KR20230013109A - 강판 - Google Patents

Abstract

판 두께 중심부와, 해당 판 두께 중심부의 양측에 각각 배치된 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 포함하고, 상기 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 10㎛ 이상의 평균 두께를 갖고, 또한 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 평균 비커스 경도를 갖고, 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는 강판이 제공된다.

Description

강판

본 발명은 강판에 관한 것이다.

강판은, 일반적으로, 절단, 굽힘 등의 가공 공정, 용접 등의 접합 공정, 나아가 도장 등의 마무리 공정을 거쳐서 각종 구조체에 조립되고, 각각의 용도에 제공된다. 가공 공정에서는, 가공 조작에 따라서 강판에 대하여 여러가지 응력이 작용하거나 또는 강판의 재질이 변화하는 경우가 있고, 이들에 기인하여 갈라짐이나 취화를 발생시키는 경우가 있다. 따라서, 강판은, 적용되는 구체적인 가공 조작에 대하여 양호한 특성을 가질 것이 일반적으로 요구된다.

특허문헌 1에서는, 판 두께 중심부와, 해당 판 두께 중심부의 편측 또는 양측에 배치된 표층 연화부를 포함하는 인장 강도가 800MPa 이상인 고강도 강판이며, 각 표층 연화부가 10㎛ 초과 내지 판 두께의 30％ 이하의 두께를 갖고, 상기 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.60배 이하이고, 상기 표층 연화부의 나노 경도의 표준 편차가 0.8 이하인 것을 특징으로 하는 고강도 강판이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 강판의 편측 또는 양측에 표층 연화부를 마련하고, 당해 표층 연화부에서의 마이크로적인 경도 변동을 억제함으로써 굽힘 가공성이 향상되는 것이 교시되어 있다.

국제 공개 제2018/151331호

강판의 가공에는, 특허문헌 1에 기재되는 굽힘 가공 이외에도 절단 가공 등이 있고, 당해 절단 가공의 구체예로서는 전형적으로 전단 가공이 알려져 있다. 강판의 전단 가공에서는, 일반적으로 피가공재인 강판이 펀치와 다이 사이에 배치되고, 이들에 의해 강판에 전단력을 작용시켜서 절단이 행하여진다. 이러한 가공 방법에서는, 강판의 전단 단부면에 인장 잔류 응력이 발생하는 경우가 있고, 당해 인장 잔류 응력이 커지면, 외부 환경으로부터 강 중에 침입한 수소에 기인하여 수소 취화 갈라짐을 발생시킬 리스크가 높아진다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 신규 구성에 의해, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감 가능한 강판을 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감 가능한 강판의 구성에 대하여 검토를 행하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 강판의 양측에 당해 강판의 판 두께 중심부보다도 낮은 경도를 갖는 표층 연화부를 마련하고, 이들 표층 연화부 간에 또한 경도의 차를 마련함으로써, 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감시킬 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성시켰다.

상기 목적을 달성할 수 있었던 강판은 이하와 같다.

[1] 판 두께 중심부와, 해당 판 두께 중심부의 양측에 각각 배치된 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 포함하고,

상기 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 10㎛ 이상의 평균 두께를 갖고, 또한 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 평균 비커스 경도를 갖고,

상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는, 강판.

[2] 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 2.00배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는, 상기 [1]에 기재된 강판.

[3] 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작은 평균 두께를 갖는, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 강판.

[4] 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 두께의 1/2 이하의 평균 두께를 갖는, 상기 [3]에 기재된 강판.

[5] 상기 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 중 적어도 한쪽이 내부 산화층을 포함하는, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 강판.

[6] 인장 강도가 980MPa 이상인, 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 강판.

[7] 인장 강도가 1470MPa 이상인, 상기 [6]에 기재된 강판.

[8] 상기 판 두께 중심부가, 질량％로,

C: 0.050 내지 0.800％,

Si: 0.01 내지 3.00％,

Mn: 0.01 내지 10.00％,

Al: 0.001 내지 0.500％,

P: 0.100％ 이하,

S: 0.050％ 이하,

N: 0.010％ 이하,

Cr: 0 내지 3.000％,

Mo: 0 내지 1.000％,

B: 0 내지 0.0100％,

Ti: 0 내지 0.500％,

Nb: 0 내지 0.500％,

V: 0 내지 0.500％,

Cu: 0 내지 0.50％,

Ni: 0 내지 0.50％,

O: 0 내지 0.020％,

W: 0 내지 0.100％,

Ta: 0 내지 0.10％,

Co: 0 내지 0.50％,

Sn: 0 내지 0.050％,

Sb: 0 내지 0.050％,

As: 0 내지 0.050％,

Mg: 0 내지 0.050％,

Ca: 0 내지 0.050％,

Y: 0 내지 0.050％,

Zr: 0 내지 0.050％,

La: 0 내지 0.050％,

Ce: 0 내지 0.050％, 그리고

잔부: Fe 및 불순물

을 포함하는 화학 조성을 갖는, 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 한 항에 기재된 강판.

[9] 상기 화학 조성이, 질량％로,

Cr: 0.001 내지 3.000％,

Mo: 0.001 내지 1.000％,

B: 0.0001 내지 0.0100％,

Ti: 0.001 내지 0.500％,

Nb: 0.001 내지 0.500％,

V: 0.001 내지 0.500％,

Cu: 0.001 내지 0.50％,

Ni: 0.001 내지 0.50％,

O: 0.0001 내지 0.020％,

W: 0.001 내지 0.100％,

Ta: 0.001 내지 0.10％,

Co: 0.001 내지 0.50％,

Sn: 0.001 내지 0.050％,

Sb: 0.001 내지 0.050％,

As: 0.001 내지 0.050％,

Mg: 0.0001 내지 0.050％,

Ca: 0.001 내지 0.050％,

Y: 0.001 내지 0.050％,

Zr: 0.001 내지 0.050％,

La: 0.001 내지 0.050％, 및

Ce: 0.001 내지 0.050％

로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는, 상기 [8]에 기재된 강판.

본 발명에 따르면, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감 가능한 강판을 제공할 수 있다.

도 1은 강판을 전단 가공한 경우에 있어서의 전단 단부면의 형성 메커니즘의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명자들에 의해 얻어진 새로운 지견을 설명하기 위한 개략도이며, (A)가 제1 날로부터 균열을 진전시킨 경우, (B)가 제1 날 및 제2 날의 양쪽으로부터 균열을 진전시킨 경우, (C)가 제2 날로부터 균열을 진전시킨 경우를 나타내고 있다.
도 3은 도 2의 (A)에 대응하는 가공재의 전단 단부면 부분의 일례를 도시하는 개략 확대도이다.

<강판>

본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 판 두께 중심부와, 해당 판 두께 중심부의 양측에 각각 배치된 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 포함하고,

상기 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 10㎛ 이상의 평균 두께를 갖고, 또한 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 평균 비커스 경도를 갖고,

상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

도 1은, 강판을 전단 가공한 경우에 있어서의 전단 단부면의 형성 메커니즘의 일례를 설명하기 위한 개략도이다. 강판의 전단 가공에서는, 일반적으로는, 도 1의 (A)에 도시하는 바와 같이, 피가공재인 강판(5)의 제1 면(10a)에 제1 날(21)(예를 들어 펀치)의 날끝이 압박됨으로써, 제1 날(21)의 날끝이 강판(5)에 파고 들어갈 때까지의 과정에서 제1 면(10a)측에 처짐(1a)이 형성되고, 이어서 제1 날(21)의 날끝이 강판(5)에 파고 들어가는 과정에서 전단면(1e)(도 3 참조)이 형성된다. 처짐(1a) 및 전단면(1e)이 형성된 후, 도 1의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제1 날(21)측으로부터 제2 날(22)(예를 들어 다이)측을 향하여, 제1 균열(1dx)이 발생한다. 한편, 제2 날(22)측에 있어서도 마찬가지로, 강판(5)의 제2 면(10b)에 제2 날(22)의 날끝이 파고 들어감으로써, 제2 날(22)측으로부터 제1 날(21)측을 향하여, 제2 균열(1dy)이 발생한다. 마지막으로, 도 1의 (C)에 도시하는 바와 같이, 제1 균열(1dx) 및 제2 균열(1dy)의 각각이 진전하여 서로 합쳐짐으로써, 파단면(1b)이 형성된다. 또한, 제1 날(21)과 제2 날(22)을 더 이동시킴으로써, 강판(5)이, 스크랩(15)과, 목적물인 가공재(10)로 분리된다. 이때, 도 1의 (C)에 도시하는 바와 같이, 가공재(10)의 전단 단부면(1) 중, 제2 날(22)측의 모퉁이부에, 버(1c)가 일반적으로 형성된다.

상기와 같이 하여 형성된 전단 단부면(1)에 있어서는, 전단에 의한 손상이나 변형 등에 의해 압축 잔류 응력이나 인장 잔류 응력이 발생할 수 있다. 전단 단부면(1)에 있어서 큰 인장 잔류 응력이 존재하면, 전단 단부면(1)의 내수소 취화성이 저하되어서 수소 취화 갈라짐을 발생시키는 경우가 있다. 수소 취화 갈라짐이란, 외부 환경으로부터 강 중에 침입한 수소에 기인하여 강 부재가 돌연 파괴되는 현상을 말하는 것이며, 지연 파괴 등이라고도 한다. 수소 취화 갈라짐은, 일반적으로 응력이 집중되는 개소에서 일어나기 쉽고, 특히 인장 잔류 응력이 존재하는 개소에서 일어나기 쉬운 것이 알려져 있다. 또한, 전단 가공에서는, 일반적으로, 전단 단부면(1) 중 파단면(1b)에 있어서 가장 높은 인장 잔류 응력이 발생하는 경향이 있다. 따라서, 전단 가공에 기인하는 수소 취화 갈라짐의 문제를 미연에 회피하기 위해서는, 전단 단부면(1)에 발생하는 인장 잔류 응력 중, 특히 파단면(1b)에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감하는 것이 중요하다.

