KR20200003264A - 개선된 성질들을 갖는 2상 강 - Google Patents

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에디 레이 케이스
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Abstract

2상 강판을 가공하는 방법. 상기 방법은, 강판을 제 1 온도(T1)로 가열하는 단계, 상기 강판을 제2 온도(T2)로 냉각시키는 단계, 상기 강판을 제3 온도(T3)로 전이시키는 단계, 및 상기 강판을 실온으로 냉각시키는 단계를 포함한다. T1은 적어도, 상기 강판이 오스테나이트 및 페라이트로 변태되는 온도 이상이다. T2는 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만이다. T2로의 냉각 속도는 적어도 일부 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시키기에 충분히 빠르다.

Description

개선된 성질들을 갖는 2상 강{DUAL PHASE STEEL WITH IMPROVED PROPERTIES}
고강도 및 우수한 성형성(formability)을 갖는 강을 생산하는 것이 바람직하다. 본원 발명은 강 조성물, 및 생성된 강이 고강도 및/또는 냉간 성형성을 나타내도록 열 가공 기술(thermal processing technique)들을 사용하여 강을 제조하기 위한 가공 방법들에 관한 것이다.
본원 발명의 강은, 페라이트로 일반적으로 이루어지는 생성된 미세구조 및 (다른 성분들 중에서도) 마르텐사이트와 베이나이트를 일반적으로 포함하는 제2 상(phase)을 함께 생성하는 조성물 및 변형된 열 공정(modified thermal process)을 사용하여 제조된다. 이러한 미세구조를 달성하기 위해, 상기 조성물은 특정 합금 첨가물을 포함하고, 상기 열 공정은 핫-딥 갈바나이징/갈바닐링(HDG: hot-dip galvanizing/galvannealing) 또는 특정 공정 변형을 포함하는 다른 열 공정을 포함한다.
본원 명세서에 포함되며 본원 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 양태들을 설명하며, 상기에 제시된 일반적인 설명 및 이하에 제시된 양태들에 대한 상세한 설명과 함께, 본원 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 갈바나이징/갈바닐링 전에 수행되는 켄칭 단계를 갖는 HDG 온도 프로파일의 개략도를 도시한다.
도 2는 도 1의 HDG 온도 프로파일을 도시하며, HDG 온도 프로파일의 평균 냉각 속도는 가상으로 도시된다.
도 3은 갈바나이징/갈바닐링 후에 수행되는 켄칭 단계를 갖는 대안적인 HDG 온도 프로파일의 개략도를 도시한다.
도 1은 전형적인 핫-딥 갈바나이징 열 프로파일과 변형된 핫-딥 갈바나이징 열 프로파일의 조합의 개략도이다. 상기 변형된 열 사이클(thermal cycle)은 2상 강판(dual phase steel plate)에서 고강도와 우수한 성형성을 달성하기 위해 사용된다(아래에서 자세히 기술됨). 도 1에 도시된 상기 2개의 열 사이클이 사용된 강판에서, 상기 강판은 일반적으로, 상기 열 사이클 후에 2개의 상들 - 페라이트로 주로 이루어진 제1 상 및 제 2 상 - 을 포함한다. 본원에서 사용된 용어 "제2 상"은, 일반적으로 주로 마르텐사이트를 포함하고 일부가 베이나이트인 상을 나타내기 위해 일반적으로 사용되는 것으로 이해되어야 한다. 그러나, 이러한 제2 상은 또한 임의의 하나 이상의 시멘타이트 및/또는 잔류 오스테나이트를 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 도 1은 핫-딥 갈바나이징(hot-dip galvanizing)과 관련하여 도시되고, 다른 양태들에서 갈바닐링 또는 기타 핫-딥 코팅 공정(hot-dip coating process)이 사용될 수 있음이 이해되어야 한다. 또 다른 양태들에서, 핫-딥 코팅 공정은 완전히 생략되고 강판은 도시된 바와 같은 열 프로파일로만 처리된다.
