KR20230167426A - 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법 - Google Patents

고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230167426A
KR20230167426A KR1020237038668A KR20237038668A KR20230167426A KR 20230167426 A KR20230167426 A KR 20230167426A KR 1020237038668 A KR1020237038668 A KR 1020237038668A KR 20237038668 A KR20237038668 A KR 20237038668A KR 20230167426 A KR20230167426 A KR 20230167426A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
martensite
bainite
less
rolled steel
steel sheet
Prior art date
Application number
KR1020237038668A
Other languages
English (en)
Inventor
히로시 하세가와
히데유키 기무라
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20230167426A publication Critical patent/KR20230167426A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/02Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
    • C21D1/20Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2201/00Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05Grain orientation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002Bainite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

본 발명의 고강도 열연 강판은, 특정의 성분 조성을 갖고, 강 조직은, 합계 면적률로 80∼100%의 마르텐사이트 및 베이나이트를 주상으로 하고, 베이나이트 중의 마르텐사이트의 전체 면적률이 2∼20%이고, 베이나이트 중의 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트에 있어서의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률이, 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상이다.

Description

고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법
본 발명은, 자동차용 부품의 소재로서 적합한, 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차의 충돌 안전성 개선과 연비 향상의 관점에서, 자동차용 부품에 이용되는 강판에는, 고강도화가 요구되고 있다. 한편으로, 고강도화한 강판에서는, 프레스 시에 가공성 부족에 기인한 깨짐 발생이 현저해지기 때문에, 프레스 공법이나 강판의 가공성의 개선이 필요시된다. 980㎫ 초과급의 열연 강판은, 복잡한 형상의 부품으로의 적용을 위해, 특히 높은 연성이 요구된다. 또한, 재료의 전단 시의 단면 깨짐이나 구멍 확장 가공(hole expansion work) 시의 깨짐이 발생하기 쉬워지기 때문에, 우수한 내(耐)단면 깨짐성(edge cracking resistance)이나 신장 플랜지(stretch flangeability)가 요구된다.
이들 요구에 대하여, 예를 들면 특허문헌 1∼특허문헌 3과 같은, 여러 가지의 열연 강판이 개발되어 왔다.
특허문헌 1에는, 특정의 조성과, 판두께 방향의 전역에서, 면적률로 95% 초과의 베이나이트상을 갖고, 또한 표면에서 판두께 방향으로 판두께의 1/4 위치까지의 영역에 있어서의 베이나이트상의 평균 입경이, 압연 방향에 평행한 판두께 단면에서 5㎛ 이하, 압연 방향에 직각 방향의 판두께 단면에서 4㎛ 이하이고, 또한 판두께 중앙 위치를 중심으로 하여 판두께 방향의 폭이 판두께의 1/10인 영역에 있어서, 애스펙트비(aspect ratio)가 5 이상의 압연 방향으로 신전한(extending) 결정립이 7개 이하인 조직을 가짐으로써, 펀칭 가공성을 개선한 인장 강도(TS)가 780㎫ 이상의 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 특정의 화학 성분을 갖고, 고용 C의 입계(grain boundary) 개수 밀도가 1개/㎚2 이상 4.5개/㎚2 이하이고, 강판 중의 입계에 석출하고 있는 시멘타이트 입경이 1㎛ 이하인 열연 강판에 대해서 기재되어 있다. 특허문헌 2에는, 고용 C 및 입계의 시멘타이트를 제어함으로써, 파단면 깨짐이 없는 TS가 540㎫ 이상의 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 특정의 화학 조성으로 하고, 인접하는 결정립(crystal grains)의 입계의 방위차를 15° 이상으로 한 결정립으로서, 결정립 내의 방위차의 평균이 0∼0.5°인 결정립을 면적률로 50% 이상 포함하고, 또한 마르텐사이트와 템퍼링 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트의 합계가 면적 분율로 2% 이상 10% 이하이고, 또한 특정의 식으로 나타나는 Tief의 40% 이상의 질량%의 Ti가 Ti 탄화물로서 존재하고, 당해 Ti 탄화물의 원 상당 입경이 7㎚ 이상 20㎚ 이하인 것의 질량이, 전체 Ti 탄화물의 질량의 50% 이상인 열연 강판에 대해서 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, 결정립 내의 방위차를 제어함으로써, 연성을 개선한 열연 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.
일본공개특허공보 2012-62562호 국제공개 제2008/123366호 일본공개특허공보 2016-204690호
그러나, 특허문헌 1의 기술은, 열연 강판에 있어서의 펀칭 파단 단면의 Ra를 개선(펀칭 가공성을 개선)하고 있기는 하지만, 크랙의 발생을 억제하는 인식의 개시는 없고, 또한 구멍 확장성(stretch flangeability)에 대해서는 구체적으로 평가되어 있지 않아, 개선의 여지가 있다. 특허문헌 2의 기술은, 특정의 조건하에서의 부재 단면의 깨짐의 유무를 확인하고 있을 뿐으로, 클리어런스의 변동에 대하여 안정적으로 부재 단면의 깨짐을 개선하고 있다고는 할 수 없어, 개선의 여지가 있다. 특허문헌 3의 기술은, 연성을 개선할 수 있는 한편으로, 단면 깨짐성에 대해서 하등 검토되어 있지 않아, 개선의 여지가 있다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하는 것으로서, 자동차용 부품의 소재로서 적합한, 우수한 연성과 우수한 내단면 깨짐성 및 우수한 구멍 확장성을 구비한 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
여기에서, 본 발명에 있어서 「고강도」란, TS가 980㎫ 이상인 것을 가리킨다. 본 발명에 있어서 「우수한 연성」이란, 인장 시험의 균일 신장(uniform elongation)이 5.0% 이상인 것을 가리킨다. 본 발명에 있어서 「우수한 내단면 깨짐성」이란, 후술하는 펀칭 시험에 있어서, 클리어런스가 5∼30%까지 5% 간격으로 펀칭한 샘플에 있어서의, 샘플 단면의 판 표면과 평행한 균열을 발생시키지 않는 클리어런스 범위가 10% 이상을 확보할 수 있는 것을 가리킨다. 본 발명에 있어서 「우수한 구멍 확장성」이란, 후술하는 구멍 확장 시험에 있어서, 구멍 확장률이 40% 이상인 것을 가리킨다.
