KR20240005821A - 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재 및 이의 제조 방법 Download PDF

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닝 탄
지야오 홍
웬즈헨 비
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바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
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Abstract

인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 이의 화학 성분 중량 백분율은 C: 0.05 내지 0.20%, Si: 0.02 내지 1.00%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P≤0.10%, S≤0.05%, Al: 0.01 내지 0.30%, Nb: 0.01 내지 0.04%, Ti: 0.01 내지 0.06%, Cr: 0.12 내지 0.50%, B: 0.001 내지 0.05%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이고, 0.24%≤C+Mn/6≤0.45% 및 0.05%≤Nb+Ti+B×10≤0.15%를 동시에 충족시켜야 한다. 획득된 핫 스탬핑 부재의 원래 오스테나이트의 평균 결정립 치수는 ≤10μm이고, VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥80°이고, 실온 충격 인성은 ≥80J/cm2이고, 항복강도는 ≥800MPa, 인장강도는 ≥1000MPa이고, 파단 연신율은 ≥6%이고, 핫 스탬핑 부재는 고강도인 동시에 고인성도 획득하므로, 자동차, 선박, 기계 등의 산업에 광범위하게 적용될 수 있다.

Description

인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재 및 이의 제조 방법
본 발명은 자동차 재료 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
자연환경이 악화되고 석유 에너지 부족 문제가 날로 심각해짐에 따라, 친환경과 안전이 자동차 제조업 발전의 주요 방향이 되었다. 현재 관련 연구에 따르면 차량용 철강의 강도 등급이 점차 높아짐에 따라, 특히 인장강도가 1000MPa보다 큰 강판이 냉간 성형 과정에서, 콜드 스탬핑 성형 능력이 현저하게 악화되어, 성형 부품의 치수 정확도가 떨어지고 심지어 일부 위치에 균열이 발생하는 것으로 나타났다. 핫 스탬핑 성형 부재는 높은 강도, 강한 성형 능력, 낮은 스프링백 등의 특징이 있기 때문에, 이의 제품은 자동차 구조 경량화를 위한 가장 중요한 기술적 해결책 중 하나이다. 핫 스탬핑 제품은 바디 인 화이트(Body in white) A/B 필러, 충돌 방지 빔, 중간 통로 등의 안전 구조 부품에 광범위하게 적용될 수 있어, 시장 수요가 날로 증가하고 있다.
현재 시판되고 있는 핫 스탬핑 제품은 1500MPa 강도 등급에 집중되어 있으며, 이의 인성 측면 VDA 냉간 굽힘 각도는 약 50°이고, 실온 충격 인성은 약 40J/cm2이다. 현재 시판되고 있는 핫 스탬핑 제품은 1000MPa 핫 스탬핑 제품에 비해 인성이 더 높기 때문에, 더 높은 인성이 요구되는 에너지 흡수 부품에 사용될 수 있다. 1000MPa 등급의 고인성 핫 스탬핑 제품은 재료 성능 측면에서 충격 성능이 더 높으며, 구조 보강 부재에서 에너지 흡수 영역으로서, 높은 강도 및 우수한 부분 충돌 성능 등의 장점이 있다. 현재 1000MPa 강도 등급 핫 스탬핑용 철강은 고강도, 고인성을 획득할 수 있으나, 성분 설계에서 다수의 비싼 원소를 추가하고, 생산 제조에서 복잡한 다단계 제어 공정을 많이 채택하므로, 단점이 존재한다.
중국 특허 CN107810281B는 "가압 경화용 철강 및 이러한 철강으로 제조된 가압 경화 부재"를 개시하였으며, 이는 인장강도가 950MPa보다 높고 냉간 굽힘 각도가 75°보다 높은 가압 경화 부재를 획득할 수 있으나, 그 성분 설계에는 다량의 미세 합금 원소가 필요하고, 강판 생산 과정에 고온 어닐링 처리가 채택되며, 부품 생산의 핫 스탬핑 공정에서는 2단계 냉각 제어 처리 등이 채택되므로, 제조 공정이 복잡하고, 실제 조작 난이도가 비교적 높다.
중국 특허 CN105829562B는 "열간 프레스 강판 부재 및 이의 제조 방법과 열간 프레스 강판"을 개시하였으며, 합금 성분은 0.060 내지 0.20% Ti 원소가 첨가되고, 전체 Ti 중 90%가 석출되도록 제어되어야 하고, 다른 공정에서는 핫 스탬핑 후 냉각에 2단계 냉각이 채택되고, 획득된 핫 스탬핑 부재는 980MPa 이상의 강도만 구현할 수 있고, 핫 스탬핑 부재에 높은 인성이 구비되는 것은 언급되지 않았다.
중국 특허 CN104838030B는 "인성이 강한 핫 스탬핑 제품 및 이의 제조 방법"을 개시하였으며, 이의 합금 성분은 B≤0.001%로 설계되고, 주로 Mo 등의 기타 비싼 합금을 통해 담금질하여 마르텐사이트를 얻는 능력을 향상시켜 성능 강화를 구현한다.
