KR20240052782A

KR20240052782A - 열간 압연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20240052782A
Application number: KR1020247009209A
Authority: KR
Inventors: 크니프 도린 더; 톰 바터르쇼트; 울리케 로렌츠; 로드 뒤프레; 리펀 브라케
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2024-04-23
Also published as: CN117881812A; WO2023031647A1; CA3229396A1

Abstract

이하의 원소들을 포함하는 조성을 가진 열간 압연 강판으로서, 0.02% ≤ 탄소 ≤ 0.2%, 3% ≤ 망간 ≤ 9%, 0.2% ≤ 규소 ≤ 1.2%, 0.9% ≤ 알루미늄 ≤ 2.5%, 0% ≤ 인 ≤ 0.03%, 0% ≤ 황 ≤ 0.03%, 0% ≤ 질소 ≤ 0.025%, 0% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.6%, 0% ≤ 티타늄 ≤ 0.1%, 0.0001% ≤ 붕소 ≤ 0.01%, 0% ≤ 크롬 ≤ 0.5%, 0% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%, 0% ≤ 바나듐 ≤ 0.15%, 0% ≤ 니켈 ≤ 1%, 0% ≤ 구리 ≤ 1%, 0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%, 0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.0010%, 나머지 조성은 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물들로 구성되고, 상기 강판의 미세조직은, 면적 분율로, 적어도 60% 의 템퍼드 마르텐사이트, 15% 내지 40% 잔류 오스테나이트, 0% 내지 10% 다각형 페라이트, 0% 내지 5% 베이나이트, 0% 내지 15% 프레시 마르텐사이트 및 0% 내지 5% 니오븀, 티타늄, 바나듐 또는 철의 탄화물을 포함한다.

Description

열간 압연 강판 및 그 제조 방법

본 발명은 구조용 강으로서 사용 또는 산업용 기계, 황색 제품, 녹색 제품의 제조 및 극저온 적용에 적합한 열간 압연 강판에 관한 것이다.

최근에는 환경적인 영향을 줄이면서 연비 향상을 목적으로 고강도 강을 적용하여 설비 및 구조물들의 중량을 줄이려는 노력이 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 강의 강도를 증가시키면, 일반적으로 인성이 저하된다. 따라서, 고강도 강의 개발시, 인성을 저하시키지 않고 강도를 증가시키는 것이 중요한 이슈이다.

재료의 강도를 증가시킴으로써 이용되는 재료의 양을 줄이는데 집중적인 연구 및 개발 노력들이 행해지고 있다. 반대로, 강의 강도 증가는 인성을 감소시키고, 따라서 고강도 및 양호한 인성 모두를 가진 재료들의 개발이 필요하게 되었다.

고강도 및 양호한 인성의 강의 분야에서의 초기 연구 및 개발들은 고강도 강을 제조하기 위한 여러 가지 방법들을 야기하게 되었고, 그 중 일부는 본 발명의 확실한 이해를 위해 여기에 열거된다:

EP 2392681 에서는, 질량% 로, 0.02 내지 0.08% C, 1.0% 이하의 Si, 0.50 내지 1.85% Mn, 0.03% 이하의 P, 0.005% 이하의 S, 0.1% 이하의 Al, 0.03 내지 0.10% Nb, 0.001 내지 0.05% Ti, 0.0005% 이하의 B 를 포함하고, 선택적으로 0.010% 이하의 Ca, 0.02% 이하의 REM, 0.003% 이하의 Mg, 0.5% 이하의 V, 1.0% 이하의 Mo, 1.0% 이하의 Cr, 4.0% 이하의 Ni, 2.0% 이하의 Cu 로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상, 잔부로서 기타 불가피한 불순물 및 Fe 를 포함하는 조성을 갖는 두꺼운 벽의 고강도 열연 강판을 개시한다. 강판은, 페라이트 결정립내의 고용체 C 함량이 10 ppm 이상이고, 표면층 경도가 비커스 경도 관점에서 230 HV 이하이지만 EP 2392681 의 강이 700 MPa 이상의 인장 강도에 도달할 수 없는 베이나이트 페라이트상 또는 베이나이트상으로 형성된 조직을 가진다.

