KR100907115B1

KR100907115B1 - 고영율 강판, 이를 이용한 용융 아연 도금 강판, 합금화용융 아연 도금 강판 및 고영율 강관 및 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR100907115B1
Application number: KR1020077001720A
Authority: KR
Inventors: 나쯔꼬 스기우라; 나오끼 요시나가; 지 히와따시; 마나부 다까하시; 고오지 한야; 노부요시 우노; 료오이찌 간노; 아끼히로 미야사까; 다께히데 세누마
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2009-07-09
Also published as: US8057913B2; KR100960167B1; US8802241B2; EP1806421B1; KR20070040798A; EP1806421A1; KR20090031959A; US20120077051A1; US20080008901A1; WO2006011503A1; CA2575241A1; EP2700730A2; CA2575241C; EP2700730A3; EP1806421A4; ES2523760T3

Abstract

이 고영율 강판의 일 형태는 질량 ％로, C : 0.0005 내지 O.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 2.7 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo ＝ 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 판 두께의 1/8층에 있어서의 {101}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상, 압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과이다. 고영율 강판의 다른 형태는 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : O.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하, 또한 Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : (48/14 × N) ％ 이상 0.2 ％ 이하, B : O.O001 내지 0.01 ％ 중 1종 또는 2종 이상을 합계로 0.015 내지 1.91 질량 ％ 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223> 및/또는 {110}<111>의 극밀도가 10 이상, 압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과이다.

고영률 강판, 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판, 고영률 강관, 압연 롤

Description

고영율 강판, 이를 이용한 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판 및 고영율 강관 및 이들의 제조 방법{HIGH YOUNG'S MODULUS STEEL PLATE, ZINC HOT DIP GALVANIZED STEEL SHEET USING THE SAME, ALLOYED ZINC HOT DIP GALVANIZED STEEL SHEET, HIGH YOUNG'S MODULUS STEEL PIPE, AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 고영율 강판, 이를 이용한 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판 및 고영율 강관 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은 2004년 7월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제2004-218132호 공보, 2004년 11월 15일에 출원된 일본 특허 출원 제2004-330578호 공보, 2005년 1월 27일에 출원된 일본 특허 출원 제2005-019942호 공보, 2005년 7월 15일에 출원된 일본 특허 출원 제2005-207043호 공보에 대해 우선권을 주장하여 그 내용을 여기에 원용한다.

영율을 높이는 기술에 대해서는 지금까지도 다수의 보고가 있다. 그 대부분이 압연 방향(RD)과, 압연 방향(RD)에 대해 직각인 폭 방향(TD)의 영율을 높이는 기술에 관한 것이다.

특허문헌 1 내지 9 등은 모두 압연을 α＋γ₂ 상 영역에서 행함으로써, TD 방향의 영율을 높이는 기술을 개시하고 있다.

또한, 특허문헌 10은 표층에 Ar₃ 변태점 미만에서의 압연을 부가함으로써, TD 방향의 영율을 높이는 기술을 개시하고 있다.

또한, TD 방향의 영율과 동시에 RD 방향의 영율을 높이는 기술에 관한 개시도 있다. 즉, 특허문헌 11은 일정 방향으로의 압연에 부가하여 그것과 직각인 폭 방향의 압연을 실시함으로써 양쪽의 영율을 높이는 것이다. 그러나, 박판의 연속 열연 프로세스에 있어서는, 압연 방향을 도중에 변화시키는 것은 생산성을 현저하게 저해하므로, 현실적이지 않다.

또한, 특허문헌 12는 영율이 높은 냉간 압연 강판에 관한 기술을 개시하고 있지만, 이것도 TD 방향의 영율은 높지만, RD 방향의 영율이 높은 것은 아니다.

또한, 특허문헌 13은 Mo, Nb, B를 복합 첨가하여 영율을 향상시키는 기술을 개시하고 있지만, 열연 조건이 전혀 다르기 때문에, TD 방향의 영율은 높지만, RD 방향의 영율이 높은 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 종래에도 고영율 강판이라 칭하는 것은 존재했지만, 모두 압연 방향(RD)과 폭 방향(TD)의 영율이 높은 강판이었다. 그런데, 강판의 폭은 최대라도 2 m 정도이고, 영율 최대의 방향을 부재의 길이 방향으로 하는 경우에는 그 길이를 폭 이상으로 할 수는 없었다. 따라서, 긴 부재에 대해서는 압연 방향의 영율이 높은 강판이 요구되고 있었다. 또한, 제조법에 대해서도 압연 반력이 변동되 기 쉬운 α＋γ 영역에서의 열연이 전제로 되어 있어 생산성에 문제가 있었다.

또한, 강판을 자동차용이나 건재용 부품에 가공할 때, 형상 동결성이 큰 문제가 된다. 예를 들어, 굴곡 가공을 행한 후, 하중이 덜어질 때에 강판이 본래의 형상으로 복귀하고자 하는 스프링 백 현상이 일어나기 때문에, 원하는 형상을 얻을 수 없다는 문제점이 있었다. 이 현상은 고강도화에 수반하여 현재화되기 때문에, 고강도 강판을 부재에 적용할 때의 장애가 되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 소59-83721호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허 공개 평5-263191호 공보

특허문헌 3 : 일본 특허 공개 평8-283842호 공보

특허문헌 4 : 일본 특허 공개 평8-311541호 공보

특허문헌 5 : 일본 특허 공개 평9-53118호 공보

특허문헌 6 : 일본 특허 공개 평4-136120호 공보

특허문헌 7 : 일본 특허 공개 평4-141519호 공보

특허문헌 8 : 일본 특허 공개 평4-147916호 공보

특허문헌 9 : 일본 특허 공개 평4-293719호 공보

특허문헌 10 : 일본 특허 공개 평4-143216호 공보

특허문헌 11 : 일본 특허 공개 평4-147917호 공보

특허문헌 12 : 일본 특허 공개 평5-255804호 공보

특허문헌 13 : 일본 특허 공개 평08-1311541호 공보

본 발명은 상기한 사정에 비추어 이루어진 것이며、압연 방향(RD 방향)의 영율이 우수한 고영율 강판, 이를 이용한 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판 및 고영율 강관 및 이들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기한 목표를 달성하기 위해 예의 연구를 수행하여, 이하에 서술하는 바와 같은 종래에 없는 지견을 얻었다.

즉, C, Si, Mn, P, S, Mo, B 및 Al, 또는 C, Si, Mn, P, S, Mo, B, Al, N, Nb 및 Ti를 소정량 함유하는 강의 표면 근방에 소정의 집합 조직을 발달하게 함으로써, 압연 방향의 영율이 높은 강판을 발명하는 데 성공한 것이다.

또한, 본 발명에 의해 얻을 수 있는 강판은, 표면 근방에서는 240 ㎬ 이상의 특히 높은 영율을 얻을 수 있으므로 굴곡 강성이 현저하게 향상되고, 예를 들어 형상 동결성도 현저하게 개선된다. 고강도화에 수반하여 스프링 백 등의 형상 동결 불량의 정도가 커지는 요인은, 프레스 변형 시에 가해진 하중이 덜어졌을 때의 복귀량이 큰 것에 있다. 따라서, 영율을 높게 하면, 복귀량을 억제하여 스프링 백을 저감시키는 것이 가능해진다. 부가하여, 굴곡 변형 시에는 굴곡 모멘트가 큰 표층 부근의 변형 거동이 형상 동결성에 현저한 영향을 미치기 때문에, 표층만의 영율을 향상시킴으로써 현저한 개선이 가능하다.

본 발명은 이와 같은 사상과 새지견을 기초로 하여 구축한 종래에 없는 전혀 새로운 강판 및 그 제조 방법이고, 그 요지로 하는 바는 이하와 같다.

(1) 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 2.7 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상이고,

압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과인 것을 특징으로 하는 고영율 강판.

(2) 또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {112}<110>의 극밀도가 6 이상인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고영율 강판.

(3) 또한, Ti : 0.001 내지 0.20 질량 ％, Nb : 0.001 내지 0.20 질량 ％ 중 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고영율 강판.

(4) 2 ％ 인장 후, 170 ℃, 20분 열처리를 가하여 다시 인장 시험을 행하였을 때의 상항복점으로부터 2 ％ 인장 시의 유량 응력을 뺀 값으로 평가되는 BH량(㎫)이 5 ㎫ 이상 200 ㎫ 이하인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고영율 강판.

(5) 또한 Ca : 0.0005 내지 0.01 질량 ％를 포함하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고영율 강판.

(6) Sn, Co, Zn, W, Zr, V, Mg, REM 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 1.0 질량 ％ 포함하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고영율 강판.

(7) Ni, Cu, Cr 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 4.0 질량 ％ 포함하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 고영율 강판.

(8) (1)에 기재된 고영율 강판과, 상기 고영율 강판에 실시된 용융 아연 도금을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판.

(9) (1)에 기재된 고영율 강판과, 상기 고영율 강판에 실시된 합금화 용융 아연 도금을 갖는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판.

(10) (1)에 기재된 고영율 강판을 갖고, 상기 고영율 강판이 임의의 방향으로 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 고영율 강관.

(11) (1)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법이며,

질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 2.7 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 950 ℃ 이상의 온도로 가열하고 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 공정을 갖고,

상기 열간 압연의 공정은 800 ℃ 이하에서, 압연 롤과 강판의 마찰계수가 0.2 초과, 또한 압하율의 합계가 50 ％ 이상이 되도록 압연을 행하여 Ar₃ 변태점 이상 750 ℃ 이하의 온도에서 열간 압연을 종료하는 조건으로 행해지는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.

(12) 상기 열간 압연의 공정에서는 이주속율이 1 ％ 이상인 이주속 압연을 적어도 1 패스 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(13) 상기 열간 압연의 공정에서는 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 압연 롤을 적어도 1개 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(14) 상기 열간 압연 종료 후의 열연 강판을 연속 어닐링 라인 또는 상자 어닐링으로 최고 도달 온도 500 ℃ 이상 950 ℃ 이하의 조건으로 어닐링하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(15) 상기 열간 압연 종료 후의 열연 강판을 60 ％ 미만의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 공정과, 상기 냉간 압연의 공정 후에 어닐링하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(16) 상기 열연 강판을 60 ％ 미만의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 공정과, 상기 냉간 압연의 공정 후에 최고 도달 온도 500 ℃ 이상 950 ℃ 이하의 조건으로 어닐링하는 공정과, 상기 어닐링 공정 후에 550 ℃ 이하까지 냉각하고, 계속해서 15O 내지 550 ℃에서 열처리를 행하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 (11)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(17) (14)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 어닐링된 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(18) (17)에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 의해 용융 아연 도금 강판을 제조하는 공정과, 상기 용융 아연 도금 강판에 450 내지 600 ℃까지의 온도 범위에서 10초 이상의 열처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(19) (15)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 어닐링된 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(20) (19)에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 의해 용융 아연 도금 강판을 제조하는 공정과, 상기 용융 아연 도금 강판에 450 내지 600 ℃까지의 온도 범위에서 10초 이상의 열처리를 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(21) (11)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판을 임의의 방향으로 권취하여 강관으로 하는 것을 특징으로 하는 고영율 강관의 제조 방법.

(22) 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하를 함유하고,

또한, Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0001 내지 0.01 ％ 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.015 내지 1.91 질량 ％ 함유하고,

잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223> 및/또는 {110}<111>의 극밀도가 10 이상이고,

(23) 상기 Mo, Nb, Ti, B를 모두 함유하고, 각각의 함유량이 Mo : 0.15 내지 1.5 ％, Nb : 0.01 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0006 내지 0.01 ％이고,

또한, 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<001>의 극밀도가 3 이하인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(24) 상기 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<001>의 극밀도가 6 이하인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(25) 적어도 판 두께의 표층으로부터 1/8층에 있어서의 압연 방향의 영율이 240 ㎬ 이상인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(26) 또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {211}<011>의 극밀도가 6 이상인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(27) 또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {332}<113>의 극밀도가 6 이상인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(28) 또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {100}<011>의 극밀도가 6 이하인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(29) 2 ％ 인장 후, 170 ℃, 20분 열처리를 가하여 다시 인장 시험을 행하였을 때의 상항복점으로부터 2 ％ 인장 시의 유량 응력을 뺀 값으로 평가되는 BH량이 5 ㎫ 이상 200 ㎫ 이하인 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(30) 또한, Ca : 0.0005 내지 0.01 질량 ％를 함유하는 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(31) Sn, Co, Zn, W, Zr, V, Mg, REM 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 1.0 질량 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(32) Ni, Cu, Cr 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 4.0 질량 ％ 함유하는 것을 특징으로 하는 (22)에 기재된 고영율 강판.

