KR101850122B1

KR101850122B1 - 복합조직강, 복합조직강으로 제조된 냉연 평판 제품 및 제조 방법

Info

Publication number: KR101850122B1
Application number: KR1020137011653A
Authority: KR
Inventors: 에카테리나 보차로바; 도로테아 마트티센; 로란트 제발트; 다니엘 크리잔; 안드레아스 피츨러
Original assignee: 티센크루프 스틸 유럽 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: KR20130117787A; EP2439291A1; EP2439291B1; CN103237905A; CN103237905B; WO2012045613A1; US20130248055A1; JP2013545887A; JP6093702B2

Abstract

본 발명에 따라 복합조직강에서 향상된 강도와 동시에 높은 파단 연신율을 나타내며 TRIP 특성을 갖는 냉연 평판 제품을 제조하기 위하여, 본 발명에 따른 복합조직강은 잔부 철 및 불가피한 불순물 이외에, (중량%로) C : 0.14 - 0.25%, Mn : 1.7 - 2.5%, Si : 1.4 - 2.0%, Al : < 0.1%, Cr : < 0.1%, Mo : < 0.05%, Nb : 0.02 - 0.06%, S : 최대 0.01%, P : 최대 0.02%, N : 최대 0.01%, 그리고 선택적으로 Ti : 최대 0.1%, B : 최대 0.002%, V : 최대 0.15%의 조건에 따른 "Ti, B, V" 그룹에서 적어도 하나의 원소를 함유하며, 주조된 반제품은 1100 - 1300℃의 초기 온도에서 시작하여 820 - 950℃의 최종 온도에서 종료하는 열간 압연에 의해 열연 스트립으로 열간 압연된다. 그 다음에 열연 스트립은 400 - 750℃에서 코일로 권취 되고, 권취한 후에 30 - 80%의 냉간 압연율에서 냉연 평판 제품으로 냉간 압연된다. 냉연 평판 제품은 A_C1 온도보다 적어도 20℃ 높고 강의 A_C3 온도를 초과하지 어닐링 온도에서의 연속 어닐링 처리 및 350 - 500℃의 과시효 온도에서 과시효 처리를 포함하는 열처리를 거치게 된다. 또한 본 발명은 이러한 목적을 위해 적합한 복합조직강 및 상응하게 제조된 평판 제품을 제공한다.

Description

복합조직강, 복합조직강으로 제조된 냉연 평판 제품 및 제조 방법{MULTI-PHASE STEEL, COLD-ROLLED FLAT PRODUCT PRODUCED FROM A MULTI-PHASE STEEL OF THIS TYPE, AND METHOD FOR PRODUCING IT}

본 발명은 복합조직강, 냉연에 의해 이러한 복합조직강으로 제조된 냉연 평판 제품 및 냉연 평판 제품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 "평판 제품(flat products)"은 복합조직강 또는 이와 동등한 것으로부터 얻어지는 시트, 스트립, 블랭크일 수 있다. 명세서에 기재된 "냉연 평판 제품"은 냉간 압연에 의해서 제조되는 평탄한 제품을 의미한다.

재료, 특히 차체 구조용 재료에 대한 요건으로서, 한편으로는 높은 강도 및 다른 한편으로 복잡한 형상의 부품들이 간단한 방식으로 이들 재료로부터 성형될 수 있을 정도로 변형 가능한 것이어야 한다는 요건이 있다.

이러한 관점에서 특성 프로파일의 균형을 이루는 복합조직강이 유럽 공개특허 공보 EP 1 367 143 A1에 공지되어 있다. 비교적 높은 강도 및 양호한 가공성 이외에, 또한 공지된 강은 특히 양호한 용접성을 갖는 것이어야 한다.

