KR20240065116A

KR20240065116A - 열간 압연 강판

Info

Publication number: KR20240065116A
Application number: KR1020247011676A
Authority: KR
Inventors: 야스유키 오기스; 다케시 도요다
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2024-05-14
Also published as: WO2023063350A1; CN118139998A; JPWO2023063350A1

Abstract

이 열간 압연 강판은, 소정의 화학 조성 및 금속 조직을 갖고, 표면 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서, {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도가 2.0 내지 8.0이며, 상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서, {110}<112> 방위의 극밀도가 2.0 내지 4.0이며, 인장 강도가 980㎫ 이상이다.

Description

열간 압연 강판

본 발명은, 열간 압연 강판에 관한 것이다.

본원은, 2021년 10월 14일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2021-168627호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

지구 환경 보호의 관점에서, 자동차의 연비 향상을 목적으로 하여, 자동차 차체의 경량화가 진행되고 있다. 자동차 차체를 보다 경량화하기 위해서는, 자동차 차체에 적용되는 강판의 강도를 높일 필요가 있다. 그러나, 일반적으로, 강판을 고강도화하면 성형성이 저하된다.

강판의 성형성을 향상시키는 방법으로서, 강판의 금속 조직에 잔류 오스테나이트를 함유시키는 방법이 있다. 그러나, 강판의 금속 조직에 잔류 오스테나이트를 함유시키면, 연성은 향상되지만, 연성의 등방성이 열화되는 경우 및 구멍 확장성이 열화되는 경우가 있다. 굽힘 성형, 구멍 확장 가공 및 버링 가공을 행할 때는, 연성의 이방성이 저감되어 있는 것, 즉 연성의 등방성이 우수할 것이 요구된다. 또한, 상기와 같은 가공을 행할 때는, 구멍 확장성이 우수할 것도 요구된다.

특허문헌 1에는, 마이크로 조직이, 베이나이트를 주체로 하고, 면적 분율로, 마르텐사이트 및/또는 오스테나이트로 구성되는 경질상이 3％ 이상 20％ 미만이며, 판 두께 중앙부에 존재하는 경질상 중 애스펙트비가 3 이상인 것이 60％ 이상을 차지하고, 판 두께 중앙부에 존재하는 경질상의 압연 방향의 길이가 20㎛ 미만이며, 압연 방향으로부터 본 <011> 방위 및 <111> 방위의 X선 랜덤 강도비의 합이 3.5 이상이고, 또한 압연 방향으로부터 본 <001> 방위의 X선 랜덤 강도비가 1.0 이하인, 열연 강판이 개시되어 있다.

국제 공개 제2016/010004호

그러나, 특허문헌 1에서는, 자동차 차체를 보다 경량화하기 위해 강도를 보다 향상시킬 필요가 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 연성의 등방성에 대해서는 고려되어 있지 않다.

본 발명은, 높은 강도를 갖고, 또한 우수한 연성의 등방성 및 구멍 확장성을 갖는 열간 압연 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상술한 과제를 감안하여, 열간 압연 강판의 화학 조성 및 금속 조직과 기계 특성의 관계에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 이하의 지견을 얻어, 본 발명을 완성하였다.

열간 압연 강판의 연성의 등방성 및 구멍 확장성을 높이기 위해서는, 열간 압연 강판의 표층 영역 및 내부 영역의 집합 조직을 제어하는 것이 중요한 것을 본 발명자들은 알아냈다. 또한, 열간 압연 강판의 표층 영역 및 내부 영역의 집합 조직을 제어하기 위해서는, 특히 마무리 압연 조건을 제어하는 것이 효과적인 것을 본 발명자들은 알아냈다.

상기 지견에 기초하여 이루어진 본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 열간 압연 강판은, 화학 조성이, 질량％로,

C: 0.100 내지 0.350％,

Si: 0.010 내지 3.00％,

Mn: 1.00 내지 4.00％,

sol.Al: 0.001 내지 2.000％,

Si+sol.Al: 1.00％ 이상,

Ti: 0.010 내지 0.380％,

P: 0.100％ 이하,

S: 0.0300％ 이하,

N: 0.1000％ 이하,

O: 0.0100％ 이하,

Nb: 0 내지 0.100％,

V: 0 내지 0.500％,

Cu: 0 내지 2.00％,

Cr: 0 내지 2.00％,

Mo: 0 내지 1.00％,

Ni: 0 내지 2.00％,

B: 0 내지 0.0100％,

Ca: 0 내지 0.0200％,

Mg: 0 내지 0.0200％,

REM: 0 내지 0.1000％,

Bi: 0 내지 0.020％,

Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상: 합계로 0 내지 1.00％, 그리고

Sn: 0 내지 0.050％를 함유하고,

잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,

표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 있어서의 금속 조직이, 면적％로,

잔류 오스테나이트: 10 내지 20％,

프레시 마르텐사이트: 10％ 이하, 및

베이나이트: 70 내지 90％로 이루어지고,

상기 표면 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서,

{001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도가 2.0 내지 8.0이며,

상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서,

{110}<112> 방위의 극밀도가 2.0 내지 4.0이며,

인장 강도가 980㎫ 이상이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 열간 압연 강판은, 상기 화학 조성이, 질량％로,

Nb: 0.005 내지 0.100％,

V: 0.005 내지 0.500％,

Cu: 0.01 내지 2.00％,

Cr: 0.01 내지 2.00％,

Mo: 0.01 내지 1.00％,

Ni: 0.02 내지 2.00％,

B: 0.0001 내지 0.0100％,

Ca: 0.0005 내지 0.0200％,

Mg: 0.0005 내지 0.0200％,

REM: 0.0005 내지 0.1000％, 및

Bi: 0.0005 내지 0.020％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다.

본 발명에 관한 상기 양태에 의하면, 높은 강도를 갖고, 또한 우수한 연성의 등방성 및 구멍 확장성을 갖는 열간 압연 강판을 제공할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 화학 조성 및 금속 조직에 대하여, 이하에 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 본 실시 형태에 개시된 구성에만 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

이하에 「내지」를 사이에 두고 기재하는 수치 한정 범위에는, 하한값 및 상한값이 그 범위에 포함된다. 「미만」 또는 「초과」로 나타내는 수치에는, 그 값이 수치 범위에 포함되지 않는다. 이하의 설명에 있어서, 화학 조성에 관한 ％는 특별히 지정하지 않는 한 질량％이다.

화학 조성

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은, 화학 조성이, 질량％로, C: 0.100 내지 0.350％, Si: 0.010 내지 3.00％, Mn: 1.00 내지 4.00％, sol.Al: 0.001 내지 2.000％, Si+sol.Al: 1.00％ 이상, Ti: 0.010 내지 0.380％, P: 0.100％ 이하, S: 0.0300％ 이하, N: 0.1000％ 이하, O: 0.0100％ 이하, 그리고, 잔부: Fe 및 불순물을 포함한다.

