KR101990717B1

KR101990717B1 - 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101990717B1
Application number: KR1020177021893A
Authority: KR
Inventors: 히로시 하세가와; 요시마사 후나카와
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2019-06-18
Also published as: MX2017010340A; US10494689B2; JPWO2016129214A1; CN107208236B; EP3257962A1; EP3257962B1; CN107208236A; WO2016129214A1; EP3257962A4; JP6057027B1; US20180023154A1; KR20170103881A

Abstract

질량％ 로, C : 0.07 ∼ 0.25 ％, Si : 0.01 ∼ 3.00 ％, Mn : 1.5 ∼ 4.0 ％, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 1.50 ％, N : 0.001 ∼ 0.008 ％, Ti : 0.003 ∼ 0.200 ％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％ 를 함유하고, 또한 Ti ＞ 4N 을 만족하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판 두께 방향에 있어서 지철 강판 표면으로부터 1/4 위치 단면에 있어서의 면적률로, 페라이트상이 70 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 베이나이트상과 템퍼드 베이나이트상의 합계가 20 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 템퍼드 마텐자이트상이 25 ％ 이상, 잔류 오스테나이트상이 3 ％ 미만 (0 ％ 를 포함한다) 이고, 상기 템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경이 20 ㎛ 이하, 상기 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차가 표준 편차로 20 이하, 상기 템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도가 3 × 10⁶ 개/㎟ 이하인 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법.

Description

고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법{HIGH-STRENGTH GALVANIZED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

지구 환경 보전의 관점에서, CO₂ 배출량을 삭감하기 위하여, 자동차 차체의 강도를 유지하면서, 그 경량화를 도모하고, 자동차의 연비를 개선하는 것이 자동차 업계에 있어서는 항상 중요한 과제가 되어 있다. 자동차 차체의 강도를 유지하면서 그 경량화를 도모하기 위해서는, 자동차 부품용 소재가 되는 강판의 고강도화에 의해 강판을 박육화하는 것이 유효하다. 한편, 강판을 소재로 하는 자동차 부품의 대부분은 프레스 가공이나 버링 가공 등에 의해 성형된다. 이 때문에, 자동차 부품용 소재로서 사용되는 고강도 용융 아연 도금 강판에는 원하는 강도를 갖는 것에 더하여, 우수한 성형성이 요구된다.

최근, 자동차 차체의 골격용 소재로서 고강도 용융 아연 도금 강판의 적용이 확대되고 있다. 고강도 용융 아연 도금 강판의 성형에 있어서는 굽힘 주체의 가공이 실시되는 경우가 많아, 우수한 굽힘 가공성이 필요시되고 있다. 또, 굽힘 주체의 가공과 신장 플랜지 성형의 조합에 의해 자동차 부품으로의 적용성이 다대하게 향상되기 때문에, 굽힘 가공성과 신장 플랜지성을 양립한 재료가 요구되고 있다. 이와 같은 배경 안에서, 굽힘 가공성이나 신장 플랜지성이 우수한 여러 가지 고강도 용융 아연 도금 강판이 개발되고 있다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에서는 균열이라는 관점에서 굽힘 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판에 관한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 3 에서는 신장 플랜지성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판에 관한 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2012-12703호 일본 공개특허공보 2010-70843호 일본 공개특허공보 2007-119842호

그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재된 기술은 모두 균열이라는 관점에 있어서의 굽힘 가공성을 단순히 향상시켰을 뿐으로, 성형 후의 형상이나 주름등의 외관 등이 고려되어 있지 않다. 고강도 용융 아연 도금 강판의 굽힘 가공에 있어서는 합금 원소의 편석 등에서 기인하여 굽힘 능선에 줄무늬상의 기복이 나타나, 도장성이나 외관 등이 저해된다는 문제가 있다. 이와 같은 문제는 특히 합금 원소 함유량이 많은 고강도 용융 아연 도금 강판에 많이 확인된다. 특허문헌 3 에 기재된 기술은 굽힘 가공성과 신장 플랜지성의 양립은 도모되어 있지 않아, 개선의 여지가 있다.

본 발명은 이상의 사정을 감안하여 완성한 것이다. 신장 플랜지성 및 굽힘 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 본 발명이 해결해야 하는 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기한 과제를 달성하기 위해, 강판의 성분 조성, 조직 및 제조 방법 등 많은 관점에서 예의 연구를 거듭한 결과, 이하를 알아내었다.

C 량을 0.07 ∼ 0.25 질량％ 로 하고, 그 밖의 합금 원소를 적정히 조정한 다음, 템퍼드 마텐자이트상과 베이나이트상의 면적률, 템퍼드 마텐자이트상의 경도 등을 적절히 조합함으로써, 고강도이고 또한 우수한 신장 플랜지성 및 굽힘 가공성을 달성할 수 있다. 본 발명은, 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.

[1] 질량％ 로, C : 0.07 ∼ 0.25 ％, Si : 0.01 ∼ 3.00 ％, Mn : 1.5 ∼ 4.0 ％, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 1.50 ％, N : 0.001 ∼ 0.008 ％, Ti : 0.003 ∼ 0.200 ％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％ 를 함유하고, 또한 Ti ＞ 4N 을 만족하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판 두께 방향에 있어서 지철 강판 표면으로부터 1/4 위치 단면에 있어서의 면적률로, 페라이트상이 70 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 베이나이트상과 템퍼드 베이나이트상의 합계가 20 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 템퍼드 마텐자이트상이 25 ％ 이상, 잔류 오스테나이트상이 3 ％ 미만 (0 ％ 를 포함한다) 이고, 상기 템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경이 20 ㎛ 이하, 상기 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차가 표준 편차로 20 이하, 상기 템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도가 3 × 10⁶ 개/㎟ 이하인 고강도 용융 아연 도금 강판.

[2] 추가로, 질량％ 로, Cr : 0.01 ∼ 2.00 ％, Mo : 0.01 ∼ 2.00 ％, V : 0.01 ∼ 2.00 ％, Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％, Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 [1] 에 기재된 고강도 용융 아연 도금 강판.

[3] 추가로, 질량％ 로, Nb : 0.003 ∼ 0.200 ％ 를 함유하는 [1] 또는 [2] 에 기재된 고강도 용융 아연 도금 강판.

