KR102597734B1 - 강판, 부재 및 그들의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 우수한 강판, 부재 및 그들의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 강판은, 소정의 성분 조성과, 페라이트 및 탄화물을 포함하는 마이크로 조직을 갖고, 마이크로 조직 전체에 대해 페라이트 및 탄화물이 차지하는 체적의 비율이 90 % 이상이며, 또한 마이크로 조직 전체에 대해 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율이 20 % 이상 80 % 이하이며, 탄화물 중의 Mn 농도가 0.10 질량% 이상 0.50 질량% 이하이며, 또한, 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율이 30 % 이상 60 % 이하이다.

Description

강판, 부재 및 그들의 제조 방법
본 발명은, 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 우수한 강판, 부재 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 구동계 부품 등의 많은 기계 구조 부품은, 기계 구조용 탄소강 강 재 또는 기계 구조용 합금강 강재인 열연 강판을, 냉간 가공에 의해 제품 형상으로 한 후, 원하는 경도를 확보하기 위해서 열처리를 실시하여 제조되는 경우가 많다. 이 때문에, 소재가 되는 열연 강판에는 우수한 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 필요로 되어, 지금까지 여러 가지 강판이 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 질량% 로, C : 0.20 ~ 0.40 %, Si : 0.10 % 이하, Mn : 0.50 % 이하, P : 0.03 % 이하, S : 0.010 % 이하, sol. Al : 0.10 % 이하, N : 0.005 % 이하, B : 0.0005 ~ 0.0050 % 를 함유하고, 또한 Sb, Sn, Bi, Ge, Te, Se 중 1 종 이상을 합계로 0.002 ~ 0.03 % 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 조성을 갖고, B 함유량에서 차지하는 고용 B 량의 비율이 70 % 이상이며, 페라이트와 탄화물로 이루어지고, 당해 페라이트립 내의 탄화물 밀도가 0.08 개/㎛2 이하인 마이크로 조직을 갖고, 경도가 HRB 로 73 이하, 전체 신장이 39 % 이상인 것을 특징으로 하는 고탄소 열연 강판이 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2 에는, 질량% 로, C : 0.10 ~ 0.70 %, Si : 0.01 ~ 1.0 %, Mn : 0.1 ~ 3.0 %, P : 0.001 ~ 0.025 %, S : 0.0001 ~ 0.010 %, Al : 0.001 ~ 0.10 %, N : 0.001 ~ 0.010 % 를 함유하고,
또한, Ti : 0.01 ~ 0.20 %, Cr : 0.01 ~ 1.50 %, Mo : 0.01 ~ 0.50 %, B : 0.0001 ~ 0.010 %, Nb : 0.001 ~ 0.10 %, V : 0.001 ~ 0.2 %, Cu : 0.001 ~ 0.4 %, W : 0.001 ~ 0.5 %, Ta : 0.001 ~ 0.5 %, Ni : 0.001 ~ 0.5 %, Mg : 0.001 ~ 0.03 %, Ca : 0.001 ~ 0.03 %, Y : 0.001 ~ 0.03 %, Zr : 0.001 ~ 0.03 %, La : 0.001 ~ 0.03 %, Ce : 0.001 ~ 0.030 % 중의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강판이며, 강판 표층으로부터 판두께 방향 200 ㎛ 까지의 영역에 있어서, (110) 면이 강판 표면에 대해 ±5°이내의 평행도에 들어가는 결정 방위의 집적도가 2.5 이상인 것을 특징으로 하는 타발성이 우수한 고탄소 열연 강판이 제안되어 있다.
재공표 2015-146173호 일본 공개특허공보 2015-117406호
특허문헌 1 에 기재된 기술에서는, 탄소 함유량이 0.20 ~ 0.40 질량% 인 강에 있어서, 퀀칭성을 높이는 합금 원소인 Ni, Cr, Mo 중 1 종 이상이 합계로 0.50 질량% 이하밖에 함유되어 있지 않아, 판두께가 보다 두꺼워 중심부까지의 완전한 퀀칭을 필요로 하는 자동차용 부품 등에는 부적합하다.
특허문헌 2 에서는, 철의 체심 입방 격자의 (110) 면이 강판 표면에 대해 ±5°이내의 평행도에 들어가는 결정 방위의 집적도를 2.5 이상으로 제어함으로써, 타발성을 높이고 있다. 그러나, 퀀칭 후의 경도나, 퀀칭 후 표층 경도에 관한 기재는 되어 있지 않다.
본 발명은, 상기 문제를 해결하여, 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 우수한 강판, 부재 및 그들의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 강판을, 소정의 성분 조성을 갖고, 마이크로 조직 중의 페라이트 및 탄화물이 소정의 관계를 만족하도록 함으로써, 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 우수한 강판이 얻어진다는 지견을 처음으로 얻었다. 본 발명은 이상과 같은 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 이하를 요지로 한다.
[1] 질량% 로,
C : 0.10 % 이상 0.33 % 이하,
Si : 0.01 % 이상 0.50 % 이하,
Mn : 0.40 % 이상 1.25 % 이하,
P : 0.03 % 이하,
S : 0.01 % 이하,
sol. Al : 0.10 % 이하,
N : 0.01 % 이하, 및
Cr : 0.50 % 이상 1.50 % 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과, 페라이트 및 탄화물을 포함하는 마이크로 조직을 갖고,
마이크로 조직 전체에 대해 상기 페라이트 및 탄화물이 차지하는 체적의 비율이 90 % 이상이며, 또한 마이크로 조직 전체에 대해 초석 (初析) 페라이트가 차지하는 체적의 비율이 20 % 이상 80 % 이하이며,
상기 탄화물 중의 Mn 농도가 0.10 질량% 이상 0.50 질량% 이하이며, 또한, 상기 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율이 30 % 이상 60 % 이하인 강판.
[2] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량% 로, B : 0 % 이상 0.01 % 이하를 함유하는 [1] 에 기재된 강판.
