KR102374940B1

KR102374940B1 - 열연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102374940B1
Application number: KR1020207008462A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 히라시마; 다케시 도요다
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2022-03-16
Also published as: KR20200046067A; EP3715491A4; US11473159B2; EP3715491A1; WO2019103120A1; MX2020004583A; US20200362428A1; JP6866932B2; JPWO2019103120A1; TW201925492A; CN111133121B; CN111133121A; BR112020008449A2

Abstract

소정의 조성을 갖고, 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5 내지 5.0°인 제1 페라이트를 30 내지 70체적％, 베이나이트 및 상기 평균 방위 차가 0 내지 0.5° 미만인 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과, 상기 제1 페라이트를 합계로 95체적％ 이상 포함하고, 잔부 조직이 5체적％ 이하, 상기 제1 페라이트의 평균 결정 입경이 0.5 내지 5.0㎛, 다른 조직의 평균 결정 입경이 1.0 내지 10㎛인 열연 강판이 제공된다. 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연이 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만 등의 조건하에서 행해지고, 상기 조건을 만족시키는 모든 패스의 총 변형량이 1.4 내지 4.0인 공정, 20 내지 50℃/초의 평균 냉각 속도로 냉각하는 공정, 그리고 300 내지 600℃에서 권취하는 공정을 포함하는 열연 강판의 제조 방법이 제공된다.

Description

열연 강판 및 그 제조 방법

본 발명은, 자동차의 구조 부품이나 골격, 휠 디스크의 소재로서 적합한, 신장 플랜지성과 형상 동결성이 우수한 인장 강도 440㎫ 이상의 열연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자동차용 강재의 기계적 성질을 높이는 방법으로서, 그 강재의 조직 중의 결정립을 미세화하는 것이 유효한 것으로 알려져 있다. 결정립의 미세화에 대해서는 다양한 연구·개발이 행해지고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 중량％로, C: 0.05 내지 0.30％, Si: 0.30 내지 2.0％, Mn: 1.0 내지 2.5％, Al: 0.003 내지 0.100％ 미만, Ti: 0.05 내지 0.30％를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 슬래브를, 950℃ 이상 1100℃ 이하의 온도로 가열 후, 1 패스당의 압하율이 20％ 이상이 되는 압연을 적어도 2회 이상 행하고, 마무리 압연 온도가 Ar₃ 변태점 이상이 되는 열간 압연을 행한 후, 20℃/초 이상의 냉각 속도로 냉각하고, 350℃ 내지 550℃의 온도 범위에서 권취함으로써, 평균 결정 입경 10㎛ 미만의 폴리고날 페라이트가 체적률로 75％ 이상, 또한 잔류 오스테나이트가 체적률로 5 내지 20％의 조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초미세립을 갖는 연성, 인성, 피로 특성, 강도 연성 밸런스가 우수한 고장력 열연 강판을 제조하는 것이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 중량％로, C: 0.01 내지 0.2％, Si: 2.0％ 이하, Mn: 3.0％ 이하, P: 0.5％ 이하, Ti: 0.03 내지 0.2％, Al: 0.10％ 이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, 페라이트를 주상으로 하고, 주상과 제2상 입자로 이루어지는 열연 강판이며, 상기 페라이트의 평균 입경이 4㎛ 미만이고, 상기 제2상 입자가, 펄라이트, 마르텐사이트, 베이나이트, 잔류 오스테나이트 중 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 하기 (1)식으로 표기되는 응력-변형 곡선의 가공 경화 계수 C가 0.17 이하이고, 또한 항복 연신율 YEL이 1.5％ 이하인 것을 특징으로 하는 형상 동결성이 우수한 열연 강판이 제안되어 있다.

σ: 진응력(㎫), ε: 진변형, A, B: 상수, C: 가공 경화 계수

또한, 특허문헌 3에는, 질량％로, C: 0.03 내지 0.9％, Si: 0.01 내지 1.0％, Mn: 0.01 내지 5.0％, Al: 0.001 내지 0.5％, N: 0.001 내지 0.1％, Nb: 0.003 내지 0.5％, Ti: 0.003 내지 0.5％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 C％＋(12/14)N％≥(12/48)Ti％＋(12/48)Nb％＋0.03％를 만족시키는 강편을 주조 상태 그대로, 압연하거나 혹은 압연하는 일 없이 그대로 한 번 500℃ 내지 실온까지의 온도로 냉각한 후에, Ac₃점－100℃ 내지 Ac₃점 미만의 온도로 가열하고, 압연하거나 혹은 압연하는 일 없이 그대로 500℃ 내지 실온까지의 온도로 냉각 속도를 0.1 내지 50℃/초로 하여 냉각하고, 다시 700℃ 이하 550℃ 이상의 온도로 가열하고, 700℃ 이하 550℃ 이상의 온도에서 열간 압연을 행할 때, 1 패스의 압하율을 20％ 이상으로 하여 1 패스 또는 패스간 시간을 10초 이내로 한 연속되는 2 패스 이상의 가공을, 변형 속도를 1 내지 200/초, 총 변형량을 0.8 이상 5 이하가 되는 조건에서 행한 후, 방랭하는 것을 특징으로 하는 결정립이 미세한 고장력강의 제조 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 3의 실시예에서는, 이 방법에 의해, 페라이트의 결정 입경이 최소로 0.6㎛까지 미세화되는 것이 구체적으로 개시되어 있다.

일본 특허 제3242303호 공보 일본 특허 공개 제2000-290750호 공보 일본 특허 제4006112호 공보

재료의 고강도화는 일반적으로 신장 플랜지성이나 형상 동결성 등의 재료 특성을 열화시키기 때문에, 이들 재료 특성을 열화시키지 않고 고강도화를 도모하는 것이 고강도의 열연 강판을 개발하는 데 있어서 중요해진다.

그러나 특허문헌 1에 기재된 고장력 열연 강판에서는, 조직이 페라이트와 잔류 오스테나이트의 복합 조직으로 되어 있고, 조직간의 경도 차에 기인하여 신장 플랜지성이 낮다고 하는 과제나, 페라이트가 주상이기 때문에 항복점 연신율이 커, 형상 동결성이 나쁘다고 하는 과제가 있었다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 열연 강판에서는, 조직이 페라이트와 제2상 입자(펄라이트, 마르텐사이트, 베이나이트, 잔류 오스테나이트 중 1종 또는 2종 이상)이기 때문에, 조직간의 경도 차에 기인하여 신장 플랜지성이 낮다고 하는 과제가 있었다.