이것에 관련하여, 본 발명자들은, 강판(5)에 대한 전단의 조건과, 당해 전단에 의해 발생한 전단 단부면(1)의 성상의 관계에 대하여 수많은 실험·분석을 반복한 결과, 이하의 새로운 지견을 얻었다.

도 2는, 본 발명자들에 의해 얻어진 새로운 지견을 설명하기 위한 개략도이다. 도면 중의 「○」은 인장 잔류 응력이 작은 것을 의미하고, 「△」은 인장 잔류 응력이 중간 정도인 것을 의미하고, 「×」은 인장 잔류 응력이 큰 것을 의미하고 있다. 도 2의 (A) 내지 (C)에 도시하는 바와 같이, 제1 날(21)에 의해 강판(5)의 일부(11)를 펀칭함과 함께, 제2 날(22)에 의해 강판(5)의 타부(12)를 펀칭하는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에 있어서, 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, 제1 날(21)측으로부터 우선적으로 균열이 진전한 경우, 일부(11)의 전단 단부면에 있어서의 인장 잔류 응력이 커지는 한편, 타부(12)의 전단 단부면에 있어서의 인장 잔류 응력이 작아진다. 즉, 일부(11)를 스크랩(15)으로 하는 한편, 타부(12)를 제품(가공재(10))으로서 적합하게 채용할 수 있다. 또한, 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제1 날(21)측 및 제2 날(22)측의 양쪽으로부터 동등하게 균열이 진전한 경우, 일부(11) 및 타부(12)의 양쪽의 전단 단부면에 동등한 인장 잔류 응력이 발생할 수 있다. 즉, 일부(11)와 타부(12)의 특성의 변동이 억제된다. 따라서, 일부(11) 및 타부(12)의 양쪽을 제품으로서 채용하는 경우에 적합하다고 할 수 있다. 또한, 도 2의 (C)에 도시하는 바와 같이, 제2 날(22)측으로부터 우선적으로 균열이 진전한 경우, 타부(12)의 전단 단부면에 있어서의 인장 잔류 응력이 커지는 한편, 일부(11)의 전단 단부면에 있어서의 인장 잔류 응력이 작아진다. 즉, 타부(12)를 스크랩(15)으로 하는 한편, 일부(11)를 제품(가공재(10))으로서 적합하게 채용할 수 있다.

도 3은, 도 2의 (A)에 대응하는 가공재(10)(타부(12))의 전단 단부면(1) 부분의 일례를 도시하는 개략 확대도이다. 도 3을 참조하면, 전단 단부면(1)에는, 처짐(1a), 파단면(1b), 버(1c) 및 전단면(1e)이 형성되어 있고, 파단면(1b)은 제1 부분(1bx)과 제2 부분(1by)을 포함한다. 제1 부분(1bx)은, 처짐(1a)측으로부터 버(1c)측으로 진전한 제1 균열(1dx)에 의해 형성되고, 제2 부분(1by)은, 버(1c)측으로부터 처짐(1a)측으로 진전한 제2 균열(1dy)에 의해 형성된다. 도 3의 전단 단부면(1)에서는, 제1 날(21)측으로부터의 우선적인 균열 진전에 관련하여, 파단면(1b)에 차지하는 제1 부분(1bx)의 면적률이 파단면(1b)에 차지하는 제2 부분(1by)의 면적률보다도 크게 되어 있다.

이상으로부터, 이하의 (1) 내지 (3)을 말할 수 있다.

(1) 전단 단부면(1) 중 파단면(1b)에 발생하는 인장 잔류 응력은, 파단면(1b)을 형성하는 균열(1dx, 1dy)의 진전 방향이나 길이에 의존하여 변화한다.

(2) 파단면(1b)에 있어서, 처짐(1a)측으로부터 진전한 균열(1dx)이 길어질수록, 가공재(10)의 파단면(1b)의 인장 잔류 응력이 작아지고, 스크랩(15)의 파단면의 인장 잔류 응력이 커진다.

(3) 즉, 가공재(10)의 파단면(1b)에 있어서, 처짐(1a)측으로부터 진전한 제1 균열(1dx)에서 유래되는 부분의 면적률이, 버(1c)측으로부터 진전한 제2 균열(1dy)에서 유래되는 부분의 면적률보다도 큰 경우, 처짐(1a)측으로부터 진전한 제1 균열(1dx)에서 유래되는 부분의 면적률이, 버(1c)측으로부터 진전한 제2 균열(1dy)에서 유래되는 부분의 면적률보다도 작은 경우보다도, 파단면(1b)의 인장 잔류 응력을 상대적으로 저감할 수 있다.

상기 (1) 내지 (3)의 지견에 기초하여, 본 발명자들은, 제1 날(21)(일반적으로는 펀치)측에 상당하는 강판(5)의 제1 면(10a)으로부터 우선적으로 균열을 진전시켜서, 얻어지는 가공재(10)의 전단 단부면(1), 특히는 파단면(1b)에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감할 수 있는 강판(5)의 구성에 대하여 또한 검토를 행하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 강판(5)의 양측에 당해 강판(5)의 판 두께 중심부보다도 낮은 경도를 갖는 제1 표층 연화부(예를 들어 제1 면(10a)측) 및 제2 표층 연화부(예를 들어 제2 면(10b)측)를 마련하고, 이들 표층 연화부 간에 또한 경도의 차를 마련하는 것, 보다 구체적으로는 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상으로 함으로써, 강판(5)을 전단 가공할 때에 경도가 비교적 큰 제1 표층 연화부측으로부터 우선적으로 균열을 진전시킬 수 있고, 그에 의하여 가공재(10)(강판(5))의 전단 단부면(1), 특히는 파단면(1b)에 발생하는 인장 잔류 응력을 현저하게 저감시킬 수 있음을 알아냈다. 따라서, 본 발명의 강판에 의하면, 전단 가공에 의해 얻어진 가공재에 있어서의 전단 단부면의 내수소 취화성을 현저하게 향상시키는 것이 가능하게 된다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판에 대하여 보다 자세하게 설명하지만, 이들 설명은, 본 발명의 바람직한 실시 형태의 단순한 예시를 의도하는 것으로서, 본 발명을 이러한 특정한 실시 형태에 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다.

(제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부)

본 발명의 실시 형태에 따르면, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부는 각각 독립적으로 10㎛ 이상의 평균 두께를 갖고, 또한 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 평균 비커스 경도를 갖는다. 10㎛ 이상의 평균 두께를 가짐으로써 강판의 양측에 표층 연화부를 마련한 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 나중에 상세하게 설명하는 제1 표층 연화부가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는다고 하는 요건을 충족하는 한, 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부의 평균 두께는, 각각 10㎛ 이상의 임의의 값이면 되고, 양자의 값은 동일해도 되고 또는 달라도 된다. 예를 들어, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 두께는, 각각 독립적으로 15㎛ 이상, 30㎛ 이상, 40㎛ 이상, 50㎛ 이상, 70㎛ 이상, 혹은 100㎛ 이상이어도 된다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 두께는 판 두께의 30％ 이하이다. 예를 들어, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 두께는 판 두께의 25％ 이하, 20％ 이하, 15％ 이하 또는 10％ 이하여도 되고, 보다 구체적으로는 450㎛ 이하, 400㎛ 이하, 300㎛ 이하, 250㎛ 이하, 200㎛ 이하 또는 150㎛ 이하여도 된다.

마찬가지로, 제1 표층 연화부가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는다고 하는 요건을 충족하는 한, 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도는, 각각 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 임의의 평균 비커스 경도이면 된다. 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하로 제어하는 것, 즉 판 두께 중심부에 대하여 표층부의 경도를 낮게 함으로써, 강판의 굽힘 가공성을 향상시키는 것이 가능하고, 따라서 성형성이 우수한 강판을 얻을 수 있다. 이러한 굽힘 가공성의 향상 효과를 보다 높이기 위해서, 예를 들어, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도는, 각각 독립적으로 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.85배 이하, 0.80배 이하, 0.70배 이하 혹은 0.60배 이하여도 된다. 하한은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도는 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.1배 이상이며, 예를 들어 0.2배 이상이어도 된다.

