KR20230166117A - 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강 및 이의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법 - Google Patents

고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강 및 이의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법 Download PDF

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Abstract

인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강 및 급속 열처리 용융 도금 제조 방법으로서, 이 철강의 성분 질량백분율은 C: 0.045 내지 0.12%, Si: 0.1 내지 0.5%, Mn: 1.0 내지 2.0%, P≤0.02%, S≤0.006%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이다. 본 발명은 급속 열처리를 통해 어닐링 과정에서 변형 조직의 회복, 페라이트 재결정화 및 오스테나이트 변태 과정을 변화시킴으로써, 결정핵 생성점을 증가시키고, 결정립 성장 시간을 단축하며, 열처리 효율을 높이는 동시에 재료의 강도 및 성형 성능(n90 값)을 향상시켜, 재료 성능 구간의 범위를 확장시켰다.

Description

고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강 및 이의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법
본 발명은 재료 급속 열처리 기술 분야에 속하는 것으로, 보다 상세하게는 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(Dual-phase steel)(용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품 포함) 및 이의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법에 관한 것이다.
에너지 절약 및 재료 서비스 안전에 대한 사람들의 인식이 점차 개선됨에 따라, 많은 자동차 제조업체는 차량용 재료로 고강도강을 선택하고 있으며, 그 중 자동차의 배기 시스템에는 고강도, 고인성 및 고내식성을 가진 동시에 일정한 내열성도 요구되며; 동시에 가전 및 건축 자재에는 고강도의 얇은 매트릭스 재료뿐만 아니라 내식성이 우수한 도금층도 요구되므로; 자동차, 가전, 건축 등 분야에서 도금 제품의 내식성, 덴트 저항성, 내구성, 큰 변형 충격 강도 및 안전성에 대한 요구 수준이 점점 더 높아지고 있다.
차량용 용융 아연 도금 고강도강 중에서, 용융 아연 도금 2상강은 가장 광범위하게 사용되며 적용 전망이 가장 우수하다. 저탄소 저합금 용융 아연 도금 2상강은 낮은 항복점, 높은 초기 가공 경화율 및 우수한 강도와 가소성 적합성 등의 특징이 있어, 높은 강도 및 우수한 성형성으로 차량 구조 스탬핑용으로 널리 사용되는 강종으로 자리 잡았다.
그러나 철강 제품의 내식성에 대한 요구 수준이 지속적으로 높아짐에 따라, 순수 용융 아연 도금은 이미 점차 요건을 충족시킬 수 없으므로, 새로운 고내식성 도금층 품종의 개발이 시급하다. 따라서 내식성이 더욱 우수한 용융 알루미늄-아연 도금, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금의 도금층에 대한 연구가 갈수록 늘고 있다. 이에 따라, 용융 알루미늄-아연 도금, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 고강도강 제품도 등장하였다.
현재, 용융 알루미늄-아연 도금, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강 개발을 위한 주요 수단은 합금 원소 첨가, 임계 어닐링 공정 중 소킹 온도, 시간 및 냉각 속도 조정을 통해 용융 도금 2상강의 조직 성능을 바꾸는 것이다.
중국 특허 출원 CN201710994660.X는 "550MPa급 구조용 용융 알루미늄-아연 도금 강판 및 이의 제조 방법"을 개시하였으며, 화학적 성분은 C: 0.02 내지 0.07%, Si≤0.03%, Mn: 0.15 내지 0.30%, P≤0.020%, Si≤0.020%, Nb: 0.015 내지 0.030%, Als: 0.020 내지 0.070%이고, 55 내지 60%의 낮은 냉간 압연 압하율을 채택하여 냉간 압연을 수행하며, 항복강도는 550MPa 이상, 인장강도는 560MPa, 연신율은 약 10%인데, 이 특허에서 제안하는 강판은 연신율이 비교적 낮고, 항복강도가 비교적 높은 문제가 있어, 후속 가공 과정에 영향을 미칠 수 있다.
중국 특허 출원 CN102363857B는 "항복강도 550MPa 구조용 컬러 코팅판의 생산 방법"을 개시하였으며, 여기에서 Ti 및 Nb는 각각 최대 0.05% 및 0.045%이고, 이의 항복강도 Rp0.2는 550 내지 600MPa에 달하고; 인장강도 Rm은 560 내지 610MPa이고, 파단 연신율 A80mm은 ≥6%인데, 강화 방식이 주로 저온 어닐링을 통해 대부분 비결정화된 띠상 조직을 유지하여 강도를 향상시키지만, 가소성이 비교적 떨어져, 마찬가지로 성형에 영향을 미친다.
중국 특허 출원 CN100529141C는 "풀하드(Full-hard) 알루미늄-아연 도금 강판 및 이의 생산 방법"을 개시하였으며, 이 방법으로 제조된 강판은 항복강도가 600MPa 이상이고, 파단 연신율이 ≤7%이며, 이의 Ti 및 Nb 총 함량은 0.15 내지 0.100%이고, 어닐링 온도는 630 내지 710℃로, 저온 회복 어닐링 방식을 통해 풀하드 강판을 획득할 수 있으나, 이 방법으로 획득된 강판 제품은 연신율이 너무 낮아, 현재의 가공 성형 성능 요건을 충족시킬 수 없다.
중국 특허 출원 CN201911161556.8은 "용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 고강도강, 제조 방법 및 응용"을 개시하였으며, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 고강도강은 기재 및 기재 표면의 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금층을 포함하며, 성분 설계, 및 성분 설계를 기반으로 한 생산 공정에 대한 제어를 통해, CSP 박판 슬래브 연속 주조 및 연속 압연 생산라인과 일반 용융 아연 도금 생산라인을 핵심 공정으로 하는 제련, 열간 압연, 냉간 압연, 어닐링의 공정 생산 프로그램 및 핵심 생산 기술을 형성하였다. 위 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 고강도강은 항복강도가 550MPa보다 크고, 연신율이 17%보다 크다. 이는 성형성이 좋지 않아, 고내식성이 요구되나 성형성 요구 수준이 높지 않은, 태양광 지지대, 고속도로 가드레일 등의 산업에만 적합하다.
중국 특허 출원 CN106811686A는 "표면 품질이 우수한 고강도 아연-알루미늄-마그네슘 도금층 강판 및 이의 제조 방법"을 개시하였으며, 강판의 화학 성분은 C: 0.09 내지 0.18%, Si: 0.40 내지 1.60%, Mn: 0.80 내지 2.10%, S: 0.001 내지 0.008%이 포함되고, Cr: 0.01 내지 0.60%, 및/또는 Mo: 0.01 내지 0.30%를 더 첨가할 수 있다. 도금층의 화학 성분은 Al: 1 내지 14%, Mg: 1.0 내지 5.0%이고, 나머지는 아연 및 불가피한 불순물이다. 이 특허는 고강도 아연-알루미늄-마그네슘 도금층 강판의 생산 방법을 제안하였으나, 비용이 높고, Si 함량이 너무 높아 표면 품질 문제를 일으키기 쉬우며, 항복강도가 너무 높고, 연신율이 비교적 낮아, 후속 가공 및 성형에 영향을 미친다.
중국 특허 출원 CN104419867A는 "1250MPa급 초고강도 아연-알루미늄-마그네슘 도금층 강판 및 이의 생산 방법"을 개시하였으며, 강판의 화학 성분 중량백분율은 C: 0.15 내지 0.35%, Si: 0.50 내지 1.80%, Mn: 2.0 내지 5.0%이고, Mn/Si는 2보다 작고, 나머지는 철 및 불가피한 불순물이며; 도금층의 화학 성분 중량백분율은 Al: 1 내지 15%, Mg: 1 내지 5%, Al/Mg≥1이고, 나머지는 Zn 및 불가피한 불순물이다. 생산 방법에는 제련-연속 주조-열간 연속 압연-냉간 연속 압연-용융 연속 도금 공정이 포함되며, 본 발명에 따라 제조된 고내식성 초고강도 아연-알루미늄-마그네슘 도금층 강판은, 강도가 1250 내지 1500MPa, 파단 연신율이 12 내지 18%이고, 내식성은 일반 아연 도금판의 4배 이상이고, 도금층은 180°5a 굽힘 시 균열이 없고, 박리가 일어나지 않아, 고내식성 고강도 경량화 수요를 충족시킨다. 이 특허는 고강도 아연-알루미늄-마그네슘 도금층 강판의 생산 방법을 제안하였으나, Si 함량이 너무 높아 표면 품질 문제를 일으키기 쉬우며, C 함량이 너무 높아, 용접성이 떨어지므로, 후속 가공 및 성형에 영향을 미친다.
요약하면, 현재 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 제품은 비용이 높고, 표면 품질이 비교적 떨어지며, 강도 또는 연신율 적합성이 좋지 않아 후속 가공 및 성형이 저하되는 문제가 있다. 동시에 과거에는 기업 생산 장비의 한계로 인해, 대부분의 관련 연구가 종래의 가열 장비의 가열 속도(5 내지 20℃/s)를 기반으로 띠강을 가열하여 재결정화 및 오스테나이트화를 완료하였다(중국 특허 CN104988391A). 최근에는, 횡자기 유도 가열 및 새로운 직화 가열 등 급속 가열 기술의 개발로 인해, 급속 열처리 공정이 산업적으로 응용되고 있다. 냉간 압연 띠강은 실온에서 시작해 수십 초 심지어 몇 초 내에 오스테나이트화 과정을 구현할 수 있어, 용광로 가열 구간 길이를 크게 단축하였으며, 장치 유닛 속도 및 생산 효율을 향상시켰다. 동시에, 매우 짧은 시간 내에 완료되는 재결정화 및 오스테나이트화 과정도 보다 유연하고 플렉시블한 조직 설계를 제공하며, 나아가 합금 성분 및 압연 공정을 변경할 필요 없이 재료의 성능을 개선한다.
