KR102630305B1

KR102630305B1 - 향상된 연성을 갖는 고강도 강 부품들을 제조하기 위한 방법, 및 상기 방법에 의해 얻어진 부품들

Info

Publication number: KR102630305B1
Application number: KR1020227032685A
Authority: KR
Inventors: 세바스띠앙 꼬보; 크리스띠앙 알레리; 마르땡 보베; 아니스 아우아삐; 엠마뉘엘 뤼까
Original assignee: 아르셀러미탈
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2024-01-30
Also published as: CA3065036A1; KR20240012608A; EP3631033A1; MA48958A; JP7506721B2; CN114959514A; KR102629666B1; CN114875306B; CN114959446A; BR112019025123A2; RU2732711C1; US11976342B2; US20200190621A1; US20230019292A1; KR20200013244A; US11473166B2; WO2018220540A1; CN110799659B; CN114959446B; CN114959514B

Abstract

본 발명은 프레스 경화용의 압연된 강 시트에 관한 것으로 함량이 중량으로 표현된 화학 조성은: 0.24% ≤ C ≤ 0.38% 및 0.40% ≤ Mn ≤ 3%, 또는 0.38% < C ≤ 0.43% 및 0.05% ≤ Mn < 0.4% 중 어느 하나, 0.10% ≤ Si ≤ 1.70%, 0.015% ≤ Al ≤ 0.070%, 0% ≤ Cr ≤ 2%, 0.25% ≤ Ni ≤ 2%, 0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%, 0 % ≤ Nb ≤ 0.060%, 0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%, 0.003% ≤ N ≤ 0.010%, 0.0001% ≤ S ≤ 0.005%, 0.0001% ≤ P ≤ 0.025% 를 포함하고, 티타늄 및 질소 함량이 Ti/N > 3.42 를 만족시키고, 또한 탄소, 망간, 크롬 및 규소 함량이 를 만족시키고, 상기 화학 조성은 하기의 원소들: 0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%, 0.001% ≤ W ≤ 0.30%, 0.0005 % ≤ Ca ≤ 0.005% 중 하나 이상을 선택적으로 포함하고, 잔부가 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불가피한 불순물이고, 상기 시트는 깊이 Δ 까지 상기 시트의 표면 근처에서 상기 강의 임의의 지점에서 Ni_surf > Ni_nom인 니켈 함량 Ni_surf 을 함유하고, 여기에서 Ni_nom 은 상기 강의 공칭 니켈 함량을 나타내고, Ni_max 가 Δ 내에서 최대 니켈 함량을 나타낼 때, 및 이고, 여기에서 상기 깊이 Δ 는 마이크로미터로 표현되고, 상기 함량 Ni_max 및 Ni_nom 는 중량% 로 표현되고, 모든 입자들의 표면 밀도 (D_i) 및 2 마이크로미터 초과의 입자들의 표면 밀도 D(>_2㎛) 가, 상기 시트의 표면 근처에서 적어도 100 마이크로미터의 깊이까지, D_i + 6.75 D(>_2㎛) < 270 을 만족시키고, 여기에서 D_i 및 D(>_2㎛) 는 제곱 밀리미터 당 입자들의 수로 표현되고, 또한 상기 입자들은 강 매트릭스 내에 존재하는 옥시설파이드 및 카보니트라이드와 같은 결합된 또는 순수한 모든 옥사이드, 설파이드, 니트라이드를 나타낸다.