EP 2971211 에는: 전체 조성의 약 9 내지 약 20 중량% 범위의 망간, 전체 조성의 약 0.5 내지 약 2.0 중량% 범위의 탄소, 및 잔부 철; 및 선택적으로: 전체 조성의 0.5 내지 30 중량% 범위의 크롬; 전체 조성의 0.5 내지 20 중량% 범위의 니켈 또는 코발트; 전체 조성의 0.2 내지 15 중량% 범위의 알루미늄; 전체 조성의 0.01 내지 10 중량% 범위의 몰리브덴, 니오븀, 구리, 티타늄 또는 바나듐; 전체 조성의 0.1 내지 10 중량% 범위의 규소; 전체 조성의 0.001 내지 3.0 중량% 범위의 질소; 전체 조성의 0.001 내지 0.1 중량% 범위의 붕소; 또는 전체 조성의 0.2 내지 6 중량% 범위의 지르코늄 또는 하프늄으로 구성된 조성을 갖는 고 망간강 성분을 제조하는 방법으로서; 조성을 적어도 약 1000℃ 로 가열하는 단계; 조성을 초당 약 2℃ 내지 초당 약 60℃ 의 속도로 냉각킨 후, 약 700℃ 내지 약 100℃ 범위의 온도에서 조성을 열간 압연하는 단계; 조성을 서서히 냉각하거나 등온 유지하는 단계; 및 조성을 700℃ 내지 약 1000℃ 범위의 온도로부터 0℃ 내지 약 500℃ 범위의 온도까지 초당 적어도 약 10℃ 의 속도로 급냉 또는 가속 냉각 또는 공랭하는 단계의 방법이 개시되어 있다. 그러나 EP 2971211 에서는 -40℃ 에서 측정할 때 60 J/cm2 이상의 충격 인성에 도달하지 못한다.

본 발명의 목적은, 이하를 가짐과 동시에 열간 압연 강을 이용 가능하게 함으로써 이러한 문제를 해결하는 것이다:

650 MPa 이상의 항복 강도,

750 MPa 이상, 바람직하게는 880 MPa 이상의 인장 강도,

15% 이상, 보다 바람직하게는 18% 초과의 총 연신율,

-40℃ 에서 측정할 때 70 J/cm2 이상, 보다 바람직하게는 -40℃ 에서 측정할 때 90 J/cm2 이상의 충격 인성.

바람직한 실시형태에서, 본 발명에 따른 강판들은 또한 0.5 이상의 항복 강도 대 인장 강도 비를 나타낼 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 또한 제조 파라미터들 시프트들를 향해 강경하면서 종래의 산업용 프로세스들과 양립할 수 있는 이러한 강들의 제조 방법을 이용가능하게 하는 것이다.

본 발명의 열간 압연 강판은 내식성을 향상시키기 위해 아연 또는 아연 합금으로 선택적으로 코팅될 수 있다.

탄소는 강 중에 0.02% 내지 0.2% 로 존재한다. 탄소는 실온에서 오스테나이트의 안정화에 도움을 주어 강의 강도를 높이는데 필요한 원소이다. 그러나, 0.02% 미만의 탄소 함량은 본 발명의 강에 인장 강도를 부여할 수 없을 것이다. 한편, 0.2% 를 초과하는 탄소 함량에서, 강은 불량한 용접성을 나타낼 뿐만 아니라, 황색 제품 또는 녹색 제품의 구조용 부분들에 대한 그의 적용을 제한하는 충격 인성에 불리하다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 0.03% 내지 0.18%, 보다 바람직하게는 0.04% 내지 0.15% 로 유지될 수 있다.

본 발명의 강의 망간 함량은 3% 내지 9% 이다.

이 원소는 감마인성 (gammagenous) 을 가지므로 잔류 오스테나이트 분율을 제어할 뿐만 아니라 잔류 오스테나이트를 망간으로 풍부하게 하여 강에 경화능과 충격 인성을 부여하는데 중요한 역할을 한다. 망간의 적어도 3 중량% 의 양이 강에 강도 및 인성을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 망간 함량이 9% 를 초과할 때, 오스테나이트를 너무 많이 안정화시키고 본 발명의 강을 TRIP 효과로부터 배제시키는 등의 악영향을 초래한다. 추가로, 9% 초과의 망간 함량은 과도한 중심 편석을 유도하여, 성형성을 감소시키고 또한 본 발명 강의 용접성을 저하시킨다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 3.5% 내지 8.5%, 보다 바람직하게는 4% 내지 8% 로 유지될 수 있다.