2상강으로 대표되는 고내식성 고급 고강도강은 광범위한 응용 전망을 가지고 있으며, 급속 열처리 기술은 엄청난 개발 가치가 있고, 이들 둘의 조합은 2상강의 개발에 더 많은 잠재력을 제공한다.
본 발명의 목적은 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(용융 알루미늄-아연 도금 AZ 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품 포함) 및 급속 열처리 용융 도금 제조 방법을 제공하는 데에 있으며, 이는 급속 열처리를 통해 어닐링 과정 중 변형 매트릭스의 회복, 페라이트 재결정화, 오스테나이트 변태 및 결정립 성장 등 과정을 제어하고, 최종적으로 열처리를 완료한 후 미세한 페라이트 조직 및 다형성 강화상 조직을 획득하며, 재료 강도가 대폭 향상되는 동시에 인성도 개선되어, 획득된 2상강은 항복강도가 ≥300MPa이고, 인장강도가 ≥590MPa이고, 연신율이 ≥20%이고, 인장강도와 연신율의 곱(强塑積)이 ≥15GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값이 0.20보다 크다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 채택하는 기술적 해결책은 이하와 같다.
인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강으로서, 이의 화학 성분 질량백분율은 C: 0.045 내지 0.12%, Si: 0.1 내지 0.5%, Mn: 1.0 내지 2.0%, P≤0.02%, S≤0.006%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이다. 바람직하게는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 ≥300MPa이고, 인장강도는 ≥590MPa이고, 연신율은 ≥20%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 ≥15GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.20보다 크며; 보다 바람직하게는, 항복강도는 300 내지 560MPa, 예를 들어 300 내지 400MPa 또는 450 내지 560MPa이고, 인장강도는 590 내지 860MPa, 바람직하게는 630 내지 860MPa이고, 연신율은 20 내지 30%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 15 내지 21GPa%이다. 바람직하게는, C 함량은 0.045 내지 0.105% 또는 0.05 내지 0.12%이다. 바람직하게는, Si 함량은 0.1 내지 0.4%이다. 바람직하게는, Mn 함량은 1.0 내지 1.5% 또는 1.2 내지 2.0%이다. 바람직하게는, 2상강에는 Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘이 함유될 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.3%이다. 바람직하게는, 2상강의 금속 조직은 균일하게 분포된 페라이트 및 마르텐사이트 2상 조직이고, 평균 결정립 치수는 1 내지 5μm이다.
바람직하게는, 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강은,
1) 제련, 주조
상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
2) 열간 압연, 권취
권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
3) 냉간 압연
냉간 압연 압하율이 40 내지 85%인 단계; 및
4) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
냉간 압연 후의 강판을 750 내지 845℃로 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 15 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)이고;
2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 30 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
그 다음 소킹을 수행하고; 소킹 온도는 750 내지 845℃이고, 소킹 시간은 10 내지 60초이고;
소킹이 종료된 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각한 후, 50 내지 200℃/s(예를 들어 50 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고, 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s(예를 들어 30 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 10 내지 300℃/s(예를 들어 30 내지 180℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계의 공정을 통해 획득된다.
바람직하게는, C 함량은 0.065 내지 0.085% 또는 0.07 내지 0.10%이다.
바람직하게는, Si 함량은 0.15 내지 0.25% 또는 0.1 내지 0.4%이다.
바람직하게는, Mn 함량은 1.2 내지 1.35% 또는 1.5 내지 1.8%이다.
바람직하게는, 2상강에는 Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘이 함유될 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.4%, 또는 ≤0.2이다.
바람직하게는, 단계 4)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 159초, 바람직하게는 29 내지 122초이다.
바람직하게는, 단계 2)에서, 열간 압연의 최종 압연 온도는 ≥Ar3이다.
바람직하게는, 단계 2)에서, 권취 온도는 580 내지 650℃이다.
바람직하게는, 단계 3)에서, 냉간 압연 압하율은 60 내지 80%이다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 250℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득한다.
본 발명에 따른 2상강의 금속 조직은 균일하게 분포된 페라이트 및 마르텐사이트 2상 조직이고, 평균 결정립 치수는 1 내지 5μm, 예를 들어 1 내지 3μm이다.
일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 화학 성분 질량백분율은 C: 0.045 내지 0.105%, Si: 0.1 내지 0.4%, Mn: 1.0 내지 1.5%, P≤0.02%, S≤0.006%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.3%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이다. 바람직하게는, 2상강의 C 함량은 0.065 내지 0.085%이고; 바람직하게는, 2상강의 Si 함량은 0.15 내지 0.25%이고, 바람직하게는, 2상강의 Mn 함량은 1.2 내지 1.35%이다. 바람직하게는, 2상강에는 Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘이 함유될 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.2%이다. 바람직하게는, 2상강의 금속 조직은 균일하게 분포된 페라이트 및 마르텐사이트 2상 조직이고, 평균 결정립 치수는 1 내지 3μm이다. 바람직하게는, 2상강의 항복강도는 30 내지 400MPa이고, 인장강도는 630 내지 700MPa이고, 연신율은 22 내지 30%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 15 내지 20GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.21보다 크고; 보다 바람직하게는, 2상강의 항복강도 304 내지 398MPa이고, 인장강도는 630 내지 698MPa이고, 연신율은 22.3 내지 29.4%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 15.3 내지 19.4GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.21보다 크다. 바람직하게는, 2상강은,
a) 제련, 주조
상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
b) 열간 압연, 권취
권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
c) 냉간 압연
냉간 압연 압하율이 40 내지 85%인 단계; 및
d) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
냉간 압연 후의 강판을 750 내지 845℃로 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 15 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)이고;
2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 30 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
그 다음 소킹을 수행하고; 소킹 온도는 750 내지 845℃이고, 소킹 시간은 10 내지 60초이고; 소킹 종료 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각한 다음, 50 내지 200℃/s(예를 들어 50 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고, 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 180℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계의 공정을 통해 획득된다.
바람직하게는, 단계 d)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 122초이다.
바람직하게는, 단계 b)에서, 열간 압연의 최종 압연 온도는 ≥Ar3이다.
바람직하게는, 단계 b)에서, 권취 온도는 580 내지 650℃이다.
바람직하게는, 단계 c)에서, 냉간 압연 압하율은 60 내지 80%이다.
바람직하게는, 단계 d)에서, 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이다.
바람직하게는, 단계 d)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 d)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
일부 실시방안에서, 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 화학 성분 질량백분율은 C: 0.05 내지 0.12%, Si: 0.1 내지 0.5%, Mn: 1.2 내지 2.0%, P≤0.015%, S≤0.003%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이다. 바람직하게는, 2상강의 C 함량은 0.07 내지 0.10%이다. 바람직하게는, 2상강의 Si 함량은 0.1 내지 0.4%이다. 바람직하게는, 2상강의 Mn 함량은 1.5 내지 1.8%이다. 바람직하게는, 2상강에는 Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘이 함유될 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.4%이다. 바람직하게는, 2상강의 금속 조직은 균일하게 분포된 페라이트 및 마르텐사이트 2상 조직이고, 평균 결정립 치수는 1 내지 5μm이다. 바람직하게는, 2상강의 항복강도는 470 내지 560MPa이고, 인장강도는 780 내지 860MPa이고, 연신율은 20 내지 25%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 16 내지 21GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.20보다 크고; 보다 바람직하게는, 이 2상강의 항복강도는 476 내지 556MPa이고, 인장강도는 786 내지 852MPa이고, 연신율은 20.1 내지 24.8%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 16.7 내지 20.2GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.20보다 크다. 바람직하게는, 2상강은,
A) 제련, 주조
상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
B) 열간 압연, 권취
권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
C) 냉간 압연
냉간 압연 압하율이 40 내지 85%인 단계; 및
D) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
냉간 압연 후의 강판을 750 내지 845℃로 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 150 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)이고;
2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 30 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
그 다음 소킹을 수행하고; 소킹 온도는 750 내지 845℃이고, 소킹 시간은 10 내지 60초이고;
소킹이 종료된 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각한 후, 50 내지 200℃/s(예를 들어 50 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고, 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 150℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후 10 내지 300℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계의 공정을 통해 획득된다.
바람직하게는, 단계 D)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간이 29 내지 159초이다.
바람직하게는, 단계 B)에서, 열간 압연의 최종 압연 온도는 ≥Ar3이다.
바람직하게는, 단계 B)에서, 권취 온도는 580 내지 650℃이다.
바람직하게는, 단계 C)에서, 냉간 압연 압하율은 60 내지 80%이다.
바람직하게는, 단계 D)에서, 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이다.
바람직하게는, 단계 D)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 D)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 D)에서, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 250℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득한다.
본 발명에 따른 철강의 성분과 공정 설계는 이하와 같다.