Description

향상된 연성을 갖는 고강도 강 부품들을 제조하기 위한 방법, 및 상기 방법에 의해 얻어진 부품들{METHOD FOR PRODUCING HIGH-STRENGTH STEEL PARTS WITH IMPROVED DUCTILITY, AND PARTS OBTAINED BY SAID METHOD}

본 발명은 프레스 경화 후 매우 높은 기계적 강도를 갖는 부품들을 얻기 위해 디자인된 강 시트에 관한 것이다. 프레스 경화는 오스테나이트 변태를 얻기에 충분한 온도로 강 블랭크를 가열한 다음, 켄칭된 미세조직을 얻기 위하여 블랭크를 프레스 공구 내에 유지함으로써 블랭크를 열간 스탬핑하는 것을 포함하는 것으로 공지되어 있다. 프로세스의 변형예에 따라, 가열 및 프레스 경과 전에 미리 블랭크에 냉간 프리스탬핑이 수행될 수 있다. 이러한 블랭크는 예를 들어 알루미늄 또는 아연 합금으로 프리코팅된다. 이러한 경우, 노에서 가열되는 동안, 프리코팅은 탈탄 및 스케일 형성에 대해 부품의 표면을 보호하는 화합물을 형성하도록 확산에 의해 강 기판과 결합된다. 이러한 화합물은 열간 성형에 적합하다.

따라서 얻어진 부품은 침입 방지 또는 에너지 흡수 기능을 제공하기 위하여 자동차에서 구조 요소로서 사용된다. 적용의 예는 범퍼 크로스부재, 도어 또는 중간 필러 보강재 또는 사이드 레일을 포함한다. 이러한 프레스 경화된 부품은 예를 들어 농업 기계용 공구 또는 부품의 제조에서 또한 사용될 수 있다.

자동차 연료 소비를 줄이기 위한 요건은, 훨씬 높은 레벨의 기계적 강도, 즉 1800 MPa 초과의 강도 (Rm) 를 갖는 부품을 사용하여 차량 중량을 보다 크게 감소시키기 위한 드라이빙 작용력 (driving efforts) 이다. 하지만, 이러한 레벨의 저항은 일반적으로 완전히 또는 거의 완전히 마텐자이트인 미세조직과 관련된다. 이러한 유형의 미세조직은 지연 균열에 대한 더 낮은 저항을 갖는 것으로 공지되어 있고; 프레스 경화 후에, 제조된 부품은 실제로 일정양의 시간 후에 균열 또는 파괴되기 쉽다.

공보 WO2016016707 는, 1800 MPa 이상의 매우 높은 기계적 강도 (Rm), 프레스 경화 후 지연 균열에 대한 높은 저항, 및 냉간 압연된 시트에서 광범위한 두께를 동시에 달성하는 프레스 경화용 압연된 강 시트 및 부품을 제조하기 위한 방법을 개시한다. 이를 달성하기 위해, 시트의 화학 조성의 니켈 함량은 0.25% ~ 2% 이고 또한 특정 형태로 부품 또는 시트의 표면 상에 농축된다. 이러한 니켈 부화는 수소 침투에 대한 베리어 (barrier) 를 제공하고 따라서 수소 확산을 느리게 한다.

더 구체적으로, 공보 WO2016016707 에서 강 시트는 함량이 중량으로 표현된 화학 조성: 0.24% ≤ C ≤ 0.38%, 0.40% ≤ Mn ≤ 3%, 0.10% ≤ Si ≤0.70%, 0.015% ≤ Al ≤ 0.070%, 0% ≤ Cr ≤ 2%, 0.25% ≤ Ni ≤ 2%, 0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%, 0% ≤ Nb ≤ 0.060%, 0.0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0.003% ≤ N ≤ 0.010%, 0.0001% ≤ S ≤ 0.005%, 0.0001% ≤ P ≤ 0.025% 을 갖고, 티타늄 및 질소 함량이 Ti/N > 3.42 를 만족시키고, 또한 탄소, 망간, 크롬 및 규소 함량이

를 만족시키고, 화학 조성은 하기의 원소: 0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%, 0.001% ≤ W ≤ 0.30%, 0.0005 % ≤ Ca ≤ 0.005% 중 하나 이상을 선택적으로 포함하고, 잔부가 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불가피한 불순물이고, 시트는 깊이 Δ 까지 상기 시트의 표면 근처에서 강의 임의의 지점에서 Ni_surf > Ni_nom 인 니켈 함량 Ni_surf 을 함유하고, 여기에서 Ni_nom 은 상기 강의 공칭 니켈 함량을 나타내고, Ni_max 가 Δ 내에서 최대 니켈 함량을 나타낼 때,

및

이고, 여기에서 상기 깊이 Δ 는 마이크로미터로 표현되고, 함량 Ni_max 및 Ni_nom 는 중량% 로 표현된다.