(33) (22)에 기재된 고영율 강판과, 상기 고영율 강판에 실시된 용융 아연 도금을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판.

(34) (22)에 기재된 고영율 강판과, 상기 고영율 강판에 실시된 합금화 용융 아연 도금을 갖는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판.

(35) (22)에 기재된 고영율 강판을 갖고, 상기 고영율 강판이 임의의 방향으로 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 고영율 강관.

(36) (22)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법이며,

질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하를 함유하고, 또한 Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0001 내지 0.01 ％ 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.015 내지 1.91 질량 ％ 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 1000 ℃ 이상의 온도로 가열하고 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 공정을 갖고,

상기 열간 압연의 공정은 압연 롤과 강판의 마찰계수가 0.2 초과, 하기 식1로 계산되는 유효 변형량(ε^*)이 0.4 이상, 또한 압하율의 합계가 50 ％ 이상이 되도록 압연을 행하고, Ar₃ 변태점 이상 900 ℃ 이하의 온도에서 열간 압연을 종료하는 조건으로 행해지는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.

[식1]

여기서, n은 마무리 열연의 압연 스탠드 수, ε_j는 j번째의 스탠드에서 더해진 변형, ε_n은 n번째의 스탠드에서 더해진 변형, t_i는 i 내지 i ＋ 1번째의 스탠드 사이의 주행 시간(초), τ_i는 기체상수(R)(＝ 1.987)와 i번째의 스탠드의 압연 온도(T_i)(K)에 의해 하기 식2로 계산할 수 있다.

[식2]

τ_i ＝ 8.46 × 10^-9 × exp{43800/R/T_i}

(37) 상기 열간 압연의 공정에서는 이주속율이 1 ％ 이상인 이주속 압연을 적어도 1 패스 이상 실시하는 것을 특징으로 하는 (36)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(38) 상기 열간 압연의 공정에서는 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 압연 롤을 적어도 1개 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 (36)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(39) 상기 열간 압연 종료 후의 열연 강판을 연속 어닐링 라인 또는 상자 어닐링으로 최고 도달 온도 500 ℃ 이상 950 ℃ 이하의 조건으로 어닐링하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 (36)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(40) 상기 열간 압연 종료 후의 열연 강판을 60 ％ 미만의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 공정과, 상기 냉간 압연의 공정 후에 어닐링하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 (36)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(41) 상기 열연 강판을 60 ％ 미만의 압하율로 냉간 압연을 실시하는 공정과, 상기 냉간 압연의 공정 후에 최고 도달 온도 500 ℃ 이상 950 ℃ 이하의 조건으로 어닐링하는 공정과, 상기 어닐링 공정 후에 550 ℃ 이하까지 냉각하고, 계속해서 150 내지 550 ℃에서 열처리를 행하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 (36)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법.

(42) (39)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 어닐링된 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(43) (42)에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 의해 용융 아연 도금 강판을 제조하는 공정과, 상기 용융 아연 도금 강판에 450 내지 600 ℃에서 10초 이상의 열처리를 실시하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(44) (40)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 어닐링된 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판에 용융 아연 도금을 실시하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(45) (44)에 기재된 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 의해 용융 아연 도금 강판을 제조하는 공정과, 상기 용융 아연 도금 강판에 450 내지 600 ℃에서 10초 이상의 열처리를 실시하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 합금화 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

(46) (36)에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판을 임의의 방향으로 권취하여 강관으로 하는 것을 특징으로 하는 고영율 강관의 제조 방법.

본 발명의 고영율 강판에 따르면, 상술한 (1) 또는 (22)에 기재된 조성으로 규정함으로써, 저온 γ영역에서 표층 근방에 전단 집합 조직을 발달시키는 것이 가능해진다. 또한, 상술한 (1) 또는 (22)에 기재된 집합 조직으로 함으로써, 특히 압연 방향(RD 방향)에 있어서 우수한 영율을 달성할 수 있다.

본 발명의 고영율 강판의 제조 방법에 따르면, 상술한 (11) 또는 (36)에 기재된 조성의 슬래브를 이용함으로써, 저온 γ영역에서 표층 근방에 전단 집합 조직을 발달시키는 것이 가능해진다. 또한, 상술한 조건으로 열연함으로써, 상술한 (1) 또는 (22)에 기재된 집합 조직으로 하는 것이 가능해지고, 특히 압연 방향(RD 방향)의 영율이 우수한 강판을 얻을 수 있다.

도1은 모자형 굴곡 시험에 이용한 시험편을 도시하는 단면도이다.

본 발명에 있어서 강 조성 및 제조 조건을 상술한 바와 같이 한정하는 이유 에 대해 이하에 설명한다.

(제1 실시 형태)

제1 실시 형태의 강판은 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 2.7 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상이다. 압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과이다.

C는 저렴하게 인장 강도를 증가시키는 원소이므로, 그 첨가량은 목적으로 하는 강도 레벨에 따라서 조정된다. C가 0.0005 질량 ％ 미만인 경우, 제강 기술상 곤란하고 비용이 상승될 뿐만 아니라, 용접부의 피로 특성이 열화된다. 이로 인해, 하한을 0.0005 질량 ％로 한다. 한편, C량이 0.30 질량 ％를 초과하는 경우, 성형성의 열화를 초래하거나, 용접성을 손상시킨다. 이로 인해, 상한을 0.30 질량 ％로 한다.

Si는 고용체 강화 원소로서 강도를 증가시키는 작용이 있는 것 외에, 마르텐사이트나 베이나이트 또한 잔류 γ 등을 포함하는 조직을 얻기 위해서도 유효하다. 그 첨가량은 목적으로 하는 강도 레벨에 따라서 조정된다. 첨가량이 2.5 질량 ％ 초과가 되면 프레스 성형성이 열악해지거나, 화성 처리성의 저하를 초래한다. 이로 인해, 상한을 2.5 질량 ％로 한다.

용융 아연 도금을 실시하는 경우에는 도금 밀착성의 저하, 합금화 반응의 지 연에 의한 생산성의 저하 등의 문제가 생기기 때문에, Si를 1.2 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 하한은 특별히 마련하지 않지만, 0.001 질량 ％ 이하로 하는 것은 제조 가격이 높아지므로, 0.001 질량 ％ 초과가 실질적인 하한이다.

Mn은 본 발명에 있어서 중요하다. 즉, 높은 영율을 얻기 위해서는 필수의 원소이다. 본 발명에 있어서는 저온 γ영역에서 강판 표층 근방에 전단 집합 조직을 발달시킴으로써 압연 방향의 영율을 발달시킬 수 있다. Mn은 γ상을 안정화하고, γ영역을 저온까지 확장하므로, γ영역 저온 압연을 용이하게 한다. 또한, 표층 근방의 전단 집합 조직 형성에 Mn 자체가 유리하게 작용하고 있을 가능성도 있다. 이들의 관점으로부터 Mn은 최저라도 2.7 질량 ％ 첨가한다. 한편, 5.0 질량 ％를 초과하면 강도가 지나치게 높아져 연성이 저하되거나, 아연 도금의 밀착성이 저해된다. 이로 인해, 5.0 질량 ％를 상한으로 한다. 바람직하게는 2.9 내지 4.0 질량 ％로 한다.

P는 Si와 마찬가지로 저렴하게 강도를 높이는 원소로서 알려져 있고, 강도를 증가시킬 필요가 있는 경우에는 더 적극적으로 첨가한다. 또한, P는 열연 조직을 미세하게 하여 가공성을 향상시키는 효과도 갖는다. 단, 첨가량이 0.15 질량 ％를 초과하면, 스폿 용접 후의 피로 강도가 열악해지거나, 항복 강도가 지나치게 증가하여 프레스 시에 면형상 불량을 일으킨다. 또한, 연속 용융 아연 도금 시에 합금화 반응이 매우 늦어져 생산성이 저하된다. 또한 2차 가공성도 열화된다. 따라서, 그 상한을 0.15 질량 ％로 한다.

S는, 0.015 질량 ％ 초과에서는 열간 붕괴의 원인이 되거나, 가공성을 열화 시키기 때문에, 0.015 질량 ％를 상한으로 한다.

Mo 및 B는 본 발명에 있어서 중요하다. 이들 원소의 첨가에 의해 비로소 압연 방향의 영율을 향상시키는 것이 가능해진다. 이 이유는 반드시 명확하지 않지만, Mn과 Mo, B의 복합 첨가의 효과에 의해 강판과 열연 롤의 마찰에 기인하는 전단 변형에 의한 결정 회전이 변화되는 것이라 사료된다. 결과적으로 열연판의 판 두께 표층으로부터 판 두께 1/4층 근방까지의 범위에 있어서, 매우 첨예한 집합 조직이 형성되어 압연 방향의 영율이 높아진다.

Mo 및 B량의 하한은 각각 0.15 질량 ％, 0.0006 질량 ％로 한다. 이에 의해, 적은 양의 첨가에서는 상술한 영율 향상 효과가 작아지기 때문이다. 한편, Mo, B를 각각 1.5 질량 ％ 초과, 0.01 질량 ％ 초과 첨가해도 영율의 향상 효과는 포화되고 비용 상승이 되므로, 1.5 질량 ％, 0.01 질량 ％를 각각의 상한으로 한다.

또한, 이들 원소의 동시 첨가에 의한 영율 향상 효과는 C와의 조합에 의해 더 조장된다. 따라서, C량은 0.015 질량 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Al은 탈산 조제제로서 사용해도 좋다. 단, Al은 변태점을 현저하게 높이기 위해 저온 γ영역에서의 압연이 곤란해지므로, 상한을 0.15 질량 ％로 한다.

본 실시 형태의 강판에서는 상기 조성에 부가하여 Ti, Nb가 더 함유되어 있는 것이 바람직하다. Ti, Nb는 상기한 Mn, Mo, B의 효과를 조장하여 영율을 더 높이는 효과를 갖는다. 또한, 가공성의 향상이나 고강도화, 또는 조직의 미세화와 균일화에 유효하므로, 필요에 따라서 첨가한다. 그러나, 그 첨가량이 각각 0.001 질량 ％ 미만에서는 효과를 발현시키지 않고, 한편 각각 0.20 질량 ％ 초과 첨가해도 그 효과는 포화되는 경향이 있으므로, 이를 상한으로 한다. 바람직하게는 0.015 내지 0.09 질량 ％이다.

Ca는 탈산 원소로서 유용한 것 외에, 황화물의 형태 제어에도 효과를 발휘하므로, 0.0005 내지 0.01 질량 ％의 범위에서 첨가해도 좋다. 0.0005 질량 ％ 미만에서는 효과가 충분하지 않고, 0.01 질량 ％ 초과 첨가하면 가공성이 열화되므로, 이 범위로 한다.

이들을 주성분으로 하는 강판에 Sn, Co, Zn, W, Zr, Mg, REM 중 1종 또는 2종 이상을 합계로 0.001 내지 1 질량 ％ 함유해도 좋다. 여기서, 상기 REM은 희토류 금속 원소를 나타내고, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu로부터 선택되는 1종 이상이다.

그러나, Zr는 ZrN을 형성하기 위해 고용 N이 감소되므로, 0.01 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ni, Cu, Cr은 저온 γ영역 압연을 행하는 데 있어서는 유리한 원소이므로, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 4.0 질량 ％의 범위에서 첨가해도 좋다. 0.001 질량 ％ 미만에서는 현저한 효과를 얻을 수 없고, 4.0 질량 ％ 초과 첨가하면 가공성이 열화된다.

