WO2013069937A1 - 온간프레스 성형용 강판, 온간프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법 - Google Patents

온간프레스 성형용 강판, 온간프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법 Download PDF

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WO2013069937A1
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less
manufacturing
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오진근
이규영
조열래
최을용
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    • C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0478—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing involving a particular surface treatment

Definitions

  • the present invention is a steel sheet used for automobile structural members or reinforcing materials, and more specifically, the steel sheet for warm press molding, which has high strength after warm pressing molding and attains excellent elongation, thereby improving impact absorption capacity and corrosion resistance of the plating material and the same. It relates to a warm press-forming member used and a method for producing the same.
  • a hot forming method has been proposed as a method having high strength, excellent moldability and excellent shape control ability.
  • Such a method is proposed in patent documents 1, 2, etc.
  • the above methods are manufactured by obtaining heat-treatment and press molding in austenitic single-phase zone using low strength and high workability before heat treatment, and then rapidly cooling by a mold to obtain ultra-high strength steel sheet having martensite as the main phase in the final product.
  • a method is proposed.
  • the above technique requires removing the surface oxidation scale after manufacture in the case of the non-plating material due to the high heating temperature of the austenitic single-phase zone, and requires a high cost to secure a high temperature.
  • the plating material may be volatilized or roll fused to reduce productivity. Since Zn has a melting point of 500 ° C. or less and Al's melting point does not exceed 700 ° C., as described above, when Zn or Al is partially melted, it is difficult to secure characteristics as a plating material. , Zn or Al is fused to the molding die during processing has a problem that adversely affect the molding.
  • the high temperature molding as described above has the effect of improving the strength, but since the microstructure is composed of more than 90% martensite on the part side has a low elongation of less than 10%, it is difficult to secure sufficient collision resistance characteristics can be applied There is a limit to the automotive parts present.
  • Patent Document 1 Korean Unexamined Patent Publication No. 2007-0057689
  • Patent Document 2 US Registered Patent US6296805
  • One aspect of the present invention is to provide a warm press forming steel sheet and a warm press forming member using the same, which has a high strength by the warm press molding and ensures excellent elongation and excellent crash characteristics.
  • one aspect of the present invention is to provide a warm press forming steel sheet and a warm press forming member that can ensure excellent corrosion resistance even by heat treatment such as warm press molding in the case of plated steel sheet.
  • the present invention comprises the steps of heating a steel slab satisfying the composition to a temperature of 1000 ⁇ 1400 °C;
  • the hot rolling After the hot rolling, it provides a method of manufacturing a steel sheet for warm press forming, comprising the step of winding a hot rolled steel sheet at an Ms temperature exceeding 800 ° C. or less.
  • the present invention satisfies the above composition, the microstructure after the warm press molding and cooling contains 3 ⁇ 50% of the retained austenite in the volume fraction, the rest of the ferrite, martensite, tempered martensite and bainite Provided is a warm press molding member of at least one type.
  • the present invention comprises the steps of performing a warm press molding for the steel sheet that satisfies the composition.
  • the present invention relates to an ultra-high strength steel sheet manufacturing method that can be used in automobile structural members and reinforcing materials, in particular, a member that requires collision absorption, and a member manufactured by warm press molding, the ultra-high tensile strength of 1000MPa or more by heat treatment of warm press molding
  • a method of manufacturing a steel sheet excellent in high strength and ductility and a heat treatment member using the same it is possible to extend the heat treatment type ultra high strength steel to the collision member.
  • Figure 2 is a graph showing the thermal history of the warm press forming (Warm Press Forming) of the present invention.
  • warm press forming means processing a steel sheet in a predetermined form, and in contrast to hot forming which is processed by heat treatment at a temperature exceeding the aforementioned austenite single phase, the temperature range is lower than the austenitic single phase. It means processing by heat treatment.
  • the warm press molding includes heat treatment and molding, and the kind includes a method of heat treatment and molding, as well as a method of heat treatment after molding.
  • the present inventors have come to the present invention by recognizing that, in the manufacture of a member (part) through warm press molding, the elongation of the member can be improved by properly controlling the components, the microstructure, and the heat treatment temperature during the warm press molding. .
  • the conventional method of manufacturing a hot heat treatment member is to heat the martensite to the columnar phase in the member and to heat the excess austenite single phase in order to suppress the formation of ferrite, and then form a steel sheet and quench it to below the Mf (martensite production end) temperature
  • the high strength member which has martensite as a main phase is manufactured.
  • the present invention is characterized by the use of a warm press molding method for heat treatment, molding and cooling to a temperature below the austenite single phase region.
  • C is austenite produced in grain boundaries or in the mouth.
  • Mn and the like is concentrated in the austenite produced can be stabilized to room temperature upon cooling after molding.
  • composition of the warm press-formed steel sheet of the present invention will be described in detail (hereinafter, by weight).
  • the C is not only an essential element for increasing the strength of the steel sheet, but also needs to be appropriately added to secure residual austenite to be implemented in the present invention. If the C content is less than 0.01%, sufficient strength cannot be obtained, and since the member cannot easily retain 3% by volume or more of retained austenite in warm press molding, in order to exhibit the above characteristics, 0.01% or more (preferably 0.05) % Or more). In addition, when it contains more than 0.5%, it not only lowers the cold rolling property of the hot rolled steel sheet but also obtains too high strength, so that it is difficult to secure a desired elongation and deterioration of weldability is easily 0.5% or less (preferably 0.4% or less). More preferably 0.3% or less).
  • the Si is added as an element that inhibits the generation of carbide during heat treatment as well as the role of deoxidizer in steelmaking.
  • Si content exceeds 3%, 3% or less (preferably 2.5% or less, more preferably 2% or less) is added because the plating property of the steel sheet is lowered.
  • the Al is deoxidized in steelmaking to enhance the cleanliness of the steel, and is added as an element that suppresses carbide formation during heat treatment similarly to Si.
  • Al has the advantage of extending the two-phase range as the amount of addition increases, but the annealing temperature working range is extended, but when the Al content exceeds 3%, not only the plating property of the steel sheet but also the manufacturing cost increases, so the upper limit is 3% or less (preferably Preferably 2.5% or less, more preferably 2% or less).
  • Mn plays a very important role in the present invention.
  • Mn is not only a solid solution strengthening element, but also lowers the Ms temperature (martensite transformation start temperature), thereby enhancing the room temperature stability of austenite.
  • Mn it is an important element for the warm press molding pursued by the present invention by lowering the Ac1 and Ac3 temperature.
  • Mn is diffused into the austenite produced during the warm press molding heat treatment at Ac1 to Ac3 temperatures, thereby further increasing the room temperature stability of the austenite. If the Mn content is less than 3%, sufficient strength is insufficient for the above action, so 3% or more (preferably 4% or more, more preferably 5% or more) is added. In addition, if the amount exceeds 15%, too much residual austenite may be generated and the elongation may be sufficiently increased, but 15% or less (preferably 13% or less, more preferable) because it is difficult to secure sufficient strength. Preferably less than 11%).