또한, 본 발명에서는, 상기한 TS와 균일 신장을 측정하는 인장 시험, 상기한 펀칭 시험 및, 상기한 구멍 확장 시험은, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 행할 수 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 연성은 높이지만 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성을 저하시키는 경질상에 착안하여, 그의 분율과 결정 방위를 제어함으로써 내단면 깨짐성을 향상하는 것에 생각이 이르렀다. 그 결과, 열연 강판의 화학 성분을 특정의 범위로 조정한 후에, 마르텐사이트 및 베이나이트를 주상(main phase)으로 하고, 또한, 베이나이트 중에 일정량의 마르텐사이트를 분산시키고, 베이나이트 중의 마르텐사이트의 결정 방위가 당해 마르텐사이트의 주위의 베이나이트(당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트)의 결정 방위와 가까운 경우에, 내단면 깨짐성이 저하하기 어렵고, 또한 높은 구멍 확장성이 얻어진다. 이 점을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은, 이하를 요지로 한다.
[1] 질량%로,
C: 0.04∼0.18%,
Si: 0.1∼3.0%,
Mn: 0.5∼3.5%,
P: 0% 초과 0.100% 이하,
S: 0% 초과 0.020% 이하,
Al: 0% 초과 1.5% 이하를 포함하고,
추가로, Cr: 0.005∼2.0%, Ti: 0.005∼0.20%, Nb: 0.005∼0.20%, Mo: 0.005∼2.0%, V: 0.005∼1.0% 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
강 조직은, 합계 면적률로 80∼100%의 마르텐사이트 및 베이나이트를 주상으로 하고,
베이나이트 중의 마르텐사이트의 전체 면적률이 2∼20%이고,
베이나이트 중의 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률이, 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상인 고강도 열연 강판.
[2] 상기 성분 조성에 더하여, 질량%로,
Cu: 0.05∼4.0%,
Ni: 0.005∼2.0%,
B: 0.0002∼0.0050%,
Ca: 0.0001∼0.0050%,
REM: 0.0001∼0.0050%,
Sb: 0.0010∼0.10%,
Sn: 0.0010∼0.50%
중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 상기 [1]에 기재된 고강도 열연 강판.
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 고강도 열연 강판의 제조 방법으로서,
상기 성분 조성을 갖는 슬래브를 가열하고,
이어서, 열간 압연을 실시함에 있어서,
1100℃ 이상에서 3패스 이상 또한 1패스당 15% 이상의 압하율로 조압연(rough rolling)하고, 1000℃ 이하에서의 합계 압하율이 50% 이상, 1000℃ 이하에서의 합계 패스수가 3회 이상이 되는 조건으로 마무리 압연한 후, 1.0s 이상 방냉하고, 그 후, 냉각 개시 온도에서 550℃까지의 평균 냉각 속도가 50℃/s 이상이 되는 조건으로 냉각하고, 그 후, (Ms점-50)℃∼550℃의 권취 온도에서 권취하는 고강도 열연 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 자동차용 부품의 소재로서 적합한, 연성, 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성이 우수한 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 고강도 열연 강판을 자동차용 부품의 소재에 이용하면, 가공 깨짐을 발생시키는 일 없이, 고강도 자동차 부품 등의 제품을 얻을 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에, 본 발명의 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.
<고강도 열연 강판>
본 발명의 고강도 열연 강판은, 열간 압연인 채의 흑피(black surface) 또는, 열간 압연 후 추가로 산 세정하는 백피(white surface)라고 칭해지는 열연 강판이다. 또한, 본 발명이 목적으로 하는 고강도 열연 강판은, 판두께가 0.6㎜ 이상 10.0㎜ 이하인 것이 바람직하고, 자동차용 부품의 소재로서 이용하는 경우에는 1.0㎜ 이상 6.0㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 판폭은, 500㎜ 이상 1800㎜ 이하인 것이 바람직하고, 700㎜ 이상 1400㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 고강도 열연 강판은, 특정의 성분 조성과, 특정의 강 조직을 갖는다. 여기에서는, 성분 조성, 강 조직의 순으로 설명한다.
우선, 본 발명의 고강도 열연 강판의 성분 조성에 대해서 설명한다. 또한, 성분 조성의 함유량을 나타내는 「%」는 「질량%」를 의미하는 것으로 한다.
본 발명의 고강도 열연 강판의 성분 조성은, 질량%로, C: 0.04∼0.18%, Si: 0.1∼3.0%, Mn: 0.5∼3.5%, P: 0% 초과 0.100% 이하, S: 0% 초과 0.020% 이하, Al: 0% 초과 1.5% 이하를 포함하고, 추가로, Cr: 0.005∼2.0%, Ti: 0.005∼0.20%, Nb: 0.005∼0.20%, Mo: 0.005∼2.0%, V: 0.005∼1.0% 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.
C: 0.04∼0.18%
C는, 베이나이트나 마르텐사이트를 생성 및 강화시켜 TS를 상승시키는 데에 유효한 원소이다. C 함유량이 0.04% 미만에서는, 이러한 효과가 충분히 얻어지지 않아, 980㎫ 이상의 TS가 얻어지지 않는다. 한편, C 함유량이 0.18%를 초과하면, 마르텐사이트의 경화가 현저해져 본 발명의 내단면 깨짐성이나 구멍 확장성이 얻어지지 않게 된다. 따라서, C 함유량은 0.04∼0.18%로 한다. C 함유량은, 980㎫ 이상의 TS를 보다 안정적으로 얻는 관점에서, 바람직하게는 0.05% 이상으로 한다. C 함유량은, 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성의 향상의 관점에서, 바람직하게는 0.16% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.10% 이하로 한다.