또한, 공보 WO2016016707 는, 20 분 ~ 45 분의 유지 시간 동안 1250℃ ~ 1300℃ 의 온도까지 슬래브가 가열되는 단계를 포함하는 열간 압연된 강 시트를 제조하는 방법을 개시한다. 이러한 특정 슬래브 가열 온도 범위 및 유지 시간은 형성된 산화물 층과 강 기판 사이의 계면으로의 니켈의 확산을 보장하여, 니켈 부화층의 외관을 발생시킨다.

공보 WO2016016707 에서 개시된 화학 조성 및 방법을 사용함으로써 얻어진 강 부품은 그의 매우 높은 강도로 인해 자동차용 침입 방지 부품의 제조에 특히 적합하다.

자동차 구조 구성요소의 부품들 중 특정 부품 또는 부분은 특히 충격의 경우에 에너지를 흡수하기 위한 능력과 관련된 우선적인 기능을 가져야 한다. 이는 특히 중앙 필러 보강재의 하부 부품 및 사이드 레일에 대한 경우이다.

공보 WO2017006159 는 80˚보다 큰 굽힘 각도에 의해 특징지어 지는 매우 양호한 연성을 갖는 강 시트를 제조하는 강 시트 및 관련된 제조 방법을 개시한다.

최종 부품은 특히 내충격 구조 요소 또는 자동차 구조 요소의 부품을 형성하기에 적합하다. 하지만, 공보 WO2017006159 에서 강 시트의 기계적 강도는 1800 MPa 보다 훨씬 낮고, 이는 충격 방지 특성의 관점에서 가장 높은 요건을 만족시키지 못한다.

그러므로, 우선 기능이 기계적 강도인 일 부품, 및 우선 기능이 에너지 흡수인 다른 부품을 동시에 가지는 자동차의 일부 고정 요소는 예를 들어 공보 WO2016016707 에 따라 얻어진 부품 및 공보 WO2017006159 에 따라 얻어진 부품을 함께 용접함으로써 제조될 수 있다.

하지만, 용접은 부품에 대한 추가 제조 작업을 요구하고, 이는 비용과 제조 시간을 증가시킨다. 더욱이, 이러한 용접은 용접 주변 영역에서 최종 부품의 저항을 감소시키지 않는 것이 보장되어야 하고, 이는 용접 파라미터의 정밀한 제어를 요구한다. 그러므로, 높은 기계적 강도 및 높은 에너지 흡수 용량의 기능성을 겸비한 구조적 요소를 일 싱글 피스로 제조할 필요가 있다.

또한, 만족스러운 연성을 갖는, 즉 50˚이상의 굽힘 각도를 갖는 열간 스탬핑된 부품이 필요하다.

이러한 이유로, 본 발명의 주요 목적은, 1800 MPa 초과의 인장 강도 (Rm) 에 의해 특징 지어지는 높은 기계적 강도 및 향상된 연성을 갖는 강 시트를 제조하는 것이다. 이러한 2 개의 특징들은 기계적 강도의 증가가 일반적으로 연성의 감소로 이어진다는 것이 충분히 공지되어 있기 때문에 조정하기에 선험적으로 어렵다.

자동차의 안전 부품들 및 구조적 구성 요소들에 대한 다른 바람직한 특성은, 양자의 수성 및 식염수 환경에서 응력 부식을 포함한 다양한 형태의 수소 손상에 대한 민감성의 감소이다.

