KR20130135348A

KR20130135348A - 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130135348A
Application number: KR1020137027032A
Authority: KR
Inventors: 유리 도다; 리키 오카모토; 노부히로 후지타; 고오이치 사노; 히로시 요시다; 도시오 오가와
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-12-10
Also published as: EP2700728A1; CN103492599A; TW201247897A; US20160369383A1; JP5397569B2; US10066283B2; US9458520B2; RU2013151802A; BR112013026849B1; KR101570593B1; CN103492599B; JPWO2012144567A1; ZA201306548B; ES2654055T3; CA2832176C; CA2832176A1; RU2559070C2; MX2013012116A; WO2012144567A1; US20140044989A1

Abstract

C:0.01 내지 0.4％, Si:0.001 내지 2.5％, Mn:0.001 내지 4.0％, P:0.001 내지 0.15％, S:0.0005 내지 0.03％, Al:0.001 내지 2.0％, N:0.0005 내지 0.01％, O:0.0005 내지 0.01％를 함유하고, Si＋Al:1.0％ 미만으로 제한되어, 잔량부 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 판 두께 중앙부에 있어서의 {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값이 5.0 이하, 또한 {332} <113>의 결정 방위의 극밀도가 4.0 이하이고, 금속 조직이 면적률로, 페라이트 5 내지 80％, 베이나이트 5 내지 80％, 마르텐사이트 1％ 이하를 함유하고, 또한 마르텐사이트, 펄라이트 및 잔류 오스테나이트의 합계가 5％ 이하이고, 압연 방향과 직각 방향의 r값(rC)이 0.70 이상, 또한 압연 방향과 30° 방향의 r값(r30)이 1.10 이하인 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판이다.

Description

균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법 {HIGH-STRENGTH COLD-ROLLED STEEL SHEET WITH HIGHLY EVEN STRETCHABILTY AND EXCELLENT HOLE EXPANSIBILITY, AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 자동차 부품 등이 주된 용도인, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판과 그 제조 방법에 관한 것이다.

본원은 2011년 4월 21일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-095254호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

자동차로부터의 탄산 가스의 배출량을 억제하기 위해, 고강도 강판을 사용하여, 자동차 차체를 경량화하는 것이 진행되고 있다. 또한, 탑승자의 안전성을 확보하기 위해서도, 자동차 차체에는 연강판 외에, 고강도 강판이 많이 사용되어 오고 있다. 자동차 차체의 경량화를, 금후, 더욱 진행시켜 가기 위해서는, 종래 이상으로 고강도 강판의 강도를 높여야만 한다.

예를 들어, 언더 보디 부품에 고강도 강판을 사용하기 위해서는, 특히, 버링 가공성을 개선해야만 한다. 그러나, 일반적으로, 강판을 고강도화하면 성형성이 저하되고, 교축 성형이나 장출 성형에 중요한 균일 연신율이 저하된다.

비특허문헌 1에는 강판 조직에 오스테나이트를 잔류시켜, 균일 연신율을 확보하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 비특허문헌 2에는 강판의 금속 조직을 복합화하여, 동일 강도로 균일 연신율을 확보하는 방법이 개시되어 있다.

한편, 굽힘 성형, 구멍 확장 가공, 버링 가공에 필요한 국부 연성을 개선하는 금속 조직의 제어도 개시되어 있다. 비특허문헌 3에는 개재물 제어나 단일 조직화, 또는, 조직 사이의 경도차의 저감이, 굽힘성이나 구멍 확장 가공성의 향상에 유효한 것이 개시되어 있다.

이는, 조직 제어에 의해 단일 조직으로 하여, 구멍 확장성을 개선하는 방법이지만, 단일 조직으로 하기 위해서는, 비특허문헌 4에 개시되어 있는 바와 같이, 오스테나이트 단상으로부터의 열처리가 기본이 된다.

비특허문헌 4에는 강도와 연성의 양립을 도모하기 위해, 냉각 제어에 의해 변태 조직을 제어하여, 페라이트와 베이나이트의 적절한 분율을 얻는 것이 개시되어 있다. 그러나, 모두, 조직 제어에 의지하는 국부 변형능의 개선이고, 원하는 특성은 조직의 형성 여하에 크게 영향을 받아 버린다.

한편, 열연 강판의 재질 개선 방법으로서, 연속 열간 압연에 있어서의 압하량을 증대하는 기술이 개시되어 있다. 소위, 결정립을 미세화하는 기술이고, 오스테나이트 영역의 최대한 저온에서 대압하를 행하여, 미재결정 오스테나이트로부터 페라이트 변태시켜, 제품의 주상인 페라이트의 결정립의 미세화를 도모하는 것이다.

비특허문헌 5에는 이 미립화에 의해, 고강도화나, 강인화를 목적으로 하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 비특허문헌 5에서는, 본 발명이 해결하려고 하는 구멍 확장성의 개선은 배려되어 있지 않고, 또한 냉연 강판에 적용하는 수단도 개시되어 있지 않다.

타카하시, 신닛테츠 기보(2003) No.378, p.7 O.Matsumura et al, Trans.ISIJ(1987) vol.27, p.570 카토 등, 제철 연구(1984) vol.312, p.41 K.Sugimoto et al(2000) Vol.40, p.920 나카야마 제강소 NFG 제품 소개

상술한 바와 같이, 고강도 강판의 국부 연성능을 개선하기 위해서는, 개재물을 포함하는 조직 제어를 행하는 것이 주된 방법이다. 그러나, 조직 제어를 행하기 위해, 석출물의 형태나, 페라이트나 베이나이트의 분율을 제어할 필요가 있어, 베이스가 되는 금속 조직의 한정이 필수였다.

따라서, 본 발명에서는 베이스가 되는 금속 조직의 분율이나 형태를 제어하는 동시에, 집합 조직을 제어함으로써, 고강도 강판의 균일 연신율과 버링 가공성을 개선하고, 더불어, 강판 내의 이방성에 대해서도 개선하는 것을 과제로 한다. 본 발명은 이 과제를 해결하는 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하는 방법에 대해 예의 연구하였다. 그 결과, 압연 조건과 냉각 조건을 소요의 범위로 제어하여, 소정의 집합 조직과 강판 조직을 형성하면, 등방 가공성이 우수한 고강도 냉연 강판을 제조할 수 있는 것이 판명되었다.

본 발명은 상기 지식에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

[1]

질량％로,

C:0.01 내지 0.4％,

Si:0.001 내지 2.5％,

Mn:0.001 내지 4.0％,

P:0.001 내지 0.15％,

S:0.0005 내지 0.03％,

Al:0.001 내지 2.0％,

N:0.0005 내지 0.01％,

O:0.0005 내지 0.01％

를 함유하고, Si＋Al:1.0％ 미만으로 제한되어, 잔량부 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고,

강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의, {100} <011>, {116} <110>, {114} <110>, {113} <110>, {112} <110>, {335} <110> 및 {223} <110>의 각 결정 방위로 나타나는 {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값이 5.0 이하, 또한 {332} <113>의 결정 방위의 극밀도가 4.0 이하이고,

금속 조직이, 면적률로, 페라이트 5 내지 80％, 베이나이트 5 내지 80％, 마르텐사이트 1％ 이하를 함유하고, 또한 마르텐사이트, 펄라이트 및 잔류 오스테나이트의 합계가 5％ 이하이고,

압연 방향과 직각 방향의 r값(rC)이 0.70 이상, 또한 압연 방향과 30° 방향의 r값(r30)이 1.10 이하인 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.

[2]

압연 방향의 r값(rL)이 0.70 이상, 또한 압연 방향과 60° 방향의 r값(r60)이 1.10 이하인 [1]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.

[3]

상기 금속 조직에 있어서, 결정립의 체적 평균 직경이 7㎛ 이하이고, 또한 결정립 중, 압연 방향의 길이 dL과 판 두께 방향의 길이 dt의 비:dL/dt의 평균값이 3.0 이하인 [1]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.

[4]

질량％로,

Ti:0.001 내지 0.2％,

Nb:0.001 내지 0.2％,

B:0.0001 내지 0.005％,

Mg:0.0001 내지 0.01％,

Rem:0.0001 내지 0.1％,

Ca:0.0001 내지 0.01％,

Mo:0.001 내지 1.0％,

Cr:0.001 내지 2.0％,

V:0.001 내지 1.0％,

Ni:0.001 내지 2.0％,

Cu:0.001 내지 2.0％,

Zr:0.0001 내지 0.2％,

W:0.001 내지 1.0％,

As:0.0001 내지 0.5％,

Co:0.0001 내지 1.0％,

Sn:0.0001 내지 0.2％,

Pb:0.001 내지 0.1％,

Y:0.001 내지 0.10％,

Hf:0.001 내지 0.10％

의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 [1]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.

[5]

표면에, 용융 아연 도금이 실시된 [1]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.

[6]

상기 용융 아연 도금 후, 450 내지 600℃에서 합금화 처리된 [1]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.

[7]

질량％로,

C:0.01 내지 0.4％,

Si:0.001 내지 2.5％,

Mn:0.001 내지 4.0％,

P:0.001 내지 0.15％,

S:0.0005 내지 0.03％,

Al:0.001 내지 2.0％,

N:0.0005 내지 0.01％,

O:0.0005 내지 0.01％

를 함유하고, Si＋Al:1.0％ 미만으로 제한되어, 잔량부 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을,

1000℃ 이상 1200℃ 이하의 온도 범위에서, 압하율 40％ 이상의 압연을 1회 이상 행하는 제1 열간 압연을 행하고,

상기 제1 열간 압연에서, 오스테나이트 입경을 200㎛ 이하로 하고,

하기 식 1에서 정해지는 온도 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서, 적어도 1회는 1패스로 압하율 30％ 이상의 압연을 행하는 제2 열간 압연을 행하고,

상기 제2 열간 압연에서의 합계의 압하율을 50％ 이상으로 하고,

상기 제2 열간 압연에 있어서, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하를 행한 후, 대기 시간 t초가 하기 식 2를 만족시키도록 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시하고,

상기 1차 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도를 50℃/초 이상으로 하고, 또한 상기 1차 냉각을 온도 변화가 40℃ 이상 140℃ 이하의 범위에서 행하고,

압하율 30％ 이상, 70％ 이하의 냉간 압연을 행하고,

700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하여, 1초 이상, 1000초 이하 유지하고,

12℃/초 이하의 평균 냉각 속도로, 580 내지 750℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 1차 냉각을 실시하고,

4 내지 300℃/초의 평균 냉각 속도로, 350 내지 500℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 2차 냉각을 실시하고,

350℃ 이상, 500℃ 이하의 온도 영역에 있어서, 하기 식 4를 만족시키는 t2초 이상 400초 이하 유지하는 과시효 열처리를 행하는 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[식 1]

여기서, C, N, Mn, Nb, Ti, B, Cr, Mo 및 V는 각 원소의 함유량(질량％).