C: 탄소는 철강에서 가장 일반적인 강화 원소이며, 탄소는 철강의 강도를 증가시키고, 가소성을 감소시키지만, 성형용 철강의 경우, 필요한 것은 낮은 항복강도, 높은 균일 연신율 및 총 연신율이므로, 탄소 함량이 너무 높지 않아야 한다. 탄소 함량은 철강의 기계적 성능에 매우 큰 영향을 미치는데, 탄소 함량이 높아지면, 펄라이트의 수가 증가하여, 철강의 강도와 경도가 대폭 향상되지만, 가소성과 인성이 현저하게 낮아지며, 탄소 함량이 너무 높으면, 철강에서 현저한 망상 탄화물이 나타날 수 있으며, 망상 탄화물의 존재는 강도, 가소성 및 인성을 모두 현저하게 저하시킬 수 있고, 철강 중 탄소 함량 증가로 인한 강화 효과도 현저하게 약화되어, 철강의 공정 성능이 저하되므로, 강도를 보장한다는 전제 하에 탄소 함량을 가능한 줄여야 한다.
2상강의 경우, 탄소 원소는 주로 어닐링 과정에서 형성되는 오스테나이트의 부피 분율에 영향을 미치며, 오스테나이트 형성 과정에서, 탄소 원소는 오스테나이트 또는 페라이트에서의 확산 과정이 실제로 오스테나이트 결정립 성장을 제어하는 과정으로 기능한다. 탄소 함량이 높아지거나 임계 영역 가열 온도가 높아짐에 따라, 오스테나이트 부피 분율이 증가하여, 냉각 후 형성되는 마르텐사이트상 조직이 증가하여, 재료의 강도가 증가하므로, 재료 강도와 인성의 적합성, 급속 어닐링 과정 강도의 향상을 종합적으로 고려한다. 본 발명의 탄소 함량은 0.045 내지 0.12% 범위 내로 제한한다.
Mn: 망간은 철과 고용체를 형성하여, 탄소강에서 페라이트와 오스테나이트의 강도 및 경도를 향상시키고, 강재를 열간 압연 후 냉각 과정에서 더 미세하고 강도가 더 높은 펄라이트를 획득하며, 펄라이트의 함량은 Mn 함량이 증가함에 따라 증가한다. 망간은 동시에 탄화물의 형성 원소이기도 하며, 망간의 탄화물은 시멘타이트에 용해되어, 펄라이트의 강도를 간접적으로 강화시킨다. 망간은 철강의 담금질성을 강력하게 향상시켜, 그 강도를 더욱 향상시킬 수도 있다.
2상강의 경우, 망간 원소는 임계 영역 어닐링 시 오스테나이트 형성 동역학에 현저한 영향을 미치는 원소 중 하나이며, 망간은 주로 오스테나이트 생성 후 페라이트로의 변환과 성장의 과정 및 오스테나이트와 페라이트의 최종 평형 과정에 영향을 미친다. 오스테나이트에서 망간 원소의 확산 속도는 페라이트에서의 확산 속도보다 훨씬 느리기 때문에, 망간 확산에 의해 제어되는 오스테나이트 결정립 성장은 더 긴 시간이 필요하며, 망간이 오스테나이트 내에서 균일한 분포에 도달하는 데 더 오랜 시간이 걸린다. 임계 영역 가열 시, 온도 유지 시간이 비교적 짧으면, 망간 원소가 오스테나이트 내에서 균일한 분포에 도달하지 못하며, 이후 냉각 속도가 충분하지 않으면, 균일한 마르텐사이트 아일랜드 조직을 얻을 수 없다. 급속 열처리 공정에 의해 생산된 2상강에서(예를 들어 수냉 연속 어닐링 생산라인), 망간 함량이 일반적으로 비교적 높아, 오스테나이트 생성 후 비교적 높은 망간 함량을 갖게 되어, 오스테나이트 아일랜드의 담금질성이 보장되며, 냉각 후 균일한 마르텐사이트아일랜드 조직 및 비교적 균일한 성능이 획득된다. 또한, 망간 원소는 γ상 영역을 확대하고, Ac1 및 Ac3 온도를 낮추기 때문에, 망간 함유 철강은 동일한 열처리 조건 하에서 저탄소강보다 더 높은 마르텐사이트 부피 분율을 획득한다. 그러나 망간 함량이 비교적 높으면, 철강 중 결정립이 조대화되는 경향이 나타나고, 철강의 과열감도가 증가하며, 용융 제련 및 열간 압연 후 냉각이 부적절하면, 탄소강에 백점이 발생하기 쉽다. 상기 요인들을 종합적으로 고려하여, 본 발명은 망간 함량을 1.0 내지 2.0% 범위 내에서 설계한다.
Si: 규소는 페라이트 또는 오스테나이트에서 고용체를 형성하여, 철강의 항복강도와 인장강도를 강화하며, 규소는 철강의 냉간 가공 변형 경화율을 증가시킬 수 있는, 합금강에서 유익한 원소이다. 또한 규소는 규소망간강의 입계 파단면에 현저한 농축 현상이 있으며, 결정계 위치에서 규소의 편석은 탄소와 인의 결정계를 따르는 분포를 완화시켜, 결정계의 취성 상태를 개선할 수 있다. 규소는 철강의 강도, 경도 및 내마모성을 향상시킬 수 있으며, 철강의 가소성을 크게 저하시키지 않는다. 규소 탈산 능력이 비교적 강하여, 제강 시 일반적으로 사용하는 탈산제이며, 규소는 용강의 유동성을 증가시킬 수 있어 일반 철강에 모두 규소가 함유되지만, 철강에서 규소의 함량이 너무 높으면, 가소성과 인성이 현저하게 낮아질 수 있다.
2상강의 경우, 규소의 주요 영향은 주어진 어닐링 시간을 줄이는 조건 하에서 최종 평형 상태에서 오스테나이트 부피 분율을 낮추는 것이다. 규소는 오스테나이트 성장 속도에 현저한 영향을 미치지 않지만, 오스테나이트의 형성 형태와 분포에는 현저한 영향을 미친다. 따라서 본 발명은 규소 함량을 0.1 내지 0.5%의 범위 내로 결정한다.
Cr: 철강에서 크롬의 주요 작용은 담금질성을 향상시키는 것이다. 철강이 담금질 및 템퍼링 후 비교적 우수한 종합적 기계적 성능을 갖도록 한다. 크롬과 철은 연속 고용체를 형성하며, 오스테나이트상 영역을 축소시킨다. 크롬과 탄소는 다양한 탄화물을 형성하며, 탄소와의 친화력은 철 및 망간 원소보다 크다. 크롬과 철은 금속 간 화합물 σ상(FeCr)을 형성할 수 있으며, 크롬은 펄라이트 중 탄소 농도 및 오스테나이트 중 탄소의 극한 용해도를 감소시킬 수 있고; 크롬은 오스테나이트의 분해 속도를 완화시고, 철강의 담금질성을 현저하게 향상시킨다. 그러나 철강의 템퍼링 취성 경향도 증가시킨다. 크롬 원소는 철강의 강도와 경도를 향상시킬 수 있으며, 다른 합금 원소를 동시에 첨가하면, 더 큰 효과를 발휘한다. Cr은 공랭 시 철강의 담금질 능력을 향상시키기 때문에, 철강의 용접 성능에 불리한 영향을 미친다. 그러나 크롬 함량이 0.3% 미만이면, 용접성에 대한 불리한 영향을 무시할 수 있다; 크롬 함량이 이보다 높으면, 용접 시 균열 및 슬래그 혼입 등 결함이 발생하기 쉽다. Cr이 기타 합금 원소와 함께 존재할 경우(예를 들어 V와 공존), 용접성에 대한 Cr의 불리한 영향이 크게 감소한다. 예를 들어 Cr, Mo 및 V 등 원소가 철강에 동시에 존재하는 경우, Cr 함량이 1.7%라고 하더라도, 철강의 용접 성능에는 현저하게 불리한 영향을 미치지 않는다. 본 발명에서 크롬 원소는 유익하나 필수 첨가 원소가 아니므로, 원가 상승 등의 요인을 고려하여 첨가량이 과도하지 않도록 한다. 일부 실시방안에서, Cr의 함량은 ≤0.35%이다.
Mo: 몰리브덴 원소는 철의 자가 확산 및 기타 원소의 확산 속도를 억제할 수 있다. Mo 원자 반경은 α-Fe 원자보다 크며, Mo가 α 고용체에 용해되면, 고용체가 강한 격자 왜곡을 일으키며, 동시에 Mo는 격자 원자 결합 인력을 증가시키고, α 페라이트의 재결정화 온도를 높일 수 있다. Mo는 펄라이트형, 페라이트형 및 마르텐사이트형 철강에서, 심지어 고합금 오스테나이트강에서의 강화 작용도 매우 현저하다. 철강에서 Mo의 우수한 작용은 철강 중 기타 합금 원소 사이의 상호 작용에 따라 결정된다. 철강에 강한 탄화물 형성 원소 V, Nb 및 Ti를 첨가하면, Mo의 고용 강화 작용이 더욱 현저해진다. 이는 강한 탄화물 형성 원소가 C와 결합하여 안정적인 탄화물을 형성할 때, Mo가 고용체에 더 효과적으로 용해되도록 촉진할 수 있어, 철강의 내열성 향상에 더욱 도움이 된다. Mo를 첨가하면 철강의 담금질성을 증가시킬 수 있지만, 그 효과는 C 및 Cr만큼 현저하지 않다. Mo는 펄라이트 영역의 변태를 억제하여, 중간 온도 영역의 변태를 가속화하므로, 냉각 속도의 경우 Mo 함유 철강도 일정량의 베이나이트를 형성하고, 페라이트의 형성을 제거할 수 있는데, 이는 Mo가 저합금 내열강의 내열성에 유리한 영향을 미치는 원인 중 하나이다. Mo는 철강의 고온 취성 경향을 현저히 감소시키고, 펄라이트 구상화 속도를 감소시킬 수도 있다. Mo 함량이 0.15% 이하이면, 철강의 용접 성능에 불리한 영향을 미치지 않는다. 본 발명에서 몰리브덴 원소는 유익하나 필수 첨가 원소가 아니므로, 원가 상승 등의 요인을 고려하여 첨가량이 과도하지 않도록 한다. 일부 실시방안에서, Mo의 함량은 ≤0.2%이다.
