KR20220088903A - 강판 및 도금 강판 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관한 강판은, 소정의 화학 조성을 갖고, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직이, 면적 분율로, 페라이트를 90％ 이상, 잔류 오스테나이트를 3％ 미만 함유하고, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경이 10.0㎛ 이하이고, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 0.3 이상이고, Mn 농도의 표준 편차가 0.60질량％ 이하이고, 인장 강도가 980㎫ 이상이다.
Description
본 발명은, 강판 및 도금 강판에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 자동차용, 가전용, 기계 구조용, 건축용 등의 용도로 사용되는 소재로서 적합한, 고강도이고 또한 연신율과 굽힘 가공성이 우수한 강판 및 도금 강판에 관한 것이다.
본원은, 2019년 12월 19일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2019-229403호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
근년, 지구 환경 보호의 관점에서, 많은 분야에 있어서 탄산 가스 배출량 삭감에 힘쓰고 있다. 자동차 메이커에 있어서도 저연비화를 목적으로 한 차체 경량화의 기술 개발이 활발히 행해지고 있다. 그러나, 탑승자 안전 확보를 위해 내충돌 특성의 향상에도 중점을 두기 때문에, 차체 경량화는 용이하지 않다. 그래서, 차체 경량화와 내충돌 특성을 양립시키기 위해, 고강도 강판을 사용하여 부재를 박육화하는 것이 검토되고 있다. 이 때문에, 높은 강도와 우수한 성형성을 겸비하는 강판이 강하게 요망된다. 구체적으로는, 자동차의 내판 부재, 구조 부재, 서스펜션 부재 등에 사용되는 강판에서는, 굽힘 가공이 다용되기 때문에, 고강도이고 또한 연신율과 굽힘 가공성이 요구되는 경우가 많다.
우수한 연신율을 얻을 수 있는 강판으로서, 연질의 페라이트상과 경질의 마르텐사이트상의 복합 조직으로 구성되는 Dual Phase 강판(이하 DP강)이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1). DP 강판은 연신율이 우수한 한편, 현저하게 경도가 다른 페라이트상과 마르텐사이트상의 계면으로부터 보이드가 발생하여 균열이 발생하는 경우가 있으므로, 굽힘 가공성이 떨어지는 경우가 있었다.
특허문헌 2에는, 슬래브가 응고되고 나서부터 1300℃까지의 온도역의 냉각 속도를 10 내지 300℃/분으로 하고, 마무리 압연 후에는 500℃ 이상 700℃ 이하에서 권취함으로써 얻어지는, 강 조직이 페라이트 단상으로 이루어지고, 인장 강도가 1180㎫ 이상인 고강도 열연 강판이 제안되어 있고, 특허문헌 2에는 해당 고강도 열연 강판에 의해 굽힘 가공성이 개선된다고 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에 기재된 열연 강판은, 슬래브를 페라이트상이 생성되기 시작하는 900℃ 미만으로 냉각하지 않고 재가열하여, 열간 압연에 제공되어 있기 때문에, 응고 시에 형성된 편석이 충분히 경감되어 있지 않아, 굽힘 가공성이 안정되지 않는 경우가 있다는 과제가 있었다.
특허문헌 3에는, 연속 주조 후 5시간 이내에 열간 압연을 완료시킴으로써 용해도를 초과하는 Ti를 γ 중에 고용시켜, 550℃ 이상 700℃ 이하의 권취 중에 페라이트 변태와 함께 미세한 TiC를 석출시킴으로써, 페라이트 면적 분율이 80％ 이상이고 980㎫ 이상의 인장 강도를 갖는 강판을 제조하는 방법 및 해당 강판이 제안되어 있다. 그러나, 특허문헌 3에 있어서도 조대한 TiC의 석출을 억제하기 위해, 연속 주조부터 열간 마무리 압연 완료까지를 오스테나이트 영역에서 행하기 때문에, Mn 편석에 의한 굽힘 가공성의 저하가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명은, 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 고강도이고, 또한 연신율 및 굽힘 가공성이 우수한 강판 및 도금 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 강판의 화학 조성 및 제조 조건의 최적화에 의해, 강판의 금속 조직과 Mn 편석을 제어함으로써, 고강도이고, 또한 연신율 및 굽힘 가공성이 우수한 강판 및 도금 강판을 제조할 수 있는 것을 지견했다.
본 발명은, 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.
[1] 본 발명의 일 양태에 관한 강판은, 화학 조성이, 질량％로,
C: 0.05 내지 0.20％,
Si: 0.005 내지 2.00％,
Mn: 0.50 내지 4.00％,
P: 0.100％ 이하,
S: 0.0100％ 이하,
sol.Al: 0.001 내지 1.00％,
Ti: 0.15 내지 0.40％,
N: 0.0010 내지 0.0100％,
Nb: 0 내지 0.100％,
V: 0 내지 1.00％,
Mo: 0 내지 1.00％,
Cu: 0 내지 1.00％,
Ni: 0 내지 1.00％,
Cr: 0 내지 2.00％,
B: 0 내지 0.0020％,
Ca: 0 내지 0.0100％,
Mg: 0 내지 0.0100％,
REM: 0 내지 0.0100％,
Bi: 0 내지 0.0200％
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직이, 면적 분율로, 페라이트를 90％ 이상, 잔류 오스테나이트를 3％ 미만 함유하고, 상기 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경이 10.0㎛ 이하이고, 상기 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 0.3 이상이고, Mn 농도의 표준 편차가 0.60질량％ 이하이고,
인장 강도가 980㎫ 이상이다.
[2] [1]에 기재된 강판에서는, 상기 화학 조성이, 질량％로,
Nb: 0.001 내지 0.100％,
V: 0.005 내지 1.00％,
Mo: 0.001 내지 1.00％,
Cu: 0.02 내지 1.00％,
Ni: 0.02 내지 1.00％,
Cr: 0.02 내지 2.00％,
B: 0.0001 내지 0.0020％,
Ca: 0.0002 내지 0.0100％,
Mg: 0.0002 내지 0.0100％,
REM: 0.0002 내지 0.0100％, 및
Bi: 0.0001 내지 0.0200％
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다.
[3] 본 발명의 다른 일 양태에 관한 도금 강판은, [1] 또는 [2]에 기재된 강판의 표면에 도금층이 형성되어 있다.
[4] [3]에 기재된 도금 강판에서는, 상기 도금층이 용융 아연 도금층이어도 된다.