본 발명의 강의 규소 함량은 0.2% 내지 1.2% 이다. 규소는 본 발명의 강에 대한 고용체 강화제 (strengthener) 이다. 추가로, 규소는 시멘타이트의 석출을 지연시키고 또한 시멘타이트의 형성을 제한하지만 종종 시멘타이트 형성을 완전히 제거할 수는 없다. Si 는, Ms 온도를 실온 미만으로 낮추는 것과 같이, 오스테나이트 내에서 고용체로 C 를 유지한다. 따라서, Si 는 실온에서 잔류 오스테나이트의 형성을 보조한다. 그러나, 1.2% 초과의 Si 의 함량은 본 발명의 강에 악영향을 미치는 표면 결함과 같은 문제를 야기한다. 따라서, 농도는 1.2% 의 상한 내에서 제어된다. 본 발명에 대한 바람직한 함량은 0.3% 내지 1%, 보다 바람직하게는 0.4% 내지 0.8% 로 유지될 수 있다.

알루미늄은 필수 원소이고 강에 0.9% 내지 2.5% 로 존재한다. 알루미늄은 알파제너스 (alphagenous) 원소이고 임계간 온도 범위를 증가시키기 위해서는 최소 0.9% 의 알루미늄이 필요하므로 본 발명의 강에 강도와 인성을 제공한다. 알루미늄은 또한 본 발명의 강을 세척하기 위해 강의 용융 상태로부터 산소를 제거하는데 사용되고, 또한 산소가 가스상을 형성하는 것을 방지한다. 그러나 알루미늄이 2.5% 초과일 때마다, 브레이크아웃 (breakouts) 과 같은 슬래브들의 표면 결함 때문에 주조하기 어렵다. 따라서, 알루미늄 존재에 대한 바람직한 범위는 1% 내지 2.3%, 보다 바람직하게는 1% 내지 2% 이다.

본 발명의 강 중 인 성분은 0% 내지 0.03% 이다. 인은, 특히 결정립계에서 편석되거나 망간과 공편석되는 경향으로 인해, 고온 연성 및 인성을 감소시킨다. 이러한 이유로, 인 함량은 0.02% 로 제한되고, 바람직하게는 0.015% 미만이다.

황은 필수 원소는 아니지만, 강 중에 불순물로 포함될 수도 있고, 본 발명의 관점에서 황 함량은 바람직하게는 가능한 한 낮지만, 제조 비용의 관점에서 0.03% 이하이다. 게다가, 더 많은 황이 강 중에 존재하면, 특히 망간과 결합하여 황화물을 형성하고, 이는 본 발명의 강에 해로우므로, 0.01% 미만이 바람직하다.

질소는 재료의 시효를 방지하고 강의 기계적 특성에 해로운 응고 중 질화물의 석출을 최소화하기 위해 0.025% 로 제한된다. 따라서, 질소에 대한 바람직한 상한은 0.02%, 보다 바람직하게는 0.005% 이다.

몰리브덴은 본 발명의 강의 0% 내지 0.6% 를 구성하는 선택적인 원소이다. 몰리브덴은 경화능을 증가시켜서, 본 발명의 강이 두꺼운 게이지들에 대한 목표 특성을 달성하게 한다. 이는, 티타늄 및 붕소와 함께 사용될 때, 본 발명의 강의 인성을 향상시킨다. 최소 0.1% 몰리브덴이 경화능을 증가시키는데 유리한 것으로 요구된다. 하지만, 몰리브덴의 첨가는 합금 원소의 첨가 비용을 과도하게 증가시키므로, 경제적인 이유로 그 함량은 0.6% 로 제한된다. 몰리브덴에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.4%, 보다 바람직하게는 0% 내지 0.3% 이다.

티타늄은 선택적인 원소이고 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.1% 존재한다. 티타늄은 본 발명의 강에 탄화물을 형성하여 강도를 부여하고, 1 차 소둔 동안 결정립 크기를 제어한다. 그러나, 티타늄이 0.1% 초과하여 존재할 때마다, 티타늄은 본 발명의 강에 과도한 강도 및 경도를 부여하고, 이는 인성을 목표 한계를 넘어 감소시킨다. 티타늄에 대한 바람직한 한계는 0% 내지 0.09%, 보다 바람직한 한계는 0% 내지 0.08% 이다.