이러한 이유로, 본 발명은 또한 응력 부식에 대한 저항이 향상된 강 시트를 제조하는 것을 목표로 한다.

이를 위하여, 프레스 경화되도록 의도된 본 발명의 압연된 강 시트는 본질적으로 함량이 중량으로 표현된 화학적 조성은:

0.24% ≤ C ≤ 0.38% 및 0.40% ≤ Mn ≤ 3%, 또는

0.38% < C ≤ 0.43% 및 0.05% ≤ Mn < 0.4% 중 어느 하나,

0.10% ≤ Si ≤ 1.70%

0.015% ≤ Al ≤ 0.070%

0% ≤ Cr ≤ 2%

0.25% ≤ Ni ≤ 2%

0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%

0 % ≤ Nb ≤ 0.060%

0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%

0.003% ≤ N ≤ 0.010%

0.0001% ≤ S ≤ 0.005%

0.0001% ≤ P ≤ 0.025%

를 포함하고,

티타늄 및 질소 함량이

Ti/N > 3.42

를 만족시키고, 또한

탄소, 망간, 크롬 및 규소 함량이

를 만족시키고,

상기 화학 조성은 하기의 원소들:

0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%

0.001% ≤ W ≤ 0.30%

0.0005 % ≤ Ca ≤ 0.005%

중 하나 이상을 선택적으로 포함하고,

잔부가 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불가피한 불순물이고,

상기 시트는 깊이 Δ 에 걸쳐 상기 시트의 표면 근처에서 상기 강의 임의의 지점에서

Ni_surf > Ni_nom

인 니켈 함량 Ni_surf 을 함유하고, 여기에서 Ni_nom 은 상기 강의 공칭 니켈 함량을 나타내고,

Ni_max 가 Δ 내에서 최대 니켈 함량을 나타낼 때,

및

이고, 여기에서 깊이 Δ 는 마이크로미터로 표현되고,

함량 Ni_max 및 Ni_nom 는 중량% 로 표현되고,

모든 입자들의 표면 밀도 (D_i) 및 2 마이크로미터 초과의 입자들의 표면 밀도 D(>_2㎛) 가, 상기 시트의 표면 근처에서 적어도 100 마이크로미터의 깊이까지,

D_i + 6.75 D(>_2㎛) < 270

을 만족시키고, 여기에서 D_i 및 D(>_2㎛) 는 제곱 밀리미터 당 입자들의 수로 표현되고, 또한 상기 입자들은 강 매트릭스 내에 존재하는 옥시설파이드 및 카보니트라이드와 같은 결합된 또는 순수한 옥사이드, 설파이드, 니트라이드 모두를 나타낸다.

본 발명의 압연된 강 시트는 또한 별개로 또는 모든 가능한 기술적 조합으로 고려되는 이하의 선택적 특성들을 가질 수도 있다:

- 조성은, 중량으로

0.39% ≤ C ≤ 0.43%

0.09% ≤ Mn ≤ 0.11%

을 포함한다.

- 조성은, 중량으로

0.95% ≤ Cr ≤ 1.05%

을 포함한다.

- 조성은, 중량으로

0.48 % ≤ Ni ≤ 0.52%

을 포함한다.

- 조성은, 중량으로

1.4% ≤ Si ≤ 1.70%

을 포함한다.

- 상기 강 시트의 미세조직은 페라이트-펄라이트계이다.

- 상기 강 시트는 열간 압연된 시트이다.

- 상기 시트는 냉간 압연되고 어닐링된 시트이다.

- 상기 강 시트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 또는 알루미늄계 금속층으로 프리코팅된다.

- 상기 강 시트는 아연 또는 아연 합금 또는 아연계 금속층으로 프리코팅된다.