[4] 추가로, 질량％ 로, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 고강도 용융 아연 도금 강판.

[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 슬래브에, 마무리 압연 종료 후, 600 ∼ 700 ℃ 에서의 체류 시간의 총합이 10 초 이하가 되도록 냉각시키고, 권취 온도 600 ℃ 미만에서 권취하는 열간 압연 공정과, 압하율 20 ％ 초과에서 냉간 압연하는 냉간 압연 공정과, 평균 가열 속도 15 ℃/s 이하로 어닐링 온도 750 ∼ 950 ℃ 까지 가열하고, 그 어닐링 온도에서 30 초 이상 유지하는 어닐링 공정과, 평균 냉각 속도 3 ℃/s 이상으로 냉각시키는 1 차 냉각 공정과, 아연 도금을 실시하는 아연 도금 공정과, 평균 냉각 속도 1 ℃/s 이상으로 Ms 점 이상까지 냉각시킨 후, 평균 냉각 속도 100 ℃/s 이상으로 100 ℃ 이하까지 냉각을 실시하는 2 차 냉각 공정과, 350 ℃ 이하로 재가열하여, 1 초 이상 유지하는 템퍼링 공정을 갖고, 상기 각 공정을 기재된 순서대로 실시하는 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

[6] 상기 아연 도금 공정에 있어서, 아연 도금을 실시한 후, 추가로 460 ∼ 600 ℃ 로 가열하여 아연 도금의 합금화 처리를 실시하는 [5] 에 기재된 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.

또한, 본 발명에 있어서, 「고강도 용융 아연 도금 강판」은, 인장 강도 (TS) 980 ㎫ 이상이고, 용융 아연 도금 강판뿐만 아니라, 합금화 용융 아연 도금 강판도 포함한다. 또, 용융 아연 도금 강판과 합금화 용융 아연 도금 강판으로 구별하여 설명하는 것이 필요가 있는 경우에는, 이들 강판을 구별하여 기재한다.

본 발명에 의하면, 신장 플랜지성 및 굽힘 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판을 얻을 수 있다. 본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판은 굽힘 가공 후에 있어서 양호한 외관을 실현할 수 있다. 본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판은 자동차 부품용 소재로서 바람직하다.

이하에, 본 발명의 상세를 설명한다. 또한, 성분 원소의 함유량을 나타내는 「％」는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」를 의미한다.

1) 성분 조성

C : 0.07 ∼ 0.25 ％

C 는, 마텐자이트상을 생성시키고 TS 를 상승시키기 위해서 필요한 원소이다. C 량이 0.07 ％ 미만에서는, 마텐자이트상의 강도가 낮아 TS : 980 ㎫ 이상을 얻을 수 없다. 한편, C 량이 0.25 ％ 를 초과하면 굽힘 가공성이 열화된다. 따라서, C 량은 0.07 ∼ 0.25 ％ 로 한다. TS 에 대해 1180 ㎫ 이상을 얻는 관점에서, C 량은 바람직하게는 0.08 이상이고, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이상이다. 한편, C 량의 상한측은 0.23 ％ 이하가 바람직하다.

Si : 0.01 ∼ 3.00 ％

Si 는, 강을 고용 강화하여 TS 를 상승시키는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 Si 량을 0.01 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Si 의 함유량이 증가하면, 강이 취화되어 굽힘 가공성이 열화된다. 본 발명에서는 Si 량 3.00 ％ 까지 허용할 수 있다. 따라서, Si 량은 0.01 ∼ 3.00 ％ 로 한다. Si 량은 바람직하게는 0.01 ∼ 1.80 ％, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1.00 ％, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 0.70 ％ 이다.

Mn : 1.5 ∼ 4.0 ％

Mn 은, 강을 고용 강화하여 TS 를 상승시키거나, 페라이트 변태나 베이나이트 변태를 억제하여 마텐자이트상을 생성시키고, TS 를 상승시키는 원소이다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는, Mn 량을 1.5 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Mn 량이 4.0 ％ 를 초과하면, 강이 취화되어 굽힘 가공성이 열화된다. 따라서, Mn 량은 1.5 ∼ 4.0 ％ 로 한다. Mn 량에 대해, 하한측은 바람직하게는 1.8 ％ 이상이다. 상한측은 바람직하게는 3.8 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3.5 ％ 이하이다.

P : 0.100 ％ 이하

P 는, 입계 편석에 의해 강이 취화되어 굽힘 가공성이 열화되기 때문에, 그 양은 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 그러나, 제조 비용의 면 등에서 P 량은 0.100 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.050 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.025 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.015 ％ 이하이다. P 를 전혀 함유하지 않아도 원리상 문제는 없기 때문에 하한은 특별히 규정하지 않지만, 0.001 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, P 량은 0.001 ％ 이상이 바람직하다.

S : 0.02 ％ 이하

S 는, MnS 등의 개재물로서 존재하여, 굽힘 가공성을 열화시키기 때문에, 그 양은 최대한 저감시키는 것이 바람직하고, 본 발명에서는 S 량은 0.02 ％ 까지 허용할 수 있다. 따라서, S 량은 0.02 ％ 이하이다. S 를 전혀 함유하지 않아도 원리상 문제는 없기 때문에 하한은 특별히 규정하지 않지만, 0.0005 ％ 미만에서는 생산 능률의 저하를 초래하기 때문에, S 량은 0.0005 ％ 이상이 바람직하다.

Al : 0.01 ∼ 1.50 ％

Al 은, 탈산제로서 작용하여, 탈산 공정에서 함유시키는 것이 바람직하다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Al 량을 0.01 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Al 량이 1.50 ％ 를 초과하면, 어닐링시에 페라이트상의 과잉 생성을 초래하여, TS 가 저하된다. 따라서, Al 량은 0.01 ∼ 1.50 ％ 로 한다. Al 량은 바람직하게는 0.01 ∼ 0.70 ％, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 0.10 ％ 이다.