Si: 0.1∼3.0%
Si는, 강을 고용 강화하거나, 마르텐사이트의 템퍼링 연화를 억제함으로써 TS를 상승시키는 데에 유효한 원소이다. 또한, 시멘타이트를 억제하여, 베이나이트 중에 마르텐사이트를 분산시킨 조직을 얻는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻으려면, Si 함유량을 0.1% 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Si 함유량이 3.0%를 초과하면, 폴리고널 페라이트가 과잉으로 생성되어 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, Si 함유량은 0.1∼3.0%로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 0.2% 이상으로 한다. 또한, Si 함유량은, 바람직하게는 2.0% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 1.5% 이하로 한다.
Mn: 0.5∼3.5%
Mn은, 마르텐사이트나 베이나이트를 생성시켜 TS를 상승시키는 데에 유효한 원소이다. Mn 함유량이 0.5% 미만에서는, 이러한 효과가 충분히 얻어지지 않아, 폴리고널 페라이트 등이 생성되어, 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 된다. 한편, Mn 함유량이 3.5%를 초과하면, 베이나이트가 억제되어 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, Mn 함유량은 0.5∼3.5%로 한다. Mn 함유량은, 980㎫ 이상의 TS를 보다 안정적으로 얻는 관점에서, 바람직하게는 1.0% 이상으로 한다. Mn 함유량은, 베이나이트를 안정적으로 얻는 관점에서, 바람직하게는 3.0% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 2.3% 이하로 한다.
P: 0% 초과 0.100% 이하
P는, 내단면 깨짐성을 저하시키기 때문에, 그의 양은 최대한 저감하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, P 함유량을 0.100%까지 허용할 수 있다. 따라서, P 함유량은 0.100% 이하로 하고, 바람직하게는 0.030% 이하로 한다. P 함유량은 0% 초과로 하고, P 함유량이 0.001% 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, 0.001% 이상이 바람직하다.
S: 0% 초과 0.020% 이하
S는, 내단면 깨짐성을 저하시키기 때문에, 그의 양은 최대한 저감하는 것이 바람직하지만, 본 발명에서는 S 함유량을 0.020%까지 허용할 수 있다. 따라서, S 함유량은 0.020% 이하로 하고, 바람직하게는 0.0050% 이하, 보다 바람직하게는 0.0020% 이하로 한다. S 함유량은 0% 초과로 하고, S 함유량이 0.0002% 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, 0.0002% 이상이 바람직하다.
Al: 0% 초과 1.5% 이하
Al은, 탈산제로서 작용하여, 탈산 공정에서 첨가하는 것이 바람직하다. Al 함유량의 하한값은 0% 초과로 하고, 탈산제로서 이용하는 관점에서는, Al 함유량은 0.01% 이상이 바람직하다. 다량으로 Al을 함유하면 폴리고널 페라이트가 다량으로 생성되어 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 된다. 본 발명에서는, Al 함유량이 1.5%까지 허용된다. 따라서, Al 함유량은 1.5% 이하로 한다. 바람직하게는 0.50% 이하로 한다.
Cr: 0.005∼2.0%, Ti: 0.005∼0.20%, Nb: 0.005∼0.20%, Mo: 0.005∼2.0%, V: 0.005∼1.0% 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상
Cr, Ti, Nb, Mo 및 V는, 베이나이트 중에 마르텐사이트가 분산된 조직을 얻는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻으려면, 상기 원소 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소의 함유량이, 각각의 하한값 이상일 필요가 있다. 한편, 상기 원소 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소의 함유량이, 각각의 상한값을 초과하면 이와 같은 효과가 얻어지지 않게 되어, 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, Cr: 0.005∼2.0%, Ti: 0.005∼0.20%, Nb: 0.005∼0.20%, Mo: 0.005∼2.0%, V: 0.005∼1.0% 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것으로 한다. 상기 원소를 함유하는 경우는, 바람직하게는, 각각 Cr: 0.1% 이상, Ti: 0.010% 이상, Nb: 0.010% 이상, Mo: 0.10% 이상, V: 0.10% 이상으로 한다. 상기 원소를 함유하는 경우의 상한은, 바람직하게는, 각각 Cr: 1.0% 이하, Ti: 0.15% 이하, Nb: 0.10% 이하, Mo: 1.0% 이하, V: 0.5% 이하로 한다.
잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 불가피적 불순물 원소로서는, 예를 들면 N을 들 수 있고, 이 원소의 허용 상한은 바람직하게는 0.010%이다.
상기 성분이 본 발명의 고강도 열연 강판의 기본의 성분 조성이다. 본 발명에서는, 필요에 따라서, 추가로 이하의 원소를 함유할 수 있다.
Cu: 0.05∼4.0%, Ni: 0.005∼2.0%, B: 0.0002∼0.0050%, Ca: 0.0001∼0.0050%, REM: 0.0001∼0.0050%, Sb: 0.0010∼0.10%, Sn: 0.0010∼0.50% 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상
Cu, Ni는, 마르텐사이트를 생성시켜, 고강도화에 기여하는 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Cu, Ni를 함유하는 경우에는, 각각의 함유량을 상기 하한값 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cu, Ni의 각각의 함유량이 상기 상한값을 초과하면, 베이나이트가 억제되어 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.10% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.6% 이하로 한다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.1% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.6% 이하로 한다.
B는, 강판의 퀀칭성(hardenability)을 높이고, 마르텐사이트를 생성시켜, 고강도화에 기여하는 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, B를 함유하는 경우에는, B 함유량을 0.0002% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0050%를 초과하면 B계 화합물이 증가하고, 퀀칭성이 저하하여, 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, B를 함유하는 경우에는, 함유량을 0.0002∼0.0050%로 하는 것이 바람직하다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.0040% 이하로 한다.
Ca, REM(희토류 금속)은, 개재물의 형태 제어에 의해 가공성의 향상에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Ca, REM을 함유하는 경우에는, 각각 함유량을 Ca: 0.0001∼0.0050%, REM: 0.0001∼0.0050%로 하는 것이 바람직하다. Ca, REM의 함유량이 상기 상한값을 초과하면, 개재물량이 증가하여 가공성이 열화하는 경우가 있다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.0030% 이하로 한다. REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.0030% 이하로 한다.