  • P shows an effect of suppressing carbide generation during heat treatment of martensite, but when contained in an excessive amount, P is deteriorated in weldability and brittle grain boundaries are limited to an upper limit of 0.1%.
  • the lower limit is limited to 0.0001% because P requires a large manufacturing cost for less than 0.0001%.
  • S is an element present in the steel as an impurity and inhibiting the ductility and weldability of the steel sheet. If the S content is 0.03% or less, such an adverse effect is not so large that the upper limit is made 0.03%. If S is less than 0.0001%, a large manufacturing cost is required, so the lower limit is limited to 0.0001%.
  • At least one of Cr, Mo, and W which is a hardenability enhancing element
  • at least one of Ti, Nb, Zr, and V which are precipitation enhancing elements
  • at least one of Cu and Ni which are strength enhancing elements.
  • One or more of B, Sb and Sn for improving the plating property may be added as grain boundary strengthening and hardenable elements.
  • the Cr, Mo, and W have a hardenability and a precipitation strengthening effect, and have a great effect of further securing high strength. If the content of Cr, Mo, or W is less than 0.001%, sufficient hardenability and precipitation strengthening effect cannot be obtained. If the content of Cr, Mo, or W is more than 2.0%, the effect is not only saturated, but the manufacturing cost increases, so the upper limit is made 2.0%.
  • the Ti, Nb, Zr and V are elements that improve the strength of the steel sheet, grain refinement and heat treatment characteristics.
  • the content of Ti, Nb, Zr and V is less than 0.001%, it is difficult to expect the above effects, and when the content is more than 0.4%, excessive manufacturing costs increase. Therefore, the content is preferably limited to 0.001 to 0.4%.
  • Cu is an element that produces fine Cu precipitates to improve strength.
  • the Cu content is less than 0.005%, the desired strength cannot be obtained sufficiently, and when the Cu content is more than 2.0%, it is preferable to limit the content to 0.005 to 2.0% because it degrades the operability.
  • the Ni is an effective element for improving the strength and heat treatment. However, if the effect is not obtained at less than 0.005%, and the production cost rises at more than 2.0%, the content is limited to 0.005 to 2.0%.
  • B is an element having a high hardenability, and even if a small amount is added, high strength can be ensured in the heat-treated steel.
  • grain boundary brittleness can be suppressed in the high Mn steel of the present invention by strengthening the grain boundary.
  • Sb and Sn are surface and grain boundary thickening elements, and a large amount of Mn added in the present invention can be suppressed from inferior plating due to surface thickening upon annealing. However, if it is less than 0.0001%, such an effect cannot be obtained, and if it exceeds 1.0%, hot workability will be inferior, and it is preferable to limit the upper limit to 1.0%.
  • the remainder contains Fe and unavoidable impurities. However, this does not exclude that other compositions may be included in addition to the above composition.
  • the steel sheet for warm press forming of the present invention is preferably any one of a hot rolled steel sheet, a cold rolled steel sheet, and a plated steel sheet, and the type thereof is not particularly limited.
  • the plated steel sheet is preferably a Zn-based plated steel sheet or an Al-based plated steel sheet.
  • the main phase of the microstructure of the steel sheet for warm press forming is preferably martensite, bainite or a combination thereof of 30 vol% or more.
  • martensite, bainite or the sum thereof is less than 30% by volume, it is difficult to secure sufficient austenite during the heat treatment of warm press molding, and it is difficult to sufficiently secure the required strength.
  • the steel slab that satisfies the composition is heated at 1000 to 1400 ° C. and then hot rolled. If the said heating temperature is less than 1000 degreeC, homogenization of performance structure is not fully ensured, but if it is more than 1400 degreeC, the manufacturing cost will rise.
  • hot finish rolling is performed at an Ar3 temperature or more and 1000 ° C or less.
  • the hot finish rolling temperature is less than the Ar3 temperature, the reverse rolling is inferior, resulting in inferior hot rolling generation and operability, and in excess of 1000 ° C., grain coarsening and a large amount of oxide scale are generated.
  • the hot rolled steel sheet thus prepared may be directly used for warm press molding, or additionally pickled and used.
  • a plated steel sheet in which Zn-based or Al-based plating is applied to the pickled steel sheet can be used for warm press forming.
  • Pickling and cold rolling may be performed on the hot rolled steel sheet to produce a cold rolled steel sheet.
  • the pickling is carried out by a conventional method, and the cold reduction rate during the cold rolling is not limited by the present invention, but by a conventional cold rolled steel sheet manufacturing method.
  • the annealing in manufacturing the cold rolled steel sheet, may be performed before cold rolling.
  • the annealing may increase the strength of the hot rolled steel sheet manufactured as described above, which increases the cold rolling load, and thus is intended to improve the cold rolling property by lowering the strength of the hot rolled steel sheet through the annealing.
  • the heat treatment temperature is preferably performed in the temperature range of Ac1 to Ac3. Below Ac1 temperature, a sufficient drop in strength cannot be secured, and above Ac3 temperature, a large amount of martensite is generated when the production cost rises and slow cooling again, so that a sufficient decrease in hot-rolled strength cannot be obtained.
  • cold rolling may be performed to produce a cold rolled steel sheet.
  • the cold rolled steel sheet may be continuously annealed and heat-treated to produce an annealed steel sheet.
  • the continuous annealing heat treatment conditions are not particularly limited, but are preferably performed at 700 to 900 ° C. If the annealing temperature is lower than 700 ° C., sufficient recrystallization of the steel sheet cannot be ensured. If the annealing temperature is higher than 900 ° C., not only the manufacturing cost rises but also the operability is difficult. Meanwhile, Zn-Ni electroplating may be performed on the annealed steel sheet to produce a Zn-Ni electroplated steel sheet.
  • Zn-based or Al-based plating is performed on the cold rolled steel sheet to ensure corrosion resistance and heat resistance of the steel sheet.
  • the heat treatment and plating conditions of the Zn plated steel sheet are not particularly limited, but are preferably a hot dip galvanized steel (GI) or an alloyed hot dip galvanized steel sheet (GA).
  • GI hot dip galvanized steel
  • GA alloyed hot dip galvanized steel sheet
  • an Al-plated steel sheet also does not specifically limit heat treatment and plating conditions, and is performed by a normal manufacturing process.
  • the warm press forming member of the present invention satisfies the composition of the warm press forming steel sheet, and the residual austenite of the microstructure contains 3 to 50% by volume, and the rest is ferrite, martensite, tempered martensite and bainite. It is preferable to include 1 or more types.
  • the residual austenite fraction is less than 3% by volume, it is difficult to secure a high elongation at the ultra-high strength target in the present invention, it is difficult to manufacture because a large amount of C and Mn must be added to the steel sheet to produce more than 50% Do.
  • the remaining tissues other than residual austenite may contain ferrite, martensite, tempered martensite, bainite and the like.
  • the ferrite may be generated during the heat treatment of the warm press forming process described later, or may be partially included before the heat treatment.