- 상기 강 시트는 알루미늄 및 철, 그리고 선택적으로는 규소를 함유하는 금속간 합금들의 하나 이상의 층들로 프리코팅되고, 프리코팅은 Fe₃Si₂Al₁₂ 유형의 τ₅ 상 및 Fe₂Si₂Al₉ 유형의 τ₆ 상인 유리 알루미늄을 함유하지 않는다.

본 발명은 또한 전술한 실시형태들 중 어느 하나에 따른 마텐자이트계 또는 마텐자이트계-베이나이트계 조직의 조성을 가지는 강 시트의 프레스 경화에 의해 의해 얻어진 부품에 관한 것으로, 상기 부품은 1800 MPa 이상의 기계적 강도 (Rm) 를 가지고, 모든 입자들의 표면 밀도 (D_i) 및 2 마이크로미터 초과의 입자들의 표면 밀도 D(>_2㎛) 가, 상기 시트의 표면 근처에서 적어도 100 마이크로미터의 깊이까지,

D_i + 6.75 D(>_2㎛) < 270

을 만족시키고, 여기에서 D_i 및 D(>_2㎛) 는 mm² 당 입자들의 수로 표현된다.

본 발명에 따른 부품은 또한 별개로 또는 모든 가능한 기술적 조합으로 고려되는 하기의 선택적 특징들을 포함할 수도 있다:

- 상기 부품은 압연 방향으로 50˚초과의 굽힘 각도를 갖는다.

- 상기 부품의 망간, 인, 크롬, 몰리브덴 및 규소 함량이

[455Exp(-0.5[Mn+25P])+[390Cr+50Mo]+7Exp(1.3Si)][6-1.22x10^-9σ_y ³][C_SCC] ≥ 750

을 만족시키고,

항복 강도 σ_y 는 1300 MPa ~ 1600 MPa 이고,

C_SCC 는 코팅되지 않은 시트에 대해 1 이고, 코팅된 시트에 대해 0.7 이다.

- 망간, 인, 크롬, 몰리브덴 및 규소 함량이

[455Exp(-0.5[Mn+25P])+[390Cr+50Mo]+7Exp(1.3Si)][6-1.22x10^-9σ_y ³][C_SCC] ≥ 1100

을 만족시킨다.

- 상기 부품은 공칭 니켈 함량 Ni_nom 을 포함하고, 표면 근처에서 강의 니켈 함량 Ni_surf 은 깊이 Δ 까지 Ni_nom 보다 크고, Ni_max 가 Δ 내에서 최대 니켈 함량을 나타낼 때,

및

이고, 상기 깊이 Δ 는 마이크로미터로 표현되고,

상기 함량 Ni_max 및 Ni_nom 는 중량% 로 표현된다.

- 상기 부품은 프레스 경화의 열처리 동안에 강 기판과 프리코팅 사이의 확산으로부터 발생하는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금, 또는 아연 또는 아연계 합금으로 코팅된다.

본 발명은 또한 열간 압연된 강 시트의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 이하의 연속적인 단계들:

- 망간, 규소, 니오븀, 및 크롬이 첨가되는 액체 강을 제조하는 단계로서, 상기 첨가는 진공 챔버 내에서 이루어지는, 상기 액체 강을 제조하는 단계, 그런 다음

- 질소 함량의 증가 없이 액체 금속을 탈황하는 단계, 그런 다음

- 티타늄을 첨가하는 단계로서, 상기 첨가는 이전에 규정한 바와 같은 화학 조성의 액체 금속을 얻기 위하여 이러한 방식으로 얻어지는, 상기 티타늄을 첨가하는 단계, 그런 다음

- 반제품을 캐스팅하는 단계, 그런 다음

- 상기 반제품을 1250℃ ~ 1300℃ 의 온도로 이러한 온도에서 20 분 ~ 45 분의 유지 기간 동안 가열하는 단계, 그런 다음

- 상기 반제품을 825℃ ~ 950℃ 의 압연 종료 온도 (TFL) 로 열간 압연하여 열간 압연된 시트를 얻는 단계, 그런 다음

- 상기 열간 압연된 시트를 500℃ ~ 750℃ 의 온도로 코일링하여 열간 압연되어 코일링된 시트를 얻는 단계, 그런 다음

- 이전 단계들 중에 형성된 산화물 층을 산세하는 단계

를 포함한다.