미세 합금 원소 Ti, Nb 및 V: 철강에 미량의 미세합금 원소 Nb, V 및 Ti를 첨가하면, 탄소 당량이 비교적 낮은 경우, 탄화물, 질화물 입자(크기 5nm 미만)의 확산 석출 및 Nb, V, Ti의 고용을 통해, 결정립을 미세화하고, 철강의 강도, 인성, 특히 저온 인성을 크게 향상시켜, 철강이 우수한 용접성, 사용성을 갖도록 보장할 수 있다. Nb, V 및 Ti는 탄화물 및 질화물의 형성 원소이며, 이러한 원소는 비교적 낮은 농도에서 이러한 요건을 충족시킬 수 있는데, Nb, V 및 Ti는 강한 탄화물 형성 원소로, 실온일 때, 철강에서 대부분의 탄화물, 질화물, 탄질화물 형태로 존재하고, 적은 부분이 페라이트에 고용된다. Nb, V 및 Ti를 첨가하면 오스테나이트 결정립 성장을 차단하고, 철강의 조대화 온도를 높일 수 있다. 이는 이들의 탄화물, 질화물이 확산된 작은 입자가 오스테나이트 결정계를 고정시켜, 오스테나이트 결정계의 이동을 방해하고, 오스테나이트 재결정화 온도를 개선하며, 비결정화 영역을 확장하여, 오스테나이트 결정립 성장도 차단할 수 있기 때문이다. 철강에 미량의 Nb, V 및 Ti를 첨가하면, 한편으로는, 탄소 당량 함량이 감소하는 동시에 강도를 높이고 철강의 용접 성능을 향상시킬 수 있으며; 다른 한편으로는, 산소, 질소 및 황 등과 같은 불순물이 고정되어, 철강의 용접성을 개선할 수 있고; 다음으로, 미립자의 작용, 예를 들어 고온에서 TiN의 불용성으로 인해, 열 영향 영역 결정립의 조대화를 방지하고, 열 영향 영역의 인성을 향상시켜, 철강의 용접 성능을 개선할 수 있다. 본 발명에서 미세합금 원소는 유익하나 필수 첨가 원소가 아니므로, 원가 상승 등의 요인을 고려하여 첨가량이 과도하지 않도록 한다. 일부 실시방안에서, Ti의 함량은 ≤0.04%이다. 일부 실시방안에서, Nb의 함량은 ≤0.05%이다. 일부 실시방안에서, V의 함량은 ≤0.05%이다.
본 발명은 급속 가열, 단기 온도 유지 및 급속 냉각의 급속 열처리 공정을 통해 연속 열처리 공정 중 변형 조직의 회복, 재결정화, 오스테나이트 변태 및 결정립 성장 등 과정을 제어하고, 냉각 과정에서 페라이트 매트릭스상을 형성할 뿐만 아니라 다양항 강화상과 상 내의 성분 구배 분포를 형성하며, 최종적으로 미세한 페라이트 조직 및 다형성 강화상 조직을 획득하여, 비교적 바람직한 강도와 인성의 접합성을 갖춘 재료를 획득하고, 합금 비용 및 다양한 공정 제조 난이도를 낮추며, 동일한 강도 수준의 강종의 용접 성능 등 사용 성능을 향상시킨다.
구체적인 원리는 다음과 같다: 가열 과정의 상이한 온도 구간에서 상이한 가열 속도를 채택하는데, 저온 구간에서는 주로 변형된 조직의 회복이 일어나므로, 상대적으로 낮은 가열 속도를 채택해 에너지 소모를 줄일 수 있고; 고온 구간에서는 주로 상이한 상 조직의 재결정화 및 결정립 성장이 일어나므로, 반드시 상대적으로 높은 가열 속도를 채택해 조직이 고온 구간에서 체류하는 시간을 단축해야만 결정립이 성장하지 못하도록 보장할 수 있다. 가열 과정에서 가열 속도를 제어하여 가열 과정 중 변형된 조직의 회복 및 페라이트 재결정화 과정을 억제하고, 재결정화 과정을 오스테나이트 변태 과정과 겹치도록 함으로써, 재결정 결정립 및 오스테나이트 결정립의 핵 생성점을 증가시키고, 궁극적으로 결정립을 미세화한다. 단시간 온도 유지 및 급속 냉각을 통해, 소킹 과정에서 결정립 성장의 시간을 단축하여, 결정립 조직이 미세하고 균일하게 분포되도록 보장한다.
본 발명에 따른 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법은,
1) 제련, 주조
상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
2) 열간 압연, 권취
권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
3) 냉간 압연
냉간 압연 압하율은 40 내지 85%이고, 냉간 압연 후 경질 압연된 띠강 또는 강판을 획득하는 단계; 및
4) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
A) 급속 가열
냉간 압연 띠강 또는 강판을 실온에서 750 내지 845℃의 오스테나이트 및 페라이트 2상 영역에서 목표 온도까지 급속 가열하고, 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 150 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)이고;
2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 30 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
B) 소킹
오스테나이트 및 페라이트 2상 영역 목표 온도 750 내지 845℃에서 10 내지 60초의 소킹을 수행하고;
C) 냉각
띠강 또는 강판의 소킹이 종료된 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각하고; 이어서 50 내지 200℃/s(예를 들어 50 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고;
D) 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
띠강 또는 강판을 580 내지 600℃로 급속 냉각한 후 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
E) 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s(예를 들어 30 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 10 내지 300℃/s(예를 들어 30 내지 180℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 159초, 예를 들어 29 내지 122초이다.
바람직하게는, 일부 실시방안에서, 상기 방법은 화학 성분 질량백분율이 C: 0.045 내지 0.105%, Si: 0.1 내지 0.4%, Mn: 1.0 내지 1.5%, P≤0.02%, S≤0.006%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.3%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물인 전술한 어느 하나의 실시방안에 따른 2상강을 제조하는 데 사용되며, 여기에서 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 180℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득한다. 바람직하게는, 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 122초이다.
바람직하게는, 일부 실시방안에서, 상기 방법은 화학 성분 질량백분율이 C: 0.05 내지 0.12%, Si: 0.1 내지 0.5%, Mn: 1.2 내지 2.0%, P≤0.015%, S≤0.003%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물인 전술한 어느 하나의 실시방안에 따른 2상강을 제조하는 데 사용되며, 여기에서 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 150℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 10 내지 300℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득한다. 바람직하게는, 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 159초이다.
바람직하게는, 단계 2)에서, 열간 압연의 최종 압연 온도는 ≥Ar3이다.
바람직하게는, 단계 2)에서, 권취 온도는 580 내지 650℃이다.
바람직하게는, 단계 3)에서, 냉간 압연 압하율은 60 내지 80%이다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열에 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열한다.
바람직하게는, 단계 4)에서, 급속 가열 최종 온도는 770 내지 830℃이다.
바람직하게는, 단계 4)에 따른 소킹 과정에서, 띠강 또는 강판은 상기 오스테나이트 및 페라이트의 2상 영역 목표 온도까지 가열한 후, 온도가 변하지 않도록 온도 유지하여 소킹을 수행한다.
바람직하게는, 단계 4)에 따른 소킹 과정에서, 띠강 또는 강판은 소킹 시간 구간 내에 소폭 승온되거나 소폭 강온되고, 승온 후 온도는 845℃보다 높지 않고, 강온 후 온도는 750℃보다 낮지 않다.
바람직하게는, 소킹 시간은 10 내지 40초이다.
본 발명에 따른 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법은,
1. 가열 속도 제어
연속 가열 과정의 재결정화 동역학은 가열 속도 영향을 받는 관계식으로 정량적으로 설명할 수 있으며, 연속 가열 과정에서 페라이트 재결정화 부피 분율과 온도 T의 함수 관계식은 다음과 같다.
여기에서, X(t)는 페라이트 재결정화 부피 분율이고; n은 Avrami 지수로, 변태 메커니즘과 관련이 있으며, 재결정화 핵 생성률의 감쇠 주기에 따라 달라지는데, 일반적으로 1 내지 4의 범위의 값을 취하며; T는 열처리 온도이고; Tstar는 재결정화 시작 온도이고; β는 가열 속도이고; b(T)는 다음 식에서 얻을 수 있다.
상기 공식 및 관련 실험 데이터에서 알 수 있듯이, 가열 속도가 증가함에 따라, 재결정화 시작 온도(Tstar) 및 종료 온도(Tfin)가 모두 상승하고; 가열 속도가 50℃/s 이상이면, 오스테나이트 변태와 재결정화 과정이 겹치고, 재결정화 온도가 2상 영역 온도까지 상승하며, 가열 속도가 빠를수록, 페라이트 재결정화 온도도 높아진다.
종래의 열처리 과정은 완속 가열을 채택하며, 이 조건에서는 변형 매트릭스가 순차적으로 회복, 재결정화 및 결정립 성장을 일으킨 후, 페라이트에서 오스테나이트로의 상전이가 발생하고, 변태 핵 생성점은 이미 성장한 페라이트 결정계에 주로 집중되며, 핵 생성율이 비교적 낮아, 최종 획득된 결정립 조직이 비교적 조대하다.