  • the fraction of such ferrite is preferably 30% or less. If the ferrite fraction exceeds 30%, it is difficult to secure the desired strength sufficiently.
  • the martensite may also be generated before the heat treatment of the warm press forming process or after the heat treatment. At this time, some carbides may be produced in martensite. It is preferable that such martensite becomes 50 to 95%. If the martensite fraction is less than 50%, it is difficult to sufficiently secure the desired strength, and if it is more than 95%, it is difficult to secure sufficient residual austenite.
  • the warm press molding method is employ
  • the present inventors focused on the fact that the heat resistance of the plating layer can be ensured when the heat treatment is performed at or below Ac3 temperature, and the present invention has been studied for a method capable of securing a sufficient material desired by warm press molding.
  • the residual austenite can be obtained by heat treatment at an Ac3 temperature or lower.
  • the Mn-added steel is useful for obtaining a very fine structure of 5 ⁇ m or less after the appropriate hot rolling and / or cold rolling and annealing.
  • Mn and C at the nano-scale lath grain boundaries or grain boundaries of the martensite and / or bainite in the heat treatment for forming the warm press It was found that the concentration of nitrate stabilized up to room temperature in a large amount of austenite.
  • the main phase of the microstructure of the steel sheet for warm press forming is preferably martensite, bainite or a sum thereof of 30% or more. This is because if the fraction is small, it is difficult to secure sufficient austenite during the warm press molding heat treatment, and it is difficult to secure the required strength.
  • warm press molding is performed on a steel sheet manufactured as described above.
  • the warm press molding includes a method of molding after heat treatment or heat treatment after molding.
  • the heat treatment conditions of warm press molding When the heat treatment conditions of warm press molding are demonstrated, it heats at the temperature increase rate of 1-1000 degreeC / sec, and heats the temperature range to the temperature range of Ac1-Ac3. The temperature is maintained for 1 to 10000 seconds after the heating.
  • the lower limit is preferably 1 ° C / sec
  • the heating rate is higher than 1000 ° C / sec is required not only excessive heating equipment, Since the effect of the invention is largely ineffective, the upper limit thereof is preferably 1000 ° C / sec.
  • the temperature range of the Ac1 ⁇ Ac3 plays an important role in securing residual austenite. If the temperature is less than Ac1, no austenite is produced in the martensite or bainite grain boundary or in the mouth before heat treatment, so that the retained austenite pursued in the present invention cannot be secured (preferably Ac1 + 10 ° C or more, more preferably Is Ac1 + 20 ° C. or more). If Ac3 is exceeded, the concentration of C and Mn to austenite is insufficient, and the residual austenite stability is low. Therefore, it is difficult to obtain sufficient residual austenite, and the strength is increased. However, it is difficult to secure sufficient elongation. Preferably it is Ac3-10 degrees C or less, More preferably, Ac3-20 degrees C or less).
  • the holding time exceeds 10000 seconds, not only the productivity is lowered, but also the upper limit is 10000 seconds because it is difficult to secure sufficient strength by decomposing martesite before heat treatment.
  • cooling is performed after warm pressing molding.
  • the range of cooling rate is not specifically limited at this time, Preferably, it is preferable to carry out by the cooling rate of 1-1000 degreeC / s. If the cooling rate is less than 1 ° C / s, not only is it difficult to secure sufficient member productivity, but additional equipment for controlling the cooling rate is required, so that the manufacturing cost increases, and if the cooling rate exceeds 1000 ° C / s, sufficient quenching In addition to the need for equipment, it does not help to secure the tissue of the warm press forming member.
  • a steel slab satisfying the composition shown in Table 1 was vacuum-dissolved, heated in a reheating temperature at 1200 ° C. for 1 hour in a heating furnace, and subjected to hot rolling. At this time, the hot rolling was finished at 900 °C, the furnace cold temperature was 680 °C to produce a hot rolled steel sheet.
  • the hot rolled steel sheet thus manufactured was simulated by warm press molding.
  • a cold-rolled steel sheet was produced with a cold rolling rate of 50%.
  • steel grades M and N were subjected to annealing heat treatment after cold rolling.
  • the annealing heat treatment conditions were raised to 30 °C / h, and maintained at 600 °C 10 hours and then cooled at a cooling rate of 30 °C / h.
  • continuous annealing was performed, and continuous annealing was performed at a temperature of 780 ° C.
  • Zn plating or Al plating was performed on the pickled hot rolled steel sheets and cold rolled steel sheets, and plated steel sheets were also prepared.
  • the Zn plating or Al plating was heat-treated at an annealing temperature of 780 ° C., and then deposited in Zn and Al plating baths, respectively. Prepared.
  • the pickled hot rolled steel sheet, cold rolled steel sheet and plated steel sheet thus prepared were simulated and subjected to heat treatment conditions of the warm press forming process.
  • the heat treatment conditions are shown in Table 2, wherein the temperature increase rate was 3 °C / s.
  • Table 2 shows the mechanical properties and residual austenite fraction of the final steel sheet obtained therefrom.

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Abstract

본 발명은 온간프레스 성형에 의해 높은 강도를 갖는 동시에 우수한 연신율을 확보하여 충돌특성이 우수한 온간프레스 성형용 강판과 이를 이용한 온간프레스 성형 부재를 제공하고자 하는 것으로, 중량%로, C: 0.01~0.5%, Si: 3.0%이하(0은 제외), Mn: 3~15%, P: 0.0001~0.1%, S: 0.0001~0.03%, Al: 3.0%이하(0은 제외), N: 0.03%이하(0은 제외), Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 온간프레스 성형용 강판과 이를 이용한 온간프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법을 제공한다.

Description

온간프레스 성형용 강판, 온간프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법
본 발명은 자동차 구조부재 또는 보강재에 사용되는 강판으로서, 보다 상세하게는 온간프레스 성형 후 높은 강도를 갖는 동시에 우수한 연신율을 확보하여 충돌 흡수능과 도금재의 내식성을 향상시킬 수 있는 온간프레스 성형용 강판과 이를 이용한 온간프레스 성형 부재 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
최근 자동차산업에서 친환경 및 승객 안정성 규제를 위하여 연비 향상 및 내충돌성 향상에 대한 요구가 높아지고 있다. 이를 위하여 차체의 고강도화를 통한 자동차 경량화 및 내충돌성 향상에 대한 연구 및 적용이 활발히 진행되고 있다.
이와 같은 요구에 대응하기 위하여, 높은 강도를 가지면서도 우수한 성형성을 확보하고 형상 제어능력이 우수한 방법으로서 열간성형 방법이 제시되고 있다. 이와 같은 방법은 특허문헌 1 및 2 등에 제안되어 있다. 위와 같은 방법들은 열처리 전의 낮은 강도와 높은 가공성을 이용하여 오스테나이트 단상역에서 열처리 및 프레스 성형을 행한 후, 금형에 의한 빠른 냉각을 실시함으로써 최종 제품에서 주상을 마르텐사이트로 하는 초고강도강판을 얻는 제조방법이 제안되어 있다.