본 발명에 있어서, 「제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 두께」 및 「제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도」는, 이하와 같이 하여 결정된다. 제1 표층 연화부의 평균 두께 및 평균 비커스 경도에 대하여 구체적으로 설명하면 먼저, 강판의 판 두께 1/2 위치로부터 제1 표층 연화부측의 표면을 향하여 판 두께 방향으로 일정한 간격(예를 들어 판 두께의 5％마다, 필요에 따라 3％마다, 2.5％마다, 1％마다 또는 0.5％마다)으로, 그 판 두께 방향 위치에서의 비커스 경도를 압입 하중 100g중으로 측정하고, 이어서 그 위치로부터 판 두께에 수직인 방향이며 또한 압연 방향에 평행한 선 상에 마찬가지로 압입 하중 100g중으로 합계 3점 이상, 예를 들어 5점 또는 10점의 비커스 경도를 측정하고, 그들의 평균값을 그 판 두께 방향 위치에서의 평균 비커스 경도로 한다. 판 두께 방향 및 압연 방향으로 배열하는 각 측정점의 간격은, 가능한 경우에는 압흔의 4배 이상의 거리로 하는 것이 바람직하다. 압흔의 4배 이상의 거리란, 비커스 경도의 측정 시에 다이아몬드 압자에 의해 발생한 압흔의 직사각 형상 개구에 있어서의 대각선의 길이의 4배 이상의 거리를 의미하는 것이다. 각 측정점의 간격을 압흔의 4배 이상의 거리로 하면서 표면으로부터 판 두께 방향으로 직선적으로 타각하는 것이 어려울 경우에는, 각 측정점의 간격을 압흔의 4배 이상의 거리로 하면서 표면으로부터 판 두께 방향으로 지그재그로 타각해도 된다. 어떤 판 두께 방향 위치에서의 평균 비커스 경도가, 마찬가지로 측정한 판 두께 1/2 위치에서의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하로 되었을 때, 그 위치로부터 표면측을 제1 표층 연화부라고 정의하고, 제1 표층 연화부의 평균 두께(㎛) 및 판 두께에 차지하는 그의 비율(％)이 결정된다. 이와 같이 하여 결정된 제1 표층 연화부 내에서 랜덤하게 10점의 비커스 경도를 압입 하중 100g중으로 측정하고, 그들의 평균값을 산출함으로써 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 결정된다. 제2 표층 연화부에 대해서도 제1 표층 연화부의 경우와 마찬가지로 측정함으로써, 제2 표층 연화부의 평균 두께 및 평균 비커스 경도가 결정된다.

(제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도/제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도≥1.05)

본 발명의 실시 형태에 따르면, 제1 표층 연화부는, 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는다. 이와 같은 구성을 갖는 강판을 전단 가공에 있어서 사용함으로써, 전단 가공 시에 경도가 비교적 큰 제1 표층 연화부측으로부터 우선적으로 균열을 진전시킬 수 있고, 그 결과로서 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 먼저 설명한 국제 공개 제2018/151331호에서는, 고강도 강판의 굽힘 가공성을 향상시키기 위해서, 판 두께 중심부의 편측 또는 양측에 표층 연화부를 배치하는 것이 교시되어 있다. 그러나, 강판의 양측에 당해 강판의 판 두께 중심부보다도 낮은 경도를 갖는 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부를 마련하고, 또한 이들 표층 연화부 간에 경도의 차를 마련하는 것, 보다 구체적으로는 제1 표층 연화부가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖도록 함으로써, 전단 가공 시에 경도가 비교적 큰 제1 표층 연화부측으로부터 우선적으로 균열을 진전시켜서 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감한다고 하는 기술 사상은 지금까지 없는 것이며, 금회, 본 발명자들에 의해 처음으로 알아내진 것이다.

제1 표층 연화부측으로부터의 우선적인 균열 진전을 보다 확실하게 한다고 하는 관점에서는, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도와 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 차(제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도/제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 비)는 클수록 좋다. 따라서, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도는, 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 바람직하게는 1.06배 이상, 1.08배 이상 또는 1.10배 이상, 보다 바람직하게는 1.12배 이상, 1.14배 이상, 1.16배 이상, 1.18배 이상 또는 1.20배 이상, 더욱 보다 바람직하게는 1.30배 이상 또는 1.50배 이상, 가장 바람직하게는 1.80배 이상 또는 2.00배 이상이다. 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도는 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 20.0배 이하여도 되고, 예를 들어 10.0배 이하 또는 5.0배 이하여도 된다.

제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도와 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 상기와 같은 관계로 제어하기 위한 방법으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부 간에 화학 조성 및/또는 조직에 차이를 마련하는 것을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부 간에 화학 조성의 일부의 원소의 함유량(예를 들어, 특히 강판 강도에 관련하는 C, Mn, Cr, Mo, B, Cu 및 Ni 등 중 적어도 1종의 원소의 함유량)을 변경하여 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상으로 되도록 해도 된다. 혹은 또한, 제1 표층 연화부 중의 경질 조직(예를 들어 베이나이트나 마르텐사이트 등)의 비율을 제2 표층 연화부에 비하여 많게 함으로써 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도와 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 원하는 관계로 제어하는 것도 가능하다.

혹은 또한, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 경도 분포를 갖는 경우 등에는, 제1 표층 연화부의 평균 두께와 제2 표층 연화부의 평균 두께 간에 차이를 마련함으로써 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상으로 하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 탈탄 처리 등에 의해 강판의 표면 부분을 연화함으로써 강판의 양측에 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 형성하는 경우에는, 당해 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부는, 표면에 가까울수록 강 중의 탄소 농도가 낮아지기 때문에, 그에 따라 표면에 가까울수록 비커스 경도가 낮아지는 경도 분포를 일반적으로 갖게 된다. 따라서, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 이러한 경도 분포를 갖는 경우에는, 예를 들어 제1 표층 연화부의 표면측의 일부를 와이어 브러싱 등으로 제거하여 제1 표층 연화부가 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작은 평균 두께를 갖게 해도 된다. 이에 의해 제1 표층 연화부의 보다 낮은 비커스 경도를 갖는 표면 부분이 제거되게 되기 때문에, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도에 비하여 높게 할 수 있다. 이 경우, 제1 표층 연화부측으로부터의 우선적인 균열 진전을 보다 확실하게 한다고 하는 관점에서는, 제1 표층 연화부의 평균 두께는 제2 표층 연화부의 평균 두께에 비하여 얇을수록 바람직하고, 구체적으로는, 제1 표층 연화부의 평균 두께는 제2 표층 연화부의 평균 두께의 4/5 이하(0.8배 이하)인 것이 바람직하고, 3/4 이하(0.75배 이하)인 것이 보다 바람직하고, 1/2 이하(0.5배 이하)인 것이 가장 바람직하다. 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 경도 분포를 갖는지 여부에 관계 없이, 제1 표층 연화부의 평균 두께는 제2 표층 연화부의 평균 두께의 4/5 이하(0.8배 이하), 3/4 이하(0.75배 이하) 또는 1/2 이하(0.5배 이하)여도 된다. 또한, 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부의 평균 두께의 차로 예시하면, 예를 들어, 제2 표층 연화부의 평균 두께로부터 제1 표층 연화부의 평균 두께를 감한 값은, 5㎛ 이상, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 30㎛ 이상, 40㎛ 이상 혹은 50㎛ 이상이어도 되고, 및/또는 300㎛ 이하, 200㎛ 이하, 150㎛ 이하 혹은 100㎛ 이하여도 된다.

(제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 중 적어도 한쪽이 내부 산화층을 포함한다)

상술한 바와 같이, 예를 들어, 탈탄 처리 등에 의해 강판의 표면 부분을 연화하여 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 형성하는 경우에는, 강판 상에 존재하는 FeO로 주로 구성되는 스케일층이나 외부 분위기로부터의 산소가 강 중에 확산되어, Si나 Mn 등의 원소와 결부되어서 강판의 표면 근방에 내부 산화물을 형성하는 경우가 있다. 따라서, 본 발명의 특정한 실시 형태에서는, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 중 적어도 한쪽 또는 양쪽은, 이러한 내부 산화물로 구성되는 내부 산화층을 포함하고 있어도 된다. 표층 연화부가 내부 산화층을 포함하는 경우, 당해 내부 산화층의 두께는 일반적으로 표층 연화부의 두께보다도 작다. 따라서, 예를 들어, 상술한 바와 같이, 제1 표층 연화부의 평균 두께를 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작게 하기 위해서, 제1 표층 연화부의 표면측의 일부를 와이어 브러싱 등으로 제거한 경우에는, 제1 표층 연화부의 표면 근방에 존재하고 있었던 내부 산화층이 깎아내어지는 경우가 있고, 이러한 경우에는, 제2 표층 연화부만이 내부 산화층을 포함하고 있어도 된다.

내부 산화층은, Si, Mn 및/또는 Al을 포함하는 입상 산화물이 강판 내부에 분산된 영역을 포함하는 층을 말하는 것이며, 강판 단면의 연마면을 1000배 이상의 배율로 SEM-EDX(주사형 전자 현미경-에너지 분산형 X선 분광법)에 의해 측정함으로써 관찰하는 것이 가능하다. SEM상은 통상의 2차 전자상이 아니라, 반사 전자상 쪽이 내부 산화층의 두께를 명료하게 관찰할 수 있다. 또한, 간이적인 내부 산화층의 관찰 수단으로서는, 경면 연마한 강판 단면을 1000배 정도의 배율에 의해 광학 현미경으로 관찰하는 것을 들 수 있다.