요약하면, 현재 종래의 고강도 핫 스탬핑용 철강은 인성이 부족하고, 충격 에너지 흡수 효과가 비교적 떨어지는 문제 등이 있다.
본 발명의 목적은 인장강도가 1000MPa 이상인 고인성 핫 스탬핑 부재 및 이의 제조 방법을 제공하고, 획득된 핫 스탬핑 부재의 항복강도가 ≥800MPa, 인장강도가 ≥1000MPa, 파단 연신율이 ≥6%, VDA 냉간 굽힘 각도가 ≥80°, 실온 충격 인성이 ≥80J/cm2가 되도록 하여, 핫 스탬핑 부재가 고강도를 갖는 동시에 고인성도 획득할 수 있도록 함으로써, 종래의 고강도 핫 스탬핑 부재가 인성이 부족하고 충격 에너지 흡수 효과가 떨어지는 문제를 해결하고, 이를 자동차, 선박, 기계 등의 산업에 광범위하게 사용될 수 있도록 하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 채택하는 기술적 해결책은 이하와 같다.
인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 화학 성분 중량 백분율은 C: 0.05 내지 0.20%, Si: 0.02 내지 1.00%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P≤0.10%, S≤0.05%, Al: 0.01 내지 0.30%, Nb: 0.01 내지 0.04%, Ti: 0.01 내지 0.06%, Cr: 0.12 내지 0.50%, B: 0.001 내지 0.05%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이고, 또한
0.24%≤C+Mn/6≤0.45%;
0.05%≤Nb+Ti+B×10≤0.15%를 동시에 충족시켜야 하고,
핫 스탬핑 부재의 원래 오스테나이트의 평균 결정립 치수는 ≤10μm이고, VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥80°이고, 실온 충격 인성은 ≥80J/cm2이다.
또한 핫 스탬핑 부재 성분은 중량 백분율을 기준으로 Ni: 0.01 내지 1.0%, Mo: 0.01 내지 0.5%, V: 0.01 내지 0.5% 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 P≤0.05%이다.
바람직하게는, 상기 S≤0.01%이다.
본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 미세 조직 중 마르텐사이트와 베이나이트의 면적비는 ≥75%이고, 나머지 부분은 페라이트, 잔류 오스테나이트 또는 이들 둘의 혼합으로 구성된다.
본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 ≥800MPa, 인장강도는 ≥1000MPa이고, 파단 연신율은 ≥6%이다.
일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 ≥830MPa, 인장강도는 ≥1020MPa이고, 파단 연신율은 ≥7.0%이다. 일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 830 내지 1150MPa, 인장강도는 1020 내지 1300MPa이고, 파단 연신율은 7.0 내지 9.0%이다.
일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥85°이다. 일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥90°이다. 일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 VDA 냉간 굽힘 각도는 85 내지 120°이다.
일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 실온 충격 인성은 ≥85J/cm2이다. 일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 실온 충격 인성은 ≥90J/cm2이다. 일부 실시방안에서, 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부재의 실온 충격 인성은 80 내지 115J/cm2이다.
본 발명의 성분 설계는 이하와 같다.
C: 강도와 경도를 향상시키는 핵심 원소로, 탄소 함량이 0.05% 이상이면 강판 핫 스탬핑 부재의 강도와 담금질성을 보장하고, 핫 스탬핑 부재의 인장강도를 목표 요건에 도달시킬 수 있다. 또한, 탄소 함량이 증가함에 따라, 핫 스탬핑 부재의 가소성, 인성 및 용접성 등이 저하될 수 있으므로, 본 발명에서 C 함량은 0.05 내지 0.20%로 제어된다.
Si: 일정량의 Si를 첨가하면 페라이트 및 오스테나이트에 용해되어 핫 스탬핑 부재의 강도와 경도를 향상시킬 수 있으나, Si의 함량이 1.0%를 초과하면, 핫 스탬핑 부재의 도금성에 영향을 미치므로, 본 발명에서는 Si의 함량을 0.02 내지 1.0%로 제어한다. 일부 실시방안에서, Si의 함량은 0.05 내지 0.7％이다.
Mn: 탈산 및 탈황 작용을 하며, 핫 스탬핑 부재의 경도와 강도를 더 향상시킬 수 있다. Mn은 오스테나이트의 강한 안정화 원소로, 핫 스탬핑 부재의 담금질성을 현저하게 증가시킬 수 있으며, 핫 스탬핑 부재의 강도를 보장하려면, 철강 중 Mn 함량이 0.5% 이상이어야 한다. 또한, Mn 함량이 2.0%보다 높으면, 핫 스탬핑 부재의 제조성 및 용접성이 저하되므로, 본 발명에서 Mn 함량은 0.5 내지 2.0%로 제어된다.