이하, 각 원소에 대하여 상세하게 설명한다.

C: 0.100 내지 0.350％

C는, 원하는 강도를 얻기 위해 필요한 원소이다. C 함유량이 0.100％ 미만이면, 원하는 강도를 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, C 함유량은 0.100％ 이상으로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.120％ 이상, 0.150％ 이상이다.

한편, C 함유량이 0.350％ 초과이면, 변태 속도가 느려짐으로써 MA(프레시 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트의 혼합상)가 생성되기 쉬워져, 우수한 연성의 등방성 및 구멍 확장성을 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, C 함유량은 0.350％ 이하로 한다. C 함유량은 바람직하게는 0.330％ 이하, 0.310％ 이하이다.

Si: 0.010 내지 3.00％

Si는, 시멘타이트의 석출을 지연시키는 작용을 갖는다. 이 작용에 의해, 오스테나이트가 미변태로 잔류하는 양, 즉 잔류 오스테나이트의 면적률을 높일 수 있다. 또한, 경질상 중의 고용 C양을 많이 유지하는 것, 및 시멘타이트의 조대화를 방지함으로써 강도를 높일 수 있다. 또한 Si 자체도 고용 강화에 의해 열간 압연 강판의 강도를 높이는 효과가 있다. 또한, Si는 탈산에 의해 강을 건전화하는(강에 블로홀 등의 결함이 발생하는 것을 억제하는) 작용을 갖는다. Si 함유량이 0.010％ 미만이면, 상기 작용에 의한 효과를 얻을 수 없다. 따라서, Si 함유량은 0.010％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 0.50％ 이상, 1.00％ 이상, 1.20％ 이상, 1.50％ 이상이다.

한편, Si 함유량이 3.00％ 초과이면, 시멘타이트의 석출을 현저하게 지연시켜, 잔류 오스테나이트양이 과잉으로 되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 열간 압연 강판의 표면 성상 및 화성 처리성, 나아가 연성 및 용접성이 현저하게 열화됨과 함께, A₃ 변태점이 현저하게 상승한다. 이에 의해, 안정적으로 열간 압연을 행하는 것이 곤란해진다. 따라서, Si 함유량은 3.00％ 이하로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 2.70％ 이하, 2.50％ 이하이다.

Mn: 1.00 내지 4.00％

Mn은, 페라이트 변태를 억제하여 열간 압연 강판을 고강도화하는 작용을 갖는다. Mn 함유량이 1.00％ 미만이면, 원하는 강도를 얻을 수 없다. 따라서, Mn 함유량은 1.00％ 이상으로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.50％ 이상, 1.80％ 이상이다.

한편, Mn 함유량이 4.00％ 초과이면, 열간 압연 강판의 연성의 등방성 및 구멍 확장성이 열화된다. 따라서, Mn 함유량은 4.00％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 3.70％ 이하, 3.50％ 이하이다.

sol.Al: 0.001 내지 2.000％

sol.Al은, Si와 마찬가지로, 탈산에 의해 강을 건전화함과 함께, 오스테나이트로부터의 시멘타이트의 석출을 억제함으로써, 잔류 오스테나이트의 생성을 촉진하는 작용을 갖는다. sol.Al 함유량이 0.001％ 미만이면 상기 작용에 의한 효과를 얻을 수 없다. 따라서, sol.Al 함유량은, 0.001％ 이상으로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 0.010％ 이상이다.

한편, sol.Al 함유량이 2.000％ 초과이면, 상기 효과가 포화됨과 함께 경제적으로 바람직하지 않다. 또한, A₃ 변태점이 현저하게 상승하여, 안정적으로 열간 압연을 행하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, sol.Al 함유량은 2.000％ 이하로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 1.500％ 이하, 1.300％ 이하이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 sol.Al이란, 산 가용성 Al을 의미하고, 고용 상태로 강 중에 존재하는 고용 Al을 나타낸다.

Si+sol.Al: 1.00％ 이상

Si 및 sol.Al은, 모두 시멘타이트의 석출을 지연시키는 작용을 갖고, 이 작용에 의해, 오스테나이트가 미변태로 잔류하는 양, 즉 잔류 오스테나이트의 면적률을 높일 수 있다. Si 및 sol.Al의 함유량의 합계가 1.00％ 미만이면 상기 작용에 의한 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, Si 및 sol.Al의 함유량의 합계는 1.00％ 이상으로 한다. 바람직하게는 1.20％ 이상, 1.50％ 이상이다.

또한, 「Si+sol.Al」의 Si는 Si의 질량％로의 함유량을 나타내고, sol.Al은 sol.Al의 질량％로의 함유량을 나타낸다.

Ti: 0.010 내지 0.380％

Ti는, 열간 압연의 스탠드간에서의 오스테나이트의 재결정 및 입성장을 억제하기 위해 유효한 원소이다. 스탠드간에서의 오스테나이트의 재결정을 억제함으로써, 변형을 보다 축적시킬 수 있다. 그 결과, 열간 압연 강판의 집합 조직을 바람직하게 제어할 수 있다. Ti 함유량이 0.010％ 미만이면, 상기 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.010％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.050％ 이상, 0.070％ 이상 또는 0.080％ 이상이다.

한편, Ti 함유량이 0.380％ 초과이면, TiN을 기인으로 한 개재물이 생성되어, 열간 압연 강판의 인성이 열화된다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.380％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.320％ 이하 또는 0.300％ 이하이다.

P: 0.100％ 이하

P는, 일반적으로 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이지만, 고용 강화에 의해 열간 압연 강판의 강도를 높이는 작용을 갖는다. 따라서, P를 적극적으로 함유시켜도 된다. 그러나, P는 편석되기 쉬운 원소이며, P 함유량이 0.100％를 초과하면, 입계 편석에 기인하는 구멍 확장성 및 연성의 등방성의 열화가 현저해진다. 따라서, P 함유량은, 0.100％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.030％ 이하이다.

P 함유량의 하한은 특별히 규정할 필요는 없지만, 정련 비용의 관점에서, 0.001％로 하는 것이 바람직하다.

S: 0.0300％ 이하

S는, 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이며, 강 중에 황화물계 개재물을 형성하여 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성을 열화시킨다. S 함유량이 0.0300％를 초과하면, 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성이 현저하게 열화된다. 따라서, S 함유량은 0.0300％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.

S 함유량의 하한은 특별히 규정할 필요는 없지만, 정련 비용의 관점에서, 0.0001％로 하는 것이 바람직하다.