내부 산화층의 유무에 추가로, 예를 들어, 고주파 글로우 방전 발광 표면 분석 장치(고주파 GDS)를 사용함으로써 내부 산화의 정도를 정량하는 것도 가능하다. 보다 구체적으로 설명하면 표층 연화부가 내부 산화층을 포함하는 경우, 고주파 GDS를 사용하여 강판 표면으로부터 판 두께(깊이) 방향으로 Si를 나타내는 파장의 발광 강도를 분석하면, 강판 표면으로부터 0.2㎛ 초과 10.0㎛ 이하의 깊이 영역에 Si를 나타내는 파장의 발광 강도의 피크가 나타난다. 이것은, 강판이 내부 산화되어 있어, 강판 표면으로부터 0.2㎛ 초과 10.0㎛ 이하의 깊이 영역에 Si 산화물을 포함하는 내부 산화층이 존재하고 있는 것을 의미하는 것이다. 그래서, 이 Si 산화물에 기인하는 강판 표면으로부터 0.2㎛ 초과 10.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 최대 발광 강도 I_max와, 내부 산화물이 존재하지 않거나 또는 비교적 적은 강판 표면으로부터 10.0㎛ 이상 15.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 발광 강도의 평균값 I_ave의 발광 강도비 I_max/I_ave를 측정함으로써, 내부 산화의 정도를 정량하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 특정한 실시 형태에 따르면, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 중 적어도 한쪽이 내부 산화층을 포함하는 경우에는, 당해 내부 산화층은, 고주파 GDS를 사용하여 측정했을 때에 1.3 이상의 발광 강도비 I_max/I_ave를 갖는 것이어도 되고, 여기서, I_max는 강판 표면으로부터 0.2㎛ 초과 10.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 Si 산화물에 기인하는 최대 발광 강도를 의미하고, I_ave는 강판 표면으로부터 10.0㎛ 이상 15.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 발광 강도의 평균값을 의미한다. 예를 들어, 내부 산화층은, 1.4 이상, 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상, 1.8 이상 또는 2.0 이상의 발광 강도비 I_max/I_ave를 갖는 것이어도 된다. 발광 강도비 I_max/I_ave의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 내부 산화층은, 3.0 이하, 2.7 이하 또는 2.5 이하의 발광 강도비 I_max/I_ave를 갖는 것이어도 된다.

고주파 GDS에 의한 발광 강도비 I_max/I_ave의 측정은, 강판 표면을 아르곤 분위기로 하고, 전압을 걸어서 글로우 플라스마를 발생시킨 상태에서 강판 표면을 스퍼터링시키면서 깊이 방향으로 분석함으로써 실시된다. 글로우 플라스마 중에서 원자가 여기되어서 발해지는 원소 특유의 발광 스펙트럼 파장으로부터, 강판에 포함되는 원소를 동정하고, 동정한 원소의 발광 강도로부터 강판에 포함되는 원소의 양적 데이터를 얻을 수 있다. 깊이 방향의 데이터는 스퍼터 시간으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로는, 미리 표준 샘플을 사용하여 스퍼터 시간과 스퍼터 깊이의 관계를 구해 둠으로써, 스퍼터 시간을 스퍼터 깊이로 변환할 수 있다. 따라서, 스퍼터 시간으로부터 변환한 스퍼터 깊이를 강판 표면으로부터의 깊이로서 정의할 수 있다. 이와 같이 하여 정의되는 강판 표면으로부터의 깊이에 기초하여, 고주파 GDS에 의해 측정되는 강판 표면으로부터 0.2㎛ 초과 10.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 Si 산화물에 기인하는 최대 발광 강도 I_max와, 마찬가지로 강판 표면으로부터 10.0㎛ 이상 15.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 발광 강도의 평균값 I_ave로부터 발광 강도비 I_max/I_ave가 결정된다.

(판 두께 중심부 및 그의 바람직한 화학 조성)

본 발명의 실시 형태에 있어서는, 판 두께 중심부는, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 판 두께 1/2 위치에 대응하는 판 두께 중심부의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 요건을 충족시키는 임의의 재료여도 된다. 따라서, 판 두께 중심부의 화학 조성은, 특별히 한정되지 않고 임의의 적절한 화학 조성이어도 된다. 보다 상세하게는, 본 발명은 상기한 바와 같이, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감 가능한 강판을 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 강판의 양측에 당해 강판의 판 두께 중심부보다도 낮은 경도를 갖는 제1 표층 연화부와 제2 표층 연화부를 마련하고, 또한 이들 표층 연화부 간에 경도의 차를 마련하는 것, 보다 구체적으로는 제1 표층 연화부가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖도록 제어함으로써 당해 목적을 달성하는 것이다. 따라서, 강판의 화학 조성, 특히 판 두께 중심부의 화학 조성 그리고 후술하는 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 화학 조성은, 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 필수적인 기술적 특징이 아님은 명확하다. 이하, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판에 적용되는 판 두께 중심부의 바람직한 화학 조성에 대하여 상세하게 설명하지만, 이들 설명은, 단순한 예시를 의도하는 것으로서, 본 발명을 이러한 특정한 화학 조성을 갖는 판 두께 중심부를 사용한 것에 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 또한, 판 두께 중심부에 있어서 표층부와의 경계 부근에서는 표층부와의 합금 원소의 확산에 의해 화학 조성이 경계로부터 충분히 떨어진 위치와 다른 경우가 있다. 그러한 경우, 이하의 판 두께 중심부의 화학 조성은, 판 두께 1/2 위치 부근에서 측정되는 화학 조성을 말하는 것이다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 원소의 함유량의 단위인 「％」는, 특별히 언급이 없는 한 「질량％」를 의미하는 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 수치 범위를 나타내는 「내지」란, 특별히 언급이 없을 경우, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.

(C: 0.050 내지 0.800％)

C는, 강판의 강도를 높이는 데 유효한 원소이다. 또한, C는, ?칭성을 확보하는 데 유효한 원소이기도 하다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서, C 함유량은 0.050％ 이상인 것이 바람직하다. C 함유량은 0.100％ 이상, 0.200％ 이상 또는 0.250％ 이상이어도 된다. 한편, C를 과도하게 함유하면, 인성이 저하하는 경우가 있다. 따라서, C 함유량은 0.800％ 이하인 것이 바람직하다. C 함유량은 0.700％ 이하, 0.600％ 이하, 0.500％ 이하 또는 0.400％ 이하여도 된다.

(Si: 0.01 내지 3.00％)

Si는, ?칭성을 확보하는 데 유효한 원소이다. 또한, Si는, Al과의 합금화를 억제하는 원소이기도 하다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서, Si 함유량은 0.01％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 연성 확보의 관점에서, Si 함유량은 0.30％ 이상 또는 0.50％ 이상이어도 된다. 또한, Si는, 판 두께 중심부에 있어서의 철계 탄화물의 조대화를 억제하여, 강도와 성형성을 높이는 데 유효한 원소이기도 하다. 또한, Si는, 고용 강화에 의해 강판의 고강도화에 기여하는 원소이기도 하다. 이들 관점에서, Si 함유량은 1.00％ 이상 또는 1.20％ 이상이어도 된다. 그러나, Si를 과도하게 함유하면, 판 두께 중심부가 취화되어, 연성이 열화되는 경우가 있다. 이 때문에, Si 함유량은 3.00％인 것이 바람직하다. Si 함유량은 2.50％ 이하, 2.20％ 이하 또는 2.00％ 이하여도 된다.

(Mn: 0.01 내지 10.00％)

Mn은, 강판의 강도를 높이는 데 유효한 원소이다. 또한, Mn은, ?칭성을 확보하는 데 유효한 원소이기도 하다. 이들 효과를 충분히 얻기 위해서, Mn 함유량은 0.01％ 이상인 것이 바람직하다. Mn 함유량은 0.10％ 이상, 1.00％ 이상 또는 1.50％ 이상이어도 된다. 한편, Mn을 과도하게 함유하면, Mn 편석에 기인하여 강판 표층의 경도 분포가 커지는 경우가 있다. 따라서, Mn 함유량은 10.00％ 이하인 것이 바람직하다. Mn 함유량은 8.00％ 이하, 6.00％ 이하, 5.00％ 이하 또는 4.00％ 이하여도 된다.

(Al: 0.001 내지 0.500％)

Al은, 탈산제로서 작용하는 원소이다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서, Al 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Al 함유량은 0.005％ 이상, 0.010％ 이상 또는 0.020％ 이상이어도 된다. 한편, Al을 과도하게 함유하면, 조대한 산화물이 형성되어, 가공성 등의 특성을 열화시킬 우려가 있다. 따라서, Al 함유량은 0.500％ 이하인 것이 바람직하다. Al 함유량은 0.400％ 이하, 0.300％ 이하, 0.200％ 이하 또는 0.100％ 이하여도 된다.

(P: 0.100％ 이하)

P은, 강판의 판 두께 중심부에 편석하는 경향이 있어, 과도하게 함유하면 용접부를 취화시키는 경우가 있다. 따라서, P 함유량은 0.100％ 이하인 것이 바람직하다. P 함유량은 0.080％ 이하, 0.060％ 이하 또는 0.050％ 이하여도 된다. P 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고 0％여도 되지만, 제조 비용의 관점에서 P 함유량은 0％ 초과, 0.001％ 이상 또는 0.005％ 이상이어도 된다.

(S: 0.050％ 이하)

S은, 제조 공정에서 혼입되어, 개재물을 형성하는 원소이다. S를 과도하게 함유하면, 인성 등의 특성을 열화시킬 우려가 있다. 따라서, S 함유량은 0.050％ 이하인 것이 바람직하다. S 함유량은 0.030％ 이하, 0.010％ 이하 또는 0.005％ 이하여도 된다. S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고 0％여도 되지만, 제조 비용의 관점에서 S 함유량은 0％ 초과, 0.0001％ 이상 또는 0.0005％ 이상이어도 된다.