붕소는 본 발명의 강에 선택적인 원소이고 0.0001% 내지 0.01% 로 존재할 수 있다. 붕소는 티타늄 및 몰리브덴과 함께 첨가될 때 본 발명의 강에 인성을 부여한다.

크롬은 본 발명에 대해서 선택적인 원소이다. 크롬 함량은 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.5% 존재할 수 있다. 크롬은 강에 경화능을 제공하는 원소이지만, 0.5% 초과의 더 높은 크롬 함량은 망간과 중심 공편석을 초래한다.

니오븀은 본 발명에 대해서 선택적인 원소이다. 니오븀 함량은 본 발명의 강 중에 0% 내지 0.1% 존재할 수 있으며, 석출 강화에 의해 본 발명의 강에 강도를 부여하기 위해 탄화물 또는 탄질화물을 형성하기 위해 본 발명의 강에 첨가된다. 니오븀은 또한 제 1 소둔 동안 결정립 크기를 제어한다. 바람직한 한계는 0% 내지 0.05% 이다.

바나듐은 본 발명의 강의 0% 내지 0.15% 로 존재할 수 있는 선택적인 원소이다. 바나듐은 탄화물, 질화물 또는 탄질화물을 형성함으로써 강의 강도를 향상시키는데 효과적이며, 상한은 경제적인 이유로 0.15% 이고, 바나듐이 0.15% 초과하여 존재하더라도 본 발명의 강에 큰 이점을 가져오지 못한다.

니켈은 본 발명의 강의 강도를 증가시키고 강의 인성을 향상시키기 위하여 0% 내지 1% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수 있다. 그러한 효과를 생성하기 위해 최소 0.01% 가 바람직하다. 그러나, 니켈의 함량은 경제적 생존성으로 인해 1% 로 제한된다.

구리는 본 발명의 강의 강도를 증가시키고 강의 내식성을 향상시키기 위하여 0% 내지 1% 의 양으로 선택적인 원소로서 첨가될 수 있다. 그러한 효과를 생성하기 위해 최소 0.01% 가 바람직하다. 하지만, 그 함량이 1% 를 초과하면, 열간 압연 프로세스 동안 구리 고온 취성 (hot shortness) 등의 문제를 야기할 수 있다.

본 발명의 강 중 칼슘 함량은 0.005% 미만이다. 칼슘은 특히 개재물 처리 동안 선택적인 원소로서 0.0001 내지 0.005% 의 바람직한 양으로 본 발명의 강에 첨가되어서, 황의 해로운 영향을 지연시킨다.

마그네슘과 같은 다른 원소들은 하기 중량 비율: 마그네슘 ≤ 0.0010% 로 첨가될 수 있다. 표시된 최대 함량 수준까지, 이 원소들은 응고 동안 결정립을 미세화하는 것을 가능하게 한다.

강의 조성 중 잔부는 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물로 이루어진다.

강의 미세조직은 총 미세조직의 면적 분율에서 여러 성분들을 포함한다.

템퍼드 마르텐사이트는 적어도 60% 의 비율로 본 발명의 강 중에 존재하며, 템퍼드 마르텐사이트는 본 발명의 강에 대한 매트릭스 상이다. 본 발명의 강의 템퍼드 마르텐사이트는 바람직하게는 4 내지 12, 보다 바람직하게는 5 내지 11 의 애스펙트비를 갖는다. 애스펙트비는 단일 결정립 내에서 가장 긴 치수와 가장 짧은 치수 사이의 비이다. 템퍼드 마르텐사이트는 제 1 소둔 후 냉각 동안 형성되는 마르텐사이트로부터 형성된다. 그런 후, 이러한 마르텐사이트는 소둔 프로세스 동안 템퍼링된다. 본 발명의 강의 템퍼드 마르텐사이트는 연성 및 강도를 부여한다. 템퍼드 마르텐사이트의 함량은 전체 미세조직의 면적 분율로 65% 내지 84%, 보다 바람직하게는 70% 내지 80% 인 것이 바람직하다.