[식 2]

여기서, t1은 하기 식 3에서 구해진다.

[식 3]

여기서, 상기 식 3에 있어서, Tf는 압하율이 30％ 이상인 최종 압하 후의 강편의 온도, P1은 30％ 이상인 최종 압하의 압하율이다.

[식 4]

여기서, T2는 과시효 처리 온도이고, t2의 최대값은 400으로 한다.

[8]

상기 냉간 압연 전 1차 냉각을 한 후, 상기 냉간 압연을 행하기 전에, 평균 냉각 속도 10 내지 300℃/초로, 600℃ 이하의 냉각 정지 온도까지 냉간 압연 전 2차 냉각을 행하고, 600℃ 이하에서 권취하여 열연 강판으로 하는 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[9]

T1＋30℃ 미만의 온도 범위에 있어서의 합계의 압하율이 30％ 이하인 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[10]

상기 대기 시간 t초가, 또한, 하기 식 2a를 만족시키는 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[식 2a]

[11]

상기 대기 시간 t초가, 또한, 하기 식 2b를 만족시키는 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[식 2b]

[12]

상기 열간 압연 후 1차 냉각을, 압연 스탠드 사이에서 개시하는 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[13]

상기 냉간 압연 후, 700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하는 데 있어서, 실온 이상, 650℃ 이하의 평균 가열 속도를, 하기 식 5에서 나타나는 HR1(℃/초)로 하고,

650℃를 초과하고, 700 내지 900℃까지의 평균 가열 속도를, 하기 식 6에서 나타나는 HR2(℃/초)로 하는 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[식 5]

[식 6]

[14]

또한, 표면에, 용융 아연 도금을 실시하는 [7]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

[15]

용융 아연 도금을 실시한 후, 또한, 450 내지 600℃에서 합금화 처리를 실시하는 [14]에 기재된 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.

본 발명에 따르면, Nb나 Ti 등이 첨가되어 있어도, 이방성이 크지 않아, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판을 제공할 수 있다.

도 1은 연속 열간 압연 라인의 설명도이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판(이하, 「본 발명 강판」이라고 하는 경우가 있음)에 대해 설명한다.

(결정 방위)

강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의, {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값은 본 발명 강판에 있어서, 특히 중요한 특성값이다. 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서 X선 회절을 행하여, 각 방위의 극밀도를 구했을 때의, {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값이 5.0 이하이면, 인접 부근에 요구되는 언더 보디 부품의 가공에 필요한, 판 두께/굽힘 반경≥1.5를 만족시킬 수 있다.

상기 평균값이 5.0을 초과하면, 강판의 기계적 특성의 이방성이 극히 강해지고, 나아가서는, 어떤 방향만의 국부 변형능은 개선되지만, 그것과 다른 방향에서의 재질이 현저하게 열화되어, 판 두께/굽힘 반경≥1.5를 만족시킬 수 없게 된다.

{100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값은 4.0 이하인 것이 바람직하다. 더욱 우수한 구멍 확장성이나, 작은 한계 굽힘 특성을 필요로 하는 경우에는, 상기 평균값은 3.0 이하가 바람직하다.

한편, 현행의 일반적인 연속 열연 공정에서는 실현이 어렵지만, 상기 평균값이 0.5 미만으로 되면, 국부 변형능의 열화가 우려되므로, 상기 평균값은 0.5 이상이 바람직하다.

{100} <011> 내지 {223} <110> 방위군에 포함되는 방위는 {100} <011>, {116} <110>, {114} <110>, {113} <110>, {112} <110>, {335} <110> 및 {223} <110>이다.

극밀도라 함은, X선 랜덤 강도비와 동의이다. 극밀도(X선 랜덤 강도비)라 함은, 특정한 방위로의 집적을 갖지 않는 표준 시료와 공시재의 X선 강도를 동일한 조건으로 X선 회절법 등에 의해 측정하고, 얻어진 공시재의 X선 강도를 표준 시료의 X선 강도로 나눈 수치이다. 이 극밀도는 X선 회절이나 EBSD(Electron Back Scattering Diffraction) 등의 장치를 사용하여 측정한다. 또한, EBSP(전자 후방 산란 패턴:Electron Back Scattering Pattern)법, 또는 ECP(Electron Channeling Pattern)법의 어떤 것이든 측정이 가능하다. {110} 극점도에 기초하여 벡터법에 의해 계산한 3차원 집합 조직이나, {110}, {100}, {211}, {310}의 극점도 중, 복수의 극점도(바람직하게는 3개 이상)를 사용하여 급수 전개법으로 계산한 3차원 집합 조직으로부터 구하면 된다.

예를 들어, 상기 각 결정 방위의 극밀도에는 3차원 집합 조직(ODF)의 φ2＝45° 단면에 있어서의 (001) [1-10], (116) [1-10], (114) [1-10], (113) [1-10], (112) [1-10], (335) [1-10], (223) [1-10]의 각 강도를, 그대로 사용하면 된다.

{100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값이라 함은, 이들 방위의 극밀도의 상가 평균이다. 이들 방위의 전부의 강도를 얻을 수 없는 경우에는, {100} <011>, {116} <110>, {114} <110>, {112} <110>, {223} <110>의 각 방위의 극밀도의 상가 평균으로 대체해도 된다.

또한, 동일한 이유로부터, 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의 판면의 {332} <113>의 결정 방위의 극밀도는 4.0 이하가 아니면 안된다. 4.0 이하이면, 인접 부근에 요구되는 언더 보디 부품의 가공에 필요한 판 두께/굽힘 반경≥1.5를 만족시킬 수 있다. 바람직하게는 3.0 이하이다.

{332} <113>의 결정 방위의 극밀도가 4.0 초과이면, 강판의 기계적 특성의 이방성이 극히 강해지고, 나아가서는 어떤 방향만의 국부 변형능은 개선되지만, 그것과는 다른 방향에서의 재질이 현저하게 열화되어, 판 두께/굽힘 반경≥1.5를 확실하게 만족시킬 수 없게 된다. 한편, 현행의 일반적인 연속 열연 공정에서는 실현이 어렵지만, 0.5 미만으로 되면, 국부 변형능의 열화가 우려되므로, {332} <113>의 결정 방위의 극밀도는 0.5 이상이 바람직하다.

이상 서술한 결정 방위의 극밀도가, 굽힘 가공 시의 형상 동결성에 대해 중요한 이유는 반드시 명백하지 않지만, 굽힘 변형 시의 결정의 미끄럼 거동과 관계가 있다고 추측된다.

X선 회절에 제공하는 시료는 기계 연마 등에 의해 강판을 소정의 판 두께까지 두께 감소하고, 계속해서, 화학 연마나 전해 연마 등에 의해 변형을 제거하여, 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위에서 적절한 면이 측정면으로 되도록 제작한다. 당연히, 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부뿐만 아니라, 가능한 한 많은 두께 위치에 대해, 상술한 극밀도의 한정 범위를 만족시킴으로써, 보다 한층, 균일 연신율과 구멍 확장성이 양호해진다. 그러나, 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 범위를 측정함으로써, 대략 강판 전체의 재질 특성을 대표할 수 있다. 따라서, 판 두께의 5/8 내지 3/8을 측정 범위로 규정한다.

또한, {hkl} <uvw>로 나타내는 결정 방위는 강판면의 법선 방향이 <hkl>에 평행하고, 압연 방향이 <uvw>와 평행한 것을 의미하고 있다. 결정의 방위는, 통상, 판면에 수직인 방위를 [hkl] 또는 {hkl}, 압연 방향에 평행한 방위를 (uvw) 또는 <uvw>로 표시한다. {hkl}, <uvw>는 등가인 면의 총칭이고, [hkl], (uvw)는 개개의 결정면을 가리킨다. 즉, 본 발명에 있어서는 체심 입방 구조를 대상으로 하고 있으므로, 예를 들어 (111), (-111), (1-11), (11-1), (-1-11), (-11-1), (1-1-1), (-1-1-1)면은 등가이고 구별이 되지 않는다. 이와 같은 경우, 이들 방위를 총칭하여 {111}이라고 칭한다. ODF 표시에서는 다른 대칭성이 낮은 결정 구조의 방위 표시에도 사용되므로, 개개의 방위를 [hkl](uvw)로 표시하는 것이 일반적이지만, 본 발명에 있어서는 [hkl](uvw)와 {hkl} <uvw>는 동의이다. X선에 의한 결정 방위의 측정은, 예를 들어 신판 컬리티 X선 회절요론(1986년 발행, 마츠무라 겐타로 번역, 주식회사 아그네 출판)의 274 내지 296페이지에 기재된 방법에 따라서 행해진다.

(r값)

압연 방향과 직각 방향의 r값(rC)은 본 발명 강판에 있어서 중요하다. 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 다양한 결정 방위의 극밀도가 적정한 범위 내에서도, 반드시 양호한 구멍 확장성이나 굽힘성이 얻어지지 않는 것이 판명되었다. 양호한 구멍 확장성이나 굽힘성을 얻기 위해서는, 상기한 극밀도의 범위를 만족시키는 동시에, rC가 0.70 이상인 것이 필요하다. rC의 상한은 특별히 정하지 않지만, 1.10 이하이면, 보다 우수한 구멍 확장성을 얻을 수 있다.

압연 방향과 30° 방향의 r값(r30)은 본 발명 강판에 있어서 중요하다. 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 다양한 결정 방위의 극밀도가 적정한 범위 내에서도, 반드시 양호한 구멍 확장성이나 굽힘성이 얻어지지 않는 것이 판명되었다. 양호한 구멍 확장성이나 굽힘성을 얻기 위해서는, 상기한 극밀도의 범위를 만족시키는 동시에, r30이 1.10 이하인 것이 필요하다. r30의 하한은 특별히 정하지 않지만, 0.70 이상이면, 보다 우수한 구멍 확장성을 얻을 수 있다.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 다양한 결정 방위의 극밀도, rC 및 r30뿐만 아니라, 압연 방향의 r값(rL)과, 압연 방향과 60° 방향의 r값(r60)이, 각각, rL≥0.70 및 r60≤1.10이면, 더욱 양호한 구멍 확장성이 얻어지는 것이 판명되었다.

rL 및 r60의 상한은 특별히 정하지 않지만, rL이 1.00 이하, r60이 0.90 이상이면, 보다 우수한 구멍 확장성을 얻을 수 있다.

