KR20240019756A

KR20240019756A - 우수한 전체 성형성 및 굽힘 특성을 갖는 자동차용 고강도 냉간 압연 강판

Info

Publication number: KR20240019756A
Application number: KR1020237036779A
Authority: KR
Inventors: 미하엘 슈바르첸브루너; 에디프 오체르 아르만; 토마스 헤베스베르거
Original assignee: 뵈스트알파인 스탈 게엠베하; 도요타 모터 유럽
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2022-04-05
Publication date: 2024-02-14
Also published as: SE544819C2; WO2022214488A1; EP4320281A1; US20240167137A1; SE2150431A1; CN117480271A; JP2024513104A

Abstract

본 발명은 하기 원소들(단위: 중량%)로 구성된 조성을 갖는 고강도 냉간 압연 강판에 관한 것이다: C 0.08 내지 0.14, Mn 2.5 내지 3.0, Si 0.7 내지 1.1, Cr 0.05 내지 0.4, 선택적으로 Al ≤ 0.2, Nb ≤ 0.1, Mo ≤ 0.1, V ≤ 0.1, Ti ≤ 0.1, Ca ≤ 0.05, Cu ≤ 0.1, Ni ≤ 0.2, B ≤ 0.005, 불순물을 제외한 Fe 잔부. 강은 항복비 ≤ 0.72 및 굽힘성(Ri/t) ≤ 2.0을 갖는다. 또한, 본 발명은 강판의 제조 방법 및 강판을 포함하는 자동차 구조 부품에 관한 것이다.

Description

우수한 전체 성형성 및 굽힘 특성을 갖는 자동차용 고강도 냉간 압연 강판

본 발명은 자동차에 적용하기에 적합한 고강도 강판에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 적어도 980 MPa의 인장 강도를 갖고 우수한 전체 성형성 및 우수한 굽힘 특성을 갖는 냉간 압연 강판에 관한 것이다.

매우 다양한 적용을 위해, 차체 질량 감소는 연료 소비 감소를 야기시키기 때문에, 특히 자동차 산업에서 경량 구조물에 대해 증가된 강도 수준은 전제 조건이다.

자동차 차체 부품은 종종 강판에서 스탬핑되어 얇은 판의 복잡한 구조 부재를 형성한다. 그러나, 이러한 부품은 복잡한 구조 부품에 대한 성형성이 너무 낮기 때문에, 통상적인 고강도 강으로부터 제조할 수 없다. 이러한 이유로, 다상 변형 유도 가소성 보조 강(multi phase Transformation Induced Plasticity aided steel)(TRIP 강)은 특히 자동차 차체 구조 부품에 사용하기 위해 지난 몇 년 동안 상당한 관심을 받았다.

TRIP 강은 TRIP 효과를 생성할 수 있는 준-안정성 잔류 오스테나이트 상을 포함하는 다상 미세구조를 갖는다. 강이 변형될 때, 오스테나이트는 마르텐사이트로 변태되어 현저한 가공 경화를 야기시킨다. 이러한 경화 효과는 재료의 넥킹(necking)에 저항하고 판 형성 작업에서 실패를 지연시키는 작용을 한다. TRIP 강의 미세구조는 이의 기계적 특성을 크게 변경할 수 있다.

WO2018/09090 A1호에는 우수한 에지 크래킹(edge cracking)에 대한 내성 및 높은 정공 팽창비와 함께 높은 항복비(국부 성형성)를 갖는 고강도 TBF 강이 개시되어 있다.

이러한 강은 몇 가지 매력적인 특성을 개시하지만, 전체 성형성 및 굽힘 특성과 관련하여 개선된 특성 프로파일을 갖는 980 MPa 강판이 요구되고 있다. 특히, 자동차의 B-필러 힌지(B-pillar hinge), 루프 레일(roof rail), 도어 패널(door panel) 또는 유사한 부품은 이러한 재료를 사용할 것이다.