이를 위해 공지된 강은 다른 합금 원소들과 조합하여 0.03 - 0.25 중량%의 C를 함유하며, 적어도 700 MPa의 인장 강도에 도달한다. 또한, 공지된 강의 강도는 1.4 - 3.5 중량%의 Mn에 의해 지원받는 것이다. 공지된 강을 제련할 때 산화제로서 Al이 사용되고 강에 최대 0.1 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 공지된 강은 최대 0.7 중량%의 Si를 또한 포함할 수 있으며, Si는 강의 페라이트-마르텐사이트 조직을 안정화시킬 수 있다. 용접 공정에 의해 용접 이음부 구역에 도입되는 열 영향을 감소시키기 위하여, Cr은 0.05 - 1 중량%의 함량으로 공지된 강에 첨가된다. 동일한 목적을 위해, 공지된 강에 Nb가 0.005 - 0.1 중량% 함유된다. 또한 Nb는 페라이트 결정립의 미세화를 야기하기 때문에 강의 가공성에 대한 긍정적인 효과를 나타내는 것이다. 동일한 목적을 위해, 0.05 - 1 중량%의 Mo, 0.02 - 0.5 중량%의 V, 0.005 - 0.05 중량%의 Ti 및 0.0002 - 0.002 중량%의 B가 공지된 강에 첨가될 수 있다. Mo 및 V는 공지된 강의 경화능에 기여하고, 한편 Ti 및 B는 부가적으로 강의 강도에 대한 긍정적인 효과를 나타낸다.

고강도 복합조직강으로 구성되고 양호하게 변형될 수 있는 다른 강판이 유럽 특허 공보 EP 1 589 126 B1에 공지되어 있다. 이 강판은 0.10 - 0.28 중량%의 C, 1.0 - 2.0 중량%의 Si, 1.0 - 3.0 중량%의 Mn, 0.03 - 0.10 중량%의 Nb, 최대 0.5 중량%의 Al, 최대 0.15 중량%의 P 및 최대 0.02 중량%의 S를 포함한다. 선택적으로, 이 강판에는 최대 1.0 중량%의 Mo, 최대 0.5 중량%의 Ni, 최대 0.5 중량%의 Cu, 최대 0.003 중량%의 Ca, 최대 0.003 중량%의 희토류 금속, 최대 0.1 중량%의 Ti 또는 최대 0.1 중량%의 V가 함유될 수 있다. 전체적인 조직과 관련한 공지된 강판의 미세조직은 5 - 20%의 잔류 오스테나이트 및 적어도 50%의 베이니틱 페라이트를 갖는다. 동시에, 공지된 강판의 미세조직에서 폴리고날 페라이트의 비율은 기껏해야 30%이다. 폴리고날 페라이트의 비율을 제한함으로써, 베이나이트가 공지된 강판에서 기지상을 형성하고 인장 강도와 가공성의 균형에 기여하는 잔류 오스테나이트 부분이 존재하게 된다. Nb이 함유되어 존재한다는 것은 미세조직의 잔류 오스테나이트 부분이 미세 결정립이 되게 한다. 이러한 효과를 보장하기 위하여, 유럽 특허 공보 EP 1 589 126 B1에 공지된 강판을 제조하는 과정에서 열간 압연을 위한 1250 - 1350℃의 매우 높은 초기 온도가 선택된다. 이러한 온도 범위에서, Nb는 고용체 내에 완전히 고용되며, 따라서 강을 열간 압연할 때 폴리고날 페라이트 또는 베이나이트에 존재하는 매우 많은 미세한 Nb 탄화물을 형성한다.

유럽 특허 공보 EP 1589 126 B1에는 열간 압연을 위한 높은 초기 온도가 잔류 오스테나이트의 미세화를 위한 전제 조건이지만, 이것이 원하는 효과를 얻기 위한 그 자체는 아니라고 교시되어 있다. 오히려, 이를 위해 A_C3 온도 이상의 온도에서의 최종 어닐링, 후속해서 적어도 10℃/s의 냉각 속도로 베이나이트 변태가 일어나는 300 - 450℃ 범위의 온도까지 제어된 냉각, 그리고 최종적으로 충분히 긴 기간동안 이 온도에서 유지하는 것이 또한 필요하다.

앞에서 설명한 종래 기술과 대조적으로, 본 발명의 목적은 더욱 향상된 강도를 갖는 동시에 높은 파단 연신율을 나타내며 TRIP 특성을 갖는, 복합조직강으로부터 냉연 평판 제품을 제조하기 위한 방법을 제시하는 것이다. 또한, 이와 같은 조합된 특성을 갖는 복합조직강 및 판재가 생성되어야 한다.

방법과 관련하여, 전술한 목적은 청구항 1에 명시된 제조 단계들을 실행함으로써 본 발명에 따라 달성된다.