상기의 r값은 JIS5호 인장 시험편을 사용한 인장 시험에서 얻을 수 있다. 부여하는 인장 변형은 고강도 강판의 경우, 통상, 5 내지 15％이고, 균일 연신율의 범위에서 r값을 평가하면 된다. 또한, 굽힘 가공을 실시하는 방향은 가공 부품에 따라서 다르므로, 특별히 한정하는 것은 아니고, 본 발명 강판의 경우, 어떤 방향으로 구부려도, 동일한 굽힘성이 얻어진다.

일반적으로, 집합 조직과 r값에는 상관이 있지만, 본 발명 강판에 있어서는, 결정 방위의 극밀도에 관한 한정과, r값에 관한 한정은 서로 동의가 아니고, 양쪽의 한정이 동시에 만족되지 않으면, 양호한 구멍 확장성을 얻을 수는 없다.

(금속 조직)

다음에, 본 발명 강판의 금속 조직에 관한 한정 이유에 대해 설명한다.

본 발명 강판의 조직은 면적률로, 페라이트를 5 내지 80％ 함유한다. 변형능이 우수한 페라이트의 존재에 의해, 균일 연신율이 향상되지만, 면적률이 5％ 미만이면, 양호한 균일 연신율이 얻어지지 않으므로, 하한을 5％로 하였다. 한편, 면적률이 80％를 초과하는 페라이트가 존재하면, 구멍 확장성이 대폭으로 열화되므로, 상한을 80％로 하였다.

또한, 본 발명 강판은 면적률로, 베이나이트를 5 내지 80％ 포함한다. 면적률이 5％ 미만이면, 강도가 현저하게 저하되므로, 하한을 5％로 하였다. 한편, 80％를 초과하는 베이나이트가 존재하면, 구멍 확장성이 대폭으로 열화되므로, 상한을 80％로 하였다.

본 발명 강판은 잔량부로서, 면적률의 합계로, 5％ 이하의 마르텐사이트, 펄라이트 및 잔류 오스테나이트가 허용된다.

마르텐사이트와 페라이트나 베이나이트의 계면은 균열의 기점이 되어, 구멍 확장성을 열화시키므로, 마르텐사이트는 1％ 이하로 하였다.

잔류 오스테나이트는 가공 유기 변태되어 마르텐사이트로 된다. 마르텐사이트와 페라이트나 베이나이트의 계면은 균열의 기점이 되어, 구멍 확장성을 열화시킨다. 또한, 펄라이트가 많이 존재하면, 강도나 가공성을 손상시키는 경우가 있다. 그로 인해, 마르텐사이트, 펄라이트 및 잔류 오스테나이트는 면적률의 합계로, 5％ 이하로 하였다.

(결정립의 체적 평균 직경)

본 발명 강판에 있어서는, 입자 단위의 결정립의 체적 평균 직경을 7㎛ 이하로 할 필요가 있다. 7㎛를 초과하는 결정립이 존재하면, 균일 연신율이 낮고, 또한 구멍 확장성도 낮으므로, 결정립의 체적 평균 직경은 7㎛ 이하로 하였다.

여기서, 종래에는, 결정립의 정의는 극히 애매해, 정량화가 곤란했다. 이에 대해, 본 발명자들은 다음과 같이 하여 결정립의 "입자 단위"를 정하면, 결정립의 정량화의 문제를 해결할 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명에서 정해지는 결정립의 "입자 단위"는 EBSP(Electron Back Scattering Pattern:전자 후방 산란 패턴)에 의한 강판의 방위의 해석에 있어서, 다음과 같이 하여 정해진다. 즉, EBSP에 의한 강판의 방위의 해석에 있어서, 예를 들어 1500배의 배율로, 0.5㎛ 이하의 측정 스텝에서 방위 측정을 행하여, 이웃하는 측정점의 방위차가 15°를 초과한 위치를 결정립의 경계로 한다. 그리고, 이 경계로 둘러싸인 영역이 결정립의 "입자 단위"로 정해진다.

이와 같이 하여 정해진 입자 단위의 결정립에 대해, 원상당 직경 d를 구하고, 개개의 입자 단위의 결정립의 체적을 4/3πd³으로 구한다. 그리고, 체적의 가중 평균을 산출하여, 체적 평균 직경(Mean Volume Diameter)을 구하였다.

개수가 소량이어도 결정립이 큰 것이 많을수록, 국부 연성의 열화는 커진다. 이로 인해, 결정립의 사이즈는 통상의 사이즈 평균이 아니라, 체적의 가중 평균으로 정의되는 체적 평균 직경이, 국부 연성과 강한 상간이 얻어진다. 이 효과를 얻기 위해서는, 결정립의 체적 평균 직경은 7㎛ 이하인 것이 필요하다. 보다, 구멍 확장성을 높은 레벨에서 확보하기 위해서는, 5㎛ 이하가 바람직하다. 또한, 결정립의 측정 방법에 대해서는, 전술한 바와 같이 한다.

(결정립의 등축성)

또한, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 입자 단위의 결정립의 압연 방향의 길이 dL과 판 두께 방향의 길이 dt의 비:dL/dt가 3.0 이하이면, 구멍 확장성이 크게 향상되는 것이 판명되었다. 이 물리적인 의미는 명백하지 않지만, 입자 단위의 결정립의 형태가, 타원체보다도, 구에 가까운 것에 의해, 입계에서의 응력 집중이 완화되어, 구멍 확장성이 향상된다고 생각된다.

또한, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 압연 방향의 길이 dL과 판 두께 방향의 길이 dt의 비:dL/dt의 평균값이 3.0 이하이면, 양호한 구멍 확장성이 얻어지는 것이 판명되었다. 압연 방향의 길이 dL과 판 두께 방향의 길이 dt의 비:dL/dt의 평균값이 3.0 초과이면, 구멍 확장성이 열화된다.

(성분 조성)

다음에, 본 발명 강판의 성분 조성을 한정하는 이유에 대해 설명한다. 또한, 성분 조성에 관한 ％는 질량％를 의미한다.

C:0.01 내지 0.4％

C는 기계적 강도의 향상에 유효한 원소이므로, 0.01％ 이상 첨가한다. 바람직하게는 0.03％ 이상, 보다 바람직하게는 0.05％ 이상이다. 한편, 0.4％를 초과하면, 가공성이나 용접성이 나빠지므로, 상한을 0.4％로 하였다. 바람직하게는 0.3％ 이하, 보다 바람직하게는 0.25％ 이하이다.

Si:0.001 내지 2.5％

Si는 기계적 강도의 향상에 유효한 원소이다. 그러나, Si가 2.5％ 초과로 되면, 가공성이 열화되거나, 또한 표면 흠집이 발생하므로, 2.5％를 상한으로 한다. 한편, 실용강에서, Si를 0.001％ 미만으로 저감시키는 것은 곤란하므로, 0.001％를 하한으로 한다.

Mn:0.001 내지 4.0％

Mn도, 기계적 강도의 향상에 유효한 원소이지만, 4.0％ 초과로 되면, 가공성이 열화되므로, 4.0％를 상한으로 한다. 바람직하게는 3.0％ 이하이다. 한편, 실용강에서, Mn을 0.001％ 미만으로 저감시키는 것은 곤란하므로, 0.001％를 하한으로 한다. Mn 이외에, S에 의한 열간 균열의 발생을 억제하는 Ti 등의 원소가 충분히 첨가되어 있지 않은 경우에는, 질량％로, Mn/S≥20이 되는 Mn을 첨가하는 것이 바람직하다.

P:0.001 내지 0.15％

가공성의 열화나, 열간 압연 또는 냉간 압연 시의 균열을 방지하기 위해, P의 상한을 0.15％로 한다. 바람직하게는 0.04％ 이하이다. 하한은 현행의 일반적인 정련(2차 정련을 포함함)에서 가능한 0.001％로 하였다.

S:0.0005 내지 0.03％

가공성의 열화나, 열간 압연 또는 냉간 압연 시의 균열을 방지하기 위해, S의 상한을 0.03％로 한다. 바람직하게는 0.01％ 이하이다. 하한은 현행의 일반적인 정련(2차 정련을 포함함)에서 가능한 0.0005％로 하였다.

Al:0.001 내지 2.0％

Al은 탈산을 위해, 0.001％ 이상 첨가한다. 또한, Al은 γ→α 변태점을 현저하게 상승시키므로, 특히, Ar₃점 이하에서의 열연을 지향하는 경우에 유효한 원소이지만, 지나치게 많으면 용접성이 열화되므로, 상한을 2.0％로 한다.

N, O:0.0005 내지 0.01％

N와 O는 불순물이고, 가공성이 열화되지 않도록 양 원소 모두 0.01％ 이하로 한다. 하한은 현행의 일반적인 정련(2차 정련을 포함함)에서 가능한 0.0005％로 하였다.

Si＋Al:1.0％ 미만

본 발명 강판에 Si 및 Al이 과잉으로 포함되어 있으면, 과시효 처리 중의 시멘타이트의 석출이 억제되어, 잔류 오스테나이트 분율이 지나치게 커지므로, Si와 Al의 합계 첨가량은 1％ 미만으로 한다.

본 발명 강판은 개재물을 제어하여 석출물을 미세화하여, 구멍 확장성을 향상시키기 위해, 종래부터 사용하고 있는 원소, Ti, Nb, B, Mg, Rem, Ca, Mo, Cr, V, W, Zr, Cu, Ni, As, Co, Sn, Pb, Y, Hf의 1종 또는 2종 이상을 더 함유해도 된다.

Ti, Nb 및 B는 탄소나 질소의 고정, 석출 강화, 조직 제어, 미립 강화 등의 기구를 통해 재질을 개선하는 원소이므로, 필요에 따라서 Ti은 0.001％ 이상, Nb는 0.001％ 이상, B는 0.0001％ 이상 첨가한다. 바람직하게는, Ti은 0.01％ 이상, Nb는 0.005％ 이상이다.