프레시 마르텐사이트는 또한 본 발명의 강 중에 선택적으로 존재할 수 있다. 프레시 마르텐사이트는 잔류하는 불안정한 잔류 오스테나이트로부터 소둔 후 냉각 동안 형성될 수 있다. 프레시 마르텐사이트는 0% 내지 15%, 바람직하게는 0 내지 10% 로 존재할 수 있고, 더욱 바람직하게는 프레시 마르텐사이트가 존재하지 않는다.

잔류 오스테나이트는 본 발명의 강의 필수 미세조직 성분이고 15% 내지 40% 로 존재한다. 본 발명의 잔류 오스테나이트는 본 발명의 강에 인성을 부여한다. 본 발명의 잔류 오스테나이트는 망간과 탄소의 풍부화를 통해 실온에서 안정화될 수 있다. 잔류 오스테나이트 내부의 탄소의 백분율은 0.8 중량% 초과 및 1.1 중량% 미만인 것이 바람직하다. 잔류 오스테나이트 중 망간의 백분율은 바람직하게는 5 중량% 초과, 보다 바람직하게는 5.5 중량% 초과인 것이 유리하다. 오스테나이트의 존재에 대한 바람직한 한계는 18% 내지 35%, 보다 바람직하게는 18% 내지 30% 이고, 여기서 오스테나이트 내의 바람직한 탄소 함량 한계는 0.9 중량% 내지 1.1 중량%, 보다 바람직하게는 0.95 중량% 내지 1.05 중량% 인 것이 바람직하다.

다각형 페라이트는 본 발명의 강에 대해 면적 분율로 0% 내지 10% 의 미세조직을 구성한다. 본 발명에서, 다각형 페라이트는 본 발명의 강에 높은 강도 뿐만 아니라 연신율을 부여한다. 다각형 페라이트는 본 발명의 강 중에 소둔 후 소킹 및 냉각 동안 형성될 수 있다. 그러나, 다각형 페라이트 함량이 본 발명의 강 중에 10% 초과로 존재할 때마다, 강도가 획득되지 않는다.

베이나이트는 본 발명의 강 중에 0% 내지 5% 로 존재할 수 있다. 5% 까지는 베이나이트가 본 발명의 강의 목표 특성에 영향을 미치지 않는다.

전술한 미세조직에 더하여, 열간 압연 강의 미세조직은 펄라이트 및 시멘타이트와 같은 미세조직 성분이 없다. 합금 원소들의 탄화물은 니오븀, 티타늄, 바나듐 및 철과 같은 0% 내지 5% 의 누적된 양으로 본 발명의 강 중에 존재할 수 있다. 이들 탄화물은 침전 강화에 의해 본 발명의 강의 강도를 증가시킬 수 있지만, 탄화물의 존재가 5% 이상일 때마다, 이들의 침전은 잔류 오스테나이트의 안정화에 유해한 탄소의 양을 부분적으로 소모하고, 본 발명의 강은 적절한 인성을 갖지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 열간 압연 강은 임의의 적절한 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 방법은 본 발명에 따른 화학적 조성을 갖는 강의 반제품 주조를 제공하는 것으로 이루어진다. 주조는 잉곳으로 또는 연속적으로 두꺼운 슬래브, 얇은 슬래브 또는 얇은 스트립들의 형태로, 즉 슬래브들에 대해서 약 220 ㎜ 내지 350 ㎜ 에서부터 얇은 스트립에 대해서 수십 밀리미터까지의 범위의 두께로 행해질 수 있다.

예를 들어, 전술한 화학적 조성을 갖는 슬래브는 연속 주조에 의해 제조된다. 연속적인 주조 프로세스에 의해 제공된 슬래브는 연속적인 주조 후에 높은 온도에서 직접 사용될 수 있거나 또는 먼저 실온으로 냉각될 수 있고 그 후 열간 압연을 위해 재가열될 수 있다.

슬래브는 Ac3 + 50℃ 내지 1300℃ 의 온도로 재가열된다. 슬래브의 온도가 적어도 Ac3 + 50℃ 보다 낮은 경우에, 압연 밀에 과도한 부하가 가해진다. 따라서, 열간 압연이 오스테나이트 범위에서 완전히 완료될 수 있도록 슬래브의 온도가 충분히 높다. 1300℃ 초과의 온도에서의 재가열은 생산성 손실을 야기하고 또한 산업적으로 고가이며 일부 편석된 부분들이 용융되어 슬래브들의 파괴 또는 슬래브들의 균열을 초래할 수 있기 때문에 피해야 한다. 따라서, 바람직한 재가열 온도는 적어도 Ac3 + 100℃ 내지 1280℃ 이다.