그러나, 상기 기술은 오스테나이트 단상역의 높은 가열온도에 의하여 비도금재의 경우 제조 후 표면산화 스케일을 제거해야 되고, 높은 온도를 확보하기 위하여 많은 비용이 요구된다.
또한, Zn도금이나 Al도금재의 경우 도금재의 휘발이나 롤 융착이 되어 생산성을 떨어뜨릴 수 있다. Zn는 융점이 500℃이하이고, Al의 융점도 700℃를 넘지 않기 때문에, 상기와 같이, 고온으로 열처리를 실시하게 되면, Zn나 Al이 일부 융해되기 때문에 도금재로서의 특성을 확보하기 어려운 점이 있고, Zn나 Al이 가공시 성형틀에 융착되어 성형에 악영향을 미치는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 고온 성형은 강도를 향상시키는 효과가 있지만, 부품측면에서 미세조직이 90% 이상의 마르텐사이트로 구성되어 10% 미만의 낮은 연신율을 갖기 때문에 충분한 내충돌특성을 확보하기 어려워 적용할 수 있는 자동차용 부품에 한계가 있다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 2007-0057689호
(특허문헌 2) 미국 등록특허 US6296805
본 발명의 일측면은 온간프레스 성형에 의해 높은 강도를 갖는 동시에 우수한 연신율을 확보하여 충돌특성이 우수한 온간프레스 성형용 강판과 이를 이용한 온간프레스 성형 부재를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 일측면은 도금된 강판의 경우에 온간프레스 성형과 같은 열처리에 의하더라도 우수한 내식성을 확보할 수 있는 온간프레스 성형용 강판과 온간프레스 성형 부재를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 중량%로, C: 0.01~0.5%, Si: 3.0%이하(0은 제외), Mn: 3~15%, P: 0.0001~0.1%, S: 0.0001~0.03%, Al: 3.0%이하(0은 제외), N: 0.03%이하(0은 제외), Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 온간프레스 성형용 강판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성을 만족하는 강 슬라브를 1000~1400℃의 온도로 가열하는 단계;
상기 가열된 강 슬라브를 열간압연하고, Ar3~1000℃의 온도에서 마무리 열간압연하는 단계; 및
상기 열간압연 후 Ms 온도 초과 800℃ 이하에서 권취하여 열연강판을 제조하는 단계를 포함하는 온간프레스 성형용 강판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성을 만족하고, 온간프레스 성형 및 냉각 후 미세조직이 잔류오스테나이트가 부피분율로 3~50%를 포함하고, 나머지는 페라이트, 마르텐사이트, 템퍼드 마르텐사이트 및 베이나이트 중 1종 이상인 온간프레스 성형 부재를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성을 만족하는 강판에 대해 온간프레스 성형을 행하는 단계; 및
상기 온간프레스 성형 후 냉각하는 단계를 포함하고, 상기 온간프레스 성형은 1~1000℃/초의 승온속도로 Ac1~Ac3℃의 온도범위까지 가열하고, 상기 가열 후 1~10000초간 온도를 유지하는 열처리를 포함하는 온간프레스 성형 부재의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 자동차 구조부재 및 보강재, 특히 충돌흡수가 필요한 부재에 사용될 수 있는 초고강도강판 제조방법 및 온간프레스 성형에 의한 제조된 그 부재에 관한 것으로, 온간프레스 성형의 열처리에 의하여 인장강도 1000MPa 이상의 초고강도와 연성이 우수한 강판 제조방법과 이를 이용한 열처리 부재를 제공함으로써, 열처리형 초고강도강을 충돌 부재까지 확대 적용이 가능하다.
도 1은 통상의 열간프레스 성형(Hot Press Forming)에 관한 열이력을 나타낸 그래프임.
도 2는 본 발명의 온간프레스 성형(Warm Press Forming)에 관한 열이력을 나타낸 그래프임.
본 발명에서 온간프레스 성형이라 함은 강판을 일정한 형태로 가공하는 것을 의미하며, 앞선 언급한 오스테나이트 단상역 초과의 온도로 열처리하여 가공하는 열간성형과 대비하여, 오스테나이트 단상역 이하의 온도영역으로 열처리하여 가공하는 것을 의미한다.
본 발명에서 상기 온간프레스 성형은 열처리 및 성형을 포함하는 것으로, 그 종류에는 먼저 열처리를 하고 성형하는 방식뿐만 아니라, 성형을 행한 후 열처리하는 방식을 모두 포함하는 의미이다.
본 발명자들은 온간프레스 성형을 통해 부재(부품)을 제조함에 있어서, 성분과 미세조직 그리고 온간프레스 성형시 열처리 온도를 적절히 제어할 경우, 부재의 연신율을 향상시킬 수 있음을 인지하여 본 발명에 이르게 되었다.
통상의 열간열처리 부재의 제조방법은 부재에서 마르텐사이트를 주상으로 확보하고 페라이트 생성을 억제하기 위해여 오스테나이트 단상역 초과까지 가열한 후 강판을 성형하고 Mf(마르텐사이트 생성 종료)온도 미만까지 급냉시켜 마르텐사이트를 주상으로 하는 고강도 부재를 제조한다.
그러나, 본 발명에서는 오스테나이트 단상역 이하의 온도까지 열처리 및 성형하고 냉각하는 온간프레스 성형법을 이용하는 것을 특징으로 한다, 오스테나이트 단상역 이하에서 가열 및 유지시에는 입계 또는 입내에 생성되는 오스테나이트로 C, Mn 등이 농화되어 생성된 오스테나이트를 성형 후 냉각시 상온까지 안정화시킬 수 있다는 점에 착안한 것이다.
이하, 본 발명의 온간프레스 성형용 강판에 대하여 상세히 설명한다.
(온간프레스 성형 강판)
먼저, 본 발명의 온간프레스 성형 강판의 조성에 대하여 상세히 설명한다(이하, 중량%)
탄소(C): 0.01~0.5%
상기 C는 강판의 강도를 증가시키는 필수적인 원소일 뿐만 아니라, 본 발명에서 구현하고자 하는 잔류오스테나이트를 확보하기 위하여 적정하게 첨가할 필요가 있다. C 함유량이 0.01% 미만에서는 충분한 강도를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 부재가 온간프레스 성형시 3부피% 이상의 잔류오스테나이트를 확보하기 어렵기 때문에 위와 같은 특징을 발휘하기 위해서는 0.01%이상(바람직하게는 0.05%이상) 첨가한다. 또한 0.5%를 넘게 함유하게 되면, 열연강판의 냉간압연성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 너무 높은 강도를 얻게 되어 원하는 연신율을 확보하기 어렵고 용접성이 저하가 일어나기 쉽기 때문에 0.5%이하(바람직하게는 0.4%이하, 보다 바람직하게는 0.3%이하) 첨가한다.
실리콘(Si): 3.0%이하(0은 제외)
상기 Si은 제강에서 탈산제의 역할 뿐만 아니라 열처리시 탄화물 생성을 억제하는 원소로서 첨가를 한다. Si 함유량이 3% 초과하게 되면 강판의 도금성을 저하시키기 때문에 3% 이하(바람직하게는 2.5%이하, 보다 바람직하게는 2%이하)를 첨가한다.