N: 0.1000％ 이하

N은, 불순물로서 강 중에 함유되는 원소이며, 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성을 열화시키는 작용을 갖는다. N 함유량이 0.1000％ 초과이면, 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성이 현저하게 열화된다. 따라서, N 함유량은 0.1000％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0800％ 이하, 0.0700％ 이하이다.

N 함유량의 하한은 특별히 규정할 필요는 없지만, 탄질화물의 석출을 촉진시키기 위해서는, N 함유량은 0.0010％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0020％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

O: 0.0100％ 이하

O는, 강 중에 많이 포함되면 파괴의 기점이 되는 조대한 산화물을 형성하여, 취성 파괴나 수소 유기 균열을 야기한다. 그 때문에, O 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. O 함유량은, 0.0080％ 이하, 0.0050％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

용강의 탈산 시에 미세한 산화물을 다수 분산시키기 위해, O 함유량은 0.0005％ 이상, 0.0010％ 이상으로 해도 된다.

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 화학 조성의 잔부는, Fe 및 불순물로 이루어진다. 본 실시 형태에 있어서, 불순물이란, 원료로서의 광석, 스크랩, 또는 제조 환경 등으로부터 혼입되는 원소나 의도적으로 미량 첨가되는 원소이며, 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에 악영향을 주지 않는 범위에서 허용되는 것을 의미한다.

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 화학 조성은, 상기 원소에 더하여, 이하의 원소를 임의 원소로서 함유해도 된다. 상기 임의 원소를 함유하지 않는 경우의 함유량의 하한은 0％이다. 이하, 각 임의 원소에 대하여 상세하게 설명한다.

Nb: 0.005 내지 0.100％ 및 V: 0.005 내지 0.500％

Nb 및 V는, 모두, Ti와 마찬가지로, 열간 압연의 스탠드간에서의 오스테나이트의 재결정 및 입성장을 억제하는 원소이다. 그 때문에, 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Nb 함유량을 0.005％ 이상으로 하거나, V 함유량을 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그러나, 이들 원소를 과잉으로 함유시켜도, 상기 작용에 의한 효과가 포화되어 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Nb 함유량은 0.100％ 이하로 하고, V 함유량은 0.500％ 이하로 한다.

Cu: 0.01 내지 2.00％, Cr: 0.01 내지 2.00％, Mo: 0.01 내지 1.00％, Ni: 0.02 내지 2.00％ 및 B: 0.0001 내지 0.0100％

Cu, Cr, Mo, Ni 및 B는, 모두, 열간 압연 강판의 ??칭성을 높이는 작용을 갖는다. 또한, Cr 및 Ni는 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 작용을 갖고, Cu 및 Mo는 강 중에 탄화물을 석출하여 열간 압연 강판의 강도를 높이는 작용을 갖는다. 또한, Ni는, Cu를 함유시키는 경우에 있어서는, Cu에 기인하는 슬래브의 입계 균열을 효과적으로 억제하는 작용을 갖는다. 따라서, 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다.

상술한 바와 같이 Cu는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용 및 저온에서 강 중에 탄화물로서 석출되어 열간 압연 강판의 강도를 높이는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Cu 함유량은 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그러나, Cu 함유량이 2.00％ 초과이면, 슬래브의 입계 균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서, Cu 함유량은 2.00％ 이하로 한다.

상술한 바와 같이 Cr은, 강판의 ??칭성을 높이는 작용 및 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Cr 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그러나, Cr 함유량이 2.00％ 초과이면, 열간 압연 강판의 화성 처리성이 현저하게 저하된다. 따라서, Cr 함유량은 2.00％ 이하로 한다.

상술한 바와 같이 Mo는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용 및 강 중에 탄화물을 석출하여 강도를 높이는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Mo 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그러나, Mo 함유량을 1.00％ 초과로 해도 상기 작용에 의한 효과는 포화되어 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Mo 함유량은 1.00％ 이하로 한다.

상술한 바와 같이 Ni는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용을 갖는다. 또한 Ni는, Cu를 함유시키는 경우에 있어서는, Cu에 기인하는 슬래브의 입계 균열을 효과적으로 억제하는 작용을 갖는다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Ni 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Ni는, 고가의 원소이기 때문에, 다량으로 함유시키는 것은 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Ni 함유량은 2.00％ 이하로 한다.

상술한 바와 같이 B는, 강판의 ??칭성을 높이는 작용을 갖는다. 이 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, B 함유량을 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

그러나, B 함유량이 0.0100％ 초과이면, 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성이 현저하게 열화되기 때문에, B 함유량은 0.0100％ 이하로 한다.

Ca: 0.0005 내지 0.0200％, Mg: 0.0005 내지 0.0200％, REM: 0.0005 내지 0.1000％ 및 Bi: 0.0005 내지 0.020％

Ca, Mg 및 REM은, 모두, 개재물의 형상을 바람직한 형상으로 제어함으로써, 열간 압연 강판의 성형성을 높이는 작용을 갖는다. 또한, Bi는, 응고 조직을 미세화함으로써, 열간 압연 강판의 성형성을 높이는 작용을 갖는다. 따라서, 이들 원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다. 상기 작용에 의한 효과를 보다 확실하게 얻기 위해서는, Ca, Mg, REM 및 Bi 중 어느 1종 이상을 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Ca 함유량 또는 Mg 함유량이 0.0200％를 초과하거나, 혹은 REM 함유량이 0.1000％를 초과하면, 강 중에 개재물이 과잉으로 생성되어, 오히려 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성을 열화시키는 경우가 있다. 또한, Bi 함유량을 0.020％ 초과로 해도, 상기 작용에 의한 효과는 포화되어 버려, 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Ca 함유량, Mg 함유량을 0.0200％ 이하, REM 함유량을 0.1000％ 이하, 그리고 Bi 함유량을 0.020％ 이하로 한다. Bi 함유량은, 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

여기서, REM은, Sc, Y 및 란타노이드로 이루어지는 합계 17원소를 가리키고, 상기 REM의 함유량은, 이들 원소의 합계 함유량을 가리킨다. 란타노이드의 경우, 공업적으로는 미슈 메탈의 형태로 첨가된다.

Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상: 합계로 0 내지 1.00％, 그리고, Sn: 0 내지 0.050％

Zr, Co, Zn 및 W에 대하여, 본 발명자들은, 이들 원소를 합계로 1.00％ 이하 함유시켜도, 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 효과는 손상되지 않는 것을 확인하였다. 그 때문에, Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상을 합계로 1.00％ 이하 함유시켜도 된다.

또한, 본 발명자들은, Sn을 소량 함유시켜도 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 효과는 손상되지 않는 것을 확인하였지만, 열간 압연 시에 흠이 발생하는 경우가 있기 때문에, Sn 함유량은 0.050％ 이하로 한다.