[5] [4]에 기재된 도금 강판에서는, 상기 용융 아연 도금층이 합금화 용융 아연 도금층이어도 된다.
본 발명에 관한 상기 일 양태에 의하면, 고강도이고, 또한 연신율 및 굽힘 가공성이 우수한 강판 및 도금 강판을 제공할 수 있다. 본 발명에 관한 강판 또는 도금 강판을 자동차의 내판 부재, 구조 부재, 서스펜션 부재 등의 부품의 소재로서 사용하면, 부품 형상으로 가공하는 것이 용이하여, 산업상의 공헌이 극히 현저하다.
본 실시 형태에 관한 강판 및 도금 강판에 대하여 이하에 상세하게 설명한다. 먼저, 본 실시 형태에 관한 강판의 화학 조성에 대하여 설명한다. 단, 본 발명은 본 실시 형태에 개시된 구성에만 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
이하에 기재하는 수치 한정 범위에는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함된다. 「미만」 또는 「초과」라고 나타내는 수치에는, 그 값이 수치 범위에 포함되지 않는다. 이하의 설명에 있어서, 강의 화학 조성에 관한 ％는 모두 질량％이다.
<강의 화학 조성>
(C: 0.05 내지 0.20％)
C는, Ti 등과 결합하여 탄화물을 생성시킴으로써 강의 인장 강도를 높인다. C 함유량이 0.05％ 미만이면 980㎫ 이상의 인장 강도가 얻기 어려워진다. 따라서, C 함유량은 0.05％ 이상으로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.07％ 이상, 0.08％ 이상, 또는 0.10％ 이상으로 한다. 한편, C 함유량이 0.20％ 초과이면, 조대한 탄화물이 형성되어 강판의 굽힘 가공성이 저하된다. 또한 용접성이 현저하게 열화된다. 따라서, C 함유량은 0.20％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.15％ 이하 또는 0.14％ 이하, 보다 바람직하게는 0.13％ 이하이다.
(Si: 0.005 내지 2.00％)
Si는, 고용 강화 및 ??칭성을 높임으로써 강의 인장 강도를 높이는 작용을 갖는다. 또한, Si는, 시멘타이트의 석출을 억제하는 작용도 갖는다. Si 함유량이 0.005％ 미만이면, 상기 작용을 발휘시키는 것이 곤란해진다. 따라서, Si 함유량은 0.005％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 0.01％ 이상, 0.03％ 이상, 또는 0.10％ 이상이다. 한편, Si 함유량이 2.00％ 초과이면, 열간 압연 공정에 있어서의 표면 산화에 의해, 강판의 표면 성상이 현저하게 열화된다. 따라서, Si 함유량은 2.00％ 이하로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 1.60％ 이하 또는 1.50％ 이하, 보다 바람직하게는 1.30％ 이하이다.
(Mn: 0.50 내지 4.00％)
Mn은, 고용 강화 및 ??칭성을 높임으로써 강의 인장 강도를 높이는 작용을 갖는다. Mn 함유량이 0.50％ 미만이면 페라이트 변태가 과도하게 촉진되어 버리고, 고온에서 페라이트 변태와 함께 Ti 등의 탄화물이 조대하게 석출되어 버려, 980㎫ 이상의 강판의 인장 강도가 얻기 어려워진다. 따라서, Mn 함유량은 0.50％ 이상으로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 0.70％ 이상 또는 0.80％ 이상이고, 보다 바람직하게는 1.00％ 이상이다. 한편, Mn 함유량이 4.00％ 초과이면, 고농도의 Mn 편석이 생성되어 Mn 농도의 표준 편차가 커져 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량은 4.00％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 3.70％ 이하, 보다 바람직하게는 3.50％ 이하, 한층 더 바람직하게는 3.30％ 이하 또는 3.00％ 이하이다.
(Ti: 0.15 내지 0.40％)
Ti는, C와 결합하여 탄화물을 형성하고, 미세 석출에 의해 강판의 인장 강도를 높인다. 또한, Ti는, Ti 질화물에 의해 오스테나이트 입자의 조대화를 억제하여 금속 조직을 미세화하는 작용을 갖는다. Ti 함유량이 0.15％ 미만이면 980㎫ 이상의 인장 강도가 얻기 어려워진다. 따라서, Ti 함유량은 0.15％ 이상으로 한다. Ti 함유량은, 바람직하게는 0.17％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.19％ 이상, 가장 바람직하게는 0.21％ 이상이다. 한편, Ti를 과잉으로 함유시키면, 조대한 질화물이나 탄화물이 생성됨으로써 연신율이나 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, Ti 함유량은 0.40％ 이하로 한다. Ti 함유량은, 바람직하게는 0.38％ 이하, 0.35％ 이하, 또는 0.30％ 이하이다.
(sol.Al: 0.001 내지 1.00％)
Al은, 제강 단계에서 탈산에 의해 강을 청정화(강에 블로우홀 등의 결함이 발생하는 것을 억제)하고, 또한 페라이트 변태를 촉진하는 작용을 갖는다. sol.Al 함유량이 0.001％ 미만이면, 상기 작용을 발휘시키는 것이 곤란해진다. 따라서, sol.Al 함유량은 0.001％ 이상으로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 0.01％ 이상, 보다 바람직하게는 0.02％ 이상 또는 0.03％ 이상이다. 한편, sol.Al 함유량을 1.00％ 초과로 해도, 상기 작용에 의한 효과가 포화됨과 함께, 정련 비용의 상승을 야기한다. 따라서, sol.Al 함유량은 1.00％ 이하로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 0.80％ 이하, 보다 바람직하게는 0.60％ 이하 또는 0.10％ 이하이다. 또한, sol.Al은 산 가용성 Al을 의미한다.
(N: 0.0010 내지 0.0100％)
N은, Ti 질화물을 형성하여 슬래브 재가열 시 및 열간 압연 중의 오스테나이트의 조대화를 억제하여, 금속 조직을 미세화하는 작용을 갖는다. N 함유량이 0.0010％ 미만이면 상기 작용을 발휘시키는 것이 곤란해진다. 따라서, N 함유량은 0.0010％ 이상으로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0015％ 이상, 보다 바람직하게는 0.0020％ 이상 또는 0.0030％ 이상이다. 한편, N 함유량이 0.0100％ 초과이면, 조대한 Ti 질화물을 형성하여, 강판의 신장 플랜지성을 열화시킨다. 따라서, N 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0060％ 이하, 0.0050％ 이하, 또는 0.0045％ 이하이다.