N은 γ안정화 원소이므로, 저온 γ영역 압연을 행하기 위해서는 유리한 원소이다. 따라서, 0.02 질량 ％까지 첨가해도 좋다. 0.02 질량 ％를 실질적인 상한으로 하는 것은 이 이상의 첨가가 제조상 곤란하기 때문이다.

고용 N 및 고용 C량은 각각 0.0005 내지 0.004 질량 ％로 하는 것이 바람직하다. 이들을 함유하는 강판이 부재로서 가공되면, 상온에서도 변형 시효가 생겨 영율이 높아진다. 예를 들어, 자동차 용도로 사용한 경우에 가공 후 도장 소부 처리를 실시함으로써 강판의 항복 강도뿐만 아니라 영율도 증가한다.

고용 N 및 고용 C량은 전체 C, N량으로부터 Fe, Al, Nb, Ti, B 등의 화합물로서 존재하는 C, N량(추출 잔사의 화학 분석으로부터 정량)을 뺀 값으로부터 구할 수도 있다. 또한, 내부 마찰법이나 FIM(Field Ion Microscopy)에 의해 구해도 좋다.

고용 C 및 N이 0.0005 질량 ％ 미만에서는 충분한 효과를 얻을 수 없다. 또한, 0.004 질량 ％를 초과해도 BH성은 포화되는 경향이 있으므로, 0.004 질량 ％를 상한으로 한다.

다음에, 강판의 집합 조직, 영율, BH량에 대해 설명한다.

제1 실시 형태의 강판의 판 두께 1/8층에 있어서의 {110}<223> 및/또는 {110}<111>의 극밀도는 10 이상이다. 이에 의해, 압연 방향의 영율을 높이는 것이 가능해진다. 상기 극밀도가 10 미만인 경우, 압연 방향의 영율을 230 ㎬ 초과로 하는 것은 곤란하다. 상기 극밀도는, 바람직하게는 14 이상, 더 바람직하게는 20 이상이다.

이들 방향의 극밀도(X선 랜덤 강도비)는 X선 회절에 의해 측정되는 {110}, {100}, {211}, {310} 극점도 중 복수의 극점도를 기초로 급수 전개법으로 계산한 3차원 집합 조직(ODF)으로부터 구하면 된다. 즉, 각 결정 방위의 극밀도를 구하기 위해서는 3차원 집합 조직의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (110)[2－23], (110)[1－11]의 강도로 대표시킨다.

상기 극밀도 측정의 일 예를 이하에 나타낸다.

X선 회절용 시료의 제작을 다음과 같이 하여 행한다.

강판을 기계 연마나 화학 연마 등에 의해 판 두께 방향으로 소정의 위치까지 연마한다. 이 연마면을 버프 연마에 의해 경면으로 마무리한 후, 전해 연마나 화학 연마에 의해 변형을 제거하는 동시에, 판 두께 1/8층 또는 후술하는 1/2층이 측정면이 되도록 조정한다. 예를 들어, 1/8층의 경우에는 강판의 판 두께를 t로 할 때, t/8의 두께 분의 연마량으로 강판 표면을 연마하여 나타나는 연마면을 측정면으로 한다. 또한, 정확하게 판 두께 1/8층이나 1/2층을 측정면으로 하는 것은 곤란하므로, 이들 목표로 하는 층을 중심으로 하여 판 두께에 대해 ―3 ％ 내지 ＋3 ％의 범위가 측정면이 되도록 시료를 제작하면 된다. 또한, 강판의 판 두께 중심층에 편석대가 발견되는 경우에는 판 두께의 3/8 내지 5/8의 범위에서 편석대가 없는 장소에 대해 측정하면 된다. 또한, X선 측정이 곤란한 경우에는 EBSP법이나 ECP법에 의해 통계적으로 충분한 수의 측정을 행한다.

상기한 {hkl}<uvw>는 상술한 방법으로 X선용 시료를 채취하였을 때, 판면에 수직인 결정 방위가 <hkl>이고 강판의 길이 방향이 <uvw>인 것을 의미한다.

강판의 집합 조직에 관한 특징은 통상의 역극점도나 정극점도만으로는 나타낼 수 없지만, 예를 들어 강판의 판면 법선 방향의 결정 방위를 나타내는 역극점도를 판 두께의 1/8층 부근에 관하여 측정한 경우, 각 방향의 면강도비(X선 랜덤 강 도비)는 <110> : 5 이상, <112> : 2 이상이 되는 것이 바람직하다. 또한, 1/2층에 대해서는 <112> : 4 이상, <332> : 1.5 이상이 바람직하다.

상기한 극밀도에 관한 한정은 적어도 판 두께 1/8층에 대해서는 만족되어 있지만, 1/8층뿐만 아니라, 판 두께 표층으로부터 1/4층까지의 넓은 범위에서 성립하는 것이 바람직하다. 또한, 판 두께 1/8층에 있어서 {110}<001> 및 {110}<110>은 거의 없고, 이들 극밀도는 1.5 미만, 더 바람직하게는 1.0 미만이다. 종래의 강판에서는 이 방향이 표층에 어느 정도 존재하므로, 압연 방향의 영율을 높일 수 없었다.

제1 실시 형태에서는, 또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {112}<110>{상기 ODF의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (112)[1－10]}의 극밀도는 6 이상인 것이 바람직하다. 이 방위가 발달하면 압연 방향에 대해 직각인 폭 방향(이하, TD 방향이라고도 함)에 <111> 방위가 집적하기 때문에 TD 방향의 영율이 높아진다. 이 극밀도가 6 미만에서는 TD 방향의 영율을 230 ㎬ 초과로 하는 것은 곤란하므로, 이를 하한으로 한다. 바람직하게는 극밀도가 8 이상, 더 바람직하게는 10 이상으로 한다.

또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {554}<225> 및 {332}<113>{상기 ODF의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (554)[－2－25] 및 (332)[－1－13]}의 극밀도는, 압연 방향의 영율에는 약간의 기여를 기대할 수 있으므로, 3 이상인 것이 바람직하다.

또한, 이상에서 서술한 결정 방위는 모두 ―2.5°초과, ＋2.5°이내의 편차는 허용하는 것이다.

상술한 판 두께 1/8층과 1/2층에 있어서의 결정 방위의 극밀도에 관한 요건 을 동시에 만족시킴으로써, 압연 방향과 TD 방향의 양쪽의 영율을 동시에 230 ㎬ 초과로 하는 것이 가능해진다.

제1 실시 형태의 강판의 압연 방향의 영율은 230 ㎬ 초과이다. 이 영율의 측정은 일본 공업 규격 JISZ2280 「금속 재료의 고온 영율 측정 방법」에 준거한 상온에서의 횡공진법으로 행한다. 즉, 시료를 고정하지 않고 띄운 상태에서 이 시료에 외부의 발신기로부터 진동을 가하여 이 발신기의 진동수를 서서히 변화시키고 상기 시료의 횡공진의 1차 공진 진동수를 측정하여 하기 식3으로부터 영율을 산출한다.

[식3]

E ＝ 0.946 × (1/h)³ × m/w × f²

여기서, E : 동적 영율(N/m²), l : 시험편의 길이(m), h : 시험편의 두께(m), m : 질량(㎏), w : 시험편의 폭(m), f : 횡공진법의 1차 공진 진동수(sec^-1)이다.

강판의 BH량은 5 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 즉, 도장 소부 처리에 의해 가동 전위가 고착되면 실측의 영율이 향상되기 때문이다. BH량이 5 ㎫ 미만에서는 그 효과가 부족하고, 또한 200 ㎫ 초과가 되어도 각별한 효과가 발견되지 않는다. 따라서, BH량의 범위를 5 내지 200 ㎫로 한다. 이 BH량은, 더 바람직하게는 30 내지 100 ㎫이다.

또한, BH량이라 함은, 강판을 2 ％ 인장하였을 때의 유동 응력을 σ₂(㎫), 강판을 2 ％ 인장한 후, 170 ℃, 20분의 열처리를 더 실시하고, 다시 인장하였을 때의 상항복점을 σ₁(㎫)로 하면, 하기 식4로 나타난다.

[식4]

BH ＝ σ₁ － σ₂(㎫)

또한, 상기한 열연 강판, 냉간 압연 강판에는 Al계 도금이나 각종 전기 도금을 실시해도 상관없다. 또한, 열연 강판이나 냉간 압연 강판 및 이들에 각종 도금을 실시한 강판에는 유기 피막, 무기 피막, 각종 도료 등의 표면 처리를 목적에 따라서 행할 수 있다.

다음에, 제1 실시 형태의 강판의 제조 방법에 대해 서술한다.

제1 실시 형태에서는 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 2.7 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 950 ℃ 이상의 온도로 가열하고 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 공정을 갖는다.

이 열간 압연에 제공하는 슬래브는 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 연속 주조 슬래브나 얇은 슬래브 캐스터 등으로 제조한 것이면 된다. 또한, 주조 후에 즉시 열간 압연을 행하는 연속 주조-직접 압연(CC-DR)과 같은 프로세스에도 적합하다.

열연 강판을 최종 제품으로 하는 경우에는, 이하와 같이 제조 조건을 한정할 필요가 있다.

열연 가열 온도는 950 ℃ 이상으로 한다. 이는, 후술하는 열연 마무리 온도와 Ar₃ 변태점 이상으로 하기 위해 필요한 온도이다.

800 ℃ 이하에서의 각 패스마다의 압하율의 합계가 50 ％ 이상이 되도록 열연한다. 이때의 압연 롤과 강판의 마찰계수를 0.2 초과로 한다. 이는 표층의 전단 집합 조직을 발달하게 하여 압연 방향의 영율을 높이는 데에도 필수의 조건이다.

압하율의 합계는 70 ％ 이상이 바람직하고, 100 ％ 이상이면 보다 바람직하다. 압하율의 합계라 함은, n 패스의 압연인 경우, 1 패스째 내지 n 패스째까지의 각 압하율을 R1(％) 내지 Rn(％)으로 하면, R1 ＋ R2 ＋ ‥‥ ＋ Rn으로 정의한다. Rn ＝ {(n － 1) 패스 후의 판 두께 － n 패스 후의 판 두께}/(n － 1) 패스 후의 판 두께 × 100 (％)이다.

열연의 마무리 온도는 Ar₃ 변태점 이상, 750 ℃ 이하로 한다. Ar₃ 변태점 미만에서는 압연 방향의 영율에 있어서 바람직하지 않은 {110}<001> 집합 조직이 발달한다. 또한, 마무리 온도가 750 ℃ 초과에서는 압연 방향에 바람직한 전단 집합 조직을 판 두께 표층으로부터 판 두께 1/4층 부근까지 발달시키는 것이 곤란하다.

열연 후의 권취 온도는 특별히 한정되지 않지만, 400 내지 600 ℃에서 권취 하면 영율이 향상되는 경우가 있으므로, 이 범위에서 권취하는 것이 바람직하다.

열간 압연을 실시할 때에는 압연 롤의 이주속율이 1 ％ 이상인 이주속 압연을 적어도 1 패스 이상 실시하는 것이 바람직하다. 이에 의해 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되므로, 이주속 압연을 실시하지 않은 경우에 비해 영율을 보다 향상시킬 수 있다. 이 관점으로부터 이주속율을 1 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5 ％ 이상이고, 가장 바람직하게는 10 ％ 이상으로 이주속 압연을 행하는 것이 바람직하다.

이주속율 및 이주속 압연 패스 수의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 상기한 이유로부터 모두 큰 쪽이 큰 영율 향상 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다. 그러나, 50 ％ 이상의 이주속율은 현재 상태에서는 곤란하고, 마무리 열연 패스는 통상 8패스 정도까지이다.

여기서, 본 발명에 있어서의 이주속율이라 함은, 상하 압연 롤의 주속차를 저주속측 롤의 주속으로 나눈 값을 백분률로 표시한 것이다. 또한, 본 발명의 이주속 압연은 상하 롤 주속 중 어느 것이 커도 영율 향상 효과에 차이는 없다.

