KR850000578B1 - 냉간성형과 인공시효경화가 가능한 복합조직 강시이트 제조방법 - Google Patents

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Description

냉간성형과 인공시효경화가 가능한 복합조직 강시이트 제조방법

제1도는 종래의 고강도 시이트와 복합조직강시이트에 대한 인장응력대 신장(伸張)의 그래프.

제2도는 본발명의 연속 어니일링 열사이클(heat cycle)을 보여주는 그래프.

제3도는 영국특허 제1,419,704호에 표시된 연속어니일링 열사이클을 보여주는 그래프.

제4도는 본발명과 영국특허 제1,419,704호에 대한 급냉속도와 급냉시작 온도간의 상호 관계를 보여주는 그래프.

제5도는 연속 어니일링후의 강 A(냉간압연 강시이트)의 냉각조건을 보여주는 그래프.

제6도는 강 B(열간압연 강시이트)의 냉각조건을 보여주는 그래프.

본 발명은 복합조직구조(dual-phase structure)를 가진 냉간압연 또는 열간압연 강시이트를 제조하는 방법에 관한 것인데, 보다 상세하게는, 탁월한 성형성과 성형 후의 높은 인공시효경 화성, 높은 강도, 낮은 항복비, 높은연성(ductility)을 가진강(steel)을 제조하는 방법에 관한 것이다.

여기서 사용된 "복합조직(dual-phase)"이란 용어는, 강의 주요구성상이 페라이트상과, 마르텐사이트상, 베이나이트(bainite)상, 보유된 오오스테나이트상으로 구성된 무리에서 선택된 최소한 하나의 급냉변태상(rapidly cooled transformed phase)의 두개의 상인 것을 표시한다. 여기서 사용된 "인공시효경화성(artificial-aging handenabilty)이란 용어는, 나중의 170-200 C 온도에서의 가열로 인한, 예비작업에서 변형이 생긴 강시이트의 항복강도의 증가를 표시한다. 용어 "낮은 항복비"는 다만 약 0.6의 비, 즉 항복강도/인장강도를 표시한다.

최근에 이르러, 자동차 공업계에서는 주로 연료소모를 줄이기 위해서 차량의 중량을 감소시키려고 많은 노력을 집중해왔다. 차량의 중량감소를 위해 얇은 강시이트를 사용하더라도 차체의 만족스러운 고강도를 보장하기 위해서는, 고강도 강시이트가 불가결하다. 종래의 고강도 강시이트는 보통, 프레스성형 과정에서의 스프링백(spring back)을 방지하기에는 너무나 높은 항복비를 가졌고, 직업경화지수(workhardening exponent) 즉 n 값이 너무 낮아 국부응력이 집중되고 즉 넥킹(necking)이 강판에 생기고 이로인해 흔히 균열이 생기고 만다. 따라서 고강도 강시이트의 사용을 절실히 필요로 하면서도, 차량제조에 이를 광범위하게 이용하는 데는 어려움이 있었다.

미국특허 제3,951,696호에 있는 복합조직구조를 가진 고강도 냉간압연 강판은 본 출원에 의해 개발된 것이 어서 항복비, 즉 항복강도/인장강도가 약 0.6 또는 이하이고, 항복점 신장이 없으며, 프레스 성형성이 탁월하다.

미국특허 제3,951,696호의 강과 종래의 고강도강의 응력-변형관계는 제1도로부터 알수 있을 것인데 이 그림에서 기호 A와 B는 각각 미국특허품 강과 종래의 강을 가르킨다. 다음에 열거하는 강 A와 B간의 프레스성형 특성상의 차이는 응력-변형관계에 기인할것이다.

첫째, 강 A의 항복비가 강 B의 항복비보다 낮기 때문에 강 A의 스프링백 성향이 강 B의 그것보다 낮다.

둘째로 강 A의 작업경화지수 즉 n 값 및 신장이, 강 B의 그것들보다 크기 때문에 균열이 B강에서 보다 A강에 덜 일어날 것이다.