그러나, 과잉으로 첨가해도 각별한 효과는 없고, 오히려, 가공성이나 제조성이 열화되므로, 상한을, Ti은 0.2％, Nb는 0.2％, B는 0.005％로 하였다. 바람직하게는, B는 0.003％ 이하이다.

Mg, Rem 및 Ca은 개재물을 무해화하는 원소이므로, 어떤 하한이든 0.0001％로 하였다. 바람직하게는 Mg이 0.0005％ 이상, Rem이 0.001％ 이상, Ca이 0.0005％ 이상이다. 한편, 과잉으로 첨가하면, 강의 청정도가 악화되므로, 상한을, Mg은 0.01％, Rem은 0.1％, Ca은 0.01％로 하였다. 바람직하게는, Ca은 0.01％ 이하이다.

Mo, Cr, Ni, W, Zr 및 As는 기계적 강도를 높이거나, 재질을 개선하는 데 유효한 원소이므로, 필요에 따라서, Mo은 0.001％ 이상, Cr은 0.001％ 이상, Ni은 0.001％ 이상, W은 0.001％ 이상, Zr은 0.0001％ 이상 및 As는 0.0001％ 이상을 첨가한다. 바람직하게는 Mo은 0.01％ 이상, Cr은 0.01％ 이상, Ni은 0.05％ 이상, W은 0.01％ 이상이다.

그러나, 과잉의 첨가는, 반대로, 가공성을 열화시키므로, 상한을, Mo은 1.0％, Cr은 2.0％, Ni은 2.0％, W은 1.0％, Zr은 0.2％, As는 0.5％로 한다. 바람직하게는, Zr이 0.05％ 이하이다.

V 및 Cu는, Nb, Ti과 마찬가지로 석출 강화에 유효한 원소이고, 또한 Nb, Ti보다, 첨가에 의한 강화에 기인하는 국부 변형능의 열화값이 작은 원소이므로, 고강도이고, 보다 양호한 구멍 확장성이 필요한 경우에, Nb, Ti보다도 효과적인 원소이다. 그로 인해, V 및 Cu 모두 하한을 0.001％로 하였다. 바람직하게는, 모두 0.01％ 이상이다.

그러나, 과잉으로 첨가하면 가공성이 열화되므로, 상한을, V는 1.0％로 하고, Cu는 2.0％로 하였다. 바람직하게는, V는 0.5％ 이하이다.

Co는 γ→α 변태점을 현저하게 상승시키므로, 특히 Ar₃점 이하에서의 열연을 지향하는 경우에 유효한 원소이다. 첨가 효과를 얻기 위해, 0.0001％ 이상 첨가한다. 바람직하게는 0.001％ 이상이다. 그러나, 과잉으로 첨가하면 용접성이 열화되므로, 상한을 1.0％로 한다. 바람직하게는 0.1％ 이하이다.

Sn 및 Pb은 도금의 습윤성이나 밀착성을 향상시키는 데 유효한 원소이므로, Sn은 0.0001％ 이상, Pb은 0.001％ 이상 첨가한다. 바람직하게는 Sn이 0.001％ 이상이다. 그러나, 과잉으로 첨가하면, 제조 시, 흠집이 발생하기 쉬워지고, 또한 인성이 저하되므로, 상한을, Sn은 0.2％로 하고, Pb은 0.1％로 하였다. 바람직하게는, Sn은 0.1％ 이하이다.

Y 및 Hf은 내식성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 어떤 원소이든 0.001％ 미만에서는 첨가 효과가 없으므로, 하한을 0.001％로 하였다. 한편, 0, 10％를 초과하면, 구멍 확장성이 열화되므로, 어떤 원소든 상한을 0.10％로 하였다.

(제조 방법)

다음에, 본 발명 강판의 제조 방법(이하, 「본 발명 제조 방법」이라고 하는 경우가 있음)에 대해 설명한다. 우수한 균일 연신율과 구멍 확장성을 실현하기 위해서는, 극밀도로 랜덤에 대해 집합 조직을 형성하는 것, 페라이트 및 베이나이트의 조직 분율, 형태 분산의 조건을 제어하는 것이 중요하다. 이하, 상세하게 설명한다.

열간 압연에 선행하는 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 고로나 전로 등에 의한 용제에 이어서, 각종 2차 제련을 거쳐서, 통상의 연속 주조, 잉곳법에 의한 주조 외에, 박 슬래브 주조 등으로 주조하면 된다. 연속 주조 주조편의 경우, 한번, 저온까지 냉각한 후, 다시, 가열하여 열연해도 되고, 또한, 주조 후, 연속적으로 열연해도 된다. 또한, 강의 원료로서, 스크랩을 사용해도 된다.

(제1 열간 압연)

가열로로부터 추출한 슬래브를, 제1 열간 압연인 조압연 공정에 제공하여 조압연을 행하고, 조바를 얻는다. 본 발명 강판은 이하의 요건을 만족시킬 필요가 있다. 우선, 조압연 후의 오스테나이트 입경, 즉 마무리 압연 전의 오스테나이트 입경이 중요하다. 마무리 압연 전의 오스테나이트 입경은 작은 것이 바람직하고, 200㎛ 이하이면, 결정립의 미세화 및 균질화에 크게 기여하고, 후속의 공정에서 조립되는 마르텐사이트를 미세하고 또한 균일하게 분산시킬 수 있다.

마무리 압연 전에 있어서 200㎛ 이하의 오스테나이트 입경을 얻기 위해서는, 1000 내지 1200℃의 온도 영역에서의 조압연에 있어서, 압하율 40％ 이상의 압연을 1회 이상 행할 필요가 있다.

마무리 압연 전의 오스테나이트 입경은 100㎛ 이하가 바람직하지만, 이 입경을 얻기 위해서는, 40％ 이상의 압연을 2회 이상 행한다. 단, 70％를 초과하는 압하나, 10회를 초과하는 조압연은 압연 온도의 저하나, 스케일의 과잉 생성의 우려가 있다.

이와 같이, 마무리 압연 전의 오스테나이트 입경을 200㎛ 이하로 하면, 마무리 압연에서 오스테나이트의 재결정이 촉진되어, 집합 조직의 형성 및 입자 단위의 균일화를 통해, 최종 제품의 균일 연신율과 구멍 확장성이 개선된다.

이 이유는 조압연 후(즉, 마무리 압연 전)의 오스테나이트 입계가, 마무리 압연 중의 재결정 핵의 하나로서 기능하는 것에 의한다고 추측된다. 조압연 후의 오스테나이트 입경은 마무리 압연에 들어가기 전의 강판편을 가능한 한 급냉(예를 들어, 10℃/초 이상으로 냉각)하고, 강판편의 단면을 에칭하여 오스테나이트 입계를 들뜨게 하여, 광학 현미경으로 관찰하여 확인한다. 이때, 50배 이상의 배율로 20시야 이상을, 화상 해석이나 포인트 카운트법으로 오스테나이트 입경을 측정한다.

(제2 열간 압연)

조압연 공정(제1 열간 압연)이 종료된 후, 제2 열간 압연인 마무리 압연 공정을 개시한다. 조압연 공정 종료로부터 마무리 압연 공정 개시까지의 시간은 150초 이하로 하는 것이 바람직하다.

마무리 압연 공정(제2 열간 압연)에 있어서는, 마무리 압연 개시 온도를 1000℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 개시 온도가 1000℃ 미만이면, 각 마무리 압연 패스에 있어서, 압연 대상의 조바에 부여하는 압연 온도가 저온화되고, 미재결정 온도 영역에서의 압하가 되어 집합 조직이 발달하여 등방성이 열화된다.

또한, 마무리 압연 개시 온도의 상한은 특별히 한정하지 않는다. 그러나, 1150℃ 이상이면 마무리 압연 전 및 패스 사이에서, 강판 지철과 표면 스케일 사이에, 비늘 형상의 방추 스케일 결함의 기점이 되는 블리스터가 발생할 우려가 있으므로, 1150℃ 미만이 바람직하다.

마무리 압연에서는 강판의 성분 조성에 의해 결정되는 온도를 T1로 하고, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에 있어서, 적어도 1회는 1패스에서 30％ 이상의 압연을 행한다. 또한, 마무리 압연에서는, 합계의 압하율을 50％ 이상으로 한다. 이 조건을 만족시킴으로써, 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의, {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값이 5.0 이하로 되고, 또한 {332} <113>의 결정 방위의 극밀도가 4.0 이하로 된다. 이에 의해, 최종 제품의 균일 연신율과 구멍 확장성을 확보할 수 있다.

여기서, T1은 하기 식 1에서 산출되는 온도이다.

[식 1]

C, N, Mn, Nb, Ti, B, Cr, Mo 및 V는 각 원소의 함유량(질량％)이다.

T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에 있어서의 대압하와, 그 후의 T1＋30℃ 미만에서의 경압하는, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의, {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값과, {332} <113>의 결정 방위의 극밀도를 제어하여 최종 제품의 균일 연신율과 구멍 확장성을 비약적으로 개선한다.

이 T1 온도 자체는 경험적으로 구한 것이다. T1 온도를 기준으로 하여, 각 강의 오스테나이트 영역에서의 재결정이 촉진되는 것을 발명자들은 실험에 의해 경험적으로 발견하였다. 더욱 양호한 균일 연신율과 구멍 확장성을 얻기 위해서는, 대압하에 의한 변형을 축적하는 것이 중요하고, 마무리 압연에 있어서, 합계의 압하율로서 50％ 이상은 필수이다. 또한, 70％ 이상의 압하를 취하는 것이 바람직하고, 한쪽에서 90％를 초과하는 압하율을 취하는 것은 온도 확보나 과대한 압연 부가를 가하게 된다.

T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 합계 압하율이 50％ 미만이면, 열간 압연 중에 축적되는 압연 변형이 충분하지 않아, 오스테나이트의 재결정이 충분히 진행되지 않는다. 그로 인해, 집합 조직이 발달하여 등방성이 열화된다. 합계 압하율이 70％ 이상이면 온도 변동 등에 기인하는 편차를 고려해도, 충분한 등방성이 얻어진다. 한편, 합계 압하율이 90％를 초과하면, 가공 발열에 의해, T1＋200℃ 이하의 온도 영역으로 하는 것이 어려워지고, 또한 압연 하중이 증가하여 압연이 곤란해질 우려가 있다.