N : 0.001 ∼ 0.008 ％

N 이 0.008 ％ 를 초과하면 TiN 이 조대화되고, 이것을 핵으로 한 페라이트상 생성이 조장되어, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 한편, 0.001 ％ 미만에서는 AlN 이나 TiN 등의 질화물이 미세화되어 페라이트상이나 마텐자이트상의 결정립 성장의 억제 효과가 저하되고, 그 결정립이 조대화되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, N 량은 0.001 ∼ 0.008 ％ 로 한다.

Ti : 0.003 ∼ 0.200 ％

Ti 는, 어닐링시에 페라이트상의 재결정을 억제하고, 최종 조직에 있어서의 템퍼드 마텐자이트상의 결정립을 미세화하는 데에 유효한 원소이다. 또, N 을 고정시켜 BN 의 생성을 억제하고, B 의 효과를 끌어 내는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Ti 량을 0.003 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Ti 량이 0.200 ％ 를 초과하면, 조대한 탄질화물 (TiCN, TiC 를 포함한다) 을 생성시켜, 강 중의 고용 C 량이 저하되고, TS 가 저하된다. 따라서, Ti 량은 0.003 ∼ 0.200 ％ 로 한다. Ti 량에 대해, 하한측은 바람직하게는 0.010 ％ 이상이다. 상한측은 바람직하게는 0.080 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.060 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.030 ％ 이하이다.

B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％

B 는, 입계로부터의 페라이트상 및 베이나이트상의 핵 생성을 균일하게 억제하여, 경도 편차가 작은 템퍼드 마텐자이트상을 얻는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서는, B 량을 0.0003 ％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, B 량이 0.0050 ％ 를 초과하면, 개재물이 증대되어 굽힘성을 열화시킨다. 따라서, B 량은 0.0003 ∼ 0.0050 ％ 로 한다. B 량에 대해, 하한측은 바람직하게는 0.0005 ％ 이상이다. 상한측은 바람직하게는 0.0035 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0020 ％ 이하이다.

Ti ＞ 4N

Ti 는 N 을 고정시키고, BN 의 생성을 억제하여 B 의 효과를 끌어 내는 데에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는 Ti 와 N 의 함유량이 Ti ＞ 4N 을 만족할 필요가 있다.

잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이지만, 필요에 따라 이하의 원소 중 1 종 이상을 적절히 함유시킬 수 있다. 또, 본 발명에서는, Zr, Mg, La, Ce, Sn, Sb 등의 불순물 원소를 합계로 0.002 ％ 까지 포함해도 상관없다.

Cr : 0.01 ∼ 2.00 ％, Mo : 0.01 ∼ 2.00 ％, V : 0.01 ∼ 2.00 ％, Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％, Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소

Cr, Mo, V, Ni, Cu 는 마텐자이트상 등의 저온 변태상을 생성시키고, 고강도화에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻는 관점에서, Cr, Mo, V, Ni, Cu 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소의 함유량은 각각 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Cr, Mo, V, Ni, Cu 의 각각의 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면, 그 효과가 포화되어, 비용 상승을 초래한다. 따라서, 이들 원소를 함유하는 경우, Cr, Mo, V, Ni, Cu 의 함유량은 각각 0.01 ∼ 2.00 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 Cr 은 0.01 ∼ 1.50 ％, Mo 는 0.01 ∼ 0.80 ％, V 는 0.01 ∼ 0.80 ％, Ni 는 0.01 ∼ 1.50 ％, Cu 는 0.01 ∼ 0.50 ％ 이다.

Nb : 0.003 ∼ 0.200 ％

Nb 는 어닐링시에 페라이트상의 재결정을 억제하고, 최종 조직에 있어서의 템퍼드 마텐자이트상의 결정립을 미세화하는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻는 관점에서 Nb 함유량을 0.003 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 0.200 ％ 를 초과하면 조대한 탄질화물 (NbCN, NbC 를 포함한다) 을 생성시켜, 강 중의 고용 C 량이 저하되어, TS 가 저하될 우려가 있다. 따라서, Nb 를 함유하는 경우에는, Nb 량은 0.003 ∼ 0.200 ％ 로 하는 것이 바람직하다. Nb 량은 보다 바람직하게는 0.005 ∼ 0.080 ％, 더욱 바람직하게는 0.005 ∼ 0.060 ％ 이다.

Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소

Ca, REM 은, 모두 황화물의 형태 제어에 의해 굽힘 가공성을 개선시키는 데에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻는 관점에서, Ca, REM 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소의 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ca, REM 의 각각의 함유량이 0.005 ％ 를 초과하면, 개재물이 증대되어 굽힘 가공성이 열화될 우려가 있다. 따라서, 이들 원소를 함유하는 경우에는, Ca, REM 의 함유량은 0.001 ％ ∼ 0.005 ％ 로 하는 것이 바람직하다.

2) 강판 조직

페라이트상의 면적률 : 70 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다)

페라이트상의 면적률이 70 ％ 를 초과하면 TS : 980 ㎫ 이상과 굽힘 가공성 및 신장 플랜지성의 병립이 곤란해진다. 따라서, 페라이트상의 면적률은 70 ％ 이하로 한다. TS : 1180 ㎫ 이상을 얻기 위해서 페라이트상의 면적률은 바람직하게는 60 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 20 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 8 ％ 이하이다.

베이나이트상과 템퍼드 베이나이트상의 면적률의 합계 : 20 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다)

베이나이트상과 템퍼드 베이나이트상의 면적률이 합계로 20 ％ 를 초과하면, 굽힘 가공성 및 신장 플랜지성이 열화된다. 따라서, 베이나이트상과 템퍼드 베이나이트상의 면적률은 합계로 20 ％ 이하로 한다. 또한, 본 발명에 있어서의 베이나이트상은 상부 베이나이트상과 하부 베이나이트상으로 이루어지고, 템퍼드 베이나이트상은 템퍼링 하부 베이나이트상이다.

템퍼드 마텐자이트상의 면적률 : 25 ％ 이상

템퍼드 마텐자이트상의 면적률이 25 ％ 미만에서는 TS : 980 ㎫ 이상과 굽힘 가공성 및 신장 플랜지성의 병립이 곤란해진다. 따라서, 템퍼드 마텐자이트상의 면적률은 25 ％ 이상으로 한다. 1180 ㎫ 이상의 TS 를 얻는 관점에서, 템퍼드 마텐자이트상의 면적률은 바람직하게는 40 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 80 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 ％ 이상이다. 또한, 본 발명에 있어서, 템퍼드 마텐자이트상이란 탄화물을 갖는 마텐자이트상이다. 본 발명에 있어서 템퍼드 마텐자이트상은 오토 템퍼드 마텐자이트상을 포함한다.