셋째, 강에서는 낮은 수준의 변형에 의해서 조차항복강도가 올라가는데, 이는 프레스성형의 견지에서 볼 때 A강에 비하여 B강 시이트에 극히 이로운 특성을 제공하는 것이다.

넷째, 강 A의 항복비가 0.6 이하인데, 이는 자동 차부품용 강시이트의 수요가들이 최근 좋아하는 바이다. 따라서 미국특허 제3,951,696호에 명기된 바와 같은 강시이트는 자동차 공업에 널리 이용될 것으로 기대 된다.

본 출원인은 다음의 미국특허들안에 복합조직강을 제조하는 방법을 또한 제안하였다. 미국특허 제 3,951,696호에서는, 약 1%의 규소와 약 1.5%의 망간을 함유하는 Si-Mn 강이 페라이트 (α)+오오스테나이트(γ)의 이상(二相) 구조의 온도범위에서 연속해서 어니일링된다. 이 온도범위를 앞으로는 간략을 위해서 알파-감마온도 범위로 지칭할 것이다.

미국특허 제4,062,700호에서는, 0.1 내지 0.15%의 탄소와(약1.5%의 망간을 함유하는 강이, 마무리온도가 알파-감마온도범위에들게 끔 열간압연되고 그 다음 계속해서 이 알파-감마 온도범위에서 어니일링 된다. 미국특허 제3,951,696과 4,062,700의 방법에 의해서 알파-감마 온도범위위에서 형성된 오오스테나이트(γ) 상의 경화성이 증가되고, 연달아 이 오스테나이트(γ) 상이 냉각에 의해 급냉 변태상으로 변태되어 복합조직을 얻게 된다.

어니일링온도로 부터 500℃까지의 냉각속도는 미국 특허 제3,951,696호에서는 초당 0.5 내지 30℃이고, 미국 특허 제4,062,700호에서는 어니일링 온도 부터의 냉각속도가 분당 약 10,000℃ 즉 초당 약 167℃이하이다. 이들 이전의 특허에서는 냉각단계중의 냉각속도를 인위적으로 바꿀의도가 인정되지 않기 때문에, 이들 특허의 냉각 양상 즉 냉각온도 시간 선도는 어니일링후에는 단조로운 냉각이 행해진다는 전제에 기초를 두고 있다.

더욱이 이들 이전의 특허의 방법들은 약 60kg/mm²을 초과하는 인장강도를 가진 고강도 복합조직 강시이트를 제조하기에 적합하다. 그러나 이 방법들로 인장강도 40-50kg/mm²를 가진 복합조직 강시이트를 제조하기는 어렵다. 이점에 있어서, 자동차공업에서는 40에서 50kg/mm²까지의 인장강도를 가진 복합조직 강시이트가 자동차부품에 널리 사용되기 때문에 이 강시이트를 인장강도 60kg/mm²이상의 강시이트보다 더 좋아한다. 동시에, 성형후의 높은 인공시효경화성을 좋아하는데, 그 이유는 이와 같은 경화성으로 인하여 성형물의 항복강도가, 수분 내지 수시간동안 약 170 내지 200℃의 온도로 가열함에 의하여, 현저하게 증가될 수 있기 때문이다.

이 항복강도를 향상시키기 위한 가열에는 도료 베이킹장치(paint-baking apparatus)를 기용할 수 있다.

알파-감마 온도범위위에서의 연속적 어니일링후 냉각과정 동안에 냉각속도를 변화시켜서 이에 의하여 물성(物性)을 종전기술보다 향상시키는 방식에 의하여 복합조직 강을 제조하는 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 전술한 향상을 성취하도록 조정된 냉각양상 또는 냉각곡선을 가진 본발명 방법은 40에서 50kg/mm²까지의 인장강도와 0.6 이하의 항복비를 가진 복합조직강을 제조할수있어야 하며 또한 60kg/mm²또는 그 이상의 인장강도를 가진 복합조직강의 물성을 향상시킬 수 있어야 할 것이다.

