있다. 베이나이트나 펄라이트가 주상이 되면 원하는 연신 플랜지성이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 주상은 페라이트로 한다. 여기서, 주상이란, 면적률로 50 ％ 초과를 차지하는 상을 의미한다. 페라이트는, 면적률로 바람직하게는 90 ％ 이상이며, 보다 바람직하게는 95 ％ 이상이다. 또한, 페라이트 이외의 잔부는, 마텐자이트, 베이나이트, 펄라이트, 잔류 오스테나이트 중 어느 1 종 이상이다. 이들 잔부의 면적률은, 10 ％ 이하가 바람직하고, 5 ％ 이하가 보다 바람직하다. 또한, 각 상 (조직) 의 면적률은, 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
결정립의 최대 방위 밀도 : 2.1 이하
결정 방위의 랜덤화가 불충분하면 연신 플랜지성이 저하되고, 결정립의 최대 방위 밀도로 2.1 을 초과하면 원하는 연신 플랜지성이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 결정립의 최대 방위 밀도는 2.1 이하로 한다. 결정립의 최대 방위 밀도는, 바람직하게는 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.9 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 결정립의 최대 방위 밀도는, 1.0 이상이 바람직하다. 또, 결정립의 최대 방위 밀도는, 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도 : 1.5 이하
결정 방위의 랜덤화를 촉진함으로써 연신 플랜지성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 같은 효과는 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면에 있어서 결정립의 최대 방위 밀도를 1.5 이하로 함으로써 얻어진다. 따라서, 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도는 1.5 이하로 하는 것이 바람직하다. 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도는, 보다 바람직하게는 1.4 이하, 더욱 바람직하게는 1.3 이하이다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도는 1.0 이상이 바람직하다. 또, 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도는, 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.
＜열연 강판의 제조 방법＞
본 발명의 열연 강판은, 상기 성분 조성을 갖는 슬래브를 1100 ℃ 이상으로 가열하고, 1000 ℃ 이상의 온도역에서 6 패스 이상, 또한 1 패스 당 15 ％ 이상의 압하율로 압연을 실시하고, 이어서 1000 ℃ 미만의 온도역에서 3 패스 이상, 또한 1 패스 당 15 ％ 이상의 압하율, 또한 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간이 2.0 s 이하, 또한 최종 패스의 압연 온도가 850 ∼ 940 ℃ 가 되는 조건에서 압연을 실시한 후, 50 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 700 ℃ 까지 냉각시키고, 580 ∼ 700 ℃ 에서 권취함으로써 제조된다.
이하, 상세하게 설명한다. 또, 상기한 온도는 강판의 폭 중앙부의 표면의 온도이며, 상기한 평균 냉각 속도는 강판의 폭 중앙부의 표면의 평균 냉각 속도이다. 또한, 평균 냉각 속도는, 특별히 언급하지 않는 한, [(냉각 개시 온도－냉각 정지 온도)/냉각 개시 온도에서부터 냉각 정지 온도까지의 냉각 시간] 으로 한다.
먼저, 상기 성분 조성을 갖는 강을, 전로, 전기로, 진공 용해로 등의 공지된 방법에 의해 용제하고, 연속 주조법 혹은 조괴-분괴법 등 공지된 방법으로 주조하여 주편 (슬래브) 으로 한다.
슬래브 가열 온도 : 1100 ℃ 이상
1100 ℃ 이상으로 슬래브를 가열함으로써 탄화물 등이 용체화되어, 결정 방위의 랜덤화를 촉진할 수 있다. 슬래브 가열 온도가 1100 ℃ 미만에서는 이와 같은 효과가 충분히 얻어지지 않고, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 슬래브 가열 온도는 1100 ℃ 이상으로 한다. 슬래브 가열 온도는, 바람직하게는 1150 ℃ 이상으로 한다. 상한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 1350 ℃ 초과가 되면 전력 비용의 증대 등이 발생하기 때문에, 슬래브 가열 온도는 1350 ℃ 이하가 바람직하다.
