KR102130233B1

KR102130233B1 - 박강판 및 도금 강판, 그리고 열연 강판의 제조 방법, 냉연 풀하드 강판의 제조 방법, 열 처리판의 제조 방법, 박강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102130233B1
Application number: KR1020187028113A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 고사카; 요시마사 후나카와
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: WO2017169870A1; JP6503584B2; EP3412789B1; EP3412789A1; JPWO2017169870A1; US20190112682A1; MX2018011871A; KR20180119638A; EP3412789A4; CN108884538A; JP6292353B2; CN108884538B; US10920294B2; JP2018031077A

Abstract

페라이트상을 일정 이상 포함하고, 항복비가 낮고, 인장 강도 : 780 ㎫ 이상을 갖고, 또한 양호한 굽힘 피로 특성을 갖는 박강판 등을 제공한다. 본 발명의 박강판은, 특정한 성분 조성과, 페라이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 마텐자이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 강판 표층부의 평균 페라이트 입경이 5.0 ㎛ 이하, 강판 표층부의 개재물 밀도가 200 개/㎟ 이하인 강 조직을 갖고, 강판 표면으로부터 두께 방향으로 1/2t (t 는 강판의 두께) 의 위치의 경도를 100 ％ 로 했을 때에, 강판 표면 경도가 95 ％ 이상이다.

Description

박강판 및 도금 강판, 그리고 열연 강판의 제조 방법, 냉연 풀하드 강판의 제조 방법, 열 처리판의 제조 방법, 박강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법

본 발명은, 박강판 및 도금 강판, 그리고 열연 강판의 제조 방법, 냉연 풀하드 강판의 제조 방법, 열 처리판의 제조 방법, 박강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 박강판은, 인장 강도 (TS) : 780 ㎫ 이상을 갖고, 우수한 굽힘 피로 특성을 겸비한다. 이 때문에, 본 발명의 박강판은, 자동차용 골격 부재의 소재에 적합하다.

최근, 지구 환경 보전의 관점에서, CO₂ 배출량의 저감을 목적으로 하여, 자동차 업계 전체에서 자동차의 연비 개선이 지향되고 있다. 자동차의 연비 개선에는, 사용 부품의 박육화에 의한 자동차의 경량화가 가장 유효하다. 이 때문에, 최근, 자동차 부품용 소재로서, 고강도 강판의 사용량이 증가하고 있다.

자동차 부재는 항복 강도 이하의 응력이 반복하여 부여되기 때문에, 내피로 특성 (굽힘 피로 특성) 도 중요해진다. 내피로 특성을 향상시키기 위해서, 페라이트상을 적게 하고, 베이나이트상, 마텐자이트상 혹은 템퍼링 마텐자이트상으로 구성되는 조직 설계가 이루어지는 경우도 많다. 그러나, 이 조직 설계가 이루어진 강판은, 성형성 (가공성) 이 양호한 페라이트상을 적게 했기 때문에, 성형성이 뒤떨어지는 결점도 갖는다. 페라이트상을 포함하면서 내피로 특성을 개선한 기술도, 지금까지 제안되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 에서는, 질량％ 로, C : 0.03 ∼ 0.13 ％, Si ≤ 0.7 ％, Mn : 2.0 ∼ 4.0 ％, P ≤ 0.05 ％, S ≤ 0.005 ％, Sol.Al : O.01 ∼ 0.1 ％, N ≤ 0.005 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.1 ％, B : 0.0002 ∼ 0.0040 ％ 를 함유하고, 평균 입경이 5 ㎛ 이하인 페라이트상과 체적률이 15 ∼ 80 ％ 인 마텐자이트상을 가짐으로써 연신 플랜지성 및 내 2 차 가공 취성이 우수한 용융 아연 도금 강판이 얻어진다고 되어 있다.

특허문헌 2 에서는, 질량％ 로, C : 0.02 ％ 를 초과 0.20 ％ 이하, Si : 0.01 ∼ 2.0 ％, Mn : 0.1 ∼ 3.0 ％, P : 0.003 ∼ 0.10 ％, S : 0.020 ％ 이하, Al : 0.001 ∼ 1.0 ％, N : 0.0004 ∼ 0.015 ％, Ti : 0.03 ∼ 0.2 ％ 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물임과 함께, 강판의 금속 조직이 페라이트를 면적률로 30 ∼ 95 ％ 함유하고, 잔부의 제 2 상이 마텐자이트, 베이나이트, 펄라이트, 세멘타이트 및 잔류 오스테나이트 중 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어지고, 또한 마텐자이트를 함유할 때의 마텐자이트의 면적률은 0 ∼ 50 ％ 이고, 그리고, 강판이 입경 2 ∼ 30 ㎚ 의 Ti 계 탄질화 석출물을 평균 입자간 거리 30 ∼ 300 ㎚ 로 함유하고, 또한 입경 3 ㎛ 이상의 정출계 TiN 을 평균 입자간 거리 50 ∼ 500 ㎛ 로 함유함으로써 절결 굽힘 피로 특성이 양호한 고장력 용융 아연 도금 강판이 얻어진다고 되어 있다.

특허문헌 3 에서는, 질량％ 로, C : 0.05 ∼ 0.30 ％, Mn : 0.8 ∼ 3.00 ％, P : 0.003 ∼ 0.100 ％, S : 0.010 ％ 이하, Al : 0.10 ∼ 2.50 ％, Cr : 0.03 ∼ 0.50 ％, N : 0.007 ％ 이하를 함유하고, 페라이트상, 잔류 오스테나이트상 및 저온 변태상을 포함하고, 페라이트상 분율이 체적비로 97 ％ 이하이며, 또한, 도금층을 제외한 강판 표면으로부터 1 ㎛ 까지의 영역에 AlN 을 석출시킴으로써 타발 (打拔) 파면을 갖는 상태에서의 피로 강도가 높은 용융 아연 도금 강판이 얻어진다고 되어 있다.

특허문헌 4 에서는, 질량％ 로, C : 0.1 ∼ 0.2 ％, Si : 2.0 ％ 이하, Mn : 1.0 ∼ 3.0 ％, P : 0.1 ％ 이하, S : 0.07 ％ 이하, Al : 1.0 ％ 이하, Cr : 0.1 ∼ 3.0 ％ 및 N : 0.01 ％ 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지고, 강 조직으로서 면적률로, 페라이트가 20 ∼ 60 ％, 마텐자이트가 40 ∼ 80 ％, 베이나이트가 5 ％ 이하 및 잔류 오스테나이트가 5 ％ 이하인 복합 조직을 갖고, 그 페라이트의 평균 입경이 8 ㎛ 이하이며, 그 마텐자이트 중 면적비로 3/4 이상이, 크기 : 5 ∼ 500 ㎚ 의 철계 탄화물을 1 ㎟ 당 1 × 10⁵ 개 이상 석출시킨 오토 템퍼드 마텐자이트로 함으로써, 인장 강도가 980 ㎫ 이상이고 굽힘 가공성이 양호한 강판이 얻어진다고 되어 있다.

특허문헌 5 에서는, 질량％ 로, C : 0.05 ％ 이상 0.12 ％ 미만, Si : 0.35 ％ 이상 0.80 ％ 미만, Mn : 2.0 ∼ 3.5 ％, P : 0.001 ∼ 0.040 ％, S : 0.0001 ∼ 0.0050 ％, Al : 0.005 ∼ 0.1 ％, N : 0.0001 ∼ 0.0060 ％, Cr : 0.01 ％ ∼ 0.5 ％, Ti : 0.010 ∼ 0.080 ％, Nb : 0.010 ∼ 0.080 ％ 및 B : 0.0001 ∼ 0.0030 ％ 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물의 조성으로 이루어지고, 체적 분율이 20 ∼ 70 ％ 이고, 또한 평균 결정 입경이 5 ㎛ 이하인 페라이트상을 함유하는 조직을 갖고, 인장 강도가 980 ㎫ 이상이고, 추가로 강판 표면에 부착량 (편면당) : 20 ∼ 150 g/㎡ 의 용융 아연 도금층을 가짐으로써 가공성, 용접성 및 피로 특성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어진다고 되어 있다.