마무리 압연에서는, 축적한 변형의 개방에 의한 균일한 재결정을 촉진하기 위해, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하이고, 적어도 1회는 1패스에서 30％ 이상의 압연을 행한다.

또한, 균일한 재결정을 촉진하기 위해서는, T1＋30℃ 미만의 온도 영역에서의 가공량을 가능한 한 적게 억제하는 것이 필요하다. 그것을 위해서는, T1＋30℃ 미만에서의 압하율이 30％ 이하인 것이 바람직하다. 판 두께 정밀도나 판 형상의 관점으로부터는, 10％ 이하의 압하율이 바람직하다. 보다 등방성을 요구하는 경우에는, T1＋30℃ 미만의 온도 영역에서의 압하율은 0％가 바람직하다.

마무리 압연은 T1＋30℃ 이상에서 종료하는 것이 바람직하다. T1＋30℃ 미만에서의 열간 압연에서는 일단 재결정한 정립의 오스테나이트립이 신전하여 등방성이 저하될 우려가 있다.

즉, 본 발명의 제조 방법은, 마무리 압연에 있어서, 오스테나이트를 균일ㆍ미세하게 재결정시킴으로써 제품의 집합 조직을 제어하여, 균일 연신율과 구멍 확장성을 개선한다.

압연율은 압연 하중, 판 두께 측정 등으로부터 실적 또는 계산에 의해 구할 수 있다. 온도는 스탠드 사이 온도계로 실측 가능하고, 또한 라인 스피드나 압하율 등으로부터 가공 발열을 고려한 계산 시뮬레이션으로 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에서 규정한 압연이 행해지고 있는지 여부는 용이하게 확인할 수 있다.

열간 압연을 Ar₃ 이하에서 종료하면, 오스테나이트와 페라이트에 2상 영역 압연으로 되어 버려, {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군으로의 집적이 강해진다. 그 결과, 균일 연신율과 구멍 확장성이 현저하게 열화된다.

결정립을 미세화하여, 신전립을 억제하기 위해서는, T1＋30℃ 이상 T1＋200℃ 이하에서의 압하 시의 최대 가공 발열량, 즉 압하에 의한 온도 상승값을 18℃ 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 이 달성을 위해, 스탠드 사이 냉각 등을 적용하는 것이 바람직하다.

(냉간 압연 전 1차 냉각)

마무리 압연에 있어서, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하가 행해진 후, 대기 시간 t초가 하기 식 2를 만족시키도록, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시한다.

[식 2]

여기서, t1은 하기 식 3에서 구해진다.

[식 3]

여기서, 상기 식 3에 있어서, Tf는 압하율이 30％ 이상인 최종 압하 후의 강편의 온도, P1은 30％ 이상의 최종 압하의 압하율이다.

또한, "압하율이 30％ 이상인 최종 압하"라고 함은, 마무리 압연에 있어서 행해지는 복수 패스의 압연 중, 압하율이 30％ 이상이 되는 압연 중 최후에 행해진 압연을 가리킨다. 예를 들어, 마무리 압연에 있어서 행해지는 복수 패스의 압연 중, 최종단에서 행해진 압연의 압하율이 30％ 이상인 경우에는, 그 최종단에서 행해진 압연이, "압하율이 30％ 이상인 최종 압하"이다. 또한, 마무리 압연에 있어서 행해지는 복수 패스의 압연 중, 최종단보다도 전에 행해진 압연의 압하율이 30％ 이상이고, 그 최종단보다도 전에 행해진 압연(압하율이 30％ 이상인 압연)이 행해진 후에는, 압하율이 30％ 이상으로 되는 압연이 행해지지 않았던 경우이면, 그 최종단보다도 전에 행해진 압연(압하율이 30％ 이상인 압연)이, "압하율이 30％ 이상인 최종 압하"이다.

마무리 압연에 있어서, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하가 행해진 후, 냉간 압연 전 1차 냉각이 개시될 때까지의 대기 시간 t초는 오스테나이트 입경에 큰 영향을 미친다. 즉, 강판의 등축립 분율, 조립 면적률에 큰 영향을 미친다.

대기 시간 t가, t1×2.5를 초과하면, 재결정은 이미 거의 완료되어 있는 한편, 결정립이 현저하게 성장하여 조립화가 진행됨으로써, r값 및 연신이 저하된다.

대기 시간 t초가, 또한, 하기 식 2a를 만족시킴으로써, 결정립의 성장을 우선적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 재결정이 충분히 진행되어 있지 않아도 강판의 연신을 충분히 향상시킬 수 있고, 동시에, 피로 특성을 향상시킬 수 있다.

[식 2a]

한편, 대기 시간 t초가, 또한, 하기 식 2b를 만족시킴으로써, 재결정화가 충분히 진행되어 결정 방위가 랜덤화된다. 그로 인해, 강판의 연신을 충분히 향상시킬 수 있고, 동시에, 등방성을 크게 향상시킬 수 있다.

[식 2b]

여기서, 도 1에 도시한 바와 같이, 연속 열간 압연 라인(1)에서는, 가열로에서 소정 온도로 가열된 강편(슬래브)이, 조압연기(2), 마무리 압연기(3)에서 순서대로 압연되어, 소정의 두께의 열연 강판(4)으로 되어 런 아웃 테이블(5)로 송출된다. 본 발명의 제조 방법에서는, 조압연기(2)에서 행해지는 조압연 공정(제1 열간 압연)에 있어서, 1000℃ 이상 1200℃ 이하의 온도 범위에서, 압하율 20％ 이상의 압연이 강편(슬래브)에 1회 이상 행해진다.

이와 같이 하여 조압연기(2)에서 소정 두께로 압연된 조바는, 다음에, 마무리 압연기(3)의 복수의 압연 스탠드(6)에서 마무리 압연(제2 열간 압연)되어, 열연 강판(4)으로 된다. 그리고, 마무리 압연기(3)에서는, 온도 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서, 적어도 1회는 1패스에서 30％ 이상의 압연이 행해진다. 또한, 마무리 압연기(3)에서는, 합계의 압하율은 50％ 이상이 된다.

또한, 마무리 압연 공정에 있어서, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하가 행해진 후, 대기 시간 t초가 상기 식 2, 혹은, 상기 식 2a, 2b 중 어느 하나를 만족시키도록, 냉간 압연 전 1차 냉각이 개시된다. 이 냉간 압연 전 1차 냉각의 개시는 마무리 압연기(3)의 각 압연 스탠드(6) 사이에 배치된 스탠드 사이 냉각 노즐(10), 혹은 런 아웃 테이블(5)에 배치된 냉각 노즐(11)에 의해 행해진다.

예를 들어, 마무리 압연기(3)의 전단(도 1에 있어서 좌측, 압연의 상류측)에 배치된 압연 스탠드(6)에 있어서만, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하가 행해지고, 마무리 압연기(3)의 후단(도 1에 있어서 우측, 압연의 하류측)에 배치된 압연 스탠드(6)에서는, 압하율이 30％ 이상으로 되는 압연이 행해지지 않은 경우, 냉간 압연 전 1차 냉각의 개시를, 런 아웃 테이블(5)에 배치된 냉각 노즐(11)에 의해 행한 것에서는, 대기 시간 t초가 상기 식 2, 혹은 상기 식 2a, 2b를 만족시키지 않게 되어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 마무리 압연기(3)의 각 압연 스탠드(6) 사이에 배치된 스탠드 사이 냉각 노즐(10)에 의해, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시한다.

또한, 예를 들어, 마무리 압연기(3)의 후단(도 1에 있어서 우측, 압연의 하류측)에 배치된 압연 스탠드(6)에서, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하가 행해지는 경우, 냉간 압연 전 1차 냉각의 개시를, 런 아웃 테이블(5)에 배치된 냉각 노즐(11)에 의해 행해도, 대기 시간 t초가 상기 식 2, 혹은 상기 식 2a, 2b를 만족시키는 것이 가능한 경우도 있다. 이러한 경우에는, 런 아웃 테이블(5)에 배치된 냉각 노즐(11)에 의해, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시해도 상관없다. 물론, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하가 행해진 후이면, 마무리 압연기(3)의 각 압연 스탠드(6) 사이에 배치된 스탠드 사이 냉각 노즐(10)에 의해, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시해도 된다.

그리고, 이 냉간 압연 전 1차 냉각에서는, 50℃/초 이상의 평균 냉각 속도로, 온도 변화(온도 강하)가 40℃ 이상 140℃ 이하로 되는 냉각을 행한다.

온도 변화가 40℃ 미만이면, 재결정한 오스테나이트립이 입성장하여, 저온 인성이 열화된다. 40℃ 이상으로 함으로써, 오스테나이트립의 조대화를 억제할 수 있다. 40℃ 미만에서는, 그 효과는 얻어지지 않는다. 한편, 140℃를 초과하면, 재결정이 불충분해져, 목적의 랜덤 집합 조직이 얻어지기 어려워진다. 또한, 연신에 유효한 페라이트상도 얻어지기 어렵고, 또한 페라이트상의 경도가 높아짐으로써, 균일 연신율과 구멍 확장성도 열화된다. 또한, 온도 변화가 140℃ 초과에서는, Ar₃ 변태점 온도 이하까지, 오버 슈트할 우려가 있다. 그 경우, 재결정 오스테나이트로부터의 변태라도, 변형 선택의 첨예화의 결과, 마찬가지로 집합 조직이 형성되어 등방성이 저하된다.

냉간 압연 전 1차 냉각에서의 평균 냉각 속도가 50℃/초 미만이면, 마찬가지로 재결정한 오스테나이트립이 입성장하여, 저온 인성이 열화된다. 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 정하지 않지만, 강판 형상의 관점으로부터, 200℃/초 이하가 타당하다고 생각된다.

또한, 입성장을 억제하여, 더욱 우수한 저온 인성을 얻기 위해서는, 패스 사이의 냉각 장치 등을 사용하여, 마무리 압연의 각 스탠드 사이의 가공 발열을 18℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

압연율(압하율)은 압연 하중, 판 두께 측정 등으로부터, 실적 또는 계산으로 구할 수 있다. 압연 중의 강편의 온도는 스탠드 사이에 온도계를 배치하여 실측하거나, 라인 스피드나 압하율 등으로부터 가공 발열을 고려하여 시뮬레이션하거나, 또는 그 양쪽에서 얻을 수 있다.