[3] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량% 로, Sb, Sn, Bi, Ge, Te, Se 중 1 종 이상을 합계로 0.002 % 이상 0.03 % 이하를 함유하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 강판.
[4] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량% 로, Ni, Mo 중 1 종 이상을 합계로 0.01 % 이상 0.5 % 이하를 함유하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 강판.
[5] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량% 로, Nb, Ti, V 중 1 종 이상을 합계로 0.001 % 이상 0.05 % 이하를 함유하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 강판.
[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 조압연 후, 마무리 온도 : 920 ℃ 이하에서 마무리 압연을 실시하고, 상기 마무리 온도부터 700 ℃ 까지 50 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한 후,
권취 온도 : 550 ℃ 이상 700 ℃ 이하에서 권취하여, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 20 % 이상 80 % 이하로 하고, 그 후,
어닐링 온도 : 700 ℃ 이상 Ac1 변태점 미만에서 어닐링하는 강판의 제조 방법.
[7] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 조압연 후, 마무리 온도 : 920 ℃ 이하에서 마무리 압연을 실시하고, 상기 마무리 온도부터 700 ℃ 까지 50 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한 후,
권취 온도 : 550 ℃ 이상 700 ℃ 이하에서 권취하여, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 20 % 이상 80 % 이하로 하고, 그 후,
Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도로 가열하여 0.5 시간 이상 유지한 후, Ar1 변태점 미만으로 냉각하고, 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만에서 20 시간 이상 유지하여 어닐링하는 강판의 제조 방법.
[8] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하여 이루어지는 부재.
[9] [6] 또는 [7] 에 기재된 강판의 제조 방법에 의해 제조된 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하는 공정을 갖는 부재의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 우수한 강판, 부재 및 그들의 제조 방법을 제공할 수 있다. 본 발명의 강판은, 냉간 가공성, 퀀칭성, 및 퀀칭 후 표층 경도가 우수하기 때문에, 소재 강판에 냉간 가공성 및 열처리 후의 퀀칭 경도가 필요로 되는, 기어, 미션, 시트 리클라이너 등의 자동차용 부품에 바람직하게 적용할 수 있다.
이하에, 본 발명의 강판 및 그 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
강판의 성분 조성, 마이크로 조직, 제조 조건의 순서로 설명한다. 또한, 성분 조성의 함유량의 단위인 「%」는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량%」를 의미하는 것으로 한다.
1) 성분 조성
C : 0.10 % 이상 0.33 % 이하
C 는, 퀀칭 후의 강도를 얻기 위해서 중요한 원소이다. C 함유량이 0.10 % 미만인 경우, 부품 형상으로 성형한 후의 열처리에 의해 원하는 경도가 얻어지지 않으므로, C 함유량은 0.10 % 이상으로 한다. 판두께 1/4 (1/4t) 의 위치에 있어서, 열처리 후에 보다 큰 비커스 경도 (HV) 를 얻는 관점에서는, C 함유량은 0.18 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, C 함유량이 0.33 % 를 초과하면 경질화하고, 인성이나 냉간 가공성이 열화한다. 따라서, C 함유량은 0.33 % 이하로 한다. 강(强)가공을 필요로 하는 부품에 사용되는 경우에는, 냉간 가공성을 확보하는 관점에서, 0.28 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si : 0.01 % 이상 0.50 % 이하
Si 는 템퍼링에 수반하는 연화를 억제하는 효과가 있음과 함께, 고용 강화에 의해 강도를 상승시키는 원소이다. Si 함유량의 증가와 함께 경질화하고, 냉간 가공성이 열화하기 때문에, Si 함유량은 0.50 % 이하이며, 바람직하게는 0.33 % 이하이다. 한편, 과도하게 Si 함유량을 저감하면, Si 의 템퍼링 연화 억제의 효과가 얻어지기 어려워지기 때문에, Si 함유량은 0.01 % 이상이며, 바람직하게는 0.15 % 이상이다.
Mn : 0.40 % 이상 1.25 % 이하
Mn 은 퀀칭성을 향상시킴과 함께, 고용 강화에 의해 강도를 상승시키는 원소이다. Mn 함유량이 1.25 % 를 초과하면, Mn 의 편석에서 기인한 밴드 조직이 발달하고, 조직이 불균일해지기 때문에, 냉간 가공성이 저하한다. 따라서, Mn 함유량은 1.25 % 이하이며, 바람직하게는 1.00 % 이하이다. 한편, Mn 함유량이 0.40 % 미만이 되면 퀀칭성이 저하하기 시작하기 때문에, Mn 함유량은 0.40 % 이상이며, 바람직하게는 0.50 % 이상이다.
P : 0.03 % 이하
P 는 냉간 가공성 및 퀀칭 후의 인성을 저하시키는 원소이며, P 함유량이 0.03 % 를 초과하여 증가하면 입계 취화를 초래하고, 퀀칭 후의 인성이 열화한다. 따라서, P 함유량은 0.03 % 이하로 한다. 우수한 퀀칭 후의 인성을 얻으려면, P 함유량은 0.02 % 이하가 바람직하다. P 함유량은 적을수록 바람직하지만, 과도하게 P 함유량을 저감하면 정련 비용이 증대하기 때문에, P 함유량은 0.002 % 이상이 바람직하다.
S : 0.01 % 이하
S 함유량이 0.01 % 를 초과하면, 황화물을 형성하고, 강판의 냉간 가공성 및 퀀칭 후의 인성이 현저하게 열화한다. 따라서, S 함유량은 0.01 % 이하로 한다. 우수한 냉간 가공성 및 퀀칭 후의 인성을 얻으려면, S 함유량은 0.005 % 이하가 바람직하다. S 함유량은 적을수록 바람직하지만, 과도하게 S 를 저감하면 정련 비용이 증대하기 때문에, S 함유량은 0.0002 % 이상이 바람직하다.
sol. Al : 0.10 % 이하
sol. Al 함유량이 0.10 % 를 초과하면, 퀀칭 처리의 가열 시에 AlN 이 생성되어 오스테나이트립이 미세화하고, 냉각 시에 페라이트상의 생성이 촉진되어, 조직이 페라이트와 마텐자이트가 되고, 퀀칭 후의 경도가 저하한다. 따라서, sol. Al 함유량은 0.10 % 이하로 하고, 바람직하게는 0.06 % 이하로 한다. Al 은 용강 중에 알루미나계 개재물을 형성하고, 주조 시의 노즐 막힘의 요인이 되기 때문에, sol. Al 함유량은 적을수록 바람직하고, 하한은 특별히 규정하지 않지만, 정련 비용 증대의 관점에서, sol. Al 함유량은 0.001 % 이상이 바람직하다.