본 발명은 980 내지 1180 MPa의 인장 강도 및 우수한 전체 성형성 및 우수한 굽힘 특성을 갖는 고강도 (TBF) 강판에 관한 것이다. 또한, 연속 어닐링 라인(Continuous Annealing Line)(CAL)에서 산업 규모로 강판을 제조하는 것이 가능해야 한다. 본 발명은 전체 성형성에 영향을 미치는 항복비 및 굽힘성 둘 모두가 중요한, 복잡한 구조 부재로 가공될 수 있는 강 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이는 자동차의 B-필러 힌지, 루프 레일, 도어 패널 또는 유사한 부품에 특히 적합하다.

도 1은 굽힘성 Ri/t가 항복비에 대해 플롯팅된 다이어그램이다.

본 발명은 청구범위에 기재되어 있다.

강판은 하기 합금 원소들(단위: 중량%)로 구성되는 조성을 가지고:

C 0.08 내지 0.14

Mn 2.5 내지 3.0

Si 0.7 내지 1.1

Cr 0.05 내지 0.4

선택적으로

Al ≤ 0.2

Nb ≤ 0.1

Mo ≤ 0.1

V ≤ 0.1

Ti ≤ 0.1

Ca ≤ 0.05

Cu ≤ 0.1

Ni ≤ 0.2

B ≤ 0.005

잔부는 철 및 불순물로 구성된다.

청구된 합금의 화학적 성분의 한계 뿐만 아니라 개별 원소의 중요성 및 서로 간의 이들의 상호작용은 하기에서 간략히 설명된다. 강의 화학 조성에 대한 모든 백분율은 명세서 전반에 걸쳐 중량%(wt%)로 제공된다. 경질 상의 양은 부피%(vol.%)로 제공된다. 개별 원소의 상한 및 하한은 청구범위에 기재된 한계 내에서 자유롭게 조합될 수 있다. 수치 값의 산술 정밀도는 본 출원에 제공된 모든 값에 대해 1 또는 2 자리수(digit)만큼 증가될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 0.1%로 주어진 값은 또한 0.10 또는 0.100%로 표현될 수 있다.

C: 0.08 내지 0.14%

C는 오스테나이트를 안정화시키고 잔류 오스테나이트 상 내에 충분한 탄소를 얻는 데 중요하다. C는 또한 원하는 강도 수준을 얻는 데 중요하다. 일반적으로, 0.1 %C 당 대략 100 MPa의 인장 강도의 증가가 예상될 수 있다. C가 0.08% 미만인 경우, 980 MPa의 인장 강도를 달성하기 어렵다. C가 0.14%를 초과하면, 용접성이 손상된다. 상한은 0.13 또는 0.12%일 수 있다. 하한은 0.09, 또는 0.10%일 수 있다. 바람직한 범위는 0.09 내지 0.12%이다.

바람직하게는, 탄소 당량 CE_L(=C+Si/50+Mn/25+P/2+Cr/25)은 0.20 내지 0.30의 범위여야 한다.

Mn: 2.5 내지 3.0%

망간은 고용 강화 원소로서, M_s 온도를 낮추어 오스테나이트를 안정화시키고 냉각 동안 페라이트 및 펄라이트가 형성되는 것을 방지한다. 또한, Mn은 A_c3 온도를 낮추고 오스테나이트 안정성에 중요하다. 2.5% 미만의 함량에서, 요망되는 양의 잔류 오스테나이트를 얻는 것이 어려울 수 있고, 980 MPa의 인장 강도 및 오스테나이트화 온도는 통상적인 산업 어닐링 라인에 대해 너무 높을 수 있다. 또한, 더 낮은 함량에서, 폴리고날 페라이트(polygonal ferrite)의 형성을 피하기 어려울 수 있다. 그러나, Mn의 양이 3.0% 초과인 경우, Mn이 액체 상에 축적되어 굽힘을 일으켜 잠재적으로 작업성을 저하시키기 때문에 분리(segregation) 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상한은 3.0, 2.9, 2.8 또는 2.7%일 수 있다. 하한은 2.5, 또는 2.6%일 수 있다.