일본 공개특허공보 2004-211140호 일본 공개특허공보 2006-63360호 일본 공개특허공보 2007-262553호 일본 공개특허공보 2010-275628호 일본 특허출원 2010-542856호

특허문헌 1 에서 제안된 기술에서는, 굽힘 피로시에 가장 응력이 커지는 강판 표층부에 대해, 전혀 검토되어 있지 않고, 내피로 특성이 양호한 강판을 얻을 수 없다.

특허문헌 2 에서 제안된 기술에서는, 표층부에 분산된 Ti 계의 탄질화물의 주위에 응력 집중이 발생하여, 내피로 특성이 열등한 경우가 있다.

특허문헌 3 에서 제안된 기술에서는, 인장 강도 780 ㎫ 이상의 고강도의 경우, 표층에 분산되는 AlN 에 의해 굽힘 피로시의 균열이 조장되는 데다, AlN 을 분산시키기 위해서 공기비를 1.0 이상으로 할 필요가 있다. 그 결과, 표층이 연화되기 때문에, 내피로 특성이 열화된다.

특허문헌 4 에서 제안된 기술에서는, Si 함유량을 제어하여, 베이나이트상 및/또는 마텐자이트상을 미세하게 함으로써 피로 균열의 전파를 억제할 수 있다고 되어 있다. 그러나, 피로 균열의 발생에 대해, 판 두께 표층부로부터의 피로 균열의 발생에 대해, 전혀 검토되어 있지 않고, 피로 균열이 발생한 경우, 실부품에 있어서 예기치 못한 문제의 원인이나, 국부적인 녹에 의해 내피로 특성이 저하되는 경우가 있다.

특허문헌 5 에서 제안된 기술에서는, 표층의 경도를 유지하기 위해서 분산시킨, Ti 를 함유하는 경질인 탄질화물이, 굽힘 피로시에 균열 발생의 원인이 되어, 내피로 특성이 열화된다.

어느 선행 기술에서나, 인장 강도가 780 ㎫ 이상을 갖고, 우수한 굽힘 피로 특성을 겸비한 강판을 얻는 것은 곤란하다. 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 페라이트상을 일정 이상 포함하면서, 항복비가 낮고, 인장 강도 : 780 ㎫ 이상을 갖고, 또한 양호한 굽힘 피로 특성을 갖는 박강판, 도금 강판 및 이것들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 함과 함께, 박강판 및 도금 강판을 제조하기 위해서 필요한 열연 강판의 제조 방법, 냉연 풀하드 강판의 제조 방법, 열 처리판의 제조 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서, 인장 강도 780 ㎫ 이상이고 또한 페라이트상을 가지면서 양호한 굽힘 피로 특성을 겸비하는 박강판의 요건에 대해 예의 검토하였다.

고강도화에 있어서, 경질상을 넣거나, 혹은 페라이트상을 석출물로 강화하는 수법을 검토한 결과, 석출물로 고강도화를 도모한 경우, 석출물 주위에 발생하는 응력 집중에 의해, 굽힘 피로 특성의 저하가 보였다.

그래서, 경질상에 의해 고강도화를 도모하는 것으로 했지만, 베이나이트상이나 템퍼링 마텐자이트상에서는 강도 부족이나 강도 편차가 커지는 결과가 얻어졌다.

그래서, 실질적으로 고강도화시키기 위해서는, 적어도 주사 전자 현미경에서는 내부에 탄화물을 관찰할 수 없는, ??칭인 채의 마텐자이트상 (이하, 마텐자이트상이라고 호칭한다) 을 활용하는 것으로 하였다. 페라이트상과 마텐자이트상의 2 상 조직 강의 굽힘 피로 특성을 평가한 결과, 판 두께 방향의 표층부 (후술하는 바와 같이, 강판 표면으로부터 판 두께 방향으로 깊이 20 ㎛ 까지의 영역) 에서 가장 연질인 부분이 되는 조대한 페라이트립에 고집 (固執) 슬립 밴드가 발생하고, 균열에 이름으로써 굽힘 피로 특성이 저하되어 있는 것이 분명해졌다. 그 때문에, 표층부의 페라이트 입경을 미세하게 하는 것이 중요한 것을 상도하였다.

표층부는 강판 표면으로부터 탈탄하기 쉽고, 탈탄에 의해 페라이트립의 조대화 및 혼립화를 촉진시키고 있는 것을 알 수 있었다. 탈탄 억제, 즉 페라이트립의 미세화 및 정립화에는 어닐링시의 노점을 제어할 필요가 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 열연시에 불가피적으로 생성되는 내부 산화층을 제거할 필요가 있는 것도 지견하여, 산세 라인에서 제거할 필요가 있는 것도 판명되었다.

본 발명은 상기의 지견에 기초하여 완성된 것으로, 그 요지는 다음과 같다.

［1］질량％ 로, C : 0.04 ％ 이상 0.18 ％ 이하, Si : 0.6 ％ 이하, Mn : 1.5 ％ 이상 3.2 ％ 이하, P : 0.05 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.08 ％ 이하, N : 0.0100 ％ 이하, Ti : 0.010 ％ 이상 0.035 ％ 이하, B : 0.0002 ％ 이상 0.0030 ％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과, 조직 관찰로부터 구한, 페라이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 마텐자이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 강판 표층부의 평균 페라이트 입경이 5.0 ㎛ 이하, 강판 표층부의 개재물 밀도가 200 개/㎟ 이하인 강 조직을 갖고, 강판 표면 경도가, 강판 표면으로부터 두께 방향으로 1/2t (t 는 강판의 두께) 의 위치의 경도를 100 ％ 로 했을 때에, 95 ％ 이상이며, 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 박강판.

［2］상기 성분 조성은, 질량％ 로, 추가로 Cr : 0.001 ％ 이상 0.8 ％ 이하, Mo : 0.001 ％ 이상 0.5 ％ 이하, Sb : 0.001 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Nb : 0.001 ％ 이상 0.1 ％ 이하의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는［1］에 기재된 박강판.

［3］상기 성분 조성은, 질량％ 로, 추가로 REM, Cu, Ni, V, Sn, Mg, Ca, Co 중 1 종 이상을 합계로 1.0 ％ 이하 함유하는［1］또는［2］에 기재된 박강판.

［4］［1］ ∼ ［3］중 어느 하나에 기재된 고강도 박강판의 표면에 도금층을 구비하는 도금 강판.

［5］상기 도금층이, Fe : 20.0 질량％ 이하, Al : 0.001 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하를 함유하고, 추가로 Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi, REM 에서 선택하는 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지는 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인［4］에 기재된 도금 강판.

［6］［1］내지［3］중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하에서 가열하고, 조 (粗) 압연과 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연, 냉각, 권취를 실시하는 데에 있어서, 마무리 압연 개시 온도를 1050 ℃ 이하, 마무리 압연 종료 온도를 820 ℃ 이상, 마무리 압연 종료 후 냉각 개시까지를 3 초 이내, 600 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 30 ℃/s 이상, 권취 온도를 350 ℃ 이상 580 ℃ 이하로 하는 열연 강판의 제조 방법.

［7］［6］에 기재된 제조 방법으로 얻어진 열연 강판에, 판 두께 감소량이 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 산세를 실시하고, 그 산세 후, 냉간 압연을 실시하는 냉연 풀하드 강판의 제조 방법.

［8］［7］에 기재된 제조 방법으로 얻어진 냉연 풀하드 강판을, 어닐링 온도 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하까지 가열하고, 그 가열 후, 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 20 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 250 ℃ 이상 550 ℃ 이하인 조건에서 냉각시키고, 600 ℃ 이상의 온도역의 노점이 ―40 ℃ 이하인 박강판의 제조 방법.

［9］［7］에 기재된 제조 방법으로 얻어진 냉연 풀하드 강판을 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하로 가열하고, 판 두께 감소량이 2 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 산세를 실시하는 열 처리판의 제조 방법.

［10］［9］에 기재된 제조 방법으로 얻어진 열 처리판을, 어닐링 온도 720 ℃ 이상 780 ℃ 이하까지 가열하고, 그 가열 후, 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 20 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 250 ℃ 이상 550 ℃ 이하인 조건에서 냉각시키고, 600 ℃ 이상의 온도역의 노점이 ―40 ℃ 이하인 박강판의 제조 방법.

［11］［8］또는［10］에 기재된 제조 방법으로 얻어진 박강판에 도금을 실시하는 도금 강판의 제조 방법.