Sb는, 탈질, 탈붕 등을 억제하여, 강의 강도 저하 억제에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Sb를 함유하는 경우에는, Sb 함유량을 0.0010∼0.10%로 하는 것이 바람직하다. Sb 함유량이 상기 상한값을 초과하면, 강판의 취화(embrittlement)를 초래하는 경우가 있다. Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.050% 이하로 한다.
Sn은, 펄라이트 생성을 억제하여, 강의 강도 저하 억제에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Sn을 함유하는 경우에는, Sn 함유량을 0.0010∼0.50%로 하는 것이 바람직하다. Sn의 함유량이 상기 상한값을 초과하면, 강판의 취화를 초래하는 경우가 있다. Sn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.050% 이하로 한다.
또한, Cu, Ni, B, Ca, REM, Sb, Sn의 함유량이, 상기의 하한값 미만이라도, 본 발명의 효과를 해치지 않는다. 따라서, 이들 성분의 함유량이 상기 하한값 미만인 경우는, 이들 원소를 불가피적 불순물로서 포함하는 것으로서 취급한다.
계속해서, 본 발명의 고강도 열연 강판의 강 조직에 대해서 설명한다.
본 발명의 고강도 열연 강판의 강 조직은, 합계 면적률로 80∼100%의 마르텐사이트 및 베이나이트를 주상으로 하고, 베이나이트 중의 마르텐사이트의 전체 면적률이 2∼20%이고, 베이나이트 중의 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률이, 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상이다.
마르텐사이트 및 베이나이트의 합계 면적률: 80∼100%
본 발명에서는, 고TS와 우수한 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성을 구비하기 위해, 주로 마르텐사이트 및 베이나이트를 갖는(마르텐사이트 및 베이나이트를 주상으로 하는) 강 조직으로 한다.
강판 조직 전체에 대하여, 마르텐사이트 및 베이나이트의 합계 면적률이 80% 미만에서는, 고TS, 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성의 적어도 어느 하나가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 마르텐사이트 및 베이나이트의 합계 면적률은, 80∼100%로 하고, 바람직하게는 83∼100%로 하고, 보다 바람직하게는 88∼100%로 한다.
베이나이트 중의 마르텐사이트의 전체 면적률: 2∼20%
마르텐사이트는, TS를 높이는 데에 유효한 강 조직으로서, 또한 베이나이트 중에 분산함으로써 균일 신장을 높이는 데에 유효한 강 조직이다. 이러한 효과를 얻으려면, 베이나이트 중의 마르텐사이트의 전체 면적률을, 2% 이상으로 할 필요가 있다. 한편, 상기 마르텐사이트의 전체 면적률이 20%를 초과하면, 균일 신장, 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성의 적어도 어느 하나가 얻어지지 않게 된다. 따라서, 상기 마르텐사이트의 전체 면적률은, 2∼20%로 한다. 상기 마르텐사이트의 전체 면적률은, 바람직하게는 3% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 4% 이상으로 한다. 상기 마르텐사이트의 전체 면적률은, 바람직하게는 15% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 12% 이하로 한다.
베이나이트 중의 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률: 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상
베이나이트 중의 마르텐사이트에 있어서, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트에 있어서의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트(이하, 「마르텐사이트 분산상(dispersed martensite phase)」이라고 칭하는 경우도 있음)의 면적률을, 전체 마르텐사이트의 면적에 대하여 50% 이상으로 함으로써, 내단면 깨짐성을 높일 수 있다. 그 결과, 본 발명의 구멍 확장률이 얻어진다.
여기에서, 상기의 「당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트에 있어서의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트」란, 예를 들면, 복수의 결정 방위의 베이나이트에 둘러싸인 마르텐사이트가 있었을 때에, 복수의 결정 방위의 베이나이트 중 1개 이상의 베이나이트와, 당해 마르텐사이트의 방위차가 15° 미만이면 좋은 것을 의미한다.
상세한 이유는 분명하지 않지만, 베이나이트 중의 마르텐사이트가, 당해 마르텐사이트의 주위의 베이나이트(당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트)와 가까운 결정 방위를 갖는 경우에는, 전단(shearing) 시에 베이나이트와 마르텐사이트의 변형이 추종되어 보이드(void) 형성이 억제된다. 이 때문에, 내단면 깨짐성이 향상하는 것 등이 생각된다.
이러한 이유로부터, 본 발명에서는 상기의 마르텐사이트 분산상의 면적률을 50% 이상으로 한다. 보이드 형성을 억제할 수 있는 방위차가 작은 마르텐사이트를 50% 이상으로 함으로써 보이드의 연결 억제 효과가 커져, 깨짐이 현저하게 억제된다.
따라서, 베이나이트 중의 마르텐사이트에 있어서, 상기의 마르텐사이트 분산상의 면적률을, 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상으로 한다. 바람직하게는 60% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 70% 이상으로 한다. 상기 면적률의 상한은 특별히 규정하지 않는다. 99% 이하로 하는 것이 바람직하고, 98% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 마르텐사이트 분산상은, 후술의 실시예에 기재하는 방법으로 구할 수 있다. 우선, 후방 전자 산란 회절법(EBSD)에 의해 베이나이트 및 마르텐사이트의 결정 방위를 구하고, 15° 이상의 방위차의 경계를 표시함으로써, 상기한 마르텐사이트와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트(인접 베이나이트) 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률을 구한다.
또한, 상기한 마르텐사이트 및 베이나이트 이외의 그 외의 조직은, 페라이트, 펄라이트, 잔류 오스테나이트이다. 마르텐사이트 및 베이나이트 이외의 그 외의 조직의 합계 면적률은 20% 미만으로 한다. 합계 면적률이 20% 미만이면, 본 발명의 특성을 달성할 수 있다.