Si: 0.7 내지 1.1%

Si는 고용 강화 원소로서 작용하고, 얇은 강판의 강도를 확보하는 데 중요하다. Si는 시멘타이트 석출을 억제하고 오스테나이트 안정화에 필수적이다. 그러나, 함량이 너무 높으면, 스트립 표면에 너무 많은 산화규소가 형성될 것이고, 이는 CAL에서 롤 상의 클래딩(cladding) 및 후속하여 제조되는 강판의 표면 결함을 유발할 수 있다. 따라서, 상한은 1.1%이고, 1.05, 1.0 또는 0.95%로 제한될 수 있다. 하한은 0.75 또는 0.80%일 수 있다. 바람직한 범위는 0.7 내지 1.0%이다.

Cr: 0.05 내지 0.4%

Cr은 강판의 강도를 증가시키는 데 효과적이다. Cr은 페라이트를 형성하고 펄라이트 및 베이나이트의 형성을 지연시키는 원소이다. A_c3 온도 및 M_s 온도는 Cr 함량이 증가함에 따라 단지 약간 낮아진다. Cr은 안정화된 잔류 오스테나이트의 양을 증가시킨다. Cr의 양은 0.4%로 제한된다. 상한은 0.35, 0.30 또는 0.25%일 수 있다. 하한은 0.10, 또는 0.15%일 수 있다. 바람직한 범위는 0.1 내지 0.3%이다.

Al: ≤ 0.2%

Al은 페라이트 형성을 촉진하고 또한 일반적으로 탈산제(deoxidizer)로 사용된다. M_s 온도는 Al 함량이 증가함에 따라 증가한다. Al의 추가 결점은 이것이 A_c3 온도의 급격한 증가를 초래하여 CAL에서 강을 오스테나이트화시키는 것을 더 어렵게 만든다는 것이다. 이러한 이유로, Al 함량은 바람직하게는 0.2% 미만, 더욱 바람직하게는 0.1% 미만, 가장 바람직하게는 0.06% 미만으로 제한된다.

Nb: ≤ 0.1%

Nb는 결정립 크기에 대한 이의 영향으로 인해 강도 및 인성을 개선하기 위해 저합금 강(low alloyed steel)에서 일반적으로 사용된다. Nb는 NbC의 석출로 인해 매트릭스 미세구조 및 잔류 오스테나이트 상을 미세화함으로써 강도 신도 균형을 증가시킨다. 강은 ≤ 0.1%의 양으로 Nb를 함유할 수 있다. 본 발명에 따르면 Nb의 의도적인 첨가는 필요하지 않다. 따라서, 상한은 ≤ 0.03%로 제한될 수 있다. 또한, 상한은 0.01, 또는 0.005%로 제한될 수 있다.

Mo: ≤ 0.1%

몰리브덴은 강도를 개선시키기 위해 첨가될 수 있다. 이는 탄화물 조대화 동역학을 감소시킴으로써 NbC 석출물의 이점을 추가로 향상시킬 수 있다. 본 발명에 따르면 Mo의 의도적인 첨가는 필요하지 않다. 따라서, 상한은 ≤ 0.03%로 제한될 수 있다. 또한, 상한은 0.02, 또는 0.01%로 제한될 수 있다.

V: ≤ 0.1%

V의 기능은 석출 경화 및 결정립 미세화에 기여한다는 점에서 Nb의 기능과 유사하다. 강은 ≤ 0.1%의 양으로 V를 함유할 수 있다. 상한은 0.09, 0.07, 0.05, 0.03, 또는 0.01%로 제한될 수 있다. 본 발명에 따르면 V의 의도적인 첨가는 필요하지 않다. 따라서, 상한은 ≤ 0.01%로 제한될 수 있다.