본 발명에서 얻어지는 박강판은, 일정 이상의 페라이트상을 가짐과 함께, 인장 강도 (TS) : 780 ㎫ 이상의 고강도와, 우수한 굽힘 피로 특성을 겸비한다. 본 발명의 박강판을 사용하여 이루어지는 도금 강판을 자동차 부품에 적용하면, 자동차 부품의 추가적인 경량화가 실현된다.

또, 본 발명의 열연 강판의 제조 방법, 냉연 풀하드 강판의 제조 방법, 열 처리판의 제조 방법은, 상기의 우수한 박강판이나 도금 강판을 얻기 위한 중간 제품의 제조 방법으로서, 박강판이나 도금 강판의 상기의 특성 개선에 기여한다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.

본 발명은, 박강판 및 도금 강판, 그리고, 열연 강판의 제조 방법, 냉연 풀하드 강판의 제조 방법, 열 처리판의 제조 방법, 박강판의 제조 방법 및 도금 강판의 제조 방법이다. 먼저, 이들 관계에 대해 설명한다.

본 발명의 박강판은, 유용한 최종 제품일 뿐만 아니라, 본 발명의 도금 강판을 얻기 위한 중간 제품이기도 하다. 냉간 압연 후에 전처리 가열 및 산세를 실시하지 않는 방법인 경우는, 도금 강판은, 슬래브 등의 강 소재로부터 출발하여, 열연 강판, 냉연 풀하드 강판, 박강판이 되는 제조 과정을 거쳐 제조된다. 냉간 압연 후에 전처리 가열 및 산세를 실시하는 방법인 경우는, 도금 강판은, 슬래브 등의 강 소재로부터 출발하여, 열연 강판, 냉연 풀하드 강판, 열 처리판, 박강판이 되는 제조 과정을 거쳐 제조된다.

또, 본 발명의 열연 강판의 제조 방법은, 상기 과정의 열연 강판을 얻기까지의 제조 방법이다.

본 발명의 냉연 풀하드 강판의 제조 방법은, 상기 과정에 있어서 열연 강판으로부터 냉연 풀하드 강판을 얻기까지의 제조 방법이다.

본 발명의 열 처리판의 제조 방법은, 상기 과정에 있어서, 냉간 압연 후에 전처리 가열 및 산세를 실시하는 방법인 경우에, 냉연 풀하드 강판으로부터 열 처리판을 얻기까지의 제조 방법이다.

본 발명의 박강판의 제조 방법은, 상기 과정에 있어서, 냉간 압연 후에 전처리 가열 및 산세를 실시하지 않는 방법인 경우는 냉연 풀하드 강판으로부터 박강판을 얻기까지의 제조 방법, 냉간 압연 후에 전처리 가열 및 산세를 실시하는 방법인 경우는 열 처리판으로부터 박강판을 얻기까지의 제조 방법이다.

본 발명의 도금 강판의 제조 방법은, 상기 과정에 있어서, 박강판으로부터 도금 강판을 얻기까지의 제조 방법이다.

상기 관계가 있는 점에서, 열연 강판, 냉연 풀하드 강판, 열 처리판, 박강판, 도금 강판의 성분 조성은 공통되고, 박강판, 도금 강판의 강 조직이 공통된다. 이하, 공통 사항, 박강판, 도금 강판, 제조 방법의 순서로 설명한다. 또, 박강판의 표면 경도에 관한 특징은 도금 강판에 있어서도 유지된다 (표면 경도에 대해, 어닐링 중의 노점을 제어함으로써, 도금 강판으로부터 도금을 제거한 박강판도, 도금 전의 박강판과 동일한 특징을 갖는다).

＜성분 조성＞

본 발명의 박강판 등의 성분 조성은, 질량％ 로, C : 0.04 ％ 이상 0.18 ％ 이하, Si : 0.6 ％ 이하, Mn : 1.5 ％ 이상 3.2 ％ 이하, P : 0.05 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.08 ％ 이하, N : 0.0100 ％ 이하, Ti : 0.010 ％ 이상 0.035 ％ 이하, B : 0.0002 ％ 이상 0.0030 ％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.

또, 상기 성분 조성은, 질량％ 로, 추가로 Cr : 0.001 ％ 이상 0.8 ％ 이하, Mo : 0.001 ％ 이상 0.5 ％ 이하, Sb : 0.001 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Nb : 0.001 ％ 이상, 0.1 ％ 이하의 1 종 또는 2 종 이상을 함유해도 된다.

또, 상기 성분 조성은, 질량％ 로, 추가로 REM, Cu, Ni, Nb, V, Sn, Mg, Ca, Co 중 1 종 이상을 합계로 1.0 ％ 이하 함유해도 된다.

이하, 각 성분에 대해 설명한다. 이하의 설명에 있어서 원소의 함유량을 나타내는 「％」는 「질량％」를 의미한다.

C : 0.04 ％ 이상 0.18 ％ 이하

C 는, 마텐자이트상의 경도를 상승시켜, 강판의 고강도화에 기여하는 원소이다. 인장 강도 : 780 ㎫ 이상을 얻기 위해서는, 적어도 C 를 0.04 ％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, C 함유량이 0.18 ％ 를 상회하면, 마텐자이트상의 경도가 과도하게 상승되고, 페라이트상과 마텐자이트상의 경도차에서 기인되는 응력 집중이 굽힘 피로시에 발생하여, 굽힘 피로 특성을 저하시킨다. 그 때문에, C 함유량은 0.18 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 C 함유량은 0.05 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 C 함유량은 0.16 ％ 이하이다.

Si : 0.6 ％ 이하

Si 는, 페라이트상을 경화시켜, 페라이트상과 마텐자이트상의 경도차를 감소시킨다. 이로써, 굽힘 피로시의 응력 집중 발생을 억제할 수 있다. 이와 같은 관점에서, Si 를 0.1 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, Si 는 강판 표면에 Si 를 함유하는 산화물을 형성하고, 굽힘 피로 특성을 저하시키는 데다, 화성 처리성이나 도금성을 저하시킨다. 이상의 관점에서, 본 발명에서는, 0.6 ％ 까지는 허용할 수 있기 때문에, Si 함유량 상한을 0.6 ％ 로 하였다. 바람직하게는, 0.45 ％ 이하이다. 하한은 특별히 정하지 않고, 0 ％ 까지 포함되지만, 제조상 0.001 ％ 의 Si 는 불가피적으로 강 중에 혼입되는 경우가 있다. 따라서, 하한은, 예를 들어, 0.001 ％ 이상이다.

Mn : 1.5 ％ 이상 3.2 ％ 이하

Mn 은, 페라이트상으로부터 오스테나이트상으로의 변태 온도를 저하시켜, 마텐자이트상 생성에 기여하는 원소이다. 원하는 마텐자이트상의 면적률을 얻기 위해서는, Mn 은 적어도 1.5 ％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Mn 함유량이 3.2 ％ 를 상회하면, Mn 의 마이크로 레벨에서의 편석에 의해 굽힘 피로 특성이 저하된다. 이상으로부터, Mn 함유량은 1.5 ％ 이상 3.2 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 Mn 함유량은 1.7 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 Mn 함유량은 3.0 ％ 이하이다.

P : 0.05 ％ 이하

P 는, 입계에 편석되어 굽힘 피로 특성을 악화시키는 원소이다. 따라서, P 함유량은 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, P 함유량은 0.05 ％ 까지 허용할 수 있다. 바람직하게는 0.04 ％ 이하이다. P 함유량은 최대한 저감시키는 편이 바람직하지만, 제조상, 0.001 ％ 는 불가피적으로 혼입되는 경우가 있다. 따라서, 하한은, 예를 들어, 0.001 ％ 이상이다.

S : 0.015 ％ 이하

S 는, 강 중에서 조대한 MnS 를 형성하고, 이것이 열간 압연시에 페라이트의 핵 생성 사이트가 된다. 페라이트의 핵 생성을 촉진시킴으로써, 고온에서 오스테나이트상으로부터 페라이트상으로의 변태가 개시되기 때문에, 본 발명에서 구하는 미세한 페라이트립을 갖는 강판이 얻어진다. 이 효과를 얻기 위해서는, S 는 0.0005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.003 ％ 이상이다. 한편, S 함유량이 0.015 ％ 를 초과하면 MnS 에 의해 가공성이 저하된다. 그 때문에, S 함유량 상한을 0.015 ％ 로 하였다. 바람직하게는 0.010 ％ 이하이다.