1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연 패스 수 : 6 패스 이상
열간 압연의 1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연 패스 수 (압연 횟수) 가 6 패스 (6 회) 미만에서는 재결정이 불충분해짐으로써 결정 방위의 랜덤화가 저해되어, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연 패스 수는 6 패스 이상으로 한다. 상기 압연 패스 수는, 바람직하게는 8 패스 이상, 보다 바람직하게는 10 패스 이상으로 한다. 상한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 압연 패스 수의 증대는 제조 능률의 저하 등을 초래하는 경우가 있기 때문에, 상기 압연 패스 수는 20 패스 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연에는, 거친 압연, 마무리 압연의 공정에 관계없이, 1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연이라면, 어느 공정의 압연이나 포함된다. 후술하는 1000 ℃ 미만의 온도역의 압연에 대해서도 동일하다.
1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연의 1 패스 당의 압하율 : 15 ％ 이상
열간 압연의 1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연의 1 패스 (1 회) 당의 압하율이 15 ％ 미만에서는 재결정이 불충분해짐으로써 결정 방위의 랜덤화가 저해되어, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 1000 ℃ 이상의 온도역에서의 압연의 1 패스 당의 압하율은 15 ％ 이상으로 한다. 상기 압하율은, 바람직하게는 18 ％ 이상, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상이다. 상한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 상기 압하율이 80 ％ 를 초과하면 설비 부하가 커지는 등의 문제를 초래하는 경우가 있기 때문에, 상기 압하율은 80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 패스 수 : 3 패스 이상
열간 압연의 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 패스 수 (압연 횟수) 가 3 패스 (3 회) 미만에서는 변형의 축적이 불충분해짐으로써, 계속되는 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 패스 수는 3 패스 이상으로 한다. 상기 압연 패스 수는, 바람직하게는 4 패스 이상으로 한다. 상한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 그 압연 패스 수의 증대는 압연 최종 패스 (마무리 압연 최종 패스) 에서의 압연 온도 저하를 초래하기 때문에, 상기 압연 패스는 8 패스 이하로 하는 것이 바람직하다.
1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연의 1 패스 당의 압하율 : 15 ％ 이상
열간 압연의 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연의 1 패스 (1 회) 당의 압하율이 15 ％ 미만에서는 변형의 축적이 불충분해짐으로써, 계속되는 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 1 패스 당의 압하율은 15 ％ 이상으로 한다. 상기 압하율은, 바람직하게는 17 ％ 이상, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상이다. 상한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 상기 압하율의 증대는 형상 안정성의 저하 등을 초래하는 경우가 있기 때문에, 상기 압하율은 50 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간 : 2.0 s 이하
1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간이 2.0 s 를 초과하면 변형의 축적이 불충분해짐으로써, 계속되는 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간은 2.0 s 이하로 한다. 여기서, 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간이란, 피압연재의 동일 지점이, 1000 ℃ 미만으로 되어 최초 압연 패스의 압연 롤에 접하고 나서 최종 압연 패스의 압연 롤을 떠날 (통과할) 때까지의 시간을 의미한다. 상기 압연 시간은, 바람직하게는 1.7 s 이하, 보다 바람직하게는 1.4 s 이하로 한다. 하한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 과도한 고속 압연은 조업 안정성의 저하 등을 초래하기 때문에, 상기 압연 시간은 0.2 s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
최종 패스의 압연 온도 : 850 ∼ 940 ℃
최종 패스의 압연 온도 (마무리 압연 종료 온도) 가 850 ℃ 미만에서는 과잉된 변형 축적을 위해서, 계속되는 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 한편, 상기 압연 온도가, 940 ℃ 를 초과하면 변형의 축적이 불충분해짐으로써, 계속되는 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 최종 패스의 압연 온도는 850 ∼ 940 ℃ 로 한다. 상기 압연 온도는, 바람직하게는 860 ℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 870 ℃ 이상이다. 또, 상기 압연 온도는, 바람직하게는 920 ℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 910 ℃ 이하이다.
700 ℃ 까지의 평균 냉각 속도 : 50 ℃/s 이상
최종 패스의 압연 온도 (마무리 압연 종료 온도) 에서부터 700 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 50 ℃/s 미만에서는 압연 변형의 일부가 해방되어 변형의 축적이 불충분해짐으로써, 계속되는 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 최종 패스의 압연 온도에서부터 700 ℃ 까지의 평균 냉각 속도는 50 ℃/s 이상으로 한다. 상기 평균 냉각 속도는, 바람직하게는 80 ℃/s 이상이다. 상한은 특별히 규정되어 있지 않지만, 강판의 형상 안정성 등의 관점에서는, 상기 평균 냉각 속도는 1000 ℃/s 이하가 바람직하다.