도 1의 실선은 전형적인 핫-딥 갈바나이징 또는 갈바닐링 열 프로파일(10)의 개략도이다. 알 수 있는 바와 같이, 전형적인 열 프로파일(10)은 강판을 피크 금속 온도(12)로 가열하고, 임의로 제1의 소정의 기간 동안 피크 금속 온도(12)에서 상기 강판을 유지하는 단계를 포함한다. 본 예에서, 피크 금속 온도(12)는 적어도 오스테나이트 변태 온도(A1) 초과이다(예를 들면, 2상 오스테나이트 + 페라이트 영역). 따라서, 피크 금속 온도(12)에서 강의 적어도 일부(체적)는 오스테나이트와 페라이트의 조합으로 변태될 것이다. 도 1은 단지 A1보다 높은 피크 금속 온도를 도시하지만, 일부 양태들에서 피크 금속 온도는 또한 페라이트가 오스테나이트로 완전히 변태되는 온도(A3)(예를 들면, 단일 상, 오스테나이트 영역) 초과의 온도를 포함할 수 있음이 이해되어야 한다.
상술한 바와 같이, 전형적인 열 프로파일(10)에서, 상기 강판은 제1의 소정의 시간 양 동안 피크 금속 온도(12)에서 유지된다. 강판이 피크 금속 온도(12)에서 유지되는 특정 시간 양이, 강판의 특정 화학적 조성, 또는 상기 열 사이클의 종료시 강판에서의 제2 상의 원하는 체적량과 같은 다수 인자들에 의해 변할 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 일부 경우에는 피크 금속 온도(12)에서 유지되는 시간이 제로 또는 거의 제로로 감소될 수 있다. 유지 시간이 감소되는 상황에서, 피크 금속 온도는 이러한 감소를 보완하기 위해 증가될 수 있다.
제1의 소정의 기간이 경과하면, 전형적인 열 프로파일(10)은 강판을 중간 온도(14)로 급속 냉각시키는 것을 포함한다. 이어서, 상기 강판은 제2의 소정 기간 동안 중간 온도(14)에서 유지시킨다. 일반적으로, 상기 강판은, 상기 강판이 아연 배쓰의 온도에 가까운 온도에 도달하도록 허용 하기에 충분한 기간 동안 중간 온도(14)에서 유지시킨다.
여전히 전형적인 열 프로파일(10)을 참조하면, 그 후에, 강판을 액체 아연 갈바나이징 튜브 또는 갈바닐링 장치에 삽입한다. 이 스테이지 동안에, 상기 강판의 온도를 중간 온도(14)보다 낮은 배쓰 온도(16)로 약간 감소시킨다. 상기 배쓰 온도(16)는 일반적으로, 강판의 액상 아연 내로의 도입시의 드로스(dross) 형성을 피하기 위해 중간 온도(14) 미만이다.
강판은 갈바나이징의 지속 동안에 배쓰 온도(16)에서 유지한다. 갈바닐링이 사용되는 경우, 상기 강판은 일정 기간에 상기 배쓰로부터 제거한 다음, 어닐링 온도로 상승시킨다. 배쓰 온도(16)의 특정 온도는 적어도, 아연의 융점(예를 들면, 419℃, 787℉)을 초과한다. 그러나, 일부 예들에서, 배쓰 온도(16)는 갈바나이징 배쓰 또는 갈바닐링 장치들의 특정 구성에 따라 훨씬 더 높을 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 배쓰 온도(16)가 아연의 융점에 비해 더 높은 환경에서, 중간 온도(14)가 도시된 바와 같이 유지되거나, 상응하게 상승되거나 또는 심지어 낮아질 수 있음이 이해되어야 한다.