Al : 0.08 ％ 이하

Al 을 제강의 단계에서 탈산제로서 첨가하는 경우, Al 함유량을 0.01 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직한 Al 함유량은 0.02 ％ 이상이다. 한편, Al 은 가공성을 악화시키는 산화물을 형성한다. 그 때문에, Al 함유량 상한을 0.08 ％ 로 하였다. 바람직하게는 0.07 ％ 이하이다.

N : 0.0100 ％ 이하

N 은, 고용 상태에서는 내시효성을 저하시키고, 질화물을 형성한 상태에서는 굽힘 피로시의 응력 집중 발생 지점이 되므로, 유해한 원소이다. 그 때문에, N 함유량은 할 수 있는 한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 N 함유량이 0.0100 ％ 까지 허용될 수 있다. 바람직하게는 0.0060 ％ 이하이다. N 함유량은 최대한 저감시키는 편이 바람직하지만, 제조상, 0.0005 ％ 는 불가피적으로 혼입되는 경우가 있다. 따라서, 하한은 예를 들어, 0.0005 ％ 이상이다.

Ti : 0.010 ％ 이상 0.035 ％ 이하

Ti 는 N 을 질화물로서 고정시키고, B 를 함유하는 질화물 형성을 억제함으로써, B 에 의한 ??칭성 향상 효과를 촉진시키는 효과가 있는 원소이다. N 은 불가피적으로 혼입되기 때문에, Ti 는 0.010 ％ 이상 필요하게 된다. 한편, Ti 함유량이 0.035 ％ 를 상회하면 Ti 를 함유하는 탄질화물에 의한 굽힘 피로 특성 저하가 현재화 (顯在化) 된다. 이상으로부터, Ti 함유량은 0.010 ％ 이상 0.035 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 Ti 함유량은 0.015 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 Ti 함유량은 0.030 ％ 이하이다. 고용 N 이 특히 악영향을 미치는 점에서, (1) 식을 만족시키는 것이 보다 바람직하다. (1) 식을 만족시킴으로써, 표층부의 평균 페라이트 입경이 작아지고, 굽힘 피로 특성이 현저하게 높아진다. 굽힘 피로 강도비를 0.74 이상까지 더욱 높이기 위해서는, (1) 식을 만족시키는 것이 바람직하다.

2.95 ≥ ［％Ti］/3.4［％N］ ≥ 1.00 (1)

여기서,［％Ti］및［％N］은, 각각 Ti 및 N 의 함유량 (질량％) 을 나타낸다.

B : 0.0002 ％ 이상 0.0030 ％ 이하

B 는 강판의 ??칭성을 향상시켜, 페라이트립의 미세화에 기여하는 원소이다. 한편, 과도하게 함유시키면 고용 B 의 영향에 의해 굽힘 피로 특성이 저하된다. 이상으로부터, B 함유량은 0.0002 ％ 이상 0.0030 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 B 함유량은 0.0005 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 B 함유량은 0.0020 ％ 이하이다.

이상이 본 발명의 기본 구성이지만, 추가로 질량％ 로, Cr : 0.001 ％ 이상 0.8 ％ 이하, Mo : 0.001 ％ 이상 0.5 ％ 이하, Sb : 0.001 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Nb : 0.001 ％ 이상 0.1 ％ 이하의 1 종 또는 2 종 이상을 함유해도 된다.

Cr, Mo 는 고용 강화에 의해 강판의 고강도화에 기여하는 데다, 강판의 ??칭성을 향상시키기 때문에, 페라이트립의 미세화에 효과가 있는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Cr 의 경우에는 0.001 ％ 이상 함유시킬 필요가 있고, Mo 의 경우에는 0.001 ％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, Cr 함유량이 0.8 ％ 를 상회하면 표면 성상이 열화되어, 화성 처리성이나 도금성을 저하시킨다. Mo 함유량이 0.5 ％ 를 상회하면, 강판의 변태 온도가 크게 변화되어, 본 발명에서 구하는 조직 구성으로부터 일탈하여, 굽힘 피로 특성이 저하된다. Sb 는 표면 농화되고, 강판의 표면 탈탄의 억제에 기여하는 원소이고, 강판 표층부의 페라이트립을 안정적으로 미세화할 수 있다. 이 효과를 얻기 위해서는 Sb 함유량을 0.001 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Sb 함유량이 0.2 ％ 를 초과하면 표면 성상이 악화되어, 화성 처리성이나 도금성을 저하시킨다. Nb 는 결정립의 미세화에 도움이 되는 원소이며, 이 효과를 얻기 위해서는 0.001 ％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 한편, 과도하게 Nb 를 함유시키면 조대한 Nb 를 함유하는 탄질화물에 의해, 굽힘 피로 특성이 열화되기 때문에, Nb 함유량 상한량을 0.1 ％ 로 하였다. 이상의 관점에서, Cr : 0.001 ％ 이상 0.8 ％ 이하, Mo : 0.001 ％ 이상 0.5 ％ 이하, Sb : 0.001 ％ 이상 0.2 ％ 이하, Nb : 0.001 ％ 이상 0.1 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 Cr 함유량은 0.01 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 Cr 함유량은 0.7 ％ 이하이다. 하한에 대해 바람직한 Mo 함유량은 0.01 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 Mo 함유량은 0.3 ％ 이하이다. 하한에 대해 바람직한 Sb 함유량은 0.001 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 Sb 함유량은 0.05 ％ 이하이다. 하한에 대해 바람직한 Nb 함유량은 0.003 ％ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 Nb 함유량은 0.07 ％ 이하이다.

또, REM, Cu, Ni, Sn, V, Mg, Ca, Co 의 어느 1 종 이상을 합계로 1.0 ％ 이하 함유해도 된다. 이들 원소는 불가피적 불순물로서 혼입되는 원소이며, 가공 성 (성형성) 이나 내시효성의 관점에서 합계로 1.0 ％ 까지는 허용할 수 있다. 바람직하게는 합계로 0.2 ％ 이하이다. 또한, 가공성 (성형성) 이나 내시효성의 관점에서, 하한은, 1 종 이상의 합계로, 0.01 ％ 이상이 바람직하다.

상기 성분 이외의 성분은, Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, Cr, Mo, Sb, Nb 가 상기 하한치 미만이어도 본 발명의 효과를 저해하지 않는다. 그래서, 이들 원소를 하한치 미만으로 함유하는 경우, 이들 원소는 불가피적 불순물로 한다.

＜강 조직＞

계속해서, 본 발명의 박강판 등의 강 조직에 대해 설명한다. 본 발명의 박강판 등의 강 조직은, 조직 관찰로부터 구한, 페라이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 마텐자이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 강판 표층부의 평균 페라이트 입경 5.0 ㎛ 이하, 강판 표층부의 개재물 밀도가 200 개/㎟ 이하이다. 면적률, 평균 페라이트 입경, 개재물 밀도는, 실시예에 기재된 방법으로 얻어지는 값을 의미한다.

페라이트상의 면적률 : 20 ％ 이상 80 ％ 이하

페라이트상은 우수한 가공성을 갖는 데다, 연질이기 때문에 항복 강도를 낮게 할 수 있다. 본 발명에서 구하는 가공성 및 항복 강도를 얻기 위해, 페라이트상의 면적률은 20 ％ 이상으로 하였다. 한편, 페라이트상이 과도하게 증가 하면, 인장 강도 780 ㎫ 를 얻을 수 없게 된다. 이상으로부터, 페라이트상의 면적률을 20 ％ 이상 80 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 페라이트 면적률은 30 ％ 이상이고, 상한에 대해 바람직한 페라이트 면적률은 70 ％ 이하이다.

마텐자이트상의 면적률 : 20 ％ 이상 80 ％ 이하

마텐자이트상은 고경도이기 때문에, 강판의 고강도화에 기여한다. 인장 강도 780 ㎫ 이상을 얻기 위해서는, 마텐자이트상의 면적률은 20 ％ 이상 필요하다. 한편, 마텐자이트상의 면적률이 80 ％ 를 상회하면 가공성이 저하되어, 자동차용 부재에 적합하지 않게 된다. 그 때문에, 마텐자이트상의 면적률을 80 ％ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 마텐자이트 면적률은 30 ％ 이상이고, 상한에 대해 바람직한 마텐자이트 면적률은 70 ％ 이하이다.