(N: 0.010％ 이하)

N는, 과도하게 함유하면 조대한 질화물을 형성하여, 굽힘성을 열화시키는 경우가 있다. 따라서, N 함유량은 0.010％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, N은, 용접 시의 블로우홀 발생의 원인이 되는 경우가 있는 점에서 적은 편이 바람직하다. 이 때문에, N 함유량은 0.008％ 이하, 0.006％ 이하 또는 0.003％ 이하여도 된다. N 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고 0％여도 되지만, 제조 비용의 관점에서 N 함유량은 0％ 초과, 0.0005％ 이상 또는 0.001％ 이상이어도 된다.

본 발명의 실시 형태에 관계되는 판 두께 중심부의 기본 화학 조성은 상기한 바와 같다. 또한, 당해 판 두께 중심부는, 필요에 따라, 잔부인 Fe의 일부 대신에 이하의 임의 선택 원소 중 적어도 1종을 함유해도 된다. 예를 들어, 판 두께 중심부는, Cr: 0 내지 3.000％, Mo: 0 내지 1.000％, 및 B: 0 내지 0.0100％로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유해도 된다. 또한, 판 두께 중심부는, Ti: 0 내지 0.500％, Nb: 0 내지 0.500％, 및 V: 0 내지 0.500％로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유해도 된다. 또한, 판 두께 중심부는, Cu: 0 내지 0.50％, Ni: 0 내지 0.50％, O: 0 내지 0.020％, W: 0 내지 0.100％, Ta: 0 내지 0.10％, Co: 0 내지 0.50％, Sn: 0 내지 0.050％, Sb: 0 내지 0.050％, As: 0 내지 0.050％, Mg: 0 내지 0.050％, Ca: 0 내지 0.050％, Y: 0 내지 0.050％, Zr: 0 내지 0.050％, La: 0 내지 0.050％, 및 Ce: 0 내지 0.050％로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유해도 된다. 이하, 이들 임의 선택 원소에 대하여 상세하게 설명한다.

(Cr: 0 내지 3.000％)

Cr은, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, Cr은, ?칭성을 향상시키는 원소이기도 하다. Cr 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, Cr 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Cr 함유량은 0.005％ 이상, 0.010％ 이상 또는 0.100％ 이상이어도 된다. 한편, Cr을 과도하게 함유하면, 산세성, 용접성 및/또는 열간 가공성 등이 열화하는 경우가 있다. 이 때문에, Cr 함유량은 3.000％ 이하인 것이 바람직하다. Cr 함유량은 2.500％ 이하, 2.000％ 이하 또는 1.000％ 이하여도 된다.

(Mo: 0 내지 1.000％)

Mo은, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, Mo은, ?칭성을 향상시키는 원소이기도 하다. Mo 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, Mo 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Mo 함유량은 0.005％ 이상, 0.010％ 이상 또는 0.050％ 이상이어도 된다. 한편, Mo를 과도하게 함유하면, 산세성, 용접성 및/또는 열간 가공성 등이 열화하는 경우가 있다. 이 때문에, Mo 함유량은 1.000％ 이하인 것이 바람직하다. Mo 함유량은 0.800％ 이하, 0.600％ 이하 또는 0.400％ 이하여도 된다.

(B: 0 내지 0.0100％)

B는, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, B는, ?칭성을 향상시키는 원소이기도 하다. B 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, B 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. B 함유량은 0.0010％ 이상, 0.0020％ 이상 또는 0.0030％ 이상이어도 된다. 한편, B를 과도하게 함유하면, 산세성, 용접성 및/또는 열간 가공성 등이 열화하는 경우가 있다. 이 때문에, B 함유량은 0.0100％ 이하인 것이 바람직하다. B 함유량은 0.0080％ 이하, 0.0060％ 이하 또는 0.0050％ 이하여도 된다.

(Ti: 0 내지 0.500％, Nb: 0 내지 0.500％, 및 V: 0 내지 0.500％)

Ti, Nb 및 V은, 강화 원소이며, 탄화물의 형성에 의해 강도를 향상시킨다. 또한, Ti, Nb 및 V은, 피닝 효과에 의한 세립화에 기여하는 원소이며, 고용 상태로 존재함으로써 Fe의 확산 속도를 저하시키는 원소이기도 하다. Ti, Nb 및 V 함유량은 0％여도 되지만, 이들 효과를 충분히 얻기 위해서는, Ti, Nb 및 V 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Ti, Nb 및 V 함유량은 0.005％ 이상, 0.010％ 이상 또는 0.100％ 이상이어도 된다. 한편, Ti, Nb 및 V를 과도하게 함유하면, 탄화물이 조대화되어 성형성 등의 특성을 열화시키는 경우가 있다. 따라서, Ti, Nb 및 V 함유량은 0.500％ 이하인 것이 바람직하다. Ti, Nb 및 V 함유량은 0.400％ 이하, 0.300％ 이하 또는 0.200％ 이하여도 된다.

(Cu: 0 내지 0.50％, 및 Ni: 0 내지 0.50％)

Cu 및 Ni은, 강도의 향상에 기여하는 원소이다. Cu 및 Ni 함유량은 0％여도 되지만, 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는, Cu 및 Ni 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. Cu 및 Ni 함유량은 0.005％ 이상, 0.01％ 이상 또는 0.10％ 이상이어도 된다. 한편, Cu 및 Ni를 과도하게 함유하면, 산세성, 용접성 및/또는 열간 가공성 등이 열화하는 경우가 있다. 이 때문에, Cu 및 Ni 함유량은 0.50％ 이하인 것이 바람직하다. Cu 및 Ni 함유량은 0.40％ 이하, 0.30％ 이하 또는 0.20％ 이하여도 된다.

(기타)

또한, 판 두께 중심부는, 이하의 원소를 의도적 또는 불가피하게 함유해도 되고, 그들에 의해 본 발명의 효과가 저해될 일은 없다. 이들 원소는, O: 0 내지 0.020％, W: 0 내지 0.100％, Ta: 0 내지 0.10％, Co: 0 내지 0.50％, Sn: 0 내지 0.050％, Sb: 0 내지 0.050％, As: 0 내지 0.050％, Mg: 0 내지 0.050％, Ca: 0 내지 0.050％, Zr: 0 내지 0.050％, 그리고 Y: 0 내지 0.050％, La: 0 내지 0.050％ 및 Ce: 0 내지 0.050％ 등의 REM(희토류 금속)이다. 이들 원소의 함유량은 각각 0.0001％ 이상 또는 0.001％ 이상이어도 된다.

본 발명의 실시 형태에 관계되는 판 두께 중심부에 있어서, 상기 원소 이외의 잔부는, Fe 및 불순물을 포함한다. 불순물이란, 강판 또는 그의 판 두께 중심부를 공업적으로 제조할 때에, 광석이나 스크랩 등과 같은 원료를 비롯하여, 제조 공정의 다양한 요인에 의해 혼입되는 성분 등이다.

(제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 바람직한 화학 조성)

본 발명의 실시 형태에 있어서는, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부는, 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 평균 비커스 경도를 갖고, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상이면 되고, 그 때문에 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 화학 조성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 단층 강판을 탈탄 처리하여 그 표층 부분을 연화함으로써, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 형성하는 경우, 이들의 화학 조성은, 표면 근방의 탄소 농도가 낮아지는 것 이외에는 기본적으로 판 두께 중심부의 화학 조성과 동등하다.

한편, 단층 강판이 아니라 복층 강판에 의해 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판을 제조하는 경우, 보다 구체적으로는 클래드법 등을 이용하여 판 두께 중심부를 구성하는 모재 강재의 양측에 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 구성하는 2개의 표층용 강재를 적층하는 경우에는, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 강판 강도에 관련하는 특정한 합금 원소, 예를 들어 C, Mn, Cr, Mo, B, Cu 및 Ni 등으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량을 판 두께 중심부의 화학 조성에 대하여 변경해도 된다. 보다 구체적으로는, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하로 하기 위해서, 당해 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 C 함유량은, 판 두께 중심부의 C 함유량의 0.9배 이하인 것이 바람직하고, 0.7배 이하, 0.5배 이하 또는 0.3배 이하여도 된다. 그 대신에 또는 그에 추가로, 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 Mn, Cr 및 Mo 함유량의 총합, B 함유량 그리고/또는 Cu 및 Ni 함유량의 총합이, 각각 대응하는 판 두께 중심부의 원소 함유량 또는 원소 함유량의 총합의 0.9배 이하인 것이 바람직하고, 0.7배 이하, 0.5배 이하 또는 0.3배 이하여도 된다. 다른 원소의 함유량은 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어 판 두께 중심부의 경우와 마찬가지의 함유량이어도 된다.

(인장 강도)

본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 임의의 적절한 인장 강도를 가질 수 있고, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 980MPa 이상의 인장 강도를 갖는 것이 바람직하다. 고강도강은 수소 취화에 대하여 특히 민감한 것이 일반적으로 알려져 있다. 또한, 고강도 강판을 전단 가공한 경우에는, 비교적 낮은 인장 강도를 갖는 강판의 경우와 비교하여, 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력은 일반적으로 커진다. 따라서, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판이 980MPa 이상의 높은 인장 강도를 갖는 경우에는, 동일한 인장 강도를 갖는 종래의 강판을 전단 가공한 경우와 비교하여, 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력의 저감 효과가 현저하고, 따라서 내수소 취화성의 향상이 특히 현저한 것이 된다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 980MPa를 크게 초과하는 인장 강도를 갖는 경우에도, 동일한 인장 강도를 갖는 종래의 강판을 전단 가공한 경우와 비교하여, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 충분히 저감하는 것이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 실시 형태에 있어서는, 강판의 인장 강도는 1080MPa 이상, 1180MPa 이상, 1250MPa 이상, 1300MPa 이상, 또는 1470MPa 이상이어도 된다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 강판의 인장 강도는 2500MPa 이하, 2200MPa 이하 또는 2000MPa 이하여도 된다. 인장 강도는, 강판의 압연 방향에 직각인 방향으로부터 JIS 5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z2241(2011)에 준거하여 인장 시험을 행함으로써 측정된다.