급속 가열 조건에서는, 변형 매트릭스의 회복이 완료되기 전에 페라이트에서 오스테나이트로의 상 변이가 일어나거나, 재결정화가 완료된 직후에, 결정립이 아직 성장하지 않은 상태에서 오스테나이트 변태가 일어나는데, 재결정이 막 완료된 경우 결정립이 미세하고, 결정계 면적이 크기 때문에, 핵 생성율이 크게 증가하고, 오스테나이트 결정립이 현저하게 미세화된다. 특히 페라이트 재결정화와 오스테나이트 변태 과정이 겹친 후, 페라이트 결정체 내에 대량의 전위 등 결정체 결함이 남아 있기 때문에, 오스테나이트에 대량의 핵 생성점이 제공되어, 오스테나이트에 폭발적인 핵 생성이 나타나, 오스테나이트 결정립이 더욱 미세화된다. 동시에 남아 있는 고밀도 전위선 결함도 탄소 원자 고속 확산의 채널이 되어, 각각의 오스테나이트 결정립이 모두 빠르게 생성 및 성장하므로, 오스테나이트 부피 분율을 증가시킨다.
급속 가열 과정에서 조직 진화, 합금 원소 및 각각의 상 성분 분포에 대한 정밀 제어를 통해, 후속적인 소킹 과정에서 오스테나이트 조직 성장, 각각의 합금 성분 분포 및 급속 냉각 과정에서 오스테나이트로부터 마르텐사이트로의 상전이를 위한 우수한 기반을 마련한다. 최종적으로 미세화 결정립, 합리적 원소 및 각각의 상 분포를 갖는 최종 제품 조직을 획득할 수 있다. 급속 가열에 의한 결정립 미세화 효과, 제조 비용 및 제조성 등 요인을 종합적으로 고려하여, 본 발명에서는 1단 급속 가열의 경우 가열 속도를 15 내지 500℃/s로, 2단 급속 가열의 경우 가열 속도를 30 내지 500℃/s로 채택하였다.
상이한 온도 구간 범위 내에서, 재료의 회복, 재결정화 및 결정립 성장 등 조직 진화 과정에서 급속 가열이 미치는 영향이 다르기 때문에, 최적의 조직 제어를 구현하기 위하여, 가열 온도 구간마다 그 바람직한 가열 속도가 상이하다: 20℃로부터 550 내지 650℃까지, 가열 속도가 회복 과정에 미치는 영향이 가장 크기 때문에, 가열 속도를 15 내지 500℃/s로 제어하며, 보다 바람직하게는 30 내지 500℃/s이고; 가열 온도는 550 내지 650℃로부터 오스테나이트화 온도 750 내지 845℃까지, 가열 속도가 결정립 성장 과정에 미치는 영향이 가장 크기 때문에, 가열 속도를 50 내지 500℃/s로 제어하며; 보다 바람직하게는 80 내지 500℃/s이다.
2. 소킹 온도 제어
소킹 온도는 통상적으로 C 함량에 따라 다르며, 본 발명의 2상강에서 C 함량은 0.045 내지 0.12%이고, 본 발명에 따른 철강의 AC1 및 AC3은 각각 약 730℃ 및 870℃이다. 본 발명의 급속 열처리 공정은 띠강을 AC1 내지 AC3까지 소킹하고, 급속 가열 기술을 이용하여 불충분하게 재결정화된 페라이트에서 대량의 전위가 남도록 하여, 오스테나이트 변환을 위한 더 큰 핵 생성 추진력을 제공하므로, 종래의 연속 어닐링 공정에 비해, 본 발명의 급속 열처리 방법은 더욱 미세한 오스테나이트 조직을 더 많이 획득할 수 있다.
본 발명은 소킹 온도의 제어에 있어서, 소킹 온도를 일정 범위 내에서 상승 및 강하시키는 것을 처음으로 제안하는데, 이는 다시 말해 소킹 과정에서 온도를 올렸다가 내렸다가 하지만, 소킹 온도는 반드시 일정 범위 내로 유지해야 하는 것이다. 이러한 방식은 장점은 다음과 같다: 2상 영역 온도 범위 내에서 온도를 급속 상승 및 강하하는 과정에서, 실제로 과열도 및 과냉도를 더욱 증가시켜 급속 상변이 과정을 용이하게 하며, 승온 폭이 충분히 크고 승온 속도도 충분히 크면, 반복적인 페라이트에서 오스테나이트로의 상변이 및 오스테나이트에서 페라이트로의 상변이를 통해 결정립을 더욱 미세화할 수 있고, 동시에 탄화물 형성 및 합금 원소의 균일한 분포에도 일정한 영향을 미쳐, 최종적으로 더욱 미세한 조직 및 균일하게 분포된 합금 원소가 형성된다.
냉간 압연 후 2상강에는 용해되지 않은 미세하고 균일하게 분포된 대량의 탄화물이 존재하며, 가열 과정에서, 오스테나이트 결정립 성장에 대해 기계적 차단 작용을 할 수 있으므로, 고강도강의 결정립 크기를 미세화하는 데 도움이 된다. 그러나 소킹 온도가 너무 높으면, 용해되지 않은 탄화물의 수가 크게 감소하여, 이러한 차단 작용이 약화되고, 결정립의 성장 경향이 강화되어, 철강의 강도가 저하된다. 용해되지 않은 탄화물의 수가 너무 많으면, 응집을 유발하여, 국소 화학 성분의 분포가 불균일해질 수 있으며, 응집 지점의 탄소 함량이 너무 높으면, 국소 과열을 유발할 수도 있다. 따라서 이상적인 경우, 철강에는 소량의 미세한 입자상의 용해되지 않은 탄화물이 균일하게 분포되어야 하며, 이러한 방식으로 오스테나이트 결정립의 비정상적 성장을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트릭스 중 각각의 합금 원소 함량을 상응하도록 증가시켜, 합금강의 강도와 인성 등 기계적 성능을 개선하는 목적을 달성할 수 있다.
소킹 온도는 미세하고 균일한 오스테나이트를 획득하는 것을 목적으로, 오스테나이트가 조대해지는 것을 방지하여, 냉각 후 미세한 마르텐사이트 조직을 획득할 수 있는 것을 목적으로 선택해야 한다. 너무 높은 소킹 온도는 오스테나이트 결정립을 조대하게 만들 수 있고, 급속 냉각 후 획득된 마르텐사이트 조직도 비교적 조대해져, 철강의 기계적 성능이 좋지 않으며; 잔류 오스테나이트의 수를 늘리고 마르텐사이트의 수를 줄이며, 철강의 경도와 내마모성을 저하시킬 수도 있다. 소킹 온도가 너무 낮으면, 오스테나이트에 용해된 탄소 및 합금 원소가 충분하지 않아, 오스테나이트의 합금 원소 농도 분포가 불균일하고, 철강의 담금질성이 대폭 저하되어, 철강의 기계적 성능에 불리한 영향을 미칠 수 있다. 아공석강의 소킹 온도는 Ac3+30 내지 50℃이어야 한다. 초고강도강의 경우, 탄화물 형성 원소의 존재가, 탄화물의 변태를 방해할 수 있으므로, 소킹 온도를 적절히 높일 수 있다. 상기 요인들을 종합적으로 고려하여, 본 발명은 보다 이상적이고 보다 합리적인 최종 조직을 얻기 위해, 소킹 온도로 750 내지 845℃를 선택한다.
3. 소킹 시간 제어
소킹 시간의 영향 요인은 철강 중 탄소 및 합금 원소의 함량과도 관련이 있는데, 그 함량이 높으면, 철강의 열전도성이 낮아질 뿐만 아니라, 탄소 원소에 비해 합금 원소의 확산 속도가 느려, 합금 원소가 철강의 조직 변태를 현저하게 지연시킬 수 있으며, 이때 온도 유지 시간을 적절히 연장해야 한다. 본 공정은 급속 가열을 채택하고, 2상 영역 재료에 대량의 잔류 전위를 함유하며, 오스테나이트 형성을 위해 대량의 핵 생성점을 제공하고, 탄소 원자에 급속 확산 채널을 제공하므로, 오스테나이트가 매우 빠르게 형성될 수 있고, 소킹 온도 유지 시간이 짧고 탄소 원자 확산 거리가 짧을수록, 오스테나이트 내 탄소 농도 구배가 커지므로, 마지막으로 남은 잔류 오스테나이트 탄소 함량이 많아지나; 소킹 온도 유지 시간이 너무 짧으면, 철강 중 합금 원소 분포가 불균일하여, 오스테나이트화가 충분하지 않고; 온도 유지 시간이 너무 길면 오스테나이트 결정립이 조대해지기 쉽다. 소킹 온도 유지 시간의 영향 요인은 철강 중 탄소 및 합금 원소의 함량과도 관련이 있는데, 그 함량이 높으면, 철강의 열전도성이 낮아질 뿐만 아니라, 탄소 원소에 비해 합금 원소의 확산 속도가 느려, 합금 원소가 철강의 조직 변태를 현저하게 지연시킬 수 있으며, 이때 온도 유지 시간을 적절히 연장해야 한다. 따라서 소킹 시간의 제어는 소킹 온도, 급속 냉각 및 급속 가열 과정과 함께 종합적으로 고려하여 설정해야만, 최종적으로 이상적인 조직 및 원소 분포를 획득할 수 있다.요약하면, 본 발명은 온도 유지 시간을 10 내지 60초로 설정한다.