본 발명에서는, 상기한 각 조직의 면적률, 마르텐사이트 및 베이나이트의 결정 방위는, 후술하는 실시예 등에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
<고강도 열연 강판의 제조 방법>
본 발명의 고강도 열연 강판은, 상기 성분 조성을 갖는 슬래브(slab)를 가열하고, 이어서, 열간 압연을 실시함으로써 제조된다. 상기 열간 압연에서는, 가열한 슬래브를, 1100℃ 이상에서 3패스 이상 또한 1패스당 15% 이상의 압하율로 조압연하고, 1000℃ 이하에서의 합계 압하율이 50% 이상, 1000℃ 이하에서의 합계 패스수가 3회 이상이 되는 조건으로 마무리 압연한 후, 1.0s 이상 방냉하고, 그 후, 냉각 개시 온도에서 550℃까지의 평균 냉각 속도가 50℃/s 이상이 되는 조건으로 냉각하고, 그 후, (Ms점-50)℃∼550℃의 권취 온도에서 권취하여, 실온까지 냉각한다.
이하, 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 상기한 온도는, 슬래브나 강판의 폭 중앙부의 온도(표면 온도)이고, 상기한 평균 냉각 속도는, 강판의 폭 중앙부의 평균 냉각 속도이다. 이들 온도는, 방사 온도계 등으로 측정할 수 있다.
1100℃ 이상에서의 패스 횟수: 3회 이상
열간 압연의 조압연에 있어서, 1100℃ 이상에서의 패스 횟수를 3회 이상으로 함으로써, 오스테나이트립이 정립화(整粒化)하여 불균일이 해소되고, 베이나이트 중의 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률이, 안정적으로 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상이 된다. 1100℃ 이상에서의 패스수가 3회 미만에서는 이러한 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, 1100℃ 이상에서의 패스수는 3회 이상으로 한다. 1100℃ 이상에서의 패스수는, 바람직하게는, 4회 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 5회 이상으로 한다. 1100℃ 이상에서의 패스 횟수의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 15회를 초과하면, 스케일 로스(scale loss)의 증가 등의 제조성의 저해를 초래하는 경우가 있기 때문에, 15회 이하로 하는 것이 바람직하다.
1100℃ 이상에서의 1패스당의 압하율: 15% 이상
열간 압연의 조압연에 있어서, 1100℃ 이상에서의 1패스당의 압하율이 15% 미만에서는 오스테나이트립의 불균일이 해소되지 않을 뿐만 아니라, 오히려 악화되어, 본 결정 방위의 특징을 갖는 마르텐사이트가 충분히 얻어지지 않게 된다. 따라서, 1100℃ 이상에서의 1패스당의 압하율은 15% 이상으로 한다. 1100℃ 이상에서의 1패스당의 압하율은, 바람직하게는 18% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 20% 이상으로 한다. 1100℃ 이상에서의 1패스당의 압하율의 상한은 특별히 규정하지 않지만 60%를 초과하면, 판 형상의 악화나 제조 트러블을 초래하는 경우가 있기 때문에 60% 이하가 바람직하다.
1000℃ 이하에서의 합계 압하율: 50% 이상
열간 압연의 마무리 압연에 있어서의, 1000℃ 이하에서의 합계 압하율을 50% 이상으로 함으로써, 전술한, 본 발명의 결정 방위(즉, 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트의 적어도 1개의 결정 방위의 방위차가 15° 미만)의 마르텐사이트 분산상을, 전체 마르텐사이트상에 대하여 50% 이상으로 할 수 있다.
상세한 이유는 분명하지 않지만, 상기한 조건에서의 압하에 의해, 오스테나이트에 있어서의 베이나이트 변태 시 및 마르텐사이트 변태 시의 각 방위 선택이 제한되기 때문이라고 추측된다. 따라서, 열간 압연의 마무리 압연에 있어서의 1000℃ 이하에서의 합계 압하율은, 50% 이상으로 한다. 바람직하게는 60% 이상으로 한다. 상기 합계 압하율의 상한은 특별히 규정하지 않는다. 합계 압하율이 지나치게 커지면 집합 조직이 발달하여 구멍 확장성 등의 가공성을 해치는 경우가 있기 때문에, 90% 이하로 하는 것이 바람직하다.
여기에서, 합계 압하율이란, 상기 온도역에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판두께와, 이 온도역에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판두께의 차를, 당해 최초의 패스 전의 입구 판두께로 나눈 값의 백분율이다.
즉, (상기 온도역에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판두께-상기 온도역에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판두께)/(상기 온도역에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판두께)×100(%)에 의해 구해진다.
1000℃ 이하에서의 합계 패스수: 3회 이상
열간 압연의 마무리 압연에 있어서의, 1000℃ 이하에서의 압하를 복수회로 분산하고, 1패스당의 압하율을 저감시킴으로써, 베이나이트의 결정 방위에 가까운 방위의 마르텐사이트(즉, 인접하는 베이나이트의 적어도 1개의 결정 방위와의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트)가 생성되기 쉬워진다. 합계 패스수가 3회 이상에서, 본 발명의 강 조직(즉, 인접하는 베이나이트의 적어도 1개의 결정 방위와의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의, 전체 마르텐사이트에 대한 면적률을, 50% 이상으로 하는 것)을 얻을 수 있다. 바람직하게는 4회 이상으로 한다. 상기 합계 패스수의 상한은, 특별히 규정하지 않는다. 생산 능률 등의 관점에서는, 10회 이하로 하는 것이 바람직하다.
마무리 압연 종료 온도(적합 조건)
마무리 압연 종료 온도는, 750∼1000℃로 하는 것이 바람직하다. 750∼1000℃로 제어함으로써, 안정된 표면 성상이 얻기 쉬워진다. 보다 바람직하게는 780℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 950℃ 이하이다.
마무리 압연 후의 방냉 시간: 1.0s 이상
마무리 압연 후의 방냉 시간이 1.0s(초) 미만에서는, 본 발명의 결정 방위의 마르텐사이트 분산상의 전체 마르텐사이트상에 대한 면적률을 50% 이상으로 할 수 없다. 이 이유는 분명하지 않지만, 방냉함으로써, 마무리 압연으로 도입된 전위가 일부 회복되어, 계속되는 베이나이트 변태나 마르텐사이트 변태 시의 방위 선택에 영향을 주고 있는 것이라고 생각된다. 따라서, 마무리 압연 후의 방냉 시간은, 1.0s 이상으로 한다. 바람직하게는 1.5s 이상으로 한다. 상기 방냉 시간의 상한은 특별히 규정하지 않는다. 10s 이상의 방냉은, 본 발명에서는 바라지 않는 페라이트 등의 조직의 생성을 초래하는 경우가 있기 때문에, 상기 방냉 시간은 10s 이하로 하는 것이 바람직하다.