알루미늄(Al): 3.0%이하(0은 제외)
상기 Al은 제강에서 탈산 작용을 하여 강의 청정성을 높일 뿐만 아니라, Si과 유사하게 열처리시 탄화물 생성을 억제하는 원소로서 첨가한다. Al은 첨가량이 증가함에 따라 2상역이 확장되어 소둔온도 작업범위가 확장되는 장점이 있으나, Al 함유량이 3% 초과하게 되면 강판의 도금성 저하 뿐만 아니라 제조 비용이 상승하므로 상한을 3% 이하(바람직하게는 2.5%이하, 보다 바람직하게는 2%이하)를 첨가한다.
망간(Mn): 3~15%
상기 Mn은 본 발명에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. Mn은 고용강화 원소로서 뿐만 아니라 Ms온도(마르텐사이트변태 시작 온도)를 낮추는 역할을 하여 오스테나이트의 상온 안정성을 높인다. 또한, Mn으니 Ac1 및 Ac3 온도를 낮추어 본 발명에서 추구하는 온간프레스 성형을 위하여 중요한 원소이다. 뿐만 아니라, Ac1~Ac3온도에서 온간프레스 성형 열처리 시 생성되는 오스테나이트로 Mn이 확산되어 오스테나이트의 상온 안정성을 더욱 높힐 수 있다. Mn 함유량이 3% 미만에서는 충분한 강도는 상기 작용을 하는데 부족하기 때문에 3%이상(바람직하게는 4%이상, 보다 바람직하게는 5%이상) 첨가한다. 또한 15%를 넘게 되면 제조 비용의 상승뿐만 아니라, 너무 많은 잔류 오스테나이트가 생성되어 연신율은 충분하게 상승시킬 수 있으나 충분한 강도를 확보하기 어렵기 때문에 15%이하(바람직하게는 13%이하, 보다 바람직하게는 11%이하) 첨가한다.
인(P): 0.0001~0.1%
상기 P은 Si과 유사하게 마르텐사이트를 열처리 시 탄화물 생성을 억제시키는 효과를 보이지만, 과다하게 함유되면 용접성이 열화되고 입계가 취약해지기 때문에 상한을 0.1%로 한정한다. P이 0.0001% 미만을 위해서는 많은 제조비용이 들기 때문에 하한을 0.0001%로 한정한다.
황(S): 0.0001~0.03%
상기 S은 강 중에 불순물로서 존재하여, 강판의 연성 및 용접성을 저해하는 원소이다. S 함량이 0.03% 이하에서는 이러한 악영향이 크지 않기 때문에 그 상한을 0.03%로 한다. S이 0.0001% 미만을 위해서는 많은 제조비용이 들기 때문에 하한을 0.0001%로 한정한다.
질소(N): 0.03%이하(0은 제외)
상기 N은 강 중에 불순물로 포함되거나, 질화물을 형성시켜 수소에 의한 내지연파괴특성을 향상시키기 위하여 첨가된다. N 함량이 0.03% 초과되면 연주 시 슬라브 크랙 민감성이 증가하고, 슬라브 내 기공이 발생하기 쉽기 때문에 그 상한을 0.03%(바람직하게는 0.02%이하, 더 바람직하게는 0.01%이하)로 한다.
본 발명에서는 상기 조성이외에 추가적으로, 경화능 향상 원소인 Cr, Mo 및 W 중 1종 이상, 석출강화원소인 Ti, Nb, Zr 및 V 중 1종 이상, 강도향상 원소인 Cu 및 Ni 중 1종 이상, 입계강화 및 경화능 원소로서 B, 도금성 향상을 위한 Sb 및 Sn 중 1종 이상이 첨가될 수 있다.
Cr, Mo 및 W 중 1종 이상의 합: 0.001~2.0%
상기 Cr, Mo 및 W은 경화능 및 석출강화효과로, 고강도를 더욱 확보할 수 있는 효과가 크다. Cr, Mo 또는 W의 함량이 0.001% 미만에서는 충분한 경화능 및 석출강화 효과를 얻을 수 없고, 2.0% 초과에서는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 제조 비용이 상승하기 때문에 그 상한을 2.0%로 한다.
Ti, Nb, Zr 및 V 중 1종 이상의 합: 0.001~0.4%
상기 Ti, Nb, Zr 및 V은 강판의 강도 상승, 결정립 미세화 및 열처리 특성을 향상시키는 원소이다. 상기 Ti, Nb, Zr 및 V의 함량이 0.001% 미만의 경우에는 위와 같은 효과를 기대하기 어렵고, 그 함량이 0.4%를 초과하게 되면, 과도한 제조 비용이 상승하게 된다. 따라서 그 함량을 0.001~0.4%로 제한하는 것이 바람직하다.
Cu 및 Ni 중 1종 이상의 합: 0.005~2.0%
상기 Cu는 미세한 Cu 석출물을 생성하여 강도를 향상시키는 원소이다. 상기 Cu 함량이 0.005% 미만인 경우, 충분히 원하는 강도를 얻을 수 없고, 2.0%를 초과하면 조업성을 열위시키기 대문에, 그 함량을 0.005~2.0%로 제한하는 것이 바람직하다. 또한 상기 Ni은 강도 상승 및 열처리성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 그러나, 0.005% 미만에서는 그 효과를 얻을 수 없고, 2.0% 초과에서는 제조 비용 상승이 발생하기 때문에, 그 함량을 0.005~2.0%로 한정한다.
B: 0.0001~0.01%
상기 B은 경화능이 큰 원소로서, 미량 첨가하여도 열처리강에서 높은 강도를 확보할 수 있다. 또한 결정입계를 강화시켜 본 발명의 고Mn강에서 입계취성을 억제할 수 있다. 그러나, 0.0001% 미만에서는 이러한 효과를 얻을 수 없고, 0.01% 초과에서는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 열간 가공성의 열화를 초래하므로, 그 상한을 0.01% 제한하는 것이 바람직하다.
Sb 및 Sn 중 1종 이상의 합: 0.0001~1.0%
상기 Sb 및 Sn은 표면 및 입계 농화 원소로서, 본 발명에서 첨가되는 많은 Mn이 소둔 시 표면 농화되어 산화물이 생성되어 도금성이 열위해지는 것을 억제할 수 있다. 그러나, 0.0001% 미만에서는 이러한 효과를 얻을 수 없고, 1.0%가 초과하게 되면 열간 가공성이 열위하게 되어, 그 상한을 1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.
나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 그러나 이로써, 상기 조성이외에 다른 조성이 포함될 수 있음을 배제하는 것은 아니다.
본 발명의 온간프레스 성형용 강판은 열연강판, 냉연강판 및 도금강판 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니다. 상기 도금강판은 Zn계 도금강판 또는 Al계 도금강판인 것이 바람직하다.