또한, 마무리 열연에 사용하는 압연기에 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 워크 롤을 1개 이상 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되므로, 사용하지 않은 경우에 비해, 영율을 보다 향상시킬 수 있다. 이 관점으로부터 워크 롤 직경은 700 ㎜ 이하로 하고, 바람직하게는 600 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 500 ㎜ 이하로 한다. 워크 롤 직경의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 300 ㎜ 이하가 되면 통판 제어가 곤란해진다. 소경 롤을 사용하는 패스 수의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 전술한 바와 같이 마무리 열연 패스는 통상 8패스 정도까지이다.

이와 같이 하여 제조한 열연 강판을 산세정한 후, 최고 도달 온도를 500 내지 950 ℃의 범위로 하는 열처리(어닐링)를 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압연 방향의 영율은 한층 향상된다. 이 이유는 정확하지 않지만, 열연 후의 변태에 의해 도입된 전위가 열처리에 의해 재배열되는 것에 의한 것이라 추측된다.

최고 도달 온도가 500 ℃ 미만에서는 그 효과가 현저하지 않고, 한편, 950 ℃를 초과하면 α → γ 변태가 생기기 때문에, 결과적으로 집합 조직의 집적이 동일해지거나 약해져 영율도 열화의 경향이 된다. 이로 인해, 500 ℃, 950 ℃를 각각 하한 및 상한으로 한다.

이 최고 도달 온도의 범위는, 바람직하게는 650 ℃ 이상 850 ℃ 이하이다. 이 열처리의 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상의 연속 어닐링 라인이나 상자 어닐링, 후술하는 연속 용융 아연 도금 라인 등으로 행하면 된다.

열연 강판에 냉간 압연 및 열처리(어닐링)를 실시해도 상관없다. 냉간 압연율은 60 ％ 미만으로 한다. 냉간 압연율을 60 ％ 이상으로 하면, 열연 동판에 형성된 영율을 높이는 집합 조직이 크게 변화되고, 압연 방향의 영율이 저하되기 때문이다.

열처리는 냉간 압연 종료 후에 실시한다. 이 열처리의 최고 도달 온도는 500 내지 950 ℃의 범위로 한다. 500 ℃ 미만에서는 영율의 향상치가 작고, 또한 가공성이 떨어지는 경우가 있으므로, 500 ℃를 하한으로 한다.

한편, 열처리 온도를 950 ℃ 초과하면 α → γ 변태가 생기기 때문에, 결과적으로 집합 조직의 집적이 동일해지거나 약해져 영율도 열화의 경향이 된다. 이로 인해, 500 ℃, 950 ℃를 각각 하한 및 상한으로 한다. 이 최고 도달 온도의 바람직한 범위는 600 ℃ 이상 850 ℃ 이하이다.

상기 열처리 후에 일단 550 ℃ 이하, 바람직하게는 450 ℃ 이하까지 냉각하고, 또한 150 내지 550 ℃의 온도에서 열처리를 실시하는 것도 가능하다. 이는 고용 C량의 제어나 마르텐사이트의 템퍼링, 베이나이트 변태의 촉진 등의 조직 제어 등 다양한 목적에 따라서 적당한 조건을 선택하여 행하면 된다.

본 실시 형태의 고영율 강판의 제조 방법에 의해 얻게 되는 강판의 조직은 페라이트 또는 베이나이트를 주상으로 하지만, 양 상이 혼재하고 있어도 상관없고, 이들에 마르텐사이트, 오스테나이트, 탄화물, 질화물을 비롯한 화합물이 존재하고 있어도 좋다. 즉, 요구 특성에 따라서 조직을 나누어 만들면 된다.

(제2 실시 형태)

제2 실시 형태의 강판은 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하를 함유하고, 또한 Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0001 내지 0.01 ％ 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.015 내지 1.91 질량 ％ 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223> 및/또는 {110}<111>의 극밀도가 10 이상이다. 압연 방향의 영율은 230 ㎬ 초과이다.

여기에, 강 조성을 상술한 바와 같이 한정하는 이유에 대해 설명한다.

C는 저렴하게 인장 강도를 증가시키는 원소이므로, 그 첨가량은 목적으로 하는 강도 레벨에 따라서 조정된다. C를 0.0005 질량 ％ 미만으로 하면, 제강 기술상 곤란하고 비용 상승이 될 뿐만 아니라, 용접부의 피로 특성이 열화되므로, 하한을 0.0005 질량 ％로 한다. 한편, C량이 0.30 질량 ％를 초과하면 성형성의 열화를 초래하거나, 용접성을 손상시키기 때문에, 상한을 0.30 질량 ％로 한다.

Si는 고용체 강화 원소로서 강도를 증가시키는 작용이 있는 것 외에, 마르텐사이트나 베이나이트 또한 잔류 γ 등을 포함하는 조직을 얻기 위해서도 유효하고, 그 첨가량은 목적으로 하는 강도 레벨에 따라서 조정된다. 첨가량이 2.5 질량 ％ 초과가 되면 프레스 성형성이 열악해지거나, 화성 처리성의 저하를 초래하므로, 상한을 2.5 질량 ％로 한다. 또한, 용융 아연 도금을 실시하는 경우에는 도금 밀착성의 저하, 합금화 반응의 지연에 의한 생산성의 저하 등의 문제가 생기기 때문에 1.2 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 하한은 특별히 마련하지 않지만, 0.001 질량 ％ 이하로 하는 것은 제조 가격이 높아지므로 이것이 실질적인 하한이다.

Mn은 γ상을 안정화하고, γ영역을 저온까지 확장하므로, γ영역 저온 압연을 용이하게 한다. 또한, 표층 근방의 전단 집합 조직 형성에 Mn 자체가 유리하게 작용하고 있을 가능성도 있다. 이들의 관점으로부터 Mn의 첨가량은 0.1 질량 ％ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 질량 ％ 이상, 더 바람직하게는 1.5 질량 ％ 이상이다. 한편, 5.0 질량 ％를 초과하면 강도가 지나치게 높아져 연성이 저하되거나, 아연 도금의 밀착성이 저해되므로 5.0 질량 ％를 상한으로 한다. 이에 의해, Mn의 첨가량은, 바람직하게는 2.9 내지 4.0 질량 ％이다.

P는 Si와 마찬가지로 저렴하게 강도를 높이는 원소로서 알려져 있고 강도를 증가시킬 필요가 있는 경우에는 더 적극적으로 첨가한다. 또한, P는 열연 조직을 미세하게 하여 가공성을 향상시키는 효과도 갖는다. 단, 첨가량이 0.15 질량 ％를 초과하면, 스폿 용접 후의 피로 강도가 열악해지거나, 항복 강도가 지나치게 증가하여 프레스 시에 면형상 불량을 일으킨다. 또한, 연속 용융 아연 도금 시에 합금화 반응이 매우 늦어져 생산성이 저하된다. 또한, 2차 가공성도 열화된다. 따라서, 그 상한치를 0.15 질량 ％로 한다.

S는, 0.015 질량 ％ 초과에서는 열간 붕괴의 원인이 되거나, 가공성을 열화시키기 때문에, 0.015 질량 ％를 상한으로 한다.

Mo, Nb, Ti 및 B는 본 발명에 있어서 중요하다. 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상의 첨가에 의해, 비로소 압연 방향의 영율을 향상시키는 것이 가능해진다. 이 이유는 반드시 명확하지는 않지만, 열연 중의 재결정이 억제되어 γ상의 가공 집합 조직이 첨예화됨으로써 결과적으로 강판과 열연 롤의 마찰에 기인하는 전단 변형 집합 조직에도 변화가 생긴다. 이에 의해, 열연판의 판 두께 표층으로부터 판 두께 1/4층 근방까지의 범위에 있어서, 매우 급진적인 집합 조직이 형성되어 압연 방향의 영율이 높아진다. Mo, Nb, Ti 및 B량의 하한은 각각 0.005 질량 ％, 0.005 질량 ％, 48/14 × N 질량 ％, 0.0001 질량 ％, 바람직하게는 0.03 질량 ％, 0.01 질량 ％, 0.03 질량 ％, 0.0003 질량 ％, 더 바람직하게는 0.1 질량 ％, 0.03 질량 ％, 0.05 질량 ％, 0.0006 질량 ％이다. 이보다 적은 양의 첨가에서는 상술한 영율 향상 효과가 작아지기 때문이다.

한편, Mo, Nb, Ti, B를 각각 1.5 질량 ％ 초과, 0.2 질량 ％ 초과, 0.2 질량 ％ 초과, 0.01 질량 ％ 초과 첨가해도 영율의 향상 효과는 포화되고 비용 상승이 되므로, 1.5 질량 ％, 0.2 질량 ％, 0.2 질량 ％, 0.01 질량 ％를 각각 Mo, Nb, Ti, B의 첨가량의 상한으로 한다.

또한, 이들 원소의 합계의 첨가량이 0.015 질량 ％ 미만에서는 충분한 영율 향상 효과를 얻을 수 없으므로, 0.015 질량 ％를 합계의 첨가량의 하한으로 한다. 이 관점으로부터 바람직하게는 합계 0.035 질량 ％ 이상, 더 바람직하게는 합계 0.05 질량 ％ 이상 첨가한다. 합계 첨가량의 상한은 각각의 첨가량의 상한의 합인 1.91 질량 ％로 한다.

Mo, Nb, Ti, B 사이에는 상호 작용이 있고 복합 첨가함으로써 집합 조직이 더 강해져 영율이 상승한다. 이것으로부터, 적어도 2종 이상을 복합 첨가하는 것이 보다 바람직하다. 특히, Ti는 γ고온 영역에서 N과 질화물을 형성하여 BN의 생성을 억제한다. 이로 인해, B를 첨가하는 경우에는 Ti도 48/14 × N 질량 ％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, Mo, Nb, Ti, B를 모두 함유하고, 각각의 원소가 모두 0.15 질량 ％, 0.01 질량 ％, 48/14 × N 질량 ％, 0.0006 질량 ％ 이상 첨가되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 집합 조직이 첨예화하고, 특히 영율을 저감시키는 표층의 {110}<001>이 감소해 효과적인 영율 상승이 이루어진다. 이로 인해, 높은 L방향 영율이 달성된다.

Mo, Nb 및 B량의 하한은 각각 0.15 질량 ％, 0.01 질량 ％, 0.0006 질량 ％로 한다. 이보다 적은 양의 첨가에서는 상술한 영율 향상 효과가 작아지기 때문이다. 단, 표층의 영율만을 제어하는 경우에는, Mo는 0.1 질량 ％ 이상 첨가되어 있으면 충분히 영율 향상 효과를 얻을 수 있으므로 이를 하한으로 한다. 한편, Mo, Nb, B를 각각 1.5 질량 ％ 초과, 0.2 질량 ％ 초과, 0.01 질량 ％ 초과 첨가해도 영율의 향상 효과는 포화되고 비용 상승이 되므로, 1.5 질량 ％, 0.2 질량 ％, 0.01 질량 ％를 각각 상한으로 한다.

Al은 탈산 조제제로서 사용해도 좋다. 단, Al은 변태점을 현저하게 높이고, 저온 γ영역에서의 압연이 곤란해지므로, 상한을 0.15 질량 ％로 한다. Al의 하한은 특별히 한정하지 않지만, 탈산의 관점으로부터는 0.01 질량 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

N은 B와 질화물을 형성하여 B의 재결정 억제 효과를 저감시키기 때문에 0.01 질량 ％ 이하로 억제한다. 이 관점으로부터 바람직하게는 0.005 질량 ％, 더 바람직하게는 0.002 질량 ％ 이하로 한다. N의 하한은 특별히 설정하지 않지만, 0.0005 질량 ％ 미만으로 하는 것에는 비용이 들뿐만 아니라 그 정도의 효과를 얻 을 수 없으므로 0.0005 질량 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

고용 C량은 질량 ％로, 0.0005 내지 0.004 ％로 하는 것이 바람직하다. C를 고용한 강판이 부재로서 가공되면, 상온에서도 변형 시효가 생겨 영율이 높아진다. 예를 들어, 자동차 용도에 사용한 경우, 가공 후 도장 소부 처리를 실시함으로써 강판의 항복 강도뿐만 아니라 영율도 증가한다. 고용 C량은 전체 C량으로부터 Fe, Al, Nb, Ti, B 등의 화합물로서 존재하는 C량(추출 잔사의 화학 분석으로부터 정량)을 뺀 값으로부터 구할 수도 있다. 또한, 내부 마찰법이나 FIM(Field Ion Microscopy)에 의해 구해도 좋다.