갈바나이징 또는 갈바닐링 공정의 종료시, 강판은 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만으로 냉각시키고, 이로써 적어도 일부 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태된다. 물론, 상기 기술된 바와 같이, 베이나이트, 펄라이트 또는 잔류 오스테나이트와 같은 기타 성분들을 형성할 수 있다. 이들 성분은, 마르텐사이트의 형성과 함께. 본원에서 제2 상으로 집합적으로 기술된 것을 형성한다. 상기 기술된 바와 같이, 제2 상이 마르텐사이트, 베이나이트, 펄라이트 및/또는 잔류 오스테나이트 중 하나 이상을 함유할 수 있지만, 상기 제2 상은 일반적으로, 주로 마르텐사이트의 형성을 특징으로 한다.
일부 경우에, 상기 기술된 전형적인 열 프로파일(10)에 대한 변형이 바람직하다. 예를 들면, 전형적인 열 프로파일(10)에서의 갈바나이징 또는 갈바닐링 단계 때문에, 피크 금속 온도(12)로부터 마르텐사이트 시작 온도(Ms)까지의 평균 냉각 속도는, 비-마르텐사이트 변태 생성물들(예를 들면, 베이나이트, 시멘타이트, 펄라이트 및/또는 등)을 형성하는 대신에, 바람직한 체적 양의 마르텐사이트를 형성하기에 불충분할 수 있다. 이는 갈바나이징 또는 갈바닐링 후에 강판이 얼마나 신속하게 냉각되는지에 무관한 경우일 수 있다. 이러한 비교적 느린 평균 냉각 속도를 설명하기 위해, 이러한 공정에서 사용되는 전형적인 2상 강은 종종 경화성(hardenability)을 증가시키고 이로써 비-마르텐사이트계 변태 생성물의 형성을 피하기 위해 높은 합금 함량을 포함한다. 그러나, 비교적 높은 합금 첨가는 증가된 비용 및 감소된 기계적 성질들로 인해 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 높은 양의 합금 첨가물 없이 2상 강에서 바람직한 양의 마르텐사이트를 유지하기 위해 상기 기술된 전형적인 열 프로파일(10)을 변형하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만으로부터 중간 온도(14)로 재가열하는 것과 같은, 하기 기술되는 추가의 변형은 추가적으로, 홀 확장 비(HER: hole expansion ratio) 또는 항복 강도(합금 첨가물의 특정량에 무관)와 같은 기계적 성질들을 개선시키기 위해 바람직할 수 있다.
변형된 열 프로파일의 본 양태들에서, 특히 비교적 짧은 템퍼링 시간(tempering time)(예를 들면, 강판이 아연 배쓰에 노출되는 지속 기간)을 고려할 때, 기계적 성질들에 대한 개선이 예상보다 더 현저하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기술된 전형적인 열 프로파일(10)은 상기 기술된 갈바나이징 또는 갈바닐링 단계 전에 켄칭 단계(18)를 포함하도록 변형될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 대안적인 절차는 일반적으로, 중간 온도(14)와 관련된 절차의 부분을 제외하고는 상기 기술된 절차와 동일하다. 특히, 강판을 피크 금속 온도(12)로부터 중간 온도(14)로 켄칭시키는 대신에, 상기 강판을 피크 금속 온도(12)로부터 켄칭 온도(20)로 켄칭시킨다. 피크 금속 온도(12)로부터 켄칭 온도(20)로의 냉각 속도는 일반적으로 피크 금속 온도(12)에서 형성된 오스테나이트의 적어도 일부를 마르텐사이트로 변태시키기에 충분하게 높다는 것이 이해되어야 한다. 달리 말하면, 냉각 속도는 오스테나이트를, 비교적 낮은 냉각 속도에서 형성되는 페라이트, 펄라이트 또는 베이나이트와 같은 기타 비-마르텐사이트계 변태 생성물 대신 마르텐사이트로 변태시키기에 충분하게 빠르다.
본 발명의 예에서, 켄칭 온도는 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만이다. 켄칭 온도(20)와 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 간의 차이는 사용되는 강판의 개별 조성에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 다수의 예에서, 켄칭 온도(20)와 Ms 간의 차이는 주로 마르텐사이트계 제2 상을 형성하기에 충분하게 크다.