상술한 열간 압연 강판의 화학 조성은, 일반적인 분석 방법에 의해 측정하면 된다. 예를 들어, ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)를 사용하여 측정하면 된다. 또한, sol.Al은, 시료를 산으로 가열 분해한 후의 여액을 사용하여 ICP-AES에 의해 측정하면 된다. C 및 S는 연소-적외선 흡수법을 사용하고, N은 불활성 가스 융해-열전도도법을 사용하고, O는 불활성 가스 융해-비분산형 적외선 흡수법을 사용하여 측정하면 된다.

열간 압연 강판의 금속 조직

다음으로, 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 금속 조직에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판에서는, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 있어서의 금속 조직이, 면적％로, 잔류 오스테나이트: 10 내지 20％, 프레시 마르텐사이트: 10％ 이하, 및 베이나이트: 70 내지 90％로 이루어지고, 표면 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서, {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도가 2.0 내지 8.0이며, 상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서, {110}<112> 방위의 극밀도가 2.0 내지 4.0이다.

또한, 본 실시 형태에서는, 압연 방향에 평행인 판 두께 단면의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이 위치(표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역)에 있어서의, 잔류 오스테나이트, 프레시 마르텐사이트 및 베이나이트의 면적률을 규정한다. 그 이유는, 이 위치에 있어서의 금속 조직이, 열간 압연 강판의 대표적인 금속 조직을 나타내기 때문이다.

잔류 오스테나이트: 10 내지 20％

잔류 오스테나이트는, 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성을 향상시키는 조직이다. 잔류 오스테나이트의 면적률이 10％ 미만이면, 원하는 구멍 확장성 및 연성의 등방성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 잔류 오스테나이트의 면적률은 10％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 12％ 이상 또는 13％ 이상이다.

한편, 잔류 오스테나이트의 면적률이 20％ 초과이면, 원하는 강도를 얻을 수 없다. 그 때문에, 잔류 오스테나이트의 면적률은 20％ 이하로 한다. 바람직하게는, 18％ 이하, 17％ 이하이다.

프레시 마르텐사이트: 10％ 이하

프레시 마르텐사이트는 경질의 조직이기 때문에, 열간 압연 강판의 강도의 향상에 기여한다. 그러나, 프레시 마르텐사이트는 구멍 확장성 및 연성의 등방성에 부족한 조직이기도 하다. 프레시 마르텐사이트의 면적률이 10％ 초과이면, 원하는 구멍 확장성 및 연성의 등방성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 프레시 마르텐사이트의 면적률은 10％ 이하로 한다. 바람직하게는, 8％ 이하, 6％ 이하, 4％ 이하 또는 2％ 이하이다. 프레시 마르텐사이트의 면적률은 0％여도 된다.

베이나이트: 70 내지 90％

베이나이트는, 열간 압연 강판의 강도 및 연성의 등방성을 향상시키는 조직이다. 베이나이트의 면적률이 70％ 미만이면, 원하는 강도를 얻을 수 없다. 그 때문에, 베이나이트의 면적률은 70％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 73％ 이상, 75％ 이상 또는 77％ 이상이다.

한편, 베이나이트의 면적률이 90％ 초과이면, 강도가 너무 높아져, 원하는 구멍 확장성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 베이나이트의 면적률은 90％ 이하로 한다. 바람직하게는, 90％ 미만, 88％ 이하 또는 85％ 이하이다.

상술한 각 조직 중, 잔류 오스테나이트 이외의 조직의 면적률은, 이하의 방법에 의해 측정한다.

열간 압연 강판으로부터, 압연 방향에 평행인 판 두께 단면의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이(표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역)에 있어서의 금속 조직을 관찰할 수 있도록 시험편을 채취한다. 다음으로, 판 두께 단면을 연마한 후, 연마면을 나이탈 부식하고, 광학 현미경 및 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 30㎛×30㎛의 영역을 조직 관찰한다. 관찰 영역은 적어도 3영역으로 한다. 이 조직 관찰에 의해 얻어진 조직 사진에 대하여 화상 해석을 행함으로써, 베이나이트의 면적률을 얻는다. 그 후, 마찬가지의 관찰 위치에 대해, 레페라 부식을 한 후, 광학 현미경 및 주사형 전자 현미경을 사용하여 조직 관찰을 행하고, 얻어진 조직 사진에 대하여 화상 해석을 행함으로써, 프레시 마르텐사이트의 면적률을 얻는다.

상술한 조직 관찰에 있어서, 각 조직은, 이하의 방법에 의해 동정한다.

프레시 마르텐사이트는 전위 밀도가 높고, 또한 입자 내에 블록이나 패킷과 같은 하부 조직을 갖는 조직이므로, 주사형 전자 현미경을 사용한 전자 채널링 콘트라스트상에 의하면, 다른 금속 조직과 구별하는 것이 가능하다.

라스상의 결정립의 집합이며, 조직의 내부에 긴 직경 20㎚ 이상의 Fe계 탄화물을 포함하지 않는 조직 중 프레시 마르텐사이트가 아닌 조직, 또는, 조직의 내부에 긴 직경 20㎚ 이상의 Fe계 탄화물을 포함하고, 그 Fe계 탄화물이 단일의 베어리언트를 갖는, 즉, 동일한 방향으로 신장한 Fe계 탄화물인 조직을 베이나이트로 간주한다. 여기서, 동일 방향으로 신장한 Fe계 탄화물이란, Fe계 탄화물의 신장 방향의 차이가 5° 이내인 것을 말한다.

잔류 오스테나이트의 면적률은 이하의 방법에 의해 측정한다.

본 실시 형태에서는, 잔류 오스테나이트의 면적률은 X선 회절에 의해 측정한다. 먼저, 열간 압연 강판의 압연 방향에 평행인 판 두께 단면의, 표면으로부터 판 두께의 1/4 깊이(표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역)에 있어서, Co-Kα선을 사용하여, α(110), α(200), α(211), γ(111), γ(200), γ(220)의 합계 6피크의 적분 강도를 구하고, 강도 평균법을 사용하여 잔류 오스테나이트의 체적률을 산출한다. 이 잔류 오스테나이트의 체적률을 잔류 오스테나이트의 면적률로 간주한다.

표면 내지 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서의 {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도: 2.0 내지 8.0

표면 내지 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역(이하, 표층 영역으로 기재하는 경우가 있음)의 집합 조직에 있어서의 {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도가 2.0 미만이면, 열간 압연 강판의 연성의 등방성 및 구멍 확장성이 열화된다. 그 때문에, 표층 영역의 집합 조직에 있어서의 {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도는 2.0 이상으로 한다. 바람직하게는 2.2 이상, 2.5 이상 또는 2.7 이상이다.