(판 두께)

본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 6.0㎜ 이하, 보다 구체적으로는 0.8 내지 6.0㎜의 판 두께를 갖는다. 강판의 판 두께를 6.0㎜ 이하 등의 전단 가공에 의해 적합한 판 두께로 함으로써, 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력의 저감 효과를 보다 현저한 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 판 두께는 1.0㎜ 이상 혹은 2.0㎜ 이상이어도 되고, 및/또는 5.5㎜ 이하, 5.0㎜ 이하, 4.5㎜ 이하, 4.0㎜ 이하 혹은 3.0㎜ 이하여도 된다.

(도금)

본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판의 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 중 적어도 한쪽의 표면에 내식성의 향상 등을 목적으로 하여, 도금층을 형성해도 된다. 도금층은, 전기 도금층 및 용융 도금층 중 어느 것이어도 된다. 전기 도금층은, 예를 들어, 전기 아연 도금층, 전기 Zn-Ni 합금 도금층 등을 포함한다. 용융 도금층은, 예를 들어, 용융 아연 도금층, 합금화 용융 아연 도금층, 용융 알루미늄 도금층, 용융 Zn-Al 합금 도금층, 용융 Zn-Al-Mg 합금 도금층, 용융 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금층 등을 포함한다. 도금층의 부착량은, 특별히 제한되지 않고 일반적인 부착량이어도 된다.

<강판의 제조 방법>

이어서, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하의 설명은, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판을 제조하기 위한 특징적인 방법의 예시를 의도하는 것으로서, 당해 강판을 이하에 설명하는 바와 같은 제조 방법에 의해 제조되는 것에 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다.

본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 예를 들어, 탈탄 처리를 이용하여 단층 강판의 양측에 탈탄층(제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부)을 형성함으로써 제조하는 것이 가능하다. 강판은, 일반적으로 주조 공정, 열간 압연·권취 공정, 산세 공정, 냉간 압연 공정, 어닐링 공정, 필요에 따라 도금 공정 등의 복수의 공정을 거쳐서 제조되지만, 탈탄 처리를 이용한 탈탄층의 형성은, 예를 들어 열간 압연·권취 공정 및/또는 어닐링 공정에 있어서 실시하는 것이 가능하다. 이하에서는, 주로 열간 압연·권취 공정에 있어서 탈탄층을 형성하는 경우와 어닐링 공정에 있어서 탈탄층을 형성하는 경우에 대하여 설명하지만, 당연히 양쪽의 공정에 있어서 탈탄층을 형성하고, 그에 의하여 제1 및 제2 표층 연화부를 형성해도 된다.

(열간 압연·권취 공정에서의 탈탄층의 형성 그리고 그것에 관련하는 제1 및 제2 표층 연화부의 형성)

일반적으로, 열간 압연·권취 공정에서는, 주조된 슬래브가 대기 분위기 등의 산화성 분위기 하에서 약 1100 내지 1350℃의 온도로 가열되고, 이어서 조압연 및 마무리 압연이 실시되고, 얻어진 열연 강판이 예를 들어 약 700℃ 이하의 권취 온도에서 권취된다. 즉, 열간 압연·권취 공정에서는, 강재가 비교적 고온 하에서 산화성 분위기 중에 노출되기 때문에, 열연 강판의 표면 근방의 탄소가 대기 분위기 중의 산소와 결합하여 CO₂로서 방출되어, 당해 표면 근방의 탄소 농도가 저하되는 현상(즉 탈탄)이 발생하는 경우가 있다. 이것에 관련하여, 당해 탈탄의 정도는, 열간 압연 시의 온도, 권취 온도 그리고 이들 조작의 분위기 및 시간 등을 적절하게 선택함으로써 제어할 수 있기 때문에, 이러한 탈탄에 기초하여 원하는 평균 비커스 경도를 갖는 탈탄층(표층 연화부)을 강판의 양측에 형성하는 것이 가능하다. 특히, 열간 압연 후의 권취 온도는, 탈탄의 정도를 제어함에 있어서 유효한 파라미터이며, 예를 들어, 당해 권취 온도는 600℃ 이상으로 함으로써 탈탄을 촉진시키는 것이 가능하다.

이어서, 얻어진 열연 강판을 산세한 후, 예를 들어 와이어 브러싱이나 쇼트 블라스트 등의 처리를 열연 강판의 한쪽(제1 표층 연화부측)의 표면에만 실시함으로써, 한쪽의 표층 연화부의 평균 두께가 다른 쪽의 표층 연화부의 평균 두께보다도 작은 열연 강판을 얻을 수 있다. 탈탄층은, 표면에 가까울수록 탄소 농도가 낮아지기 때문에, 그에 따라 표면에 가까울수록 비커스 경도가 낮아지는 경도 분포를 일반적으로 갖는다. 따라서, 상기와 같이 한쪽의 표층 연화부의 표면측의 일부를 와이어 브러싱 등으로 제거하여, 그의 평균 두께를 다른 쪽의 표층 연화부의 평균 두께보다도 작게 함으로써, 한쪽의 표층 연화부의 보다 낮은 비커스 경도를 갖는 표면 부분이 제거되게 되고, 그 결과 당해 한쪽의 표층 연화부(제1 표층 연화부)의 평균 비커스 경도를 다른 쪽의 표층 연화부(제2 표층 연화부)의 평균 비커스 경도에 비하여 높게 하는 것이 가능하게 된다.

와이어 브러싱을 이용하는 경우, 브러시의 회전수(rpm)를 변경함으로써 연삭량을 원하는 범위로 조정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 표층 연화부측의 브러시 회전수를 제2 표층 연화부측보다도 크게 함으로써, 제1 표층 연화부를 제2 표층 연화부보다도 얇게 하고, 그 결과로서 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도에 비하여 높게 하는 것도 가능하다. 또한, 쇼트 블라스트와 비교하면, 와이어 브러싱은 연삭력이 강하기 때문에, 탈탄층을 제거한다고 하는 관점에서는, 와이어 브러싱을 이용하는 것이 바람직하다.

제1 표층 연화부측으로부터의 우선적인 균열 진전을 보다 확실하게 한다고 하는 관점에서는, 제1 표층 연화부의 평균 두께가 제2 표층 연화부의 평균 두께의 바람직하게는 4/5 이하, 보다 바람직하게는 3/4 이하, 가장 바람직하게는 1/2 이하로 되도록, 와이어 브러싱이나 쇼트 블라스트 등의 처리를 열연 강판의 제1 표층 연화부측의 표면에 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 얻어진 열연 강판을 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판으로 해도 되고, 혹은 당해 열연 강판을, 계속하여 냉간 압연 공정, 어닐링 공정, 도금 공정 등에 있어서 처리하고, 얻어진 냉연 강판 또는 도금 강판을 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판으로 해도 된다. 상기 각 공정의 구체적인 조건에 대해서는, 특별히 한정되지 않고 강종, 강판의 용도 및 원하는 특성 등에 따라서 적절한 조건을 적절히 선택하면 된다. 어닐링 공정에 대해서는, 탈탄이 발생하지 않는 조건 하에서 행하는 경우에는, 예를 들어 저노점(보다 구체적으로는 -30℃ 이하 또는 -40℃ 이하 등의 저노점)의 비산화성 분위기 하(보다 구체적으로는 1 내지 10％의 수소를 포함하는 질소 분위기 하)에서 행하는 것이 바람직하다. 어닐링 공정에서의 가열 시간 및 유지 시간은, 원하는 강도나 조직에 따라서 적절하게 선택할 수 있고, 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 750 내지 900℃ 및 30 내지 600초의 범위로부터 선택할 수 있다.

탈탄층을 형성할 때에는, 외부 분위기로부터의 산소가 강 중에 확산됨으로써 강판의 표면 근방에 내부 산화물도 전형적으로 형성된다. 그러나, 이러한 내부 산화물에 의해 구성되는 내부 산화층은 탈탄층에 비하여 두께가 일반적으로 작다. 따라서, 제1 표층 연화부의 표면측의 일부를 와이어 브러싱 등으로 제거한 경우에는, 당해 제1 표층 연화부의 표면 근방에 존재하고 있었던 내부 산화층이 깎아내어지는 경우가 있고, 이러한 경우에는, 제2 표층 연화부만이 내부 산화층을 포함하는 경우가 있다.

(어닐링 공정에서의 탈탄층의 형성 그리고 그것에 관련하는 제1 및 제2 표층 연화부의 형성)

예를 들어, 앞선 열간 압연·권취 공정에 있어서 탈탄이 발생하지 않는 조건 하(예를 들어, 권취 온도가 600℃ 미만인 조건 하)에서 처리를 행함으로써 열연 강판을 얻고, 이어서 산세 공정, 냉간 압연 공정을 거친 후, 어닐링 공정에 있어서 탈탄 처리를 행해도 된다. 강판 표면으로부터의 탈탄 반응의 속도는 분위기 중의 산소 포텐셜에 일반적으로 의존하는 점에서, 예를 들어, 어닐링 공정에 있어서, 로내 분위기의 노점을 높게 하여 로내 분위기의 산소 포텐셜을 높임으로써, 강판 표면으로부터의 탈탄 반응을 촉진시키는 것이 가능하다. 산소 포텐셜은, 일반적으로 어닐링로 내의 수증기 분압 P_H2O를 수소 분압 P_H2로 제산한 값의 대수 log(P_H2O/P_H2)로 표현된다. 이 때문에, 탈탄 처리를 행하는 경우에는, 어닐링로 내의 노점과 수소 분압을 적절하게 제어할 필요가 있는데, 1 내지 10％의 수소를 포함하는 질소 분위기 하에서 어닐링을 행하는 경우, 일반적으로는 노점을 -20℃ 이상으로 제어함으로써 탈탄 반응을 발생시키는 것이 가능하고, 노점을 0℃ 이상으로 제어함으로써 탈탄 반응을 촉진시키는 것이 가능하다.