고용 C가 0.0005 질량 ％ 미만에서는 충분한 효과를 얻을 수 없다. 또한, 0.004 질량 ％를 초과해도 BH성은 포화되는 경향이 있으므로, 0.004 질량을 상한으로 한다.

제2 실시 형태의 강판에서는 상기 조성에 부가하여 질량 ％, Ca : 0.0005 내지 0.01 질량 ％를 더 포함하는 것이 바람직하다.

Ca는 탈산 원소로서 유용한 것 외에, 황화물의 형태 제어에도 효과를 발휘하므로, 0.0005 내지 0.01 질량 ％의 범위에서 첨가해도 좋다. 0.0005 질량 ％ 미만에서는 효과가 충분하지 않고, 0.01 질량 ％ 초과 첨가하면 가공성이 열화되므로 이 범위로 한다.

또한, 질량 ％로, Sn, Co, Zn, W, Zr, V, Mg, REM 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 1.0 질량 ％ 함유해도 상관없다. 특히 W와 V는 γ영역의 재결정을 억제하는 효과가 있으므로, 각각 0.01 질량 ％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 단, Zr은 ZrN을 형성하기 위해 고용 N이 감소되므로, 0.01 질량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 질량 ％로, Ni, Cu, Cr 중 1종 또는 2종 이상을 합계 0.001 내지 4.0 질량 ％ 포함하는 것으로 해도 좋다.

Ni, Cu, Cr 각각의 첨가량의 합계는, 0.001 질량 ％ 미만에서는 현저한 효과를 얻을 수 없고, 4.0 질량 ％ 초과 첨가하면 가공성이 열화된다.

다음에, 강판의 집합 조직, 영율, BH량에 대해 설명한다.

제2 실시 형태의 강판의 집합 조직에 대해서는 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223> 및/또는 {110}<111>의 극밀도를 10 이상으로 한다. 이에 의해, 압연 방향의 영율을 높이는 것이 가능해진다. 상기 극밀도가 10 미만인 경우, 압연 방향의 영율을 230 ㎬ 초과로 하는 것은 곤란하다. 상기 극밀도는, 바람직하게는 14 이상, 더 바람직하게는 20 이상이다.

이들 방위의 극밀도(X선 랜덤 강도비)는 X선 회절에 의해 측정되는 {110}, {100}, {211}, {310} 극점도 중 복수의 극점도를 기초로 급수 전개법으로 계산한 3차원 집합 조직(ODF)으로부터 구하면 된다. 즉, 각 결정 방위의 극밀도를 구하기 위해서는, 3차원 집합 조직의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (110)[2－23], (110)[1－11]의 강도로 대표시킨다.

이 극밀도의 측정은 제1 실시 형태에서 기재된 방법이 적용된다.

상기한 극밀도에 관한 한정은 적어도 판 두께 1/8층에 대해서는 만족하고, 실제로는 1/8층뿐만 아니라, 판 두께 표층으로부터 1/4층까지의 넓은 범위에서 성 립하는 것이 바람직하다.

제2 실시 형태에서는, 또한 판 두께 1/8층에 있어서의 {110}<001>{상기 ODF의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (110)[001]} 방위의 극밀도를 3 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 방위는 압연 방향의 영율을 현저하게 저하시키기 때문에, 이 방위가 3 초과가 되면 압연 방향의 영율이 230 ㎬를 초과하는 것이 곤란해진다. 이 점을 고려하면, 바람직하게는 3 이하, 더 바람직하게는 1.5 미만이다.

판 두께 1/2층에 있어서의 {211}<011>{상기 ODF의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (112)[1－10]}의 극밀도는 6 이상인 것이 바람직하다. 이 방향이 발달하면, 압연 방향(RD 방향)에 대해 직각인 폭 방향(TD 방향)에 <111> 방위가 집적하므로, TD 방향의 영율이 높아진다. 이 극밀도가 6 미만에서는 TD 방향의 영율을 230 ㎬ 초과로 하는 것은 곤란하므로, 이를 하한으로 한다. 이 극밀도의 바람직한 범위는 8 이상, 더 바람직한 범위는 10 이상이다.

또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {332}<113>{상기 ODF의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (332)[－1－13]}의 극밀도는, 압연 방향의 영율에는 약간의 기여를 기대할 수 있다. 따라서, 이 판 두께 1/2층에 있어서의 {332}<113>의 극밀도는 6 이상인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 8 이상, 더 바람직하게는 10 이상이다.

또한, 판 두께 1/2층에 있어서의 {100}<011>{상기 ODF의 ø2 ＝ 45°단면에 있어서의 (001)[1－10]}의 극밀도는 45°방향의 영율을 현저하게 저하시키기 때문에, 극밀도를 6 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 방위의 극밀도는, 더 바람직하게는 3 이하이고, 가장 바람직하게는 1.5 이하이다.

또한, 이상에서 서술한 결정 방위는, 모두 ―2.5°내지 ＋2.5°의 범위 이내의 편차는 허용하는 것이다.

강판의 집합 조직에 관한 특징은 통상의 역극점도나 정극점도만으로는 나타낼 수 없지만, 예를 들어 강판의 판면 법선 방향의 결정 방위를 의미하는 역극점도를 판 두께의 1/8층 부근에 대해 측정한 경우, 각 방향의 면강도비(X선 랜덤 강도비)는 <110> : 5 이상, <112> : 2 이상이 바람직하다. 또한, 1/2층에 대해서는 <112> : 4 이상, <332> : 4 이상, <100> : 3 이하가 바람직하다.

강판의 영율에 대해서는 상술한 판 두께 1/8층과 1/2층에 있어서의 결정 방위의 극밀도에 관한 요건을 동시에 만족시킴으로써 압연 방향(RD 방향)뿐만 아니라, 압연 방향에 대해 직각의 방향, 즉 폭 방향(TD 방향)의 영율도 동시에 230 ㎬ 초과로 하는 것이 가능해진다. 영율의 측정은 제1 실시 형태에 기재된 방법이 적용된다.

판 두께의 표층으로부터 1/8층에 있어서의 압연 방향의 영율의 하한치는 240 ㎬로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 충분한 형상 동결성 개선 효과를 얻을 수 있다. 이 표층으로부터 1/8층에 있어서의 압연 방향의 영율의 하한치는 245 ㎬인 것이 더 바람직하고, 가장 바람직하게는 250 ㎬이다. 상한치는 특별히 한정하지 않지만, 30O ㎬ 초과로 하기 위해서는 다른 합금 원소를 대량으로 첨가할 필요가 있고, 또한 가공성 등의 다른 특성이 열화되므로, 실질상 300 ㎬ 이하가 된다. 또한, 표층의 영율이 240 ㎬를 초과해도 그 층의 두께가 1/8 초과 미만에서는 충분한 형상 동결성 향상 효과가 발휘되지 않는다. 고영율을 갖는 층의 두께가 두꺼울수 록 높은 굴곡 강성을 얻을 수 있는 것은 물론이다.

또한, 표층의 영율의 측정은 표층으로부터 1/8 이상의 두께로 시험편을 잘라내고, 전술한 횡진동법으로 행한다.

판 폭 방향의 표층 영율은 특별히 규정하지 않지만, 판 폭 방향의 표층 영율이 높은 쪽이 폭 방향의 굴곡 강성이 올라가는 것은 물론이다. 상술한 바와 같은 Mo, Nb, Ti, B를 모두 함유하고, 각각의 함유량이 Mo : 0.15 내지 1.5 ％, Nb : 0.01 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0006 내지 0.01 ％인 조성으로 하고, 또한 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223> 및/또는 {110}<111>의 극밀도가 10 이상이고, 또한 판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<001>의 극밀도가 3 이하인 집합 조직으로 함으로써, 폭 방향의 표층 영율도 압연 방향과 마찬가지로 240 ㎬를 초과한다.

강판의 BH량은 5 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 즉, 도장 소부 처리에 의해 가동 전위가 고착되면, 압연 방향(RD 방향)의 영율이 향상되기 때문이다. BH가 5 ㎫ 미만에서는 그 효과가 부족하고, 또한 BH가 200 ㎫ 초과가 되어도 각별한 효과가 인정되지 않는다. 따라서, BH량의 범위를 5 내지 200 ㎫로 한다. 이 BH량의 보다 바람직한 범위는 30 내지 100 ㎫이다.

BH량은 제1 실시 형태에서 기재된 식4로 나타낸다.

다음에, 제2 실시 형태의 강판의 제조 방법에 대해 서술한다.

제2 실시 형태에서는 질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하, Nb : 0.01 내지 0.20 ％, N : 0.01 ％ 이하, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 1000 ℃ 이상의 온도로 가열하고 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 공정을 갖는다.

열간 압연에 제공하는 슬래브는 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 연속 주조 슬래브나 얇은 슬래브 캐스터 등으로 제조한 것이면 된다. 또한, 주조 후에 즉시 열간 압연을 행하는 연속 주조-직접 압연(CC-DR)과 같은 프로세스에도 적합하다.

이 열간 압연의 공정에서는 열연 가열 온도를 1000 ℃ 이상으로 한다. 이는, 후술하는 열연 마무리 온도를 Ar₃ 변태점 이상으로 하기 위해 필요한 온도이다.

그리고, 압연 롤과 강판의 마찰계수가 0.2 초과, 하기 식5로 계산되는 유효 변형량(ε^*)이 0.4 이상, 또한 압하율의 합계가 50 ％ 이상인 조건으로 열간 압연을 행한다. 이상의 조건은 표층의 전단 집합 조직을 발달하게 해, 압연 방향의 영율을 높이기 위해서는 필수의 조건이다.

[식5]

여기서, n은 마무리 열연의 압연 스탠드 수, ε_j는 j번째의 스탠드에서 더해 진 변형, ε_n은 n번째의 스탠드에서 더해진 변형, t_i는 i 내지 i ＋ 1번째의 스탠드 사이의 주행 시간(초), τ_i는 기체상수(R)(＝1.987)와 i번째의 스탠드의 압연 온도(T_i)(K)에 의해 하기 식6으로 계산할 수 있다.

[식6]

τ_i ＝ 8.46 × 10^-9 × exp{43800/R/T_i}

또한, 상기 압하율의 합계(RT)는 n 패스의 압연의 경우, 1 패스째 내지 n 패스째까지의 각 압하율을 R1(％) 내지 Rn(％)으로 하면, 하기 식7로 계산할 수 있다.

[식7]

RT ＝ R1 ＋ R2 ＋ …… ＋ Rn

단, Rn ＝{(n － 1) 패스 후의 판 두께 － n 패스 후의 판 두께}/(n － 1) 패스 후의 판 두께 × 100 (％)로 나타낼 수 있다.

상기 유효 변형량(ε^*)은 0.4 이상이고, 바람직하게는 0.5 이상이고, 보다 바람직하게는 0.6 이상이다. 상기 압하율의 합계는 50 ％ 이상이고, 바람직하게는 70 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 100 ％ 이상이다.

이 열간 압연의 마무리 온도는 Ar₃ 변태점 이상, 900 ℃ 이하로 한다.

마무리 온도가 Ar₃ 변태점 미만에서는 압연 방향의 영율에 있어서 바람직하 지 않은 {100}<011> 집합 조직이 발달한다. 또한, 마무리 온도가 900 ℃ 초과에서는 압연 방향에 바람직한 전단 집합 조직을 판 두께 표층으로부터 판 두께 1/4층 부근까지 발달시키는 것이 곤란하다. 이 관점으로부터 열간 압연의 마무리 온도는, 바람직하게는 850 ℃ 이하, 더 바람직하게는 800 ℃ 이하이다.