표층 영역의 집합 조직에 있어서의 {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도가 8.0 초과이면, 열간 압연 강판의 연성의 등방성 및 구멍 확장성이 열화된다. 그 때문에, 표층 영역의 집합 조직에 있어서의 {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도는 8.0 이하로 한다. 바람직하게는, 7.5 이하 또는 7.0 이하이다.

표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서의 {110}<112> 방위의 극밀도: 2.0 내지 4.0

표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역(이하, 내부 영역으로 기재하는 경우가 있음)의 집합 조직에 있어서의 {110}<112> 방위의 극밀도가 4.0 초과이면, 열간 압연 강판의 연성의 등방성 및 구멍 확장성이 열화된다. 그 때문에, 내부 영역의 집합 조직에 있어서의 {110}<112> 방위의 극밀도는 4.0 이하로 한다. 바람직하게는 3.6 이하, 3.2 이하 또는 3.0 이하이다.

내부 영역의 집합 조직에 있어서의 {110}<112> 방위의 극밀도는, 강도 열화를 억제하는 관점에서 2.0 이상으로 한다. 바람직하게는 2.3 이상 또는 2.5 이상이다.

극밀도는, 주사 전자 현미경과 EBSD 해석 장치를 조합한 장치 및 AMETEK사제의 OIM Analysis(등록 상표)를 사용한다. EBSD(Electron Back Scattering Diffraction)법으로 측정한 방위 데이터와 구면 조화 함수를 사용하여 계산하여 산출한, 3차원 집합 조직을 표시하는 결정 방위 분포 함수(ODF: Orientation Distribution Function)로부터, 표층 영역의 집합 조직에 있어서의 {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도, 그리고, 내부 영역의 집합 조직에 있어서의 {110}<112>의 극밀도를 구한다.

또한, 측정 범위는, 표층 영역에 대해서는, 표면 내지 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역으로 하고, 내부 영역에 대해서는, 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역으로 한다. 측정 피치는 5㎛/step로 한다.

{hkl}은 압연면에 평행인 결정면, <uvw>는 압연 방향에 평행인 결정 방향을 나타낸다. 즉, {hkl}<uvw>란 판면 법선 방향으로 {hkl}, 압연 방향으로 <uvw>가 향하고 있는 결정을 나타낸다.

또한, 열간 압연 강판의 압연 방향은 이하의 방법으로 판별할 수 있다.

먼저, 열간 압연 강판의 판 두께 단면을 관찰할 수 있도록 시험편을 채취한다. 채취한 시험편의 판 두께 단면을 경면 연마로 마무리한 후, 광학 현미경을 사용하여 관찰한다. 관찰 범위는 판 두께의 전체 두께로 하고, 휘도가 어두운 영역을 개재물로 판정한다. 개재물 중 장축의 길이가 40㎛ 이상인 개재물에 있어서, 개재물이 신전되어 있는 방향과 평행인 방향을 압연 방향으로 판별한다.

기계 특성

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은, 인장(최대) 강도가 980㎫ 이상이다. 인장 강도를 980㎫ 이상으로 함으로써, 차체 경량화에 보다 기여할 수 있다. 보다 바람직하게는, 인장 강도는 1180㎫ 이상이다. 상한은 특별히 한정할 필요는 없지만, 1470㎫, 1300㎫ 이하 또는 1200㎫ 이하로 해도 된다.

연성의 등방성의 지표인, C 방향의 전연신율과 L 방향의 전연신율의 차((L 방향의 전연신율-C 방향의 전연신율)/C 방향의 전연신율)는 ±3.0％ 이하인 것이 바람직하다.

구멍 확장성의 지표인 구멍 확장률은, 40％ 이상인 것이 바람직하다.

인장 강도 TS 및 전연신율 EL은, JIS Z 2241:2011의 5호 시험편을 사용하여, JIS Z 2241:2011에 준거하여 측정한다. 인장 시험편의 채취 위치는, 판 폭 방향의 단부로부터 1/4 부분으로 하고, 압연 방향에 직각인 방향(C 방향)을 긴 변 방향으로 하면 된다. 또한, 전연신율 EL에 대해서는, 압연 방향에 평행인 방향(L 방향)을 긴 변 방향으로 한 인장 시험편에 대해서도 인장 시험을 행함으로써, L 방향의 전연신율을 측정한다.

구멍 확장률 λ는, JIS Z 2241:2011의 5호 시험편을 사용하여, JIS Z 2256:2010에 준거하여 측정한다. 구멍 확장 시험편의 채취 위치는, 열간 압연 강판의 판 폭 방향의 단부로부터 1/4 부분으로 하면 된다.

판 두께

본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 판 두께는 특별히 한정되지는 않지만, 1.2 내지 8.0㎜로 해도 된다. 열간 압연 강판의 판 두께를 1.2㎜ 이상으로 함으로써, 압연 완료 온도의 확보가 용이해짐과 함께 압연 하중을 저감할 수 있어, 열간 압연을 용이하게 행할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 판 두께는 1.2㎜ 이상으로 해도 된다. 바람직하게는 1.4㎜ 이상이다. 또한, 판 두께를 8.0㎜ 이하로 함으로써, 집합 조직의 제어가 곤란해져, 상술한 집합 조직을 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 따라서, 판 두께는 8.0㎜ 이하로 해도 된다. 바람직하게는 6.0㎜ 이하이다.

도금층

상술한 화학 조성 및 금속 조직을 갖는 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판은, 표면에 내식성의 향상 등을 목적으로 하여 도금층을 구비시켜 표면 처리 강판으로 해도 된다. 도금층은 전기 도금층이어도 되고 용융 도금층이어도 된다. 전기 도금층으로서는, 전기 아연 도금, 전기 Zn-Ni 합금 도금 등이 예시된다. 용융 도금층으로서는, 용융 아연 도금, 합금화 용융 아연 도금, 용융 알루미늄 도금, 용융 Zn-Al 합금 도금, 용융 Zn-Al-Mg 합금 도금, 용융 Zn-Al-Mg-Si 합금 도금 등이 예시된다. 도금 부착량은 특별히 제한되지는 않고, 종래와 마찬가지로 해도 된다. 또한, 도금 후에 적당한 화성 처리(예를 들어, 실리케이트계의 무크롬 화성 처리액의 도포와 건조)를 실시하여, 내식성을 더욱 높이는 것도 가능하다.

다음으로, 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 적합한 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판의 적합한 제조 방법은, 하기 (a) 내지 (d)의 공정을 포함한다. 또한, 하기 설명에 있어서의 온도는 특별히 지정이 없는 한 강판의 표면 온도를 말한다.