또한, 특허문헌 3에 기재된 고장력강의 제조 방법에서는, 압연 전에 냉각 공정을 사이에 넣음으로써 탄화물 등의 석출이 촉진될 우려가 있고, 그 후의 재가열 공정도 Ac₃점－100℃ 내지 Ac₃점 미만의 비교적 낮은 온도이므로, 이러한 석출물이 석출된 경우에는 그 고용이 어렵고, 최종적으로 얻어지는 조직에 있어서 조대한 석출물이 잔류하여, 결과적으로 반드시 충분히 높은 신장 플랜지성을 달성할 수는 없는 경우가 있었다.

본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제를 해결하고, 신장 플랜지성과 형상 동결성이 우수한 인장 강도 440㎫ 이상의 열연 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해, 결정립의 미세화, 열연 강판 중의 페라이트와 잔부 조직의 경도 차를 저감시키는 방법, 및 형상 동결성의 향상에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 페라이트와 베이나이트와 같이 조직간의 경도 차가 큰 복상 조직 강에 있어서도, 동일 입내의 페라이트의 평균 방위 차가 큰 경우에는, 신장 플랜지성이 개선되는 것을 알아냈다. 또한, 열연 강판의 제조 프로세스에 있어서 압연 온도, 변형 속도, 패스간 시간 및 총 변형량을 최적화함으로써, 압연 중에 페라이트 변태를 발생시켜 페라이트의 평균 결정 입경을 5.0㎛ 이하까지 미세화할 수 있는 것을 알아냈다. 그리고 이와 같이 하여 발생한 페라이트 중에는 고밀도의 전위가 도입되어 있으므로 전위 강화가 발생하고, 동일 입내의 페라이트 평균 방위 차도 크기 때문에, 페라이트와 베이나이트 등의 복상 조직 강에 있어서도 높은 신장 플랜지성을 갖는 것이 가능해지는 것을 알아냈다. 또한, 페라이트 중에 고밀도의 전위가 도입되어 있으므로 항복점 연신율이 작고, 형상 동결성이 우수한 것을 알아냈다.

본 발명은, 이러한 지견에 기초하고, 또한 검토를 거듭하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

[1] 질량％로,

C: 0.01％ 이상 0.20％ 이하,

Si: 1.0％ 이하,

Mn: 3.0％ 이하,

P: 0.040％ 이하,

S: 0.004％ 이하,

Al: 0.10％ 이하,

N: 0.004％ 이하,

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 조성을 갖고,

동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상 5.0° 이하인 제1 페라이트를 30체적％ 이상 70체적％ 이하 포함하고,

베이나이트 및 동일 입내의 평균 방위 차가 0° 이상 0.5° 미만인 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과, 상기 제1 페라이트를 합계로 95체적％ 이상 포함하고,

잔부 조직이 5체적％ 이하이고,

상기 제1 페라이트의 평균 결정 입경이 0.5㎛ 이상 5.0㎛ 이하이고, 상기 적어도 1종의 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하이고, 상기 잔부 조직이 존재하는 경우, 상기 잔부 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 열연 강판.

[2] 질량％로,

Nb: 0.01％ 이상 0.20％ 이하,

Ti: 0.01％ 이상 0.15％ 이하,

Mo: 0.01％ 이상 1.0％ 이하,

Cu: 0.01％ 이상 0.5％ 이하, 및

Ni: 0.01％ 이상 0.5％ 이하

중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 [1]에 기재된 열연 강판.

[3] (a) 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 조성을 갖는 강 소재를 주조 후 냉각하는 일 없이 그대로 열간 압연하거나 또는 일단 실온까지 냉각하고, 이어서 1100℃ 이상 1350℃ 이하로 가열하여 열간 압연하는 열간 압연 공정이며, 상기 열간 압연 공정이 주조 후의 강 소재를 복수의 압연 스탠드에 연속하여 통과시킴으로써 마무리 압연하는 것을 포함하고, 상기 마무리 압연의 모든 압연 스탠드에 있어서의 압연 온도가 A점 이상이고, 또한 상기 마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연이, 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만, 변형 속도: 1.0 내지 50/초, 및 패스간 시간: 10초 이내의 조건하에서 행해지고, 상기 조건을 만족시키는 모든 패스의 총 변형량이 1.4 이상 4.0 이하인 열간 압연 공정,

(b) 마무리 압연된 강판을 20℃/초 이상 50℃/초 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 냉각 공정이며, 상기 냉각이 상기 열간 압연 공정 후 10초 이내에 개시되는 냉각 공정, 그리고

(c) 상기 강판을 300℃ 이상 600℃ 이하의 온도 범위에서 권취하는 권취 공정을

포함하는 것을 특징으로 하는, 열연 강판의 제조 방법.

여기서, A점은 하기 (식 1)에 의해 구해지는 온도이고, Ae₃점은 하기 (식 2)에 의해 구해지는 온도임.

식 중, C, Si, Mn, Cu, Ni 및 Mo는 각 원소의 함유량(질량％)임.

본 발명에 따르면, 고강도이면서 신장 플랜지성과 형상 동결성이 우수한 열연 강판을 얻을 수 있고, 본 발명을 자동차의 구조 부품 등에 적용하면, 자동차의 안전성을 확보하기 위한 고강도를 프레스 성형성 등의 가공성을 저하시키는 일 없이 얻을 수 있다.

<열연 강판>

본 발명의 열연 강판은, 소정의 조성을 갖고, 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상 5.0° 이하인 제1 페라이트를 30체적％ 이상 70체적％ 이하 포함하고, 베이나이트 및 동일 입내의 평균 방위 차가 0° 이상 0.5° 미만인 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과, 상기 제1 페라이트를 합계로 95체적％ 이상 포함하고, 잔부 조직이 5체적％ 이하이고, 상기 제1 페라이트의 평균 결정 입경이 0.5㎛ 이상 5.0㎛ 이하이고, 상기 적어도 1종의 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하이고, 상기 잔부 조직이 존재하는 경우, 상기 잔부 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하고 있다.

이하, 본 발명의 열연 강판에 대해 구체적으로 설명한다. 먼저, 본 발명의 열연 강판의 화학 성분(조성)의 한정 이유에 대해 설명한다. 또한, 이하의 화학 성분을 나타내는 ％는, 모두 질량％를 의미한다.

[C: 0.01％ 이상 0.20％ 이하]

C는, 원하는 강도로 하기 위한 고용 강화 원소로서 활용한다. 그러기 위해서는 최저라도 0.01％ 이상이 필요하다. C 함유량은 0.02％ 이상, 0.04％ 이상 또는 0.05％ 이상이어도 된다. 한편, 0.20％를 초과하는 C는, 가공성 및 용접성을 열화시킨다. 따라서, C 함유량은 0.20％ 이하로 한다. C 함유량은 0.18％ 이하, 0.16％ 이하 또는 0.15％ 이하여도 된다.