상기와 같이, 강 조직에 있어서, 페라이트와 마텐자이트가 중요하고, 이들 합계가 면적률로 85 ％ 이상이 바람직하다.

잔부는 베이나이트상, 템퍼링 마텐자이트상, 잔류 오스테나이트상을 들 수 있다. 베이나이트상 및 템퍼링 마텐자이트상은 강도 및 재질 안정성을 저하시키기 때문에, 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 베이나이트상과 템퍼링 마텐자이트상의 면적률의 합계로 15 ％ 까지는 허용할 수 있다. 보다 바람직하게는 그들 합계로 10 ％ 이하이다. 잔류 오스테나이트는 본 발명에서는 많이는 생성되지 않고, 최대여도 면적률로 4 ％ 이다.

강판 표층부의 평균 페라이트 입경 : 5.0 ㎛ 이하

강판 표층부는 굽힘 피로시에서의 부하 응력이 판 두께 방향에 대해 최대가 되기 때문에, 굽힘 피로 특성을 향상시키기 위해서는, 판 두께 중심부 부근이 아닌 표층부를 제어할 필요가 있다. 상기 서술한 바와 같이, 표층부는 열연시의 내부 산화층 (표면보다 내측에 형성되고 적어도 일부가 표층으로부터 20 ㎛ 의 깊이까지 존재하는 산화물의 층) 의 형성, 열연시에 생성되는 스케일을 개재한 탈탄이나 어닐링시의 노 내 수분을 개재한 탈탄에 의해, 표층부의 조직은 변화될 수 있다. 굽힘 피로 특성을 저하시키지 않기 위해서는, 강판 표면으로부터 깊이 20 ㎛ 까지의 범위를 제어하면 되고, 이것을 본 발명에서는 「강판 표층부 (강판의 표층부)」라고 정의한다. 강판 표층부에 조대한 페라이트립이 존재하고 있었던 경우, 조대한 페라이트립에 대해 집중하여 변형이 부여되기 때문에, 굽힘 피로시의 균열 발생의 원인이 되는 고집 슬립 밴드가 생성됨으로써 굽힘 피로 특성이 저하된다. 이 악영향을 억제하기 위해서는, 강판 표층부의 평균 페라이트 입경을 5.0 ㎛ 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는, 3.5 ㎛ 이하이다. 본 발명에서 얻어지는 평균 페라이트 입경의 하한치는 0.5 ㎛ 정도이다.

강판 표층부의 개재물 밀도 : 200 개/㎟ 이하

강판 표층부에 존재하는 개재물은 균열 발생의 원인이 되기 때문에, 할 수 있는 한 그 양을 저감시키는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 200 개/㎟ 까지 허용할 수 있다. 바람직하게는, 150 개/㎟ 이하이다.

＜특성＞

이어서, 본 발명의 박강판 등의 특성에 대해 설명한다. 본 발명의 박강판 등에 있어서는, 강판 표면 경도가, 강판 표면으로부터 두께 방향으로 1/2t (t 는 강판의 두께) 의 위치의 경도 (강판 중앙부 경도) 를 100 ％ 로 했을 때에, 95 ％ 이상이다.

강판 표면 경도 ≥ 강판 중앙부 경도 × 0.95

굽힘 피로 특성은, 표층 경도에도 의존한다. 표층 경도를 나타내는 강판 표면 경도가, 중앙부 경도의 95 ％ 를 하회하면, 피로 강도비 (= 피로 강도/인장 강도) 가 저하된다. 이 악영향을 피하기 위해서는, 강판 표면 경도가 중앙부의 경도의 95 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는, 97 ％ 이상이다.

＜박강판＞

박강판의 성분 조성 및 강 조직은 상기와 같다. 또, 박강판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 강판의 장력이 증대되어, 어닐링시의 제조성이 저하된다는 이유로 판 두께가 3.2 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또, 통상적으로, 두께는 0.8 ㎜ 이상이다.

＜도금 강판＞

본 발명의 도금 강판은, 본 발명의 박강판과 그 표면에 형성된 도금층으로 구성된다.

박강판의 성분 조성 및 강 조직에 대해서는 상기와 같기 때문에 설명을 생략한다.

계속해서, 도금층에 대해 설명한다. 본 발명의 도금 강판에 있어서, 도금층은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 용융 도금층, 전기 도금층이다. 용융 도금층에는 합금화한 것도 포함한다. 도금층은 아연 도금층이 바람직하다. 아연 도금층은 Al 이나 Mg 를 함유해도 된다. 또, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금 (Zn-Al-Mg 도금층) 도 바람직하다. 이 경우, Al 함유량을 1 질량％ 이상 22 질량％ 이하, Mg 함유량을 0.1 질량％ 이상 10 질량％ 이하로 하고, 잔부는 Zn 으로 하는 것이 바람직하다. 또, Zn-Al-Mg 도금층의 경우, Zn, Al, Mg 이외에, Si, Ni, Ce 및 La 로부터 선택되는 1 종 이상을 합계로 1 질량％ 이하 함유해도 된다. 또한, 도금 금속은 특별히 한정되지 않기 때문에, 상기와 같은 Zn 도금 이외에, Al 도금 등이어도 된다.

도금층을 구성하는 성분은 특별히 한정되지 않고, 일반적인 성분이면 된다. 예를 들어, 용융 아연 도금층이나 합금화 용융 아연 도금층의 경우, 도금층은, 질량％ 로, Fe : 20.0 질량％ 이하, Al : 0.001 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하를 함유하고, 추가로 Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi, REM 에서 선택하는 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피적 불순물로 이루어지는 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층이다. 통상, 용융 아연 도금층에서는 Fe 함유량이 0 ∼ 5.0 질량％ 이며, 합금화 용융 아연 도금 강판에서는 Fe 함유량이 5.0 질량％ 초과 ∼ 20.0 질량％ 이다.

또한, 도금 금속은 특별히 한정되지 않기 때문에, 상기와 같은 Zn 도금 이외에, Al 도금 등이어도 된다.

＜열연 강판의 제조 방법＞

이하, 열연 강판의 제조 방법부터 순서대로 제조 방법의 발명에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 온도는 특별히 언급하지 않는 한 강판 표면 온도로 한다. 강판 표면 온도는 방사 온도계 등을 사용하여 측정할 수 있다. 또, 평균 냉각 속도는 ((냉각 전의 표면 온도 － 냉각 후의 표면 온도)/냉각 시간) 으로 한다.

열연 강판의 제조 방법은, 상기 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하에서 가열하고, 조압연과 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연을 실시하는 데에 있어서, 마무리 압연 개시 온도를 1050 ℃ 이하, 마무리 압연 종료 온도를 820 ℃ 이상, 마무리 압연 종료 후 냉각 개시까지 3 초 이내에서 600 ℃ 까지의 평균 냉각 속도 30 ℃/s 이상에서 냉각시키고, 350 ℃ 이상 580 ℃ 이하에서 권취하는 방법이다.

상기 강 소재 제조를 위한, 용제 방법은 특별히 한정되지 않고, 전로, 전기로 등, 공지된 용제 방법을 채용할 수 있다. 또, 진공 탈가스노에서 2 차 정련을 실시해도 된다. 그 후, 생산성이나 품질상의 문제로부터 연속 주조법에 의해 슬래브 (강 소재) 로 하는 것이 바람직하다. 또, 조괴-분괴 압연법, 박 슬래브 연주법 등, 공지된 주조 방법으로 슬래브로 해도 된다.

강 소재의 가열 온도 : 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하

본 발명에 있어서는, 조압연에 앞서 강 소재를 가열하여, 강 소재의 강 조직을 실질적으로 균질인 오스테나이트상으로 할 필요가 있다. 820 ℃ 이상에서 마무리 압연을 완료시키기 위해서는, 가열 온도는 1100 ℃ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, 가열 온도가 1300 ℃ 를 상회하면, 강판 표층부에 생성되는 내부 산화층의 두께가 산세로 제거할 수 없을 정도로 증가하기 때문에, 굽힘 피로 특성이 저하된다. 이상으로부터, 강 소재의 가열 온도는 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 가열 온도는 1120 ℃ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 가열 온도는 1260 ℃ 이하이다. 또한, 상기 가열 후의 조압연의 조압연 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.