본 발명은 또한 열간 압연되고, 그런 다음 냉간 압연되어 어닐링된 강 시트의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 특히 이하의 연속적인 단계들:

- 전술한 방법에 의해 제조된, 열간 압연되고, 코일링되고, 또한 산세된 시트를 공급하는 단계, 그런 다음

- 상기 열간 압연되고, 코일링되고, 또한 산세된 시트를 냉간 압연하여 냉간 압연된 시트를 얻는 단계, 그런 다음

- 740℃ ~ 820℃ 의 온도로 상기 냉간 압연된 시트를 어닐링하여 냉간 압연되어 어닐링된 시트를 얻는 단계

를 포함한다.

본 발명은 또한 프리코팅된 시트의 제조 방법에 관한 것으로, 2 개의 이전에 규정된 프로세스 중 어느 하나에 따라 제조된 압연된 시트가 공급되고, 그런 다음 연속 프리코팅이 침지에 의해 수행되고, 상기 프리코팅은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 또는 알루미늄계 합금, 아연 또는 아연 합금 또는 아연계 합금이다.

본 발명은 또한 프리코팅되고 프리합금화된 시트의 제조 방법에 관한 것으로,

- 압연된 시트가 2 개의 이전에 규정된 프로세스 중 어느 하나에 따라 공급되고, 그런 다음 연속 프리코팅이 템퍼링된 알루미늄 합금 또는 알루미늄계 합금으로 수행되고, 그런 다음

- 상기 프리코팅된 시트의 열 전처리는 프리코팅이 더 이상 Fe₃Si₂Al₁₂ 유형의 τ₅ 상 및 Fe₂Si₂Al₉ 유형의 τ₆ 상인 유리 알루미늄을 함유하지 않도록 수행된다.

본 발명은 또한 이전에 규정된 바와 같은 프레스 경화된 부픔의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 이하의 연속적인 단계들:

- 이전에 규정된 것과 같은 방법에 의해 제조된 시트를 공급하는 단계, 그런 다음

- 상기 시트를 커팅하여 블랭크를 얻는 단계, 그런 다음

- 선택적으로 상기 블랭크를 냉간 스탬핑함으로써 성형 단계를 수행하는 단계, 그런 다음

- 810℃ ~ 950℃ 의 온도로 상기 블랭크를 가열하여 강 내에 전체 오스테나이트 조직을 얻는 단계, 그런 다음

- 상기 블랭크를 프레스로 이동시키는 단계, 그런 다음

- 상기 블랭크를 열간 스탬핑하여 부품을 얻는 단계, 그런 다음

- 상기 프레스 내에 상기 부품을 유지하여 상기 오스테나이트 조직의 마텐자이트 변태에 의한 경화를 얻는 단계

를 포함한다.

마지막으로, 본 발명은 자동차용 구조 또는 보강 부품들의 제조를 위한, 이전에 설명한 바와 같은 프레스 경화된 부품 또는 이전에 규정된 바와 같은 경화된 부품의 제조 방법에 따라 제조된 프레스 경화된 부품의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 이하의 첨부 도면을 참조하여 이루어지고 실시예로서 이하에서 주어진 상세한 설명 동안에 드러날 것이다.