강과 관련하여, 전술한 목적은 청구항 8에 따라서 구성되는 강에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

마지막으로, 판재와 관련하여, 전술한 목적은 청구항 16에 따라서 형성되는 냉연 평판 제품에 의해 달성된다.

본 발명의 유리한 실시예들은 종속항들에 명시되어 있으며 본 발명의 전반적인 개념과 함께 이하에서 상세히 설명된다.

본 발명에 따른 복합조직강은 (중량%로) C : 0.14 - 0.25%, Mn : 1.7 - 2.5%, Si : 1.4 - 2.0%, Al : 0 초과 - 0.1% 미만, Cr : 0 - 0.1% 미만, Mo : 0 - 0.05% 미만, Nb : 0.02 - 0.06%, S : 0 - 0.01%, P : 0 - 0.02%, N : 0 - 0.01%, 그리고 선택적으로 Ti : 최대 0.1%, B : 최대 0.002%, V : 최대 0.15%의 조건에 따른 "Ti, B, V" 그룹에서 적어도 하나의 원소를 함유하며, 잔부가 철 및 불가피한 불순물이다.

본 발명에 따른 방법의 과정에서, 본 발명에 따른 강이 용해되고 반제품으로 주조된다. 반제품은 슬래브 또는 얇은 슬래브일 수 있다.

반제품은 그 다음에, 필요에 따라 전체적으로 균일하게 가열된 베이스 제품의 미세조직을 얻기 위하여 1100 - 1300℃의 온도로 재가열된다. 최대 1250℃, 특히 최대 1220℃의 재가열 온도는 최적화된 제조 비용과 더불어 본 발명에 따라 제조된 제품의 향상된 표면을 갖게 한다.

재가열 온도로부터 출발하여, 반제품은 후속해서 열연 스트립으로 열간 압연된다. 열간 압연 후에 이동할 때 냉각을 위한 양호한 초기 상태의 미세조직을 보장하기 위하여, 본 발명에 따른 열간 압연의 최종 온도는 820 - 950℃이다.

나중에 실행되는 냉간 압연이 큰 압연력을 사용하지 않고 실행될 수 있도록 하며 입계 산화를 방지하기 위하여, 얻어진 열연 스트립은 후속해서 400 - 750℃, 특히 530 - 600℃의 권취 온도(coiling temperature)에서 코일로 감긴다.

코일로 감은 후에, 후속 어닐링 중에 재결정 과정을 위한 충분히 높은 구동력을 보장하기 위하여 열연 스트립은 30 - 80%, 특히 50 - 70%의 냉간 압연율에서 냉연 평판 제품으로 냉간 압연된다. 냉간 압연에서, 30 - 65%, 특히 50 - 65%의 냉간 압연율은 원하는 결과를 특히 재현성 있게 나타낸다.

얻어진 냉연 평판 제품은 그 후에 냉연 평판 제품을 연속 어닐링 처리 및 과시효(overaging) 처리하는 것을 포함하는 열처리를 거친다.

연속 어닐링 중에 설정되는 어닐링 온도는 본 발명에 따른 강의 A_C1 온도보다 적어도 20℃ 높고 강의 A_C3 온도를 초과하지 않아야 한다.

본 발명에 따른 강의 A_C3 온도는 아래의 식 [4]에 따라 계산될 수 있다(레슬리가 저술한, W.C. Leslie "The Physical Metallurgy of Steel", Mc Graw-Hill Book company, 1981, p. 275 참조).

식 [4] A_C3 = 910 - 203(%C)^0.5 - 15.2(%Ni) + 44.7(%Si) +

104(%V) + 31.5(%Mo) + 13.1(%W) - 30(%Mn) -

11(%Cr) - 20(%Cu) + 700(%P) + 400(%Al) + 400(%Ti)

여기에서 (%C), (%Ni), (%Si), (%V), (%Mo), (%W), (%Mn), (%Cr), (%Cu), (%P), (%Al), (%Ti)는 강의 C, Ni, Si, V, Mo, W, Mn, Cr, Cu, P, Al, Ti 함량이다.

과시효 처리의 과시효 온도는 오스테나이트가 탄소로 더욱 농후(enriched)해지도록 일반적으로 350 - 500℃, 특히 370 - 460℃로 설정된다.