권취 온도 : 580 ∼ 700 ℃
권취 온도가 580 ℃ 미만에서는 베이나이트나 마텐자이트가 증가하여 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않는다. 한편, 권취 온도가 700 ℃ 를 초과하면, 페라이트 변태의 과냉도가 작아짐으로써 페라이트 변태 시에 랜덤한 방위의 페라이트가 감소하여, 본 발명의 결정립의 최대 방위 밀도가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 권취 온도는 580 ℃ ∼ 700 ℃ 로 한다. 권취 온도는, 바람직하게는 590 ℃ 이상이다. 또한, 권취 온도는, 바람직하게는 680 ℃ 이하이다. 권취 후에는, 예를 들어 실온까지 냉각시킨다.
상기한 제조 방법의 조건 이외에는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 열연 강판은, 특별히 한정되지 않지만, 인장 강도 (TS) 가 200 ㎫ 이상이 바람직하고, 270 ㎫ 이상이 보다 바람직하다. 또, 본 발명의 열연 강판은, 특별히 한정되지 않지만, 인장 강도 (TS) 가 780 ㎫ 이하가 바람직하고, 650 ㎫ 이하가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 열연 강판은, 구멍 확장률이 100 ％ 이상인 우수한 연신 플랜지성을 갖는다. 구멍 확장률은, 110 ％ 이상이 바람직하고, 120 ％ 이상이 보다 바람직하다. 또, TS, 구멍 확장률은, 각각 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진다.
실시예
표 1 에 나타내는 성분 조성의 강을 진공 용해로에 의해 용제하고 슬래브로 한 후, 표 2 에 나타내는 조건에서 슬래브의 가열 및 열간 압연을 실시하였다. 얻어진 열연 강판을 사용하여, 이하의 시험 방법에 따라, 조직 관찰, 인장 특성 및 구멍 확장 시험의 평가를 실시하였다.
조직 관찰
페라이트의 면적률은, 이하와 같이 구하였다. 얻어진 열연 강판으로부터 샘플을 잘라내어, 압연 방향으로 평행한 판두께 단면을 연마 후, 3 ％ 나이탈로 부식시키고, 판두께 1/4 위치를 SEM (주사형 전자 현미경) 으로 1500 배의 배율로 각각 3 시야 촬영하였다. 얻어진 2 차 전자 이미지의 화상 데이터로부터 Media Cybernetics 사 제조의 Image-Pro 를 사용하여 각 조직의 면적률을 구하고, 3 시야에서의 평균 면적률을 각 조직의 면적률로 하였다. 화상 데이터에 있어서, 페라이트는 흑색 또는 암회색이며 매끄러운 입계를 갖는다. 탄화물은 흰색 선 또는 점상이고, 페라이트와 탄화물로 층상의 형태를 형성하고 있는 것은 펄라이트로서 구별된다. 상기 이외의 조직은 기타로서 구별되었다.
얻어진 결과를 표 3 에 나타낸다. 또, 표 3 중의 「F」는 페라이트를 의미하고, 「P」는 펄라이트를 의미하고, 「O」는 기타 조직 (마텐자이트, 베이나이트 중 어느 1 종 이상) 을 의미한다. 또한, 주상은, 그 상 (조직) 이 면적률로 50 ％ 초과를 차지하는 것을 의미한다.