- 도 1 은 5 개의 테스트 조건들 하에서 1800MPa 초과의 인장 강도를 갖는 열간 스탬핑된 부품들에 대해 2 마이크로미터 초과의 중간 크기의 입자들의 표면 밀도에 따른 모든 입자들의 표면 밀도를 나타낸다.
- 도 2 는 열간 스탬핑된 부품들 내에 존재하는 입자들의 밀도를 정량화하는 파라미터에 따라 1800MPa 초과의 인장 강도를 갖는 열간 스탬핑된 부품들의 굽힘 각도를 나타낸다. 이러한 파라미터는 모든 입자들의 표면 밀도뿐만 아니라, 2 마이크로미터 초과의 중간 크기의 입자들의 밀도에 의존하고; 이들은 동일 5 개의 테스트 조건들에 대해 평가되었다.
- 도 3 은 5 개의 테스트 조건들에 대해 입자 크기에 따른 입자들의 표면 밀도를 나타낸다.

본 발명의 방법에서 사용되는 강 시트의 두께는 바람직하게 0.5 mm ~ 4 mm, 특히 자동차 산업용 구조 또는 보강 부품들의 제조에 사용되는 두께 범위이다. 이는 열간 압연에 의해 수득되거나 후속 냉간 압연 및 어닐링에 의해 수득될 수 있다. 이러한 두께 범위는 산업용 프레스 경화 공구, 특히 열간 스탬핑 프레스에 적합하다.

유리하게는, 강은 조성이 중량으로 표현된 하기의 원소들을 함유한다:

- 망간 함량이 0.4% ~ 3% 일 때 0.24% ~ 0.38% 의 탄소 함량. 탄소는 오스테나이트화 처리에 뒤이은 냉각 후에 얻어진 기계적 강도 및 켄칭성 (quenchability) 에서 주된 역할을 한다. 0.24 중량% 의 함량 미만에서는, 값비싼 원소들의 추가 없이, 프레스 경화에 의한 경화 후에 1800 MPa 의 기계적 강도가 달성될 수 없다. 0.4% ~ 3% 의 망간 함량에 대해 0.38 중량% 의 함량 초과에서는, 지연 균열의 위험이 증가되고, 샤르피 타입 노치 굽힘 테스트를 사용함으로써 측정된 연성/취성 전이 온도는 -40℃ 보다 커지게 될 수도 있고, 이는 인성의 과도한 감소를 나타낸다. 0.32 중량% ~ 0.36 중량% 의 탄소 함량은 생산비를 제한하고 용접성을 만족스러운 레벨로 유지하고, 또한 타겟 특성을 안정적인 방식으로 얻는 것을 초래한다. 탄소 함량이 0.24% ~ 0.38% 인 때에, 점 용접성은 특히 양호하다.

- 응력 부식에 대한 저항이 증가된 강 부품을 얻기 위하여 망간 함량이 0.05% ~ 0.4% 로 감소될 때 0.38% ~ 0.43% 의 증가된 탄소 함량. 바람직하게는, 탄소 함량은 0.09% ~ 0.11% 의 망간 함량에 대해 0.39% ~ 0.43% 이다. 따라서, 망간 함량의 감소는 탄소 함량의 증가에 의해 보상되는 반면, 강 부품에 응력 부식에 대한 높은 저항을 제공한다.

후술된 바와 같이, 탄소 함량은 또한 망간, 크롬 및 규소 함량들과 함께 규정되어야 한다.

탈산제 (deoxidizer) 로서의 역할 외에도, 망간은 켄칭성에서 역할을 한다.

- 따라서, 탄소 함량이 0.24% ~ 0.38% 일 때, 망간은 프레스 냉각 동안 충분히 낮은 변태 개시 (오스테나이트 → 마텐자이트) 온도 (Ms) 를 얻기 위하여 0.40 중량% 보다 커야 하고, 이는 저항 (Rm) 을 증가시키는 역할을 한다는 것이 예측될 수 있다. 망간 함량의 3% 로의 제한은 지연 균열에 대한 증가된 저항을 초래한다. 망간은 오스테나이트 입자 조인트에서 편석되고, 수소의 존재 하에서 입자간 파열 (intergranular failure) 의 위험을 증가시킨다. 다른 한편으로, 후술되는 바와 같이, 지연 균열에 대한 저항은 특히 니켈 부화 표면층의 존재에 기인한다. 이론에 구속됨 없이, 니켈이 이러한 철과 망간 산화물 층 아래에 위치되도록 충분히 확산할 시간을 갖지 않도록, 망간 함량이 과도할 때, 슬래브의 재가열되는 동안 두꺼운 산화물 층이 형성될 수 있다는 것으로 생각된다.