잔류 오스테나이트상의 면적률 : 3 ％ 미만 (0 ％ 를 포함한다)

잔류 오스테나이트상은 굽힘 가공시에 경질인 마텐자이트상이 됨으로써 굽힘 가공성 및 신장 플랜지성을 열화시킨다. 따라서, 잔류 오스테나이트상의 면적률은 3 ％ 미만으로 한다. 잔류 오스테나이트상의 면적률은 바람직하게는 2 ％ 미만, 보다 바람직하게는 1 ％ 미만이다.

또한, 잔류 오스테나이트상은 후술하는 방법에 의해 체적률을 구한다. 그리고, 그 체적률의 값은 면적률의 값으로서 취급한다.

템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경 : 20 ㎛ 이하

템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경이 20 ㎛ 를 초과하면 굽힘 가공성이 열화된다. 따라서, 템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경은 20 ㎛ 이하로 한다. 템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경은 바람직하게는 15 ㎛ 이하이다.

템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차의 표준 편차 : 20 이하

템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차의 표준 편차가 20 을 초과하면 굽힘 가공성이 열화된다. 따라서, 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차의 표준 편차는 20 이하로 한다. 그 표준 편차는 바람직하게는 15 이하이다. 또한, 본 발명에 있어서의 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도는 300 ∼ 600 인 것이 바람직하다.

템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도 : 3 × 10⁶ 개/㎟ 이하

템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도가 3 × 10⁶ 개/㎟ 초과에서는 굽힘 가공성이 열화된다. 따라서, 템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도는 3 × 10⁶ 개/㎟ 이하로 한다.

본 발명의 강판 조직은 템퍼드 마텐자이트상 단상 (單相) 이어도 된다. 한편, 본 발명의 강판 조직은 페라이트상, 템퍼드 마텐자이트상, 베이나이트상, 템퍼드 베이나이트상, 잔류 오스테나이트상 이외의 다른 상으로서 마텐자이트상이나 펄라이트상을 포함하는 경우도 있다. 그러나, 다른 상에 대해 본 발명에서는 면적률의 합계로 2 ％ 미만이 바람직하고, 1 ％ 미만이 보다 바람직하다.

여기서, 강판 조직에 있어서의 페라이트상, 템퍼드 마텐자이트상, 베이나이트상, 템퍼드 베이나이트상 등의 면적률이란 조직 관찰에 있어서의 관찰 면적에서 차지하는 각 상의 면적의 비율을 말한다. 이들 면적률은, 아연 도금층 (합금화한 경우에는 합금화 아연 도금층) 을 제외한 지철 강판으로부터 샘플을 잘라, 압연 방향에 평행한 판 두께 단면을 연마 후, 3 ％ 나이탈로 부식시키고, 판 두께 방향에 있어서 지철 강판 표면으로부터 1/4 위치를 SEM (주사형 전자 현미경) 으로 1500 배의 배율로 각각 3 시야 촬영하고, 얻어진 화상 데이터로부터 해석 소프트 (예를 들어 Media Cybernetics 사 제조의 Image-Pro) 를 사용하여 각 상의 면적률을 구하고, 상기 3 시야의 평균 면적률을 각 상의 면적률로 함으로써 구할 수 있다. 상기 화상 데이터에 있어서, 페라이트상은 흑색, 마텐자이트상은 탄화물을 함유하지 않는 백색, 템퍼드 마텐자이트상은 방위가 가지런하지 않은 탄화물을 함유하는 명회색, 템퍼링 하부 베이나이트상은 방위가 가지런한 탄화물을 함유하는 암회색, 상부 베이나이트상은 탄화물 또는 도상 (島狀) 백색 조직을 함유하는 흑색, 하부 베이나이트상은 방위가 가지런한 탄화물을 함유하는 명회색, 펄라이트상은 흑색과 백색의 층상으로서 구별할 수 있다. 여기서, 템퍼드 마텐자이트상은 여러 가지 크기의 탄화물을 함유할 수 있다. 본 발명에서는 후술하는 방법에 따라 템퍼드 마텐자이트상에 있어서의 특정한 탄화물의 개수 밀도를 규정하고 있다. 또, 화상 데이터로부터 마텐자이트상과 잔류 오스테나이트상을 구별하는 것은 곤란하기 때문에, 후술하는 X 선 회절법에 의해 구한 잔류 오스테나이트상의 체적률의 값을 백색 조직의 면적률의 값으로부터 뺀 값을 마텐자이트상의 면적률로 한다.

템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경은 면적률을 구한 상기 화상 데이터에 대해, 상기 3 시야의 템퍼드 마텐자이트상의 면적의 합계를 템퍼드 마텐자이트상의 개수로 나누어 평균 면적을 구하고, 그 1/2 승을 평균 결정 입경으로 한다.

판 두께 방향에 있어서 지철 강판 표면으로부터 1/4 위치 단면에 있어서의 잔류 오스테나이트상의 체적률은 이하와 같이 구한다. 즉, 지철 강판의 판 두께 방향에 있어서 표면으로부터 1/4 위치까지 연삭 후, 화학 연마에 의해 추가로 0.1 ㎜ 연마한 면에 대해, X 선 회절 장치로 Mo 의 Kα 선을 사용하여, fcc 철 (오스테나이트) 의 (200) 면, (220) 면, (311) 면과, bcc 철 (페라이트) 의 (200) 면, (211) 면, (220) 면의 적분 반사 강도를 측정한다. 그리고, bcc 철 (페라이트)의 각 면으로부터의 적분 반사 강도에 대한 fcc 철 (오스테나이트) 의 각 면으로부터의 적분 반사 강도의 강도비로부터 구한 체적률을, 잔류 오스테나이트상의 체적률로 한다.