본 발명의 기본 개념을 첨부도면에 의하여 종전기술과 비교해서 설명한다. 본 발명과 종전기술은, 냉간압연 또는 열간압연강시이트를, 강구조가 오오스테나이트상과 페라이트 상으로 분리될 수 있도록 알파-감마 온도 범위까지 먼저 가열하고, 그 다음 복합조직이 얻어지도록 강시이트를 급히 냉각시키는 방법에 의해서, 복합 조직강시이트를 얻는 기술에 관한것이다.

이와 같은 강에 있어서, 탄소와 망간은 불가결한 성분이고 그 복합조직강에 요구되는 성질에 따라 일정양만큼 함유되어 있으며 한편 규소와 인은 선택적 성분이다. 알파-감마 온도범위위에서 가열한후의 냉각단계에서의 냉각속도가 증가됨에 따라, 오오스테나이트상의 마르텐사이트로의 변태가 보다 만족스럽게 달성되어서 보다 우수한 복합조직강이 얻어질 수 있다고 종전기술에서는 믿어졌다. 따라서, 강시이트의 형상과 연성이 나빠지지 않는 한, 주어진 생산공장의 최대 허용 냉각속도의 한계이내에서 종래기술은, 복합조직강의 물성이, 연속 어니일링후의 냉각양상에 따라, 영향을 받는가의 여부에는 전혀 주의를 기울이지 않았다.

제2도에 따라서, 본 발명의 연속 어니일링 열사이클이 예시되어 있다. 제2도에서 온도 "T₁"은 알파-감마 온도범위의 어니일링 온도이고, 온도 "T"는 일차와 이차냉각 단계 사이의 중간온도이며, 온도 "T₂"는 200℃를 넘지 않는 온도이다. 제2도에 나타난 바와 같이 "T₁"에서 "T"까지의 냉각은비교적 느린 속도로 행해지고, T아래로 T₂까지는 비교적빠른 속도로 행해진다. 온도 T₂는 200℃ 보다 높지 않는데, 이는 복합조직강을 위한 급냉 변태상을 충분히 형성시키기 위해서이다. 따라서 본 발명의 냉각기술은, 전(全) 냉각 단계에 걸쳐 변화없는 냉각속도를 갖는 종전방법의 기술과는 다르다.

본 발명자들은, 항복비, 인장강도, 연성과 같은 본발명의 발명에 의해 제조된 강시이트의 물성이, 이전 기술에 의한 것보다 우수하다는 것을 발견하였다. 본 발명에 의해서, 페라이트상과, 마르텐사이트상, 베이나이트상, 보유된 오오스테나이트상으로 이루어진 군중에서 선택된 최소한 하나의 급냉 변태상으로 주로 구성되어 있고, 40kg/mm²보다 낮지않은 인장강도와 탁월한 성형성과 성형후의 높은 인공시효 경화성을 가진 복합조직 강시이트를 제조하는 방법이 제공된다.

본 방법은, 발명의 특징에 따라, 0.01 내지 0.12%의 탄소와 0.7 내지 1.7%의 망간을 함유하는 강을 열간압연하고 다음에 코일링하는단계, 열간압연을 받고 필요에 따라 냉간압연도 받은 강시이트를 730 내지 900℃ 범위의 한 어니일링온도에서 연속적으로 어니일링하는 단계, 그리고, 어니일링온도에서 420℃

T

700℃ 범위에 있는 한 중간온도(T)까지의 일차 냉각단계 동안에는 1℃/초

R₁

30℃/초 범위의 한 평균 냉각속도(R₁)에서, 그리고 중간온도(T)에서 200℃보다 높지 않은 온도까지의 이차 냉각단계 동안에는 100℃/초

R₂

300℃/초 범위의 한평균 냉각속도(R₂)에서, 어니일링 온도로부터 200℃보다 높지 않은 온도까지 냉각하는 단계를 포함한다.

일별해서는 본 발명의 방법과 유사한 방법을 보여 주는 영국특허 제1,419,704호의 냉간압연시이트의 연속 어니일링 방법과 비교하여 본 발명을 상세히 설명하겠다. 영국특허 제1,419,704호의 기술은 일반적 성형을 위한 강시이트의 연속 어니일링에 관한 것이며, 프레스성형성과 정상온도에서 일어나는 시효에 대한 저항성을 향상시키는데 목적을 두고있다.