이에 관련하여, 예를 들어, 상기 어닐링 공정에 앞서, 와이어 브러싱이나 쇼트 블라스트 등의 처리를 냉연 강판의 제2 표층 연화부측의 표면에만 실시해도 된다. 쇼트 블라스트 등으로 처리함으로써, 냉연 강판의 제2 표층 연화부측의 표면 조도를 높게 할 수 있고, 그 때문에 당해 제2 표층 연화부측의 표면적을 제1 표층 연화부측의 표면적에 비하여 크게 할 수 있다. 이 경우에는, 그 후의 어닐링 공정에 있어서, 냉연 강판의 제2 표층 연화부측의 표면의 탈탄 반응을 촉진시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과로서, 제1 표층 연화부의 평균 두께가 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작은 냉연 강판을 얻을 수 있다. 이 경우, 제1 표층 연화부에서는, 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하로 된 위치로부터 표면까지의 평균 두께가 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작고, 이들의 평균 두께는 표면에 가까울수록 비커스 경도가 낮아지는 경도 분포를 갖기 때문에, 그 결과 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도는 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도에 비하여 높아진다.

혹은 또한, 상기 어닐링 공정에 앞서, 와이어 브러싱이나 쇼트 블라스트 등의 처리를 냉연 강판의 양측에 실시하고, 또한 당해 처리의 정도를 냉연 강판의 양측에서 변화시켜도 된다. 이 경우에는, 냉연 강판의 양측에서 표면 조도에 차이가 발생하기 때문에, 보다 표면 조도가 높은 측(제2 표층 연화부측)에서는, 보다 큰 표면적에 기인하여 그 후의 어닐링 공정에 있어서 탈탄 반응이 촉진된다. 그 결과로서, 마찬가지로, 제1 표층 연화부의 평균 두께가 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작은 냉연 강판을 얻을 수 있고, 즉 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도에 비하여 높게 하는 것이 가능하게 된다.

쇼트 블라스트를 이용하는 경우, 블라스트재의 유량(kg/min·㎟) 등을 변경함으로써 표면 조도를 원하는 범위로 조정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 표층 연화부측의 블라스트재 유량을 제2 표층 연화부측보다도 작게 함으로써, 제2 표층 연화부측의 표면 조도를 높게 하여 당해 제2 표층 연화부측에서 탈탄 반응을 촉진시키고, 그 결과로서 제1 표층 연화부를 제2 표층 연화부보다도 얇게 하여, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도에 비하여 높게 하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이, 탈탄층을 형성할 때에는, 강판의 표면 근방에 내부 산화물도 전형적으로 형성되기 때문에, 탈탄 반응이 촉진되는 조건 하에서는, 당연히 내부 산화도 촉진되게 된다. 따라서, 예를 들어, 상기에서 설명한 바와 같이, 열간 압연 후에 600℃ 이상의 고온 하에서 열연 강판의 권취를 행함과 함께, -20℃ 이상 또는 0℃ 이상의 비교적 높은 산소 포텐셜의 로내 분위기에 있어서 어닐링 공정을 실시한 경우에는, 이러한 고온 권취나 고산소 포텐셜 하에서의 어닐링을 행하지 않았거나 또는 그들 중 한쪽만을 행한 경우와 비교하여, 강판에 있어서의 내부 산화의 정도, 예를 들어 앞서 설명한 발광 강도비 I_max/I_ave는 높아지는 경향이 있다. 또한, 이것에 추가로, 어닐링 공정 전에 와이어 브러싱이나 쇼트 블라스트 등의 처리를 실시한 경우에는, 탈탄 반응이 더 촉진되기 때문에, 그에 따라 발광 강도비 I_max/I_ave도 더욱 높아진다.

(클래드법을 이용한 제조 방법)

탈탄 처리를 이용하는 경우 이외에도, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 당업자에게 공지된 임의의 적절한 방법에 의해 제조하는 것이 가능하다. 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 클래드법을 이용하여 제조할 수 있다. 이 경우, 강판의 제조 방법은, 판 두께 중심부를 구성하는 모재 강재의 양측에 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 구성하는 2개의 표층용 강재를 적층하여 복층 강재를 형성하는 적층 공정, 얻어진 복층 강재를 열간 압연하는 열간 압연 공정, 및 열간 압연된 복층 강재를 냉각하는 냉각 공정, 필요에 따라 권취 공정, 냉간 압연 공정, 어닐링 공정, 도금 공정 등을 더 포함하고 있어도 된다.

적층 공정에서는, 예를 들어, 상기에서 설명한 화학 조성을 갖는 판 두께 중심부를 구성하는 모재 강판이며, 그 표면을 탈지한 모재 강판의 양측에, 마찬가지로 상기에서 설명한 화학 조성을 갖는 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 구성하는 2개의 표층용 강재를 적층하고, 아크 용접 등으로 접합함으로써 복층 강재를 형성할 수 있다. 이때, 2개의 표층용 강재의 사이에서 화학 조성의 일부의 원소의 함유량(예를 들어, 특히 강판 강도에 관련하는 C, Mn, Cr, Mo, B, Cu 및 Ni 등 중 적어도 1종의 원소의 함유량)을 변경하여, 최종적으로 얻어지는 강판의 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도보다도 높아지게 해도 된다.

열간 압연 공정에서는, 먼저 복층 강재가 일반적으로 1100 내지 1350℃의 온도로 가열되고, 이어서 열간 압연의 완료 온도가 800℃ 이상이 되는 조건 하에서 열간 압연이 행하여진다. 열간 압연의 완료 온도가 너무 낮으면, 압연 반력이 높아져서, 원하는 판 두께를 안정적으로 얻는 것이 곤란해지기 때문이다. 기타, 각 공정의 구체적인 조건에 대해서는, 특별히 한정되지 않고 강종, 강판의 용도 및 원하는 특성 등에 따라서 적절한 조건을 적절히 선택하면 된다. 예를 들어, 모재 강재에 저온 변태 조직을 생성시켜서 고강도 강판을 얻기 위해서, 권취 공정에서의 권취 온도를 비교적 저온, 보다 구체적으로는 600℃ 이하, 특히는 400℃ 이하로 해도 된다.

본 발명의 실시 형태에 관계되는 강판은, 상기한 바와 같이, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력의 저감 효과가 우수하고, 그 때문에 전단 가공에 있어서 적용되기(즉 전단 가공용 강판으로서 사용되기)에 적합하다. 전단 가공에서는, 일반적으로는 펀치측에 강판의 제1 표층 연화부 그리고 다이측에 강판의 제2 표층 연화부를 배치하여 절단을 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 펀치측의 제1 표층 연화부로부터 균열이 진전하여 목적물인 가공재의 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감할 수 있고, 그 결과 당해 가공재에 있어서의 전단 단부면의 내수소 취화성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 한편, 다이측에 강판의 제1 표층 연화부 그리고 펀치측에 강판의 제2 표층 연화부를 배치하여 전단 가공을 행한 경우에는, 다이측의 제1 표층 연화부로부터 균열이 진전하여 스크랩의 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감하게 된다. 따라서, 이러한 경우에는, 얻어진 스크랩을 어떠한 제품에 이용하는 것도 가능하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다.

실시예

본예에서는, 먼저, 표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 판 두께 20㎜의 연속 주조 슬래브를 1100 내지 1350℃의 범위 내의 소정의 온도로 가열하고, 열간 압연의 완료 온도가 800℃ 이상이 되는 조건 하에서 열간 압연을 실시하고, 이어서 표 2에 나타내는 권취 온도에서 권취하고, 또한 산세하여 판 두께가 약 2.4㎜인 열연 강판을 얻었다. 이어서, 필요에 따라 당해 열연 강판의 제1 및 제2 표층 연화부측 중 한쪽 또는 양쪽에 표 2에 나타내는 브러시 회전수로 와이어 브러싱을 실시하고, 이어서 냉간 압연을 실시하였다. 이어서, 필요에 따라 강판의 제1 및 제2 표층 연화부측 중 한쪽 또는 양쪽에 표 2에 나타내는 블라스트재 유량으로 쇼트 블라스트를 실시하고, 마지막으로 표 2에 나타내는 조건 하에서 어닐링을 실시하여 제품의 냉연 강판을 얻었다. 얻어진 냉연 강판으로부터 채취한 시료에 대해서, 판 두께 중심부에 상당하는 부분의 화학 조성을 분석한 바, 표 1에 나타내는 화학 조성과 거의 변화가 없었다.

얻어진 냉연 강판의 특성은 이하의 방법에 의해 측정 및 평가하였다.