템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도는 이하와 같이 측정한다. 압연 방향에 대해 평행 방향의 단면을 갖고 폭이 10 ㎜, 길이 (압연 방향) 가 15 ㎜ 인 시험편을 채취하고, 그 단면에 대해 지철 강판의 판 두께 방향에 있어서의 표면으로부터 판 두께 1/4 위치에 있어서 템퍼드 마텐자이트상 (오토 템퍼드 마텐자이트상을 포함한다) 을 랜덤하게 선출하여 비커스 경도 측정을 실시한다. 하중은 20 g 으로 20 점 측정한다.

다음으로, 측정한 비커스 경도의 최대값과 최소값을 제외한 18 점에 대해, 하기 수학식 1 에 나타내는 식으로부터 표준 편차 σ 를 구한다.

템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물은 상기 템퍼드 마텐자이트상 등의 면적률 측정 방법과 동일한 방법으로 SEM 에 의해 10000 배의 배율로 10 시야 촬영하고, 얻어진 화상 데이터에 있어서 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 탄화물 수를 측정하여, 그 평균값을 시야 면적으로 나누어 개수 밀도를 구한다. 또한, 탄화물의 단축 길이는, 각각의 도상의 탄화물의 면적을 구하고, 다음으로 그 도상의 탄화물의 최대 길이를 구하고, 상기 도상의 탄화물의 면적을 상기 도상의 탄화물의 최대 길이로 나눔으로써 구한다.

3) 제조 조건

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판은, 예를 들어, 상기 성분 조성을 갖는 슬래브에, 마무리 압연 종료 후, 600 ∼ 700 ℃ 에서의 체류 시간의 총합이 10 초 이하가 되도록 냉각시키고, 권취 온도 600 ℃ 미만에서 권취하는 열간 압연 공정과, 압하율 20 ％ 초과에서 냉간 압연하는 냉간 압연 공정과, 평균 가열 속도 15 ℃/s 이하로 어닐링 온도 750 ∼ 950 ℃ 까지 가열하고, 그 어닐링 온도에서 30 초 이상 유지하는 어닐링 공정과, 평균 냉각 속도 3 ℃/s 이상으로 냉각시키는 1 차 냉각 공정과, 아연 도금을 실시하는 아연 도금 공정과, 평균 냉각 속도 1 ℃/s 이상으로 Ms 점 이상까지 냉각시킨 후, 평균 냉각 속도 100 ℃/s 이상으로 100 ℃ 이하까지 냉각을 실시하는 2 차 냉각 공정과, 350 ℃ 이하로 재가열하여, 1 초 이상 유지하는 템퍼링 공정을 갖고, 상기 각 공정을 기재된 순서대로 실시하는 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 아연 도금의 합금화 처리를 실시해도 된다. 열간 압연에서는 600 ∼ 700 ℃ 에 있어서의 체류 시간을 10 초 이하로 하고, 다시 600 ℃ 미만에서 권취함으로써 B 의 고용 상태를 유지한다. 어닐링에서는 15 ℃ 이하에서 가열하여 750 ∼ 950 ℃ 에서 유지함으로써 오스테나이트상 즉 최종 조직에 있어서의 템퍼드 마텐자이트상을 미세화한다. 계속되는 냉각에서는, 고용 B 와 3 ℃/s 이상의 냉각에 의해 페라이트상 생성을 억제하여 미세립을 유지하고, Ms 점 이하를 100 ℃/s 이상의 냉각으로 함으로써 마텐자이트상 즉 최종 조직에 있어서의 템퍼드 마텐자이트상의 경도를 균일화할 수 있다. 어닐링 후, 350 ℃ 이하에서 템퍼링을 실시함으로써 마텐자이트상의 변형을 완화시켜 신장 플랜지성을 향상시키면서, 마텐자이트상 중에 미세 탄화물을 생성시킨 템퍼드 마텐자이트상으로 함으로써 우수한 굽힘성을 양립시킬 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.

3-1) 열간 압연 공정

600 ∼ 700 ℃ 에서의 체류 시간의 총합 : 10 초 이하

마무리 압연 후, 600 ∼ 700 ℃ 의 온도역에 있어서의 강판의 체류 시간이 10 초를 초과하면 B 탄화물 등의 B 를 함유하는 화합물이 생성되어, 강 중의 고용 B 량이 저하되고, 어닐링시의 B 의 효과, 즉 미세 조직에 있어서의 베이나이트상의 면적률을 억제하는 효과가 감퇴되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 600 ∼ 700 ℃ 에서의 체류 시간의 총합은 10 초 이하로 한다. 600 ∼ 700 ℃ 에서의 체류 시간의 총합은 바람직하게는 8 초 이하이다. 또한, 온도는 강판 표면의 온도이다.

권취 온도 : 600 ℃ 미만

권취 온도가 600 ℃ 이상에서는 B 탄화물 등의 B 를 함유하는 화합물이 생성되어, 강 중의 고용 B 량이 저하되고, 어닐링시의 B 의 효과가 감퇴되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 권취 온도는 600 ℃ 미만으로 한다. 하한은 특별히 규정하지 않지만, 온도 제어성의 관점에서는 권취 온도는 400 ℃ 이상 정도가 바람직하다.

슬래브는, 매크로 편석을 방지하기 위해, 연속 주조법으로 제조하는 것이 바람직하지만, 조괴법, 박슬래브 주조법에 의해 제조할 수도 있다. 슬래브를 열간 압연하기 위해서는, 슬래브를 일단 실온까지 냉각시키고, 그 후 재가열하여 열간 압연을 실시해도 되고, 슬래브를 실온까지 냉각시키지 않고 가열로에 장입하여 열간 압연을 실시할 수도 있다. 혹은 약간의 보열을 실시한 후에 즉시 열간 압연하는 에너지 절약 프로세스도 적용할 수 있다. 슬래브를 가열하는 경우에는, 탄화물을 용해시키거나, 압연 하중의 증대를 방지하기 위해, 1100 ℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 또, 스케일 로스의 증대를 방지하기 위해, 슬래브의 가열 온도는 1300 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 슬래브 온도는 슬래브 표면의 온도이다.