영국특허 제1,419,704호의 기술은 예정된 시작온도에서의 급냉에 앞서서의 연속 어니일링이 연속 어니일링후의 과시효 재열처리와 합해져서, 페라이트상에 있는 과포화 고용체탄소가, 강시이트의 성형을 위한 석출상태를 바람직하게 조절해주는 그런식으로, 페라이트상에서 석출이 일어나게 된다는 그런 개념을 포함하고 있다.

영국특허 제1,419,704호의 강조성(組成)은 이 특허의 청구범위에는 규정되어 있지 않으나 이 영국 특허의 실시예들로부터 알루미늄 진정강(aluminum-kill-edsteel), 림드강(rimmed steel), 캡드강(capped-steel)과 같은 연강의 조성에 해당함을, 즉 기본성분으로서 약 0.05%의 탄소와 0.3%의 망간을 함유하는 강임을 알수있다. 이 영국특허의 강조성의 오오스테나이트상의 경화성은 낮기 때문에, 이 영국특허의 주관심은 페라이트 미립(grain)에 고용체 탄소를 프로세싱하는 데 기울어지고 있다.

이와 반대로, 본 발명의 주관심은 일반 성형용강시이트가 아니고 프레스 성형용의 고강도 복합조직강을 제조 하는 것이다. 환언하면, 본발명은, 프레스성형에 적합한 성질을 가진 복합조직 구조를 강시이트에 주도록, 알파-감마 온도범위에서 형성된 오오스테나이트(γ) 상이 충분하게 급냉 변태상으로 변환되어야만 한다는 기본 개념을 포함한다.

그래서, 오오스테나이트의 경화성을 보장할 수 있도록, 강조성은 최소한 0.7%의 망간을 함유해야만 한다. 본 발명과 영국특허 제 1,419,704호와의 차이는, 영국특허에 과시효 재열처리가 언급된 것에서 쉽사리 나타난다. 즉, 영국특허에서, 30초 또는 그이상의 기간동안 300 내지 500℃의 온도에서 과시효 재열처리를 행한 것은 페라이트상에서의 탄화물 석출 조절에 불가결한 것으로 생각된다.

제3도와 관련하여, 영국특허 제1,419,704호의 연속어니일링 열사이클이 예시되어 있다. 제3도에서 T₁는 연강스트립(strip)의 재결정(再結晶) 온도에서 850℃까지의 최대 가열온도를 가리키고 T₂' 는 급냉의 시작온도를 가리킨다. t₁'에서 t₂'까지의 기간은 보유단계 또는 느린 냉각단계이고, 주장에 의하면, 페라이트 매트릭스에서 탄화물의 용해와 탄소의 용액화가 이 기간에 이루어진다. 그 다음의 온도 T₂'부터의 급속한 냉각은 주장에 의하면, 페라이트 매트릭스내 고용체에 대량의 탄소가 유지되게 하며, 이는 다음단계(온도T₄'-T₅'시간 t₄'-t₅')에서의 탄화물 석출에 유효한 것이다.

T₂'부터 T₃' 까지의 급냉은, 따라서 고용체탄소의 보유를 실현시키는데 이는 나중에 t₄'에서 t₅' 까지의 기간동안 T₄'에서 T₅'까지의 온도에서 과시효 재열처리하는 단계에서 탄화물이 효과적으로 석출되도록 해준다.

제2도에 표시된 본 발명의 연속 어니일링 열사이 클에서, 강구조는, 온도 T₁에서, 오오스테나이트(γ)상과 용액상의 약간의 탄소를 함유하는 페라이트(α) 상으로 구분된다. 일차 냉각속도, 즉(T₁-T)/(t₂-t₁)에 의해서, 페라이트상에 있는 고용체 탄소는 변태되지 않은 오오스테나이트상 속으로 집중되어 오오스테나이트를 안정화시킨다.