N : 0.01 % 이하
N 함유량이 0.01 % 를 초과하면, AlN 의 형성에 의해 퀀칭 처리의 가열 시에 오스테나이트립이 미세화하고, 냉각 시에 페라이트상의 생성이 촉진되어, 퀀칭 후의 경도가 저하한다. 따라서, N 함유량은 0.01 % 이하이며, 바람직하게는 0.0050 % 이하이다. 또한, 하한은 특별히 규정하지 않지만, N 은 AlN, Cr 계 질화물 및 Mo 계 질화물을 형성하고, 이로써 퀀칭 처리의 가열 시에 오스테나이트립의 성장을 적당히 억제하여, 퀀칭 후의 인성을 향상시키는 원소이기 때문에, N 함유량은 0.0005 % 이상이 바람직하다.
Cr : 0.50 % 이상 1.50 % 이하
Cr 은 퀀칭성을 높이는 중요한 원소이며, Cr 함유량이 0.50 % 미만인 경우, 충분한 효과가 확인되지 않기 때문에, Cr 함유량은 0.50 % 이상이며, 바람직하게는 0.70 % 이상이다. 한편, Cr 이 1.50 % 를 초과하면, 퀀칭 전의 강판이 경질화하여 냉간 가공성이 저해되기 때문에, 1.50 % 이하로 한다. 또한, 프레스 성형이 어려운 고가공을 필요로 하는 부품을 가공할 때에는 보다 한층 우수한 냉간 가공성을 필요로 하기 때문에, 1.25 % 이하가 바람직하고, 1.20 % 이하가 보다 바람직하다.
상기 성분이 본 발명의 필수 성분이다. 또한, 본 발명에 있어서, 필요에 따라 이하의 원소를 함유해도 된다.
B : 0 % 이상 0.01 % 이하
B 는 퀀칭성을 높이는 중요한 원소이며, 0.01 % 이하 첨가하는 것이 바람직하다. B 함유량이 0.01 % 를 초과하면, 마무리 압연 후의 오스테나이트의 재결정화가 지연된다. 이 결과, 열연 강판의 압연 집합 조직이 발달하여, 어닐링 후의 강판의 기계 특성값의 면내 이방성이 커진다. 이로써, 드로잉 성형에 있어서 이어링이 발생하기 쉬워지고, 또 진원도가 저하하여, 성형 시에 문제가 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, B 함유량을 0.01 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, B 가 0 % 여도 본 발명의 효과는 얻어지므로, B 는 0 % 여도 된다. 단, 본 발명의 열간 압연에 있어서의 마무리 압연 후의 냉각 속도의 조건하에서는, B 함유량이 0.0005 % 미만인 경우, 페라이트 변태를 지연시키는 고용 B 함유량이 부족할 가능성이 있고, 충분한 퀀칭성 향상 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다. 따라서, 함유하는 경우에는, B 함유량을 0.0005 % 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0010 % 이상이다.
Sb, Sn, Bi, Ge, Te, Se 중 1 종 이상을 합계로 0.002 % 이상 0.03 % 이하
Sb, Sn, Bi, Ge, Te, Se 는 표층으로부터의 침질 억제에 중요한 원소이다. 이들 원소 중 1 종 이상의 합계의 함유량이 0.002 % 미만인 경우, 충분한 효과가 확인되지 않는다. 이 때문에, 함유하는 경우에는 합계로 0.002 % 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.005 % 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 이들 원소를 합계로 0.03 % 를 초과하여 함유해도, 침질 방지 효과는 포화한다. 또, 이들 원소는 입계에 편석하는 경향이 있어, 이들 원소의 함유량을 합계로 0.03 % 초과로 하면, 함유량이 지나치게 많아져, 입계 취화를 일으킬 가능성이 있다. 따라서, Sb, Sn, Bi, Ge, Te, Se 중 1 종 이상의 합계는 0.03 % 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.02 % 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 이와 같이 침질을 억제할 수 있기 때문에, 강판 중에 B 를 함유하는 경우에 있어서, 퀀칭성 향상에 기여하는 고용 B 가 BN 으로서 질화물을 형성하는 것을 억제하는 효과가 있다.
Ni, Mo 중 1 종 이상을 합계로 0.01 % 이상 0.5 % 이하
Ni, Mo 는 퀀칭성을 높이는 중요한 원소이며, Cr 함유만으로는 퀀칭성이 불충분한 경우에 퀀칭성을 향상시킨다. 또, 템퍼링 연화 저항을 억제하는 효과를 갖는다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, 함유하는 경우에는, 합계의 함유량을 0.01 % 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.1 % 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Ni, Mo 중 1 종 이상을 합계로 0.5 % 를 초과하여 함유하면, 퀀칭 전의 강판이 경질화하여 냉간 가공성이 저해되는 경우가 있기 때문에, 함유하는 경우에는 합계로 0.5 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 프레스 성형이 어려운 고가공을 필요로 하는 부품을 가공할 때에는 보다 한층 우수한 냉간 가공성을 필요로 하기 때문에, 합계로 0.3 % 이하가 보다 바람직하다.