켄칭 온도(20)에 도달하면, 강판의 온도는 소정의 켄칭 시간 동안 켄칭 온도에서 유지된다. 마르텐사이트의 형성이 거의 순간적이기 때문에, 강판이 켄칭 온도에 있는 특정 시간의 양은 일반적으로 중요하지 않다.
켄칭 온도(20)로 켄칭시킨 후에, 강판을 중간 온도(14)로 또는 배쓰 온도(16) 또는 이에 근접한 또 다른 온도로 재가열한다. 본 발명의 예에서, 재가열은 비교적 신속하며 유도 가열, 토치 가열 및/또는 당업계에 공지된 다른 방법들과 같은 다양한 방법들을 사용하여 수행될 수 있다. 일단 재가열되면, 강판을 아연 배쓰에 삽입한다. 상기 아연 배쓰에서, 강판은 상기 기재된 바와 같이, 배쓰 온도(16)에 도달할 것이며, 여기서, 상기 강판은 갈바나이징의 남은 기간 동안 잔류할 것이다. 강판이 아연 배쓰에 있는 동안의 특정 시간의 양은 갈바나이징/갈바닐링 공정에 의해 주로 결정된다. 그러나, 이 시간 동안에 마르텐사이트가 템퍼링되어 강판의 기계적 성질들을 향상시키는 것으로 이해해야 한다. 갈바닐링 공정이 사용되는 경우, 강판은 상기 배쓰로부터 제거된 후에 어닐링 온도로 가열시킬 수 있다.
갈바나이징 또는 갈바닐링과 같은 코팅 단계와 관련하여 재가열 단계가 본원에서 설명되지만, 이러한 제한이 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 일부 예들에서, 재가열 단계만이 수행될 수 있으며, 이후 상기 공정은 이하에 기술된 바와 같이 진행될 수 있다. 이러한 예들에서, 강판은 실제로 갈바나이징 또는 갈바닐닝 처리되지 않아도 중간 온도(14) 또는 배쓰 온도(16)에서 유지된다. 또한, 일부 예들에서, 아연의 적용 없이 강판을 아연의 융점까지 가열할 필요가 없기 때문에, 강판을 배쓰 온도(16)에 비해 더 낮은 저온(예를 들면, 400℃)에서 유지할 수 있다. 강판은 본원 교시의 관점에서 당해 기술분야의 숙련가에게 명백한 임의의 적절한 시간 동안 이 온도에서 유지될 수 있다.
갈바나이징, 갈바닐링, 또는 기타 유사한 열 공정이 완료되면, 강판은 상기 기술된 바와 유사하게 실온으로 냉각시킨다. 따라서, 본 예에서, 강판을 먼저 피크 금속 온도(12)로 가열하여 오스테나이트 및 임의로 페라이트를 형성한다. 그 다음, 강판을 피크 금속 온도(12)로부터 켄칭 온도(20)로 냉각시켜 마르텐사이트 또는 제2 상의 기타 성분들을 형성한다. 켄칭 후에, 강판을 갈바나이징 및 임의의 갈바닐링을 위해 대략 아연 배쓰 온도로 재가열한다. 마지막으로, 강판을 주위 온도로 냉각시킨다.