C+Mn/6은 합금 성분의 중요한 구성 요소이며, 반응 재료의 강도, 인성 및 용접 성능을 충분히 구현한다. 합금 성분이 C+Mn/6<0.24%이면, 핫 스탬핑 부재는 비교적 높은 인장강도를 보장할 수 없고, 재료의 마르텐사이트 획득 능력이 부족하며; 합금 성분이 C+Mn/6>0.48%이면, 핫 스탬핑 부재의 마르텐사이트 조직 C 및 Mn 함량이 비교적 높고, 비교적 높은 탄소 마르텐사이트를 획득하기 쉬워, 재료의 인성이 현저하게 악화될 수 있고, 그 외 0.45%보다 높으면 용접성이 현저히 떨어지므로, 본 발명은 0.24%≤C+Mn/6≤0.45%로 제어된다.
P, S: P와 S는 모두 유해 원소이며, P 원소 편석은 핫 스탬핑 부재에 냉간 취성을 유발하고; 고온 상태에서 S 편석은 가소성을 감소시키며 심지어 열간 취성을 유발하기도 한다. 본 발명 설계의 주요 목적은 재료의 인성을 현저하게 향상시키는 데에 있으므로, P≤0.10%, S≤0.05%, 바람직하게는 P≤0.05%, S≤0.01%로 제어되어야 한다.
Al: Al는 탈산 원소로서, 핫 스탬핑 부재에는 0.01% 이상의 Al이 함유되는 것이 가장 좋지만, 핫 스탬팅 부재에 비교적 많은 Al이 함유되면, 조대한 산화물이 형성되어, 핫 스탬핑 부재의 종합 성능이 악화될 수 있다. 따라서 본 발명은 Al 함량을 0.01 내지 0.3%로 제어한다. 일부 실시방안에서, Al의 함량은 0.01 내지 0.25%이다.
Nb: Nb는 중요한 미세 합금 원소로, 한편으로 Nb는 고용 강화 작용을 하고; 다른 한편으로 Nb와 C, N이 모두 매우 강한 결합력을 가지고 있어, 이와 안정적인 화합물을 형성하고, 결정립을 미세화하며, 핫 스탬핑 부재의 강도와 인성을 향상시킬 수 있고, 동시에 핫 스탬핑 부재가 우수한 냉간 굽힘 성능을 갖도록 하며, Nb의 탄질화물은 수소 트랩으로 사용되어 수소에 의한 지연 균열 민감성을 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명에서 Nb 함량은 0.01 내지 0.04%로 제어되며, 0.01%보다 낮으면 결정립 미세화 효과가 충분하지 않고, 0.04%보다 높으면 제품 비용이 비교적 높다.
Ti: Ti는 중요한 미세 합금 원소로, 질소, 산소, 탄소와 비교적 강한 결합력을 가지며, 탈산 및 질소 고정에 유효한 우수한 원소이고, 붕소와 질소가 BN을 형성하는 것을 방지한다. 또한, Tim는 결정립 미세화 효과를 나타내며, 재료 인성을 향상시킬 수 있다. 그러나 Ti 함량이 너무 높으면, 블록형의 질화물을 형성하여 인성과 가소성을 악화시키기 쉽다. 따라서, 본 발명은 Ti 함량을 0.01 내지 0.06%로 제어하여, 핫 스탬핑 부재의 인성 및 가소성을 향상시킬 수 있다.
B: B의 주요 기능은 철강의 담금질성을 크게 증가시켜, 다른 고가의 금속을 절약하는 것이다. B의 첨가는 담금질성을 향상시키는 최적의 범위 구간이 있는데, 일정량보다 많으면 담금질성 증가 효과가 뚜렷하지 않으므로, 본 발명에서는 B 함량을 0.001 내지 0.05%로 제어한다. 일부 실시방안에서, B의 함량은 0.001 내지 0.005％이다.
그 중 Nb, Ti 및 B 원소 성분은 상이한 각도에서 핫 스탬핑 부재의 결정립 조직을 현저하게 미세화하며, Nb/Ti 석출 탄질화물은 핫 스탬핑 부재 생산 과정에서 결정립을 미세화할 수 있고, B는 담금질성을 향상시킬 수 있어, 이들 둘을 조합하면 인성을 향상시키는 기능을 한다. Nb/Ti는 유사한 효과를 가지며, 첨가 함량의 수치 수준이 일치하나, 미량의 B를 첨가하면 담금질성을 현저하게 향상시키는 효과를 낼 수 있으며, 합금 성분이 Nb+Ti+B×10<0.05%이면, 핫 스탬핑 부재 조직이 현저하게 미세화되지 않으며, 특히 원래 오스테나이트 평균 결정립 치수가 10μm보다 크기 때문에, 높은 인성을 구현할 수 없고; 합금 성분이 Nb+Ti+B×10>0.15%이면, 한편으로는 합금 함량을 더 높이면 미세화 효과가 뚜렷하지 않게 되고, 다른 한편으로는 합금 비용이 증가하므로, 본 발명에서는 0.05%≤Nb+Ti+B×10≤0.15%로 제어한다.