또한, 앞에도 설명한 바와 같이, 균일한 재결정을 촉진하기 위해서는, T1＋30℃ 미만의 온도 영역에서의 가공량이 가능한 한 적은 것이 바람직하고, T1＋30℃ 미만의 온도 영역에서의 압하율이 30％ 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1에 도시하는 연속 열간 압연 라인(1)의 마무리 압연기(3)에 있어서, 전단측(도 6에 있어서 좌측, 압연의 상류측)에 배치된 1 또는 2 이상의 압연 스탠드(6)를 통과할 때에는, 강판이 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역이고, 그 후단측(도 6에 있어서 우측, 압연의 하류측)에 배치된 1 또는 2 이상의 압연 스탠드(6)를 통과할 때에는, 강판이 T1＋30℃ 미만의 온도 영역인 경우, 그 후단측(도 1에 있어서 우측, 압연의 하류측)에 배치된 1 또는 2 이상의 압연 스탠드(6)를 통과할 때에는, 압하가 행해지지 않거나, 혹은 압하가 행해져도, T1＋30℃ 미만에서의 압하율이 합계 30％ 이하인 것이 바람직하다. 판 두께 정밀도나 판 형상의 관점에서는, T1＋30℃ 미만에서의 압하율이 합계 10％ 이하인 압하율이 바람직하다. 보다 등방성을 요구하는 경우에는, T1＋30℃ 미만의 온도 영역에서의 압하율은 0％가 바람직하다.

본 발명 제조 방법에 있어서, 압연 속도는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 마무리 압연의 최종 스탠드측에서의 압연 속도가 400mpm 미만이면, γ립이 성장하여 조대화되고, 연성을 얻기 위한 페라이트의 석출 가능한 영역이 감소하여, 연성이 열화될 우려가 있다. 압연 속도의 상한을 특별히 한정하지 않아도, 본 발명의 효과는 얻어지지만, 설비 제약상, 1800mpm 이하가 현실적이다. 그로 인해, 마무리 압연 공정에 있어서, 압연 속도는 400mpm 이상 1800mpm 이하가 바람직하다.

(냉간 압연 전 2차 냉각)

본 발명 제조 방법에 있어서는, 냉간 압연 전 1차 냉각 후, 냉간 압연 전 2차 냉각을 행하여 조직을 제어하는 것이 바람직하다. 냉간 압연 전 2차 냉각의 패턴도 중요하다.

냉간 압연 전 2차 냉각은 냉간 압연 전 1차 냉각 후, 3초 이내에 실시하는 것이 바람직하다. 냉간 압연 전 1차 냉각 후, 냉간 압연 전 2차 냉각을 개시할 때까지의 시간이 3초를 초과하면, 오스테나이트립이 조대화되어, 강도와 연신이 저하된다.

냉간 압연 전 2차 냉각은 10 내지 300℃/초의 평균 냉각 속도로, 600℃ 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각한다. 이 냉간 압연 전 2차 냉각의 정지 온도가 600℃ 초과이고, 냉간 압연 전 2차 냉각의 평균 냉각 속도가 10℃/초 미만인 경우, 표면 산화가 진행되어, 강판의 표면이 열화될 가능성이 있다. 평균 냉각 속도가 300℃/초를 초과하면, 마르텐사이트 변태가 촉진되어, 강도가 대폭으로 상승하여, 이후의 냉간 압연이 곤란해진다.

(권취)

이와 같이 하여 열연 강판을 얻은 후, 600℃ 이하에서 권취할 수 있다. 권취 온도가 600℃를 초과하면, 페라이트 조직의 면적률이 증가하여, 베이나이트의 면적률이 5％ 이상으로 되지 않는다. 베이나이트의 면적률을 5％ 이상으로 하기 위해서는, 권취 온도를 600℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

(냉간 압연)

상기와 같이 하여 제조한 열연 원판을, 필요에 따라서 산세하여, 냉간에 의해 압하율 30％ 이상 70％ 이하의 압연을 행한다. 압하율이 30％ 이하에서는, 그 후의 가열 유지로 재결정을 일으키는 것이 곤란해져, 등축립 분율이 저하되는데다가, 가열 후의 결정립이 조대화되어 버린다. 70％를 초과하는 압연에서는 가열 시의 집합 조직을 발달시키기 위해, 이방성이 강해져 버린다. 이로 인해, 70％ 이하로 한다.

(가열 유지)

냉간 압연된 강판(냉연 강판)은, 그 후, 700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열되어, 700 내지 900℃의 온도 영역에 1초 이상, 1000초 이하 유지된다. 이 가열 유지에 의해, 가공 경화가 제거된다. 냉간 압연 후의 강판을, 이와 같이 700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하는 데 있어서, 실온 이상, 650℃ 이하의 평균 가열 속도를, 하기 식 5에서 나타나는 HR1(℃/초)로 하고, 650℃를 초과하고, 700 내지 900℃의 온도 영역까지의 평균 가열 속도를, 하기 식 6에서 나타나는 HR2(℃/초)로 한다.

[식 5]

[식 6]

상기의 조건으로 열간 압연이 행해지고, 또한 열간 압연 후 1차 냉각이 행해진 것에 의해, 결정립의 미세화와 결정 방위의 랜덤화가 양립된다. 그러나, 그 후에 행해지는 냉간 압연에 의해, 강한 집합 조직이 발달하여, 그 집합 조직이 강판 중에 남기 쉬워진다. 그 결과, 강판의 r값 및 연신이 저하되어, 등방성이 저하되어 버린다. 따라서, 냉간 압연 후에 행해지는 가열을 적절하게 행함으로써, 냉간 압연에서 발달한 집합 조직을 가능한 한 소멸시키는 것이 바람직하다. 그것을 위해서는, 가열의 평균 가열 속도를, 상기 식 5, 6에서 나타나는 2단계로 나누는 것이 필요해진다.

이 2단계의 가열에 의해, 강판의 집합 조직이나 특성이 향상되는 상세한 이유는 불명확하지만, 본 효과는 냉간 압연 시에 도입된 전위의 회복과 재결정에 관련이 있다고 생각된다. 즉, 가열에 의해 강판 중에 발생하는 재결정의 구동력은 냉간 압연에 의해 강판 중에 축적된 변형이다. 실온 이상, 650℃ 이하의 온도 범위에서의 평균 가열 속도 HR1이 작은 경우, 냉간 압연에 의해 도입된 전위는 회복되어 버려, 재결정은 일어나지 않게 된다. 그 결과, 냉간 압연 시에 발달한 집합 조직이 그대로 남게 되어, 등방성 등의 특성이 열화되어 버린다. 실온 이상, 650℃ 이하의 온도 범위의 평균 가열 속도 HR1이 0.3℃/초 미만에서는, 냉간 압연에 의해 도입된 전위가 회복되어 버려, 냉간 압연 시에 형성된 강한 집합 조직이 잔존해 버린다. 이로 인해, 실온 이상, 650℃ 이하의 온도 범위의 평균 가열 속도 HR1은 0.3(℃/초) 이상으로 할 필요가 있다.

한편, 650℃를 초과하고, 700 내지 900℃의 온도 영역까지의 평균 가열 속도 HR2가 크면, 냉연 후의 강판 중에 존재하고 있던 페라이트가 재결정되는 일이 없어, 가공 상태의 미재결정 페라이트가 잔류한다. 특히, C를 0.01％ 이상 포함하는 강은 페라이트 및 오스테나이트의 2상 영역에 가열하면, 형성한 오스테나이트가 재결정 페라이트의 성장을 저해하여, 미재결정 페라이트가 보다 남기 쉬워진다. 이 미재결정 페라이트는 강한 집합 조직을 가지므로, r값이나 등방성 등의 특성에 악영향을 미치는 동시에, 전위를 많이 포함하므로 연성을 대폭으로 열화시킨다. 이것으로부터, 650℃를 초과하고, 700 내지 900℃의 온도 영역까지의 온도 범위에서는 평균 가열 속도 HR2가, 0.5×HR1(℃/초) 이하일 필요가 있다.

또한, 가열 온도가 700℃ 미만, 혹은 700 내지 900℃의 온도 영역에 있어서의 유지 시간이 1초 미만에서는, 페라이트로부터의 역변태가 충분히 진행되지 않아, 이후의 냉각에서, 베이나이트상을 얻을 수 없어, 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 한편, 가열 온도가 900℃ 초과, 혹은 700 내지 900℃의 온도 영역에 있어서의 유지 시간이 1000초 초과에서는, 결정립이 조대화되어, 입경이 200㎛ 이상인 결정립의 면적률이 증대된다.

(냉간 압연 후 1차 냉각)

가열 유지한 후, 12℃/초 이하의 평균 냉각 속도로, 580 내지 750℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 1차 냉각을 행한다. 냉간 압연 후 1차 냉각의 종료 온도가 750℃를 초과하면, 페라이트 변태가 촉진되어, 베이나이트를, 면적률로 5％ 이상 얻을 수 없다. 이 냉간 압연 후 1차 냉각의 평균 냉각 속도가 12℃/초를 초과하고, 냉간 압연 후 1차 냉각의 종료 온도가 580℃ 미만이면, 페라이트의 입성장이 충분히 진행되지 않아, 페라이트를, 면적률로 5％ 이상 얻을 수 없다.

(냉간 압연 후 2차 냉각)

냉간 압연 후 1차 냉각 후, 4 내지 300℃/초의 평균 냉각 속도로, 350 내지 500℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 2차 냉각을 행한다. 냉간 압연 후 2차 냉각의 평균 냉각 속도가 4℃/초 미만, 또는 500℃ 초과의 온도에서 냉간 압연 후 2차 냉각을 종료하면, 펄라이트 변태가 과도하게 진행되어, 최종적으로 베이나이트를 면적률로 5％ 이상 얻을 수 없을 가능성이 있다. 또한, 냉간 압연 후 2차 냉각의 평균 냉각 속도가 300℃/초 초과, 또는 350℃ 미만의 온도에서 냉간 압연 후 2차 냉각을 종료하면, 마르텐사이트 변태가 진행되어, 마르텐사이트의 면적률이 1％ 초과로 될 우려가 있다.

(과시효 열처리)

냉간 압연 후 2차 냉각에 이어서 350℃ 이상, 500℃ 이하의 온도 범위에서, 과시효 열처리를 행한다. 이 온도 범위에서 유지하는 시간은 과시효 처리 온도 T2에 따라서 하기 식 4를 만족시키는 t2초 이상으로 한다. 단, 식 4의 적용 가능 온도 범위를 고려하여, t2의 최대값은 400초로 한다.