Ti: ≤ 0.1%

Ti는 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써 결정립 크기에 대한 이의 영향으로 인해, 강도 및 인성을 개선하기 위해 저합금 강에서 일반적으로 사용된다. 특히, Ti는 강한 질화물 형성제이고, 강에서 질소를 결합시키는 데 사용될 수 있다. 그러나, 효과는 0.1% 초과로 포화되는 경향이 있다. 상한은 0.09, 0.07, 0.05, 0.03, 또는 0.01%로 제한될 수 있다. 본 발명에 따르면 Ti의 의도적인 첨가는 필요하지 않다. 따라서, 상한은 ≤ 0.005%로 제한될 수 있다.

Ca: ≤ 0.05%

Ca는 비금속 개재물(non-metallic inclusion)의 개질을 위해 사용될 수 있다. 상한은 0.05%이고, 0.04, 0.03, 0.01%로 설정될 수 있다. 본 발명에 따르면 Ca의 의도적인 첨가는 필요하지 않다. 따라서, 상한은 ≤ 0.004%로 제한될 수 있다.

Cu: ≤ 0.1%

Cu는 사용된 스크랩의 신중한 선택에 의해 ≤ 0.1%로 제한되는 바람직하지 않은 불순물 원소이다. 상한은 ≤ 0.06%로 제한될 수 있다.

Ni: ≤ 0.2%

Ni는 사용된 스크랩의 신중한 선택에 의해 ≤ 0.2%로 제한되는 바람직하지 않은 불순물 원소이다. 상한은 ≤ 0.08%로 제한될 수 있다.

B: ≤ 0.005%

B는 사용된 스크랩의 신중한 선택에 의해 ≤ 0.005%로 제한되는 바람직하지 않은 불순물 원소이다. B는 경도를 증가시키지만 굽힘성을 감소시킬 수 있고, 따라서 본 제안된 강에서는 바람직하지 않다. B는 추가로 스크랩 재활용을 더욱 어렵게 할 수 있고, B의 첨가는 또한 작업성을 악화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 B의 의도적인 첨가는 바람직하지 않다. 따라서, 상한은 ≤ 0.0006%로 제한될 수 있다.

다른 불순물 원소는 정상 발생량으로 강에 포함될 수 있다. 그러나, P, S, As, Zr, Sn의 양을 하기 선택적인 최대 함량으로 제한하는 것이 바람직하다:

P ≤ 0.02%

S ≤ 0.005%

As ≤ 0.010%

Zr ≤ 0.005%

Sn ≤ 0.015%

질소 함량을 하기 범위로 제어하는 것이 또한 바람직하다:

N: ≤ 0.015 %, 바람직하게는 0.003 내지 0.008%

이러한 범위에서 질소의 안정적인 고정이 달성될 수 있다.

또한, 산소 및 수소는

O: ≤ 0.0003

H: ≤ 0.0020

로 제한될 수 있다.

본 발명의 고강도 TRIP-보조 베이나이트 페라이트(TBF) 강판은 매트릭스에 임베딩된 잔류 오스테나이트 개재물로 주로 구성된 미세조직을 갖는다.

미세구조 구성요소는 하기에서 부피%(vol.%)로 표시된다.

강은 베이나이트 페라이트(BF)의 매트릭스를 포함한다. 따라서, 베이나이트 페라이트의 양은 일반적으로 ≥ 50%이다. 미세구조는 또한 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite)(TM)를 함유할 수 있다. 구성요소 BF 및 TM은 서로 구별하기 어려울 수 있다. 따라서, 두 구성요소 모두의 총 함량은 70 내지 90%로 제한될 수 있다. 양은 일반적으로 75 내지 85%의 범위이다.