기껏해야 A_C3 온도에 도달하는 어닐링 온도에서의 본 발명에 의해 요구되는 연속 어닐링 작업은, 본 발명에 따라 제조되는 냉연 평판 제품의 미세조직이 비교적 높은 12 - 40 체적%의 마르텐사이트를 획득하는 것을 보장하며 그 결과 적어도 980 MPa의 높은 수준의 인장 강도(R_m)를 보장한다. 동시에, 본 발명에 따라 제조되는 강은 횡방향에서 적어도 15%의 파단 연신율(A₈₀)로 나타나는 양호한 가공성을 갖는다. 본 발명에 따른 강의 항복점(R_eL)은 항상 500 MPa보다 높다. 이에 의해 본 발명에 따른 복합조직강은 TRIP 특성을 보유한다.

강의 2상 구역에서 탄소가 농후한 충분히 높은 비율의 오스테나이트가 형성될 수 있도록, 어닐링 온도에서 냉연 평판 제품이 어닐링되는 어닐링 시간은 일반적으로 기껏해야 300초이다.

잔류 오스테나이트를 최적의 방식으로 안정화시키기 위하여, 어닐링 후에 실행되는 과시효 처리의 기간은 최대 800초가 될 수 있다.

페라이트로 재변태 및 펄라이트의 형성을 억제하기 위하여, 어닐링 후에 냉연 평판 제품은 기껏해야 A_C3 온도에 상응하는 어닐링 온도에서 시작하여 500℃의 중간 온도까지 적어도 5℃/s의 냉각 속도로 신속하게 냉각될 수 있다.

냉연 평판 제품은 금속 보호 코팅이 냉연 평판 제품에 제공되는 용융 도금 작업 과정에서 어닐링 처리될 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 냉연 스트립에 전기 도금 또는 다른 방식으로 열처리 후에 보호 코팅을 제공하는 것도 가능하다.

부가적으로 또는 대안으로, 냉연 평판 제품을 유기 보호 코팅(organic protective coating)으로 코팅하는 것이 또한 유리할 수 있다.

선택적으로, 얻어진 냉연 스트립은 치수 안정성, 표면 상태 및 기계적 성질을 향상시키기 위하여 최대 3.0%의 변형률로 또 다른 후속 압연 작업을 거칠 수 있다.

열연 스트립의 냉간 압연성을 향상시키기 위하여 열연 스트립은 냉간 압연하기 전에 어닐링 처리될 수 있다. 바람직하게, 어닐링은 배치 방식(batch) 어닐링 또는 연속 어닐링으로 실행될 수 있다. 냉간 압연을 위해 준비되는 어닐링 중에 설정된 어닐링 온도는 일반적으로 400 - 700℃이다.

C는 본 발명에 따른 강에서 잔류 오스테나이트의 양 및 안정성을 증가시킨다. 그러므로, 오스테나이트를 실온까지 안정화시키고 어닐링 처리 중에 형성된 오스테나이트가 마르텐사이트, 페라이트 또는 베이나이트 또는 베이니틱 페라이트로 완전 변태하는 것을 방지하기 위하여 본 발명에 따른 강에 적어도 0.14 중량%의 탄소가 포함된다. 그러나, 0.25 중량%를 초과하는 탄소 함량은 용접성에 부정적인 효과를 나타낸다. 탄소 함량이 0.19 - 0.24 중량%, 특히 최대 0.23 중량%로 강에 함유되면 본 발명에 따른 강에서 탄소의 긍정적인 효과는 특히 신뢰할 수 있게 이용될 수 있으며, 최소 0.21 중량%의 탄소 함량이 특히 유리하다.

C와 마찬가지로 Mn은 강도에 기여하고 잔류 오스테나이트의 양 및 안정성을 증가시키는 데 기여한다. 그러나, 지나치게 높은 Mn 함량은 용출 발생의 위험을 증가시킨다. 더욱이, 페라이트 및 베이나이트 변태가 상당히 지연되고 결과적으로 미세조직에 비교적 많은 양의 마르텐사이트가 남아 있기 때문에, 지나치게 높은 Mn 함량은 파단 연신율에 부정적인 영향을 나타낸다. 본 발명에 따른 강의 Mn 함량은 1.7 - 2.5 중량%로 설정된다.