[식 4]

또한, 이 과시효 열처리에 있어서, 유지라 함은, 등온 유지만을 의미하지 않고, 350℃ 이상, 500℃ 이하의 온도 범위에서, 강판을 체류시키면 된다. 예를 들어, 강판을, 일단, 350℃로 냉각한 후, 500℃까지 가열해도 되고, 강판을, 500℃로 냉각 후, 350℃까지 냉각해도 된다.

또한, 본 발명의 고강도 냉연 강판에 표면 처리해도 구멍 확장성 개선 효과를 상실하는 것이 아니라, 예를 들어, 강판의 표면에, 용융 아연 도금층, 또는 합금화 용융 아연 도금층을 형성해도 된다. 이 경우, 전기 도금, 용융 도금, 증착 도금, 유기 피막 형성, 필름 라미네이트, 유기염류/무기염류 처리, 논크로메이트 처리 등의 어느 것에 의해서도, 본 발명의 효과가 얻어진다. 또한, 본 발명에 관한 강판은 장출 성형과, 굽힘, 장출, 교축 등, 굽힘 가공을 주체로 하는 복합 성형에도 적용할 수 있다.

본 발명 강판에 용융 아연 도금을 실시한 경우, 도금 후, 합금화 처리를 실시해도 된다. 합금화 처리는 450 내지 600℃의 온도 영역에서 행한다. 합금화 처리 온도가 450℃ 미만이면, 충분히 합금화가 진행되지 않고, 한편, 600℃를 초과하면, 합금화가 지나치게 진행되어 내식성이 열화된다. 그로 인해, 합금화 처리는 450 내지 600℃의 온도 영역에서 행한다.

(실시예)

다음에, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 또한, 실시예에서의 조건은 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일조건예이고, 본 발명은 이 일조건예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다. 실시예에 사용한 각 강의 화학 성분을 표 1에 나타낸다. 표 2, 표 3에 각 제조 조건을 나타낸다. 또한, 표 2, 표 3의 제조 조건에 의한 각 강종의 조직 구성과 기계적 특성을 표 4, 표 5에 나타낸다. 또한, 각 표에 있어서의 밑줄은 본 발명의 범위 외 혹은 본 발명의 바람직한 범위의 범위 외인 것을 나타낸다. 또한, 표 2 내지 표 5에 있어서, 강종에 부여되어 있는 A부터 T까지의 영문자와 a부터 i까지의 영문자는 표 1의 각 강 A 내지 T 및 a 내지 i의 성분인 것을 나타낸다.

표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 "A 내지 T"의 발명 강 및 "a 내지 h"의 비교강을 사용하여 검토한 결과에 대해 설명한다. 또한, 표 1에 있어서, 각 성분 조성의 수치는 질량％를 나타낸다.

이들 강을, 주조 후, 그대로, 또는 일단 실온까지 냉각 후, 1000 내지 1300℃의 온도 영역으로 가열하고, 그 후, 표 2, 표 3에 나타내는 조건으로, 열간 압연, 냉간 압연 및 냉각을 실시하였다.

열간 압연에서는, 우선, 제1 열간 압연인 조압연에 있어서, 1000℃ 이상 1200℃ 이하의 온도 영역에서, 40％ 이상의 압하율로 1회 이상 압연하였다. 단, 강종 A3, E3, M2에 대해서는, 조압연에 있어서, 1패스에서 압하율이 40％ 이상인 압연은 행해지지 않았다. 조압연에 있어서의, 압하율이 40％ 이상인 압하 횟수, 각 압하율(％), 조압연 후(마무리 압연 전)의 오스테나이트 입경(㎛)을 표 2에 나타낸다. 또한, 각 강종의 온도 T1(℃), 온도 Ac1(℃)을 표 2에 나타낸다.

조압연이 종료된 후, 제2 열간 압연인 마무리 압연을 행하였다. 마무리 압연에서는, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서, 적어도 1회는 1패스에서 압하율 30％ 이상의 압연을 행하고, T1＋30℃ 미만의 온도 범위에 있어서는, 합계의 압하율을 30％ 이하로 하였다. 또한, 마무리 압연에서는 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 최종 패스에서, 1패스에서 압하율 30％ 이상의 압연을 행하였다.

단, 강종 A4, A5, A6, B3에 대해서는, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서, 압하율 30％ 이상의 압연은 행해지지 않았다. 또한, 강종 P2, P3은 T1＋30℃ 미만의 온도 범위에서의 합계의 압하율이 30％ 초과였다.

또한, 마무리 압연에서는 합계의 압하율을 50％ 이상으로 하였다. 단, 강종 A4, A5, A6, B3, C3에 대해서는, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 합계의 압하율이 50％ 미만이었다.

마무리 압연에 있어서의, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 최종 패스의 압하율(％), 최종 패스보다도 1단 전의 패스의 압하율(최종 전 패스의 압하율)(％)을 표 2에 나타낸다. 또한, 마무리 압연에 있어서의, T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 합계의 압하율(％), T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 최종 패스에서의 압하 후의 온도(℃), T1＋30℃ 이상 T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 압하 시의 최대 가공 발열량(℃)을 표 2에 나타낸다.

마무리 압연에 있어서 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 최종 압하를 행한 후, 대기 시간 t초가 2.5×t1을 경과하기 전에, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시하였다. 냉간 압연 전 1차 냉각에서는 평균 냉각 속도를 50℃/초 이상으로 하였다. 또한, 냉간 압연 전 1차 냉각에서의 온도 변화(냉각 온도량)는 40℃ 이상 140℃ 이하의 범위로 하였다.

단, 강종 J2는 마무리 압연에 있어서의 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 최종 압하로부터, 대기 시간 t초가 2.5×t1을 경과한 후에, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시하였다. 강종 T2는 냉간 압연 전 1차 냉각에서의 온도 변화(냉각 온도량)가 40℃ 미만이고, 강종 J3은 냉간 압연 전 1차 냉각에서의 온도 변화(냉각 온도량)가 140℃ 초과였다. 강종 T3은 냉간 압연 전 1차 냉각에서의 평균 냉각 속도가 50℃/초 미만이었다.

각 강종의 t1(초), 마무리 압연에 있어서의 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서의 최종 압하로부터, 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시할 때까지의 대기 시간 t(초), t/t1, 냉간 압연 전 1차 냉각에서의 온도 변화(냉각량)(℃), 냉간 압연 전 1차 냉각에서의 평균 냉각 속도(℃/초)를 표 2에 나타낸다.

냉간 압연 전 1차 냉각 후, 냉간 압연 전 2차 냉각을 행하였다. 냉간 압연 전 1차 냉각 후, 3초 이내에 냉간 압연 전 2차 냉각을 개시하였다. 또한, 냉간 압연 전 2차 냉각에서는 10 내지 300℃/초의 평균 냉각 속도로, 600℃ 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각하고, 600℃ 이하에서 권취를 행하여, 2 내지 5㎜ 두께의 열연 원판을 얻었다.

단, 강종 D3은 냉간 압연 전 1차 냉각 후, 냉간 압연 전 2차 냉각을 개시할 때까지, 3초 초과가 경과하였다. 또한, 강종 D3은 냉간 압연 전 2차 냉각의 평균 냉각 속도가 300℃/초 초과였다. 또한, 강종 E3은 냉간 압연 전 2차 냉각의 냉각 정지 온도(권취 온도)가 600℃ 초과였다. 각 강종에 대해, 냉간 압연 전 1차 냉각 후, 냉간 압연 전 2차 냉각을 개시할 때까지의 시간(초), 냉간 압연 전 2차 냉각의 평균 냉각 속도(℃/초), 냉간 압연 전 2차 냉각의 냉각 정지 온도(권취 온도)(℃)를 표 2에 나타낸다.

다음에, 열연 원판을, 산세한 후, 압하율 30％ 이상, 70％ 이하에서 냉간 압연하였다. 단, 강종 T4는 냉간 압연의 압하율이 30％ 미만이었다. 또한, 강종 T5는 냉간 압연의 압하율이 70％ 초과였다. 냉간 압연에 있어서의, 각 강종 압하율(％)을 표 3에 나타낸다.

냉간 압연 후, 700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하여, 1초 이상, 1000초 이하를 유지하였다. 또한, 700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하는 데 있어서, 실온 이상, 650℃ 이하의 평균 가열 속도 HR1(℃/초)을 0.3 이상(HR1≥0.3)으로 하고, 650℃를 초과하여, 700 내지 900℃까지의 평균 가열 속도 HR2(℃/초)를, 0.5×HR1 이하(HR2≤0.5×HR1)로 하였다.

단, 강종 A1은 가열 온도가 900℃ 초과였다. 강종 Q2는 가열 온도가 700℃ 미만이었다. 강종 Q3은 가열 유지 시간이 1초 미만이었다. 강종 Q4는 가열 유지 시간이 1000초 초과였다. 또한, 강종 T6은 평균 가열 속도 HR1이 0.3(℃/초) 미만이었다. 강종 T7은 평균 가열 속도 HR2(℃/초)가 0.5×HR1 초과였다. 각 강종의 가열 온도(℃), 평균 가열 속도 HR1, HR2(℃/초)를 표 3에 나타낸다.

가열 유지 후, 12℃/초 이하의 평균 냉각 속도로, 580 내지 750℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 1차 냉각을 행하였다. 단, 강종 A2는 냉간 압연 후 1차 냉각의 평균 냉각 속도가 12℃/초 초과였다. 또한, 강종 A2는 냉간 압연 후 1차 냉각의 정지 온도가 580℃ 미만이고, 강종 K1은 냉간 압연 후 1차 냉각의 정지 온도가 740℃ 초과였다. 냉간 압연 후 1차 냉각에 있어서의 각 강종의 평균 냉각 속도(℃/초), 냉각 정지 온도(℃)를 표 3에 나타낸다.

냉간 압연 후 1차 냉각에 이어서, 4 내지 300℃/초의 평균 냉각 속도로, 350 내지 500℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 2차 냉각을 행하였다. 단, 강종 A5는 냉간 압연 후 2차 냉각의 평균 냉각 속도가 4℃/초 미만이었다. 강종 P4는 냉간 압연 후 2차 냉각의 평균 냉각 속도가 300℃/초 초과였다. 또한, 강종 A2는 냉간 압연 후 2차 냉각의 정지 온도가 500℃ 초과이고, 강종 G1은 냉간 압연 후 2차 냉각의 정지 온도가 350℃ 미만이었다. 냉간 압연 후 2차 냉각에 있어서의 각 강종의 평균 냉각 속도(℃/초)를 표 3에 나타낸다.