Cr: Cr은 핫 스탬핑 부재의 담금질성을 효과적으로 향상시키며, Mn 기능과 유사하게, 핫 스탬핑 부재의 강도와 인성을 더욱 향상시키고, Cr 원소를 첨가하면 후속적인 핫 스탬핑 가열 과정에서 고온 표면 산화를 방지할 수 있으므로, 본 발명에서는 Cr 함량을 0.12 내지 0.5%로 제어한다.
Ni, Mo 및 V: Ni, Mo 및 V는 모두 핫 스탬핑 부재의 강도와 인성을 안정적으로 보장하는 유효 원소이다. Ni는 철강의 강도를 높이고, 철강의 저온 취성 전이 온도를 낮출 수 있으며, 충격 인성을 향상시키는 데 중요한 의미를 갖는다. Mo는 철강의 담금질성을 현저하게 향상시키고, 오스테나이트 결정립을 미세화하며, 템퍼링 취성을 방지하고, 핫 스탬핑 부재의 강도와 인성을 향상시킬 수 있다. V는 미세한 탄질화물 형태를 통해 오스테나이트 결정립을 미세화하여, 철강의 인성을 향상시킨다. 따라서, Ni, Mo 및 V는 모두 핫 스탬핑 부재가 높은 강도를 가지면서도 우수한 인성을 갖도록 보장할 수 있다.
철강의 합금 비용 및 원소 효과 포화도를 종합적으로 고려하여, 본 발명은 Ni: 0.01 내지 1.0%, Mo: 0.01 내지 0.5% 및 V: 0.01 내지 0.5% 중 하나 이상의 합금 성분을 더 포함할 수 있다. 일부 실시방안에서, 본 발명의 철강에서, Ni≤0.3%이고, Mo≤0.3%이고, V≤0.2%이다.
본 발명의 성분은 주로 저탄소 미세 합금화 설계 사상이 채택되었으며, C 고용 강화 및 C/Mn 복합을 통해 담금질성을 향상시켜 핫 스탬핑 부재의 강도 요건을 보장하고, 미량의 Nb, Ti, B 등의 미세 합금 원소를 첨가하여 원래 오스테나이트 결정립 치수를 포함하여 핫 스탬핑 부재 결정립 치수를 더욱 현저하게 미세화함으로써, 고강도, 고인성의 핫 스탬핑 부재를 획득한다. 바람직하게는 Ni, Mo, V 등의 합금 원소를 부분적으로 첨가하여, 핫 스탬핑 부재 강도와 인성을 더욱 향상시킨다.
본 발명에 따른 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법은,
1) 제련, 주조
상기 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
2) 열간 압연, 권취, 산세척
슬래브 가열 출탕 온도는 1100 내지 1260℃이고, 최종 압연 온도는 830 내지 880℃이고;
권취 온도는 580 내지 650℃이고, 산세척을 거쳐 열간 압연 슬래브를 획득하는 단계;
3) 냉간 압연, 어닐링
냉간 압연 총 압하량은 40 내지 80%이고, 어닐링 온도는 720 내지 780℃인 단계; 및
4) 핫 스탬핑 성형
어닐링 후 강판을 Ac3 내지 960℃까지 가열하고, 가열 시간은 2 내지 10분이고; 이어서 몰드로 옮겨 스탬핑 성형을 수행하고, 성형 온도는 ≥700℃이고;
이후 30℃/s보다 큰 냉각 속도로 200℃ 이하로 냉각하여, 핫 스탬핑 부재를 획득하는 단계를 포함한다.
일부 실시방안에서, 슬래브 가열 출탕 온도는 1150 내지 1260℃이다.
또한, 단계 3)에서, 상기 어닐링 후 강판 조직 중 망상으로 확산 분포된 마르텐사이트와 탄화물 입자 면적비는 10 내지 40%이고, 단일 마르텐사이트 또는 탄화물 입자 면적은 25μm2보다 작다.
또한, 단계 3)에서, 어닐링 후 강판 조직 중 80% 이상의 결정립 종횡비가 0.5 내지 2.0이다.
또한, 단계 3)의 어닐링 후, 강판을 코팅하여, 도금층이 있는 강판을 획득하고, 도금층 단면 중량 평균값은 20 내지 120g/m2이다.
바람직하게는, 도금층은 순수 아연 도금층, 아연-철 함금 도금층, Al 및 Mg가 함유된 아연계 합금 도금층 또는 알루미늄-규소 합금 도금층이다.
또한 단계 4)의 핫 스탬핑 성형 전에, 강판을 기타 강도 레벨 핫 스탬핑 부재용 철강과 레이저 테일러 용접 기술로 용접하여, 핫 스탬핑 테일러 부재를 형성한다.
일부 실시방안에서, 단계 4)에서 가열 시간은 200 내지 600초이다.
일부 실시방안에서, 단계 4)에서 성형 온도는 700 내지 820℃이다.