(a) 상술한 화학 조성을 갖는 슬래브를 1100℃ 이상, 1350℃ 미만의 온도역으로 가열하는, 가열 공정.

(b) 가열 후의 슬래브를, 복수의 스탠드를 갖는 압연기를 사용하여 마무리 압연하는 마무리 압연 공정이며, 하기 조건 (I) 내지 (V)를 만족시킨다.

(I) 마무리 압연 개시 온도를 850℃ 이상으로 한다.

(II) 복수의 스탠드 중 마지막 4개의 각 스탠드에 있어서, 하기 식 (1)에 의해 나타내어지는 σ가 40 내지 80이 되도록 압연한다.

σ=exp(0.753+3000/T)×ε⁰ ^.21×ε'^0.13 … (1)

여기서, T는 각 스탠드에 들어가기 직전의 온도(℃)이며, ε은 상당 소성 변형이며, ε'는 변형 속도이다.

(III) 마지막 4개의 각 스탠드간의 패스간 시간을 0.1 내지 10.0초로 한다.

(IV) 마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율을 60％ 이상으로 한다.

(V) 마무리 압연 완료 온도를 850 내지 1000℃로 한다.

(c) 마무리 압연 완료 후에 2.0 내지 4.0초간 공랭하고, 그 후, 450 내지 550℃의 온도역까지의 평균 냉각 속도가 100℃/s 이상이 되도록 냉각하는, 냉각 공정.

(d) 냉각 후, 권취를 행하는, 권취 공정.

이하, 각 공정에 대하여 설명한다.

(a) 가열 공정

가열 공정에서는, 상술한 화학 조성을 갖는 슬래브를 1100℃ 이상, 1350℃ 미만의 온도역으로 가열하는 것이 바람직하다. 슬래브의 제조 방법은, 특별히 한정할 필요는 없고, 상기한 화학 조성을 갖는 용강을, 전로 등에서 용제하고, 연속 주조 등의 주조 방법으로 슬래브로 하는, 상용의 방법을 적용할 수 있다. 또한, 조괴-분괴 방법을 사용해도 된다.

슬래브에서는, Ti 등의 탄질화물 형성 원소의 대부분이, 슬래브 중에 불균일한 분포로, 조대한 탄질화물로서 존재하고 있다. 불균일한 분포로 존재하는 조대한 석출물(탄질화물)은, 열간 압연 강판의 여러 특성(예를 들어, 인장 강도, 연성, 구멍 확장성 등)을 열화시킨다. 그 때문에, 열간 압연 전의 슬래브를 원하는 온도역에서 가열하여, 조대한 석출물을 고용시킨다. 이 조대한 석출물을 열간 압연 전에 충분히 고용시키기 위해서는, 슬래브의 가열 온도를 1100℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 단, 슬래브의 가열 온도가 너무 높아지면, 표면 흠의 발생이나, 스케일 오프에 의한 수율 저하를 야기한다. 그 때문에, 강 소재의 가열 온도는 1350℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

슬래브를 1100℃ 이상, 1350℃ 미만의 온도역으로 가열하여 소정 시간 유지하지만, 유지 시간이 4800초를 초과하면, 스케일 발생량이 증대된다. 그 결과, 계속되는 마무리 압연 공정에 있어서 스케일 혼입 등이 발생하기 쉬워져, 열간 압연 강판의 표면 품질이 열화되는 경우가 있다. 따라서, 1100℃ 이상, 1350℃ 미만의 온도역에 있어서의 유지 시간은, 4800초 이하로 하는 것이 바람직하다.

조압연 공정

가열 공정과 마무리 압연 공정 사이에서, 슬래브에 대하여 조압연을 행해도 된다. 조압연은, 원하는 시트 바 치수를 얻을 수 있으면 되고, 그 조건은 특별히 한정되지는 않는다.

(b) 마무리 압연 공정

마무리 압연 공정에서는, 가열 후의 슬래브를, 복수의 스탠드를 갖는 압연기를 사용하여 마무리 압연한다. 이때, 이하에 설명하는 조건 (I) 내지 (V)를 만족시키는 것이 바람직하다.

또한, 마무리 압연 전, 혹은 마무리 압연의 압연 스탠드간의 압연 도중에, 디스케일링을 행하는 것이 바람직하다.

(I) 마무리 압연 개시 온도: 850℃ 이상

마무리 압연 개시 온도(마무리 압연의 최초의 패스의 입측 온도)는 850℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 개시 온도가 850℃ 미만이면, 복수의 압연 스탠드의 일부(특히 전반의 스탠드)에 있어서의 압연이 페라이트+오스테나이트의 2상역 온도에서 행해지게 된다. 그 결과, 마무리 압연 후에 가공 조직이 잔존하여, 열간 압연 강판의 강도 및 연성이 열화되는 경우가 있다. 따라서, 마무리 압연 개시 온도는 850℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 마무리 압연 개시 온도는, 오스테나이트의 조대화를 억제하기 위해, 1100℃ 이하로 해도 된다.

(II) 마지막 4개의 각 스탠드에 있어서, 하기 식 (1)에 의해 나타내어지는 σ: 40 내지 80

σ=exp(0.753+3000/T)·ε⁰ ^.21·ε'^0.13 … (1)

여기서, T는 각 스탠드에 들어가기 직전의 온도(℃)(즉 입측 온도)이며, ε은 상당 소성 변형이며, ε'는 변형 속도이다.

마지막 4개의 각 스탠드에 있어서 σ가 40 내지 80인 것은, 마지막으로부터 4번째의 스탠드의 σ와, 마지막으로부터 3번째의 스탠드의 σ와, 마지막으로부터 2번째의 스탠드의 σ와, 최종 스탠드의 σ가 모두 40 내지 80이라고 환언할 수 있다.

σ가 40 미만인 스탠드가 1개라도 있으면, 마지막 4개의 각 스탠드에 있어서 표층 영역의 집합 조직의 발달에 필요한 변형이 적합하게 부여되지 않는 경우가 있다. 그 결과, 표면 내지 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서, {001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도를 바람직하게 제어할 수 없는 경우가 있다. 또한, 내부 영역의 집합 조직을 바람직하게 제어할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 마지막 4개의 각 스탠드에 있어서의 σ는 40 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, σ가 80 초과인 스탠드가 1개라도 있으면, 상기 집합 조직이 발달하지 않아, 동적 재결정이 발현함으로써 조직이 랜덤화되어 버리는 경우가 있다. 그 결과, 열간 압연 강판의 연성의 등방성 및 구멍 확장성이 열화되는 경우가 있다. 그 때문에, 마지막 4개의 각 스탠드에 있어서의 σ는 80 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상당 소성 변형인 ε은, 입측 판 두께를 h로 하고, 출측 판 두께를 H로 하였을 때, ε=(2/√3)×(h/H)에 의해 구할 수 있다. 또한, 변형 속도인 ε'는 압연 시간을 t(s)로 하였을 때, ε'=ε/t에 의해 구할 수 있다.