냉간 압연 후 2차 냉각에 이어서, 냉간 압연 후 2차 냉각의 정지 온도에서 과시효 열처리(OA)를 행하였다. 이 과시효 열처리(OA)의 온도 범위(냉간 압연 후 2차 냉각의 정지 온도)는 350℃ 이상, 500℃ 이하로 하였다. 또한, 과시효 열처리(OA)의 시간은 t2초 이상 400초 이하로 하였다. 단, 강종 A2는 과시효의 열처리 온도가 500℃ 초과이고, 강종 G1은 350℃ 미만이었다. 또한, 강종 D1은 과시효의 처리 시간이 t2초 미만, 강종 C2, G1은 400초 초과였다. 각 강종의 과시효의 열처리 온도(℃), t2(초), 처리 시간(초)을 표 3에 나타낸다.

과시효 열처리 후, 0.5％의 스킨 패스 압연을 행하여, 재질 평가를 행하였다. 또한, 강종 S1에는 용융 아연 도금 처리를 실시하였다. 강종 T1에는 도금 후, 450 내지 600℃의 온도 영역에서 합금화 처리를 실시하였다.

각 강종의 금속 조직에 있어서의, 페라이트, 베이나이트, 펄라이트, 마르텐사이트, 잔류 오스테나이트의 면적률(조직 분율)(％), 각 강종의 결정립의 체적 평균 직경 dia(㎛), 결정립의 압연 방향의 길이 dL, 판 두께 방향의 길이 dt, 그들의 비(평균값):dL/dt를 표 4에 나타낸다. 각 강종의 강판 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의, {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값, {332} <113>의 결정 방위의 극밀도를 표 5에 나타낸다. 또한, 조직 분율은 스킨 패스 압연 전의 조직 분율로 평가하였다. 또한, 각 강종의 기계적 특성으로서, 인장 강도 TS(㎫), 균일 연신율 u-El(％), 연신률 El(％), 국부 변형능의 지표로서의 구멍 확장율 λ(％)를 표 5에 나타냈다. 각 r값인 rC, rL, r30, r60을 표 5에 나타냈다.

또한, 인장 시험은 JIS Z 2241에 준거하였다. 구멍 확장 시험은 철강 연맹 규격 JFS T1001에 준거하였다. 각 결정 방위의 극밀도는 전술한 EBSP를 사용하여, 압연 방향에 평행한 단면의 판 두께의 3/8 내지 5/의 영역을 0.5㎛ 피치로 측정하였다. 또한, 균일 연신율과 구멍 확장성의 지표로서, TS×EL이 8000(㎫ㆍ％) 이상, 바람직하게는 9000(㎫ㆍ％) 이상, TS×λ가 30000(㎫ㆍ％) 이상, 바람직하게는 40000(㎫ㆍ％) 이상, 가장 바람직하게는 50000(㎫ㆍ％) 이상으로 하였다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, Nb나 Ti 등이 첨가되어 있어도, 이방성이 크지 않아, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 산업상의 이용 가능성이 큰 것이다.

1 : 연속 열간 압연 라인
2 : 조압연기
3 : 마무리 압연기
4 : 열연 강판
5 :런 아웃 테이블
6 : 압연 스탠드
10 : 스탠드 사이 냉각 노즐
11 : 냉각 노즐

Claims

질량％로,
C:0.01 내지 0.4％,
Si:0.001 내지 2.5％,
Mn:0.001 내지 4.0％,
P:0.001 내지 0.15％,
S:0.0005 내지 0.03％,
Al:0.001 내지 2.0％,
N:0.0005 내지 0.01％,
O:0.0005 내지 0.01％
를 함유하고, Si＋Al:1.0％ 미만으로 제한되어, 잔량부 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
강판의 표면으로부터 5/8 내지 3/8의 판 두께 범위인 판 두께 중앙부에 있어서의, {100} <011>, {116} <110>, {114} <110>, {113} <110>, {112} <110>, {335} <110> 및 {223} <110>의 각 결정 방위로 나타나는 {100} <011> 내지 {223} <110> 방위군의 극밀도의 평균값이 5.0 이하, 또한, {332} <113>의 결정 방위의 극밀도가 4.0 이하이고,
금속 조직이, 면적률로, 페라이트 5 내지 80％, 베이나이트 5 내지 80％, 마르텐사이트 1％ 이하를 함유하고, 또한 마르텐사이트, 펄라이트 및 잔류 오스테나이트의 합계가 5％ 이하이고,
압연 방향과 직각 방향의 r값(rC)이 0.70 이상, 또한 압연 방향과 30° 방향의 r값(r30)이 1.10 이하인, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.
제1항에 있어서, 압연 방향의 r값(rL)이 0.70 이상, 또한 압연 방향과 60° 방향의 r값(r60)이 1.10 이하인, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.
제1항에 있어서, 상기 금속 조직에 있어서, 결정립의 체적 평균 직경이 7㎛ 이하이고, 또한 결정립 중, 압연 방향의 길이 dL과 판 두께 방향의 길이 dt의 비:dL/dt의 평균값이 3.0 이하인, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.
제1항에 있어서,
질량％로,
Ti:0.001 내지 0.2％,
Nb:0.001 내지 0.2％,
B:0.0001 내지 0.005％,
Mg:0.0001 내지 0.01％,
Rem:0.0001 내지 0.1％,
Ca:0.0001 내지 0.01％,
Mo:0.001 내지 1.0％,
Cr:0.001 내지 2.0％,
V:0.001 내지 1.0％,
Ni:0.001 내지 2.0％,
Cu:0.001 내지 2.0％,
Zr:0.0001 내지 0.2％,
W:0.001 내지 1.0％,
As:0.0001 내지 0.5％,
Co:0.0001 내지 1.0％,
Sn:0.0001 내지 0.2％,
Pb:0.001 내지 0.1％,
Y:0.001 내지 0.10％,
Hf:0.001 내지 0.10％
의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.
제1항에 있어서, 표면에, 용융 아연 도금이 실시된, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.
제5항에 있어서, 상기 용융 아연 도금 후, 450 내지 600℃에서 합금화 처리된, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판.
질량％로,
C:0.01 내지 0.4％,
Si:0.001 내지 2.5％,
Mn:0.001 내지 4.0％,
P:0.001 내지 0.15％,
S:0.0005 내지 0.03％,
Al:0.001 내지 2.0％,
N:0.0005 내지 0.01％,
O:0.0005 내지 0.01％
를 함유하고, Si＋Al:1.0％ 미만으로 제한되어, 잔량부 철 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을,
1000℃ 이상 1200℃ 이하의 온도 범위에서, 압하율 40％ 이상의 압연을 1회 이상 행하는 제1 열간 압연을 행하고,
상기 제1 열간 압연에서, 오스테나이트 입경을 200㎛ 이하로 하고,
하기 식 1에서 정해지는 온도 T1＋30℃ 이상, T1＋200℃ 이하의 온도 영역에서, 적어도 1회는 1패스에서 압하율 30％ 이상의 압연을 행하는 제2 열간 압연을 행하고,
상기 제2 열간 압연에서의 합계의 압하율을 50％ 이상으로 하고,
상기 제2 열간 압연에 있어서, 압하율이 30％ 이상인 최종 압하를 행한 후, 대기 시간 t초가 하기 식 2를 만족시키도록 냉간 압연 전 1차 냉각을 개시하고,
상기 1차 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도를 50℃/초 이상으로 하고, 또한 상기 1차 냉각을 온도 변화가 40℃ 이상 140℃ 이하의 범위에서 행하고,
압하율 30％ 이상, 70％ 이하의 냉간 압연을 행하고,
700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하여, 1초 이상, 1000초 이하 유지하고,
12℃/초 이하의 평균 냉각 속도로, 580 내지 750℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 1차 냉각을 실시하고,
4 내지 300℃/초의 평균 냉각 속도로, 350 내지 500℃의 온도 영역까지 냉간 압연 후 2차 냉각을 실시하고,
350℃ 이상, 500℃ 이하의 온도 영역에 있어서, 하기 식 4를 만족시키는 t2초 이상 400초 이하 유지하는 과시효 열처리를 행하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
[식 1]

여기서, C, N, Mn, Nb, Ti, B, Cr, Mo 및 V는 각 원소의 함유량(질량％).
[식 2]

여기서, t1은 하기 식 3에서 구해진다.
[식 3]

여기서, 상기 식 3에 있어서, Tf는 압하율이 30％ 이상인 최종 압하 후의 강편의 온도, P1은 30％ 이상인 최종 압하의 압하율이다.
[식 4]

여기서, T2는 과시효 처리 온도이고, t2의 최대값은 400으로 한다.
제7항에 있어서, 상기 냉간 압연 전 1차 냉각을 한 후, 상기 냉간 압연을 행하기 전에, 평균 냉각 속도 10 내지 300℃/초로, 600℃ 이하의 냉각 정지 온도까지 냉간 압연 전 2차 냉각을 행하고, 600℃ 이하에서 권취하여 열연 강판으로 하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
제7항에 있어서, T1＋30℃ 미만의 온도 범위에 있어서의 합계의 압하율이 30％ 이하인, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 대기 시간 t초가, 또한 하기 식 2a를 만족시키는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
[식 2a]
제7항에 있어서, 상기 대기 시간 t초가, 또한 하기 식 2b를 만족시키는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
[식 2b]
제7항에 있어서, 상기 열간 압연 후 1차 냉각을, 압연 스탠드 사이에서 개시하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 냉간 압연 후, 700 내지 900℃의 온도 영역까지 가열하는 데 있어서,
실온 이상, 650℃ 이하의 평균 가열 속도를, 하기 식 5에서 나타나는 HR1(℃/초)로 하고,
650℃를 초과하고, 700 내지 900℃까지의 평균 가열 속도를, 하기 식 6에서 나타나는 HR2(℃/초)로 하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
[식 5]

[식 6]
제7항에 있어서, 또한, 표면에, 용융 아연 도금을 실시하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
제14항에 있어서, 용융 아연 도금을 실시한 후, 또한 450 내지 600℃에서 합금화 처리를 실시하는, 균일 연신율과 구멍 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.