4. 급속 냉각 속도 제어
급속 냉각 과정 제어는 초기 가열과 소킹 과정에서 각각의 조직 진화 결과 및 합금 확산 분포 결과 등 종합적인 요인을 결합하여, 최종적으로 이상적인 각각의 상 조직 및 원소가 합리적으로 분포된 재료 조직을 획득하도록 보장해야 한다.
마르텐사이트 강화상을 충분히 획득하기 위하여, 담금질 시 시료의 냉각 속도는 반드시 임계 냉각 속도보다 커야만 마르텐사이트 조직을 획득할 수 있으며, 임계 냉각 속도는 주로 재료 성분에 따라 달라지는데, 본 발명에서 Si 함량은 0.1 내지 0.5%, Mn 함량은 1.0 내지 2.0%로, 함량이 상대적으로 비교적 높기 때문에, Si와 Mn은 2상강의 담금질성을 대폭 강화시키고, 임계 냉각 속도를 낮추었다. 동시에 냉각 속도는 가열 과정 및 소킹 과정의 조직 진화 및 합금 확산 분포 결과를 종합적으로 고려하여 설정해야, 최종적으로 합리적인 각각의 상 조직 분포 및 합금 원소 분포를 획득할 수 있다. 냉각 속도가 너무 낮으면 마르텐사이트 조직을 획득할 수 없고, 결과적으로 강도가 저하되며, 기계적 성능이 요건에 부합하지 않으나; 냉각 속도가 너무 높으면 비교적 큰 담금질 응력(즉, 조직 응력과 열 응력)이 발생하여, 심지어 시료가 변형되기 쉽고 심지어 균열이 생길 수 있다. 따라서 본 발명은 급속 냉각 속도를 50 내지 150℃/s로 설정한다.
고강도의 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 제품의 경우, 급속 열처리 공정이 고온로 내에서 띠강의 체류 시간을 감소시키기 때문에, 열처리 과정에서 고강도 띠강 표면의 합금 원소 농축이 현저하게 감소하여, 고강도 용융 아연 도금 제품의 도금성을 개선하는 데 도움이 되므로, 고강도 용융 아연 도금 제품 표면의 도금 누락 결함을 감소시키고 내식성을 향상시키는 데 유리하여, 제품 수율이 높아지고; 그 외 제품 결정립의 미세화 및 재료 합금 함량의 감소로 인해 본 발명의 기술로 수득한 2상강 제품의 구멍 확장 성능, 굽힘 성능 등의 가공 성형 성능 및 용접 성능 등 사용자의 사용 성능도 향상된다.
급속 열처리 공정 기술은 가열 과정 및 소킹 과정의 시간을 줄이고, 용광로 길이를 단축시키며(종래의 연속 어닐링로에 비해 적어도 1/3 단축 가능), 용광로 롤러 수를 현저하게 감소시켜, 노내 표면 결함 발생 확률을 낮추므로, 제품 표면 품질이 크게 향상된다.
본 발명은 종래 기술에 비해 다음의 이점을 갖는다:
(1) 본 발명은 급속 열처리를 통해 열처리 과정 중 변형 조직의 회복 및 페라이트 재결정 과정을 억제하여, 재결정화 과정과 오스테나이트 변태 과정을 겹치도록 하고, 재결정화 결정립과 오스테나이트 결정립의 핵 생성점을 증가시키며, 결정립 성장 시간을 단축시키므로, 수득된 2상강의 금속 조직은 균일하게 분포된 페라이트와 마르텐사이트 2상강 조직이며, 급속 열처리 후 조직 중 미세한 마르텐사이트가 블록형, 스트립형, 과립형 등과 다양한 형태를 가지며, 분포가 더욱 균일한 특징을 나타내므로, 2상강 제품의 강도와 소성의 적합성이 더욱 우수할 수 있다.
(2) 종래의 연속 어닐링 용융 아연 도금 방식으로 수득한 용융 아연 도금 2상강에 비해, 이전 공정의 제조 조건이 바뀌지 않는다는 전제 하에, 본 발명의 급속 열처리를 통해 수득한 2상강은 평균 결정립 치수가 1 내지 5μm로, 우수한 미세 결정립 강화의 효과를 얻을 수 있다. 이의 항복강도는 300 내지 560MPa이고, 인장강도는 590 내지 860MPa이고, 연신율은 20 내지 30%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 15 내지 21GPa%이고, 변형 경화 지수 n90은 0.20보다 크다.
(3) 본 발명에 따른 저탄소 저합금 고성형성 저탄소 저합금 용융 아연 도금 2상강 급속 열처리 공정에 따르면, 열처리 전체 과정의 소요 시간을 29 내지 159초로 단축시킬 수 있어, 전체 열처리 공정 과정의 시간(종래의 연속 어닐링 공정 시간은 통상적으로 300 내지 480초)을 크게 줄여, 생산 효율을 높이고, 에너지 소비를 줄이며, 생산 비용을 절감할 수 있다.
(4) 생산 비용 및 제조 난이도 측면에서, 종래의 2상강 및 이의 열처리 공정에 비해, 본 발명의 급속 열처리 방법은 연속 용융 아연 도금로 가열 구간과 소킹 구간의 길이(종래의 연속 어닐링에 비해 적어도 1/3 단축 가능), 시간 및 전체 열처리 공정의 시간을 단축시켜, 에너지 소비를 줄이고 오염물 배출을 감소시킬 수 있으며, 용광로 설비의 일회성 투자를 크게 줄이고, 생산 운영 비용 및 장비 유지보수 비용을 현저하게 낮추고; 그 외 급속 열처리를 통해 생산한 동일 강도 수준의 제품은 합금 함량을 줄이고, 열처리 및 이전 공정의 생산 비용을 절감하며, 열처리의 이전 각 공정의 제조 난이도를 낮출 수 있다.
(5) 제품 품질 측면에서, 종래의 연속 어닐링 처리를 거쳐 수득된 2상강에 비해, 급속 열처리 공정 기술은 가열 과정 및 소킹 과정의 시간을 감소시켜 용광로 길이를 단축시키고, 용광로 롤러 수를 크게 줄여, 노내 표면 결함이 발생할 확률을 낮추므로, 제품 표면 품질이 크게 향상되고; 고강도의 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 제품의 경우, 급속 열처리 공정은 고온로 내에서 띠강이 체류하는 시간을 감소시키기 때문에, 열처리 과정 중 고강도 띠강 표면에서 합금 원소의 농축을 크게 감소시켜, 제품의 도금성을 개선하는 데 도움이 되므로, 고강도 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 제품 표면의 도금 누락 결함을 감소시키고 내식성을 향상시키는 데 유리하여, 제품 수율이 높아지고; 그 외 제품 결정립의 미세화 및 재료 합금 함량의 감소로 인해 본 발명의 기술로 수득한 2상강 제품의 구멍 확장 성능, 굽힘 성능 등의 가공 성형 성능 및 용접 성능 등 사용자의 사용 성능도 향상된다.
(6) 종래의 열처리로 수득한 용융 도금 2상강에 비해, 본 발명의 기술로 수득한 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강은 성형, 용접, 도금, 내식성 등 사용자 성능이 향상되며, 그 중 내식성은 종래의 GI 2상강의 3 내지 8배에 달한다.
요약하면, 본 발명에 의해 획득된 고성형성 용융 아연 도금 2상강은 차세대 경량 자동차, 기차, 선박, 항공기 등 운송 수단의 발전 및 해당 산업과 첨단 제조업의 건전한 발전에 모두 중요한 가치를 지닌다.
도 1은 본 발명 실시예 1에서 시험강 A의 실시예 1(1단계 가열)에 따라 생산된 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(AM)의 미세 조직 이미지이다.
도 2는 본 발명 실시예 1에서 시험강 A의 실시예 1(2단계 가열)에 따라 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이다.
도 3은 본 발명 실시예 1에서 시험강 A의 종래 공정 1에 따라 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이다.
도 4는 본 발명 실시예 1에서 시험강 I의 실시예 3(2단계 가열)에 따라 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이다.
도 5는 본 발명 실시예 1에서 시험강 C의 실시예 15(2단계 가열)에 따라 생산된 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(AM)의 미세 조직 이미지이다.
도 6은 본 발명 실시예 2에서 시험강 D의 실시예 4(1단계 가열)에 따라 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이다.
도 7은 본 발명 실시예 2에서 시험강 D의 종래 공정 4에 따라 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이다.
도 8은 본 발명 실시예 2에서 시험강 N의 실시예 15(2단계 가열)에 따라 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이다.
도 9는 본 발명 실시예 2에서 시험강 E의 실시예 17(2단계 가열)에 따라 생산된 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(AM)의 미세 조직 이미지이다.
이하에서는 실시예 및 첨부 도면을 함께 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하며, 본 실시예는 본 발명의 기술적 해결방안을 전제로 실시된 것으로, 상세한 실시방안과 구체적인 작업 과정이 제공되었으나, 본 발명의 보호 범위는 이하의 실시예에 의해 한정되지 않는다.
실시예에서, 항복강도, 인장강도 및 연신율은 "GB/T228.1-2010 금속재료 인장시험 제1부분: 실온 시험 방법"에 따라 수행되었으며, P7호 시료를 채택하여 횡방향을 따라 시험을 수행하였다. n90은 "GB/T228.1-2010 금속재료 인장시험 제1부분: 실온 시험 방법"에 따라 수행하였으며, P7호 시료를 채택하여 횡방향으로 테스트하여, "GBT 5028-2008 금속재료 시트 및 스트립 인장 변형 경화 지수(n 값)"의 측정 방법"에 따라 n90 값을 획득하였다.