[판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도, 그리고 제1 및 제2 표층 연화부의 평균 두께]

제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 두께는 이하와 같이 하여 결정하였다. 먼저, 강판의 판 두께 1/2 위치로부터 제1 표층 연화부측의 표면을 향하여 판 두께 방향으로 판 두께의 5％의 간격으로, 그 판 두께 방향 위치에서의 비커스 경도를 압입 하중 100g중으로 측정하고, 이어서 그 위치로부터 판 두께에 수직인 방향이며 또한 압연 방향에 평행한 선 상에 마찬가지로 압입 하중 100g중으로 합계 5점의 비커스 경도를 측정하고, 그들의 평균값을 그 판 두께 방향 위치에서의 평균 비커스 경도로 하였다. 판 두께 방향 및 압연 방향으로 배열하는 각 측정점의 간격은, 압흔의 4배 이상의 거리로 하였다. 각 측정점의 간격을 압흔의 4배 이상의 거리로 하면서 표면으로부터 판 두께 방향으로 직선적으로 타각하는 것이 어려울 경우에는, 각 측정점의 간격을 압흔의 4배 이상의 거리로 하면서 표면으로부터 판 두께 방향으로 지그재그로 타각하였다. 어떤 판 두께 방향 위치에서의 평균 비커스 경도가, 마찬가지로 측정한 판 두께 1/2 위치에서의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하로 되었을 때, 그 위치로부터 표면측을 제1 표층 연화부라고 정의하고, 제1 표층 연화부의 평균 두께(㎛)를 결정하였다. 제2 표층 연화부에 대해서도 제1 표층 연화부의 경우와 마찬가지로 측정함으로써, 제2 표층 연화부의 평균 두께를 결정하였다.

[제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도]

상기와 같이 하여 획정된 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 내에서 랜덤하게 10점의 비커스 경도를 압입 하중 100g중으로 측정하고, 그들의 평균값을 산출함으로써 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 결정하였다.

[내부 산화층의 유무]

내부 산화층의 유무는, 강판 단면의 연마면을 1000배 이상의 배율로 SEM-EDX에 의해 측정하고, Si, Mn 및/또는 Al을 포함하는 입상 산화물이 관찰되는지 여부에 의해 판별하였다.

[고주파 GDS에 의한 발광 강도비 I_max/I_ave의 측정]

고주파 GDS에 의한 발광 강도비 I_max/I_ave의 측정은, 강판 표면을 아르곤 분위기로 하고, 전압을 걸어서 글로우 플라스마를 발생시킨 상태에서 강판 표면을 스퍼터링시키면서 깊이 방향으로 분석함으로써 실시하였다. 미리 표준 샘플을 사용하여 스퍼터 시간과 스퍼터 깊이의 관계를 구해 두고, 스퍼터 시간으로부터 변환한 스퍼터 깊이를 강판 표면으로부터의 깊이로서 정의하였다. 이와 같이 하여 정의한 강판 표면으로부터의 깊이에 기초하여, 고주파 GDS에 의해 측정한 강판 표면으로부터 0.2㎛ 초과 10.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 Si 산화물에 기인하는 최대 발광 강도 I_max와, 마찬가지로 강판 표면으로부터 10.0㎛ 이상 15.0㎛ 이하의 깊이 영역에 있어서의 발광 강도의 평균값 I_ave로부터 발광 강도비 I_max/I_ave를 결정하였다.

[인장 강도]

인장 강도는, 냉연 강판의 압연 방향에 직각인 방향으로부터 JIS 5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z2241(2011)에 준거하여 인장 시험을 행함으로써 측정하였다.

[인장 잔류 응력]

냉연 강판을 전단 가공하고, 냉연 강판의 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 측정하였다. 구체적으로는, 펀치측에 냉연 강판의 제1 표층 연화부 그리고 다이측에 냉연 강판의 제2 표층 연화부를 배치하고, 펀치와 다이를 상대적으로 이동시킴으로써 냉연 강판을 펀치로 펀칭하고, 다이 상에 전단 단부면을 갖는 가공재를 얻었다. 이어서, 당해 가공재의 판 두께 방향의 중심 위치(파단면에 대응)에 있어서, 스폿 직경 φ500㎛로 X선에 의한 잔류 응력 측정을 실시했다(판 폭 방향으로 다른 3군데). 잔류 응력의 측정 방향은, 판 두께 방향, 판 폭 방향, 판 두께로부터 45도 방향의 3방향으로 하고, 잔류 응력의 산출에는 sin²ψ법을 사용하였다. 단부면 법선 방향의 잔류 응력을 제로로 가정하고, 산출한 3방향의 잔류 응력으로부터 최대 주응력을 산출하였다. 3군데에서 산출한 최대 주응력의 값을 평균함으로써 각 가공재의 인장 잔류 응력을 결정하였다. 인장 잔류 응력과 인장 강도의 비(인장 잔류 응력/인장 강도)가 0.90 이하인 경우를, 전단 가공 시에 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 저감 가능한 강판으로서 평가하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3을 참조하면, 비교예 10 및 11에서는, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도가 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 미만이었기 때문에, 펀치측의 제1 표층 연화부로부터 우선적으로 균열을 진전시킬 수 없었다. 그 결과로서, 가공재의 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 충분히 저감할 수 없었다. 비교예 12 및 14에서는, 열간 압연·권취 공정 및 어닐링 공정에 있어서 탈탄이 충분히 발생하지 않았기 때문에, 강판의 양측에 표층 연화부를 형성할 수 없었다. 그 결과로서, 가공재의 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 충분히 저감할 수 없었다.

이것과는 대조적으로, 발명예 1 내지 9, 13 및 15 내지 17에서는, 제1 표층 연화부의 평균 비커스 경도를 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상이 되도록 제어함으로써, 펀치측의 제1 표층 연화부로부터 우선적으로 균열을 진전시킬 수 있고, 그 결과 가공재의 전단 단부면에 발생하는 인장 잔류 응력을 현저하게 저감할 수 있었다.

1: 전단 단부면
1a: 처짐
1b: 파단면
1bx: 제1 부분
1by: 제2 부분
1c: 버
1dx: 제1 균열
1dy: 제2 균열
1e: 전단면
5: 강판
10: 가공재
10a: 제1 면
10b: 제2 면
11: 강판의 일부
12: 강판의 타부
15: 스크랩
21: 제1 날
22: 제2 날

Claims (9)

1. 판 두께 중심부와, 해당 판 두께 중심부의 양측에 각각 배치된 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부를 포함하고,
   상기 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부가 10㎛ 이상의 평균 두께를 갖고, 또한 판 두께 1/2 위치의 평균 비커스 경도의 0.90배 이하의 평균 비커스 경도를 갖고,
   상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 1.05배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는, 강판.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 비커스 경도의 2.00배 이상의 평균 비커스 경도를 갖는, 강판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 두께보다도 작은 평균 두께를 갖는, 강판.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 표층 연화부가 상기 제2 표층 연화부의 평균 두께의 1/2 이하의 평균 두께를 갖는, 강판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 표층 연화부 및 제2 표층 연화부 중 적어도 한쪽이 내부 산화층을 포함하는, 강판.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 인장 강도가 980MPa 이상인, 강판.
7. 제6항에 있어서, 인장 강도가 1470MPa 이상인, 강판.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 판 두께 중심부가, 질량％로,
   C: 0.050 내지 0.800％,
   Si: 0.01 내지 3.00％,
   Mn: 0.01 내지 10.00％,
   Al: 0.001 내지 0.500％,
   P: 0.100％ 이하,
   S: 0.050％ 이하,
   N: 0.010％ 이하,
   Cr: 0 내지 3.000％,
   Mo: 0 내지 1.000％,
   B: 0 내지 0.0100％,
   Ti: 0 내지 0.500％,
   Nb: 0 내지 0.500％,
   V: 0 내지 0.500％,
   Cu: 0 내지 0.50％,
   Ni: 0 내지 0.50％,
   O: 0 내지 0.020％,
   W: 0 내지 0.100％,
   Ta: 0 내지 0.10％,
   Co: 0 내지 0.50％,
   Sn: 0 내지 0.050％,
   Sb: 0 내지 0.050％,
   As: 0 내지 0.050％,
   Mg: 0 내지 0.050％,
   Ca: 0 내지 0.050％,
   Y: 0 내지 0.050％,
   Zr: 0 내지 0.050％,
   La: 0 내지 0.050％,
   Ce: 0 내지 0.050％, 그리고
   잔부: Fe 및 불순물
   을 포함하는 화학 조성을 갖는, 강판.
9. 제8항에 있어서, 상기 화학 조성이, 질량％로,
   Cr: 0.001 내지 3.000％,
   Mo: 0.001 내지 1.000％,
   B: 0.0001 내지 0.0100％,
   Ti: 0.001 내지 0.500％,
   Nb: 0.001 내지 0.500％,
   V: 0.001 내지 0.500％,
   Cu: 0.001 내지 0.50％,
   Ni: 0.001 내지 0.50％,
   O: 0.0001 내지 0.020％,
   W: 0.001 내지 0.100％,
   Ta: 0.001 내지 0.10％,
   Co: 0.001 내지 0.50％,
   Sn: 0.001 내지 0.050％,
   Sb: 0.001 내지 0.050％,
   As: 0.001 내지 0.050％,
   Mg: 0.0001 내지 0.050％,
   Ca: 0.001 내지 0.050％,
   Y: 0.001 내지 0.050％,
   Zr: 0.001 내지 0.050％,
   La: 0.001 내지 0.050％, 및
   Ce: 0.001 내지 0.050％
   로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는, 강판.

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