일부 실시방안에서, 단계 4)에서 냉각 속도는 35 내지 60℃/s이다.
상기 성분에 따라 철강 슬래브를 제조하고, 열간 압연, 냉간 압연, 어닐링을 거쳐 무도금층 강판을 획득하거나, 열간 압연, 냉간 압연, 어닐링을 거친 후, 임의 방식으로 강판을 코팅하여 도금층이 있는 강판을 획득한다.
본 발명은 핫 스탬핑 부재의 생산 공정을 제어하는데, 열간 압연 블랭크 가열 출탕 온도는 1100 내지 1260℃이며, 가열 온도가 1100℃보다 낮으면, 미세 합금 원소가 충분히 용해되지 않는다. 가열 온도가 1260℃보다 높으면, 결정립이 조대화되기 쉬워, 인성이 악화된다. 최종 압연 온도를 830 내지 880℃로 제어하여, 최종 압연이 오스테나이트가 재결정화되지 않는 구간에서 압연되도록 보장하고, 결정립 조직을 미세화한다.
본 발명에는 미량의 Nb 및 Ti 미세 합금 원소가 첨가되므로, 권취 과정에서 더 많은 니오븀-티타늄 탄화물을 석출시키기 위해, 권취 온도를 580 내지 650℃로 제어하면, 비교적 높은 비율의 나노 크기 분포를 나타내는 NbC 및 TiC를 석출시킬 수 있으며, 획득된 NbC 및 TiC는 후속 핫 스탬핑 가열 과정에서 원래 오스테나이트 결정립의 성장을 억제하므로, 원래 오스테나이트 결정립 치수를 미세화하는 데 도움이 된다. 권취 온도가 580℃보다 낮으면, 니오븀-티타늄 탄화물이 우수한 석출 효과를 낼 수 없으며, 열간 압연 후 강판의 강도가 비교적 높아, 냉간 압연 제조 난이도가 높아지고; 권취 온도가 650℃보다 높으면, 한편으로는 결정립이 조대해져, 전체 프로세스에서 결정립 미세화를 제어하는 데 도움이 되지 않으며, 다른 한편으로는 강판 표면에 국부적인 산화가 일어나, 후속 산세 공정 제어에 도움이 되지 않고, 강판의 도금성에 영향을 미칠 수 있다.
냉간 압연 총 압하량은 40 내지 80%로 제어하는데, 냉간 압연 총 압하량이 40%보다 작으면, 구조 파괴 정도가 비교적 낮아 결정립 미세화 효과가 뚜렷하지 않으며, 냉간 압연 총 압하량이 80%보다 크면, 강판 내부 잔류 경도가 비교적 크고, 띠상 조직이 비교적 많아, 후속 생산에 도움이 되지 않으며, 핫 스탬핑 부재 인성이 현저하게 악화될 수 있다.
열간 압연 후 어닐링은 강판의 결정립 치수와 형상을 더욱 제어하고, 핫 스탬핑 부재가 높은 인성을 획득할 수 있도록 보장하기 위한 것이다. 성분 설계를 기반으로, 어닐링 온도를 720 내지 780℃로 제어하여, 어닐링 후 획득되는 강판 조직 중 80% 이상의 결정립이 등축상에 가깝도록 보장하는데, 즉 결정립 형상 종횡비가 0.5 내지 2.0을 충족하도록 하며, 비교적 높은 비율의 등축상 결정립은 띠상 조직을 감소시키고 초기 강판 조직을 미세화할 수 있고, 후속 핫 스탬핑 부재의 조직이 미세화될 수 있으며, 어닐링 온도가 780℃보다 높아 결정립 치수가 현저하게 증가한다.
어닐링 온도는 720 내지 780℃로 제어되며, 조직에서 페라이트 결정계를 따라 미세한 마르텐사이트 및 탄화물 입자가 확산 분포되고, 마르텐사이트 및 탄화물 모두 탄소 풍부상이며, 면적이 25μm2보다 작은 미세 입자는 조직에서의 비중이 10 내지 40%로, 유효 결정계 면적을 현저하게 증가시키고, 탄소 풍부상과 유효 결정계는 오스테나이트의 우선적인 핵생성점으로, 오스테나이트 핵생성율을 증가시키는 데 도움이 되며, 핵생성을 촉진하고 원래 오스테나이트 결정립 치수를 미세화한다. 조직 내 마르텐사이트 및 탄화물 입자의 면적 비중이 40%보다 높으면, 어닐링 후 강판 성능이 비교적 높아 후속 블랭킹 가공에 도움이 되지 않으며, 조직에서 마르텐사이트 및 탄화물 입자의 면적 비중이 10%보다 낮으면 결정계 면적을 효과적으로 증가시킬 수 없다. 상술한 결정립 치수 제어를 통해서만 높은 인성의 핫 스탬핑 부재를 획득할 수 있으며, 강판은 720 내지 780℃에서 어닐링을 완료해야 한다.