본 발명에 대한 열간 압연 마무리 온도는 적어도 Ac3, 바람직하게는 Ac3 내지 Ac3 + 100℃, 보다 바람직하게는 840℃ 내지 1000℃, 보다 더 바람직하게는 850℃ 내지 990℃ 이다.

그 후, 열간 압연 강은 열간 압연 마무리 온도로부터 Ms 내지 20℃ 의 온도 범위까지 1℃/s 내지 50℃/s 까지의 냉각 속도로 냉각되어 열간 압연 강판을 얻는다. 바람직한 실시형태에서, 냉각하는 단계를 위한 냉각 속도는, 1℃/s 내지 45℃/s, 보다 바람직하게는 25℃/s 내지 40℃/s 이다.

열간 압연 스트립은 선택적으로 코일링될 수 있고, 코일링 온도는 20℃ 내지 800℃ 이다. 열간 압연 강은 Ms 내지 20℃ 의 온도 범위로부터 Ac3 내지 Ac3 +150℃, 바람직하게는 Ac3 내지 Ac3 +120℃, 보다 바람직하게는 Ac3 내지 Ac3 +100℃ 인 제 1 소둔 온도 (TA1) 까지 가열되며, 이러한 가열은 적어도 1℃/s 의 가열 속도 (HR1) 에서 수행된다. 열간 압연 강 스트립은 100% 오스테나이트로의 변형을 보장하기 위해 5 초 내지 6000 초 동안 TA1 에서 유지된다.

그 다음에, 열간 압연 강을 냉각하고, 여기서 냉각은 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 에서 TA1 로부터 시작하여 Ms-10℃ 내지 15℃ 의 범위에 있는 냉각 중지 온도 (T1) 까지이다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 냉각의 냉각 속도 (CR1) 는 0.1℃/s 내지 120℃/s 이다. 바람직한 T1 온도는 Ms-50℃ 내지 20℃ 이다. 소킹 후 냉각을 위한 냉각 속도는 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태될 수 있도록 충분히 높아야 한다. 제 1 소둔 후의 냉각 속도는 T1 에서 열간 압연 스트립에서 적어도 80% 마르텐사이트를 보장하는 방식으로 선택된다.

열간 압연 강은 온도 T1 에서부터 550℃ 내지 Ac3℃, 바람직하게는 600℃ 내지 Ac3 - 40℃ 인 제 2 소둔 온도 (TA2) 까지 가열되고, 이러한 가열은 적어도 1℃/s 의 가열 속도 (HR2) 에서 수행된다.

열간 압연 강은 10% 내지 25% 오스테나이트를 형성하기 위해 미세조직의 변태를 보장하기 위해 5 초 내지 6000 초 동안 TA2 에서 유지된다.

그 후, 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 CR2 에서 TA2 에서부터 Ms-10℃ 내지 15℃ 범위의 냉각 중지 온도 (T2) 까지 냉각을 시작하는 열간 압연 강을 냉각한다. 바람직한 실시형태에서, 이러한 냉각의 냉각 속도 CR2 는 0.1℃/s 내지 120℃/s 이다. 바람직한 T2 온도는 Ms-20℃ 내지 20℃ 이다. 소킹 후 냉각 속도는, 충분한 양의 탄소가 소둔 후 냉각 동안 잔류 오스테나이트를 안정화시키는데 이용가능하도록, 오스테나이트가 베이나이트로 변태되는 것을 방지하기에 충분히 높아야 한다. 이러한 냉각 동안, 프레시 마르텐사이트는 일부 잔류하는 불안정한 오스테나이트로부터 형성할 수 있다.

그 다음에, 열간 압연 강판을 얻기 위해 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR3) 로 실온으로 열간 압연 강을 냉각한다. 이렇게 얻어진 열간 압연 강판은 바람직하게는 2 mm 내지 100 mm, 보다 바람직하게는 2 mm 내지 80 mm, 보다 더 바람직하게는 2 mm 내지 50 mm 의 두께를 갖는다.