실시예 1
본 실시예 시험강의 성분은 표 1을 참조하며, 본 실시예의 1단 급속 열처리 실시예 및 종래 공정에 따른 구체적인 매개변수는 표 2를 참조하고, 본 실시예의 2단 급속 열처리 실시예 및 종래 공정에 따른 구체적인 매개변수는 표 3을 참조하고, 표 4는 본 실시예의 시험강 성분의 1단 가열 실시예 및 종래 공정에 따라 수득된 2상강의 주요 성능이고, 표 5는 본 실시예의 시험강 성분의 2단 가열 실시예 및 종래 공정에 따라 수득된 2상강의 주요 성능이다.
표 1 내지 표 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 방법을 통해, 동일한 등급의 철강 중 합금 함량을 감소시키고, 결정립을 미세화하여, 재료 조직 구성 및 강도와 인성의 적합성을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로 획득된 2상강은 항복강도가 304 내지 398MPa이고, 인장강도가 630 내지 698MPa이고, 연신율이 22.3 내지 29.4%이고, 인장강도와 연신율의 곱이 15.3 내지 19.4GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값이 0.21보다 크다.
도 1은 본 실시예 시험강 A의 본 발명 실시예 1(1단 가열)에 따라 생산된 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(AM) 미세 조직 이미지이고, 도 2 및 도 3은 전형적인 성분 A강의 실시예 1 및 비교 종래 공정예 1을 거친 조직도(2단 가열)이고, 도 4는 본 실시예 I강의 실시예 3(2단 가열)을 통해 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ) 미세 조직 이미지이고, 도 5는 본 실시예 C강의 실시예 15(2단 가열)의 종래 가열 속도 하에서 생산된 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(AM) 미세 조직 이미지이다.
도 1 내지 도 5에서 알 수 있듯이, 모든 재료 조직은 페라이트, 마르텐사이트 및 소량의 탄화물로 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 공정으로 처리하여 획득된 조직은, 결정립이 조대하고, 일정한 띠상 조직이 존재하며, 마르텐사이트 및 탄화물이 페라이트 결정계를 따라 망상으로 분포하고, 페라이트 결정립이 상대적으로 조대하며, 페라이트 및 마르텐사이트 2상 조직 분포가 불균일한 특징이 있다.
실시예 2
본 실시예 시험강의 성분은 표 6을 참조하며, 본 실시예의 1단 급속 열처리 실시예 및 종래 공정에 따른 구체적인 매개변수는 표 7을 참조하고, 본 실시예의 2단 급속 열처리 실시예 및 종래 공정에 따른 구체적인 매개변수는 표 8을 참조하고, 표 9는 본 실시예의 시험강 성분의 1단 가열 실시예 및 종래 공정에 따라 수득된 2상강의 주요 성능이고, 표 10은 본 실시예의 시험강 성분의 2단 가열 실시예 및 종래 공정에 따라 수득된 2상강의 주요 성능이다.
표 6 내지 표 10에서 알 수 있듯이, 본 발명의 방법을 통해, 동일한 등급의 철강 중 합금 함량을 감소시키고, 결정립을 미세화하여, 재료 조직 구성 및 강도와 인성의 적합성을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로 획득된 2상강은 항복강도가 476 내지 556MPa, 인장강도가 786 내지 852MPa, 연신율이 20.1 내지 24.8%, 인장강도와 연신율의 곱이 16.7 내지 20.2GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값이 0.20보다 크다.
도 6 및 도 7은 실시예 시험강 D의 실시예 4 및 비교 종래 공정예 4(1단 가열)를 거친 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이고, 도 8은 본 실시예 시험강 N의 실시예 15(2단 가열)에 의해 생산된 용융 알루미늄-아연 도금 2상강(AZ)의 미세 조직 이미지이고, 도 9는 본 실시예 실험강 E의 실시예 17(2단 가열)에 의해 생산된 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(AM)의 미세 조직 이미지이다.
본 발명의 공정으로 처리하여 획득한 2상강 조직은, 페라이트, 마르텐사이트 결정립 조직 및 탄화물이 모두 매우 미세하고 매트릭스에 균일하게 확산 분포되는 특징을 가지며, 이는 재료 강도와 가소성을 향상시키는 데 모두 유용하다. 따라서 본 발명의 2상강 제조 방법은 결정립을 미세화하여, 재료의 각각의 상 조직을 매트릭스에 균일하게 분포하며, 나아가 재료 조직을 개선하고, 재료 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 급속 가열 및 급속 냉각 공정을 채택하여 종래의 연속 어닐링 장치 유닛에 대해 공정 개선을 수행하여, 급속 열처리 공정을 구현함으로써, 종래의 연속 어닐링로의 가열 및 소킹 구간의 길이를 크게 단축시키고, 종래의 연속 어닐링 장치 유닛의 생산 효율을 향상시키고, 생산 비용 및 에너지 소비를 줄이고, 연속 어닐링로의 롤러 수를 줄일 수 있으며, 이는 띠강 표면 품질 제어 능력을 향상시켜, 높은 표면 품질의 띠강 제품을 획득할 수 있고; 동시에 급속 열처리 공정 기술을 채택한 새로운 연속 어닐링 장치 유닛을 구축함으로써, 장치 유닛이 정교하고 콤팩트함, 유연한 제품 규격 품종 전환 및 강력한 제어 능력 등의 이점을 갖도록 하며; 재료의 경우 띠강 결정립을 미세화할 수 있고, 나아가 재료 강도를 향상시킬 수 있으며, 합금 비용 및 열처리 이전 공정의 제조 난이도를 낮추고, 재료의 성형, 용접 등 사용자의 사용 성능을 향상시킬 수 있다.
요약하면, 본 발명은 급속 열처리 공정을 채택함으로써, 냉간 압연 띠강의 연속 어닐링 공정 기술 발전을 크게 촉진하였고, 냉간 압연 띠강의 실온에서 최종 오스테나이트화 완료까지의 과정을 십수 초 심지어 몇 초 내에 완료할 것으로 예상되어, 연속 어닐링로의 가열 구간 길이가 크게 단축되었으며, 연속 어닐링 장치 유닛의 속도 및 생산 효율을 높이기가 용이하고, 연속 어닐링 장치 유닛의 노내 롤러 수가 현저하게 감소하며, 장치 유닛 속도가 분당 약 180m인 급속 열처리 생산라인의 경우, 고온로 구간 내의 롤러 수가 10개를 넘지 않아, 띠강 표면 품질을 현저하게 향상시킬 수 있다. 동시에, 매우 짧은 시간 내에 완료되는 재결정화 및 오스테나이트화 과정의 급속 열처리 공정 방법도 더욱 융통성 있고 유연한 고강도강 조직 설계 방법을 제공하며, 나아가 합금 성분 및 압연 공정 등 이전 공정 조건을 변경하지 않고도 재료 조직을 개선하고, 재료 성능을 향상시킬 수 있다.
2상강으로 대표되는 고내식성 도금층 고급 고강도강은 광범위한 응용 전망을 가지고 있으며, 급속 열처리 기술은 엄청난 개발 가치를 가지고 있고, 이들 둘의 조합은 2상강의 개발 및 생산을 위한 더 많은 잠재력을 제공한다.