마르텐사이트는 최종 미세구조에 존재할 수 있는데, 그 이유는 이의 안정성에 따라, 일부 오스테나이트가 과시효 단계(overaging step)의 말미에 냉각 동안 마르텐사이트로 변태될 수 있기 때문이다. 마르텐사이트는 ≤ 15%, 바람직하게는 ≤ 10%의 양으로 존재할 수 있다. 양은 일반적으로 5 내지 10%의 범위이다. 이러한 비-템퍼드 마르텐사이트 입자는 종종 잔류 오스테나이트 입자와 밀접하게 접촉하고, 따라서 이들은 종종 마르텐사이트-오스테나이트(MA) 입자로 지칭된다.

잔류 오스테나이트는 원하는 TRIP 효과를 얻기 위한 전제 조건이다. 따라서, 잔류 오스테나이트의 양은 2 내지 20%, 바람직하게는 5 내지 15%의 범위여야 한다. 잔류 오스테나이트의 양은 문헌[Proc. Int. Conf. on TRIP-aided high strength ferrous alloys (2002), Ghent, Belgium, p.61-64]에 상세히 기재된 포화 자화 방법에 의해 측정되었다.

폴리고날 페라이트(PF)는 요망되는 미세구조 성분이 아니고, 따라서 ≤ 10%, 바람직하게는 ≤ 5%, ≤ 3% 또는 ≤ 1%로 제한된다. 가장 바람직하게는, 강에는 PF가 존재하지 않는다.

청구된 강의 기계적 특성은 중요하며, 하기 요건들 중 적어도 하나가 충족되어야 한다:

인장 강도(R_m) 980 내지 1180 MPa

항복 강도(R_p0.2) 580 내지 750 MPa

총 신도(A₅₀) ≥ 11%

항복비(R_p0.2/R_m) ≤ 0.72

굽힘성(Ri/t) ≤ 2

바람직하게는, 이러한 모든 요건들이 동시에 충족된다.

인장 강도(R_m)의 상한은 1160, 1140, 1120, 또는 1100 MPa로 추가로 제한될 수 있다. 하한은 990 또는 1000 MPa로 추가로 제한될 수 있다.

항복 강도(R_p0.2)의 상한은 740, 730, 720, 710, 700, 890, 680, 670, 또는 660 MPa로 추가로 제한될 수 있다. 바람직한 간격은 580 내지 700 MPa이다.

항복비(R_p0.2/R_m)의 상한은 0.71, 0.70, 0.69, 0.68, 0.67, 0.66, 또는 0.65로 추가로 제한될 수 있다. 하한은 0.50, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57 또는 0.58일 수 있다.

R_m, R_p0.2 값 뿐만 아니라 총 신도(A₅₀)는 일본 산업 표준 JIS Z 2241: 2011에 따라 도출되며, 여기서 샘플은 스트립의 횡방향으로 얻어진다.

굽힘성 Ri/t의 상한은 1.9, 1.8, 1.7, 1.6 또는 1.5로 추가로 제한될 수 있다. 바람직하게는 Ri/t ≤ 1.7, 더욱 바람직하게는 ≤ 1.5이다. Ri/t의 하한은 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 또는 1.0일 수 있다.

굽힘성은 균열의 발생이 없는 최소 굽힘 반경으로 정의되는 한계 굽힘 반경(Ri)과 판 두께(t)의 비에 의해 평가된다. 이를 위해, JIS Z2248에 따라 강판을 구부리기 위해 90°V-형상 블록이 사용된다. 샘플 크기는 35 × 100 mm이다. 굽힘 값 Ri/t는 한계 굽힘 반경(mm)을 두께(mm)로 나눔으로써 얻어진다.

본 발명의 강판의 기계적 특성은 주로 합금 조성 및 미세조직에 의해 조정될 수 있다. 미세구조는 CAL에서의 열처리에 의해, 특히 과시효 단계에서 등온 처리 온도에 의해 조정될 수 있다.