[Si: 1.0％ 이하]

Si는 인성을 열화시키는 조대한 산화물이나 시멘타이트를 억제하고, 고용 강화에도 기여하는 원소이지만, 함유량이 1.0％를 초과하면 열연 강판의 표면 성상이 현저하게 열화되어, 화성 처리성이나 내식성의 저하를 초래한다. 따라서, Si 함유량은 1.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.9％ 이하 또는 0.8％ 이하이다. Si 함유량은 0％여도 되고, 예를 들어 0.01％ 이상, 0.02％ 이상 또는 0.4％ 이상이어도 된다.

[Mn: 3.0％ 이하]

Mn은, 고용되어 강의 강도 증가에 기여하는 원소이다. 한편, Mn이 3.0％를 초과하면, 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 응고 편석에 의한 밴드상 조직을 형성하여 가공성 및 내지연 파괴 특성을 열화시킨다. 따라서, Mn 함유량은 3.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 2.8％ 이하 또는 2.0％ 이하로 한다. Mn 함유량은 0％여도 되고, 예를 들어 0.5％ 이상, 1.0％ 이상 또는 1.4％ 이상이어도 된다.

[P: 0.040％ 이하]

P는, 고용되어 강의 강도 증가에 기여하는 원소이지만, 입계, 특히 구 오스테나이트 입계에 편석되어, 저온 인성이나 가공성의 저하를 초래하는 원소이기도 하다. 이 때문에, P 함유량은 최대한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.040％까지의 함유는 허용할 수 있다. 따라서, P 함유량은 0.040％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.030％ 이하, 더 바람직하게는 0.020％ 이하이다. P 함유량은 0％여도 되지만, 과도하게 저감해도 정련 비용의 증대에 상응하는 효과가 얻어지지 않으므로, 바람직하게는 0.001％, 0.002％ 이상, 0.003％ 이상 또는 0.005％ 이상이다.

[S: 0.004％ 이하]

S는, Mn과 결합하여 조대한 황화물을 형성하여, 열연 강판의 가공성을 저하시킨다. 그 때문에, S 함유량은 최대한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.004％까지의 함유는 허용할 수 있다. 따라서, S 함유량은 0.004％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.003％ 이하, 더 바람직하게는 0.002％ 이하이다. S 함유량은 0％여도 되지만, 과도하게 저감해도 정련 비용의 증대에 상응하는 효과가 얻어지지 않으므로, 바람직하게는 0.0003％ 이상, 0.0005％ 이상 또는 0.001％ 이상이다.

[Al: 0.10％ 이하]

Al은, 탈산제로서 작용하여, 강의 청정도를 향상시키는 데 유효한 원소이다. 그러나 Al의 과잉의 첨가는 산화물계 개재물의 증가를 초래하여, 열연 강판의 인성을 저하시킴과 함께, 흠 발생의 원인이 된다. 따라서, Al 함유량은 0.10％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.09％ 이하, 더 바람직하게는 0.08％ 이하이다. Al 함유량은 0％여도 되지만, 과도하게 저감해도 정련 비용의 증대에 상응하는 효과가 얻어지지 않으므로, 바람직하게는 0.005％ 이상, 0.008％ 이상 또는 0.01％ 이상이다.

[N: 0.004％ 이하]

N은, 질화물 형성 원소와 결합함으로써 질화물로서 석출되어, 결정립의 미세화에 기여한다. 그러나 0.004％를 초과하면, 고용 N으로서 존재하게 되어, 인성을 저하시킨다. 이 때문에, N 함유량은 0.004％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.003％ 이하이다. N 함유량은 0％여도 되지만, 과도하게 저감해도 정련 비용의 증대에 상응하는 효과가 얻어지지 않으므로, 바람직하게는 0.0005％ 이상, 0.0008％ 이상 또는 0.001％ 이상이다.

이상이 본 발명의 열연 강판의 기본 성분인데, 본 발명의 열연 강판은, 예를 들어 인성 향상이나 고강도화 등을 목적으로 하여, 필요에 따라서, Nb: 0.01％ 이상 0.20％ 이하, Ti: 0.01％ 이상 0.15％ 이하, Mo: 0.01％ 이상 1.0％ 이하, Cu: 0.01％ 이상 0.5％ 이하, 및 Ni: 0.01％ 이상 0.5％ 이하 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.

[Nb: 0.01％ 이상 0.20％ 이하]

Nb는, 탄질화물의 형성을 통해 강판의 강도와 피로 강도의 증가에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 발현시키기 위해서는, Nb 함유량을 0.01％ 이상으로 할 필요가 있다. 예를 들어, Nb 함유량은 0.02％ 이상 또는 0.03％ 이상이어도 된다. 한편, Nb 함유량이 0.20％를 초과하면, 변형 저항이 증가하기 때문에, 열연 강판의 제조 시의 열간 압연의 압연 하중이 증가하여, 압연기에 대한 부담이 지나치게 커져 압연 조업 자체가 곤란해질 우려가 있다. 또한, Nb 함유량이 0.20％를 초과하면, 조대한 석출물을 형성하여 열연 강판의 인성이 저하되는 경향이 있다. 따라서, Nb 함유량은 0.20％ 이하로 한다. 예를 들어, Nb 함유량은 0.15％ 이하 또는 0.10％ 이하여도 된다.

[Ti: 0.01％ 이상 0.15％ 이하]

Ti는, 미세한 탄질화물을 형성하여 결정립을 미세화함으로써, 강판의 강도와 피로 강도를 향상시킨다. 이러한 효과를 발현시키기 위해서는, Ti 함유량을 0.01％ 이상으로 할 필요가 있다. 예를 들어, Ti 함유량은 0.02％ 이상, 0.04％ 이상 또는 0.05％ 초과여도 된다. 한편, Ti 함유량이 0.15％를 초과하여 과잉이 되면, 상기한 효과가 포화되는 데다가, 조대한 석출물의 증가를 초래하여, 강판의 인성 저하를 초래한다. 따라서, Ti 함유량은 0.15％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.14％ 이하 또는 0.10％ 이하이다.

[Mo: 0.01％ 이상 1.0％ 이하]

Mo는 고용 원소로서 강의 고강도화에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 Mo 함유량을 0.01％ 이상으로 할 필요가 있다. 예를 들어, Mo 함유량은 0.02％ 이상 또는 0.03％ 이상이어도 된다. 그러나 Mo는, 합금 비용이 높고, 1.0％를 초과하면 용접성을 열화시킨다. 따라서, Mo 함유량은 1.0％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.5％ 이하 또는 0.4％ 이하이다.

[Cu: 0.01％ 이상 0.5％ 이하]

Cu는, 고용되어 강의 강도 증가에 기여하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량을 0.01％ 이상으로 할 필요가 있다. 예를 들어, Cu 함유량은 0.05％ 이상 또는 0.1％ 이상이어도 된다. 그러나 Cu 함유량이 0.5％를 초과하면, 열연 강판의 표면 성상의 저하를 초래한다. 따라서, Cu 함유량은 0.5％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.4％ 이하 또는 0.3％ 이하의 범위로 한다.