Nb, Ti 및 V 중 1 종 이상을 합계로 0.001 % 이상 0.05 % 이하
Nb, Ti 및 V 는, N 과 질화물을 형성함으로써 내마모성의 향상에 기여함과 함께, 강판 중에 B 를 함유하는 경우에 있어서, 퀀칭성 향상에 기여하는 고용 B 가 BN 으로서 질화물을 형성하는 것을 억제하는 효과가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, 함유하는 경우에는, 합계로 0.001 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Nb, Ti 및 V 중 1 종 이상을 합계로 0.05 % 를 초과하여 함유하면, 탄화물 등의 석출물을 생성하고, 퀀칭 전의 강판이 경질화하여 냉간 가공성이 저해될 가능성이 있기 때문에, 합계로 0.05 % 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.03 % 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 또, 상기 임의 성분을 성분 조성으로 하한 미만으로 포함하는 경우, 하한 미만으로 포함되는 임의 성분은, 불가피적 불순물에 포함되는 것으로 한다. 또, 불가피적 불순물로서는, O : 0.005 % 이하, Mg : 0.003 % 이하를 허용할 수 있다. 또, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 성분으로서, Cu : 0.04 % 이하를 함유할 수 있다.
2) 마이크로 조직
본 발명의 강판은, 페라이트 및 탄화물을 포함하는 마이크로 조직을 갖는다.
마이크로 조직 전체에 대해 페라이트 및 탄화물이 차지하는 체적의 비율이 90 % 이상
페라이트와 탄화물 이외에, 베이나이트나 마텐자이트, 펄라이트 등의 잔부 조직을 포함하는 경우, 냉간 가공성이나 타발성이 저해되기 때문에, 페라이트 및 탄화물이 차지하는 체적의 비율은, 마이크로 조직 전체에 대해 90 % 이상이며, 바람직하게는 95 % 이상이다.
마이크로 조직 전체에 대해 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율이 20 % 이상 80 % 이하
본 발명에서 말하는 초석 페라이트란, 결정립 내에서 탄화물이 차지하는 체적의 비율이 5 % 미만인 페라이트를 말한다. 초석 페라이트는, 열간 압연 후의 냉각 과정에서 초정으로서 석출된, 실질적으로 탄화물을 거의 포함하지 않는 페라이트이며, 강판의 냉간 가공성 향상에 기여한다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서, 초석 페라이트의 조직 전체에서 차지하는 체적의 비율은 20 % 이상이며, 바람직하게는 25 % 이상이다. 또, 초석 페라이트의 조직 전체에서 차지하는 체적의 비율이 80 % 를 초과하면, 열간 압연 후의 마이크로 조직에 펄라이트나 베이나이트 등의 제 2 상이 생성되고, 어닐링 후의 탄화물의 분포가 불균일하게 되고, 퀀칭 후의 경도 분포가 불균일해진다. 그 때문에, 초석 페라이트의 조직 전체에서 차지하는 체적의 비율은 80 % 이하이며, 바람직하게는 60 % 이하이다.
탄화물 중의 Mn 농도가 0.10 질량% 이상 0.50 질량% 이하이며, 또한, 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율이 30 % 이상 60 % 이하
본 발명에서 말하는 「탄화물 중의 Mn 농도」는, 탄화물 중의 Mn 의 평균 농도이며, 예를 들어, 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 탄화물 중의 Mn 농도 및 탄화물의 입경은, 퀀칭 후의 표층 경도와 상관을 갖는다. 탄화물 중에 Mn 이 농화하고, 또한 탄화물의 입경이 충분히 큰 경우, 부품 성형 후의 열처리의 가열 시에 탄화물이 용해되기 어려워지는 것에 의해, 약간의 미용해 탄화물이 생성되기 쉬워지고, 강판 표층에 미용해 탄화물이 존재함으로써, 퀀칭 후의 표층 경도가 향상된다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, 탄화물 중의 Mn 농도는 0.10 질량% 이상으로 하고, 또한 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율을 30 % 이상으로 한다. 탄화물 중의 Mn 농도는 바람직하게는 0.15 질량% 이상이다. 또, 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율은 바람직하게는 35 % 이상이다. 한편, 탄화물 중의 Mn 농도 및 탄화물의 입경이 지나치게 큰 경우, 열처리 시에 생기는 미용해 탄화물의 양이 과도하게 많아지고, 충분한 퀀칭 경도가 얻어지지 않으므로, 탄화물 중의 Mn 농도는 0.50 질량% 이하로 하고, 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율은 60 % 이하로 한다. 탄화물 중의 Mn 농도는 바람직하게는 0.30 질량% 이하이다. 또, 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율은 바람직하게는 50 % 이하, 보다 바람직하게는 40 % 이하이다.
3) 제조 조건
본 발명의 강판은, 상기의 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 조압연 후, 마무리 온도 : 920 ℃ 이하에서 마무리 압연을 실시하고, 마무리 온도부터 700 ℃ 까지 50 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한 후, 권취 온도 : 550 ℃ 이상 700 ℃ 이하에서 권취하여, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 20 % 이상 80 % 이하로 하고, 그 후, 어닐링을 실시함으로써 제조된다.
어닐링은, 하기 (1) 또는 (2) 에 의해 실시할 수 있다.
(1) 어닐링 온도 : 700 ℃ 이상 Ac1 변태점 미만에서 어닐링한다.
(2) Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도로 가열하여 0.5 시간 이상 유지한 후, Ar1 변태점 미만으로 냉각하고, 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만에서 20 시간 이상 유지하여 어닐링한다.
또한, 본 발명의 강판의 판두께는 특별히 한정되지 않지만, 1.0 mm 이상 20 mm 이하로 하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 강판의 제조 방법에 있어서의 각 조건의 한정 이유에 대해 설명한다. 제조 방법에서 나타내는 온도는, 강 소재, 강판 등의 표면 온도를 의미한다.