제안된 강은 상기 제안된 조성으로 전로 용융(converter melting)에 의한 통상적인 야금 및 이차 야금의 강 슬래브를 제조함으로써 생산될 수 있다. 슬래브는 오스테나이트 범위에서 열간 압연 스트립으로 열간 압연된다. 바람직하게는, 슬래브를 1000℃ 내지 1280℃의 온도로 재가열함으로써, 열간 압연 마무리 온도가 850℃ 이상인 오스테나이트 범위에서 슬래브를 완전히 압연하여 열간 압연 강 스트립을 얻는다. 그 후, 열간 압연 스트립은 500 내지 650℃ 범위의 코일링 온도에서 코일링된다. 선택적으로, 코일형 스트립을 산세척(pickling)과 같은 스케일 제거 공정으로 처리한다. 코일형 스트립은 이후 500 내지 650℃, 바람직하게는 550 내지 650℃ 범위의 온도에서 5 내지 30h의 기간 동안 배치 어닐링된다. 그 후, 어닐링된 강 스트립을 35 내지 90%, 바람직하게는 대략 40 내지 60%의 감소율로 냉간 압연한다. 연속 어닐링 라인(CAL)에서 냉간 압연 강 스트립을 추가로 처리한다.

CAL에서 어닐링 사이클은 800 내지 890℃, 바람직하게는 840 내지 860℃의 온도로의 가열, 80 내지 180초, 바람직하게는 100 내지 140초 동안의 소킹(soaking), 5 내지 15℃/s의 속도로 700 내지 750℃의 온도까지 저속 가스 제트 냉각, 20 내지 60℃/s, 바람직하게는 30 내지 50℃/s의 속도로 405 내지 460℃의 과시효 온도까지 급속 가스 냉각, 150 내지 1000초 동안 유지, 이후 실온까지 냉각을 포함한다. 과시효 온도는 450, 440, 430 또는 420℃로 상향 제한될 수 있다. 하한은 405, 406, 407, 408, 409, 또는 410℃일 수 있다. 과시효 온도에 대한 바람직한 범위는 405 내지 420℃이다.

실시예

강 I1 내지 I3, 및 참조 강 R1 내지 R3을 전로 용융에 의한 통상적인 야금 및 이차 야금에 의해 제조하였다. 조성은 표 1에 나타나 있으며, 추가의 원소들은 불순물로서만 존재하였고, 본 명세서에 명시된 최저 수준 미만이었다.

표 1은 조사된 강판의 조성을 개시한다.

표 1. 조사된 강판의 조성

강 합금의 슬래브를 연속 주조기에서 제조하였다. 슬래브를 재가열하고 표 2에 제시된 두께로 열간 압연하였다. 열간 압연 마무리 온도는 약 900℃이었으며, 코일링 온도는 약 550℃였다. 열간 압연 스트립의 인장 강도를 감소시켜 냉간 압연력을 감소시키기 위해 열간 압연 스트립을 산세척하고 약 620 내지 625℃에서 10시간의 시간 동안 배치 어닐링하였다. 이후 스트립을 5개의 스탠드 냉간 압연 밀에서 약 1.4 mm(I1, I3, R1, R2) 또는 1 mm(I2, R3)의 최종 두께로 냉간 압연하고, 최종적으로 연속 어닐링을 수행하였다.

표 2는 열간 및 냉간 압연 파라미터를 개시한다. 배치 어닐링을 약 10h 동안 열간 압연 단계와 냉간 압연 단계 사이에서 수행하였다.

표 2. 열간 및 냉간 압연 파라미터

어닐링 사이클은 약 850℃의 온도로 가열, 약 120초 동안 소킹, 약 10℃/s의 속도로 약 720℃의 온도까지 저속 가스 제트 냉각, 본 발명의 실시예의 경우 약 40℃/s의 속도로 405℃ 초과의 과시효 온도까지, 및 본 발명이 아닌 실시예의 경우 약 390℃ 내지 395℃까지 급속 가스 냉각, 과시효 온도에서의 등온 유지 및 주위 온도까지 최종 냉각으로 구성되었다.