실시예들

여기서 제시되는 이하의 시험, 예, 비유적 예시 및 표는 본래 비제한적이며, 오로지 예시 목적으로 간주되어야 하며, 본 발명의 유리한 특징을 보여줄 것이다.

조성이 상이한 강으로 제조된 강판들은 표 1 에서 보여주고, 강판들은 각각 표 2 에 규정된 바와 같은 공정 파라미터에 따라 제조된다. 그 후에, 표 3 은 시험 동안 획득된 강판들의 미세조직을 보여주며, 표 4 는 획득된 특성의 평가 결과를 보여준다. Ac3 및 Ms 온도는 Thermo-Calc® 과 같은 소프트웨어의 사용으로 수행된 열역학적 계산을 통해 결정된다.

표 1

표 2

표 2 는 표 1 의 강들에 대해 실시된 프로세스 파라미터들을 보여준다.

표 3

표 3 은 본 발명 강 및 참조 시험들 쌍방의 미세조직 조성을 결정하기 위한 SEM, EPMA, EBSD, XRD 와 같은 상이한 현미경 또는 다른 현미경에서 표준에 따라 실시된 시험의 결과를 보여준다. 탄화물에 대한 면적 분율은 2% 나이탈 에칭 용액에서 10 초 동안 에칭한 후 연마된 샘플에 대해 측정하고 SEM 으로 관찰한다. 다각형 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트는 EBSD 를 사용하여 측정되는데, 여기서 전자 후방 산란 회절 (EBSD) 은 서브-미크론 해상도로 결정 배향을 측정하는 SEM 기반 기법이다. 주사 전자 현미경 (SEM) 으로 70° 틸팅된 시편에 전자빔을 포커싱한다. 평면들의 패밀리에 대한 브래그 조건을 만족하는 전자들은 채널링되고 키쿠치 밴드들을 유도한다. 전자는 인광체 (phosphor) 스크린에 충돌하여 광을 생성하고, 이는 카메라에 의해 검출되고 디지털화된다. 결과적인 EBS 패턴이 분석되고 인덱싱된다. 이 프로세스는 분석된 각 포인트에 대해 실현된다. 주어진 강 샘플에 대해, 1000 의 배율에 대응하는 적어도 4 개의 이미지들의 EBSD 분석은 다각형 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트 미세성분들, 그들의 위치 및 면적 백분율을 식별하게 한다. 잔류 오스테나이트 면적 분율은 표 3 에 나타낸 XRD 를 이용하여 측정한다.

그 결과는 본 명세서에 면적 분율로 규정된다:

I4 샘플은 1% 의 니오븀 탄화물을 포함하고 R1 샘플은 2% 의 철 탄화물을 포함한다. 어떠한 샘플도 어떠한 프레시 마르텐사이트 또는 베이나이트 성분을 함유하지 않았다.

표 4

표 4 는 본 발명의 강 및 참조 강 모두의 기계적 특성을 예시한다. 인장 강도, 항복 강도 및 총 연신율을 결정하기 위해, A25 를 가진 유형의 인장 샘플로 NBN EN ISO6892-1 표준에 따라 인장 시험들이 수행된다. 인성은 ISO 148-1 에 따라 수행된 Charpy 시험에 의해 시험된다. 본 발명 및 참조 강에 대해 수행된 모든 측정은 종방향 (LD) 으로 취해진 강판에 대해 수행된다. 이러한 표준들에 따라 행해진 다양한 기계적 시험들의 결과가 보여진다.