본 발명에 따른 강은 1.4 - 2.0 중량%의 Si를 포함한다. 1.4 중량%보다 많은 함량에서, Si는 잔류 오스테나이트의 안정화를 지원하고 본 발명에 따른 강을 제조하는 과정에서 실행되는 과시효 처리 중에 베이나이트 영역에서 탄화물 생성을 억제한다. 베이나이트 변태는 Si가 함유되는 결과로서 전적으로 일어나지 않으며, 따라서 베이니틱 페라이트만이 형성되고 탄화물 형성은 일어나지 않는다. 이러한 방식에서, 본 발명에 따라 목표로 하는 탄소로 농후하게 되는 잔류 오스테나이트의 안전성이 얻어진다. 더욱이, Si는 고용 강화에 의해 강도를 증가시키는 데 기여한다. 그러나, 2 중량%를 초과하는 함량에서는 표면 품질의 악화 및 열간 압연 중에 취성 발생의 위험성이 증가할 것으로 예상된다.

Al은 본 발명에 따른 강의 제조 과정에서 탈산을 위해 사용된다. 그러므로, 본 발명에 따른 강은 0.1 중량% 미만의 Al 함량을 갖는다.

Cr 및 Mo는 베이니틱 변태를 지연시키고 잔류 오스테나이트의 안정화를 방해하기 때문에 본 발명에 따른 강에서 Cr 및 Mo는 원치않는 것이며, 따라서 영향이 없는 함량만이 함유된다. 그러므로, 본 발명에 따라 Cr 함량은 0.1 중량% 미만으로 제한되고 본 발명에 따른 강의 Mo 함량은 0.05 중량% 미만으로 제한된다.

본 발명에 따른 강의 강도를 증가시키기 위하여, 본 발명에 따른 강은 0.02 - 0.06 중량%의 Nb를 함유하며 선택적으로 "Ti, V, B" 중의 하나 이상을 함유한다. Nb, Ti, V는 본 발명에 따른 강에 함유되는 C 및 N과 함께 매우 미세한 석출물을 형성한다. 이러한 석출물들은 석출 경화 및 결정립 미세화를 통해 강도 증가와 항복점 증가 효과를 나타낸다. 결정립 미세화는 또한 강의 성형 특성을 위해 매우 유리하다.

Ti는 응고 중에 또는 매우 높은 온도에서 화학적 결합에 의해 N을 제거하므로 본 발명에 따른 강의 특성에 대한 N 원소의 부정적인 영향이 최소한으로 감소한다. 이러한 효과를 이용하기 위하여, Nb를 함유하는 것에 부가적으로 최대 0.1 중량%의 Ti 및 최대 0.15 중량%의 V가 본 발명에 따른 강에 첨가될 수 있다.

마이크로 합금화 원소들의 함량이 본 발명에 따라 미리 정해진 상한을 초과하게 되면 어닐링 중에 재결정화를 지연시킬 수 있으므로, 실제 조업 중에 재결정화가 달성되지 않거나 추가적인 열처리로의 출력을 요구할 수 있다.

화학적 결합에 의해 N을 제거하는 것과 관련한 Ti 첨가의 긍정적인 효과는 특히 본 발명에 따른 복합조직강의 Ti 함량인 "%Ti"가 이하의 관계식의 조건 [3]을 만족하면 목표하는 방식으로 사용될 수 있다.

식 [3] %Ti ≥ 3.4 x %N

여기에서, "%N"은 복합조직강의 N 함량을 나타낸다.

Ti 함량이 적어도 0.01 중량%이면 본 발명에 따른 강에서 Ti의 긍정적인 효과가 특히 신뢰할 수 있게 나타난다.

최대 0.002 중량%의 B를 첨가함으로써, 페라이트 형성이 냉각하는 동안에 지연될 수 있으므로 대량의 오스테나이트가 베이나이트 영역에 존재한다. 이에 의해 잔류 오스테나이트의 양 및 안정성이 증가하다. 더욱이, 정상적인 페라이트 대신에 항복점을 증가시키는 데 기여하는 베이니틱 페라이트가 형성된다.

Ti 함량이 0.02 중량%로 제한되고 B가 0.0005 - 0.002 중량%의 함량으로 함유되거나 V가 0.06 - 0.15 중량%의 함량으로 함유된다면, 본 발명에 따른 강의 비용 및 특성 프로파일과 관련하여 매우 바람직한 본 발명에 따른 실제 변경예들이 얻어진다.