[Ni: 0.01％ 이상 0.5％ 이하]

Ni는, 고용되어 강의 강도 증가에 기여하고, 또한 인성을 향상시키는 원소이다. 이러한 효과들을 얻기 위해서는, Ni 함유량을 0.01％ 이상으로 할 필요가 있다. 예를 들어, Ni 함유량은 0.02％ 이상 또는 0.1％ 이상이어도 된다. 그러나 Ni는, 합금 비용이 높고, 0.5％를 초과하면 용접성을 열화시킨다. 따라서, Ni 함유량은 0.5％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.4％ 이하 또는 0.3％ 이하이다.

그 밖의 원소에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 포함되어 있어도 된다. 즉, 잔부가 실질적으로 철이면 된다. 예를 들어 내지연 파괴 특성의 향상을 목적으로, Ca, REM(희토류 금속: Rare-Earth Metal) 등을 각각 0.005％ 이하 함유해도 된다. 열간 가공성을 향상시키는 미량 원소 등을 함유할 수도 있다.

본 발명의 열연 강판에 있어서, 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불순물로 이루어진다. 여기서, 불순물이란, 열연 강판을 공업적으로 제조할 때, 광석이나 스크랩 등과 같은 원료를 비롯하여, 제조 공정의 다양한 요인에 의해 혼입되는 성분이며, 본 발명의 열연 강판에 대해 의도적으로 첨가한 성분은 아닌 것을 포함하는 것이다. 또한, 불순물이란, 위에서 설명한 성분 이외의 원소이며, 당해 원소 특유의 작용 효과가 본 발명에 관한 열연 강판의 특성에 영향을 미치지 않는 레벨로 당해 열연 강판 중에 포함되는 원소도 포함하는 것이다.

다음으로, 본 발명에 관한 열연 강판의 조직의 한정 이유에 대해 설명한다.

[동일 입내의 평균 방위 차 0.5° 이상 5.0° 이하의 제1 페라이트: 30체적％ 이상 70체적％ 이하]

본 발명의 열연 강판의 조직은, 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상 5.0° 이하인 제1 페라이트를 30체적％ 이상 70체적％ 이하 포함한다.

여기서, 본 발명에 있어서 「동일 입내의 평균 방위 차」란, 인접하는 입자의 방위 차가 15° 이상인 것을 하나의 결정립이라고 정의한 경우에, 어느 하나의 결정립 내에 존재하는 결정의 흐트러짐을 나타내는 지표이다. 통상의 페라이트 변태에 의해 발생한 페라이트에서는, 동일 입내의 평균 방위 차는 0.0°인 것이 대부분이다. 한편, 본 발명과 같이 압연 중에 페라이트 변태가 발생한 경우, 페라이트에도 가공이 실시되기 때문에, 페라이트 입내에 결정의 흐트러짐이 발생하여, 동일 입내의 평균 방위 차가 커진다. 베이나이트와의 경도 차를 저감 및 항복점 연신율을 작게 하기 위해서는, 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상일 필요가 있다. 한편, 동일 입내의 평균 방위 차가 5.0°를 초과하면, 페라이트의 연성이 열화된다. 따라서, 동일 입내의 평균 방위 차는 0.5° 이상 5.0° 이하로 한다. 더 바람직하게는 0.7° 이상 3.0° 이하이다.

본 발명에 관한 열연 강판에 있어서, 제1 페라이트가 30체적％보다 적어지면, 마무리 압연 종료 단계에서의 오스테나이트 체적률이 70％보다 많아지고, 그 후의 냉각 공정에 의해 발생하는 베이나이트나 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 미만인 제2 페라이트의 분율이 증가하기 때문에, 항복점 연신율이 증가하여 형상 동결성이 저하된다. 따라서, 제1 페라이트의 체적률은 30체적％ 이상으로 한다. 또한, 상기 제1 페라이트의 체적률을 증가시키기 위해서는 열간 압연 시의 압하율을 높이거나 또는 열간 압연 시의 온도를 낮출 필요가 있지만, 70체적％를 초과하는 조건으로 한 경우에는, 동일 입내의 평균 방위 차가 5.0°를 초과하여, 페라이트의 연성이 열화되고, 신장 플랜지성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 제1 페라이트의 체적률은 30체적％ 이상 70체적％ 이하로 한다. 바람직하게는 35체적％ 이상, 40체적％ 이상 혹은 50체적％ 이상이고, 및/또는 65체적％ 이하 혹은 60체적％ 이하이다.

[베이나이트 및 동일 입내의 평균 방위 차가 0° 이상 0.5° 미만인 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과, 제1 페라이트의 합계 95체적％ 이상, 및 잔부 조직 5체적％ 이하]

본 발명에 관한 열연 강판은, 베이나이트 및 동일 입내의 평균 방위 차가 0° 내지 0.5° 미만인 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과, 제1 페라이트를 합계로 95체적％ 이상, 바람직하게는 98체적％ 이상 또는 100체적％ 포함한다. 잔부 조직은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트 중 어느 한쪽 혹은 양쪽을 포함하거나, 또는 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트 중 어느 한쪽 혹은 양쪽으로 이루어진다. 잔부 조직이 5체적％를 초과하면, 잔부 조직과 제2 페라이트 또는 베이나이트와의 조직간의 경도 차에 의한 신장 플랜지성의 저하가 현저해져, 원하는 신장 플랜지성을 갖는 것이 곤란해지거나, 및/또는 특히 잔부 조직으로서의 마르텐사이트의 체적률이 높아지면, 항복비가 높아져, 형상 동결성이 저하된다. 따라서, 잔부 조직은 5체적％ 이하로 한다. 더 바람직하게는 2％ 이하이고, 0체적％여도 된다.

[제1 페라이트의 평균 결정 입경: 0.5㎛ 이상 5.0㎛ 이하]

본 발명에 있어서 「평균 결정 입경」이란, 인접하는 입자의 방위 차가 15° 이상인 것을 하나의 결정립이라고 정의한 경우에 산출되는 값으로 한다. 제1 페라이트의 평균 결정 입경이 5.0㎛를 초과하면, 원하는 강도를 얻는 것이 곤란해지거나, 인성이 열화되기 때문에, 평균 결정 입경은 5.0㎛ 이하일 필요가 있다. 한편, 평균 결정 입경을 0.5㎛보다 작게 하기 위해서는, 압연 시에 대변형 가공이 필요해져, 압연기에 큰 부하가 걸림과 함께, 동일 입내의 평균 방위 차가 5.0°를 초과할 가능성이 높아지므로, 이 때문에, 평균 결정 입경은 0.5㎛ 이상으로 한다. 따라서, 제1 페라이트의 평균 결정 입경은 0.5㎛ 이상 5㎛ 이하이고, 바람직하게는 0.7㎛ 이상 혹은 1.0㎛ 이상이고, 및/또는 4.5㎛ 이하 혹은 4.0㎛ 이하이다.