마무리 압연 개시 온도 : 1050 ℃ 이하

마무리 압연 종료 온도 : 820 ℃ 이상

마무리 압연 개시측에서, 일단 스케일이 제거되지만, 마무리 압연 중에 생성되는 스케일이나 내부 산화층이 굽힘 피로 특성에 악영향을 미친다. 스케일 및 내부 산화층의 생성량은 온도에 따르므로, 가능한 한 저온에서 압연을 개시할 필요가 있다. 또, 마무리 압연 온도가 높으면 페라이트립이 커지는 경향이 있다. 본 발명에서는, 1050 ℃ 까지는 허용할 수 있으므로, 마무리 압연 개시 온도를 1050 ℃ 이하로 하였다. 또한, 마무리 압연 개시 온도의 하한은, 1000 ℃ 이상이 바람직하다. 한편, 마무리 압연 종료 온도가 820 ℃ 를 하회하면, 압연시에 오스테나이트상으로부터 페라이트상으로의 변태가 진행되기 때문에, 강판 표면에 있어서의 강도 편차가 커져, 냉간 압연성을 크게 저하시켜, 냉간 압연시의 판의 파단과 같은 트러블의 원인이 된다. 따라서, 마무리 압연 종료 온도는 820 ℃ 이상으로 하였다. 또, 마무리 압연 종료 온도의 상한은, 900 ℃ 이하가 바람직하다.

마무리 압연 종료 후 냉각 개시까지의 시간 : 3 초 이내 (0 초를 포함한다)

600 ℃ 까지의 평균 냉각 속도 : 30 ℃/s 이상

마무리 압연 종료 후에는 스케일 및 내부 산화층의 생성을 억제하기 위해, 가능한 한 빨리 냉각을 개시할 필요가 있다. 또, 페라이트립의 조대화를 억제하는 점에서도 냉각까지의 시간은 짧은 편이 바람직하다. 본 발명에서는 3 초까지는 허용할 수 있기 때문에, 마무리 압연 완료 후, 냉각 개시까지의 경과 시간은 3 초 이내로 하였다. 냉각시의 평균 냉각 속도가 작은 경우에는, 고온에 노출되는 시간이 길어지기 때문에, 스케일이 생성되게 된다. 또, 페라이트립도 커지는 경향이 있다. 스케일의 생성은, 단시간으로는 600 ℃ 이상에서 진행된다. 이것을 억제하기 위해, 냉각시의 냉각 개시부터 600 ℃ 까지 평균 냉각 속도는 30 ℃/s 이상으로 하였다. 바람직하게는, 냉각 개시까지 2 초 이내에 580 ℃ 까지의 평균 냉각 속도 35 ℃/s 이상에서 냉각시키는 것이다. 또한, 냉각 개시 온도는 마무리 압연 종료 온도와 거의 일치한다 (마무리 압연 종료 후 냉각 개시까지의 시간인 3 초 이내에 있어서 약간 온도 저하될 뿐이다). 냉각 정지 온도는 통상적으로는 하기의 권취 온도이다. 600 ℃ 로부터 권취 온도까지의 평균 냉각 속도 (바람직한 범위에 있어서는 580 ℃ 로부터 권취 온도까지의 평균 냉각 속도) 는 특별히 한정되지 않고, 30 ℃/s 이상이어도 되고, 30 ℃/s 미만이어도 된다.

권취 온도 : 350 ℃ 이상 580 ℃ 이하

권취 후의 강판이 실온까지 냉각되기 위해서는, 적어도 1 시간 이상을 필요로 한다. 이 사이의 내부 산화층이나 스케일 생성을 억제하고, 개재물 밀도를 억제하기 위해서, 권취 온도는 580 ℃ 이하로 할 필요가 있다. 한편, 권취 온도가 350 ℃ 를 하회하면, 판의 형상이 악화되어, 냉간 압연성의 저하를 초래한다. 그 때문에, 권취 온도의 범위를 350 ℃ 이상 580 ℃ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 권취 온도는 400 ℃ 이상이다. 상한에 대해 바람직한 권취 온도는 550 ℃ 이하이다.

상기 권취 후, 공랭 등에 의해 강판은 식혀져, 하기의 냉연 풀하드 강판의 제조에 사용된다. 또한, 열연 강판이 중간 제품으로서 거래 대상이 되는 경우, 통상, 권취 후에 식혀진 상태에서 거래 대상이 된다.

＜냉연 풀하드 강판의 제조 방법＞

본 발명의 냉연 풀하드 강판의 제조 방법은, 상기 방법으로 얻어진 열연 강판에, 판 두께 감소량이 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 산세를 실시하고, 그 산세 후, 냉간 압연을 실시하는 방법이다.

판 두께 감소량 : 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하

굽힘 피로 특성 향상의 관점에서, 열연 강판의 제조시에 불가피적으로 생성된 내부 산화층이나 스케일을 개재한 탈탄층을 제거할 필요가 있다. 또, 개재물 밀도를 억제하는 점에서도 일정 이상의 판 두께 감소량의 산세를 실시할 필요가 있다. 굽힘 피로 특성을 개선하기 위해서는, 적어도 5 ㎛ 이상, 판 두께를 산세로 감소시킬 필요가 있다. 한편, 판 두께 감소량이 50 ㎛ 를 상회하면, 강판 표면의 조도가 악화되어 냉간 압연성에 악영향을 초래한다. 그래서, 산세에서의 판 두께 감소량의 범위를 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 판 두께 감소량은 10 ㎛ 이상이고, 상한에 대해 바람직한 판 두께 감소량은 40 ㎛ 이하이다.

냉간 압연

원하는 판 두께를 얻기 위해, 산세 후의 열연판 (열연 강판) 에 냉간 압연을 실시할 필요가 있다. 냉간 압연에 있어서의 압연율은 특별히 한정되지 않지만, 통상, 하한에 대해서는 30 ％ 이상이고, 상한에 대해서는 95 ％ 이하이다.

＜박강판의 제조 방법＞

박강판의 제조 방법에는, 냉연 풀하드 강판을 가열하고 냉각시켜 박강판을 제조하는 방법과, 냉연 풀하드 강판을 전처리 가열 및 산세하여 열 처리판으로 하고 그 열 처리판을 가열하고 냉각시켜 박강판을 제조하는 방법이 있다. 먼저 전처리 가열 및 산세를 실시하지 않는 방법에 대해 설명한다.

전처리 가열 및 산세를 실시하지 않는 박강판의 제조 방법은, 상기에서 얻어진 냉연 풀하드 강판을, 어닐링 온도 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하까지 가열하고, 그 가열 후, 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 20 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 250 ℃ 이상 550 ℃ 이하인 조건에서 냉각하는 방법으로, 상기 가열 및 냉각에 있어서의 600 ℃ 이상의 온도역의 노점을 ―40 ℃ 이하로 한다.

어닐링 온도 : 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하

어닐링에서는, 냉간 압연에서 부여된 변형을 제거한 후에, 페라이트상을 잔존시킬 필요가 있다. 어닐링 온도가 780 ℃ 를 하회하면, 냉간 압연에서 부여된 변형이 제거되지 않고 연성이 현저하게 저하되어, 자동차 용도의 부재로서 적합하지 않게 된다. 한편, 어닐링 온도가 860 ℃ 를 상회하면 페라이트상이 없어짐으로써 가공성이 저하된다. 이상으로부터, 어닐링 온도는 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 어닐링 온도는 790 ℃ 이상이고, 상한에 대해 바람직한 어닐링 온도는 850 ℃ 이하이다. 또한, 통상, 소정의 어닐링 온도에서 균열 유지되어, 하기의 조건의 냉각을 실시한다.