(P: 0.100％ 이하)
P는, 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이며, 강판의 굽힘 가공성을 저하시키는 작용을 갖는다. 그 때문에, P 함유량은 0.100％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.060％ 이하, 보다 바람직하게는 0.040％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.020％ 이하이다. P는 원료로부터 불순물로서 혼입되지만, 그 하한을 특별히 제한할 필요는 없고, 굽힘 가공성을 확보하는 관점에서는 P의 함유량은 더 낮은 편이 바람직하다. 단, P 함유량을 과잉으로 저감하면, 제조 비용이 증가한다. 제조 비용의 관점에서는, P 함유량은 바람직하게는 0.001％ 이상 또는 0.003％ 이상, 보다 바람직하게는 0.005％ 이상이다.
(S: 0.0100％ 이하)
S는, 불순물로서 함유되는 원소이며, 강판의 굽힘 가공성을 저하시키는 작용을 갖는다. 그 때문에, S 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0080％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0060％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.0030％ 이하이다. S는 원료로부터 불순물로서 혼입되지만, 그 하한을 특별히 제한할 필요는 없고, 굽힘 가공성을 확보하는 관점에서는 S의 함유량은 더 낮은 편이 바람직하다. 단, S 함유량을 과잉으로 저감하면, 제조 비용이 증가한다. 제조 비용의 관점에서는, S 함유량은 바람직하게는 0.0001％ 이상, 보다 바람직하게는 0.0005％ 이상, 한층 더 바람직하게는 0.0010％ 이상이다.
본 실시 형태에 관한 강판의 화학 조성의 잔부는, Fe 및 불순물로 이루어진다. 본 실시 형태에 있어서, 불순물이란, 원료로서의 광석, 스크랩, 또는 제조 환경 등으로부터 혼입되는 것이며, 본 실시 형태에 관한 강판에 악영향을 미치지 않는 범위에서 허용되는 것을 의미한다.
본 실시 형태에 관한 강판은, Fe의 일부 대신에, 이하의 임의 원소를 함유해도 된다. 임의 원소를 함유시키지 않아도 본 실시 형태에 관한 강판은 그 과제를 해결할 수 있으므로, 임의 원소를 함유시키지 않는 경우의 함유량의 하한은 0％이다.
(Nb: 0 내지 0.100％)
Nb는 임의 원소이다. Nb는, 강판의 결정 입경의 조대화를 억제함과 함께, 페라이트 입경을 미세화하며, NbC의 석출 강화에 의해 강판의 인장 강도를 높이는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Nb 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005％ 이상 또는 0.010％ 이상이다. 한편, Nb 함유량이 0.100％를 초과하면, 상기 효과가 포화됨과 함께, 마무리 압연 시의 압연 하중의 증가를 야기하는 경우가 있다. 그 때문에, Nb를 함유하는 경우, Nb 함유량은 0.100％ 이하로 한다. Nb 함유량은, 바람직하게는 0.070％ 이하 또는 0.060％ 이하, 보다 바람직하게는 0.030％ 이하이다.
(V: 0 내지 1.00％)
V는 임의 원소이다. V는, 강 중에 고용되어 강판의 인장 강도를 높임과 함께, 탄화물이나 질화물, 탄질화물 등으로서 강 중에 석출되고, 석출 강화에 의해서도 강판의 인장 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, V 함유량을 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01％ 이상 또는 0.05％ 이상이다. 한편, V 함유량이 1.00％를 초과하면 탄화물이 조대화되기 쉬워 굽힘 가공성의 저하를 야기하는 경우가 있다. 그 때문에, V를 함유하는 경우, V 함유량은 1.00％ 이하로 한다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.80％ 이하, 보다 바람직하게는 0.60％ 이하 또는 0.30％ 이하이다.
(Mo: 0 내지 1.00％)
Mo는 임의 원소이다. Mo는, 강의 ??칭성을 높임과 함께, 탄화물이나 탄질화물을 형성하여 강판을 고강도화시키는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.005％ 이상 또는 0.010％ 이상이다. 한편, Mo 함유량이 1.00％를 초과하면, 슬래브의 균열 감수성이 높아지는 경우가 있다. 그 때문에, Mo를 함유하는 경우, Mo의 함유량은 1.00％ 이하로 한다. Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.80％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.60％ 이하 또는 0.30％ 이하이다.
(Cu: 0 내지 1.00％)
Cu는 임의 원소이다. Cu는, 강의 인성을 개선하는 효과 및 인장 강도를 높이는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.04％ 이상 또는 0.08％ 이상이다. 한편, Cu를 과잉으로 함유시키면 강판의 용접성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, Cu를 함유하는 경우, Cu 함유량은 1.00％ 이하로 한다. Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.50％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.30％ 이하 또는 0.10％ 이하이다.
(Ni: 0 내지 1.00％)
Ni는 임의 원소이다. Ni는, 강의 인성을 개선하는 효과 및 인장 강도를 높이는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Ni 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.10％ 이상 또는 0.15％ 이상이다. 한편, Ni를 과잉으로 함유시키면 합금 비용이 높아지고, 또한 강판의 용접 열영향부의 인성이 열화되는 경우가 있다. 그 때문에, Ni를 함유하는 경우, Ni 함유량은 1.00％ 이하로 한다. Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.50％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.30％ 이하 또는 0.10％ 이하이다.
(Cr: 0 내지 2.00％)
Cr은 임의 원소이다. Cr은, 강의 ??칭성을 높임과 함께, 탄화물이나 탄질화물을 형성하여 강판을 고강도화시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cr 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05％ 이상 또는 0.10％ 이상이다. 한편, Cr을 과잉으로 함유시키면, 화성 처리성이 열화된다. 그 때문에, Cr을 함유하는 경우, Cr 함유량은 2.00％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 1.50％ 이하, 한층 더 바람직하게는 1.00％ 이하, 특히 바람직하게는 0.50％ 이하이다.
(B: 0 내지 0.0020％)
B는 임의 원소이다. B는, 입계 강화나 고용 강화에 의해 강판의 인장 강도를 높이는 작용을 갖는다. 이 효과를 얻기 위해서는, B 함유량을 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0002％ 이상 또는 0.0005％ 이상이다. 한편, 0.0020％를 초과하여 B를 함유시켜도 상기 효과가 포화됨과 함께, 합금 비용이 증가한다. 그 때문에, B를 함유하는 경우, B 함유량은 0.0020％ 이하로 한다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0015％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.0013％ 이하 또는 0.0010％ 이하이다.