냉각 개시 온도에서 550℃까지의 평균 냉각 속도: 50℃/s 이상
냉각 개시 온도에서 550℃까지의 평균 냉각 속도가 50℃/s 미만에서는, 페라이트나 펄라이트가 생성되어 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 냉각 개시 온도에서 550℃까지의 평균 냉각 속도는, 50℃/s 이상으로 한다. 바람직하게는 80℃/s 이상으로 한다. 상기 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 강판의 형상 안정성 등의 관점에서는, 상기 평균 냉각 속도는 1000℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 냉각 개시 온도가 700℃ 미만이 되면 페라이트가 생성되기 쉬워지기 때문에, 냉각 개시 온도는 700℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 720℃ 이상으로 한다. 또한, 냉각 개시 온도는, 마무리 압연 종료 온도보다도 높게 하는 것은 기술적으로 곤란하기 때문에, 냉각 개시 온도는 마무리 압연 종료 온도 이하로 하는 것이 바람직하다.
권취 온도: (Ms점-50)℃∼550℃
권취 온도가 (Ms점-50)℃ 미만에서는, 마르텐사이트가 증가하여, 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않는다. 한편, 550℃를 초과하면, 페라이트나 펄라이트가 생성되어, 본 발명의 강 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 권취 온도는, (Ms점-50)℃∼550℃로 한다. 바람직하게는 (Ms점-30)℃ 이상이고, 바람직하게는 520℃이다.
여기에서, Ms점이란 마르텐사이트 변태 개시 온도로서, 퍼마스터 시험(formaster test) 등에 의한 냉각 시의 열 팽창 측정이나 전기 저항 측정에 의한 실측에 의해 결정할 수 있다.
또한, 상기한 제조 방법의 조건 이외는 특별히 한정하지 않지만, 이하와 같이 적절히 조건을 조정하여 제조하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 슬래브 가열 온도는, 편석 제거나 석출물 고용 등의 관점에서는 1100℃ 이상이 바람직하고, 에너지 효율 등의 관점에서는 1300℃ 이하가 바람직하다.
또한, 마무리 압연은, 가공성의 저하를 초래하는 조립(粗粒:coarse grains) 저감 등의 관점에서, 4패스 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 마무리 압연의 패스수란, 마무리 압연에 있어서의 전체 패스수를 가리키고, 상기의 「1000℃ 이하에서의 합계 패스수」를 포함하는 것으로 한다.
(실시예)
이하, 실시예에 기초하여, 추가로 본 발명에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
표 1에 나타내는 성분 조성의 강을 진공 용해로에 의해 용제하여, 슬래브를 제조했다. 그 후, 이들 슬래브를, 1200℃로 가열하고, 표 2에 나타내는 조건으로 열간 압연을 행하여, 열연 강판을 얻었다. 열간 압연에서는, 마무리 압연의 전체 패스수를 7패스로 했다.
또한, 표 1의 공란은, 의도적으로 원소를 첨가하지 않는 것을 나타내고 있고, 함유하지 않는(0%) 경우 뿐만 아니라, 불가피적으로 함유하는 경우도 포함한다. 또한, N은 불가피적 불순물이다.
얻어진 열연 강판을 이용하여, 이하의 시험 방법에 따라, 조직 관찰, 인장 특성, 내단면 깨짐 특성 및 구멍 확장성의 평가를 행했다.
<조직 관찰>
(각 조직의 면적률)
마르텐사이트, 베이나이트의 면적률이란, 관찰 면적에 차지하는 각 조직의 면적의 비율을 말한다.
마르텐사이트의 면적률은, 다음과 같이 하여 구한다.
얻어진 열연 강판으로부터 샘플을 잘라내어, 압연 방향에 평행한 판두께 단면을 연마 후, 3% 나이탈(nital)로 부식하고, 판두께 1/4 위치를 SEM(주사형 전자 현미경)에 의해 1500배의 배율로 각각 3시야 촬영했다. 얻어진 2차 전자상의 화상 데이터로부터 Media Cybernetics사 제조의 Image-Pro를 이용하여 각 조직의 면적률을 구하고, 시야의 평균 면적률을 각 조직의 면적률로 했다.
화상 데이터에 있어서, 상부 베이나이트는, 탄화물 또는 직선적인 계면을 갖는 마르텐사이트를 포함하는 흑색 또는 암회색으로서 구별된다. 하부 베이나이트는, 방위가 정돈된 탄화물을 포함하는 흑색, 암회색, 회색, 또는 명회색으로서 구별된다. 마르텐사이트는, 복수의 방위의 탄화물을 포함하는 흑색, 암회색, 회색, 또는 명회색, 혹은 탄화물을 포함하지 않는 백색 또는 명회색으로서 구별된다. 잔류 오스테나이트는, 탄화물을 포함하지 않는 백색 또는 명회색으로서 구별된다.
마르텐사이트와 잔류 오스테나이트는 구별할 수 없는 경우가 있기 때문에, SEM상으로부터 구한 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트의 합계 면적률로부터, 후술하는 방법으로 구한 잔류 오스테나이트의 면적률을 나누어, 마르텐사이트의 면적률을 구했다.
또한, 본 발명에 있어서, 마르텐사이트는, 프레시 마르텐사이트나 오토템퍼드 마르텐사이트나 템퍼링 마르텐사이트 등의 어느 마르텐사이트라도 상관없다. 또한, 베이나이트는, 상부 베이나이트, 하부 베이나이트, 템퍼링 베이나이트 등의 어느 베이나이트라도 상관없다.
템퍼링의 정도가 강한 조직일수록, 소지(素地:matrix)는 흑이 강한 콘트라스트의 상이 되기 때문에, 상기 소지의 색은 기준(guide)이고, 본 발명에서는 탄화물의 양이나 조직 형태 등을 종합하여 판단하고, 후술의 조직을 포함하여, 특징이 가까운 어느 하나의 조직으로 분류했다. 탄화물은, 백색의 점 형상 또는 선 형상이다.