슬래브를 열간 압연할 때에는, 슬래브의 가열 온도를 낮게 해도 압연시의 트러블을 방지하는 관점에서, 조 (粗) 압연 후의 시트바를 가열할 수도 있다. 또, 시트바끼리를 접합하고, 마무리 압연을 연속적으로 실시하는, 이른바 연속 압연 프로세스를 적용할 수 있다. 마무리 압연이 Ar₃ 변태점 미만에서 종료되면 이방성을 증대시켜, 냉간 압연·어닐링 후의 가공성을 저하시키는 경우가 있으므로, Ar₃ 변태점 이상의 마무리 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 또, 압연 하중의 저감이나 형상·재질의 균일화를 위해서, 마무리 압연의 전체 패스 혹은 일부의 패스에서 마찰 계수가 0.10 ∼ 0.25 가 되는 윤활 압연을 실시하는 것이 바람직하다.

또, 권취 후의 강판은, 통상적으로 스케일을 산세 등에 의해 제거한 후, 냉간 압연, 어닐링, 용융 아연 도금 등이 실시된다.

3-2) 냉간 압연 공정

냉간 압연의 압하율 : 20 ％ 초과

압하율이 20 ％ 이하에서는 어닐링시에 재결정이 일어나지 않고 신장 조직이 잔존하여, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 냉간 압연의 압하율은 20 ％ 초과로 한다. 냉간 압연의 압하율은 바람직하게는 30 ％ 이상이다. 또한, 상한은 특별히 규정하지 않지만, 형상의 안정성 등의 관점에서 압하율 90 ％ 이하 정도가 바람직하다.

3-3) 어닐링 공정

어닐링 온도까지의 평균 가열 속도 : 15 ℃/s 이하로 750 ∼ 950 ℃ 까지 가열

평균 가열 속도가 15 ℃/s 를 초과하면 큰 압연 변형이 축적된 미재결정 조직에서 급격하게 역변태가 진행되고, 입성장하여 조대한 오스테나이트상, 즉 최종 조직에 있어서의 조대한 템퍼드 마텐자이트상이 생성되기 쉬워져, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 평균 가열 속도는 15 ℃/s 이하로 한다. 평균 가열 속도는 바람직하게는 8 ℃/s 이하이다. 하한은 특별히 규정하지 않지만 1 ℃/s 미만이 되면 조립 (粗粒) 을 발생시키는 경우가 있기 때문에, 1 ℃/s 이상이 바람직하다. 또한, 평균 가열 속도는 가열 개시부터 어닐링 온도까지의 강판의 온도차를 필요로 한 시간으로 나눈 값이다. 본 발명에 있어서, 가열 속도 및 냉각 속도의 단위에 있어서의 「s」는 「초」를 의미한다.

750 ℃ 미만까지의 가열에서는 오스테나이트상, 즉 최종 조직에 있어서의 템퍼드 마텐자이트상이 충분히 생성되지 않아, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 한편, 950 ℃ 를 초과하면 오스테나이트립이 조대화되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 어닐링 온도는 750 ∼ 950 ℃ 로 한다.

어닐링 온도에서의 유지 시간 : 30 초 이상

어닐링 온도인 750 ∼ 950 ℃ 에서의 유지 시간이 30 초 미만에서는 오스테나이트상의 생성이 불충분하여, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 어닐링 온도에서의 유지 시간은 30 초 이상으로 한다. 상한은 특별히 규정하지 않지만, 생산 능률 등의 관점에서는 유지 시간 1000 초 이하 정도가 바람직하다.

3-4) 1 차 냉각 공정 (어닐링 종료시부터 용융 아연 도금욕 침지까지의 냉각 공정)

평균 냉각 속도 : 3 ℃/s 이상

어닐링 공정 후의 평균 냉각 속도가 3 ℃/s 미만에서는 냉각 중이나 유지 중에 페라이트상이나 상부 베이나이트상이 과잉으로 생성되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 평균 냉각 속도는 3 ℃/s 이상으로 한다. 평균 냉각 속도는 바람직하게는 5 ℃/s 이상이다. 한편, 평균 냉각 속도의 상한측은 50 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 ℃/s 이하이다. 그 평균 냉각 속도는 강판의 어닐링 온도와 아연 도금욕 온도의 온도차를 어닐링 종료시부터 아연 도금욕 침지시까지 필요로 한 시간으로 나눈 값이다. 또한, 상기 냉각 속도를 만족하고 있는 한, 그 냉각 공정 중에 있어서, Ms ∼ 550 ℃ 의 범위에 있어서는 냉각 가열 유지 등을 실시해도 상관없다.

3-5) 아연 도금 공정

1 차 냉각 공정에 의해 어닐링 온도로부터 냉각된 강판에 용융 아연 도금을 실시한다. 용융 아연 도금 처리의 조건은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 처리를 받은 강판을 440 ℃ 이상 500 ℃ 이하의 아연 도금욕 중에 침지 하고, 그 후, 가스 와이핑 등에 의해 도금 부착량을 조정하여 용융 아연 도금 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 용융 아연 도금 처리에서는 Al 량이 0.08 ∼ 0.25 질량％ 인 아연 도금욕을 사용하는 것이 바람직하다. 추가로 아연 도금층을 합금화할 때에는 460 ℃ 이상 600 ℃ 이하의 온도역에 1 초 이상 40 초 이하 유지하여 합금화하는 것이 바람직하다.

3-6) 2 차 냉각 공정 (아연 도금 후 냉각 공정)

평균 냉각 속도 : 1 ℃/s 이상으로 Ms 점 이상까지 냉각

Ms 점 이상의 온도역에 있어서, 평균 냉각 속도 1 ℃/s 이상의 완냉각을 실시한다. 그 완냉각의 평균 냉각 속도가 1 ℃/s 미만에서는 냉각 중에 상부 베이나이트상이나 하부 베이나이트상이 생성되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 완냉각의 평균 냉각 속도는 1 ℃/s 이상으로 한다. 그 평균 냉각 속도는 아연 도금 후의 강판 온도와 냉각 종료시의 강판 온도의 차를 냉각에 필요로 한 시간으로 나눈 값이다. 완냉각 속도가 지나치게 빠르면 온도 편차를 발생시키기 쉬워져, 경도 편차를 초래하는 경우가 있기 때문에, 바람직하게는 50 ℃/s 이하이다.