중간온도(T)가 700℃이상이 되면 이 오오스테 나이트상 속으로의 탄소의 집중과정이 불충분하게 밖에 진행되지 않는다. 한편, 중간온도(T)가 420℃이하가 되면 오오스테나이트상은 소망스럽지 않게 미세한 퍼얼라이트 상으로 변태된다. 일차 냉각속도(R₁)가 너무 높으면 탄소의 알파상에서 감마상으로의 확산이 억제 당한다. 따라서 탄소확산 촉진을 주목적으로 하는 일차 냉각은 적당히 낮은 속도에서 행해져야 할 것이다.

그러나, 일차 냉각속도(R₁)가 너무 낮으면, 비교적 고온에서 감마상의 퍼얼라이트로의 변태가 일어나 최종제품내에의 급냉 변태상으로 변화될 수 있는 감마상의 분율이 최소가 되고 만다. 그러므로, 최대 및 최소 일차 냉각속도(R₁)는 R₁이 30℃/초 보다 크지는 않으나 1℃/초 보다 작지도 않도록(1℃/초

R₁

30℃/초) 정해주어야 한다.

그러나 제5도에 나타난바와 같이, 10℃/초

R₁

30℃/초의 범위가 성형후의 인공경화성을 증진시키기 위해 바람직하다. 속도 R₁으로 일차 냉각을 시킨 다음에는 냉각속도 R₂로 이차 냉각을 행하는데, 이에 의해 중간온도 T에서 아직도 보유되어 있는 감마상을 온도 T₂까지 급속히 냉각시켜 이 감마상을 급냉 변태상으로 변화시켜준다.

복합조직강에 본질적으로 있는 저 항복비는, 오오스테나이트상의 마르텐사이트로의 변태에 기인하여 페라이트 매트릭스에 도입된 탄성적 변형과 움직이기 쉬운 전위로 말미암은 것으로 믿어진다. 따라서 감마상을 급냉 변태상으로 바꿀 필요가 있다. 온도 T₂는 급냉변태상의 형성을 보장할 수 있도록 Ms(마아텐 사이트 시작온도) 점보다 휠씬 낮아야하며 200℃이다. 급냉변태상의 형성에 주목적이 있는 이차 냉각은 따라서, 고속으로 행해져야 한다. 이차 냉각속도(R₂)가 너무 낮아 급냉변태상이 형성되지 못하면 미세한 퍼얼라이트가 형성된다. 이차 냉각속도(R₂)가 과도하게 높으면, 중간온도 T에서 유지된 페라이트상내의 고용체 탄소가 페라이트상으로부터 축출되지 않아서 최종제품의 연성을 악화시킨다.

그밖에 시이트형상이 열응력으로 인하여 비뚤어진다. 과도하게 높은 이차 냉각 속도로 인한 이러한 불리점을 생각한다면, 급냉 변태상이 형성되는한 USSN 48,546호에 기재된 100℃/초 이하의 낮은 이차냉각속도(R₂)가 연성과 시이트형상의 관점에서 유리하다. 그러나, 이 경우에는 최종제품의 페라이트상에 고용체탄소가 너무 낮아 필수적 성질의 하나인 성형후의 인공시효 경화성이 대단히 나빠진다.

이 인공시효 경화성은, 시효 단계에서, 전단계의 성형에 의해서 페라이트상에 생긴 전위부에 탄소원자가 확산해가서 이 전위부를 움직이지 못하게 만드는 사실에 의하여 야기된다. 따라서, 성형후의 상당한 인공시효 경화성을 위해서는 페라이트상에 어떤량의 고용체탄소가 있을 필요가 있다. 그래서, 작업후의 높은 인공 시효 경화성을 보장하기 위해서는, 이차 냉각속도(R₂)가 높은 편이라야 한다. 그러나, 한편으로 높은 이차 냉각속도(R₂) 때문에 연성이 극도로 나빠져서는 안된다. 따라서 최대 및 최소이차 냉각속도(R₂)는, R₂가 300℃/초 보다는 크지 않고 그러나 100℃/초 보다는 작지 않도록(100℃/초

R₂

300℃/초) 그렇게 결정한다.