도 2는 켄칭 단계(18)를 포함하도록 변형된 전형적인 열 프로파일(10)의 평균 냉각 속도(32)에 대한 전형적인 열 프로파일(10)의 평균 냉각 속도(30)의 비교를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 켄칭 단계(18)는 실질적으로 전형적인 열 프로파일(10)의 평균 냉각 속도를 감소시킨다. 본원에 기술된 방법이 연속 갈바나이징/갈바닐링 라인에 사용되는 예들에서, 평균 냉각 속도는 갈바나이징/갈바닐링 라인의 공급 속도에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 예를 들면, 1분당 약 30미터의 공급 속도가 사용되는 경우, 전형적인 열 프로파일(10)을 사용하는 평균 냉각 속도는 1초당 약 17℃인 반면, 본원에 기술된 변형을 사용하는 평균 냉각 속도는 1초당 약 48℃이다. 1분당 약 약 91미터의 공급 속도가 사용되는 예들에서, 전형적인 열 프로파일(10)을 사용하는 평균 냉각 속도는 1초당 약 6℃인 반면, 본원에 기술된 변형을 사용하는 평균 냉각 속도는 1초당 약 16℃이다. 1분당 약 120미터의 공급 속도가 사용되는 또 다른 예들에서, 전형적인 열 프로파일(10)을 사용하는 평균 냉각 속도는 1초당 약 4℃인 반면, 본원에 기술된 변형을 사용하는 평균 냉각 속도는 1초당 약 12℃이다.
달성된 특정 냉각 속도와 무관하게, 강판의 향상된 기계적 성질들은 상기 기술된 바와 같이 강판을 재가열함으로써 달성될 수 있음이 이해되어야 한다. 이러한 개선은, 강판이 종래의 2상 합금 조성물을 포함하던지 또는 본원에 기술된 비교적 낮은 양의 합금 원소들을 갖는 조성물을 포함하던지에 상관없이 달성될 수 있다.
감소된 냉각 속도가 달성되는 예들에서, 평균 냉각 속도의 감소 때문에, 켄칭 단계(18)가 전형적인 열 프로파일(10)에 추가될 경우 마르텐사이트가 보다 쉽게 형성된다는 것이 이해되어야 한다. 상기 조건들이 마르텐사이트를 형성하는 경향을 증가시키기 때문에, 강판에서 보다 적은 양의 합금 원소들이 요구된다. 따라서, 켄칭 단계(18)가 상기 기술된 전형적인 열 프로파일(10)에 적용되는 경우, 2상 강은 실질적으로 적은 양의 합금 원소들로 갈바나이징되거나 갈바닐링될 수 있다. 합금 원소들의 양이 적음에도 불구하고, 강판은 통상적인 열 프로파일(10)만을 사용하여 처리된 종래의 2상 강과 유사한 열처리 후 마르텐사이트 함량을 가질 수 있다.
몇몇 예들에서, 켄칭 단계(18)가 갈바나이징/갈바닐링 이전 대신에 갈바나이징/갈바닐링 후에 수행되도록 전형적인 열 프로파일(10)을 변형하는 것이 바람직할 수 있음이 이해되어야 한다. 하나의 이러한 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서, 켄칭 단계(18)는 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만에서 강판의 급속 냉각과 관련하여 상기 기술된 바와 유사하게 수행될 수 있다. 켄칭 단계(18)가 도 3에 도시된 바와 같이 갈바나이징 또는 갈바닐링 후에 수행되는 경우, 피크 금속 온도(12)로부터 중간 온도(14) 또는 배쓰 온도(16)까지의 평균 냉각 속도는 도 2에 도시된 전형적인 열 프로파일(10)에 대한 평균 냉각 속도(30)와 유사하다. 이것은 상대적으로 낮은 냉각 속도이기 때문에, 전형적인 열 프로파일(10)에서 직면하게 되는 것과 유사하게 마르텐사이트 형성이 감소될 것이라고 이해되어야 한다. 마르텐사이트 형성이 적으면 바람직한 수준의 마르텐사이트를 달성하기 위해 더 높은 양의 합금 원소들이 요구될 수 있다. 따라서, 갈바나이징 또는 갈바닐링 후에 켄칭 단계(18)를 적용하는 것은 합금 함량 감소와 관련된 비용 절감을 달성하지 못할 것이다. 그러나, 갈바나이징 또는 갈바닐링 후에 켄칭 단계(18)를 적용하는 것은 그럼에도 불구하고 홀 확장 비(HER) 및 항복 강도와 같은 개선된 기계적 성질들을 여전히 촉진시킬 것이다. 일부 예들에서, 강판의 기계적 성질들에 대한 이들 개선은 갈바나이징 또는 갈바닐링 전에 켄칭 단계(18)를 적용하여 달성된 개선점과 비교될 수 있다.