또한, 본 발명에서는, 기본적으로는 함유하지 않지만, 페라이트는 흑색의 조직, 암회색으로 내부에 탄화물을 갖지 않거나 또는 근소하게 갖는 조직 혹은 암회색으로 마르텐사이트와 직선적인 계면을 갖지 않는 조직으로서 구별할 수 있다. 펄라이트는, 흑색과 백색의 층 형상 또는 부분적으로 중단된 층 형상 조직으로서 구별할 수 있다.
잔류 오스테나이트의 면적률을 구하기 위해, 어닐링 후의 강판을 판두께의 1/4+0.1㎜의 위치까지 연삭 후, 화학 연마에 의해 추가로 0.1㎜ 연마한 면에 대해서, X선 회절 장치로 Mo의 Kα1선을 이용하여, fcc철(오스테나이트)의 (200)면, (220)면, (311)면과, bcc철(페라이트)의 (200)면, (211)면, (220)면의 적분 반사 강도의 측정을 했다. bcc철의 각 면으로부터의 적분 반사 강도에 대한 fcc철의 각 면으로부터의 적분 반사 강도의 강도비로부터 체적률을 구하고, 이를 잔류 오스테나이트의 면적률로 했다.
얻어진 각 조직의 면적률을 이용하여, 베이나이트 및 마르텐사이트의 합계 면적률, 그 외의 조직의 합계 면적률을 구하고, 그 합계 면적률을 표 3에 나타낸다. 또한, 표 3 중의 「V(M)」은 마르텐사이트의 면적률(%)을 의미하고, 「V(B+M)」은 베이나이트 및 마르텐사이트의 합계 면적률(%)을 의미하고, 「V(O)」는 그 외의 조직의 합계 면적률(%)을 의미한다.
(결정 방위)
상기 조직 관찰에 이용한 동(同) 샘플의 동 시야에 대해서, 후방 전자 산란 회절법(EBSD)에 의해 베이나이트 및 마르텐사이트의 결정 방위를 구하고, 15° 이상의 방위차의 경계를 표시한다. 이에 따라, 베이나이트 중에 분산된 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률을 구했다. 당해 마르텐사이트의 면적률이 전체 마르텐사이트의 면적률에 차지하는 비율을 구했다. 또한, EBSD의 측정은, 가속 전압 30㎸, 스텝 사이즈 0.05㎛에서 100㎛×100㎛의 영역에 대해서 행했다.
얻어진 상기 비율을 표 3에 나타낸다. 또한, 표 3 중의 「인접 B와의 방위차가 15° 미만인 M의 비율」은 상기 비율(%)을 의미한다.
<인장 시험>
인장 특성의 평가는, 인장 시험에 의해 행했다. 얻어진 열연 강판으로부터, 압연 방향에 대하여 평행 방향으로 JIS5호 인장 시험편(JIS Z 2201)을 채취하고, 변형 속도를 10-3/s로 하는 JIS Z 2241의 규정에 준거한 인장 시험을 행하여, TS 및 균일 신장을 구했다.
또한, 본 발명에서는, TS는 980㎫ 이상을, 균일 신장은 5.0% 이상을, 각각 합격이라고 평가했다.
<펀칭 시험>
내단면 깨짐 특성의 평가는, 펀칭 시험에 의해 행했다. 얻어진 열연 강판으로부터, 폭이 150㎜, 길이가 150㎜인 시험편을 채취했다. 시험편에 대하여, 클리어런스가 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%가 되는 조건으로, Φ10㎜의 펀치를 이용하여 펀칭을 3회 행하고, 펀칭 단면의 판면(판 표면)과 평행한 균열의 유무를 조사하여, 내단면 깨짐성을 평가했다. 균열이 발생하지 않는 클리어런스 범위가 10% 이상이 된 경우를, 내단면 깨짐성이 합격이라고 평가했다.
예를 들면, 전술의 방법으로 행한 펀칭 시험에 있어서, 균열을 발생시키지 않은 클리어런스가 10%, 15%, 20%, 25%가 된 경우, 균열을 발생시키지 않는 클리어런스 범위는, 균열이 발생하지 않은 최대의 클리어런스인 25%로부터 최소의 클리어런스인 10%의 차를 취하여, 15%가 된다.
<구멍 확장 시험>
구멍 확장성은 구멍 확장 시험에 의해 평가했다. 상기 펀칭 시험에 있어서 클리어런스가 10%가 되는 조건으로 펀칭한 시험편 3매를 이용하여, JFST 1001(일본 철강 연맹 규격, 2008년)에 준하여 60° 원추 펀치를 이용하여 구멍 확장 시험을 3회 행하여 평균의 구멍 확장률(%)을 구하고, 구멍 확장률로 했다. 구멍 확장률이 40% 이상을 합격이라고 평가했다.
표 3에 각종 평가 결과를 나타낸다.
표 3으로부터, 본 발명예는, 모두 우수한 균일 신장, 우수한 내단면 깨짐성 및 우수한 구멍 확장성을 갖는 고강도 열연 강판이다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 소망하는 강도, 균일 신장, 내단면 깨짐성 및 구멍 확장성의 어느 하나 이상이 얻어지고 있지 않다.
본 발명에 의하면, TS가 980㎫ 이상이고, 우수한 연성, 우수한 내단면 깨짐성 및 우수한 구멍 확장성을 갖는 고강도 열연 강판을 얻을 수 있다. 본 발명의 고강도 열연 강판을 자동차 부품 용도에 사용함으로써, 자동차의 충돌 안전성 개선과 연비 향상에 크게 기여할 수 있다.