냉각 종료 온도 : Ms 점 이상

완냉각 종료 온도가 Ms 점 미만이 되면 경도 편차가 큰 오토 템퍼드 마텐자이트상이나 하부 베이나이트상, 나아가서는 조대한 탄화물이 생성되어, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 완냉각 종료 온도는 Ms 점 이상으로 한다. 완냉각 종료 온도는 바람직하게는 Ms 점 ∼ 500 ℃ 로 한다. 본 발명에 있어서, Ms 점은 선팽창 변화에 의해 구한다.

평균 냉각 속도 : 100 ℃/s 이상으로 100 ℃ 이하까지 냉각

완냉각 후, 평균 냉각 속도 100 ℃/s 이상으로 100 ℃ 이하까지 급냉각시킨다. 100 ℃ 이하까지의 평균 냉각 속도가 100 ℃/s 미만에서는 경도 편차가 큰 오토 템퍼드 마텐자이트상이나 하부 베이나이트상이 생성되어, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 100 ℃ 이하까지의 평균 냉각 속도는 100 ℃/s 이상으로 한다. 그 평균 냉각 속도는 상기 완냉각의 냉각 종료시의 강판 온도와 2 차 냉각 종료시의 강판 온도의 차를 필요로 한 시간으로 나눈 값이다.

2 차 냉각 종료 온도 : 100 ℃ 이하

2 차 냉각 종료 온도가 100 ℃ 를 초과하면 경도 편차가 큰 오토 템퍼드 마텐자이트상이나 하부 베이나이트상이 생성되어, 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않는다. 따라서, 급냉각 종료 온도는 100 ℃ 이하로 한다. 바람직하게는 60 ℃ 이하로 한다.

3-7) 템퍼링 공정

재가열 온도 : 350 ℃ 이하

재가열 온도가 350 ℃ 를 초과하면 템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물이 조대화되어 본 발명의 강판 조직이 얻어지지 않게 된다. 따라서, 재가열 온도는 350 ℃ 이하로 한다. 재가열 온도의 하한은 특별히 한정하지 않지만, 80 ℃ 이상이 바람직하다.

재가열 온도에서의 유지 시간 : 1 초 이상

재가열 온도에서의 유지 시간이 1 초 미만에서는 템퍼링이 불충분해져 신장 플랜지성이 저하된다. 따라서, 재가열 온도에서의 유지 시간은 1 초 이상으로 한다. 그 유지 시간의 상한은 특별히 한정하지 않지만, 10 일 이하가 바람직하다.

3-8) 다른 공정에 대해

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판에는 수지나 유지 코팅 등의 각종 도장 처리를 실시할 수도 있다. 아연 도금층의 합금화 처리를 실시한 후의 강판에는, 형상 교정이나 표면 조도의 조정 등을 목적으로 조질 압연을 실시할 수 있다.

4) 다른 조건 등

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판의 판 두께는 특별히 한정되지 않지만 0.4 ∼ 3.0 ㎜ 가 바람직하다. 또, 본 발명의 용융 아연 도금 강판의 TS 는 980 ㎫ 이상이지만, 강판의 TS 를 1180 ㎫ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판의 용도는 특별히 한정되지 않는다. 자동차의 경량화 및 자동차 차체의 고성능화에 기여할 수 있기 때문에, 자동차 부품 용도가 바람직하다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 기술적 범위는 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 강 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 을 사용하여, 표 2 에 나타내는 조건에 의해 용융 아연 도금 강판을 제조하였다. 상세하게는, 표 1 에 나타내는 성분 조성의 강을 진공 용해로에 의해 용제하고, 압연하여 강 슬래브로 하였다. 이들 강 슬래브를 1200 ℃ 로 가열 후 조압연, 마무리 압연, 냉각, 권취를 하여, 열연 강판으로 하였다. 이어서, 판 두께 1.4 ㎜ 까지 냉간 압연하여 냉연 강판을 제조하고, 어닐링, 템퍼링에 제공하였다. 어닐링은 연속 용융 아연 도금 라인을 모의한 적외선 이미지로에서 표 2 에 나타내는 조건으로 실시하여, 용융 아연 도금 강판 (GI) 및 합금화 용융 아연 도금 강판 (GA) (강판 No.1 ∼ 31) 을 제조하였다. 용융 아연 도금 강판은, 460 ℃ 의 도금욕 중에 강판을 침지하고, 부착량 35 ∼ 45 g/㎡ 의 도금층을 형성시켜 제조하였다. 합금화 용융 아연 도금 강판은 상기 순서에 의해 도금층 형성 후 460 ∼ 600 ℃ 의 범위 내에서 합금화 처리를 실시함으로써 제조하였다. 이후, GI 및 GA 를 용융 아연 도금 강판이라고 칭하는 것으로 한다.

얻어진 용융 아연 도금 강판에 신장률 0.2 ％ 의 스킨 패스 압연을 실시한 후, 이하의 시험 방법에 따라, 인장 특성, 굽힘 가공성, 신장 플랜지성을 구하였다. 또, 전술한 방법에 의해 강판 조직, 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차의 표준 편차, 템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도를 조사하였다. 결과는 표 3 에 나타냈다. 또한, 발명예에 있어서 측정된 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도는 300 ∼ 600 의 범위 내였다.

＜인장 특성 시험＞

제조된 용융 아연 도금 강판으로부터 압연 방향에 대해 직각 방향으로 JIS 5호 인장 시험편 (JIS Z 2201) 을 채취하고, 변형 속도를 10^-3/s 로 하는 JIS Z 2241 의 규정에 준거한 인장 시험을 실시하여, TS 를 구하였다. TS 가 980 ㎫ 이상인 것을 합격으로 하고, TS 가 1180 ㎫ 이상인 것을 보다 양호하다고 평가하였다.