Claims

중량 백분율로 표시된, 이하의 원소들을 포함하는 조성을 가진 열간 압연 강판으로서,
0.02% ≤ 탄소 ≤ 0.2%
3% ≤ 망간 ≤ 9%
0.2% ≤ 규소 ≤ 1.2%
0.9% ≤ 알루미늄 ≤ 2.5%
0% ≤ 인 ≤ 0.03%
0% ≤ 황 ≤ 0.03%
0% ≤ 질소 ≤ 0.025%
및 이하의 선택적인 원소들 중 하나 이상을 포함할 수 있으며,
0% ≤ 몰리브덴 ≤ 0.6%
0% ≤ 티타늄 ≤ 0.1%
0.0001% ≤ 붕소 ≤ 0.01%
0% ≤ 크롬 ≤ 0.5%
0% ≤ 니오븀 ≤ 0.1%
0% ≤ 바나듐 ≤ 0.15%
0% ≤ 니켈 ≤ 1%
0% ≤ 구리 ≤ 1%
0% ≤ 칼슘 ≤ 0.005%
0% ≤ 마그네슘 ≤ 0.0010%
나머지 조성은 철 및 가공으로 인한 불가피한 불순물들로 구성되고,
상기 강판의 미세조직은, 면적 분율로, 적어도 60% 의 템퍼드 마르텐사이트, 15% 내지 40% 잔류 오스테나이트, 0% 내지 10% 다각형 페라이트, 0% 내지 5% 베이나이트, 0% 내지 15% 프레시 마르텐사이트 및 0% 내지 5% 니오븀, 티타늄, 바나듐 또는 철의 탄화물을 포함하는, 열간 압연 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 조성은 0.3% 내지 1% 의 규소를 포함하는, 열간 압연 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성은 0.03% 내지 0.18% 의 탄소를 포함하는, 열간 압연 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 3.5% 내지 8.5% 의 망간을 포함하는, 열간 압연 강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성은 1% 내지 2.3% 의 알루미늄을 포함하는, 열간 압연 강판.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
마르텐사이트의 양은 70% 내지 80% 인, 열간 압연 강판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
잔류 오스테나이트의 양은 18% 내지 35% 인, 열간 압연 강판.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강판은 750 MPa 이상의 인장 강도 및 15% 이상의 총 연신율을 가진, 열간 압연 강판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 템퍼드 마르텐사이트의 형상비는 4 내지 12 인, 열간 압연 강판.
열간 압연 강판의 제조 방법으로서,
이하의 연속적인 단계들,
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 강 조성을 제공하는 단계,
반제품을 Ac3+50℃ 내지 1300℃ 의 온도로 재가열하는 단계,
상기 반제품을 오스테나이트계 범위에서, 열간 압연 마무리 온도를 적어도 Ac3 로 하여 압연하여, 열간 압연 강을 얻는 단계,
상기 열간 압연 강은 20℃ 내지 800℃ 의 코일링 온도 범위에서 선택적으로 코일링되는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강을 1℃/s 내지 50℃/s 의 냉각 속도로, 열간 압연 마무리 온도로부터 Ms 내지 20℃ 의 온도 범위까지 냉각하는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강을 적어도 1℃/s 의 가열 속도 (HR1) 로 Ms 내지 20℃ 의 온도 범위로부터 Ac3 내지 Ac3+150℃ 의 온도 (TA1) 까지 가열하고 5 내지 6000 초 동안 유지하는 단계,
그 다음에, 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR1) 로, TA1 으로부터 냉각을 시작하여 Ms-10℃ 내지 15℃ 의 냉각 중지 온도 (T1) 까지, 상기 열간 압연 강을 냉각하는 단계,
그 다음에, 상기 열간 압연 강을 적어도 1℃/s 의 가열 속도 (HR2) 로 T1 로부터 550℃ 내지 Ac3 의 온도 (TA2) 까지 가열하고 5 내지 6000 초 동안 유지하는 단계,
그 다음에, 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR2) 로, TA2 으로부터 냉각을 시작하여 Ms-10℃ 내지 15℃ 의 냉각 중지 온도 (T2) 까지, 상기 열간 압연 강을 냉각하는 단계,
그 다음에, 0.1℃/s 내지 150℃/s 의 냉각 속도 (CR3) 로 실온까지 상기 열간 압연 강을 냉각하여 열간 압연 강판을 얻는 단계
를 포함하는, 열간 압연 강판의 제조 방법.
제 10 항에 있어서,
TA2 온도는 600℃ 내지 Ac3-40℃ 인, 열간 압연 강판의 제조 방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
T1 온도는 Ms-20℃ 내지 20℃ 인, 열간 압연 강판의 제조 방법.
산업용 기계 또는 녹색 제품 또는 황색의 부분들을 제조하기 위한, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 강판 또는 제 10 항 내지 제 12 항에 따른 방법에 따라 제조된 강판의 용도.
제 13 항에 따라 획득된 부분을 포함하는 산업용 기계.