[베이나이트 및 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직, 그리고 잔부 조직의 평균 결정 입경: 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하]

베이나이트, 제2 페라이트, 및 존재하는 경우에는 잔부 조직의 평균 결정 입경이 10㎛보다 커지면, 강도가 저하되고, 항복점 연신율이 증가하여 형상 동결성이 열화된다. 이 때문에, 이들 조직의 평균 결정 입경은 10㎛ 이하로 한다. 단, 특히 베이나이트는 1.0㎛ 이하로 미세화하면 현저하게 고강도화되어, 제1 페라이트와의 경도 차가 커져, 신장 플랜지성이 저하될 우려가 있다. 이 때문에, 이들 조직의 평균 결정 입경은 1.0㎛ 이상으로 한다. 바람직하게는 1.5㎛ 이상 혹은 2.0㎛ 이상이고, 및/또는 9.0㎛ 이하, 8.0㎛ 이하 혹은 5.0㎛ 이하이다.

본 발명에 관한 열연 강판에 있어서, 각 상 또는 조직의 동정이나 평균 결정 입경의 산출은, 주사형 전자 현미경으로 촬상한 조직 사진을 사용한 화상 처리나 후방 산란 전자 회절상 해석(EBSP 또는 EBSD)에 의해 행할 수 있다.

더 구체적으로는, 제1 페라이트의 체적률은, 이하와 같이 하여 결정된다. 강판의 판 폭을 W로 하였을 때, 강판의 폭 방향에서 편단으로부터 1/4W(폭) 또는 3/4W(폭) 위치에 있어서, 강판의 폭 방향을 압연 방향으로부터 본 단면(폭 방향 단면)이 관찰면이 되도록 시료를 채취하고, 강판 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에서, 강판의 폭 방향 200㎛×두께 방향 100㎛의 직사각형 영역을 0.2㎛의 측정 간격으로 EBSD 해석한다. 여기서 EBSD 해석은, 예를 들어 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경과 EBSD 검출기로 구성된 장치를 사용하여, 200 내지 300점/초의 해석 속도로 실시한다. 여기서, 방위 차는, 상기에 의해 측정한 각 측정점의 결정 방위 정보에 기초하여, 인접하는 측정점끼리의 결정 방위의 차를 구한 것이다. 이 방위 차가 15°이상일 때, 인접하는 측정점끼리의 중간을 입계라고 판단하고, 이 입계에 의해 둘러싸이는 영역을 본 발명에 있어서 결정립이라고 정의한다. 이 결정립의 동일 입내의 방위 차를 단순 평균하여 평균 방위 차를 계산한다. 그리고 제1 페라이트의 결정립 면적률을 구하여, 이것을 제1 페라이트의 체적률로 한다. 또한, 제2 페라이트의 체적률에 대해서도 마찬가지로 하여 결정된다. 또한, 동일 입내의 평균 방위 차의 산출은, EBSD 해석 장치에 부속의 소프트웨어를 사용하여 구할 수 있다. 또한, 베이나이트도 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상이 될 가능성도 있지만, 베이나이트는 탄화물을 포함하고, 형상이 라스상인 조직을 나타낸다는 점에서, SEM 상에 있어서 탄화물을 포함하여 라스상의 조직을 나타내고 있는 것은 베이나이트로 하고, 그 면적률을 베이나이트의 체적률로 한다.

본 발명에 있어서의 「동일 입내의 평균 방위 차 0.5° 이상 5.0° 이하의 제1 페라이트」, 「동일 입내의 평균 방위 차 0° 이상 0.5° 미만의 제2 페라이트」「베이나이트」 및 「잔부 조직」의 각각의 평균 결정 입경은, 상기한 EBSD 해석에 의해 구한 값을 사용하여 결정된다. 구체적으로는, 방위 차 15° 이상의 경계를 입계로 하여, 하기 식에 의해 산출되는 값을 평균 결정 입경으로 한다. 식 중, N은 평균 결정 입경의 평가 영역에 포함되는 결정립의 수, Ai는 i번째(i＝1, 2, ··, N)의 입자의 면적, di는 i번째의 결정립의 원상당 직경을 나타낸다. 이들 데이터는 EBSD 해석에 의해 용이하게 구할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기한 화학 성분(조성) 및 조직을 만족시킴으로써, 고강도이면서 신장 플랜지성과 형상 동결성이 우수한 열연 강판을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 열연 강판을 자동차의 구조 부품 등에 적용한 경우에는, 자동차의 안전성 확보에 필요한 고강도를 프레스 성형성 등의 가공성의 열화 없이 얻을 수 있다.

<열연 강판의 제조 방법>

다음으로, 본 발명에 관한 열연 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명에 관한 열연 강판의 제조 방법은,

(a) 위에서 설명한 화학 성분(조성)을 갖는 강 소재를 주조 후 냉각하는 일 없이 그대로 열간 압연하거나 또는 일단 실온까지 냉각하고, 이어서 1100℃ 이상 1350℃ 이하로 가열하여 열간 압연하는 열간 압연 공정이며, 상기 열간 압연 공정이 주조 후의 강 소재를 복수의 압연 스탠드에 연속하여 통과시킴으로써 마무리 압연하는 것을 포함하고, 상기 마무리 압연의 모든 압연 스탠드에 있어서의 압연 온도가 A점 이상이고, 또한 상기 마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연이, 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만, 변형 속도: 1.0 내지 50/초, 및 패스간 시간: 10초 이내의 조건하에서 행해지고, 상기 조건을 만족시키는 모든 패스의 총 변형량이 1.4 이상 4.0 이하인 열간 압연 공정,

포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서, A점은 하기 (식 1)에 의해 구해지는 온도이고, Ae₃점은 하기 (식 2)에 의해 구해지는 온도이다.

식 중, C, Si, Mn, Cu, Ni 및 Mo는 각 원소의 함유량(질량％)이다.

이하, 본 발명의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.