또한, 본 발명에 있어서, 강 소재의 제조 방법은, 특별히 한정할 필요는 없다. 본 발명의 강을 용제하려면, 전로, 전기로 어느 것이나 사용 가능하다. 또, 이렇게 하여 용제된 강은, 조괴-분괴 압연 또는 연속 주조에 의해 슬래브로 된다. 슬래브는, 통상, 가열된 후, 열간 압연 (열간 조압연, 마무리 압연) 된다. 슬래브를 가열하여 열간 압연하는 경우에는, 스케일에 의한 표면 상태의 열화를 피하기 위해서 슬래브 가열 온도를 1280 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 열간 압연에서는, 소정의 온도에서 마무리 압연을 실시하기 때문에, 열간 압연 중에 시트 바 히터 등의 가열 수단에 의해 피압연재의 가열을 실시해도 된다.
마무리 온도 : 920 ℃ 이하에서 마무리 압연
마무리 온도를 920 ℃ 이하로 함으로써, 오스테나이트에 변형이 도입되고 페라이트 변태가 가속하여, 냉간 가공성 향상에 기여하는 초석 페라이트를 얻을 수 있다. 이 때문에, 마무리 온도는 920 ℃ 이하이며, 바람직하게는 915 ℃ 이하이다. 하한에 대해서는 특별히 규정하지 않지만, 조압연 시의 압연 하중 저감의 관점에서, 마무리 온도는 800 ℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 마무리 온도는 강판의 표면 온도이다.
마무리 온도부터 700 ℃ 까지 50 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각
마무리 온도부터 700 ℃ 이상의 온도 범위는 Mn 이 용이하게 확산될 수 있는 온도 범위이며, 이 온도 범위를 서랭함으로써, 탄화물 중에 Mn 및 Cr 을 농화시킬 수 있다. 이 온도 범위에 있어서의 평균 냉각 속도가 50 ℃/s 를 초과하는 경우, 상기의 효과가 불충분해지므로, 평균 냉각 속도는 50 ℃/s 이하이다. 평균 냉각 속도는, 바람직하게는 40 ℃/s 이하이다. 또, 평균 냉각 속도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 탄화물에 대한 Mn 의 과잉의 확산을 억제하는 관점에서, 20 ℃/s 이상인 것이 바람직하다.
권취 온도 : 550 ℃ 이상 700 ℃ 이하
마무리 압연 후의 열연 강판은, 코일 형상으로 권취된다. 권취 온도가 지나치게 높으면 열연 강판의 강도가 지나치게 낮아지고, 코일 형상으로 권취되었을 때, 코일의 자중에 의해 변형되는 경우가 있기 때문에, 조업상 바람직하지 않다. 따라서, 권취 온도는 700 ℃ 이하이며, 바람직하게는 680 ℃ 이하이다. 한편, 권취 온도가 지나치게 낮으면, 충분한 양의 초석 페라이트가 얻어지지 않고, 열연 강판이 경질화하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 권취 온도는 550 ℃ 이상이며, 바람직하게는 580 ℃ 이상으로 한다. 또, 권취 온도를 580 ℃ 이상 680 ℃ 이하의 온도역으로 하는 경우, 초석 페라이트를 안정적으로 얻기 위해서 700 ℃ 부터 권취 온도까지의 평균 냉각 속도를 40 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 권취 온도는 강판의 표면 온도이다.
마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 20 % 이상 80 % 이하
열간 압연 후의 강판의 마이크로 조직에 초석 페라이트를 포함함으로써, 어닐링 후의 강판의 마이크로 조직에, 입자 내에 실질적으로 탄화물을 포함하지 않는 페라이트를 도입할 수 있다. 또, 이 초석 페라이트의 입경은 클수록 냉간 가공성이 우수하다. 이 때문에, 열간 압연 후의 강판의 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율은 20 % 이상이며, 바람직하게는 25 % 이상이다. 또, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율이 80 % 를 초과하면, 열간 압연 후의 마이크로 조직에 펄라이트나 베이나이트 등의 제 2 상이 생성되고, 어닐링 후의 탄화물의 분포가 불균일해지고, 퀀칭 후의 경도 분포가 불균일해진다. 그 때문에, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율은 80 % 이하이며, 바람직하게는 60 % 이하이다. 상기 서술한 마무리 온도와 권취 온도의 조건을 양방 만족하도록 실시함으로써, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을, 상기 본 발명의 범위 내로 조정할 수 있다.
본 발명의 열연 강판의 제조 방법에서는, 이하의 어닐링 조건 (1) 또는 (2) 로 어닐링을 실시한다.
어닐링 조건 (1) : 어닐링 온도가 700 ℃ 이상 Ac1 변태점 미만에서 어닐링
상기와 같이 하여 얻은 열연 강판에, 어닐링 (탄화물의 구상화 어닐링) 을 실시한다. 어닐링 온도가 Ac1 변태점 이상이면, 오스테나이트가 생성되고, 어닐링 후의 냉각 과정에 있어서 조대한 펄라이트 조직이 형성되고, 불균일한 조직이 된다. 이 때문에, 어닐링 온도는 Ac1 변태점 미만으로 한다. 또한, 페라이트립 내의 탄화물립의 개수 밀도를 원하는 값으로 하는 데에 있어서, 어닐링 온도는 700 ℃ 이상이며, 바람직하게는 710 ℃ 이상이다. 또한, 분위기 가스는 질소, 수소, 질소와 수소의 혼합 가스 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 이들 가스를 사용하는 것이 바람직하지만, Ar 을 사용해도 되고, 특별히 한정되지 않는다. 또, 어닐링 시간은 0.5 ~ 40 시간으로 하는 것이 바람직하다. 목표로 하는 마이크로 조직을 안정적으로 얻을 수 있고, 강판의 경도를 소정의 값 이하로 할 수 있으므로, 어닐링 시간은 0.5 시간 이상으로 하는 것이 바람직하고, 8 시간 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 어닐링 시간이 40 시간을 초과하면, 생산성이 저하하여, 제조 비용이 과대해지기 쉽기 때문에, 어닐링 시간은 40 시간 이하로 하는 것이 바람직하고, 35 시간 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 어닐링 온도는 강판의 표면 온도로 한다. 또 어닐링 시간은, 소정의 온도를 유지하고 있는 시간으로 한다.