(Ca: 0 내지 0.0100％)
Ca는 임의 원소이다. Ca는 용강 중에 미세한 산화물을 다수 분산시켜, 강판의 금속 조직을 미세화시키는 효과를 갖는다. 또한, Ca는, 용강 중의 S를 구 형상의 CaS로서 고정하여, MnS 등의 연신 개재물의 생성을 억제함으로써, 강판의 신장 플랜지성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량을 0.0002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005％ 이상 또는 0.0010％ 이상이다. 한편, Ca 함유량이 0.0100％를 초과하면, 강 중의 CaO의 양이 증가하여, 강판의 인성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 그 때문에, Ca를 함유하는 경우, Ca 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.0030％ 이하 또는 0.0020％ 이하이다.
(Mg: 0 내지 0.0100％)
Mg는 임의 원소이다. Mg는 Ca와 마찬가지로 용강 중에 산화물이나 황화물을 형성하여, 조대한 MnS의 형성을 억제하고, 미세한 산화물을 다수 분산시켜, 강판의 금속 조직을 미세화하는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량을 0.0002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Mg 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005％ 이상 또는 0.0010％ 이상이다. 한편, Mg 함유량이 0.0100％를 초과하면, 강 중의 산화물이 증가하여, 강판의 인성에 악영향을 미친다. 그 때문에, Mg를 함유하는 경우, Mg 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. Mg 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.0030％ 이하 또는 0.0025％ 이하이다.
(REM: 0 내지 0.0100％)
REM은 임의 원소이다. REM도 Ca와 마찬가지로, 용강 중에 산화물이나 황화물을 형성하여, 조대한 MnS의 형성을 억제하고, 미세한 산화물을 다수 분산시켜, 강판의 금속 조직을 미세화하는 효과를 갖는다. 이들 효과를 얻는 경우, REM 함유량을 0.0002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005％ 이상 또는 0.0010％ 이상이다. 한편, REM 함유량이 0.0100％를 초과하면 강 중의 산화물이 증가하여, 강판의 인성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 그 때문에, REM을 함유하는 경우, REM 함유량은 0.0100％ 이하로 하는 것이 바람직하다. REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하, 한층 더 바람직하게는 0.0030％ 이하 또는 0.0020％ 이하이다.
여기서, REM(희토류)이란, Sc, Y 및 란타노이드로 이루어지는 합계 17원소를 가리킨다. 또한, 본 실시 형태에서는, REM의 함유량이란 이들 원소의 합계 함유량을 가리킨다.
(Bi: 0 내지 0.0200％)
Bi는 임의 원소이다. Bi는, 응고 조직을 미세화하여, 강판의 성형성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻기 위해서는, Bi 함유량은 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Bi 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0005％ 이상 또는 0.0010％ 이상이다. 한편, Bi 함유량이 0.0200％를 초과하면, 상기 효과가 포화됨과 함께 합금 비용이 증가한다. 그 때문에, Bi를 함유하는 경우, Bi 함유량은 0.0200％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.0100％ 이하이고, 한층 더 바람직하게는 0.0070％ 이하 또는 0.0030％ 이하이다.
다음으로, 강판의 금속 조직에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 강판은, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직이, 면적 분율로, 페라이트를 90％ 이상, 잔류 오스테나이트를 3％ 미만 함유하고, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경이 10.0㎛ 이하이고, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 0.3 이상이고, Mn 농도의 표준 편차가 0.60질량％ 이하이다. 여기서, 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 금속 조직을 규정하는 이유는, 이 위치에 있어서의 금속 조직이, 강판의 대표적인 금속 조직이기 때문이다.
또한, 페라이트와 잔류 오스테나이트 이외의 금속 조직으로서는, 시멘타이트, 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트가 허용된다.
(페라이트의 면적 분율: 90％ 이상)
페라이트상은, 양호한 연신율 및 굽힘 가공성을 얻기 위해 필요하다. 페라이트의 면적 분율이 90％ 미만이면 페라이트 이외의 경질상(시멘타이트, 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 잔류 오스테나이트 등)과의 상 계면으로부터 조기에 균열이 발생하거나, 경질상이 조기에 파괴되거나 함으로써, 연신율이나 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, 페라이트의 면적 분율은 90％ 이상으로 한다. 페라이트의 면적 분율은 바람직하게는 95％ 이상 또는 98％ 이상이고, 100％(즉, 페라이트의 단상)여도 된다.
(잔류 오스테나이트의 면적 분율: 3％ 미만)
페라이트 이외의 경질상 중 잔류 오스테나이트는, 가공에 의해 매우 경질인 마르텐사이트로 변태됨으로써, 강판의 굽힘 가공성을 현저하게 열화시킨다. 그 때문에, 잔류 오스테나이트의 면적 분율은 3％ 미만으로 한다. 잔류 오스테나이트의 면적 분율은 바람직하게는 2％ 이하, 보다 바람직하게는 1％ 이하이고, 0％여도 상관없다.
(잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경: 10.0㎛ 이하)
잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경이 크면(즉, 결정립이 조대하면) 굽힘 가공성이 저하되기 때문에, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경은 10.0㎛ 이하로 한다. 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경은, 바람직하게는 9.0㎛ 이하, 8.5㎛ 이하, 또는 8.0㎛ 이하이다. 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경은 작을수록 바람직하므로 하한은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 통상의 열간 압연에서는, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경이 1.0㎛를 하회하는 세립화는 기술적으로 곤란하기 때문에, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경은 1.0㎛ 이상, 2.0㎛ 이상, 또는 4.0㎛ 이상으로 해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 「(잔류 오스테나이트를 제외한)평균 결정 입경」이란, 결정 구조가 bcc인 것, 즉 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 펄라이트에 있어서 결정 방위차 15° 이상의 입계로 둘러싸이고, 또한 원 상당 직경으로 0.3㎛ 이상의 영역을 결정립이라고 정의한 결정 입경의 평균값을 의미하고, 잔류 오스테나이트의 결정 입경은 평균 결정 입경에 포함하지 않는다.
(잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비: 0.3 이상)
본 실시 형태에서는, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 0.3 이상이다. 애스펙트비란 결정립의 단축의 길이를 장축의 길이로 나눈 값이고, 0 내지 1.0의 값을 취한다. 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 작을수록 결정립이 편평하고, 1.0에 가까울수록 등축립인 것을 나타낸다. 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 0.3 미만이면 편평한 결정립이 많아, 재질의 이방성이 커져 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비는 0.3 이상으로 한다. 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비는 0.4 이상, 0.5 이상, 또는 0.55 이상이어도 된다. 결정립이 등축에 접근할수록 이방성이 작아지고, 가공성이 우수하기 때문에, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비는 1.0에 가까울수록 좋다. 한편, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비는 0.9 이하, 0.8 이하, 또는 0.6 이하여도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비 및 금속 조직의 면적 분율은, 압연 방향 및 판 두께 방향에 평행한 강판 단면의, 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직을, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경과 EBSD 검출기로 구성된 EBSD 해석 장치를 사용하여, 주사 전자 현미경(SEM) 관찰과 EBSD(Electron Back Scattering Diffraction: 전자선 후방 산란 회절법) 해석에 의해 구한다. 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치 또한 판 폭 방향 중심 위치를 중심으로 하는 압연 방향으로 200㎛, 판 두께 방향으로 100㎛의 영역을 0.2㎛ 간격으로 fcc와 bcc를 구별하여 결정 방위 정보를 얻는다. EBSD 해석 장치의 부속 소프트웨어(AMETEK사제 「OIM Analysis(등록상표)」)를 사용하여, 결정 방위차가 15° 이상인 결정립계를 특정한다. bcc의 평균 결정 입경은, 결정 방위차 15° 이상인 결정립계로 둘러싸이고, 원 상당 직경으로 0.3㎛ 이상의 영역을 결정립이라고 정의하고, 하기 (1)식을 사용한 방법에 의해 구한다. 단, 하기 (1)식 중, D는 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경, N은 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경의 평가 영역에 포함되는 결정립의 수, Ai는 i번째(i＝1, 2, ‥, N)의 결정립의 면적, di는 i번째의 결정립의 원 상당 직경을 나타낸다.
15° 이상의 결정 방위차를 갖는 결정립계는 주로, 페라이트 입계, 마르텐사이트 및 베이나이트의 블록 경계이다. JIS G 0552:2013에 준한 페라이트 입경의 측정 방법에서는, 결정 방위차가 15° 미만인 페라이트 입자에 대해서도 입경이 산정되어 버리는 경우가 있고, 또한 마르텐사이트나 베이나이트의 블록은 산정되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서의 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경은, 상술한 바와 같이 EBSD 해석에 의해 구한 값을 채용한다. 동시에, 각각의 결정립의 장축의 길이 및 단축의 길이도 구해지기 때문에, 본 방법을 채용함으로써, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비도 구해진다.
페라이트의 면적 분율은, 다음과 같은 방법으로 측정한다. 여기서, 결정 방위차가 5° 이상인 결정립계로 둘러싸이고, 또한 원 상당 직경으로 0.3㎛ 이상의 영역을 결정립이라고 정의한다. 그 결정립 내의, OIM Analysis에 장비되어 있는 Grain Average Misorientation 해석에 의해 구해지는 값(GAM값)이 0.6° 이하인 결정립의 면적 분율을 산출한다. 이러한 방법에 의해, 페라이트의 면적 분율을 얻는다. 페라이트의 면적 분율을 구할 때 결정 방위차 5° 이상의 경계를 결정립계라고 정의하는 이유는, 동일한 구 오스테나이트 입자로부터 가까운 배리언트로 생성된 다른 금속 조직을 구별할 수 없는 경우가 있기 때문이다.
잔류 오스테나이트의 면적 분율은, EBSD 해석에 의해 fcc라고 판별된 금속 조직의 면적 분율을 산출함으로써 얻는다.
(Mn 농도의 표준 편차: 0.60질량％ 이하)
본 실시 형태에 관한 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 Mn 농도의 표준 편차는 0.60질량％ 이하이다. 이에 의해, Mn 편석에 수반되는 국소적인 인장 강도의 변동이 저감되어, 양호한 굽힘 가공성을 안정적으로 얻을 수 있다. Mn 농도의 표준 편차는 0.58질량％ 이하, 0.55질량％ 이하, 또는 0.52질량％ 이하여도 된다. Mn 농도의 표준 편차의 값은 작을수록 바람직하지만, 제조 프로세스의 제약으로부터, 실질적인 하한은 0.10질량％이다. Mn 농도의 표준 편차는 0.12질량％ 이상, 0.15질량％ 이상, 또는 0.20질량％ 이상이어도 된다.
Mn 농도의 표준 편차는, 강판의 L단면을 경면 연마한 후에, 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치를 전자 프로브 마이크로 애널라이저(EPMA)로 측정함으로써 얻어진다. 측정 조건은 가속 전압을 15㎸로 하고, 배율을 5000배로 하여 시료 압연 방향으로 20㎛ 및 시료 판 두께 방향으로 20㎛의 범위의 분포상을 측정한다. 더 구체적으로는, 측정 간격을 0.1㎛로 하여, 40000군데 이상의 Mn 농도를 측정한다. 이어서, 전체 측정점으로부터 얻어진 Mn 농도에 기초하여 표준 편차를 산출함으로써, Mn 농도의 표준 편차를 얻는다.
<기계 특성>
(인장 강도: 980㎫ 이상)
본 실시 형태에 관한 강판은, 금속 조직 및 Mn 편석의 제어에 의해, 고강도이고, 또한 우수한 연신율과 굽힘 가공성을 갖는다. 그러나, 강판의 인장 강도가 작으면, 차체 경량화나 강성 향상 등의 효과가 작다. 그 때문에, 본 실시 형태에 관한 강판의 인장 강도(TS)는 980㎫ 이상으로 한다. 인장 강도는, 바람직하게는 1080㎫ 이상, 1130㎫ 이상, 또는 1180㎫ 이상이다. 상한은 특별히 규정하지 않지만, 인장 강도가 높아지는 데 수반하여 프레스 성형이 곤란해지기 때문에, 인장 강도는 1800㎫ 이하로 해도 된다.
(연신율과 인장 강도의 밸런스)
본 실시 형태에 관한 강판은 고강도이고, 또한 우수한 연신율을 갖는다. 그 때문에, 본 실시 형태에 관한 강판은 연신율과 인장 강도의 밸런스가 우수하고, 해당 밸런스의 지표가 되는 TS×El이 15000㎫·％ 이상인 것이 바람직하고, 16000㎫·％ 이상, 또는 17000㎫·％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
강판의 인장 강도와 연신율은, JIS Z 2241:2011에 규정된 5호 시험편을 사용하여, 인장 강도와 파단 전연신율(El)에 의해 평가한다.