결정 방위 (결정립의 최대 방위 밀도)
상기 조직 관찰에 사용한 동일 샘플에 대해서, 압연 방향으로 평행한 판두께 단면의 판두께 1/4 위치를 중심으로 한 500 ㎛ × 500 ㎛ 의 영역에 대해서, 후방 전자 산란 회절법 (EBSD) 에 의해 결정 방위를 구하여, Φ1, Φ2, Φ 각각의 범위를 0 ∼ 90 으로 하고, 또한 각각의 Resolution 을 5 로 하여 ODF (결정 방위 분포 함수) 계산을 실시하고, 그 시야의 결정립의 최대 방위 밀도를 구하였다. 이것을 동일한 5 개 지점에 대해서 실시하고, 그 평균을 결정립의 최대 방위 밀도로 하였다. 또한, 상기한 결정 방위 데이터에 대해서, ND 면 (Normal Direction) 이, 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면이 되도록 좌표 변화를 실시하여, Φ1, Φ2, Φ 각각의 범위를 0 ∼ 90 으로 하고, 또한 각각의 Resolution 을 5 로 하여 ODF (결정 방위 분포 함수) 계산을 실시하고, 그 시야의 결정립의 최대 방위 밀도를 구하였다. 이것을 동일한 5 개 지점에 대해서 실시하고, 그 평균을 판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도로 하였다. 또, EBSD 의 측정은, 가속 전압 30 ㎸, 스텝 사이즈 0.5 ㎛ 로 하였다.
인장 시험
얻어진 열연 강판으로부터, 압연 방향에 대하여 평행 방향으로 JIS 5 호 인장 시험편 (JIS Z 2201) 을 채취하여, 변형 속도가 10-3/s 로 하는 JIS Z 2241 의 규정에 준거한 인장 시험을 실시하고, 인장 강도 (TS) 를 구하였다.
구멍 확장 시험
얻어진 열연 강판으로부터, 폭 100 ㎜, 길이 100 ㎜ 의 시험편을 채취하여, JFST1001 (철강 연합 규격) 에 따라서 구멍 확장 시험을 5 회 실시하고 평균의 구멍 확장률 λ (％) 를 구하여, 연신 플랜지성을 평가하였다. λ 가 100 ％ 이상인 것을 연신 플랜지성이 우수한 것으로 평가하여, 합격으로 하였다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
발명예는, 모두 우수한 연신 플랜지성을 갖는 열연 강판이다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 원하는 연신 플랜지성이 얻어지지 않았다.
본 발명에 의하면, 우수한 연신 플랜지성을 갖는 열연 강판을 안정적으로 얻을 수 있다. 본 발명의 강판을 자동차 부품 용도에 사용하면, 자동차의 충돌 안전성 개선과 연비 향상에 크게 기여할 수 있다.

Claims (4)

  1. 질량％ 로,
    C : 0.10 ％ 이하,
    Si : 2.0 ％ 이하,
    Mn : 2.0 ％ 이하,
    P : 0.100 ％ 이하,
    S : 0.02 ％ 이하,
    Al : 1.5 ％ 이하,
    O : 0.0025 ％ 이하를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
    주상이 페라이트이며, 결정립의 최대 방위 밀도가 2.1 이하인, 열연 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    판면에 대하여 압연 직각 방향에서 판두께 방향으로 45˚경사진 면의 결정립의 최대 방위 밀도가 1.5 이하인, 열연 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성분 조성이, 추가로 질량％ 로,
    Cr : 0.005 ∼ 2.0 ％,
    Ti : 0.005 ∼ 0.20 ％,
    Nb : 0.005 ∼ 0.20 ％,
    Mo : 0.01 ∼ 2.0 ％,
    V : 0.01 ∼ 1.0 ％,
    Cu : 0.01 ∼ 4.0 ％,
    Ni : 0.005 ∼ 2.0 ％,
    B : 0.0001 ∼ 0.01 ％,
    Ca : 0.0001 ∼ 0.0050 ％,
    REM : 0.0001 ∼ 0.0050 ％,
    Sb : 0.0010 ∼ 0.10 ％,
    Sn : 0.0010 ∼ 0.10 ％ 에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 포함하는, 열연 강판.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 기재된 성분 조성을 갖는 슬래브를 1100 ℃ 이상으로 가열하고,
    1000 ℃ 이상의 온도역에서 6 패스 이상, 또한 1 패스 당 15 ％ 이상의 압하율로 압연을 실시하고,
    이어서 1000 ℃ 미만의 온도역에서 3 패스 이상, 또한 1 패스 당 15 ％ 이상의 압하율, 또한 1000 ℃ 미만의 온도역에서의 압연 시간이 2.0 s 이하, 또한 최종 패스의 압연 온도가 850 ∼ 940 ℃ 가 되는 조건에서 압연을 실시한 후,
    50 ℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 700 ℃ 까지 냉각시키고, 580 ∼ 700 ℃ 에서 권취하는, 열연 강판의 제조 방법.
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