본 발명에 따른 복합조직강시이트의 제조방법에 있어서, 냉각단계의 고온 영역과 저온 영역은 각각 별도의 기능을 가져야 한다. 다시 말하면, 주로 감마상으로의 탄소집중과 성형후의 인공시효 경화성에 필요한 만큼의 고용체탄소를 알파상에 추가해서 유지시키는 일이 고온 영역에서 성취되어야 하고 한편 급냉 변태상의 형성과 전술의 고용체탄소양의 유지가 저온 영역에서 보장되어야 한다.

제4도에 의하면, 본발명에 관한 급냉 시작온도와 냉각속도사이의 관계 및 영국특허 제1,419,704호의 그 관계가 나타나 있다. 본 발명의 제조단계에 따라 처리를 받는 강은 최소 0.01%의 탄소와 최소 0.7%의 망간을 함유해야 한다. 그러나, 탄소와 망간함량이 각각 0.12%와 1.7%를 초과하면 탄소와 망간은 용접성을 나쁘게 한다. 규소는 강의 강도를 높여주지만 대량의 규소는 관석박리성(scale-peeling property)을 해쳐서 강시이트의 표면 질 열화의 원인이 된다. 최대 규소 함량은 1.2%이다.

본 발명의 제조단계로 처리 받는 강은 평로, 전로 또는 전기로를 사용하여 녹일 수 있다. 비교적 저함량의 탄소가 요구될 때는 강용융물에 진공탈가스(vacuum degassing)를 적용해도 좋다. 강급(級)은 림드강, 캡드강, 반진정강 또는 진정강이면 될 것이다. 그러나 알루미늄 함량 0.01% 내지 0.1%의 알루미늄 진정강이 바람직하다. 강은, 회토류금속, 지르코늄, 칼슘으로 이루어진 무리로부터 선택된 최소한 원소의 약 0.05% 이상을 함유해야 하는데, 이 원소는 황화물로 구성된 비금속내포물의 형태를 조절하여 휨성형성을 향상시킨다. 강용융물의 주조는 종래의 주괴제조법(ingotmaking)이나 연속주조법에 의하여 행하면 될 것이다.

주조된 강은 다음에 조(粗) 열간압연을 받으며 최종적으로 열간압연을 받는다. 열간압연을 받는 스트립은 연속적 어니일링전에 냉간압연을 다시 받을 수 있을 것이다. 이들 압연의 조건은 강공업에서 널리 알려져 있기 때문에 간략을 위해 여기에 기술하지 않는다. 제2도에 표시된 본발명의 연속 어니일링온도는 알파-강마범위, 즉 730℃ 내지 900℃(970℃

T1

900℃) 내에 있다.

본 발명의 방법은 금속 용해 도금을한 복합조직강의 제조에 이용될 수 있다. 예를들면, 아연 용해도금의 경우에는, 강시이트는, 기체 분사법과 같은 적당한 방법에 의해서 R₁으로 규정된 속도로 T₁에서 T까지 냉각되고, 그 다음 이 강시이트는 대략 온도 T로 유지된 용융아연 욕(浴) 속에 수초동안 침지시킨다.

용융아연 코팅욕은 보통 460℃-500℃에 유지 되기 때문에 이 온도는 규정된 T의 범위에 맞다. 침지후, 시이트는 R₂로 규정된 속도로 T로부터 200℃ 이하의 온도까지 냉각된다.

추가해서, 본발명에 따라 처리받는 강조성은 아연코팅에 유해한 규소를 다량 함유하고 있지 않거나 또는 강은 규소를 전혀 함유하지 않을 수 있다. 따라서 강조성은 아연코팅하기에 유리하다. 본 발명의 방법과 T,R₁,R₂와 같은 공정매개 변수의 한정의 이유를 실시예에 의하여 앞으로 설명하겠다.

[실시예 1]

제1표에 주어진 조성을 가진 알루미늄 진정강(강 A)을 정상적 방식으로 열간 압연하고(마무리온도 900℃) 500℃에서 코일링하여 이렇게 얻어진 두께 2.7mm의 열간압연 받은 스트립을 70% 축소하여 냉간압 연하에서 두께 0.8mm의 냉간압연 시이트를 만든다. 이 냉간압연 시이트를 알파-감마 온도범위까지 가열하고 제2표에 주어진 연속적 어니일링과 냉각조건하에서 냉각시킨다. 성형후의 인공시효 경화성을 구하기 위해서, 3% 인장변형의 적용하에 실온에서 3% 소성외부 변형력(plastic flow strength) 측정을, 이 연속 어니일링 받은 강시이트가 받도록 하였다.