<제조 방법>
본 실시 형태에 관한 강판의 제조 조건의 한정 이유를 설명한다.
본 발명자들은, 본 실시 형태에 관한 강판이, 이하와 같은 가열 공정, 열간 압연 공정, 냉각 공정 및 권취 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 얻어지는 것을 확인하고 있다.
[가열 공정]
먼저, 상술한 화학 조성을 갖는 슬래브 또는 강편을 가열한다. 열간 압연에 제공하는 슬래브는, 연속 주조나 주조·분괴 압연에 의해 얻은 것이어도 되지만, 그것들에 열간 가공 또는 냉간 가공을 추가한 것이어도 된다.
(가열 시의 700 내지 850℃의 온도역의 체류 시간: 900초 이상)
열간 압연에 제공하는 슬래브 또는 강편을 가열할 때는, 700℃ 내지 850℃의 온도역에 900초 이상 체류시킨다. 700℃ 내지 850℃의 온도역에서 발생하는 오스테나이트 변태에 있어서, Mn이 페라이트와 오스테나이트 사이에서 분배되고, 그 변태 시간을 길게 함으로써, Mn이 페라이트 영역 내를 확산할 수 있다. 이에 의해, 슬래브에 편재되는 Mn 마이크로 편석을 해소하고, Mn 농도의 표준 편차를 현저하게 줄일 수 있다.
(가열 온도: 1280℃ 이상 또한 SRT(℃) 이상)
열간 압연에 제공하는 슬래브 또는 강편의 가열 온도는, 1280℃ 이상 또한 하기 식 (2)에 의해 표시되는 온도 SRT(℃) 이상으로 한다. 1280℃ 미만이면 가열 시의 Mn 확산에 의한 Mn 농도의 표준 편차 저감이 불충분해지는 경우가 있다. SRT(℃) 미만이면 Ti 탄질화물의 용체화가 불충분해져, 어느 경우도 강판의 인장 강도나 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, 열간 압연에 제공하는 슬래브 또는 강편의 온도는 1280℃ 이상 또한 SRT(℃) 이상으로 한다. 여기서, 「슬래브 또는 강편의 온도가 1280℃ 이상 또한 SRT(℃) 이상」이란, 1280℃와 SRT(℃)의 높은 쪽의 온도보다도, 슬래브 또는 강편의 온도의 쪽이 높은 것을 의미한다.
한편, 가열 온도가 1400℃ 초과이면, 두꺼운 스케일이 생성되어 수율이 저하되거나, 가열로에 현저한 손상을 입히거나 하는 경우가 있기 때문에, 1400℃ 이하가 바람직하다.
단, 상기 식 (2) 중의 [원소 기호]는, 각 원소의 질량％의 함유량을 나타낸다.
[열간 압연 공정]
본 실시 형태에 관한 강판의 제조 방법은, 가열 공정 후의 슬래브 또는 강편에, 복수의 압연 스탠드를 사용하여 다패스 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하는 열간 압연 공정을 갖는다. 열간 압연 공정은, 조압연과, 조압연에 이어서 행해지는 마무리 압연으로 나뉜다.
다패스 열간 압연은 리버스 밀 또는 탠덤 밀을 사용하여 행할 수 있지만, 공업적 생산성의 관점에서는, 적어도 최종의 수단은 탠덤 밀을 사용하는 것이 바람직하다.
(조압연 개시부터 마무리 압연 완료까지의 시간: 600초 이하)
조압연에 의해 Ti 등의 탄질화물의 석출이 촉진되어 석출되기 시작하지만, 마무리 압연 완료까지의 시간이 너무 길면, 조대한 탄질화물이 다량으로 석출되는 한편, 고강도화에 기여하는 마무리 압연 후에 석출되는 미세한 탄질화물이 감소하여, 강판의 인장 강도가 현저하게 감소함과 함께, 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, 조압연 개시(즉, 가열 공정 종료 후)부터 마무리 압연 완료까지의 시간은 600초 이내로 한다. 조압연 개시부터 마무리 압연 완료까지의 시간은, 바람직하게는 500초 이내, 보다 바람직하게는 400초 이내이다.
(850 내지 1100℃의 온도역의 합계 압하율: 90％ 이상)
850 내지 1100℃의 온도역의 합계 압하율을 90％ 이상으로 하는 열간 압연을 행함으로써, 주로 재결정 오스테나이트의 미세화가 도모됨과 함께, 미재결정 오스테나이트 내로의 변형 에너지의 축적이 촉진되고, 오스테나이트의 재결정이 촉진됨과 함께 Mn의 원자 확산이 촉진되어, Mn 농도의 표준 편차를 작게 할 수 있다. 따라서, 850 내지 1100℃의 온도역의 합계 압하율을 90％ 이상으로 한다.
또한, 850 내지 1100℃의 온도역의 합계 압하율이란, 이 온도역의 압연에 있어서의 최초의 패스 전의 입구 판 두께를 t0이라고 하고, 이 온도역의 압연에 있어서의 최종 패스 후의 출구 판 두께를 t1이라고 했을 때, (t0－t1)/t0×100(％)로 나타낼 수 있다.
(마무리 압연 완료 온도 FT(℃): TR(℃) 이상 1080℃ 이하)
FT(℃)가 하기 식 (3)으로 표시되는 TR(℃) 미만이면, 마무리 압연 후의 냉각 전에 있어서 현저하게 편평한 오스테나이트가 형성되어, 최종 제품의 강판에 있어서, 압연 방향으로 신장된 금속 조직이 되어, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 작아짐과 함께 소성 이방성이 커져, 강판의 연신율이나 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, FT(℃)는 TR(℃) 이상으로 한다.
한편, FT(℃)가 1080℃를 초과하면, 열간 압연에 의해 세립화된 오스테나이트 입자가 조대화되어, 강판의 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, FT(℃)는 1080℃ 이하로 한다. FT(℃)는 바람직하게는 1060℃ 이하이다.
또한, 마무리 압연 중의 온도는, 강재의 표면 온도를 가리키고, 방사 온도계 등에 의해 측정할 수 있다.
단, 상기 식 (3) 중의 [원소 기호]는, 각 원소의 질량％의 함유량을 나타내고, 함유하지 않는 경우는 0을 대입한다.