[(a) 열간 압연 공정]

열간 압연 공정은, 위에서 설명한 화학 성분(조성)을 갖는 주조 후의 강 소재를 복수의 압연 스탠드에 연속하여 통과시킴으로써 마무리 압연하는 것을 포함한다. 또한, 마무리 압연 전 또는 마무리 압연에 있어서의 압연 스탠드 사이의 압연 도중에 디스케일링을 행해도 된다. 본 발명의 방법에서는, 마무리 압연은, 나중에 설명하는 바와 같이, 압연 중에 페라이트 변태를 발생시키기 위해 저변형 속도로 행해진다. 따라서, 마무리 압연은, 이러한 저변형 속도에서의 압연이 용이한 연속 주조와 마무리 압연을 연결한 직송 압연에 의해 행하는 것이 바람직하다. 그러나 일반적인 열연 방법인 슬래브의 재가열-조압연-마무리 압연과 같은 방법을 취해도 된다. 그 경우, 슬래브 가열 온도는, 슬래브의 균질화를 위해 1100℃ 이상으로 하고, 오스테나이트 입경의 조대화를 방지하기 위해 1350℃ 이하로 한다. 또한, 강 소재의 제조 방법은, 특정한 방법에는 한정되지 않고, 상기한 화학 성분을 갖는 용강을, 전로 등에서 용제하고, 연속 주조 등의 주조 방법으로 슬래브 등의 강 소재로 하는 상용의 방법 모두 적용할 수 있다.

(마무리 압연의 모든 압연 스탠드에 있어서의 압연 온도: A점 이상)

본 발명의 방법에서는, 마무리 압연은, 주조한 상태 그대로의 강 소재, 즉 주조 직후의 강 소재 또는 가열 후의 강 소재를 복수의 압연 스탠드에 연속하여 통과시킴으로써 행해지고, 마무리 압연의 모든 압연 스탠드에 있어서의 압연 온도가 하기 (식 1)에 의해 구해지는 A점 이상이다.

식 중, C, Mn, Cu, Ni 및 Mo는 각 원소의 함유량(질량％)이다.

A점 미만이 되면, 압연 중의 페라이트 변태 외에도, 온도의 저온화에 수반되는 페라이트 변태가 발생하게 된다. 후자의 페라이트 변태에 의해 발생하는 페라이트는 결정 입경이 커, 인장 강도나 인성의 저하를 초래한다. 또한, 이러한 페라이트가 발생함으로써 조직 분율의 제어도 곤란해진다. 따라서, 모든 압연 스탠드에 있어서의 온도는 A점 이상일 필요가 있다. 예를 들어, 모든 압연 스탠드에 있어서의 온도는 1100℃ 이하여도 된다.

(마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연의 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만)

이 압연 온도가 하기 (식 2)에 의해 구해지는 Ae₃점 이상이 되면, 압연 중에 페라이트 변태시키는 것이 곤란해지므로, Ae₃점 미만으로 한다.

식 중, C, Si, Mn, Ni 및 Mo는 각 원소의 함유량(질량％)이다.

또한, A점 미만이 되면, 압연 중의 페라이트 변태 외에도, 온도의 저온화에 수반되는 페라이트 변태가 발생하게 된다. 후자의 페라이트 변태에 의해 발생하는 페라이트는 결정 입경이 커, 인장 강도나 인성의 저하를 초래한다. 또한, 이러한 페라이트가 발생함으로써 조직 분율의 제어도 곤란해진다. 따라서, 마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연의 압연 온도는 A점 이상 Ae₃점 미만으로 한다.

(마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연의 변형 속도: 1.0 내지 50/초)

압연 중에 페라이트 변태를 발생시키기 위해서는, 변형 속도가 저속인 편이 바람직하다. 변형 속도가 50/초를 초과하는 경우, 페라이트 변태를 시키는 데 필요한 압하량이 커져, 압연기에 대한 부하가 증가한다. 또한, 가공 발열이 커져, 압연 온도가 Ae₃점 이상이 될 가능성이 높아진다. 따라서, 변형 속도는 50/초 이하로 한다. 또한, 변형 속도가 1.0/초 미만인 경우, 압연기의 롤에 의한 방열의 영향이 커져, 압연 온도가 A점 미만이 될 가능성이 높아진다. 따라서, 변형 속도는 1.0/초 이상 50/초 이하로 한다. 더 바람직하게는 1.5/초 이상, 30/초 이하이다.

(마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연의 패스간 시간: 10초 이내)

패스간 시간은, 압연 스탠드 사이에서의 변형의 회복이나 재결정 거동에 영향을 미친다. 패스간 시간이 10초를 초과하면, 스탠드 사이에서의 변형의 회복 및 재결정이 발생하여, 앞의 압연 패스에서 축적된 변형이 해방되어 버리기 때문에, 압연 중에 페라이트 변태를 발생시키는 것이 곤란해진다. 따라서, 패스간 시간은 10초 이내로 한다. 바람직하게는 8.5초 이내, 7초 이내 또는 5초 이내이다. 예를 들어, 패스간 시간은 1초 이상이어도 된다.

(총 변형량: 1.4 이상 4.0 이하)

상기 마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연이, 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만, 변형 속도: 1.0 내지 50/초, 및 패스간 시간: 10초 이내의 조건을 만족시키는 모든 패스의 총 변형량은 1.4 이상 4.0 이하로 한다. 이 총 변형량은 압연 중의 페라이트 변태량과, 잔부 베이나이트나 페라이트의 미세화에 큰 영향을 미친다. 총 변형량이 1.4 미만이면, 충분한 양의 페라이트 변태를 발생시키는 것이 곤란하고, 또한 잔부 베이나이트나 페라이트의 결정 입경이 조대화된다. 한편, 총 변형량이 4.0을 초과하면, 압연 중에 발생한 페라이트의 동일 입내의 평균 방위 차가 5.0°를 초과하여, 페라이트의 연성이 열화된다. 따라서, 당해 총 변형량은 1.4 이상 4.0 이하로 한다. 바람직하게는 1.6 이상 3.5 이하이다.

상기한 압연 조건이 연속되지 않는 경우에는, 압연 중에 페라이트 변태를 발생시킬 수 없게 되거나, 및/또는 압연 중에 발생한 페라이트가 오스테나이트에 역변태를 일으켜, 결과적으로 최종 조직에 있어서의 제1 페라이트 분율이 저하되어, 얻어지는 열연 강판의 형상 동결성이 열화된다. 또한, 최종 패스가 압연 조건을 만족시키지 않는 경우도, 최종 패스에서 페라이트로부터 오스테나이트로의 역변태가 발생하여, 최종 조직에 있어서의 제1 페라이트 분율이 저하되고, 또한 페라이트의 회복이 발생하기 때문에 항복점 연신율이 커져, 형상 동결성이 열화된다. 혹은 또한, 최종 패스의 압연 온도가 A점 미만이 되면, 압연 중의 페라이트 변태 외에도, 온도의 저온화에 수반되는 페라이트 변태가 발생하게 되고, 후자의 페라이트 변태에 의해 발생하는 페라이트는 결정 입경이 커, 인장 강도의 저하를 초래한다. 따라서, 마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연은, 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만, 변형 속도: 1.0 내지 50/초, 및 패스간 시간: 10초 이내의 조건하이면서, 당해 조건을 만족시키는 모든 패스의 총 변형량이 1.4 이상 4.0 이하가 되도록 행하는 것이 필요하다.