열연 후의 권취 온도는 특별히 한정되지 않지만, 400 내지 600 ℃에서 권취하면 영율이 향상되는 경우가 있으므로, 이 범위에서 권취하는 것이 바람직하다.

열간 압연을 실시할 때에는 압연 롤의 이주속율이 1 ％ 이상인 이주속 압연을 적어도 1 패스 이상 실시하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되므로, 이주속 압연을 실시하지 않은 경우에 비해, 영율을 보다 향상시킬 수 있다. 이 관점으로부터 이주속율을 1 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5 ％ 이상이고, 가장 바람직하게는 10 ％ 이상에서 이주속 압연을 행하는 것이 바람직하다.

이주속율 및 이주속 압연 패스 수의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 상기한 이유로부터 모두 큰 쪽이 큰 영율 향상 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다. 그러나, 50 ％ 이상의 이주속율은 현재 상태에서는 곤란하고, 마무리 열연 패스는 통상 8 패스 정도까지이다.

또한, 마무리 열연에 사용하는 압연기에 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 워크 롤을 1개 이상 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되므로, 사용하지 않은 경우에 비해, 영율을 보다 향상시킬 수 있다. 이 관점으로부터 워크 롤 직경은 700 ㎜ 이하로 하고, 바람직하게는 600 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 500 ㎜ 이하로 한다. 워크 롤 직경의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 300 ㎜ 이하가 되면 통판 제어가 곤란해진다. 소경 롤을 사용하는 패스 수의 상한은 특별히 규정하지 않지만, 전술한 바와 같이 마무리 열연 패스는 통상 8 패스 정도까지이다.

이와 같이 하여 제조한 열연 강판을 산세정한 후, 최고 도달 온도의 범위를 500 내지 950 ℃로 하는 열처리(어닐링)를 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압연 방향의 영율은 한층 향상된다. 이 이유는 정확하지 않지만, 열연 후의 변태에 의해 도입된 전위가 열처리에 의해 재배열되는 것에 의한 것이라 추측된다.

최고 도달 온도가 500 ℃ 미만에서는 그 효과가 현저하지 않고, 한편 950 ℃를 초과하면 α → γ 변태가 생기기 때문에, 결과적으로 집합 조직의 집적이 동일해지거나 약해져 영율도 열화되는 경향이 있다. 이로 인해, 500 ℃, 950 ℃를 각각 하한 및 상한으로 한다.

이 최고 도달 온도의 범위는, 바람직하게는 650 ℃ 이상 850 ℃ 이하이다.

이 열처리의 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 연속 어닐링 라인이나 상자 어닐링, 후술하는 연속 용융 아연 도금 라인 등으로 행하면 된다.

열연 강판에 산세정한 후, 냉간 압연 및 열처리(어닐링)를 실시해도 상관없다. 냉간 압연율은 60 ％ 미만으로 한다. 냉간 압연율을 60 ％ 이상으로 하면, 열연 강판에 형성된 영율을 높이는 집합 조직이 크게 변화되고, 압연 방향의 영율이 저하되기 때문이다.

열처리는 냉간 압연 종료 후에 실시한다. 이 열처리의 최고 도달 온도는 500 내지 950 ℃의 범위로 한다. 500 ℃ 미만에서는 영율의 향상값이 작고, 또한 가공성이 떨어지는 경우가 있으므로, 500 ℃를 하한으로 한다. 한편, 열처리 온도를 950 ℃ 초과로 하면, α → γ 변태가 생기기 때문에, 결과적으로 집합 조직의 집적이 동일해지거나 약해져 영율도 열화의 경향이 된다. 이로 인해, 500 ℃, 950 ℃를 각각 하한 및 상한으로 한다.

이 최고 도달 온도의 바람직한 범위는 600 ℃ 이상 850 ℃ 이하이다.

최고 도달 온도로의 가열 속도는 특별히 한정되지 않지만, 3 내지 70 ℃/초의 범위로 하는 것이 바람직하다. 가열 속도가 3 ℃/초 미만에서는 가열 중에 재결정이 진행되어 영율 향상에 유리한 집합 조직이 붕괴된다. 70 ℃/초 초과로 해도 특별히 재료 특성은 변화되지 않으므로 이 값을 상한으로 하는 것이 바람직하다.

상기 열처리 후에 일단 550 ℃ 이하, 바람직하게는 450 ℃ 이하까지 냉각하고, 또한 150 내지 550 ℃의 온도에서 열처리를 실시하는 것도 가능하다. 이는, 고용 C량의 제어나 마르텐사이트의 템퍼링, 베이나이트 변태의 촉진 등의 조직 제어 등, 다양한 목적에 따라서 적당한 조건을 선택하여 행하면 된다.

본 실시 형태의 고영율 강판의 제조 방법에 의해 얻게 되는 강판의 조직은 페라이트 또는 베이나이트를 주상으로 하지만, 양 상이 혼재하고 있어도 상관없고, 이들에 마르텐사이트, 오스테나이트, 탄화물, 질화물을 비롯한 화합물이 존재하고 있어도 좋다. 즉, 요구 특성에 따라서 조직을 나누어 만들 수 있으면 된다.

(제3 실시 형태)

제3 실시 형태에서는 전술한 제1, 제2 실시 형태의 고영율 강판을 갖는 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판, 고영율 강관 및 이들 제조 방법의 일 예를 설명한다.

용융 아연 도금 강판은 제1, 제2 실시 형태의 고영율 강판과, 이 고영율 강판에 실시된 용융 아연 도금을 갖는다. 이 용융 아연 도금 강판은 전술한 제1, 제2 실시 형태에서 얻게 된 어닐링 후의 열연 강판, 또는 냉간 압연하여 얻게 된 냉간 압연 강판에 용융 아연 도금함으로써 제조된다.

아연 도금의 조성은 특별히 한정되는 것은 아니고, 아연 외에, Fe, Al, Mn, Cr, Mg Pb, Sn, Ni 등을 필요에 따라서 첨가해도 상관없다.

또한, 냉간 압연 후에 연속 용융 아연 도금 라인에서 열처리 및 아연 도금을 실시해도 상관없다.

합금화 용융 아연 도금 강판은 제1, 제2 실시 형태의 고영율 강판과, 이 고영율 강판에 실시된 합금화 용융 아연 도금을 갖는다. 이 합금화 용융 아연 도금 강판은 상기 용융 아연 도금 강판을 합금화 처리함으로써 제조된다.

이 합금화 처리는 450 내지 600 ℃의 범위에서 열처리함으로써 행한다. 450 ℃ 미만에서는 합금화가 충분히 진행되지 않고, 또한 600 ℃ 초과에서는 과도하게 합금화가 진행되고, 도금층이 취화된다. 이로 인해, 프레스 등의 가공에 의해 도 금이 박리되는 등의 문제를 유발한다. 합금화 처리의 시간은 10초 이상으로 한다. 10초 미만에서는 합금화가 충분히 진행되지 않는다. 합금화 용융 아연 도금 강판을 제조하는 경우, 열연 후에는 필요에 따라서 산세정하고, 그 후 인 라인 또는 오프 라인에서 압하율 10 ％ 이하의 스킨 패스를 실시해도 좋다.

고영율 강관은 제1, 제2 실시 형태의 고영율 강판을 갖고, 상기 고영율 강판이 임의의 방향으로 권취된 강관이다. 예를 들어, 이 고영율 강관은 전술한 제1, 제2 실시 형태의 고영율 강판을, 압연 방향이 강관의 길이 방향과의 사이의 각도가 0 내지 30°이내가 되도록 권취하여 강관으로 함으로써 제조된다. 이에 의해, 강관의 길이 방향의 영율이 높은 고영율 강관을 제조할 수 있다.

압연 방향과 평행하게 권취하는 것이 가장 영율이 높아지므로, 이 각도는 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이 관점으로부터 15°이하의 각도에서 권취하는 것이 더 바람직하다. 압연 방향과 강관의 길이 방향의 관계가 만족되어 있으면, 조관 방법은 UO관, 전봉 용접, 스파이럴 등 임의의 방법을 취할 수 있다. 물론, 영율이 높은 방향을 강관의 길이 방향에 평행한 방향으로 한정할 필요는 없고, 용도에 따라서 임의의 방향에 영율이 높은 강관을 제조해도 전혀 문제는 없다.

또한, 상기한 고영율 강관에는 Al계 도금이나 각종 전기 도금을 실시해도 상관없다. 또한, 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판, 고영율 강관에는 유기 피막, 무기 피막, 각종 도료 등의 표면 처리를 목적에 따라서 행할 수 있다.

(실시예)

다음에, 본 발명을 실시예에서 설명한다.

제1, 제3 실시 형태에 관한 실시예를 이하에 나타낸다.

(제1 실시예)

표1, 표2에 나타내는 조성을 갖는 강을 용제하고, 표3, 표4에 나타내는 조건으로 열간 압연을 실시하였다. 이때, 가열 온도는 모두 1250 ℃로 하였다. 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단은 롤과 강판의 마찰계수를 0.21 내지 0.24의 범위로 하여 최종 3단의 합계의 압하율을 70 ％로 하였다. 조질 압연 압하율은 모두 0.3 ％로 하였다.

영율의 측정은 상기한 횡공진법에 의해 측정하였다. JIS5호 인장 시험편을 채취하여 TD 방향의 인장 특성을 평가하였다. 또한, 판 두께 1/8층에 있어서의 집합 조직을 측정하였다.

결과를 표3, 표4에 나타낸다. 이에 의해 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열간 압연한 경우에는 압연 방향의 영율을 230 ㎬ 초과로 할 수 있었다.

여기서, 실시예의 표 중, FT는 열간 압연의 최종 마무리측의 온도, CT는 권취 온도, TS는 인장 강도, YS는 항복 강도, El은 신장, E(RD)는 RD 방향의 영율, E(D)는 RD 방향에 대해 45°방향의 영율, E(TD)는 TD 방향의 영율을 각각 나타낸다. 이들의 지표는 이후의 표의 설명에 있어서 공통된다.

[표1]

[표2]

[표3]

[표4]

(제2 실시예)

제1 실시예의 열연 강판 중 E 및 L에 대해 연속 어닐링(700 ℃에서 90초 유지), 상자 어닐링(700 ℃에서 6 hr 유지) 및 연속 용융 아연 도금(최고 도달 온도를 750 ℃로 하여 아연 도금욕에 침지 후, 500 ℃에서 20초간의 합금화 처리를 실시)을 실시하여 인장 특성과 영율을 측정하였다.

결과를 표5에 나타낸다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연하고, 적절하게 더 열처리함으로써 영율이 향상된다.

[표5]

(제3 실시예)

제1 실시예의 열연 강판 중 E 및 L에 대해 압하율 30 ％의 냉간 압연 후, 연속 용융 아연 도금(최고 도달 온도를 다양하게 변화시키고, 아연 도금욕에 침지 후, 500 ℃에서 20초간의 합금화 처리를 실시)을 실시하여 인장 특성과 영율을 측정하였다.

결과를 표6에 나타낸다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연 냉간 압연하고, 적절하게 더 열처리함으로써 RD 방향 및 TD 방향의 영율이 우수한 냉간 압연 강판을 얻는 것이 가능하다. 단, 최고 도달 온도가 현저하게 높은 경우에는 영율도 약간이지만 저하되었다.

[표6]

(제4 실시예)

제1 실시예의 열연 강판 중 E 및 L에 대해 이하의 처리를 행하였다.

연속 용융 아연 도금 라인에서 강판을 650 ℃까지 가열하고, 약 470 ℃까지 냉각 후, 460 ℃의 용융 아연욕에 침지하였다. 아연의 겉보기 두께는 평균 편면 40 g/m²으로 하였다. 용융 아연 도금에 이어서 이하와 같이 하여 강판 표면에 (1) 유기 피복이나 (2) 도장을 실시하여 인장 특성과 영율을 측정하였다.

결과를 표7에 나타낸다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 용융 아연 도금을 실시한 강판, 또한 표면에 유기 피막이나 도료를 부여한 것도 양호한 영율을 갖는 것을 알 수 있다.