[냉각 공정]
본 실시 형태에 관한 강판의 제조 방법은, 열간 압연 공정의 다음 공정으로서, 30℃/초 이상의 평균 냉각 속도로 500 내지 700℃의 온도역까지 열연 강판을 물로 냉각하는(수랭하는) 냉각 공정을 갖는다. 또한, 본 실시 형태에 관한 강판의 제조 방법에서는, 냉각 공정을 열간 압연 공정 종료 후 3.0초 이내에 개시한다.
(마무리 압연 완료 후, 수랭 개시할 때까지의 시간: 3.0초 이내)
마무리 압연 완료 후(즉, 열간 압연 공정 종료 후), 수랭 개시까지의 시간이 3.0초 초과이면, 세립화된 오스테나이트 결정립의 성장이나, Ti 등의 탄질화물의 조대 석출에 의해, 인장 강도나 굽힘 가공성이 저하된다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 강판의 제조 방법에서는, 마무리 압연 완료 후 3.0초 이내에 수랭을 개시한다. 바람직하게는 마무리 압연 완료 후 2.0초 이내, 보다 바람직하게는 1.5초 이내에 수랭을 개시한다.
(평균 냉각 속도: 30℃/초 이상)
평균 냉각 속도란, 열간 압연 완료 후, 수랭 개시(냉각 설비로의 강판의 도입 시)부터 권취 직전의 수랭 종료(냉각 설비로부터 강판의 도출 시)까지의 온도 강하량을, 수랭 개시부터 종료까지의 소요 시간으로 나눈 값이다. 이 평균 냉각 속도가 30℃/초 미만이면 고온 영역에서 페라이트 변태됨과 함께 페라이트 입자 내에 Ti 등의 조대한 탄질화물이 석출되어 인장 강도가 현저하게 저하된다. 또한, 일부 또는 전부의 결정립이 조대해져 굽힘 가공성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 평균 냉각 속도는 30℃/초 이상으로 한다. 평균 냉각 속도는 바람직하게는 40℃/초 이상, 보다 바람직하게는 50℃/초 이상이다. 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 설비 비용의 관점에서 300℃/초 이하인 것이 바람직하다.
또한, 후술하는 권취 공정의 권취 온도와의 관계로부터, 냉각 공정에서는 500 내지 700℃의 온도역까지 열연 강판을 냉각한다.
[권취 공정]
본 실시 형태에 관한 강판의 제조 방법에서는, 500 내지 700℃의 온도역에서 냉각 공정 후의 열연 강판을 권취하는 권취 공정을 갖는다.
(권취 온도: 500℃ 이상 700℃ 이하)
열연 강판을 냉각 공정에서 700℃ 이하로 냉각한 후에는 500℃ 이상 700℃ 이하에서 권취한다. 권취 온도가 500℃ 미만이면 페라이트 변태가 부족하여, 금속 조직에 있어서 페라이트의 면적 분율을 90％ 이상으로 하는 것이 곤란해짐과 함께, 페라이트 입자 내에 Ti 등의 미세한 탄질화물의 석출이 불충분해져, 원하는 인장 강도가 얻기 어려워지고, 연신율도 저하된다. 한편, 권취 온도가 700℃ 초과인 경우는 Ti 등의 탄질화물이 조대하게 성장해 버려, 원하는 인장 강도가 얻기 어려워진다.
본 실시 형태에서는, 권취 공정 후에 강판 표면에 도금을 실시함으로써, 도금 강판으로 해도 된다. 도금을 실시하는 경우에 있어서도, 본 실시 형태에 관한 강판의 제조 방법의 조건을 충족시킨 후 도금을 실시하면 문제 없다. 도금은 전기 도금 및 용융 도금 중 어느 것이어도 되고, 도금종도 특별히 제한은 없지만, 일반적으로는 아연 도금과 아연 합금 도금을 포함하는 아연계 도금이다. 도금 강판의 예로서는, 전기 아연 도금 강판, 전기 아연-니켈 합금 도금 강판, 용융 아연 도금 강판, 합금화 용융 아연 도금 강판, 용융 아연-알루미늄 합금 도금 강판 등이 예시된다. 도금 부착량은 일반적인 양이어도 된다. 도금을 실시하기 전에, 프리도금으로서 Ni 등을 표면에 도포해도 된다.
본 실시 형태에 관한 강판을 제조할 때는 또한, 형상 교정을 목적으로 하여 공지의 조질 압연을 적절히 실시해도 된다.
본 실시 형태에 관한 강판의 판 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 판 두께가 너무 두꺼운 경우는, 강판 표층과 내부에서 생성되는 금속 조직이 현저하게 다르기 때문에, 6.0㎜ 이하가 바람직하다. 한편, 판 두께가 너무 얇으면 열간 압연 시의 통판이 곤란해지기 때문에, 일반적으로는 강판의 판 두께는 1.0㎜ 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 강판의 판 두께는 1.2㎜ 이상이다.
실시예
다음으로, 실시예에 의해 본 발명의 일 양태의 효과를 더 구체적으로 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이고, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.
표 1-1 및 표 1-2에 나타내는 화학 조성을 갖는 판 두께 250㎜의 강 소재를 표 2에 나타내는 조건에서 열간 압연을 실시하여, 판 두께를 2.5 내지 3.5㎜의 열연 강판으로 했다. 얻어진 열연 강판의 일부는 어닐링 온도 700℃의 용융 아연 도금 처리, 나아가 합금화 처리를 실시하여, 재질 평가에 제공했다. 또한, 표 1-1 및 표 1-2에 있어서, 의도적으로 첨가되어 있지 않은 원소의 함유량에 관해서는, 공란으로 했다. 또한, 표 1-1 및 표 1-2에 있어서의 발명 범위 외의 값 및 표 2에 있어서의 바람직하지 않은 값에는, 밑줄을 그었다.
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 2]
얻어진 강판에 대하여, 강판 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직의 면적 분율, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비 및 Mn 농도의 표준 편차를 구했다.
강판 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직의 면적 분율, 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경, 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비는, 압연 방향 및 판 두께 방향에 평행한 강판 단면의, 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치 또한 판 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 금속 조직을, 서멀 전계 방사형 주사 전자 현미경과 EBSD 검출기로 구성된 EBSD 해석 장치를 사용하여, 주사 전자 현미경(SEM) 관찰과 EBSD(Electron Back Scattering Diffraction: 전자선 후방 산란 회절법) 해석에 의해 구했다.