CAL에서의 처리의 세부사항은 표 3에 제공된다. 상이한 과시효 온도는 표 4에서 볼 수 있는 바와 같이 강의 항복 강도 및 굽힘 특성에 영향을 미친다.

표 3. CAL에서의 처리 파라미터

본 발명에 따라 제조된 재료는 표 4에 제시된 바와 같이 우수한 기계적 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다.

모든 강은 980 내지 1180 MPa 범위의 인장 강도를 갖는다. 총 신도는 모든 강에 대해 11% 초과였다.

본 발명의 강 I1 내지 I3은 750 MPa 미만의 항복 강도를 갖는다. 특히, 모든 본 발명의 실시예는 0.72 미만의 항복비와 함께 2.0 미만의 굽힘성(Ri/t)을 개시한다는 것이 주목될 수 있다. 가장 높은 Ri/t는 1.5이었고, 가장 높은 항복비는 0.64였다. 참조 강 R1 내지 R3은 항복 강도, 및 굽힘성과 조합된 항복비의 요건을 충족시키지 못한다.

도 1은 굽힘성 Ri/t가 항복비에 대해 플롯팅된 다이어그램이다. 실시예 I1 내지 I3은 "보호 영역"으로 표시된 청구항 1의 청구된 경계 내에 있는 반면, 참조예 R1 내지 R3은 이의 외부에 있다.

표 4. 기계적 특성

R_m 및 R_p0.2 값은 유럽 표준 EN 10002 파트 1에 따라 도출되며, 여기서 샘플은 스트립의 길이 방향으로 얻었다. 신도(A₅₀)는 스트립의 횡방향으로 얻어진 샘플에 대해 일본 산업 표준 JIS Z 2241: 2011에 따라 도출된다.

Ri/t를 JIS Z2248에 따라 V 굽힘 시험에서 결정하였다. 제조된 스트립의 샘플(35 × 100 mm)을 V 굽힘 시험에 적용하여 한계 굽힘 반경(Ri)을 알아내었다. 균열의 발생을 조사하기 위해 샘플을 눈으로 및 25배 배율의 광학 현미경 둘 모두로 조사하였다. Ri/t를, 한계 굽힘 반경(Ri)을 냉간 압연 스트립의 두께(t)로 나눔으로써 결정하였다. Ri는 3회 굽힘 시험 후 재료가 균열을 나타내지 않는 가장 큰 반경이다.

본 발명의 재료는 자동차의 고강도 구조 부품에 널리 적용될 수 있다. 고강도 강판은 높은 수요의 전체 성형성 및 굽힘성을 갖는 부품의 제조에 특히 매우 적합하다. 이는 자동차의 B-필러 힌지, 루프 레일 또는 도어 패널에 특히 적합하다.