(1) 유기 피막

수지 고형분 27.6 질량 ％, 분산액 점도 1400 ㎫ㆍs(25 ℃), pH 8.8, 카르복실기의 암모늄염(-COONH₄)의 함량이 수지 고형분 전체의 9.5 질량 ％, 카르복실기 함량이 수지 고형분 전체의 2.5 질량 ％, 분산 입자 평균 직경이 약 0.030 ㎛인 수성 수지에 4 질량 ％의 부식 억제제, 12 ％의 콜로이달 실리카를 첨가하여 방청 처리액을 제작하였다. 이 방청 처리액을 상기한 강판에 롤코터에 의해 도포하고, 강판의 표면 도달 온도 120 ℃가 되도록 건조하여 약 1 ㎛ 두께의 피막을 형성시켰다.

(2) 도장

탈지한 상기 강판 상에 롤코터에서 화성 처리로 하여 일본 파커라이징사제의 「ZM1300AN」을 도포하였다. 그리고, 도달판 온도가 60 ℃가 되는 조건으로 열풍 건조시켰다. 화성 처리의 부착량은 Cr 부착량으로 50 ㎎/m²으로 하였다. 또한, 화성 처리를 실시한 강판의 한쪽 면에 프라이머 도료를, 다른 쪽 면에 이면 도료를 롤코터에서 각각 도장하였다. 그리고 열풍을 병용한 유도 가열로에서 건조 경화시켰다. 이때의 도달 온도는 210 ℃로 하였다.

또한, 프라이머 도료를 도장한 면 상에 탑 도료를 롤러 커튼 코터에서 도장하였다. 그리고, 열풍을 병용한 유도 가열로에서, 도달 온도 230 ℃에서 건조 경화시켰다. 또한, 프라이머 도료는 일본 파인 코팅스사제의 「FL640EU 프라이머」를 이용하여 건조 막 두께로서 5 ㎛ 도장하였다. 이면 도료는 일본 파인 코팅스사제의 「FL100HQ」를 이용하여 건조 막 두께로 5 ㎛ 도장하였다. 탑 도료는 일본 파인 코팅스사제의 「FL100HQ」를 이용하여 건조 막 두께로 15 ㎛ 도장하였다.

[표7]

(제5 실시예)

표1에 나타낸 강 E와 L을 이용하여 이주속 압연을 행하였다. 주속율은 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단에서 변화시켰다. 열연 조건 및 인장 특성과 영율의 측정 결과를 표8에 나타낸다. 또한, 표8에서 표시되어 있지 않은 열연 조건은 모두 제1 실시예와 마찬가지이다.

이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연할 때에 1 ％ 이상의 이주속 압연을 1 패스 이상 첨가하면, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되어 영율이 더 향상된다.

[표8]

(제6 실시예)

표1에 나타낸 강 E와 L을이용하여 소경 롤 압연을 행하였다. 롤 직경은 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단에서 변화시켰다. 열연 조건 및 인장 특성과 영율의 측정 결과를 표9에 나타낸다. 또한, 표9에서 표시되어 있지 않은 열연 조건은 모두 제1 실시예와 마찬가지이다.

이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연할 때에 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 롤을 1 패스 이상 사용하면, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되어 영율이 더 향상된다.

[표9]

(제7 실시예)

다음에, 제2, 제3 실시 형태에 관한 실시예를 이하에 나타낸다.

표10 내지 표13에 나타내는 조성을 갖는 강을 용제하여 표14 내지 표19에 나타내는 조건으로 열간 압연을 실시하였다. 이때 가열 온도는 모두 1230 ℃로 하였다. 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단은 롤과 강판의 마찰계수를 0.21 내지 0.24의 범위로 하고, 최종 3단의 합계의 압하율을 55 ％로 하였다. 조질 압연 압하율은 모두 0.3 ％로 하였다.

영율의 측정은 상술한 횡공진법에 의해 측정하였다. JIS5호 인장 시험편을 채취하여 TD 방향의 인장 특성을 평가하였다. 또한, 판 두께 1/8층 및 판 두께 7/16층에 있어서의 집합 조직을 측정하였다.

결과를 표14 내지 표19에 나타낸다. 또한, 표15는 표14로부터 이어지는 표 이고, 표17은 표16으로부터 이어지는 표이다. 또한, 표19는 표18로부터 이어지는 표이다. 표와 그 표로부터 이어지는 표에 있어서, 동일한 행에 기재된 값은 동일한 샘플에 관한 수치를 나타낸다. 이는, 명세서 중 이후의 표에 있어서도 공통된다. 또한, 표 중, 밑줄을 그은 값은 본 발명의 범위 외의 값인 것을 나타내고 있다. 이 지표는 이후의 표의 설명에 있어서 공통된다.

표14 내지 표19로부터 보다 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열간 압연한 경우에는 압연 방향의 영율을 230 ㎬ 초과로 할 수 있었다.

[표10]

[표11]

[표12]

[표13]

[표14]

[표15]

[표16]

[표17]

[표18]

[표19]

(제8 실시예)

표10, 표11에 있어서의 강 번호 C 및 L의 조성을 갖는 강 슬래브를 용제하고, 표20에 나타내는 조건으로 열간 압연을 실시하였다. 슬래브의 가열 온도는 모두 1230 ℃로 하였다. 다른 압연 조건에 대해서는 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단은 롤과 강판의 마찰계수를 0.21 내지 0.24의 범위로 하고, 최종 3단의 합계의 압하율을 55 ％로 하였다. 조질 압연 압하율은 모두 0.3 ％로 하였다. 또한, Ar₃은 표14, 표16의 경우와 마찬가지로 하였다.

압연 후, 연속 어닐링(700 ℃에서 90초 유지), 상자 어닐링(700 ℃에서 6 hr 유지), 연속 용융 아연 도금(최고 도달 온도를 750 ℃로 하고, 아연 도금욕에 침지한 후 500 ℃)에서 20초간의 합금화 처리를 실시) 중 어느 하나의 처리를 실시하여 인장 특성과 영율을 측정하였다.

결과를 표20, 표21에 나타낸다. 또한, 표21은 표20으로부터 이어지는 표이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연하고, 적절하게 더 열처리함으로써 영율이 향상된다.

[표20]

[표21]

(제9 실시예)

표10, 표11에 있어서의 강 번호 C 및 L의 조성을 갖는 강 슬래브를 용제하고, 표22에 나타내는 조건으로 열간 압연을 실시하였다. 슬래브의 가열 온도는 모두 1230 ℃로 하였다. 다른 압연 조건에 대해서는 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단은 롤과 강판의 마찰계수를 0.21 내지 0.24의 범위로 하고, 최종 3단의 합계의 압하율을 55 ％로 하였다. 조질 압연 압하율은 모두 0.3 ％로 하였다. 또한, Ar₃은 표14, 표16의 경우와 마찬가지로 하였다.

열간 압연 후, 냉간 압연을 행하고, 또한 연속 용융 아연 도금(최고 도달 온도를 다양하게 변화시키고, 아연 도금욕에 침지 후 500℃에서 20초간의 합금화 처리를 실시)을 실시하였다. 그리고, 인장 특성과 영율을 측정하였다.

결과를 표22, 표23에 나타낸다. 또한, 표23은 표22로부터 이어지는 표이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연 냉연하고, 적절하게 더 열처리함으로써, RD 방향 및 TD 방향의 영율이 우수한 냉간 압연 강판을 얻는 것이 가능하다. 단, 최고 도달 온도가 현저하게 높은 경우에는 영율도 약간이지만 저하되었다.

[표22]

[표23]

(제10 실시예)

표10, 표11에 있어서의 강 번호 C 및 L의 조성을 갖는 강 슬래브를 용제하고, 표24에 나타내는 조건으로 열간 압연을 실시하였다. 슬래브의 가열 온도는 모두 1230 ℃로 하였다. 다른 압연 조건에 대해서는 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단은 롤과 강판의 마찰계수를 0.21 내지 0.24의 범위로 하고, 최종 3단의 합계의 압하율을 55 ％로 하였다. 조질 압연 압하율은 모두 0.3 ％로 하였다. 또한, Ar₃은 표14, 표16의 경우와 마찬가지로 하였다.

열간 압연 후, 연속 용융 아연 도금 라인에서 강판을 650 ℃까지 가열하고, 약 470 ℃까지 냉각 후, 460 ℃의 용융 아연욕에 침지하였다. 아연의 겉보기 두께는 평균 편면 40 g/m²로 하였다. 용융 아연 도금에 계속해서 이하와 같이 하여 강판 표면에 (1) 유기 피복이나 (2) 도장을 실시하여 인장 특성과 영율을 측정하였다.

(1) 유기 피막

수지 고형분 27.6 질량 ％, 분산액 점도 1400 ㎫ㆍs(25 ℃), pH 8.8, 카르복실기의 암모늄염(-COONH₄)의 함량이 수지 고형분 전체의 9.5 질량 ％, 카르복실기 함량이 수지 고형분 전체의 2.5 질량 ％, 분산 입자 평균 직경이 약 0.030 ㎛인 수성 수지에 4 질량 ％의 부식 억제제, 12 ％의 콜로이달 실리카를 첨가하고 방청 처리액을 제작하여 상기한 강판에 롤코터에 의해 도포하고, 강판의 표면 도달 온도 120 ℃가 되도록 건조하여 약 1 ㎛ 두께의 피막을 형성시켰다.

(2) 도장

탈지한 상기 강판 상에 롤코터에서 화성 처리로서 일본 파카라이징사제의 「ZM1300AN」을 도포하고, 도달판 온도가 60 ℃가 되는 조건으로 열풍 건조시켰다. 화성 처리의 부착량은 Cr 부착량이고 50 ㎎/m²로 하였다. 또한, 화성 처리를 실시한 강판의 한쪽 면에 프라이머 도료를, 다른 쪽 면에 이면 도료를 롤코터에서 도장하고, 열풍을 병용한 유도 가열로에서 건조 경화시켰다. 이때의 도달 온도는 210 ℃로 하였다.

또한, 프라이머 도료를 도장한 면 상에 탑 도료를 롤러 커튼 코터에서 도장하고, 열풍을 병용한 유도 가열로에서, 도달 온도 230 ℃에서 건조 경화시켰다. 또한, 프라이머 도료는 일본 파인코팅스사제의 「FL640EU 프라이머」를 이용하여 건조 막 두께로서 5 ㎛ 도장하였다. 이면 도료는 일본 파인 코팅스사제의 「FL100HQ」를 이용하여 건조 막 두께로 5 ㎛ 도장하였다. 탑 도료는 일본 파인코팅스사제의 「FL100HQ」를 이용하여 건조 막 두께로 15 ㎛로 도장하였다.

결과를 표24, 표25에 나타낸다. 또한, 표25는 표24로부터 이어지는 표이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 용융 아연 도금을 실시한 강판, 또한 표면에 유기 피막이나 도료를 부여한 것도 양호한 영율을 갖는 것을 알 수 있다.

[표24]

[표25]

(제11 실시예)

표10, 표11에 나타낸 강 C와 L을 이용하여 이주속 압연을 행하였다. 주속율은 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단에서 변화시켰다. 열연 조건 및 인장 특성과 영율의 측정 결과를 표26에 나타낸다. 또한, 표26에서 표시되어 있지 않은 열연 조건은 모두 제7 실시예와 마찬가지이다.

이렇게 하여 얻게 된 결과를 표26, 표27에 나타낸다. 또한, 표27은 표26으 로부터 이어지는 표이다. 이들로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연할 때에 1 ％ 이상의 이주속 압연을 1 패스 이상 첨가하면, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되어 영율이 더 향상된다.

[표26]

[표27]

(제12 실시예)

표10, 표11에 나타낸 강 C와 L을 이용하여 소경 롤 압연을 행하였다. 롤 직경은 전체 7단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단에서 변화시켰다. 열연 조건 및 인장 특성과 영율의 측정 결과를 표28에 나타낸다. 또한, 표 28에서 표시되어 있지 않은 열연 조건은 모두 제7 실시예와 마찬가지이다.