본 발명의 핫 스탬핑 강판은 가열 온도가 AC3보다 낮으면, 강판 조직이 완전히 오스테나이트화될 수 없고, 가열 시간이 2분 미만이면, 강판의 오스테나이트화 정도 및 탄화물 용해 등이 충분하지 않으며; 핫 스탬핑 온도가 960℃보다 높거나 가열 시간이 10분을 초과하면, 오스테나이트 결정립이 조대해져, 핫 스탬핑 부재의 인성이 현저하게 낮아질 수 있다. 강판 변형 온도가 700℃보다 낮으면 변형이 어렵고 페라이트 등의 조직이 비교적 많이 석출되기 쉬우므로, 후속적으로 핫 스탬핑 성형 후 냉각 속도가 마르텐사이트 조직을 획득하는 임계 냉각 속도인 30℃/s보다 크도록 제어하고, 200℃ 이하로 담금질 및 냉각하여, 핫 스탬핑 부재 강도와 인성이 설계 요건을 충족하도록 보장해야 한다.
어닐링 완료 후 획득한 강판은 무도금층의 코팅되지 않은 베어 보드(bare board)일 수 있으며, 강판의 표면 가열로 인한 철판의 산화 및 후속적 내식성 저하 등의 영향을 감소시키기 위하여, 강판 표면에 합금 도금층을 코팅할 수도 있으며, 도금층 코팅량은 20 내지 120g/m2로 제어하는데, 도금층 코팅량이 20g/m2보다 적으면 현장 생산단 관리가 비교적 어렵고 핫 스탬핑 부재의 내식성 효과가 떨어지며, 코팅량이 120g/m2보다 많으면, 내식성 효과가 포화되고 비용이 증가한다.
상기 도금층은 순수 아연 도금층일 수 있으며; Zn-Fe, Zn-Al, Zn-Mg, Zn-Al-Mg 등의 합금 도금층과 같은, 아연-철 함금 도금층일 수도 있고; 0 내지 4% Fe, 5 내지 11% Si를 포함하고, 나머지는 알루미늄 및 불가피한 불순물인 알루미늄-규소 합금 도금층과 같은, Al 및 Mg를 함유한 아연계 합금 도금층 또는 알루미늄-규소 합금 도금층일 수도 있다.
본 발명의 유익한 효과는 이하와 같다:
본 발명의 성분은 주로 저탄소 미세 합금화 설계 사상이 채택되었으며, C 고용 강화 및 C/Mn 복합을 통해 담금질성을 향상시켜 핫 스탬핑 부재의 강도 요건을 보장하고, 미량의 Nb, Ti, B 등의 미세 합금 원소를 첨가하고, 0.24%≤C+Mn/6≤0.45%, 0.05%≤Nb+Ti+B×10≤0.15%로 제어하여, 핫 스탬핑 부재 결정립 치수를 현저하게 미세화함으로써, 핫 스탬핑 부재의 원래 오스테나이트 평균 결정립 치수를 ≤10μm로 보장하고, 고강도 핫 스탬핑 부재의 인성을 개선하여, 고강도 핫 스탬핑 부재 인성이 부족하고, 충격 에너지 흡수 효과가 비교적 떨어지는 기존의 문제를 해결함으로써, 자동차, 선박, 기계 등의 산업에 광범위하게 적용될 수 있도록 한다.
본 발명의 제조 공정에서, 본 발명은 미량의 미세 합금 성분을 사용하고, 권취 온도를 580 내지 650℃로 제어하여, NbC와 TiC가 비교적 높은 비율로 석출되도록 보장하며, 획득된 NbC와 TiC는 후속 핫 스탬핑 가열 과정에서 원래 오스테나이트 결정립의 성장을 억제하여, 원래 오스테나이트 결정립 치수를 미세화하며; 나아가, 어닐링 온도를 720 내지 780℃로 제어하여, 어닐링 후 획득된 강판 조직 중 80% 이상의 결정립이 등축상에 가깝도록 보장하며, 이를 통해 강판에 핫 스탬핑을 수행한 후 원래 오스테나이트 결정립 치수가 미세화되도록 보장할 수 있고, 원래 오스테나이트 평균 결정립 치수는 ≤10μm로, 고강도 핫 스탬핑 부재의 인성을 크게 향상시키며, 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 ≥800MPa, 인장강도는 ≥1000MPa이고, 핫 스탬핑 부재의 VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥80°이고, 실온 충격 인성은 ≥80J/cm2이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핫 스탬핑 부재의 주사전자현미경 미세 조직 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 핫 스탬핑 부재의 원래 오스테나이트 조직 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어닐링 후 강판 금속 조직 이미지이다.
이하에서는 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 실시예에서, VDA 냉간 굽힘 각도 검출 표준: VDA238-100 금속 재료 판재 굽힘 시험; 충격 인성 검출 표준: GB/T 229 금속 재료 샤르피 진자 충격 시험 방법; 기계적 성능 검출 표준: GB/T 228.1 금속 재료 인장 테스트 제1부분: 실온 인장 테스트 방법이다.