550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도 : 20 ℃/s 이상

냉각 정지 온도 : 250 ℃ 이상 550 ℃ 이하

상기 어닐링 온도에서의 가열 후에는 급랭시킴으로써 페라이트립 성장을 억제할 필요가 있다. 페라이트립 성장을 억제하기 위해서는 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 20 ℃/s 이상일 필요가 있다. 상한에 대해서는 100 ℃/s 이하가 바람직하다. 550 ℃ 이상에서는 페라이트립이 성장할 가능성이 있기 때문에, 평균 냉각 속도를 조정하는 온도 범위를 550 ℃ 까지로 하고, 냉각 정지 온도의 상한을 550 ℃ 로 하였다. 바람직하게는, 평균 냉각 속도를 조정하는 온도 범위를 530 ℃ 까지로 하고, 냉각 정지 온도의 상한이 530 ℃ 이다. 한편, 냉각 정지 온도가 250 ℃ 를 하회하면, 강판의 형상이 악화되어, 제품으로서 적합하지 않게 되므로, 냉각 정지 온도는 250 ℃ 이상으로 하였다. 바람직하게는, 300 ℃ 이상이다. 또한, 550 ℃ 로부터 냉각 정지 온도까지의 평균 냉각 속도는 특별히 한정되지 않고, 20 ℃/s 이상이어도 되고, 20 ℃/s 미만이어도 된다.

600 ℃ 이상의 온도역의 노점 : －40 ℃ 이하

어닐링시, 600 ℃ 이상의 온도역에 있어서 노점이 높아지면, 공기 중의 수분을 개재하여 탈탄이 진행되고, 강판 표층부의 페라이트립이 조대화되는 데다 경도가 저하되기 때문에, 안정적으로 우수한 인장 강도가 얻어지지 않거나, 굽힘 피로 특성이 저하되거나 한다. 그 때문에, 어닐링시에 600 ℃ 이상의 온도역의 노점은 ―40 ℃ 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는, －45 ℃ 이하이다. 또한, 통상적인 가열, 균열 유지, 냉각의 과정을 거치는 어닐링의 경우에는, 전과정에 있어서 600 ℃ 이상의 온도역에 대해서는 ―40 ℃ 이하로 할 필요가 있다. 분위기의 노점의 하한은 특별히 규정은 하지 않지만, －80 ℃ 미만에서는 효과가 포화되어, 비용 면에서 불리해지기 때문에 ―80 ℃ 이상이 바람직하다. 또한, 상기 온도역의 온도는 강판 표면 온도를 기준으로 한다. 즉, 강판 표면 온도가 상기 온도역에 있는 경우에, 노점을 상기 범위로 조정한다.

계속해서, 전처리 가열 및 산세를 실시하여 열 처리판으로 한 후, 박강판을 제조하는 방법에 대해 설명한다.

냉연 풀하드 강판에 대해 전처리 가열 및 산세를 실시함으로써, 냉간 압연에서 부여된 변형을 제거할 수 있기 때문에, 어닐링시에 어닐링 온도를 저온화시킬 수 있고, 표층으로부터의 탈탄을 안정적으로 억제하는 것이 가능하다.

전처리 가열 및 산세에서는, 강판을 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하로 가열하고, 산세로 2 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 범위에서 판 두께를 감소시킨다.

전처리 가열의 가열 온도가 780 ℃ 를 하회하면 냉간 압연시에 부여된 변형을 제거할 수 없다. 한편, 860 ℃ 를 상회하면, 어닐링 라인의 노체 (爐體) 에 대한 열에 의한 손상이 커져 생산성을 저하시킨다. 그 때문에, 전처리 가열에서의 가열 온도는 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하로 하였다. 하한에 대해 바람직한 가열 온도는 790 ℃ 이상이고, 상한에 대해 바람직한 가열 온도는 850 ℃ 이하이다.

상기 가열 후에, 판 두께 감소량이 2 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 산세를 실시한다. 전처리 가열에 의해 생성된 내부 산화층이나 탈탄층을 제거하기 위해, 상기 가열 후에 판 두께 감소량이 2 ㎛ 이상인 산세를 실시할 필요가 있다. 한편, 판 두께 감소량이 30 ㎛ 를 상회하면, 강판 표층의 결정립이 어닐링시에 롤에 의해 벗겨져 떨어지기 쉬워져, 강판의 표면 성상을 현저하게 악화시킨다. 그 때문에, 판 두께 감소량 상한을 30 ㎛ 로 하였다. 하한에 대해 바람직한 판 두께 감소량은 5 ㎛ 이상이고, 상한에 대해 바람직한 판 두께 감소량은 25 ㎛ 이하이다.

상기 산세 후에 어닐링을 실시한다. 그 때의 어닐링 온도는 720 ℃ 이상 780 ℃ 이하이다. 어닐링 온도가 720 ℃ 를 하회하면 어닐링 라인의 통판 중에 판이 사행됨으로써 생산성의 저하로 이어진다. 한편, 어닐링 온도가 780 ℃ 를 상회하면, 전처리 가열 산세를 형성함으로써 강판 표층부의 청정도를 향상시킨 장점이 없어진다. 그 때문에, 어닐링 온도는 720 ℃ 이상 780 ℃ 이하로 하였다. 또한, 어닐링 온도 이외의 조건, 노점 등은, 전처리 가열 및 산세를 실시하지 않는 경우와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

＜도금 강판의 제조 방법＞

본 발명의 도금 강판의 제조 방법은, 상기 박강판에 도금을 실시하는 방법이다. 도금 처리의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 용융 도금 처리, 전기 도금 처리이다. 용융 도금 처리는, 용융 도금 후에 합금화를 실시하는 처리여도 된다. 구체적으로는, 용융 아연 도금 처리, 용융 아연 도금 후에 합금화를 실시하는 처리로 도금층을 형성해도 되고, Zn-Ni 전기 합금 도금 등의 전기 도금에 의해, 도금층을 형성해도 되고, 용융 아연-알루미늄-마그네슘 합금 도금을 실시해도 된다. 자동차용 강판에 다용되는 용융 도금을 실시하는 경우에는, 상기 어닐링을 연속 용융 도금 라인에서 실시하고, 어닐링 후의 냉각에 계속해서 용융 도금욕에 침지하여, 표면에 도금층을 형성하면 된다. 또, 상기 서술한 도금층의 설명에서 기재된 바와 같이, Zn 도금이 바람직하지만, Al 도금 등의 그 밖의 금속을 사용한 도금 처리여도 된다.

실시예

표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 두께 250 ㎜ 의 강 소재에, 표 2 및 표 3 에 나타내는 열연 조건에서 열간 압연을 실시하여 열연판 (열연 강판) 으로 하고, 표 2 및 표 3 에 나타내는 조건에서 산세하고, 표 2 및 표 3 에 나타내는 조건에서 냉간 압연을 실시하여 냉연판 (냉연 풀하드 강판) 으로 하고, 표 2 및 표 3 (표 3 의 제조 조건은 열 처리판을 제조하고, 이 열 처리판을 어닐링하는 제조 조건이다) 에 나타내는 어닐링 조건에서 냉연 강판 (CR 재) 은 연속 어닐링 라인에서, 용융 도금 강판 (GI 재) 혹은 합금화 용융 도금 강판 (GA 재) 은 연속 용융 도금 라인에서 어닐링을 실시하였다. 합금화 도금 강판의 제조에서는 도금 후에 합금화 처리를 실시하였다. 여기서, 연속 용융 도금 라인에서 침지하는 도금 욕 (도금 조성 : Zn-0.13 질량％ Al) 의 온도는 460 ℃ 이고, 도금 부착량은 GI 재 (용융 도금 강판), GA 재 (합금화 용융 도금 강판) 모두 편면당 45 g/㎡ 이상 65 g/㎡ 이하로 하고, 합금화 용융 아연 도금층의 경우에는 도금층 중에 함유하는 Fe 량은 6 질량％ 이상 14 질량％ 이하의 범위로 하였다. 또, 용융 아연 도금층의 경우에는 도금층 중에 함유하는 Fe 량은 4 질량％ 이하의 범위로 하였다. 또한, 박강판의 두께는 1.4 ㎜ 였다.

상기에 의해 얻어진 박강판 (CR 재, GI 재 및 GA 재) 으로부터 시험편을 채취하여, 이하의 수법으로 평가하였다.

(i) 조직 관찰

각 상의 면적률은 이하의 수법에 의해 평가하였다. 강판으로부터, 압연 방향으로 평행한 판 두께 단면이 관찰면이 되도록 잘라 내어, 중심부를 1 ％ 나이탈로 부식 현출 (現出) 하고, 주사 전자 현미경으로 2000 배로 확대하여 판 두께 1/4 부를 10 시야분 촬영하였다. 페라이트상은 입 내에 부식흔이나 세멘타이트가 관찰되지 않는 형태를 갖는 조직이고, 마텐자이트는 흰 콘트라스트로 입 내에 탄화물이 관찰되지 않는 형태를 가리킨다. 이것들을 화상 해석에 의해 페라이트상 및 마텐자이트상을 분리하여, 관찰 시야에 대한 면적률을 구하였다. 페라이트상 및 마텐자이트상 이외의 베이나이트상 및 잔류 오스테나이트상을 포함하는 경우에는 기호로 표 3 에 나타냈다. 또한, 표 2 및 표 3 에 나타내는 어닐링 조건에서는 템퍼링 마텐자이트는 관찰되지 않았다.