한편으로 강의 고강도를 보장하고 다른 한편으로 양호한 가공성을 보장하기 위하여, 본 발명에 따른 강의 미세조직에 적어도 10 체적%의 페라이트 특히 적어도 12 체적%의 페라이트와 적어도 6 체적%의 잔류 오스테나이트 및 선택적으로 5 - 40 체적%의 베이나이트가 존재한다. 이를 위해, 나머지 미세조직의 양에 따라 최대 90 체적%의 미세조직은 페라이트로 구성될 수 있으며, 여기에서 미세조직의 잔류 오스테나이트의 비율은 최대 25 체적%가 될 수 있다. 본 발명에 따른 강의 미세조직에서 적어도 12 체적%의 마르텐사이트의 비율은 강의 강도에 기여하고, 여기에서 본 발명에 따른 강의 충분한 연성을 보장하기 위하여 마르텐사이트 비율은 최대 40 체적%로 제한되어야 한다.

A. Zarel Hanzaki 등에 의해 ISIJ Int. Vol. 35, No 3, 1995, pp. 324 - 331에 발표된 아래의 식 [1]에 따라 계산되는 잔류 오스테나이트의 탄소 함량인 C_inRA 함량이 0.6 중량%를 초과하는 방식으로, 본 발명에 따른 강의 잔류 오스테나이트는 바람직하게 탄소로 농후하게 된다.

식 [1] C_inRA = (a_RA - a_r)/0.0044

여기에서, a_r : 0.3578 nm (오스테나이트의 격자 상수), a_RA : 최종 냉각 이후 마무리 처리된 냉연 스트립에 대해 측정된 잔류 오스테나이트의 nm 수준의 개별적인 격자 상수.

잔류 오스테나이트에 존재하는 탄소의 양은 본 발명에 따른 강의 TRIP 특성 및 연성에 현저한 영향을 미친다. 따라서, C_inRA 함량은 가능한 높은 것이 유리하다.

목표로 하는 잔류 오스테나이트의 높은 안정성과 관련하여, 이하의 식 [2]에 따라 계산된 잔류 오스테나이트의 등급 G_RA ("잔류 오스테나이트 등급")이 6보다 크면 더욱 바람직하다.

식 [2] G_RA = %RA x C_inRA

여기에서, %RA : 체적%로 나타낸 복합조직강의 잔류 오스테나이트 비율, C_inRA : 식 [1]에 따라 계산된 잔류 오스테나이트의 C 함량.

본 발명에 따라 구성되고 제조된 시트의 특성을 증명하는 것으로서, 표 1에 명시된 본 발명에 따른 용탕 S1 내지 S7이 용해되어 냉연 평판 제품 K1 - K23으로 처리되어 만들어졌다. 부가적으로, 앞서 설명한 레슬리의 저서에 제시된 전술한 식 [4]에 따라 계산된 A_C3 온도 및 이하의 식 [5]에 따라 계산된 A_C1 온도가 표 1에 기록되어 있다.

[5] A_C1 = 723 - 10.7(%Mn) - 16.9(%Ni) + 29.1(%Si) +

16.9(%Cr) + 290(%As) + 6.38(%W)

여기에서, (%Mn), (%Ni), (%Si), (%Cr), (%As), (%W)는 나타낸 강의 Mn, Ni, Si, Cr, As, W의 함량이다.

냉연 스트립 또는 냉연 시트로 명세서에 나타낸 냉연 평판 제품 K1 - K23을 제조하는 과정에서, 각각의 경우에 강 용탕 S1 - S7 중의 하나가 슬래브로 주조되었다. 재가열된 슬래브는 후속해서 열연 스트립으로 열간 압연되었다. 얻어진 열연 스트립은 코일로 감겨졌으며 그 후에 코일에 감긴 스트립은 냉연 스트립으로 냉간 압연되었다.

각각의 냉연 평판 제품는 냉간 압연 후에 어닐링 온도 GT에서 어닐링 시간(GZ) 동안 어닐링, 그 다음에 냉각 속도(V)로 500℃까지 가속 냉각 및 과시효 온도(UAT)에서 과시효 시간(UAt) 동안 과시효 처리하는 것을 포함하는 열처리 과정을 거친다. 적용되는 상이한 열처리 변수들이 표 2에 명시되어 있다.