켄칭 단계(18)가 갈바나이징 또는 갈바닐링 후에 적용되는 공정의 일부 변형에서, 강판이 켄칭 단계(18) 후에 소정 기간 동안 마르텐사이트 시작 온도(Ms)보다 높거나 낮은 소정의 온도로 가열되는 템퍼링 단계(40)가 또한 수행될 수 있다. 이러한 템퍼링 단계가 사용되는 경우, 평균 냉각 속도는 또한 도 2에 도시된 전형적인 열 프로파일(10)에 대한 평균 냉각 속도(30)와 유사하다. 따라서, 주로 마르텐사이트계 제2 상을 형성하기 위해서는 여전히 높은 합금 함량이 요구될 것이다. 그러나, 이러한 템퍼링 단계는 홀 확장 비(HER) 및 항복 강도와 같은 기계적 성질들을 추가로 개선시킨다.
강판은 통상적인 2상 강에 전형적으로 존재하는 다양한 합금 원소들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 양태들에서, 탄소는 증가된 강도를 제공한다. 예를 들면, 탄소 농도의 증가는 일반적으로 Ms 온도를 낮추고, 다른 비-마르텐사이트계 성분들(예를 들면, 베이나이트, 페라이트, 펄라이트)에 대한 변태 온도를 낮추고, 비-마르텐사이트계 생성물이 형성되는 데 필요한 시간을 증가시킨다. 또한, 증가된 탄소 농도는 재료의 경화성을 개선시키고 따라서 냉각 속도가 국부적으로 저하될 수 있는 재료의 코어 부근의 비-마르텐사이트계 성분의 형성을 유지할 수 있다. 그러나, 상당한 탄소 농도가 용접성에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 탄소 첨가가 제한될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 고농도의 탄소는 성형성에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 탄소 함량은 일반적으로 약 0.067 내지 0.14중량%로 유지된다.
일부 양태들에서, 망간은 다른 비-마르텐사이트계 성분의 변태 온도를 낮추고 마르텐사이트의 양을 증가시킴으로써 증가된 강도를 제공한다. 망간은 경화성을 증가시킴으로써 마르텐사이트를 형성하기 위한 강판의 성향을 더욱 개선시킬 수 있다. 망간은 또한 고용체 강화를 통해 강도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 고농도의 망간의 존재는 성형성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 망간 함량은 일반적으로 약 1.65 내지 2.9중량%의 농도로 존재한다.
일부 양태들에서, 환원(deoxidization)을 제공하기 위해 알루미늄을 첨가한다. 그러나, 특정 수준 이상으로 알루미늄을 첨가하면 성형성이 저하될 수 있다. 따라서, 알루미늄은 일반적으로 약 0.015 내지 0.07중량%의 농도로 존재한다.
일부 양태들에서, 주로 페라이트 및 마르텐사이트로 구성된 2상 구조를 촉진시키기 위해 규소가 첨가될 수 있다. 그러나, 규소가 특정 농도 이상으로 증가하는 경우, 아연은 강판에 효과적으로 부착되지 않을 것이다. 따라서, 규소는 일반적으로 약 0.1 내지 0.25중량%의 농도로 존재한다.
일부 양태들에서, 페라이트 결정립들을 정련하기 위해 니오븀이 첨가된다. 이러한 결정립 정련은 성형성을 향상시키고 용접 품질을 향상시키기 위해 바람직하다. 그러나, 니오븀 농도가 특정량을 초과하면, 강판의 성형성이 저하될 것이다. 따라서, 니오븀은 일반적으로 약 0 내지 0.045중량%의 농도로 존재한다. 대안적으로, 일부 예들에서, 니오븀은 약 0.015 내지 0.045중량%의 농도로 존재한다.