또한, 압연 시간 t는, 강판과 압연롤이 접촉하여, 강판에 변형이 가해지는 시간을 말한다.

(III) 마지막 4개의 각 스탠드간의 패스간 시간: 0.1 내지 10.0초

마지막 4개의 각 스탠드간에 있어서, 패스간 시간이 10.0초를 초과하는 패스간이 1개라도 있으면, 패스간에서의 회복 및 재결정이 진행되어 버린다. 그 결과, 변형의 누적이 곤란해져, 표층 영역 및 내부 영역에 있어서 원하는 집합 조직을 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 마지막 4개의 각 스탠드간의 패스간 시간은 10.0초 이하로 하는 것이 바람직하다.

마지막 4개의 각 스탠드간의 패스간 시간은 짧은 쪽이 바람직하지만, 패스간 시간의 단축에는, 각 스탠드의 설치 공간이나 압연 속도의 점에서 제약이 있기 때문에, 0.1초 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 마지막 4개의 각 스탠드간의 패스간 시간이 0.1 내지 10.0초인 것은, 마지막으로부터 4번째의 스탠드와 마지막으로부터 3번째의 스탠드 사이의 패스간 시간, 마지막으로부터 3번째의 스탠드와 마지막으로부터 2번째의 스탠드 사이의 패스간 시간, 마지막으로부터 2번째의 스탠드와 최종 스탠드 사이의 패스간 시간이 모두 0.1 내지 10.0초라고 환언할 수 있다.

(IV) 마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율: 60％ 이상

마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율이 60％ 미만이면, 미재결정 오스테나이트 중에 도입되는 전위 밀도가 작아지는 경우가 있다. 미재결정 오스테나이트 중에 도입되는 전위 밀도가 작아지면, 원하는 집합 조직을 얻는 것이 곤란해져, 열간 압연 강판의 구멍 확장성 및 연성의 등방성이 열화되는 경우가 있다. 그 때문에, 마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율은 60％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율이 97％를 초과하면, 열간 압연 강판의 형상이 열화되는 경우가 있다. 그 때문에, 마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율은 97％ 이하로 해도 된다.

또한, 마지막 4개의 스탠드의 누적 압하율이란, 마지막으로부터 4번째의 스탠드의 입구 판 두께 t0으로 하고, 최종 스탠드의 출구 판 두께 t1로 하였을 때, {1-(t1/t0)}×100(％)으로 나타낼 수 있다.

(V) 마무리 압연 완료 온도 850 내지 1000℃

마무리 압연 종료 온도(최종 스탠드의 출측 온도)가 850℃ 미만이면, 압연이 페라이트+오스테나이트의 2상역 온도에서 행해지게 된다. 이에 의해, 압연 후에 가공 조직이 잔존하여 열간 압연 강판의 강도 및 연성의 등방성이 열화되는 경우가 있다. 그 때문에, 마무리 압연 완료 온도는 850℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 관한 화학 조성을 갖는 슬래브에 있어서는, 미재결정 오스테나이트 영역은 대략 1000℃ 이하의 온도역이다. 따라서, 마무리 압연 완료 온도가 1000℃를 초과하면, 오스테나이트 입자가 성장하여, 냉각 후에 얻어지는 열간 압연 강판의 마르텐사이트의 입자 길이가 커진다. 그 결과, 원하는 집합 조직을 얻는 것이 곤란해져, 열간 압연 강판의 강도 및 연성의 등방성이 열화되는 경우가 있다. 그 때문에, 마무리 압연 완료 온도는 1000℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

(c) 냉각 공정

냉각 공정에서는, 마무리 압연 완료 후에 2.0 내지 4.0초간 공랭하고, 그 후, 550 내지 450℃의 온도역까지의 평균 냉각 속도가 100℃/s 이상이 되도록 냉각하는 것이 바람직하다.

공랭 시간: 2.0 내지 4.0초간

마무리 압연 완료 후에는 2.0 내지 4.0초간 공랭을 행하는 것이 바람직하다. 공랭을 행하는 시간이 2.0초 미만 또는 4.0초 초과이면, 원하는 양의 베이나이트를 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 공랭은 2.0 내지 4.0초간 행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 있어서 공랭이란, 평균 냉각 속도가 10℃/s 미만인 냉각을 말한다.

본 실시 형태에서는, 마무리 압연 설비의 후단에 냉각 설비를 설치하고, 이 냉각 설비에 대하여 마무리 압연 후의 강판을 통과시키면서, 상기 공랭 후에 냉각을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 냉각에는 상기 공랭은 포함되지 않는다.

냉각 설비는, 100℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 강판을 냉각할 수 있는 설비로 하는 것이 바람직하다. 그와 같은 냉각 설비로서 예를 들어, 냉각 매체로서 물을 사용한 수랭 설비를 예시할 수 있다.

냉각 공정에서의 평균 냉각 속도는, 냉각 개시 시로부터 냉각 종료 시까지의 강판의 온도 강하 폭을, 냉각 개시 시로부터 냉각 종료 시까지의 소요 시간으로 제산한 값으로 한다. 냉각 개시 시란, 냉각 설비로의 강판의 도입 시로 하고, 냉각 종료 시란, 냉각 설비로부터의 강판의 도출 시로 한다.

또한, 냉각 설비에는, 도중에 공랭 구간이 없는 설비나, 도중에 1 이상의 공랭 구간을 갖는 설비가 있다. 본 실시 형태에서는, 어느 냉각 설비를 사용해도 된다. 공랭 구간을 갖는 냉각 설비를 사용하는 경우라도, 냉각 개시로부터 냉각 종료까지의 평균 냉각 속도가 100℃/s 이상이면 된다.

공랭 종료 온도로부터, 450 내지 550℃의 온도역까지의 평균 냉각 속도: 100℃/s 이상

공랭 종료 온도로부터, 450 내지 550℃의 온도역까지의 평균 냉각 속도가 100℃/s 미만이면, 페라이트가 형성되기 쉬워져, 원하는 양의 베이나이트를 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 공랭 종료 온도로부터, 450 내지 550℃의 온도역까지의 평균 냉각 속도는 100℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(d) 권취 공정

권취 공정에서는, 450 내지 550℃의 온도역까지 냉각된 강판을 코일상으로 권취하는 것이 바람직하다. 냉각 후에 바로 강판의 권취가 행해지기 때문에, 권취 온도는 냉각 정지 온도와 거의 동일하다. 권취 온도가 450℃ 미만이면, 원하는 양의 베이나이트를 얻을 수 없어, 구멍 확장성 및 연성의 등방성이 열화되는 경우가 있다. 또한, 권취 온도가 550℃ 초과이면, 페라이트 및 펄라이트가 다량으로 생성되어, 원하는 강도를 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 권취 온도는 450 내지 550℃의 온도역으로 하는 것이 바람직하다.