＜굽힘 가공성 시험＞

압연 방향에 대해 평행 방향을 굽힘 시험축 방향으로 하는, 폭이 35 ㎜, 길이가 100 ㎜ 인 단책형의 시험편을, 제조한 용융 아연 도금 강판으로부터 채취하여, 굽힘 시험을 실시하였다. 스트로크 속도가 10 ㎜/s, 압입 하중이 10 ton, 가압 유지 시간 5 초, 굽힘 반경 R 이 2.0 ㎜ 이고 90°V 굽힘 시험을 실시하여, 굽힘 정점의 능선부를 10 배의 확대경으로 관찰하고, 균열 및 줄무늬상 기복에 대해 다음과 같이 5 단계로 평가하여, 각각 3 이상을 합격으로 하였다. 또, 3 이상의 평점인 경우에는, 평점이 높아질 때마다 더 양호하다고 평가하였다.

균열의 평가는, 5 ㎜ 이상의 균열이 확인된 것을 「1」, 1 ㎜ 이상 5 ㎜ 미만의 균열이 확인된 것을 「2」, 0.5 ㎜ 이상 1 ㎜ 미만의 균열이 확인된 것을 「3」, 0.2 ㎜ 이상 0.5 ㎜ 미만의 균열이 확인된 것을 「4」, 0.2 ㎜ 미만의 균열이 확인된 것 또는 균열이 없는 것을 「5」라고 하였다.

줄무늬상의 기복의 평가는, 현저하게 확인된 것을 「1」, 보통으로 확인된 것을 「2」, 확인되지만 경미한 것을 「3」, 조금 확인되는 것을 「4」, 전혀 확인되지 않은 것을 「5」라고 하였다.

＜구멍 확장 시험＞

폭이 150 ㎜, 길이가 150 ㎜ 인 시험편을, 제조된 용융 아연 도금 강판으로부터 채취하여, JFST 1001 (철강 연맹 규격) 에 준거하여 60˚ 원추 펀치를 사용한 구멍 확장 시험을 3 회 실시하여 평균의 구멍 확장률 λ (％) 를 구하고, 신장 플랜지성을 평가하였다. 구멍 확장률이 30 ％ 이상을 신장 플랜지성 양호라고 하였다.

발명예에서는 신장 플랜지성 및 굽힘 가공성이 우수하면서, 980 ㎫ 이상, 특히 1180 ㎫ 이상의 TS 가 얻어지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 발명예에 의하면, 신장 플랜지성 및 굽힘 가공성이 우수한 고강도 용융 아연 도금 강판이 얻어져, 자동차의 경량화에 기여하여, 자동차 차체의 고성능화에 크게 기여한다는 우수한 효과를 나타낸다.

산업상 이용가능성

본 발명에 의하면, 신장 플랜지성 및 굽힘 가공성이 우수하면서 TS 가 980 ㎫ 이상, 특히 1180 ㎫ 이상의 강도의 용융 아연 도금 강판을 얻을 수 있다. 본 발명의 고강도 용융 아연 도금 강판을 자동차 부품 용도에 사용하면, 자동차의 경량화에 기여하여, 자동차 차체의 고성능화에 크게 기여할 수 있다.

Claims

질량％ 로, C : 0.07 ∼ 0.25 ％, Si : 0.01 ∼ 3.00 ％, Mn : 1.5 ∼ 4.0 ％, P : 0.100 ％ 이하, S : 0.02 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 1.50 ％, N : 0.001 ∼ 0.008 ％, Ti : 0.003 ∼ 0.200 ％, B : 0.0003 ∼ 0.0050 ％ 를 함유하고, 또한 Ti ＞ 4N 을 만족하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
판 두께 방향에 있어서 지철 강판 표면으로부터 1/4 위치 단면에 있어서의 면적률로, 페라이트상이 8 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 베이나이트상과 템퍼드 베이나이트상의 합계가 20 ％ 이하 (0 ％ 를 포함한다), 템퍼드 마텐자이트상이 80 ％ 이상, 잔류 오스테나이트상이 3 ％ 미만 (0 ％ 를 포함한다) 이고,
상기 템퍼드 마텐자이트상의 평균 결정 입경이 20 ㎛ 이하, 상기 템퍼드 마텐자이트상의 비커스 경도의 편차가 표준 편차로 20 이하, 상기 템퍼드 마텐자이트상 중의 탄화물 중 단축 길이가 0.05 ㎛ 이상인 것의 개수 밀도가 3 × 10⁶ 개/㎟ 이하인 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 1 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Cr : 0.01 ∼ 2.00 ％, Mo : 0.01 ∼ 2.00 ％, V : 0.01 ∼ 2.00 ％, Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％, Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 1 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Nb : 0.003 ∼ 0.200 ％ 를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 2 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Nb : 0.003 ∼ 0.200 ％ 를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 1 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 2 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 3 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 4 항에 있어서,
추가로, 질량％ 로, Ca : 0.001 ∼ 0.005 ％, REM : 0.001 ∼ 0.005 ％ 에서 선택되는 적어도 1 종의 원소를 함유하는 고강도 용융 아연 도금 강판.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법으로서,
슬래브에, 마무리 압연 종료 후, 600 ∼ 700 ℃ 에서의 체류 시간의 총합이 10 초 이하가 되도록 냉각시키고, 권취 온도 600 ℃ 미만에서 권취하는 열간 압연 공정과,
압하율 20 ％ 초과에서 냉간 압연하는 냉간 압연 공정과,
평균 가열 속도 15 ℃/s 이하로 어닐링 온도 750 ∼ 950 ℃ 까지 가열하고, 그 어닐링 온도에서 30 초 이상 유지하는 어닐링 공정과,
평균 냉각 속도 3 ℃/s 이상으로 냉각시키는 1 차 냉각 공정과,
아연 도금을 실시하는 아연 도금 공정과,
평균 냉각 속도 1 ℃/s 이상으로 Ms 점 이상까지 냉각시킨 후, 평균 냉각 속도 100 ℃/s 이상으로 100 ℃ 이하까지 냉각을 실시하는 2 차 냉각 공정과,
350 ℃ 이하로 재가열하여, 1 초 이상 유지하는 템퍼링 공정을 갖고, 상기 각 공정을 기재된 순서대로 실시하는 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 아연 도금 공정에 있어서, 아연 도금을 실시한 후, 추가로 460 ∼ 600 ℃ 로 가열하여 아연 도금의 합금화 처리를 실시하는 고강도 용융 아연 도금 강판의 제조 방법.