Claims (15)

  1. 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강(Dual-phase steel)으로서,
    상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 화학 성분 질량백분율은 C: 0.045 내지 0.12%, Si: 0.1 내지 0.5%, Mn: 1.0 내지 2.0%, P≤0.02%, S≤0.006%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 선택적으로 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이고;
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 ≥300MPa이고, 인장강도는 ≥590MPa이고, 연신율은 ≥20%이고, 인장강도와 연신율의 곱(强塑積)은 ≥15GPa%이고, 변형 경화 지수 n90은 0.20보다 크고;
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 금속 조직은 균일하게 분포된 페라이트 및 마르텐사이트 2상 조직이고, 평균 결정립 치수는 1 내지 5μm이고;
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강은,
    1) 제련, 주조
    상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
    2) 열간 압연, 권취
    권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
    3) 냉간 압연
    냉간 압연 압하율이 40 내지 85%인 단계; 및
    4) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
    냉간 압연 후의 강판을 750 내지 845℃로 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
    상기 1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 150 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)이고;
    상기 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 30 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
    그 다음 소킹을 수행하고; 상기 소킹 온도는 750 내지 845℃이고, 소킹 시간은 10 내지 60초이고;
    상기 소킹이 종료된 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각한 후, 50 내지 200℃/s(예를 들어 50 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고, 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
    상기 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s(예를 들어 30 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
    상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 10 내지 300℃/s(예를 들어 30 내지 180℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계의 공정을 통해 획득되는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 C 함량은 0.045 내지 0.105% 또는 0.05 내지 0.12%이고, 바람직하게는 0.065 내지 0.085% 또는 0.07 내지 0.10%이고; 그리고/또는
    상기 Si 함량은 0.15 내지 0.25% 또는 0.1 내지 0.4%이고; 그리고/또는
    상기 Mn 함량은 1.0 내지 1.5% 또는 1.2 내지 2.0%이고, 바람직하게는 1.2 내지 1.35% 또는 1.5 내지 1.8%이고; 그리고/또는
    상기 Cr+Mo+Ti+Nb+V는 ≤0.4%이거나, ≤0.2%인 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 300 내지 560MPa, 예를 들어 300 내지 400MPa 또는 450 내지 560MPa이고, 인장강도는 590 내지 860MPa, 바람직하게는 630 내지 860MPa이고, 연신율은 20 내지 30%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 15 내지 21GPa%인 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 2)에서, 상기 열간 압연 최종 압연 온도는 ≥Ar3이고; 그리고/또는
    단계 2)에서, 상기 권취 온도는 580 내지 650℃이고; 그리고/또는
    단계 3)에서, 상기 냉간 압연 압하율이 60 내지 80%인 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 4)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 159초, 바람직하게는 29 내지 122초이고; 그리고/또는
    단계 4)에서, 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이고; 그리고/또는
    단계 4)에서, 급속 가열에 2단 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 바람직하게는, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 및/또는
    단계 4)에서, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 250℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 화학 성분 질량백분율은 C: 0.045 내지 0.105%, Si: 0.1 내지 0.4%, Mn: 1.0 내지 1.5%, P≤0.02%, S≤0.006%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.3%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이고,
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 C 함량은 0.065 내지 0.085%이고; 바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 Si 함량은 0.15 내지 0.25%이고; 바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 Mn 함량은 1.2 내지 1.35%이고;
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강에서, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.2%이고,
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 평균 결정립 치수는 1 내지 3μm인 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 30 내지 400MPa, 인장강도는 630 내지 700MPa, 연신율은 22 내지 30%, 인장강도와 연신율의 곱은 15 내지 20GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.21보다 크고; 바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 304 내지 398MPa, 인장강도는 630 내지 698MPa, 연신율은 22.3 내지 29.4%, 인장강도와 연신율의 곱은 15.3 내지 19.4GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.21보다 큰 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 2상강은,
    a) 제련, 주조
    상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
    b) 열간 압연, 권취
    권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
    c) 냉간 압연
    냉간 압연 압하율이 40 내지 85%인 단계; 및
    d) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
    냉간 압연 후의 강판을 750 내지 845℃로 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
    상기 1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 50 내지 500℃/s이고;
    상기 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 500℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
    그 다음 소킹을 수행하고; 상기 소킹 온도는 750 내지 845℃이고, 소킹 시간은 10 내지 60초이고; 상기 소킹 종료 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각한 다음, 50 내지 150℃/s의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고, 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
    상기 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
    상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 180℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계의 공정을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  9. 제8항에 있어서,
    단계 d)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 122초이고; 및/또는
    단계 b)에서, 상기 열간 압연 최종 압연 온도는 ≥Ar3이고; 및/또는
    단계 b)에서, 상기 권취 온도는 580 내지 650℃이고; 및/또는
    단계 c)에서, 상기 냉간 압연 압하율이 60 내지 80%이고; 및/또는
    단계 d)에서, 상기 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이고; 및/또는
    단계 d)에서, 상기 급속 가열은 2단 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고; 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 바람직하게는, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고; 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하는 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 화학 성분 질량백분율은 C: 0.05 내지 0.12%, Si: 0.1 내지 0.5%, Mn: 1.2 내지 2.0%, P≤0.015%, S≤0.003%, Al: 0.02 내지 0.055%이고, Cr, Mo, Ti, Nb 및 V 중 하나 또는 둘을 더 함유할 수 있고, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.5%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이고;
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 C 함량은 0.07 내지 0.10%이고; 바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 Si 함량은 0.1 내지 0.4%이고; 바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 Mn 함량은 1.5 내지 1.8%이고;
    바람직하게는, Cr+Mo+Ti+Nb+V≤0.4%이고;
    바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 470 내지 560MPa이고, 인장강도는 780 내지 860MPa이고, 연신율은 20 내지 25%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 16 내지 21GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.20보다 크고; 보다 바람직하게는, 상기 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 항복강도는 476 내지 556MPa이고, 인장강도는 786 내지 852MPa이고, 연신율은 20.1 내지 24.8%이고, 인장강도와 연신율의 곱은 16.7 내지 20.2GPa%이고, 변형 경화 지수 n90 값은 0.20보다 큰 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고성형 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강은,
    A) 제련, 주조
    상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
    B) 열간 압연, 권취
    권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
    C) 냉간 압연
    냉간 압연 압하율이 40 내지 85%인 단계; 및
    D) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
    냉간 압연 후의 강판을 750 내지 845℃로 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
    상기 1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 50 내지 500℃/s이고;
    상기 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 500℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
    그 다음 소킹을 수행하고; 상기 소킹 온도는 750 내지 845℃이고, 소킹 시간은 10 내지 60초이고;
    상기 소킹이 종료된 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각한 후, 50 내지 150℃/s의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고, 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
    상기 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 150℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
    상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후 10 내지 300℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계의 공정을 통해 획득되고;
    바람직하게는, 단계 D)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간이 29 내지 159초인 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  12. 제11항에 있어서,
    단계 B)에서, 상기 열간 압연 최종 압연 온도는 ≥Ar3이고; 및/또는
    단계 B)에서, 상기 권취 온도는 580 내지 650℃이고; 및/또는
    단계 C)에서, 상기 냉간 압연 압하율이 60 내지 80%이고; 및/또는
    단계 D)에서, 상기 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이고; 및/또는
    단계 D)에서, 상기 급속 가열에 2단 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 바람직하게는, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 및/또는
    단계 D)에서, 상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 250℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 것을 특징으로 하는, 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강.
  13. 제1항에 따른 인장강도가 590MPa 이상인 고성형성 용융 알루미늄-아연 도금 및 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 2상강의 급속 열처리 용융 도금 제조 방법으로서,
    1) 제련, 주조
    상기 화학 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
    2) 열간 압연, 권취
    권취 온도는 550 내지 680℃인 단계;
    3) 냉간 압연
    냉간 압연 압하율은 40 내지 85%이고, 냉간 압연 후 경질 압연된 띠강 또는 강판을 획득하는 단계; 및
    4) 급속 열처리, 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
    a) 급속 가열
    냉간 압연 띠강 또는 강판을 실온에서 750 내지 845℃의 오스테나이트 및 페라이트 2상 영역에서 목표 온도까지 급속 가열하고, 상기 급속 가열은 1단 또는 2단 방식을 채택하고;
    상기 1단 급속 가열을 채택할 경우, 가열 속도는 150 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)이고;
    상기 2단 급속 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 500℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 30 내지 500℃/s(예를 들어 50 내지 500℃/s)의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고;
    b) 소킹
    오스테나이트 및 페라이트 2상 영역 목표 온도 770 내지 845℃에서 10 내지 60초의 소킹을 수행하고;
    c) 냉각
    상기 띠강 또는 강판의 소킹이 종료된 후 5 내지 15℃/s의 냉각 속도로 670 내지 770℃까지 완속 냉각하고; 이어서 50 내지 200℃/s(예를 들어 50 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 580 내지 600℃까지 급속 냉각하고;
    d) 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금
    상기 띠강 또는 강판을 580 내지 600℃로 급속 냉각한 후 아연 도금조에 침지시켜 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금을 수행하고;
    e) 상기 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s(예를 들어 30 내지 150℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나; 또는
    상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 10 내지 300℃/s(예를 들어 30 내지 180℃/s)의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    단계 4)에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 159초, 예를 들어 29 내지 122초이고; 및/또는
    단계 2)에서, 상기 열간 압연 최종 압연 온도는 ≥Ar3이고; 그리고/또는
    단계 2)에서, 상기 권취 온도는 580 내지 650℃이고; 그리고/또는
    단계 3)에서, 상기 냉간 압연 압하율이 60 내지 80%이고; 그리고/또는
    단계 4)에서, 상기 급속 가열에 1단 가열을 채택할 경우 가열 속도는 50 내지 300℃/s이고; 그리고/또는
    단계 4)에서, 상기 급속 가열에 2단 가열을 채택할 경우, 1단은 15 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 50 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 바람직하게는, 1단은 30 내지 300℃/s의 가열 속도로 실온으로부터 550 내지 650℃까지 가열하고, 2단은 80 내지 300℃/s의 가열 속도로 550 내지 650℃로부터 750 내지 845℃까지 가열하고; 그리고/또는
    단계 4)에서, 상기 급속 가열 최종 온도는 770 내지 830℃이고; 그리고/또는
    단계 4)에 따른 소킹 과정에서, 상기 띠강 또는 강판은 오스테나이트와 페라이트의 2상 영역 목표 온도까지 가열한 후, 온도가 변하지 않도록 유지하여 소킹을 수행하고; 그리고/또는
    단계 4)에 따른 소킹 과정에서, 상기 띠강 또는 강판은 소킹 시간 구간 내에 소폭 승온되거나 소폭 강온되고, 승온 후 온도는 845℃보다 높지 않고, 강온 후 온도는 750℃보다 낮지 않고; 그리고/또는
    소킹 시간은 10 내지 40초인 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 방법은 제6항에 따른 2상강 제조에 사용되고; 상기 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 200℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나, 또는, 상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 30 내지 180℃/s의 냉각 속도로 실온까지 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하고; 바람직하게는, 이 방법에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 122초이거나; 또는
    상기 방법은 제10항에 따른 2상강 제조에 사용되고; 상기 용융 알루미늄-아연 도금 후, 30 내지 150℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 알루미늄-아연 도금 AZ 제품을 획득하거나, 또는, 상기 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 후, 10 내지 300℃/s의 냉각 속도로 실온까지 급속 냉각하여, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 AM 제품을 획득하고; 바람직하게는, 상기 방법에 따른 급속 열처리와 용융 알루미늄-아연 도금 또는 용융 아연-알루미늄-마그네슘 도금 전체 과정의 소요 시간은 29 내지 159초인 것을 특징으로 하는, 방법.
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