권취 후에는 공랭하면 된다. 또한, 권취 후, 상법에 따라, 열간 압연 강판에는 조질 압연을 실시해도 되고, 또한 산세를 실시하여 표면에 형성된 스케일을 제거해도 된다. 혹은 또한, 알루미늄 도금, 알루미늄-아연 도금, 알루미늄-규소 도금, 용융 아연 도금, 전기 아연 도금, 합금화 용융 아연 도금 등의 도금 처리나, 화성 처리를 실시해도 된다.

이상 설명한 적합한 제조 방법에 의해, 본 실시 형태에 관한 열간 압연 강판을 안정적으로 제조할 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은, 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.

표 1에 나타내는 화학 조성의 용강을 전로에서 용제하고, 연속 주조법에 의해 슬래브를 얻었다. 다음으로, 이들 슬래브를, 표 2A 및 표 2B에 나타내는 조건에서 가열하여, 조압연을 행한 후, 표 2A 및 표 2B에 나타내는 조건에서 마무리 압연을 행하였다. 마무리 압연 시 완료 후, 표 3A 및 표 3B에 나타내는 조건에서 냉각하여, 권취함으로써, 표 3A 및 표 3B에 나타내는 판 두께의 열간 압연 강판을 얻었다.

또한, 가열 공정에 있어서, 표 2A 및 표 2B에 기재된 가열 온도에 있어서의 유지 시간은 4800초 이하로 하였다.

또한, 마무리 압연 후의 냉각(공랭을 제외함)은 수랭에 의한 것으로 하고, 도중에 공랭 구간을 갖지 않는 수랭 설비에 강판을 통과시킴으로써 행하였다. 표 3A 및 표 3B 중의 평균 냉각 속도는, 수랭 설비 도입 시로부터 수랭 설비 도출 시에 이르기까지의 강판의 온도 강하 폭을, 수랭 설비에 대한 강판의 소요 통과 시간으로 제산한 값이다.

얻어진 열간 압연 강판으로부터 시험편을 채취하고, 상술한 방법에 의해, 각 조직의 면적률, 집합 조직의 극밀도, 인장 강도, C 방향 및 L 방향의 전연신율, 그리고, 구멍 확장률을 측정하였다.

얻어진 결과를 표 4A 및 표 4B에 나타낸다.

얻어진 인장 강도가 980㎫ 이상인 경우, 높은 강도를 갖는 것으로 하여 합격으로 판정하였다. 한편, 얻어진 인장 강도가 980㎫ 미만인 경우, 높은 강도를 갖지 않는 것으로 하여 불합격으로 판정하였다.

얻어진 C 방향의 전연신율과 L 방향의 전연신율의 차가 ±3.0％ 이하인 경우, 우수한 연성의 등방성을 갖는 것으로 하여 합격으로 판정하였다. 한편, C 방향의 전연신율과 L 방향의 전연신율의 차가 ±3.0％ 초과인 경우, 우수한 연성의 등방성을 갖지 않는 것으로 하여 불합격으로 판정하였다.

얻어진 구멍 확장률이 40％ 이상인 경우, 우수한 구멍 확장성을 갖는 것으로 하여 합격으로 판정하였다. 한편, 구멍 확장률이 40％ 미만인 경우, 우수한 구멍 확장성을 갖지 않는 것으로 하여 불합격으로 판정하였다.

[표 1]

[표 2A]

[표 2B]

[표 3A]

[표 3B]

[표 4A]

[표 4B]

표 4A 및 표 4B로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명예에 있어서, 높은 강도를 갖고, 또한 우수한 연성의 등방성 및 구멍 확장성을 갖는 열간 압연 강판이 얻어졌다.

한편, 화학 조성 및/또는 금속 조직이 본 발명에서 규정하는 범위 내가 아닌 비교예는, 상기 특성 중 어느 1개 이상이 떨어졌다.

Claims

화학 조성이, 질량％로,
C: 0.100 내지 0.350％,
Si: 0.010 내지 3.00％,
Mn: 1.00 내지 4.00％,
sol.Al: 0.001 내지 2.000％,
Si+sol.Al: 1.00％ 이상,
Ti: 0.010 내지 0.380％,
P: 0.100％ 이하,
S: 0.0300％ 이하,
N: 0.1000％ 이하,
O: 0.0100％ 이하,
Nb: 0 내지 0.100％,
V: 0 내지 0.500％,
Cu: 0 내지 2.00％,
Cr: 0 내지 2.00％,
Mo: 0 내지 1.00％,
Ni: 0 내지 2.00％,
B: 0 내지 0.0100％,
Ca: 0 내지 0.0200％,
Mg: 0 내지 0.0200％,
REM: 0 내지 0.1000％,
Bi: 0 내지 0.020％,
Zr, Co, Zn 및 W 중 1종 또는 2종 이상: 합계로 0 내지 1.00％, 그리고
Sn: 0 내지 0.050％를 함유하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 3/8 깊이의 영역에 있어서의 금속 조직이, 면적％로,
잔류 오스테나이트: 10 내지 20％,
프레시 마르텐사이트: 10％ 이하, 및
베이나이트: 70 내지 90％로 이루어지고,
상기 표면 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서,
{001}<110>, {111}<110> 및 {112}<110> 방위군의 극밀도가 2.0 내지 8.0이며,
상기 표면으로부터 판 두께의 1/8 깊이 내지 상기 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 영역의 집합 조직에 있어서,
{110}<112> 방위의 극밀도가 2.0 내지 4.0이며,
인장 강도가 980㎫ 이상인 것을 특징으로 하는 열간 압연 강판.
제1항에 있어서,
상기 화학 조성이, 질량％로,
Nb: 0.005 내지 0.100％,
V: 0.005 내지 0.500％,
Cu: 0.01 내지 2.00％,
Cr: 0.01 내지 2.00％,
Mo: 0.01 내지 1.00％,
Ni: 0.02 내지 2.00％,
B: 0.0001 내지 0.0100％,
Ca: 0.0005 내지 0.0200％,
Mg: 0.0005 내지 0.0200％,
REM: 0.0005 내지 0.1000％, 및
Bi: 0.0005 내지 0.020％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 열간 압연 강판.