상기 온간 프레스 성형용 강판의 미세조직의 주상은 마르텐사이트, 베이나이트 또는 이들의 합이 30부피% 이상인 것이 바람직하다. 상기 마르텐사이트, 베이나이트 또는 이들의 합이 30부피% 미만에서는 온간프레스 성형의 열처리시 충분한 오스테나이트 확보가 어려울 뿐만 아니라, 요구되는 강도를 충분히 확보하기 어렵다.
이하, 본 발명의 온간프레스 성형용 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
(온간프레스 성형용 강판의 제조방법)
상기 조성을 만족하는 강 슬라브를 1000~1400℃에서 가열한 후 열간압연을 실시한다. 상기 가열온도가 1000℃ 미만에서는 연주 조직의 균질화가 충분히 확보되지 않고, 1400℃ 초과에서는 제조비용의 상승이 발생한다.
이후, Ar3 온도 이상 1000℃이하에서 열간마무리압연을 실시한다. 상기 열간마무리압연 온도가 Ar3 온도 미만에서는 이상역 압연이 되어 열연혼립 발생 및 조업성을 열위시키며, 1000℃ 초과에서는 결정립 조대화 및 많은 산화스케일을 생성시킨다.
이후 Ms 온도 초과 800℃ 이하에서 권취한다. Ms 온도 이하에서는 열연 권취기 부하를 야기시킬 수 있고, 800℃를 초과하게 되면, 열연강판 산화층의 두께가 증가하는 단점이 있다.
이렇게 제조된 열연강판을 직접 온간프레스 성형에 사용하거나, 추가적으로 산세를 행하고 사용할 수 있다. 또한, 상기 산세된 강판에 Zn계 또는 Al계 도금을 실시한 도금강판을 온간프레스 성형에 사용할 수 한다.
상기 열연강판에 대해 산세 및 냉간압연을 행하여 냉연강판을 제조할 수 있다. 상기 산세는 통상의 방법에 의하며, 상기 냉간압연시의 냉간압하율은 본 발명에서 한정하지 않고 통상의 냉연강판 제조방법에 의한다.
바람직한 일예로, 상기 냉연강판을 제조함에 있어서, 냉간압연전에 상소둔을 행할 수 있다. 상기 상소둔은 상기와 같이 제조된 열연강판의 강도를 높일 수 있고, 이는 냉간압연 부하를 커지게 하기 때문에, 상소둔을 통하여 열연강판의 강도를 낮추어 냉간압연성을 향상시키기 위함이다. 상기 상소둔에서 열처리 온도는 Ac1~Ac3의 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 Ac1 온도 미만에서는 충분한 강도 하락을 확보할 수 없고, Ac3 온도 초과에서는 제조비용의 상승과 다시 서냉할 때 다량의 마르텐사이트가 생성되어 충분한 열연강도 하향을 얻을 수 없다. 상기 상소둔을 행한 후 냉간압연을 행하여 냉연강판을 제조할 수 있다.
상기 냉연강판을 연속소둔 열처리하여 소둔강판을 제조할 수 있다. 상기 연속소둔 열처리 조건은 특별히 한정하는 것은 아니나, 바람직하게는 700~900℃에서 행하는 것이 바람직하다. 소둔온도가 700℃ 미만에서는 강판의 충분한 재결정을 확보할 수 없고, 900℃ 초과시는 제조비용의 상승 뿐만 아니라, 조업성에도 어려움이 있다. 한편, 상기 소둔강판에 대해 Zn-Ni 전기도금을 행하여, Zn-Ni 전기도금강판을 제조할 수 있다.
또한, 상기 냉연강판에 Zn계 또는 Al계 도금을 행하여, 강판의 내식성 및 내열성을 확보한다. Zn 도금강판의 열처리 및 도금 조건은 특별히 한정하지 않지만, 통상의 용융아연도금(GI) 또는 합금화 용융아연도금강판(GA)인 것이 바람직하다. 또한, Al 도금강판 역시 열처리 및 도금 조건을 특별히 한정하는 것은 아니며, 통상의 제조공정으로 행한다.
이하, 상기와 같이 제조된 강판을 이용하여 온간프레스 성형을 행하여 제조된, 본 발명의 온간프레스 성형 부재에 대하여 상세히 설명한다.
(온간프레스 성형 부재)
본 발명의 온간프레스 성형 부재는 상기 온간프레스 성형 강판의 조성을 만족하고, 미세조직의 잔류오스테나이트가 부피분율로 3~50%를 포함하고, 나머지는 페라이트, 마르텐사이트, 템퍼드 마르텐사이트 및 베이나이트 중 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 잔류오스테나이트 분율이 부피%로, 3% 미만에서는 본 발명에서 목표로 하는 초고강도에 높은 연신율 확보하기 어렵고, 50%를 초과하게 제조하려면 강판에 많은 C와 Mn 등을 첨가해야 하므로 제조하기 곤란하다. 잔류오스테나이트 외 나머지 조직은 페라이트, 마르텐사이트, 템퍼드 마르텐사이트, 베이나이트 등을 함유할 수 있다.
상기 페라이트는 후술하는 온간프레스 성형 과정의 열처리시에 생성되거나, 열처리 전에 일부 포함할 수 있다. 이러한 페라이트의 분율은 30% 이하가 바람직하다. 페라이트 분율이 30%를 초과하게 되면 원하는 강도를 충분히 확보하기 어렵다.
상기 마르텐사이트 역시 온간프레스 성형 과정의 열처리 전 생성되어 있거나, 열처리 후 생성될 수 있다. 이 때 마르텐사이트 내에는 일부 탄화물이 생성될 수도 있다. 이와 같은 마르텐사이트는 50~95%가 되는 것이 바람직하다. 마르텐사이트 분율이 50% 미만에서는 원하는 강도를 충분히 확보하기 어렵고, 95% 초과에서는 충분한 잔류오스테나이트를 확보하기 어렵다.
이하, 상기 온간프레스 성형 부재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
(온간프레스 성형 부재의 제조방법)
연신율이 우수한 부재를 제조하기 위해서, 본 발명에서는 온간프레스 성형 방법을 채용한다. 본 발명자들은 Ac3 온도이하에서 열처리시 도금층의 내열성을 확보할 수 있다는 것을 착안하여 온간프레스 성형으로 원하는 충분한 재질을 확보할 수 있는 방법에 대하여 연구하였다. 이에 상기와 같은 강 성분을 갖는 강판을 이용하여 Ac3 온도 이하에서 열처리하여 잔류오스테나이트를 확보할 수 있음을 규명하였다.
즉, Mn이 첨가된 강에서 적정한 열간압연 및/또는 냉간압연, 소둔을 거쳐, 열처리 전 미세조직을 5㎛ 이하의 매우 미세한 조직을 얻는 데 유용한 것을 발견하였다. 또한, 열처리 전 미세조직을 마르텐사이트 및/또는 베이나이트를 충분히 확보하게 되면 마르텐사이트 및/또는 베이나이트의 나노 크기의 레쓰(Lath) 입계 또는 결정립계에서 Mn과 C 이 온간프레스 성형을 위한 열처리시 오스테나이트로 농화되어 다량의 오스테나이트가 상온까지 안정화되는 것을 규명하였다. 전술한 바와같이, 이때 온간 프레스 성형용 강판의 미세조직의 주상은 마르텐사이트, 베이나이트 또는 이들의 합이 30% 이상인 것이 바람직하다. 이는 그 분율이 적으면 온간프레스 성형 열처리시 충분한 오스테나이트 확보가 어려울 뿐만 아니라, 요구하는 강도를 확보하기 곤란하기 때문이다.