일부 양태들에서, 경화성을 증가시키고/시키거나 페라이트 결정립을 정련하기 위해 바나듐이 첨가된다. 첨가되는 경우, 바나듐은 일반적으로 0.05중량% 이하의 농도로 포함된다.
일부 예들에서, 성형성 및 용접 품질을 향상시키기 위해 크롬이 첨가된다. 그러나, 특정 농도를 초과하는 크롬 첨가는 낮은 품질의 표면 성질들을 초래할 것이다. 따라서, 크롬은 약 0 내지 0.67중량%, 또는 0.2 내지 0.67중량%의 농도로 포함될 수 있다.
다른 양태들에서, 경화성을 증가시키기 위해 몰리브덴이 사용될 수 있다. 몰리브덴이 사용되는 경우, 몰리브덴은 약 0.08 내지 0.45중량%의 농도로 포함될 수 있다. 다른 양태들에서, 몰리브덴의 하한 농도는 더 감소되거나 또는 완전히 제거될 수 있다.
일부 양태들에서, 강도를 증가시기 위해 티탄 및 붕소가 첨가된다. 일부 양태들에서, 티탄 및 붕소는 다른 것과 함께, 다른 것 대신에 개별적으로 사용될 수 있거나, 어떠한 원소도 사용될 수 없음이 이해되어야 한다. 티탄이 사용되는 경우, 티탄은 약 0.01 내지 0.03중량%의 농도로 존재한다. 붕소가 사용되는 경우, 붕소는 약 0.0007 내지 0.0013중량%의 농도로 존재한다.
티탄 및 붕소가 함께 첨가되는 양태들에서, 티탄은 일반적으로, 붕소가 질화물을 형성하는 것을 실질적으로 방지하기 위해 적절한 농도로 존재한다. 따라서, 질소가 붕소와 결합하기 전에 티탄이 질소와 결합하도록 포함될 수 있다. 일부 경우에서, 티탄은 질소의 중량%의 약 3.43배 농도로 포함된다. 이 농도로 포함되는 경우, 티탄은 일반적으로 질소와 결합하여 붕소가 질화물을 형성하는 것을 방지한다.
다른 양태들에서, 선택되는 원소들의 농도 및 특정 원소들에서의 변화가 이루어질 수 있다. 물론, 이러한 변형이 이루어지면, 이러한 변형은 주어진 합금 첨가물 각각에 대해 상기 기술된 성질들에 따라 강판 미세구조 및/또는 기계적 성질들에 바람직하거나 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있음이 이해되어야 한다.
실시예 1
강판의 양태들은 아래의 표 1에 기재된 조성물로 제조되었다.
Figure pat00001
실시예 2
상기 표 1에 기재된 조성물로 제조된 강판의 양태들을 기계적 시험에 적용 하였다. 표 1에 기재된 선택된 수의 조성물에 대한 기계적 성질들은 하기 표 2에 기재된다.
Figure pat00002
실시예 3
강판의 양태들은 하기 표 3에 기재된 조성물로 제조되었다. 표 3에 나타낸 특정 조성물은 표 1에 기재된 조성 범위에 근거한다.
Figure pat00003
실시예 4
상기 표 3에 기재된 조성물로 제조된 강판의 양태들을 기계적 시험에 적용 하였다. 표 3에 기재된 각각의 조성물에 대한 기계적 성질들을 하기 표 4 내지 표 15에 나타낸다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
본 발명의 범주 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양하게 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위로부터 결정되어야 한다.