어닐링 조건 (2) : Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도로 가열하여 0.5 시간 이상 유지한 후, Ar1 변태점 미만으로 냉각하고, 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만에서 20 시간 이상 유지
상기의 열연 강판을, Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도로 가열하여 0.5 시간 이상 유지함으로써, 열연 강판 중에 석출되어 있던 비교적 미세한 탄화물이 용해되고, 고용 C 량이 많은 오스테나이트가 일부 생성된다. 한편, 오스테나이트로 변태하지 않고 남은 페라이트는 고온에서 어닐링되기 때문에, 전위 밀도가 감소하여 연화한다. 또, 페라이트 중에는 용해되지 않은 비교적 조대한 탄화물 (미용해 탄화물) 이 잔존하지만, 오스트발트 성장에 의해, 보다 조대해진다. 어닐링 온도가 Ac1 변태점 미만에서는, 오스테나이트 변태가 생기지 않기 때문에, 탄화물을 오스테나이트 중에 고용시킬 수 없다. 따라서, 어닐링 온도는 Ac1 변태점 이상이며, 바람직하게는 (Ac1 변태점 ＋ 10 ℃) 이상이다. 어닐링 온도가 800 ℃ 를 초과하면, 오스테나이트가 조대하게 생성되기 때문에, 이 후의 냉각 과정에 있어서 오스테나이트역이 구상화하지 않고 펄라이트가 생성되어, 냉간 가공성이 저하한다. 따라서, 어닐링 온도는 800 ℃ 이하이며, 바람직하게는 760 ℃ 이하이다. 또, Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도에서의 유지 시간이 0.5 시간 미만에서는, 미세한 탄화물을 충분히 용해시킬 수 없다. 이 때문에, Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도로 가열하여 0.5 시간 이상 유지하는 것으로 하고, 1 시간 이상 유지하는 것이 바람직하다.
그 후, Ar1 변태점 미만으로 냉각하고, 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만에서 20 시간 이상 유지함으로써, 오스테나이트, 또는 오스테나이트/페라이트 계면을 핵으로 하여 비교적 조대한 탄화물이 석출되어 탄화물의 구상화율이 높은 조직을 얻을 수 있고, 또한 오스트발트 성장에 의해, 조대한 구상 탄화물을 더욱 성장시켜, 냉간 가공성이나 타발성의 저하를 초래하는 미세한 탄화물의 수를 저감시킬 수 있다. 어닐링 온도가 700 ℃ 미만인 경우, 탄화물의 성장이 불충분해진다. 따라서, 어닐링 온도는 700 ℃ 이상이며, 바람직하게는 710 ℃ 이상이다. 또, 어닐링 온도가 Ar1 변태점 이상인 경우, 오스테나이트가 조대하게 성장하여, 냉각 시에 가공성 저하의 원인이 되는 펄라이트가 생성된다. 따라서, 어닐링 온도는 Ar1 변태점 미만이다. 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만의 온도에서의 유지 시간이 20 시간 미만인 경우, 탄화물을 충분히 성장시킬 수 없어, 냉간 가공성이 저하한다. 이 때문에, Ar1 변태점 미만으로 냉각하고, 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만에서 20 시간 이상 유지하는 것으로 한다. 유지 시간은 바람직하게는 25 시간 이상이다.
또한, 분위기 가스는 질소, 수소, 질소와 수소의 혼합 가스 중 어느 것이나 사용할 수 있고, 이들 가스를 사용하는 것이 바람직하지만, Ar 을 사용해도 되고, 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 부재는, 본 발명의 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하여 이루어지는 것이다. 또, 본 발명의 부재의 제조 방법은, 본 발명의 강판의 제조 방법에 의해 제조된 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하는 공정을 갖는다.
본 발명의 강판은, 냉간 가공성, 타발성 및 퀀칭성이 우수하다. 또, 본 발명의 강판을 사용하여 얻은 부재는, 퀀칭 후의 강판 표층의 경도가 우수하므로, 내마모성이 우수하다. 또, 부재를 제조할 때에, 타발 가공하는 경우에는, 타발할 때에 사용하는 공구 (금형) 를 고수명화할 수 있다. 본 발명의 부재는, 예를 들어, 기어, 미션, 시트 리클라이너 등의 자동차 부품에 바람직하게 사용할 수 있다.
성형 가공은, 프레스 가공, 타발 가공 등의 일반적인 가공 방법을 제한없이 사용할 수 있다. 또, 열처리는, 기계 구조용 탄소강 강재, 기계 구조용 합금강 강재에 적용되는 고주파 퀀칭, 침탄 퀀칭, 퀀칭, 템퍼링 등의 일반적인 열처리 방법을 제한없이 사용할 수 있다.
실시예
본 발명을, 실시예를 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 강 소재를 용제했다. 이어서, 이들 강 소재에 대해, 표 2-1 에 나타내는 열연 조건으로 열간 압연을 실시하여, 열연 강판으로 했다. 또한, 권취 온도가 700 ℃ 미만인 경우, 마무리 온도부터 700 ℃ 까지 냉각한 후, 700 ℃ 부터 권취 온도까지의 평균 냉각 속도는, 0 초과 ~ 40 ℃/s 의 범위 내로 했다. 이어서, 열간 압연 시에 생긴 표면 스케일을 제거하고, 질소 분위기 중에서 표 2-1 에 나타내는 조건의 어닐링 (구상화 어닐링) 을 실시하여, 본 발명의 강판으로서 판두께 3.0 mm 의 열연 어닐링판을 제조했다. 이와 같이 하여 제조한 열연 어닐링판에 대해, 하기에 나타내는 방법으로, 마이크로 조직, 냉간 가공성, 퀀칭성, 탄화물 중의 Mn 농도를 조사했다. 결과를 표 3 에 나타낸다. 또한, 표 2-1 의 No.9 의 어닐링 조건에 있어서, 「750 ℃·1 hr → 715 ℃·20 hr」은, 750 ℃ 에서 1 시간 유지한 후, 715 ℃ 까지 냉각하고, 715 ℃ 에서 20 시간 유지하여 어닐링한 것을 의미한다. 또, 표 2-1 의 No.10 의 어닐링 조건에 있어서, 「810 ℃·1 hr → 715 ℃·20 hr」은, 810 ℃ 에서 1 시간 유지한 후, 715 ℃ 까지 냉각하고, 715 ℃ 에서 20 시간 유지하여 어닐링한 것을 의미한다. 또, 표 2-1 의 No.20, 21, 24 ~ 26 도, 동일하게, 표 2-1 에 기재된 바와 같은 유지 온도 및 유지 시간으로, 2 단계로 어닐링을 실시했다.