이와 같은 원리를 이용하여 제조된 부재에서는 잔류오스테나이트가 부피%로, 3%이상 함유되어 우수한 연신율을 갖는다.
본 발명의 온간프레스 성형 부재의 제조방법은 먼저, 상기와 같이 제조된 강판에 대해 온간프레스 성형을 행한다. 상기 온간프레스 성형은 열처리 후 성형하거나, 성형 후 열처리하는 방법을 모두 포함한다.
온간 프레스 성형의 열처리 조건에 대하여 설명하면, 1~1000℃/초의 승온속도로 가열하고, 온도범위는 Ac1~Ac3의 온도범위로 가열한다. 상기 가열 후 1~10000초간 온도를 유지한다.
상기 승온속도가 1℃/초 미만에서는 제조비용 상승 및 생산성이 저하되기 쉽기 때문에 그 하한을 1℃/초로 하는 것이 바람직하며, 승온속도 1000℃/초 초과에서는 과도한 가열설비가 요구될 뿐만 아니라, 본 발명의 작용에 크게 효과가 없기 때문에 그 상한을 1000℃/초로 하는 것이 바람직하다.
상기 Ac1~Ac3의 온도범위는 잔류오스테나이트를 확보하는 데 중요한 역할을 한다. 상기 온도가 Ac1 미만에서는 열처리 전 마르텐사이트 또는 베이나이트 입계 또는 입내에 오스테나이트가 전혀 생성되지 않아 본 발명에서 추구하는 잔류오스테나이트를 확보할 수 없다 (바람직하게는 Ac1 + 10℃ 이상, 보다 바람직하게는 Ac1 + 20℃ 이상). Ac3 초과에서는 오스테나이트로의 C와 Mn의 농화가 충분치 않아 잔류오스테나이트 안정성이 떨어져 원하는 충분한 잔류오스테나이트를 확보하기 어려워 강도는 상승되지만 충분한 연신율을 확보하기 어렵기 때문에 그 상한을 Ac3로 한다(바람직하게는 Ac3 - 10℃이하, 보다 바람직하게는 Ac3 - 20℃이하).
상기 유지시간이 10000초를 초과되면 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 열처리 전 마르테사이트가 분해되어 충분한 강도를 확보하기 어렵기 때문에 그 상한을 10000초로 한다.
이후, 온간프레스 성형을 실시한 후 냉각한다. 이때 냉각속도의 범위를 특별히 한정하는 것은 아니나, 바람직하게는 1~1000℃/s의 냉각속도로 행하는 것이 바람직하다. 냉각속도가 1℃/s 미만에서는 충분한 부재 생산성을 확보하기 어려울 뿐만 아니라, 냉각속도를 제어하기 위한 설비가 추가로 필요하므로 제조비용이 상승하고, 냉각속도가 1000℃/s 초과하게 되면, 충분한 급냉을 위한 설비가 필요할 뿐만 아니라, 상기 온간프레스 성형 부재의 조직 확보에 도움이 되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(실시예)
하기 표 1의 조성을 만족하는 강 슬라브를 진공용해하고, 가열로에서 재가열온도 1200℃에서 1시간동안 가열하고 열간압연을 실시하였다. 이때 열간압연은 900℃에서 종료하였으며, 노냉온도는 680℃로 하여 열연강판을 제조하였다. 이렇게 제조된 열연강판에 대하여 온간프레스 성형을 모사하여 실시하였다.
한편, 상기 열연강판을 이용하여 산세를 실시하여 산세된 열연강판을 준비하고, 냉간압하율 50%로 냉연강판을 제조하였다. 특히, 강종 M과 N은 냉간압연 후 상소둔 열처리를 실시하였다. 상기 상소둔 열처리 조건은 30℃/h로 승온하고, 600℃에서 10시간 유지한 후 30℃/h의 냉각속도로 냉각하였다. 한편, 상기 상소둔 처리하지 않은 경우에는 연속소둔을 실시하였으며, 연속소둔은 780℃의 온도로 행하였다.
또한, 상기 산세된 열연강판 및 냉연강판에 Zn도금 또는 Al도금을 행하여, 도금강판도 함께 제조하였으며, 상기 Zn도금 또는 Al도금은 소둔온도 780℃에서 열처리 한 후 각각 Zn 및 Al도금욕에 침적하여 제조하였다.
이렇게 제조된 산세된 열연강판, 냉연강판 및 도금강판을 이용하여 온간프레스 성형 공정의 열처리 조건을 모사하여 실시하였다. 열처리 조건은 표 2에 나타내었으며, 이때 승온속도는 3℃/s로 하였다.
상기와 같이 온간프레스 성형 공정이 모사된 강판을 JIS Z 2201 5호 인장시험편을 이용하여 기계적 성질을 측정하였다. 또한, 잔류 오스테나이트 분율을 측정하였는 바, 상기 잔류오스테나이트 분율은 X선 회절시험으로부터 얻어진 오스테나이트 (200), (220), (311) 피크의 면적과 페라이트 (200), (211) 피크의 면적을 구하여 수학식 1의 5 피크 방법으로 계산하였다. 상기 관계식에서 Vγ는 오스테나이트 분율, Iα는 페라이트의 피크 면적 및 Iγ는 오스테나이트 피크 면적을 나타낸다.
수학식 1
Figure PCTKR2012009244-appb-M000001
이로부터 얻어진 최종 강판의 기계적 성질과 잔류오스테나이트 분율을 표 2에 나타내었다.