각각의 냉연 평판 제품 K1 - K23에 대한 강 조성, 제조 과정 중에 설정된 "재가열 온도(Wat)", "열간 압연 최종 온도(Wet)", "코일로 감겨지는 권취 온도(Ht)" 및 "냉간 압연율(KWg)"이 표 3에 기록되어 있다. 부가적으로, 표 3에는 각각의 냉연 평판 제품 K1 - K23에 대해 표 2에 기재된 열처리가 제조 과정에서 적용되었다는 것을 명시하고 있다. 마지막으로, 표 3에는 인장 강도(R_m), 항복점(ReL), 횡방향에서의 파단 연신율(A₈₀), 잔류 오스테나이트 비율(RA), 잔류 오스테나이트의 C 함량(C_inRA), 잔류 오스테나이트의 등급(G_RA), 마르텐사이트 비율(M)이 각각의 냉연 평판 제품 K1 - K23에 대해 마찬가지로 명시되어 있다.

980 MPa을 초과하는 인장 강도(R_m)및 15%를 초과하는 횡방향에서의 파단 연신율(A₈₀)로 구성되는 최적 조합을 갖는 냉연 평판 제품 K1 - K20는 본 발명에 따른 접근 방안을 이용하여 신뢰할 수 있게 제조될 수 있다는 것을 시험 결과가 증명해준다. 대조적으로, 각각의 강의 A_C3 온도보다 높은 어닐링 온도(GT)에서 어닐링 처리되는 냉연 평판 제품 K21, K22, K23은 이러한 강도 수준에 도달하지 못한다.