Claims (18)

  1. 2상 강판(dual phase steel sheet)을 가공하는 방법으로서, 상기 방법은,
    (a) 상기 강판을 제1 온도(T1)로 가열하는 단계로서, 제1 온도(T1)는 적어도, 상기 강판이 오스테나이트 및 페라이트로 변태되어 상기 강판에서 적어도 일부 오스테나이트가 형성되는 온도를 초과하는 온도인, 단계;
    (b) 상기 강판을 일정 냉각 속도로 냉각시켜 켄칭 온도(T2)로 냉각시키는 단계로서, 켄칭 온도(T2)는 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만이고, 상기 냉각 속도는 상기 오스테나이트 적어도 일부를 마르텐사이트로 변형시키기에 충분하게 빠른, 단계;
    (c) 상기 강판을 제3 온도(T3)로 전이시키는 단계로서, 상기 강판을 켄칭 온도(T2)로부터 제3 온도(T3)로 재가열하는 단계를 포함하는, 단계;
    (d) 상기 강판을 단일 템퍼링 공정에 의해 템퍼링하는 단계로서, 상기 단일 템퍼링 공정이 상기 강판을 제3 온도(T3)로 전이시킨 후에 핫 딥 갈바나이징(hot dip galvanizing)에 제공하는 것으로 이루어지는, 단계; 및
    (e) 상기 강판을 실온으로 냉각시키는 단계로서, 단일 템퍼링 공정 직후에 상기 강판이 냉각되는, 단계
    를 포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핫 딥 갈바나이징이 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 초과의 온도에서 수행되는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 강판을 켄칭 온도(T2)로 냉각시키는 단계가 모든 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시키기에 충분하게 빠른, 2상 강판을 가공하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.080 내지 0.1%;
    망간 1.7 내지 1.9%;
    규소 0.15 내지 0.25%;
    몰리브덴 0.02% 이하;
    니오븀 0.015 내지 0.025%;
    크롬 0.2 내지 0.3%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량(balance)을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.067 내지 0.080%;
    망간 1.65 내지 1.82%;
    규소 0.15 내지 0.25%;
    몰리브덴 0.16 내지 0.20%;
    니오븀 0.001% 이하; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.10 내지 0.12%;
    망간 2.1 내지 2.3%;
    규소 0.15 내지 0.25%;
    니오븀 0.003% 이하;
    크롬 0.2 내지 0.3%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 강판이 몰리브덴 0.25 내지 0.35%를 추가로 포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.10 내지 0.12%;
    망간 1.75 내지 1.9%;
    규소 0.15 내지 0.25%;
    니오븀 0.035 내지 0.045%;
    크롬 0.2 내지 0.3%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 강판이 몰리브덴 0.15 내지 0.2%를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.11 내지 0.13%;
    망간 2.4 내지 2.7%;
    규소 0.15 내지 0.25%;
    몰리브덴 0.35 내지 0.45%;
    니오븀 0.004% 이하;
    크롬 0.3 내지 0.4%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.08 내지 0.10%;
    망간 2.0 내지 2.2%;
    규소 0.40 내지 0.50%;
    니오븀 0.04 내지 0.060%;
    크롬 0.2 내지 0.3%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 강판이 몰리브덴 0.30 내지 0.40%를 추가로 포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.09 내지 0.10%;
    망간 2.25 내지 2.42%;
    규소 0.10 내지 0.20%;
    니오븀 0.035 내지 0.045%;
    크롬 0.57 내지 0.67%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 강판이 몰리브덴 0.08 내지 0.12%를 추가로 포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.12 내지 0.14%;
    망간 2.7 내지 2.9%;
    규소 0.15 내지 0.25%;
    니오븀 0.004% 이하;
    크롬 0.3 내지 0.4%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 강판이 몰리브덴 0.35 내지 0.45%를 추가로 포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 강판이 중량% 기준으로 하기 원소들:
    탄소 0.11 내지 0.13%;
    망간 2.45 내지 2.60%;
    규소 0.420 내지 0.580%;
    몰리브덴 0.05% 이하;
    니오븀 0.035 내지 0.045%; 및
    철과 기타 부수적 불순물인 잔량을
    포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 강판이 크롬 0.57 내지 0.63%를 추가로 포함하는, 2상 강판을 가공하는 방법.
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