본 발명의 실시예의 구체적인 성분, 공정 매개변수는 표 1 및 표 2와 같고, 각각의 실시예에서 핫 스탬핑 부재의 성능은 표 3과 같다.
도 1은 핫 스탬핑 부재의 주사전자현미경 미세 조직 이미지이다. 도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 획득된 핫 스탬핑 부재의 미세 조직은 마르텐사이트, 베이나이트 및 미량의 잔류 오스테나이트이고, 여기에서, 마르텐사이트와 베이나이트의 면적비는 ≥75%이다.
도 2에서 원래 오스테나이트 평균 결정립 치수가 ≤10μm임을 관찰할 수 있다. 도 3에 따르면 어닐링 후의 강판 조직에서 약 85% 결정립 형상의 종횡비가 0.5 내지 2.0을 충족시킴을 관찰할 수 있으며, 그 중 마르텐사이트와 탄화물 입자는 망상으로 확산 분포되어 있고, 마르텐사이트와 탄화물 입자의 면적 비중이 25%보다 크고, 단일 입자 면적이 25μm2보다 작았다.
표 3의 성능에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 제조된 핫 스탬핑 부재는 항복강도가 ≥800MPa이고, 인장강도가 ≥1000MPa이고, VDA 냉간 굽힘 각도가 ≥80°이고, 실온 충격 인성이 ≥80J/cm2이고, 파단 연신율이 ≥6%이다.

Claims (15)

  1. 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재로서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 화학 성분 중량 백분율은 C: 0.05 내지 0.20%, Si: 0.02 내지 1.00%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P≤0.10%, S≤0.05%, Al: 0.01 내지 0.30%, Nb: 0.01 내지 0.04%, Ti: 0.01 내지 0.06%, Cr: 0.12 내지 0.50%, B: 0.001 내지 0.05%이고, 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물이고,
    0.24%≤C+Mn/6≤0.45%; 및
    0.05%≤Nb+Ti+B×10≤0.15%를 동시에 충족시켜야 하고,
    상기 핫 스탬핑 부재의 원래 오스테나이트의 평균 결정립 치수는 ≤10μm이고, VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥80°이고, 실온 충격 인성은 ≥80J/cm2인, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 성분은 중량 백분율을 기준으로 Ni: 0.01 내지 1.0%, Mo: 0.01 내지 0.5%, V: 0.01 내지 0.5% 중 하나 이상을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 P≤0.05%이고/이거나 상기 S≤0.01%인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Si의 함량은 0.05 내지 0.7%이고/이거나, 상기 Al의 함량은 0.01 내지 0.25%이고/이거나, 상기 B의 함량은 0.001 내지 0.005%인, 것을 특징으로 하는 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 미세 조직 중 마르텐사이트와 베이나이트의 면적비는 ≥75%이고, 나머지 부분은 페라이트, 잔류 오스테나이트 또는 이들 둘의 혼합으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 ≥800MPa이고, 인장강도는 ≥1000MPa이고, 파단 연신율은 ≥6%인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 ≥830MPa이고, 인장강도는 ≥1020MPa이고, 파단 연신율은 ≥7.0%인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 항복강도는 830 내지 1150MPa이고, 인장강도는 1020 내지 1300MPa이고, 파단 연신율은 7.0 내지 9.0%인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핫 스탬핑 부재의 VDA 냉간 굽힘 각도는 ≥85°, 바람직하게는 ≥90°이고, 바람직하게는 85 내지 120°이고; 및/또는 상기 핫 스탬핑 부재의 실온 충격 인성은 ≥85J/cm2, 바람직하게는 ≥90J/cm2이고, 바람직하게는 80 내지 115J/cm2인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법으로서,
    1) 제련, 주조
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 성분에 따라 슬래브로 제련 및 주조하는 단계;
    2) 열간 압연, 권취, 산세척
    상기 슬래브 가열 출탕 온도는 1100 내지 1260℃이고, 최종 압연 온도는 830 내지 880℃이고;
    권취 온도는 580 내지 650℃이고, 산세척을 거쳐 열간 압연 슬래브를 획득하는 단계;
    3) 냉간 압연, 어닐링
    냉간 압연 총 압하량은 40 내지 80%이고, 어닐링 온도는 720 내지 780℃인 단계; 및
    4) 핫 스탬핑 성형
    어닐링 후 상기 강판을 Ac3 내지 960℃까지 가열하고, 가열 시간은 2 내지 10분이고; 이어서 몰드로 옮겨 스탬핑 성형을 수행하고, 성형 온도는 ≥700℃이고;
    이후 30℃/s보다 큰 냉각 속도로 200℃ 이하로 냉각하여, 핫 스탬핑 부재를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    단계 3)에서, 상기 어닐링 후 강판 조직 중 망상으로 확산 분포된 마르텐사이트와 탄화물 입자 면적비는 10 내지 40%이고, 단일 마르텐사이트 또는 탄화물 입자 면적은 25μm2보다 작은 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    단계 3)에서, 상기 어닐링 후 강판 조직 중 80% 이상의 결정립 종횡비가 0.5 내지 2.0인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 단계 3)의 어닐링 후, 강판을 코팅하여, 도금층이 있는 강판을 획득하고, 상기 도금층 단면 중량 평균값이 20 내지 120g/m2인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 도금층은 순수 아연 도금층, 아연-철 함금 도금층, Al 및 Mg가 함유된 아연계 합금 도금층 또는 알루미늄-규소 합금 도금층인 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법.