강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치 또한 판 폭 방향 중앙 위치를 중심으로 하는 압연 방향으로 200㎛, 판 두께 방향으로 100㎛의 영역을 0.2㎛ 간격으로 fcc와 bcc를 구별하여 결정 방위 정보를 얻었다. EBSD 해석 장치의 부속 소프트웨어(AMETEK사제 「OIM Analysis(등록상표)」)를 사용하여, 결정 방위차가 15° 이상인 결정립계를 특정했다. bcc의 평균 결정 입경은, 결정 방위차 15° 이상인 결정립계로 둘러싸이고, 원 상당 직경으로 0.3㎛ 이상의 영역을 결정립이라고 정의하고, 하기 (4)식을 사용한 방법에 의해 구했다.
단, 하기 (4)식 중, D는 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경, N은 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경의 평가 영역에 포함되는 결정립의 수, Ai는 i번째(i＝1, 2, ‥, N)의 결정립의 면적, di는 i번째의 결정립의 원 상당 직경을 나타낸다.
페라이트의 면적 분율은, 다음과 같은 방법으로 측정했다. 결정 방위차가 5° 이상인 결정립계로 둘러싸이고, 또한 원 상당 직경으로 0.3㎛ 이상의 영역을 결정립이라고 정의했다. 그 결정립 내의, OIM Analysis에 장비되어 있는 Grain Average Misorientation 해석에 의해 구해지는 값(GAM값)이 0.6° 이하인 결정립의 면적 분율을 산출했다. 이러한 방법에 의해, 페라이트의 면적 분율을 얻었다.
잔류 오스테나이트의 면적 분율은, EBSD 해석에 의해 fcc라고 판별된 금속 조직의 면적 분율을 산출함으로써 얻었다.
Mn 농도의 표준 편차는, 강판의 판 폭 방향 중앙 위치가 측정 위치로 되도록 L단면을 경면 연마한 후에, 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 또한 판 폭 방향 중앙 위치를 전자 프로브 마이크로 애널라이저(EPMA)로 측정함으로써 얻었다. 측정 조건은 가속 전압을 15㎸로 하고, 배율을 5000배로 하여 시료 압연 방향으로 20㎛ 및 시료 판 두께 방향으로 20㎛의 범위의 분포상을 측정했다. 더 구체적으로는, 측정 간격을 0.1㎛로 하여, 40000군데 이상의 Mn 농도를 측정했다. 이어서, 전체 측정점으로부터 얻어진 Mn 농도에 기초하여 표준 편차를 산출함으로써, Mn 농도의 표준 편차를 얻었다.
얻어진 강판의 기계 특성을 평가하기 위해, 인장 강도 TS(㎫), 파단 전연신율 El(％)을, JIS Z 2241:2011에 준거하여 평가했다. 굽힘 가공성은, 굽힘 반경을 판 두께의 2배로 한 90° V 굽힘 시험에 의해 평가했다.
표 3에 금속 조직, 집합 조직 및 기계 특성의 시험 결과를 나타낸다. 표 3에 있어서, 발명 범위 외의 값에는 밑줄을 그었다. 또한, 표 3 중의 도금의 란의 GI는 용융 아연 도금층을 나타내고, GA는 합금화 용융 아연 도금층을 나타낸다.
인장 강도는, 980㎫ 이상인 경우를 고강도라고 하여 합격으로 했다.
연신율은, 인장 강도와 파단 연신율의 곱(TS×El)(㎫·％)이, 15000㎫·％ 이상인 경우를 고강도이며 연신율이 우수하다고 하여 합격으로 했다. 굽힘 가공성은, 3회의 시험을 행하여, 모든 시험편에서 굽힘 시험 시에 균열이 발생하지 않은 것을 합격(OK)으로 하고, 하나 이상의 균열이 발생한 것을 불합격(NG)으로 했다.
[표 3]
표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 요건을 구비하는 발명예에서는 TS, TS×El 및 굽힘 가공성 모두가 합격이었다. 한편, 본 발명의 요건을 적어도 하나 이상 구비하지 않는 비교예에서는, TS, TS×El 및 굽힘 가공성 중 적어도 하나가 불합격이었다.
Claims (5)
- 화학 조성이, 질량％로,
C: 0.05 내지 0.20％,
Si: 0.005 내지 2.00％,
Mn: 0.50 내지 4.00％,
P: 0.100％ 이하,
S: 0.0100％ 이하,
sol.Al: 0.001 내지 1.00％,
Ti: 0.15 내지 0.40％,
N: 0.0010 내지 0.0100％,
Nb: 0 내지 0.100％,
V: 0 내지 1.00％,
Mo: 0 내지 1.00％,
Cu: 0 내지 1.00％,
Ni: 0 내지 1.00％,
Cr: 0 내지 2.00％,
B: 0 내지 0.0020％,
Ca: 0 내지 0.0100％,
Mg: 0 내지 0.0100％,
REM: 0 내지 0.0100％,
Bi: 0 내지 0.0200％
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치에 있어서의 금속 조직이, 면적 분율로, 페라이트를 90％ 이상, 잔류 오스테나이트를 3％ 미만 함유하고, 상기 잔류 오스테나이트를 제외한 평균 결정 입경이 10.0㎛ 이하이고, 상기 잔류 오스테나이트를 제외한 결정립의 평균 애스펙트비가 0.3 이상이고, Mn 농도의 표준 편차가 0.60질량％ 이하이고,
인장 강도가 980㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 강판. - 제1항에 있어서, 상기 화학 조성이, 질량％로,
Nb: 0.001 내지 0.100％,
V: 0.005 내지 1.00％,
Mo: 0.001 내지 1.00％,
Cu: 0.02 내지 1.00％,
Ni: 0.02 내지 1.00％,
Cr: 0.02 내지 2.00％,
B: 0.0001 내지 0.0020％,
Ca: 0.0002 내지 0.0100％,
Mg: 0.0002 내지 0.0100％,
REM: 0.0002 내지 0.0100％, 및
Bi: 0.0001 내지 0.0200％
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 강판. - 제1항 또는 제2항에 기재된 강판의 표면에 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금 강판.
- 제3항에 있어서, 상기 도금층이 용융 아연 도금층인 것을 특징으로 하는 도금 강판.
- 제4항에 있어서, 상기 용융 아연 도금층이 합금화 용융 아연 도금층인 것을 특징으로 하는 도금 강판.
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