또한, 표 1 에 나타내는 Ac1 변태점 및 Ar1 변태점은, 다음과 같이 하여 구했다. 포머스터 시험기로, 원기둥상의 시험편 (직경 3 mm × 높이 10 mm) 을 사용하여, 가열 시의 팽창 곡선을 측정하고, 페라이트로부터 오스테나이트로 변태를 개시하는 온도 (Ac1 변태점) 를 구했다. 또, 동일한 시험편을 사용하여, 오스테나이트 단상역으로 가열한 후, 오스테나이트 단상역부터 실온까지 냉각했을 때의 팽창 곡선을 측정하고, 오스테나이트로부터 페라이트, 탄화물로의 변태를 완료하는 온도 (Ar1 변태점) 를 구했다.
마이크로 조직
상기의 열연 강판 및 열연 어닐링판의 판폭 중앙부로부터 절단하여 채취한 각 시료를 연마 후, 나이탈 부식을 실시하고, 주사 전자현미경을 사용하여 압연 방향 단면의 마이크로 조직을 관찰했다. 열연 강판에 대해서는, 주사 전자현미경 사진에 대해 후술하는 화상 해석 처리를 실시하고, 페라이트 및 탄화물 이외의 잔부 조직 (이하, 간단히 잔부 조직이라고도 한다.) 의 체적률, 초석 페라이트 입경, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 구했다. 열연 어닐링판에 대해서는, 주사 전자현미경 사진에 대해 후술하는 화상 해석 처리를 실시하고, 잔부 조직의 체적률, 초석 페라이트 분율 (마이크로 조직 전체에 대한 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율), 및 탄화물의 총수에 대한 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율을 구했다. 또한, 각각의 값에는, 상이한 3 시야의 주사 전자현미경 사진에 대해 화상 해석 처리를 실시하여 얻어진 값의 산술 평균값을 사용했다.
주사 전자현미경 사진에 대해, 화상 해석 소프트를 사용하여 페라이트, 탄화물 및 잔부 조직의 2 치화 처리를 실시하고, 전체의 면적에 대해 잔부 조직의 면적이 차지하는 비율을, 페라이트 및 탄화물 이외의 잔부 조직의 체적률로서 구했다. 또, 100 % 로부터 잔부 조직의 체적률 (%) 을 뺀 값을, 마이크로 조직 전체에 대한 페라이트 및 탄화물의 체적의 비율 (%) 로 했다.
열연 강판의 초석 페라이트 입경은, JIS G 0551 에서 정한 결정립도의 평가 방법 (절단법) 을 사용하여 측정한 값을 사용했다. 그 중, 3 ㎛ 이상의 입경을 갖는 초석 페라이트의 면적률을 화상 해석 소프트에 의해 측정하고, 이 측정값을, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율로서 사용했다.
열연 어닐링판에 있어서의 초석 페라이트의 조직 전체에서 차지하는 체적의 비율은, 열연 어닐링판의 주사 전자현미경 사진에 대해, 화상 해석 소프트를 사용하여 초석 페라이트의 면적률을 측정한 값을 사용했다.
탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율은, 주사 전자현미경 사진에 대해, 화상 해석 소프트를 사용하여 페라이트와 탄화물의 2 치화 처리를 실시하고, 추가로 화상 처리 소프트 Image J 를 사용하여 각 탄화물의 원상당경을 구하고, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수를 탄화물의 총수로 나눔으로써 구했다.
탄화물 중의 Mn 농도
열연 어닐링판에 대해, 10 vol% 아세틸아세톤-1 mass% 염화테트라메틸암모늄-메탄올 전해액 중에서, 전류 밀도 20 mA/㎠ 로 정전류 전해했다. 계속해서, 전해액으로부터 시험편을 꺼내 메탄올을 넣은 비커로 옮기고, 초음파 교반에 의해 시료 표면에 부착된 석출물을 완전히 제거하고, 구멍 직경 0.2 ㎛ 의 필터를 사용하여 포집했다. 이 추출 잔류물에 대해 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석을 실시함으로써, 석출물 중에 함유되는 Mn 의 농도 (질량%) 를 구하고, 표 2-2 에 나타냈다.
냉간 가공성
가공성을 평가하기 위해, 열연 어닐링판으로부터, 압연 방향과 인장 방향이 평행이 되도록 JIS13B 호 인장 시험편을 채취하고, 시마즈 제작소사 제조 AG-IS250kN 을 사용하여, 크로스 헤드 속도 10 mm/min 으로 JIS Z2241 (2011) 의 규정에 준거한 인장 시험을 실시하고, 맞댐 신장 (%) 을 구하고, 표 3 에 나타냈다. 본 발명에서는, 30 % 이상의 맞댐 신장을 갖는 시료를 우수한 냉간 가공성을 갖는다고 했다.
퀀칭성, 퀀칭 후의 표층 경도
열연 어닐링판에 대해 전단 가공을 실시하여 부재를 제조하고, 당해 부재를 솔트 배스에서 925 ℃ 에서 30 min 의 등온 유지 후, 수랭을 실시했다. 이 시험편의 압연 방향 단면에 대해, 하중 1.0 kgf 로 판두께 방향의 비커스 경도 분포를 측정했다. 판두께 1/4 (1/4t) 의 위치에 있어서 HV430 이상의 비커스 경도를 갖는 시료를 평가 A 랭크, HV430 미만의 비커스 경도를 갖는 시료를 평가 B 랭크로 했다. 여기서, 평가 A 랭크였던 시료를 우수한 퀀칭성을 갖는다고 했다. 또, 강판 표면으로부터 판두께 방향으로 0.3 mm 의 위치에 있어서 HV450 이상의 비커스 경도를 갖는 시료를 평가 A 랭크, HV450 미만의 비커스 경도를 갖는 시료를 평가 B 랭크로 했다. 여기서, 평가 A 랭크였던 시료를, 우수한 퀀칭 후의 표층 경도를 갖는다고 했다.