  15. 제10항 또는 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 단계 4)의 핫 스탬핑 성형 전에, 강판을 기타 강도 레벨 핫 스탬핑 부재용 강판과 레이저 테일러 용접 기술로 용접하여, 핫 스탬핑 테일러 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는, 인장강도가 1000MPa 이상인 핫 스탬핑 부재의 제조 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115652218B (zh) * 2022-11-17 2023-06-06 育材堂（苏州）材料科技有限公司 一种低碳的高韧性热冲压成形构件及钢板

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478729C2 (ru) * 2011-05-20 2013-04-10 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Способ производства стальной полосы (варианты)
MX2014012798A (es) * 2012-04-23 2015-04-14 Kobe Steel Ltd Metodo de fabricacion de hoja de acero galvanizado para estampacion en caliente, hoja de acero galvanizado y recocido por inmersion en caliente para estampacion en caliente y metodo de fabricacion de las mismas, y componente estampado en caliente.
CN102699031B (zh) * 2012-05-14 2014-03-26 莱芜钢铁集团有限公司 一种900MPa级超高韧性低合金钢及其制造方法
EP2664682A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-20 ThyssenKrupp Steel Europe AG Stahl für die Herstellung eines Stahlbauteils, daraus bestehendes Stahlflachprodukt, daraus hergestelltes Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
JP6040753B2 (ja) * 2012-12-18 2016-12-07 新日鐵住金株式会社 強度と耐水素脆性に優れたホットスタンプ成形体及びその製造方法
JP5942841B2 (ja) * 2012-12-21 2016-06-29 新日鐵住金株式会社 強度と耐水素脆性に優れたホットスタンプ成形体及びホットスタンプ成形体の製造方法
KR101318060B1 (ko) 2013-05-09 2013-10-15 현대제철 주식회사 인성이 향상된 핫스탬핑 부품 및 그 제조 방법
MX2016007799A (es) 2013-12-20 2016-09-07 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Miembro de lamina de acero prensada en caliente, y metodo para producir el mismo, y lamina de acero para prensado en caleinte.
JP2015196890A (ja) * 2014-04-02 2015-11-09 本田技研工業株式会社 ホットスタンプ成形体
CN105506494B (zh) * 2014-09-26 2017-08-25 宝山钢铁股份有限公司 一种屈服强度800MPa级高韧性热轧高强钢及其制造方法
CN104513927B (zh) * 2014-12-19 2017-04-05 宝山钢铁股份有限公司 一种抗拉强度800MPa级高强度高韧性钢板及其制造方法
CN106282873A (zh) * 2015-05-13 2017-01-04 宝山钢铁股份有限公司 一种热冲压钢的合金镀层及其制备方法
WO2017006144A1 (en) 2015-07-09 2017-01-12 Arcelormittal Steel for press hardening and press hardened part manufactured from such steel
CN105483531A (zh) * 2015-12-04 2016-04-13 重庆哈工易成形钢铁科技有限公司 用于冲压成形的钢材及其成形构件与热处理方法
CN106906421A (zh) * 2015-12-29 2017-06-30 宝山钢铁股份有限公司 一种低温热冲压汽车零部件、其热冲压工艺及其制造方法
CN108018484B (zh) * 2016-10-31 2020-01-31 宝山钢铁股份有限公司 抗拉强度1500MPa以上成形性优良的冷轧高强钢及其制造方法
CN108004475B (zh) * 2016-10-31 2019-12-27 宝山钢铁股份有限公司 一种900MPa级热轧纳米析出强化型高强高韧钢及其制造方法
CN109957715A (zh) * 2017-12-14 2019-07-02 鞍钢股份有限公司 热成形用钢板、制造方法、热成形方法、及制得的部件
CN109371325A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 宝山钢铁股份有限公司 一种冷弯性能优良的锌系镀覆热成型钢板或钢带及其制造方法
CN110863138B (zh) * 2019-06-24 2021-07-06 鞍钢股份有限公司 一种1800MPa级热成形钢及其制造方法
CN110257702B (zh) * 2019-06-24 2021-04-27 鞍钢股份有限公司 一种热冲压成形用钢及其热成形方法
CN111748736A (zh) * 2020-06-24 2020-10-09 武汉钢铁有限公司 一种1800MPa级低氢致延迟开裂敏感性热成形钢及其生产方法

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