표 1
강종 C Si Mn P S Al N 기타 비고
A 0.08 0.1 5.1 0.014 0.003 0.04 0.004 - 발명강
B 0.07 0.1 7.0 0.012 0.004 0.03 0.003 - 발명강
C 0.07 0.1 10.0 0.014 0.003 0.02 0.004 - 발명강
D 0.15 1.56 6.1 0.010 0.005 2.29 0.004 - 발명강
E 0.16 0.1 5.0 0.014 0.003 0.04 0.004 B: 0.0026 발명강
F 0.31 0.1 5.0 0.014 0.003 0.03 0.004 Ti: 0.02 발명강
G 0.32 1.6 5.0 0.014 0.003 0.04 0.004 Nb: 0.03 발명강
H 0.16 0.1 6.9 0.013 0.003 0.03 0.003 Zr: 0.05 발명강
I 0.30 0.1 6.9 0.013 0.003 0.03 0.003 W: 0.04 발명강
J 0.30 0.7 6.9 0.013 0.003 0.03 0.003 Cr: 0.3 발명강
K 0.29 0.6 7.1 0.015 0.004 0.05 0.005 Mo: 0.05 발명강
L 0.03 0.1 9.1 0.013 0.003 0.02 0.004 Cu: 0.05 발명강
M 0.04 0.1 9.5 0.015 0.003 0.05 0.004 Ni: 0.11 발명강
N 0.15 0.1 9.9 0.014 0.002 0.01 0.004 V: 0.05 발명강
O 0.14 0.1 9.8 0.015 0.005 0.11 0.005 Sb: 0.05 발명강
P 0.02 0.1 14.2 0.014 0.003 0.04 0.004 Sn: 0.04 발명강
Q 0.23 0.2 1.3 0.011 0.003 0.03 0.005 Cr: 0.17, Ti: 0.03, B: 0.0026 비교강
R 0.28 1.5 1.5 0.010 0.003 0.02 0.007 Nb: 0.05, B: 0.003 비교강
표 2
강종 품종 열처리조건 기계적성질 잔류오스테나이트분율(%) 비고
온도(℃) 시간(초) 냉각속도(℃/초) TS(MPa) El(%)
A CR 700 300 45 1054 17 7.3 발명예
Zn 700 300 5 1031 18 7.8 발명예
Zn 850 300 45 1201 6 2.1 비교예
B CR 650 300 45 1124 20 9.0 발명예
C HR 500 300 45 1356 15 13.4 발명예
Al 600 300 45 1330 19 20.6 발명예
D CR 740 300 45 1042 31 16.9 발명예
E CR 700 300 45 1127 14 11.6 발명예
F CR 700 300 45 1297 13 9.6 발명예
G Zn 700 300 45 1102 27 10.9 발명예
H CR 600 300 45 1121 20 16.7 발명예
Zn 650 300 5 1249 26 16.8 발명예
I CR 650 300 45 1206 28 18.8 발명예
J CR 650 300 45 1189 23 28.1 발명예
K CR 650 300 45 1236 21 25.6 발명예
L Zn 500 300 45 1052 16 6.9 발명예
M CR 500 300 45 1063 18 8.1 발명예
N CR 500 300 45 1491 18 18.3 발명예
CR 600 300 45 1428 17 22.8 발명예
O CR 600 300 45 1436 17 21.5 발명예
P Zn 550 300 45 1015 26 31.4 발명예
Q Al 600 300 45 541 22 0.5 비교예
Al 900 300 45 1629 6 0.3 비교예
R CR 750 300 45 786 21 1.7 비교예
CR 850 300 45 1899 7 0.7 비교예
상기 발명 조성에 해당하는 강종 A 내지 P의 경우에는 최종 제품에서의 잔류오스테나이트 분율이 3% 이상으로서 우수한 연신율을 보이는 반면, 비교강 Q와 R의 경우에는 어떠한 열처리온도에서도 잔류오스테나이트 분율이 3% 미만으로서 열위한 연신율을 보인다.
한편, A강종에서 온간프레스 성형시 열처리온도를 Ac3 이상인 850℃로 하는 경우 강도는 높아지는 반면 충분한 잔류오스테나이트를 확보할 수 없어 연신율은 하락하는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 중량%로, C: 0.01~0.5%, Si: 3.0%이하(0은 제외), Mn: 3~15%, P: 0.0001~0.1%, S: 0.0001~0.03%, Al: 3.0%이하(0은 제외), N: 0.03%이하(0은 제외), Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 온간프레스 성형용 강판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판은 추가적으로, Cr, Mo 및 W으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종이상이 0.001~2.0% 포함된 온간프레스 성형용 강판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판은 추가적으로 Ti, Nb, Zr 및 V으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상이 0.001~0.4% 포함된 온간프레스 성형용 강판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판은 추가적으로 Cu 또는 Ni의 1종 이상이 0.005~2.0% 포함된 온간프레스 성형용 강판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판은 추가적으로 Sb 또는 Sn의 1종 이상이 0.0001~1.0% 포함된 온간프레스 성형용 강판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판은 추가적으로 B: 0.0001~0.01%를 포함하는 온간프레스 성형용 강판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판은 열연강판, 냉연강판, Zn계 도금강판 및 Al계 도금강판 중 어느 하나인 온간프레스 성형용 강판.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 강판의 미세조직은 마르텐사이트, 베이나이트 또는 이들의 합이 30부피% 이상인 것을 포함하는 온간프레스 성형용 강판.
  9. 중량%로, C: 0.01~0.5%, Si: 3.0%이하(0은 제외), Mn: 3~15%, P: 0.0001~0.1%, S: 0.0001~0.03%, Al: 3.0%이하(0은 제외), N: 0.03%이하(0은 제외), Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 1000~1400℃의 온도로 가열하는 단계;
    상기 가열된 강 슬라브를 열간압연하고, Ar3~1000℃의 온도에서 마무리 열간압연하는 단계; 및
    상기 열간압연 후 Ms 온도 초과 800℃ 이하에서 권취하여 열연강판을 제조하는 단계
    를 포함하는 온간프레스 성형용 강판의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 열연강판을 상소둔 하는 단계: 및
    상기 상소둔 후 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계
    를 포함하는 온간프레스 성형용 강판의 제조방법.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    추가적으로 Zn계 또는 Al계 도금을 행하여 도금강판을 제조하는 단계를 포함하는 온간프레스 성형용 강판의 제조방법.
  12. 중량%로, C: 0.01~0.5%, Si: 3.0%이하(0은 제외), Mn: 3~15%, P: 0.0001~0.1%, S: 0.0001~0.03%, Al: 3.0%이하(0은 제외), N: 0.03%이하(0은 제외), Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    온간프레스 성형 및 냉각 후 미세조직이 잔류오스테나이트가 부피분율로 5~50%를 포함하고, 나머지는 페라이트, 마르텐사이트, 템퍼드 마르텐사이트 및 베이나이트 중 1종 이상인 온간프레스 성형 부재.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 온간프레스 성형 부재의 인장강도는 1000MPa 이상이고, 연신율은 10%이상인 온간프레스 성형 부재.
  14. 중량%로, C: 0.01~0.5%, Si: 3.0%이하(0은 제외), Mn: 3~15%, P: 0.0001~0.1%, S: 0.0001~0.03%, Al: 3.0%이하(0은 제외), N: 0.03%이하(0은 제외), Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강판에 대해 온간프레스 성형을 행하는 단계; 및
    상기 온간프레스 성형 후 냉각하는 단계를 포함하고,
    상기 온간프레스 성형은 1~1000℃/초의 승온속도로 Ac1~Ac3℃의 온도범위까지 가열하고, 상기 가열 후 1~10000초간 온도를 유지하는 열처리를 포함하는 온간프레스 성형 부재의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 온간프레스 성형은 상기 열처리 후 성형하거나, 성형 후 상기 열처리하여 행하는 온간프레스 성형 부재의 제조방법.
  16. 청구항 14 또는 15에 있어서,
    상기 냉각은 1~1000℃/초의 냉각속도로 행하는 온간프레스 성형 부재의 제조방법.
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