(조압연)

본 발명의 방법에서는, 예를 들어 판 두께 조정 등을 위해, 마무리 압연 전에 강 소재에 대해 조압연을 행해도 된다. 조압연은, 원하는 시트 바 치수를 확보할 수 있으면 되고, 그 조건은 특별히 한정되지 않는다.

[(b) 냉각 공정]

본 발명의 방법에 의하면, 마무리 압연된 강판은, 냉각 공정에 있어서, 20℃/초 이상 50℃/초 이하의 평균 냉각 속도로 냉각되고, 당해 냉각은 상기한 열간 압연 공정 후 10초 이내에 개시된다. 열간 압연 공정 종료 후로부터 냉각 개시까지 10초를 초과하면, 페라이트의 회복이 발생하여 항복점 연신율이 커져, 얻어지는 열연 강판의 형상 동결성이 저하된다. 바람직하게는, 냉각은 열간 압연 공정 후 9초 이내 또는 8초 이내에 개시된다. 또한, 평균 냉각 속도가 20℃/초 미만이면, 압연 중에 발생한 페라이트 중의 변형이 회복되어 연화되고, 항복점 연신율이 커져, 형상 동결성이 열화된다. 또한, 냉각 속도가 50℃/초를 초과하면 마르텐사이트가 생성되기 쉬워진다. 따라서, 열간 압연 공정 후의 냉각 평균 냉각 속도는 20℃/초 이상 50℃/초 이하로 한다. 바람직하게는 30℃/s 이상 45℃/s 이하이다.

[(c) 권취 공정]

상기 냉각 공정에 있어서 냉각 정지 온도까지 냉각된 강판은, 권취 공정에 있어서 300℃ 이상 600℃ 이하의 온도 범위에서 권취된다. 냉각 공정 후에 즉시 강판의 권취가 행해지므로, 권취 온도는 냉각 정지 온도와 거의 동등하다. 권취 온도가 600℃를 초과하면, 제1 페라이트에 회복이 발생하고, 강도가 저하됨과 함께, 항복점 연신율이 증가하여 형상 동결성이 저하된다. 또한, 300℃ 미만이면 마르텐사이트가 생성되고, 항복비가 증가하여 형상 동결성이 저하된다. 따라서, 냉각 정지 온도가 되는 권취 온도는 300℃ 이상 600℃ 이하로 한다. 예를 들어, 권취 온도는 320℃ 이상 혹은 350℃ 이상이어도 되고, 및/또는 580℃ 이하 혹은 550℃ 이하여도 된다.

또한, 권취 후, 열연 강판에는 통상법에 따라서 조질 압연을 실시해도 되고, 또한 산세를 실시하여 표면에 형성된 스케일을 제거해도 된다. 혹은 또한, 용융 아연 도금, 전기 아연 도금 등의 도금 처리나, 화성 처리를 실시해도 된다.

본 발명의 열연 강판에 대해 설명한 것과 동일한 조성을 갖는 강 소재를 주조 후, 위에서 설명한 바와 같이 열간 압연, 그 후의 냉각 및 권취 조작을 실시함으로써, 제1 페라이트를 30체적％ 이상 70체적％ 이하 포함하고, 베이나이트 및 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과 상기 제1 페라이트를 합계로 95체적％ 이상 포함하고, 잔부 조직이 5체적％ 이하이고, 상기 제1 페라이트의 평균 결정 입경이 0.5㎛ 이상 5.0㎛ 이하이고, 상기 적어도 1종의 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하이고, 상기 잔부 조직이 존재하는 경우, 상기 잔부 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하인 열연 강판을 확실하게 제조할 수 있다. 그러므로, 상기한 제조 방법에 의하면, 신장 플랜지성과 형상 동결성이 우수한 인장 강도 440㎫ 이상의 열연 강판을 제공하는 것이 가능하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되는 것은 아니다.

실시예

표 1에 나타내는 화학 성분의 용강을 전로에서 용제하였다. 이어서, 이들 강 소재를 표 2에 나타내는 열간 압연, 냉각 및 권취 조건에 의해 판 두께 3.0㎜의 열연 강판을 제조하였다. 표 1에 나타내는 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불순물이다. 또한, 제조한 열연 강판으로부터 채취한 시료를 분석한 성분 조성은, 표 1에 나타내는 강의 성분 조성과 동등하였다.

[표 1]

[표 2-1]

[표 2-2]

표 2 중의 「가열 온도」는 슬래브를 재가열하는 경우의 온도이고, 「직송」은 연속 주조와 마무리 압연을 연결시킨 직송 압연으로 마무리 압연을 실시한 것을 나타낸다. 또한, 「F1」 내지 「F7」은 마무리 압연에 있어서의 압연 스탠드를 나타내고 있고, 각 란에 있어서의 「압연 온도」는 스탠드 입측의 온도를 나타내고 있고, 「패스간 시간」은 당해 스탠드를 나간 직후부터, 다음 스탠드에 도달할 때까지의 시간을 나타낸다. 또한, 「T」는 열간 압연 공정 후(마무리 압연 종료 후)로부터 냉각 개시까지의 시간을 나타낸다. 또한, 마무리 압연 후의 냉각은 수랭에 의한 것으로 하고, 도중에 공랭 구간을 갖지 않는 수랭 설비에 강판을 통과시킴으로써 행하였다. 냉각 시의 냉각 속도는, 수랭 설비 도입 시로부터 수랭 설비 도출시에 이르기까지의 강판의 온도 강하 폭을, 수랭 설비에 대한 강판의 소요 통과 시간으로 나눈 평균 속도로 나타낸다.