[표 1]
Figure 112021097009956-pct00001
[표 2-1]
Figure 112021097009956-pct00002
[표 2-2]
Figure 112021097009956-pct00003
[표 3]
Figure 112021097009956-pct00004
표 3 에 나타내는 바와 같이, 발명예의 No.1, 3, 5, 7, 9, 11 ~ 14, 20 ~ 22, 24, 25 는, 모두 우수한 냉간 가공성, 퀀칭성, 퀀칭 후의 표층 경도를 나타냈다.
이에 대하여, 비교예의 No.2 는, 마무리 압연 온도가 높은 것에 의해 초석 페라이트 분율이 작아져, 냉간 가공성이 열등했다.
비교예의 No.4 는, 냉각 속도가 높은 것에 의해 탄화물 중의 Mn 농도 또한 1 ㎛ 이상의 탄화물의 비율이 불충분해져, 퀀칭 후의 표층 경도가 열등했다.
비교예의 No.6 은, 권취 온도가 낮은 것에 의해 초석 페라이트 분율이 작아져, 냉간 가공성이 열등했다.
비교예의 No.8, 10 은, 어닐링 온도가 높은 것에 의해 펄라이트가 많이 생성되어, 냉간 가공성이 열등했다.
비교예의 No.15 ~ 19 는, C, Mn, Cr 중 어느 것의 농도가 부적당했었기 때문에, 냉간 가공성, 퀀칭성, 퀀칭 후의 표층 경도 중 어느 것이 열등했다.
비교예의 No.23 은, 권취 온도가 높은 것에 의해 초석 페라이트 분율이 과잉으로 커져, 퀀칭 후의 표층 경도가 열등했다.
비교예의 No.26 은, 어닐링 온도가 Ar1 변태점 이상이기 때문에, 펄라이트가 많이 생성되고, 또한 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 과잉으로 증가하여, 냉간 가공성, 퀀칭성 및 퀀칭 후의 표층 경도가 열등했다.

Claims (9)

  1. 질량% 로,
    C : 0.10 % 이상 0.33 % 이하,
    Si : 0.01 % 이상 0.50 % 이하,
    Mn : 0.47 % 이상 1.25 % 이하,
    P : 0.03 % 이하,
    S : 0.01 % 이하,
    sol. Al : 0.10 % 이하,
    N : 0.01 % 이하, 및
    Cr : 0.50 % 이상 1.50 % 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과, 페라이트 및 탄화물을 포함하는 마이크로 조직을 갖고,
    마이크로 조직 전체에 대해 상기 페라이트 및 탄화물이 차지하는 체적의 비율이 90 % 이상이며, 또한 마이크로 조직 전체에 대해 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율이 20 % 이상 80 % 이하이며,
    상기 탄화물 중의 Mn 농도가 0.10 질량% 이상 0.50 질량% 이하이며, 또한, 상기 탄화물의 총수에 대해, 입경이 1 ㎛ 이상인 탄화물의 수가 차지하는 비율이 30 % 이상 60 % 이하인 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 조성은, 추가로, 질량% 로, 아래의 A 군 내지 D 군 중에서 선택되는 적어도 1 군을 함유하는 강판.
    A 군 : B 를 0 % 이상 0.01 % 이하
    B 군 : Sb, Sn, Bi, Ge, Te, Se 중 1 종 이상을 합계로 0.002 % 이상 0.03 % 이하
    C 군 : Ni, Mo 중 1 종 이상을 합계로 0.01 % 이상 0.5 % 이하
    D 군 : Nb, Ti, V 중 1 종 이상을 합계로 0.001 % 이상 0.05 % 이하
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 강판의 제조 방법으로서,
    상기 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 조압연 후, 마무리 온도 : 920 ℃ 이하에서 마무리 압연을 실시하고, 상기 마무리 온도부터 700 ℃ 까지 42 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한 후,
    700 ℃ 부터 권취 온도까지 40 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하고, 권취 온도 : 580 ℃ 이상 680 ℃ 이하에서 권취하여, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 20 % 이상 80 % 이하로 하고, 그 후,
    어닐링 온도 : 700 ℃ 이상 Ac1 변태점 미만, 어닐링 시간 : 0.5 시간 이상에서 어닐링하는 강판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 강판의 제조 방법으로서,
    상기 성분 조성을 갖는 강 소재를 열간 조압연 후, 마무리 온도 : 920 ℃ 이하에서 마무리 압연을 실시하고, 상기 마무리 온도부터 700 ℃ 까지 42 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한 후,
    700 ℃ 부터 권취 온도까지 40 ℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하고, 권취 온도 : 580 ℃ 이상 680 ℃ 이하에서 권취하여, 마이크로 조직 전체에 대해, 입경 3 ㎛ 이상의 초석 페라이트가 차지하는 체적의 비율을 20 % 이상 80 % 이하로 하고, 그 후,
    Ac1 변태점 이상 800 ℃ 이하의 온도로 가열하여 0.5 시간 이상 유지한 후, Ar1 변태점 미만으로 냉각하고, 700 ℃ 이상 Ar1 변태점 미만에서 20 시간 이상 유지하여 어닐링하는 강판의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하여 이루어지는 부재.
  6. 제 3 항에 기재된 강판의 제조 방법에 의해 제조된 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하는 공정을 갖는 부재의 제조 방법.
  7. 제 4 항에 기재된 강판의 제조 방법에 의해 제조된 강판에 대해, 성형 가공 및 열처리 중 적어도 일방을 실시하는 공정을 갖는 부재의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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