이렇게 하여 얻게 된 결과를 표28, 표29에 나타낸다. 또한, 표29는 표28로부터 이어지는 표이다. 이들로부터 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연할 때에 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 롤을 1 패스 이상 사용하면, 표층 근방에서의 집합 조직 형성이 촉진되어 영율이 더 향상된다.

[표28]

[표29]

(제13 실시예)

표30 내지 표33에 나타내는 강재를 1200 ℃ 내지 1270 ℃로 가열하고, 표34, 표36, 표38, 표40 중에 나타낸 열연 조건으로 열연하고, 2 ㎜ 두께의 열연 강판으로 하였다. 여기서, 어닐링을 행한 열연 강판에 대해서는 표 중, 열연판 어닐링(3 *)의 란에 「있음」이라 기재하고, 어닐링을 행하지 않은 열연 강판에 대해서는 「없음」이라 기재하였다. 이 어닐링은 600 내지 700 ℃, 60분의 조건으로 행하였다. 이 표기는 이후의 표의 설명에 있어서 공통된다.

표층의 영율의 측정은 표층으로부터 판 두께 1/6의 두께에서 샘플을 잘라내고, 상술한 횡공진법에 의해 측정하였다. 인장 특성은 JIS5호 인장 시험편을 채취하여 폭 방향에서 평가하였다.

형상 동결성의 평가는 260 ㎜ 길이 × 50 ㎜ 폭 × 판 두께의 스트립형의 샘플을 이용하고, 펀치 폭 78 ㎜, 펀치 견부 R 5 ㎜, 다이 견부 R 4 ㎜에서 다양한 압박 두께로 모자형으로 형성한 후, 3차원 형상 측정 장치에서 판 폭 중심부의 형상을 측정하였다. 도1에 도시한 바와 같이, 점A와 점B의 접선과 점C와 점D의 접선의 교점의 각 도로부터 90°를 뺀 값의 좌우에서의 평균치를 스프링 백량, 점C와 점E 사이의 곡률 반경(ρ)[㎜]의 역수를 좌우에서 평균화한 값을 1000배로 한 것을 벽 휨량으로 하여 형상 동결성을 평가하였다. 1000/ρ이 작을수록 형상 동결성은 양호하다. 또한, 굴곡은 압연 방향에 대해 수직으로 꺾음선이 들어가도록 행하였다.

일반적으로 강판의 강도가 상승하면 형상 동결성이 열화되는 것이 알려져 있다. 본 발명자들이 실제의 부품 성형을 행한 결과로부터, 상기 방법에 의해 측정된 주름 압박압 70 kN에서의 스프링 백량과 1000/ρ이 각각 강판의 인장 강도 (TS)[㎫]에 대해 (0.015 × TS － 6)(°) 이하, (0.01 × TS － 3)(㎜^-1) 이하가 되는 경우에는 우수한 형상 동결성이 양호해지므로, 이 2개를 동시에 만족시키는 것을 양호한 형상 동결성의 조건으로서 평가하였다.

이렇게 하여 얻게 된 결과를 표34 내지 표41에 나타낸다. 또한, 표35는 표34로부터 이어지는 표이고, 표37은 표36으로부터 이어지는 표이다. 또한, 표39는 표38로부터 이어지는 표이고, 표41은 표40으로부터 이어지는 표이다. 여기서, 표 중, 압연율(1*)은, 열간 압연의 압연율의 합계가 50 ％ 이상인 경우에는 「적당」, 50 ％ 미만인 경우에는 「부적당」으로 표기하였다. 또한, 마찰계수(2*)는 열간 압연 중의 평균 마찰계수가 0.2 초과인 경우에는 「적당」, 0.2 이하인 경우에는 「부적당」으로 표기하였다. 형상 동결성은 상기 2개의 조건을 만족시키는 경우를 「양호」로 하고, 만족시키지 않는 경우를 「불량」으로 표기하였다. 이들의 표기는 이후의 표의 설명에 있어서 공통된다.

주름 압박압을 증가시키면, 1000/ρ는 감소되는 경향이 있다. 그러나, 어떤 주름 압박압을 선택해도 강판의 형상 동결성의 우위성의 순위는 변화되지 않는다. 따라서, 주름 압박압 70 kN에서의 평가는 강판의 형상 동결성을 잘 대표하고 있다.

[표30]

[표31]

[표32]

[표33]

[표34]

[표35]

[표36]

[표37]

[표38]

[표39]

[표40]

[표41]

(제4 실시예)

표30, 표31에 나타낸 강 P5와 P8을 이용하여 이주속 압연을 행하였다. 주속율은 전체 6단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단에서 변화시켰다. 열연 조건, 인장 특성, 영율의 측정 결과 및 형상 동결성의 평가 결과를 표42에 나타낸다. 표 중에 기재되어 있지 않은 제조 조건에 대해서는 제13 실시예와 동일하다.

이렇게 하여 얻게 된 결과를 표42, 표43에 나타낸다. 또한, 표43은 표42로부터 이어지는 표이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연할 때에 1 ％ 이상의 이주속 압연을 1 패스 이상 첨가하면, 표층 근방에서의 영율이 더 향상되어 형상 동결성이 양호해진다.

[표42]

[표43]

(제15 실시예)

표30, 표31에 나타낸 강 P5와 P8을 이용하여 소경 롤 압연을 행하였다. 롤 직경은 전체 6단으로 이루어지는 마무리 압연 스탠드에 있어서 최종 3단에서 변화시켰다. 열연 조건, 인장 특성, 영율의 측정 결과 및 형상 동결성의 평가 결과를 표44에 나타낸다. 표 중에 기재되어 있지 않은 제조 조건에 대해서는 제13 실시예와 동일하다.

이렇게 하여 얻게 된 결과를 표44, 표45에 나타낸다. 또한, 표45는 표44로부터 이어지는 표이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연할 때에 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 롤을 1 패스 이상 사용하면, 표층 근방에서의 영율이 더 향상되어 형상 동결성이 향상된다.

[표44]

[표45]

(제16 실시예)

표30, 표31에 나타낸 강 P5와 P8을 이용하여 냉간 압연 어닐링판을 제조하였다. 표46에 열연, 냉간 압연, 어닐링 조건, 인장 특성, 영율의 측정 결과 및 형상 동결성의 평가 결과를 나타낸다. 표 중에 기재되어 있지 않은 제조 조건에 대해서는 제13 실시예와 동일하다.

이렇게 하여 얻게 된 결과를 표46, 표47에 나타낸다. 또한, 표47은 표46으로부터 이어지는 표이다. 이것으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 화학 성분을 갖는 강을 적절한 조건으로 열연ㆍ냉연ㆍ어닐링을 행하면 표층의 영율이 245 ㎬를 초과하고, 형상 동결성이 향상된다.

[표46]

[표47]

본 발명에 관한 고영율 강판은 자동차, 가정 전기 제품, 건축물 등에 사용된다. 또한, 본 발명에 관한 고영율 강판은 표면 처리를 하지 않은 좁은 의미의 열연 강판 및 냉연 강판과, 방청을 위해 용융 Zn 도금, 합금화 용융 Zn 도금, 전기 도금 등의 표면 처리를 실시한 넓은 의미의 열연 강판 및 냉연 강판을 포함한다. 또한, 알루미늄계의 도금도 포함한다. 또한, 이들 열연 강판, 냉간 압연 강판, 각종 도금 강판의 표면에 유기 피막, 무기피막, 도장 등을 갖는 강판이나, 이들을 복수 조합하여 갖는 강판도 포함된다.

본 발명에 관한 고영율 강판은 높은 영율을 갖는 강판이므로, 사용에 있어서는 지금까지의 강판보다 판 두께를 감소시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 경량화 가 가능해진다. 따라서, 지구 환경 보전에 기여할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 고영율 강판에 의해 형상 동결성이 개선되어 자동차용 부재 등의 프레스 부품으로의 고강도 강판의 적용이 용이해진다. 또한, 본 발명에 관한 강판은 충돌 에너지 흡수 특성에도 우수하므로, 자동차의 안전성의 향상에도 기여한다.

Claims

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질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 3.01 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상 33 이하이고,

압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과 255 ㎬ 이하인 것을 특징으로 하는 고영율 강판을 갖고, 상기 고영율 강판이 임의의 방향으로 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 고영율 강관.
질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 3.01 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상 33 이하이고,

압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과 255 ㎬ 이하인 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법이며,

질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 3.01 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Mo : 0.15 내지 1.5 ％, B : 0.0006 내지 0.01 ％, Al : 0.15 ％ 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 열연 가열 온도를 950 ℃ 이상으로 하고, 800 ℃ 이하에서의 각 패스마다의 압하율의 합계가 50 ％ 이상, 이 때의 마찰 계수를 0.2 초과, 열연 마무리 온도를 Ar₃ 변태점 이상, 750 ℃ 이하로 하여 열연하고, 400 내지 600 ℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 열간 압연의 공정에서는 이주속율(異周速率)이 1 ％ 이상 50 ％ 미만인 이주속 압연을 적어도 1 패스 이상 8 패스 이하 실시하는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 열간 압연의 공정에서는 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 압연 롤을 적어도 1개 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.
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제11항에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판을 임의의 방향으로 권취하여 강관으로 하는 것을 특징으로 하는 고영율 강관의 제조 방법.
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질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하, Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0001 내지 0.01 ％ 함유하고,

잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상 22 이하이고,

압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과 256 ㎬ 이하인 것을 특징으로 하는 고영율 강판을 갖고, 상기 고영율 강판이 임의의 방향으로 권취되어 있는 것을 특징으로 하는 고영율 강관.
질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하, Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0001 내지 0.01 ％ 함유하고,

잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

판 두께의 1/8층에 있어서의 {110}<223>과 {110}<111> 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 극밀도가 10 이상 22 이하이고,

압연 방향의 영율이 230 ㎬ 초과 256 ㎬ 이하인 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법이며,

질량 ％로, C : 0.0005 내지 0.30 ％, Si : 2.5 ％ 이하, Mn : 0.1 내지 5.0 ％, P : 0.15 ％ 이하, S : 0.015 ％ 이하, Al : 0.15 ％ 이하, N : 0.01 ％ 이하, Mo : 0.005 내지 1.5 ％, Nb : 0.005 내지 0.20 ％, Ti : 48/14 × N(질량 ％) 이상 0.2 ％ 이하, B : 0.0001 내지 0.01 ％ 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를 1000 ℃ 이상의 온도로 가열하고 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 공정을 갖고,

상기 열간 압연의 공정은 압연 롤과 강판의 마찰계수가 0.2 초과, 하기 식1로 계산되는 유효 변형량(ε^*)이 0.4 이상, 또한 압하율의 합계가 50 ％ 이상이 되도록 압연을 행하고,

상기 열간 압연의 공정에서는, 이주속율이 1 ％ 이상 50 ％ 미만인 이주속 압연을 적어도 1 패스 이상 8 패스 이하 실시하고,

Ar₃ 변태점 이상 900 ℃ 이하의 온도에서 열간 압연을 종료하는 조건으로 행해지는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.

[식1]

여기서, n은 마무리 열연의 압연 스탠드 수, ε_j는 j번째의 스탠드에서 더해진 변형, ε_n은 n번째의 스탠드에서 더해진 변형, t_i는 i 내지 i ＋ 1번째의 스탠드간의 주행 시간(초), τ_i는 기체상수(R)(＝1.987)와 i번째의 스탠드의 압연 온도(T_i)(K)에 의해 하기 식2로 계산할 수 있다.

[식2]

τ_i ＝ 8.46 × 10^-9 × exp{43800/R/T_i}
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제36항에 있어서, 상기 열간 압연의 공정에서는 롤 직경이 700 ㎜ 이하인 압연 롤을 적어도 1개 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 고영율 강판의 제조 방법.
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제36항에 기재된 고영율 강판의 제조 방법에 의해 고영율 강판을 제조하는 공정과, 상기 고영율 강판을 임의의 방향으로 권취하여 강관으로 하는 것을 특징으로 하는 고영율 강관의 제조 방법.