얻어진 열연 강판으로부터 시험편을 채취하여, 조직 관찰(주사형 전자 현미경 및 EBSD), 인장 시험, 구멍 확장 시험을 행하였다. 조직 관찰은, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경(JEOL 제조 JSM-7001F)과 EBSD 검출기(TSL 제조 HIKARI 검출기)로 구성된 장치를 사용하여, 200 내지 300점/초의 해석 속도로 실시하고, 동일 입내의 평균 방위 차의 산출은, EBSD 해석 장치에 부속의 소프트웨어(OIM Analysis^TM)를 사용하여 구하였다. 또한, 상기 구멍 확장 시험은, 시험편에 10㎜φ의 펀칭 구멍(초기 구멍: 구멍 직경 d0＝10㎜)을 형성하고, 버를 위로 하여 꼭지각 60도의 원뿔 펀치로 판 두께를 관통하는 균열이 발생할 때까지 초기 구멍을 밀어올려, 균열 발생 시의 구멍계 d1㎜을 측정하고, 하기 식에서 구멍 확장률 λ(％)를 구하는 것이다. 이들의 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 3]

표 3 중의 「α1상」은 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상 5.0° 이하인 제1 페라이트를 나타내고, 「B상」은 베이나이트를 나타내고, 「α2상」은 동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 미만인 제2 페라이트를 나타낸다. 또한, 「잔부 조직」으로서는 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트를 포함하고 있었다. 표 3으로부터, 실시예의 열연 강판은, 모두 인장 강도가 440㎫ 이상이며 신장 플랜지성과 형상 동결성이 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 여기서 말하는 신장 플랜지성이 우수하다고 하는 것은, λ가 90％ 이상인 것을 의미하고, 형상 동결성이 우수하다고 하는 것은, 항복비가 70％ 이하이면서 항복점 연신율이 1.0％ 미만인 것을 의미한다.

한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예의 열연 강판은, 인장 강도, 신장 플랜지성 및/또는 형상 동결성이 열화되어 있다. 비교예 4는, 마무리 압연의 최종 패스 등의 압연 온도가 Ae₃점 이상이므로 압연 중에 페라이트 변태가 발생하지 않았다. 결과적으로, 항복점 연신율이 증가하여, 형상 동결성이 열화되어 있다. 비교예 5는, 냉각 속도가 20℃/초보다 느리기 때문에, α1상에 회복이 발생하여 α2상의 분율이 증가하고, 결과적으로 강도가 저하되고, 항복점 연신율이 증가하여 형상 동결성이 열화되어 있다. 비교예 10은, 권취 온도(냉각 정지 온도)가 300℃ 미만이므로, 잔부 조직의 마르텐사이트 분율이 증가하고, 즉 잔부 조직이 5체적％를 초과하여 증가하고, 결과적으로 항복비가 70％를 초과하여, 형상 동결성이 열화되어 있다. 비교예 13은, 열간 압연 공정 후(마무리 압연 완료)로부터 냉각 개시까지 10초 초과 경과하고 있고, α1상에 회복이 발생하여 α2상의 분율이 증가하고, 항복점 연신율이 증가하여 형상 동결성이 열화되어 있다.

비교예 16은, 마무리 압연 중에 압연 온도가 A점 미만으로 되어 있고, 압연 중에 온도 저하에 수반되는 페라이트가 생성되었으므로, α1상의 입경이 5.0㎛를 초과하여 크게 되어 있어, 인장 강도가 저하되어 있다. 비교예 23은, 권취 온도가 600℃를 초과하고 있고, α1상에 회복이 발생하여 α2상의 분율이 증가하고, 강도가 저하됨과 함께, 항복점 연신율이 증가하여, 형상 동결성이 열화되어 있다. 비교예 28은, 총 변형량이 1.4 미만으로 되어 있고, α1상의 체적률이 30％ 미만으로 감소하고, 항복점 연신율이 증가하였으므로, 형상 동결성이 열화되어 있다. 비교예 29는, 열간 압연, 냉각 및 권취의 각 조건은 만족시키고 있지만, C양이 많으므로, 조직 중의 시멘타이트양이 많아져, 구멍 확장성이 저하되어 있어, 신장 플랜지성이 열화되어 있다. 마찬가지로, 비교예 30은, 열간 압연, 냉각 및 권취의 각 조건은 만족시키고 있지만, Mn양이 많으므로, 조직 중에 밴드 조직이 형성되어, 구멍 확장성이 저하되어 있어, 신장 플랜지성이 열화되어 있다.

Claims

질량％로,
C: 0.01％ 이상 0.20％ 이하,
Si: 0.01% 이상 1.0％ 이하,
Mn: 0.5% 이상 3.0％ 이하,
P: 0.040％ 이하,
S: 0.004％ 이하,
Al: 0.005% 이상 0.10％ 이하,
N: 0.004％ 이하,
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 조성을 갖고,
동일 입내의 평균 방위 차가 0.5° 이상 5.0° 이하인 제1 페라이트를 30체적％ 이상 70체적％ 이하 포함하고,
베이나이트 및 동일 입내의 평균 방위 차가 0° 이상 0.5° 미만인 제2 페라이트 중 적어도 1종의 조직과, 상기 제1 페라이트를 합계로 95체적％ 이상 포함하고,
잔부 조직이 5체적％ 이하이고,
상기 제1 페라이트의 평균 결정 입경이 0.5㎛ 이상 5.0㎛ 이하이고, 상기 적어도 1종의 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하이고, 상기 잔부 조직이 존재하는 경우, 상기 잔부 조직의 평균 결정 입경이 1.0㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 열연 강판.
제1항에 있어서,
질량％로,
Nb: 0.01％ 이상 0.20％ 이하,
Ti: 0.01％ 이상 0.15％ 이하,
Mo: 0.01％ 이상 1.0％ 이하,
Cu: 0.01％ 이상 0.5％ 이하, 및
Ni: 0.01％ 이상 0.5％ 이하
중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 열연 강판.
(a) 제1항 또는 제2항에 기재된 조성을 갖는 강 소재를 주조 후 냉각하는 일 없이 그대로 열간 압연하거나 또는 일단 실온까지 냉각하고, 이어서 1100℃ 이상 1350℃ 이하로 가열하여 열간 압연하는 열간 압연 공정이며, 상기 열간 압연 공정이 주조 후의 강 소재를 복수의 압연 스탠드에 연속하여 통과시킴으로써 마무리 압연하는 것을 포함하고, 상기 마무리 압연의 모든 압연 스탠드에 있어서의 압연 온도가 A점 이상이고, 또한 상기 마무리 압연의 최종 패스를 포함하는 2 패스 이상의 연속된 압연이, 압연 온도: A점 이상 Ae₃점 미만, 변형 속도: 1.0 내지 50/초, 및 패스간 시간: 10초 이내의 조건하에서 행해지고, 상기 조건을 만족시키는 모든 패스의 총 변형량이 1.4 이상 4.0 이하인 열간 압연 공정,
(b) 마무리 압연된 강판을 20℃/초 이상 50℃/초 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 냉각 공정이며, 상기 냉각이 상기 열간 압연 공정 후 10초 이내에 개시되는 냉각 공정, 그리고
(c) 상기 강판을 300℃ 이상 600℃ 이하의 온도 범위에서 권취하는 권취 공정을
포함하는 것을 특징으로 하는, 열연 강판의 제조 방법.
여기서, A점은 하기 (식 1)에 의해 구해지는 온도이고, Ae₃점은 하기 (식 2)에 의해 구해지는 온도임.

식 중, C, Si, Mn, Cu, Ni 및 Mo는 각 원소의 함유량(질량％)임.