부하를 내린다음, 이 3% 변형받은 시이트를 180℃에서 30분 동안 가열하고, 그 다음 이와같은 처리후의 항복강도를 실온에서 측정하였다. 성형후의 인공시효 경화성은 3% 소성 외부응력에 비해서 항복강도가 얼마나 증가하였는가로 구하였다. 모든 실시예에서 성형후의 인공시효 경화성은 상기 방법으로 구하였다.

[제 1 표]

강 A의 조성

[제 2 표]

강 A의 연속 어니일링조건 및 물성

(YS : 항복강도, TS : 인장강도, EI : 신장)

제2표의 냉각조건이 제5도에 그래프로 예시되어있다. 냉각조건은 공기분사류 또는 혼합된 물방울을 가진공기분사류에 의해 냉각력을 조절하여 맞추었다. 제2표에 나타난 바와 같이, 냉각조건 ③ 이 높은 연성과 낮은 항복비로 보아 가장좋다. 그러나, 높은 이차 냉각속도를 가진 냉각조건 ④가 높은 인장강도와 성형후의 인공경화성에 비추어 바람직하다.

[실시예 2]

제3표의 조성을 가진 알루미늄-규소-진정강(강B)를 정상방식으로 열간 압연하고(마무리온도 880℃) 620℃에서 코일링했다. 이렇게 압연한 1.6 두께의 열간 압연스트립을 알파-감마 온도범위까지 가열한 다음 제4표에 주어진 연속 적인어니일링 및 냉각조건하에서 냉각하였다.

제4표의 냉각조건이 제6도에 그래프로 예시되어 있다. 제4표에 나타난 바와 같이, 높은 이차 냉각속도를 가진 냉각조건 ④가 높은 인장강도와 성형후의 높은 인공시효 경화성에 비추어 바람직하다.

[제 3 표]

강의 조성

[제 4 표]

강 B의 연속어니일링조건과 물성

[실시예 3]

실시예에서 마련된 냉간압연시이트를 알파-감마온도범위까지 가열한 다음 제5표에 주어진 여러 일차 냉각속도(R₁) 및 이차 냉각속도(R₂)에서 냉각하였다. 중간온도 T는 520℃로 일정하였다.

냉각속도는 공기 분사류나 또는 혼합된 물방울을 가진 공기분사류에 의해 냉각력을 조절하여 맞추었다. 제5표에 나타나 있는 바와 같이, 일차 냉각속도 R₁이 0.5℃/초 일 때는 어떤 수준의 이차 냉각속도 R₂에서도 0.6 이하와 같은 낮은 항복비를 얻을 수 없다. 한편, 일차 냉각속도 R₁이 40℃/초가 되면 낮은 항복비를 얻을 수 있으나 신장이 극도로 나빠진다. 1℃/초

R₁

30℃/초의 일차 냉각속도가 낮은 항복비와 높은 연성을 위해 적당하다.

성형후의 인공시효 경화성에 관해서는, 최대 약 7kg/mm²정도의 경화성을 10℃/초 미만의 일차 냉각속도 R₁에서 얻게되며 최대 8kg/mm²정도의 경화성을 10℃/초 이상의 일차 냉각속도의 경우에 얻을 수 있다. 일차 냉각속도는, 따라서 10℃/초 이상에서 30℃/초이하가 바람직하다(10℃/초

R₁

30℃/초).

[제 5 표]

연속 어니일링에서의 냉각속도 대 강 A의물성

비고 : 계속적 어니일링에서의 유지조건은 800℃에서 1분간이 었고 냉각에서의 중간온도는 520℃였다.

[실시예 4]

실시예 1에서 마련된 냉간압연 받은 시이트를 알파-감마 온도범위까지 가열한후, 제6표에 주어진 여러일차 냉각속도 R₁, 이차 냉각속도 R₂, 중간온도 T로 냉각을 행하였다.