Claims

냉연 평판 제품을 제조하기 위한 방법으로서,
중량%로,
C : 0.14 - 0.25%,
Mn : 1.7 - 2.5%,
Si : 1.4 - 2.0%,
Al : 0 초과 - 0.1% 미만,
Cr : 0 - 0.1% 미만,
Mo : 0 - 0.05% 미만,
Nb : 0.02 - 0.06%,
S : 0 - 0.01%,
P : 0 - 0.02%,
N : 0 - 0.01%를 함유하고,
선택적으로 Ti : 최대 0.1%, B : 최대 0.002%, V : 최대 0.15%의 조건에 따른 Ti, B, V의 그룹에서 적어도 하나의 원소를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
냉연 평판 제품의 강의 미세조직에 12 - 40 체적%의 마르텐사이트, 적어도 12 체적%의 페라이트, 적어도 6 체적%의 잔류 오스테나이트 및 선택적으로 5 - 40 체적%의 베이나이트가 존재하며, 강의 인장 강도(R_m)는 적어도 980 MPa이며 횡방향에서 측정된 파단 연신율(A₈₀)이 15%를 초과하고,
[1] C_inRA = (a_RA - a_r)/0.0044
여기에서, a_r: 0.3578 nm (오스테나이트의 격자 상수), a_RA : 최종 냉각 이후 마무리 처리된 냉연 스트립에 대해 측정된 잔류 오스테나이트의 nm 수준의 개별적인 격자 상수,
상기 [1] 식에 따라 계산되는 잔류 오스테나이트의 탄소 함량(C_inRA)이 0.6 중량%를 초과하는, 복합조직강으로 만들어진 냉연 평판 제품을 얻기 위하여,
중량%로,
C : 0.14 - 0.25%,
Mn : 1.7 - 2.5%,
Si : 1.4 - 2.0%,
Al : 0 초과 - 0.1% 미만,
Cr : 0 - 0.1% 미만,
Mo : 0 - 0.05% 미만,
Nb : 0.02 - 0.06%,
S : 0 - 0.01%,
P : 0 - 0.02%,
N : 0 - 0.01%를 함유하고,
선택적으로 Ti : 최대 0.1%, B : 최대 0.002%, V : 최대 0.15%의 조건에 따른 Ti, B, V의 그룹에서 적어도 하나의 원소를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어진 복합조직강을 용해하고 반제품으로 주조하는 단계;
1100 - 1300℃의 초기 온도에서 시작하여 820 - 950℃의 최종 온도에서 종료하는 열간 압연에 의해 반제품을 열연 스트립으로 열간 압연하는 단계;
400 - 750℃의 권취 온도에서 열연 스트립을 코일로 감는 단계;
선택적으로 열연 스트립을 어닐링 하는 단계;
30 - 80%의 냉간 압연율로 열연 스트립을 냉연 평판 제품으로 냉간 압연하는 단계;
얻어진 냉연 평판 제품을 열처리하는 단계를 포함하며,
상기 열처리는,
- 복합조직강의 A_C1 온도보다 적어도 20℃ 높고 기껏해야 A_C3 온도와 동일한 어닐링 온도에서 냉연 평판 제품을 연속으로 어닐링 하는 단계와,
- 350 - 500℃의 과시효 온도에서 냉연 평판 제품을 과시효 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
제1항에 있어서,
냉연 평판 제품이 어닐링 온도에서 어닐링 처리되는 어닐링 시간은 10 - 300초인 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
제1항에 있어서,
어닐링 처리 후에 실행되는 과시효 처리의 시간은 최대 800초인 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열처리는 어닐링 온도로부터 시작하여 중간 온도인 500℃까지 적어도 5℃/s의 냉각 속도로 냉연 평판 제품을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
제1항에 있어서,
권취 온도는 530 - 600℃이고, 냉간 압연율은 50 - 70%이고, 어닐링 온도는 800 - 830℃이고, 또는 과시효 온도가 370 - 460℃인 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
제1항에 있어서,
냉연 평판 제품은 금속 보호 코팅 또는 유기 보호 코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
제1항에 있어서,
권취 후 및 냉간 압연 전에 선택적으로 실행되는 열연 스트립의 어닐링은 400 - 700℃에서 배치 방식 어닐링 또는 연속 어닐링으로 실행되는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 제품 제조 방법.
복합조직강으로 제조된 냉연 평판 강 제품에 있어서,
중량%로,
C : 0.14 - 0.25%,
Mn : 1.7 - 2.5%,
Si : 1.4 - 2.0%,
Al : 0 초과 - 0.1% 미만,
Cr : 0 - 0.1% 미만,
Mo : 0 - 0.05% 미만,
Nb : 0.02 - 0.06%,
S : 0 - 0.01%,
P : 0 - 0.02%,
N : 0 - 0.01%를 함유하고,
선택적으로 Ti : 최대 0.1%, B : 최대 0.002%, V : 최대 0.15%의 조건에 따른 Ti, B, V의 그룹에서 적어도 하나의 원소를 함유하고, 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어지며,
냉연 평판 제품의 강의 미세조직에 12 - 40 체적%의 마르텐사이트, 적어도 12 체적%의 페라이트, 적어도 6 체적%의 잔류 오스테나이트 및 선택적으로 5 - 40 체적%의 베이나이트가 존재하며, 강의 인장 강도(R_m)는 적어도 980 MPa이며 횡방향에서 측정된 파단 연신율(A₈₀)이 15%를 초과하며,
[1] 식에 따라 계산되는 잔류 오스테나이트의 탄소 함량(C_inRA)이 0.6 중량%를 초과하는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
[1] C_inRA = (a_RA - a_r)/0.0044
여기에서, a_r: 0.3578 nm (오스테나이트의 격자 상수), a_RA : 최종 냉각 이후 마무리 처리된 냉연 스트립에 대해 측정된 잔류 오스테나이트의 nm 수준의 개별적인 격자 상수.
제8항에 있어서,
냉연 평판 강 제품의 강은 [2] 식에 따라 계산된 잔류 오스테나이트의 등급(G_RA)이 6보다 큰 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
[2] G_RA = %RA x C_inRA
여기에서, %RA : 체적%로 나타낸 복합조직강의 잔류 오스테나이트 비율, C_inRA : 식 [1]에 따라 계산된 잔류 오스테나이트의 탄소 함량.
제8항 또는 제9항에 있어서,
강의 C 함량이 0.19 - 0.23 중량%인 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
제8항에 있어서,
강의 Ti 함량이 0.01 - 0.1 중량%인 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
제8항에 있어서,
강의 Ti 함량(%Ti)이 식 [3]을 만족하는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
[3] %Ti ≥ 3.4 x %N
여기에서, "%N"은 복합조직강의 N 함량.
제8항에 있어서,
강은 0.0005 - 0.002 중량%의 B를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
제8항에 있어서,
강은 0.06 - 0.15 중량%의 V를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연 평판 강 제품.
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