Claims (3)

  1. 질량%로,
    C: 0.04∼0.18%,
    Si: 0.1∼3.0%,
    Mn: 0.5∼3.5%,
    P: 0% 초과 0.100% 이하,
    S: 0% 초과 0.020% 이하,
    Al: 0% 초과 1.5% 이하를 포함하고,
    추가로, Cr: 0.005∼2.0%, Ti: 0.005∼0.20%, Nb: 0.005∼0.20%, Mo: 0.005∼2.0%, V: 0.005∼1.0% 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하고,
    잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
    강 조직은, 합계 면적률로 80∼100%의 마르텐사이트 및 베이나이트를 주상으로 하고,
    베이나이트 중의 마르텐사이트의 전체 면적률이 2∼20%이고,
    베이나이트 중의 마르텐사이트 중, 당해 마르텐사이트의 결정 방위와, 당해 마르텐사이트에 인접하는 베이나이트 중 적어도 1개의 베이나이트의 결정 방위의 방위차가 15° 미만인 마르텐사이트의 면적률이, 전체 마르텐사이트에 대하여 50% 이상인 고강도 열연 강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성분 조성에 더하여, 질량%로,
    Cu: 0.05∼4.0%,
    Ni: 0.005∼2.0%,
    B: 0.0002∼0.0050%,
    Ca: 0.0001∼0.0050%,
    REM: 0.0001∼0.0050%,
    Sb: 0.0010∼0.10%,
    Sn: 0.0010∼0.50%
    중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 고강도 열연 강판.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 고강도 열연 강판의 제조 방법으로서,
    상기 성분 조성을 갖는 슬래브를 가열하고,
    이어서, 열간 압연을 실시함에 있어서,
    1100℃ 이상에서 3패스 이상 또한 1패스당 15% 이상의 압하율로 조압연하고, 1000℃ 이하에서의 합계 압하율이 50% 이상, 1000℃ 이하에서의 합계 패스수가 3회 이상이 되는 조건으로 마무리 압연한 후, 1.0s 이상 방냉하고, 그 후, 냉각 개시 온도에서 550℃까지의 평균 냉각 속도가 50℃/s 이상이 되는 조건으로 냉각하고, 그 후, (Ms점-50)℃∼550℃의 권취 온도에서 권취하는 고강도 열연 강판의 제조 방법.
KR1020237038668A 2021-05-17 2022-05-13 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법 KR20230167426A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-083111 2021-05-17
JP2021083111 2021-05-17
PCT/JP2022/020291 WO2022244706A1 (ja) 2021-05-17 2022-05-13 高強度熱延鋼板及び高強度熱延鋼板の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230167426A true KR20230167426A (ko) 2023-12-08

Family

ID=84140480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237038668A KR20230167426A (ko) 2021-05-17 2022-05-13 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240254584A1 (ko)
EP (1) EP4321645A1 (ko)
JP (1) JP7239072B1 (ko)
KR (1) KR20230167426A (ko)
CN (1) CN117295836A (ko)
MX (1) MX2023013343A (ko)
WO (1) WO2022244706A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123366A1 (ja) 2007-03-27 2008-10-16 Nippon Steel Corporation はがれの発生が無く表面性状及びバーリング性に優れる高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP2012062562A (ja) 2010-09-17 2012-03-29 Jfe Steel Corp 打抜き加工性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法
JP2016204690A (ja) 2015-04-17 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 延性と疲労特性と耐食性に優れた高強度熱延鋼板とその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5870955B2 (ja) * 2013-04-15 2016-03-01 Jfeスチール株式会社 穴拡げ加工性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法
EP3296415B1 (en) * 2015-07-27 2019-09-04 JFE Steel Corporation High-strength hot-rolled steel sheet and method for manufacturing the same
JP7243854B2 (ja) * 2019-11-06 2023-03-22 日本製鉄株式会社 熱延鋼板およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123366A1 (ja) 2007-03-27 2008-10-16 Nippon Steel Corporation はがれの発生が無く表面性状及びバーリング性に優れる高強度熱延鋼板及びその製造方法
JP2012062562A (ja) 2010-09-17 2012-03-29 Jfe Steel Corp 打抜き加工性に優れた高強度熱延鋼板およびその製造方法
JP2016204690A (ja) 2015-04-17 2016-12-08 新日鐵住金株式会社 延性と疲労特性と耐食性に優れた高強度熱延鋼板とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4321645A1 (en) 2024-02-14
JPWO2022244706A1 (ko) 2022-11-24
MX2023013343A (es) 2023-11-27
WO2022244706A1 (ja) 2022-11-24
US20240254584A1 (en) 2024-08-01
CN117295836A (zh) 2023-12-26
JP7239072B1 (ja) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102098215B1 (ko) 고강도 아연 도금 강판 및 그의 제조 방법
KR102197876B1 (ko) 열간 프레스 성형 부재
KR102643398B1 (ko) 핫 스탬프 성형체
KR102544884B1 (ko) 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그의 제조 방법
KR20180124075A (ko) 고강도 강판 및 그의 제조 방법
KR102433938B1 (ko) 고강도 냉연강판, 고강도 도금강판 및 그것들의 제조방법
KR20140048331A (ko) 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법
WO2020195605A1 (ja) 鋼板、鋼板の製造方法およびめっき鋼板
US11028456B2 (en) Electric resistance welded steel pipe for torsion beam
KR20220139983A (ko) 고강도 열연 강판 및 그의 제조 방법
KR20220079609A (ko) 강판 및 그의 제조 방법
KR20230170031A (ko) 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법
JP6098537B2 (ja) 高強度冷延鋼板およびその製造方法
JP4059050B2 (ja) 冷延鋼板製造用母板、高強度高延性冷延鋼板およびそれらの製造方法
CN115244203B (zh) 热轧钢板
KR20230159557A (ko) 핫 스탬프용 강판 및 핫 스탬프 성형품
KR102412013B1 (ko) 열연 강판
KR20220062603A (ko) 열연 강판
KR20230167426A (ko) 고강도 열연 강판 및 고강도 열연 강판의 제조 방법
CN115244204A (zh) 热轧钢板
JP7201136B1 (ja) 鋼矢板及びその製造方法
JP5874376B2 (ja) 加工性に優れた高強度鋼板およびその製造方法
KR102714884B1 (ko) 열연 강판
KR20230151527A (ko) 고강도 열연 강판 및 그 제조 방법
KR20220102647A (ko) 강판 및 그 제조 방법