제 6표에 나타난 바와 같이, 400℃ 또는 그 이하의 중간온도 T에서는 낮은 항복비를 얻을 수 없으며한편으로 700℃ 이상의 중간온도에서는 신장이 나빠진다. 중간온도는 420내지 700℃(420℃

T

700℃)이라야 한다.

[제 6 표]

중간온도 수준대 항복비 및 신장

[실시예 5]

여러탄소, 규소, 망간함유량을 가진 강시이트를 제7표에 주어진 조건하에 어니일링하였다. 이 조성들은 낮은 항복비를 얻기 위한 조성한계를 알아볼 수 있기 위해서 변화시켜진 것이다. 제7표에 나타난 것처럼, 0.005%C와 1.5%Mn를 함유한 강 C로서는 낮은 항복비를 얻을 수 없다. 이 사실과 강 D에서 H까지의 결과를 고려하여 볼 때에, 본 발명자들은 최소 0.01%의 C와 최소 0.7%의 Mn 이 복합조직 구조와 낮은 항복비를 얻기위해서 필요하다고 생각한다.

[제 7 표]

0.8mm 두께의 강시이트의 강도와 연성

[실시예 6]

제8표는, Ca 또는 희토류금속과 같은 황화물-형상조절 원소를 함유 또는 함유하지 않은 강들의 기계적 성질을 보여준다. 강의 기본조성과 연속적 어니일링 열사이클은 본발명의 범위내에 있다. 강 K와 L은 열간 압연받은 게이지(gauge)이고 M과 N은 냉간압연 받은 게이지이다. 제8표로부터 명백히 알 수 있는 것은 그러한 황화물 형상조절 원소는 구멍-팽창비와 에리크센값(Erichsen value)과 같은 연성 매개 변수를 향상시키는데 도움이 된다는 것이다.

[제 8 표]

Ca 나 희토류금속같은 원소가 가해진 또는 가해지지 않은 연속어니일링강 시이트의 기계적 성질(구멍-팽창비와 에리크센값의 향상이 나타남)

1)열간압연된 게이지, 1.6mm 두께

2) 75% 축소로 냉간압연, 1.00mm 두께

3) n. a. 가하지 않음.

4) 테이블 분석에서, S : 0.012%, Ca 원래 0.018% 가함.

5) REM(Ce+La)는 원래 0.032% 가함.

Claims (1)

1.2% 실리콘, 0.01%-0.10% 알루미늄, 0.5%이하의 희토류 금속, 0.5% 이하의 칼슘으로 구성된 무리로 부터 선택된 최소한 하나의 원소와 0.7%-1.7% 망간과 0.01%-0.12% 탄소를 함유한 강을 열간압연후 감는 단계, 730℃-900℃ 범위의 어니일링 온도에서 열간 압연되고 나아가 냉간 압연된 강시이트를 연속적으로 어니일링하는 단계, 상기 어니일링 온도에서 420℃

T

700℃ 범위의 중간온도(T)까지 냉각하는 일차 냉각 단계중 1℃/초

R₁

30℃/초 범위의 평균일차 냉각속도(R₁)와 그 리고 중간온도(T)에서 200℃ 보다 높지않은 온도까지 냉각하는 이차 냉각단계중 성형 후 높은 인공시효 경화성과 우수한 성형성을 갖는 냉각압연 강시이트를 제공할 수 있는 100℃/초

R₂

300℃/초의 범위내의 충분히 높은 평균 이차 냉각속도(R₂)로 상기 두가지 연속 냉각단계에서 어니일링온도로부터 200℃ 보다 높지 않은 온도로 냉각하는 단계로 구성되는 것을 특징으로하는 주로 페라이트상과 마르텐사이트상, 베이나이트상, 보유된 오오스테나이트상으로 이루어진 무리로부터 선택된 최소한 하나의 급냉 변태상과의 복합조직으로 구성되고 40kg/mm²이상의 인장강도와 탁월한 성형성과 성형후의 높은 인공 시효 경화성을 갖는 복합조직 강시이트의 제조방법.

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