Claims

고강도 냉간 압연 강판으로서,
a) 하기 원소들로 구성된 조성(단위: 중량%):
C 0.08 내지 0.14
Mn 2.5 내지 3.0
Si 0.7 내지 1.1
Cr 0.05 내지 0.4
선택적으로
Al ≤ 0.2
Nb ≤ 0.1
Mo ≤ 0.1
V ≤ 0.1
Ti ≤ 0.1
Ca ≤ 0.05
Cu ≤ 0.1
Ni ≤ 0.2
B ≤ 0.005
불순물을 제외한 Fe 잔부,
b) 하기를 포함하는 다상 미세구조(단위: 부피%):
잔류 오스테나이트 2 내지 20
마르텐사이트 ≤ 15
베이나이트 페라이트
및 템퍼드 마르텐사이트 50 내지 90
폴리고날 페라이트 ≤ 10,
c) 인장 강도(R_m) 980 내지 1180 MPa
항복 강도(R_p0.2) 580 내지 750 MPa
항복비(R_p0.2/R_m) ≤ 0.72
d) 35 × 100 mm의 크기를 갖는 샘플에 대한 값 Ri/t ≤ 2.0의 90°V 굽힘 시험에 따른 굽힘성(bendability)(여기서, Ri는 mm 단위의 굽힘 반경이며, t는 강판의 mm 단위의 두께임)
을 갖는 고강도 냉간 압연 강판.
제1항에 있어서, 미세구조가 하기 요건들(부피%) 중 적어도 하나, 바람직하게는 모든 요건들을 충족시키는, 고강도 냉간 압연 강판:
잔류 오스테나이트 5 내지 15
마르텐사이트 5 내지 10
베이나이트 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트 70 내지 90
폴리고날 페라이트 (polygonal ferrite) ≤ 5.
제1항 또는 제2항에 있어서, 조성이 하기(중량%)를 충족시키는, 고강도 냉간 압연 강판:
C 0.09 내지 0.12
Mn 2.5 내지 2.9
Si 0.7 내지 1.0
Cr 0.1 내지 0.3
Al 0.005 내지 0.1
선택적으로
Nb ≤ 0.1
Mo ≤ 0.1
V ≤ 0.1
Ti ≤ 0.1
Ca ≤ 0.05
Cu ≤ 0.1
Ni ≤ 0.2
B ≤ 0.005
불순물을 제외한 Fe 잔부.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 특성이 하기 요건들 중 적어도 하나를 충족시키는, 고강도 냉간 압연 강판:
인장 강도(R_m) 1000 내지 1100 MPa
항복 강도(R_p0.2) 580 내지 700 MPa
총 신도(A₅₀) ≥ 11%
항복비(R_p0.2/R_m) 0.50 내지 0.70
굽힘성(Ri/t) ≤ 1.7.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 특성이 하기 요건들을 충족시키는, 고강도 냉간 압연 강판:
인장 강도(R_m) 1000 내지 1100 MPa
항복 강도(R_p0.2) 580 내지 700 MPa
총 신도(A₅₀) ≥ 11%
항복비(R_p0.2/R_m) 0.50 내지 0.70
굽힘성(Ri/t) ≤ 1.5.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 압연 판의 두께가 0.9 내지 1.6 mm인, 고강도 냉간 압연 강판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, Nb, Mo, V, Ti 및 Ca의 군으로부터 선택된 원소들 중 적어도 하나가 단지 불순물로서만 존재하며, 바람직하게는 Nb, Mo, V, Ti 및 Ca의 군의 모든 원소들이 단지 불순물로서만 존재하는, 고강도 냉간 압연 강판.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 냉간 압연 강 스트립 또는 판을 제조하는 방법으로서,
a) 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 조성을 갖는 강 슬래브(steel slab)를 제공하는 단계;
b) 상기 슬래브를 오스테나이트 범위에서 열간 압연 스트립으로 열간 압연하는 단계;
c) 500 내지 650℃ 범위의 코일링 온도에서 상기 열간 압연 스트립을 코일링하는 단계;
d) 선택적으로, 상기 코일링된 강 스트립에 대해 스케일 제거 공정을 수행하는 단계;
e) 500 내지 650℃ 범위의 온도에서 5 내지 30h의 기간 동안 배치 어닐링하는 단계;
f) 35 내지 90%의 감소율로 상기 어닐링된 강 스트립을 냉간 압연하는 단계;
g) 연속 어닐링 라인에서 상기 스트립을 800℃ 내지 890℃의 온도로 가열하고 80 내지 180초 동안 소킹시키는 단계;
h) 상기 스트립을 5 내지 15℃/s의 속도로 700 내지 750℃의 온도까지 서서히 냉각시킨 후, 상기 스트립을 20 내지 60℃/s의 속도로 405 내지 460℃의 과시효 온도(overaging temperature)까지 급속으로 냉각시키고, 150 내지 1000s 동안 유지시키는 단계;
i) 실온까지 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 고강도 냉간 압연 강 재료를 포함하는, 자동차 구조 부품.
제9항에 있어서, 구조 부품이 자동차의 B-필러 힌지, 루프 레일, 또는 도어 패널인, 자동차 구조 부품.