강판 표층부의 페라이트 입경은, 강판으로부터, 압연 방향으로 평행한 판 두께 단면이 관찰면이 되도록 잘라 내어, 강판 표면 (도금층의 표면이 아닌 박강판 부분의 표면) 으로부터 판 두께 방향으로 20 ㎛ 의 영역을 1 ％ 나이탈로 부식 현출하고, 주사 전자 현미경으로 2000 배로 확대하여 강판 표층부를 10 시야분 촬영하고, 이 촬영 화상에 있어서의 페라이트립을 대상으로, 화상 해석에 의해 각 페라이트립의 면적을 구하고, 그 면적에 상당하는 원 상당 직경을 구하였다. 표 4 에는, 그 원 상당 직경의 평균치를 평균 페라이트 입경으로서 나타냈다.

강판 표층부의 개재물 밀도는, 강판으로부터 압연 방향으로 평행한 판 두께 단면이 관찰면이 되도록 잘라 내어, 강판 표면 (도금층의 표면이 아닌 박강판 부분의 표면) 으로부터 판 두께 방향으로 20 ㎛ 의 영역인 관찰면을 경면 연마한 후, 광학 현미경으로 400 배로 확대하여 실제의 길이로 1 ㎜ 분의 강판 표층부의 연속 사진을 촬영하였다. 얻어진 사진을 사용하여, 강판 표면으로부터 깊이 20 ㎛ 까지의 범위에 검은 콘트라스트로 관찰되는 개재물의 개수를 세고, 그 개수를 측정 면적으로 나누어 개재물 밀도를 구하였다.

(ii) 인장 시험

얻어진 강판으로부터 압연 방향에 대해 수직 방향으로 JIS 5 호 인장 시험편을 제작하고, JIS Z 2241 (2011) 의 규정에 준거한 인장 시험을 5 회 실시하여, 평균의 항복 강도 (항복 강도) (YS), 인장 강도 (TS), 전체 연신율 (El) 을 구하였다. 인장 시험의 크로스 헤드 스피드는 10 ㎜/min 로 하였다. 표 3 에 있어서, 인장 강도 : 780 ㎫ 이상, 항복비 (= 항복 강도/인장 강도) 가 0.75 이하인 강판을 본 발명에서 구하는 기계적 성질로 하였다.

(iii) 굽힘 피로 특성

얻어진 강판으로부터 압연 방향에 대해 수직 방향으로 JIS Z 2275 에 준거한 판 폭 15 ㎜ 의 1 호 시험편을 채취하고, 평면 굽힘 피로 시험기를 사용하여 JIS Z 2273 에 준거한 굽힘 피로 시험을 실시하였다. 응력비 ―1, 반복 속도 20 Hz, 최대 반복 수를 10⁷ 회로 하여, 10⁷ 회의 응력 부가에서 파단에 이르지 않았던 응력 진폭을 구하고, 인장 강도로 나누어 피로 강도비를 구하였다. 본 발명에서 구하는 피로 강도비는 0.70 이상으로 하였다.

(iv) 경도

강판 표면과 강판 내부의 경도는 비커스 경도 시험에 의해 구하였다. 강판 표면의 경도는, 도금층을 갖는 경우에는 도금층을 산세에 의해 제거한 강판 표면으로부터 시험 하중 0.2 kgf 로 합계 20 점 측정하여, 평균치를 구하였다. 강판 내부의 경도는 압연 방향으로 평행한 단면의 판 두께 1/2 부를 시험 하중 1 kgf 로 합계 5 점 측정하여, 평균치를 구하였다. 강판 표면의 경도의 평균치가 강판 내부의 경도의 평균치의 95 ％ 이상 (표 중의 0.95 이상) 이면, 본 발명에서 요구하는 특성으로 하였다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

Claims

질량％ 로,
C : 0.04 ％ 이상 0.18 ％ 이하,
Si : 0 초과 0.6 ％ 이하,
Mn : 1.5 ％ 이상 3.2 ％ 이하,
P : 0 초과 0.05 ％ 이하,
S : 0 초과 0.015 ％ 이하,
Al : 0 초과 0.08 ％ 이하,
N : 0 초과 0.0100 ％ 이하,
Ti : 0.010 ％ 이상 0.035 ％ 이하,
B : 0.0002 ％ 이상 0.0030 ％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과,
조직 관찰로부터 구한, 페라이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 마텐자이트상의 면적률이 20 ％ 이상 80 ％ 이하, 강판 표층부의 평균 페라이트 입경이 5.0 ㎛ 이하, 강판 표층부의 개재물 밀도가 200 개/㎟ 이하인 강 조직을 갖고,
강판 표면 경도가, 강판 표면으로부터 두께 방향으로 1/2t (t 는 강판의 두께) 의 위치의 경도를 100 ％ 로 했을 때에, 95 ％ 이상이며, 인장 강도가 780 ㎫ 이상인 박강판.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 질량％ 로, 추가로, (a) 및 (b) 의 적어도 일방을 갖는 박강판.
(a)
Cr : 0.001 ％ 이상 0.8 ％ 이하,
Mo : 0.001 ％ 이상 0.5 ％ 이하,
Sb : 0.001 ％ 이상 0.2 ％ 이하,
Nb : 0.001 ％ 이상 0.1 ％ 이하의 1 종 또는 2 종 이상을 함유한다.
(b)
REM, Cu, Ni, V, Sn, Mg, Ca, Co 중 1 종 이상을 합계로 1.0 ％ 이하 함유한다.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고강도 박강판의 표면에 도금층을 구비하는 것을 특징으로 하는 도금 강판.
제 3 항에 있어서,
상기 도금층이, Fe : 20.0 질량％ 이하, Al : 0.001 질량％ 이상 1.0 질량％ 이하를 함유하고, 추가로 Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi, REM 에서 선택하는 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0 질량％ 이상 3.5 질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Zn 및 불가피 불순물로 이루어지는 용융 아연 도금층 또는 합금화 용융 아연 도금층인 도금 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하에서 가열하고, 조압연과 마무리 압연으로 이루어지는 열간 압연, 냉각, 권취를 실시하는 데에 있어서, 마무리 압연 개시 온도를 1050 ℃ 이하, 마무리 압연 종료 온도를 820 ℃ 이상, 마무리 압연 종료 후 냉각 개시까지를 3 초 이내, 600 ℃ 까지의 평균 냉각 속도를 30 ℃/s 이상, 권취 온도를 350 ℃ 이상 580 ℃ 이하로 하는 열연 강판의 제조 방법.
제 5 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 열연 강판에, 판 두께 감소량이 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 산세를 실시하고, 그 산세 후, 냉간 압연을 실시하는 냉연 풀하드 강판의 제조 방법.
제 6 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 냉연 풀하드 강판을, 어닐링 온도 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하까지 가열하고, 그 가열 후, 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 20 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 250 ℃ 이상 550 ℃ 이하인 조건에서 냉각시키고, 600 ℃ 이상의 온도역의 노점이 ―40 ℃ 이하인 박강판의 제조 방법.
제 6 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 냉연 풀하드 강판을 780 ℃ 이상 860 ℃ 이하로 가열하고, 판 두께 감소량이 2 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하의 산세를 실시하는 열 처리판의 제조 방법.
제 8 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 열 처리판을, 어닐링 온도 720 ℃ 이상 780 ℃ 이하까지 가열하고, 그 가열 후, 550 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 20 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 250 ℃ 이상 550 ℃ 이하인 조건에서 냉각시키고, 600 ℃ 이상의 온도역의 노점이 ―40 ℃ 이하인 박강판의 제조 방법.
제 7 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 박강판에 도금을 실시하는 도금 강판의 제조 방법.
제 9 항에 기재된 제조 방법으로 얻어진 박강판에 도금을 실시하는 도금 강판의 제조 방법.