- 대안적으로, 0.05% ~ 0.4% 의 감소된 망간의 함량은 0.38% ~ 0.43% 의 증가된 탄소 함량과 함께 예상된다. 망간 함량을 감소시키는 것은 공식 부식 저항성이 향상되고 따라서 응력 부식 저항이 향상되는 시트들 및 부품들을 초래한다. 높은 기계적 강도의 유지는 탄소 함량의 상당한 증가에 의해 달성된다.

망간 함량은 바람직하게는 탄소 함량, 및 선택적으로는 크롬 함량과 함께 규정된다:

- 0.40% ~ 0.80% 의 망간 함량 및 0.05% ~ 1.20% 의 크롬 함량과 함께 탄소 함량이 0.32 중량% ~ 0.36 중량% 일 때, 특히 효과적인 니켈 부화 표면층의 존재로 인해 지연 균열에 대한 우수한 저항과 동시에 시트의 매우 양호한 기계적 절삭 특성을 초래한다. 지연 균열에 대한 저항과 높은 기계적 강도를 조합하기 위해 Mn 함량은 이상적으로 0.50% ~ 0.70% 이다.

- 1.50% ~ 3% 의 망간 함량과 함께 탄소 함량이 0.24% ~ 0.38% 일 때, 점 용접성이 특히 양호하다.

- 0.05% ~ 0.4%, 더 바람직하게는 0.09% ~ 0.11% 의 망간 함량과 함께 탄소 함량이 0.38% ~ 0.43% 일 때, 응력 하의 부식에 대한 저항이 이하에서 볼 수 있는 바와 같이 크게 증가된다.

이러한 조성 범위는 대략 320℃ ~ 370℃ 의 냉각 변태 개시 (오스테나이트 → 마텐자이트) 온도 (Ms) 를 초래하고, 열 경화된 부품이 충분히 높은 저항을 갖는 것이 보장될 수 있다.

- 강의 규소 함량은 0.10 중량% ~ 1.70 중량% 이어야 하고: 0.10% 초과의 규소 함량은 추가적인 경화를 초래하고, 액체 강의 탈산 (deoxidation) 에 기여한다. 규소 함량은 1.70% 로 증가될 수 있는 반면에, 코팅의 디포지션에 영향을 미치는 과도한 표면 산화물의 존재를 회피한다. 하지만, 이러한 규소 함량의 증가는 열간 압연된 코일에 대한 산세 작업과 산화물의 형성을 제한하기에 적합한 어닐링 처리 분위기에 시트를 노출시키는 것을 필요로 한다.

0.24% ~ 0.38% 의 탄소 함량에 대해, 프레시 (fresh) 마텐자이트의 연화를 회피하기 위해 규소 함량은 바람직하게는 0.50% 초과이고, 상기 연화는 부품이 마텐자이트 변태 후 프레스 공구 내에 유지될 때 발생할 수 있다.

0.38% ~ 0.43% 의 탄소 함량 및 0.05% ~ 0.4% 의 망간 함량에 대해, 규소 함량은 부식 공식 속도를 감소시키기 위해 바람직하게는 0.10% ~ 1.70% 이고, 이는 응력 하에서 부식에 대한 저항을 증가시킨다.

열간 프레싱 단계 전에 오스테나이트화를 위해 통상적인 산업적 관행과 호환되도록, 강 내에 존재하는 다른 합금화 원소들이 880℃ 미만의 가열시 변태 온도 Ac3 (페라이트 + 펄라이트 → 오스테나이트) 가 달성되게 한다면, 규소 함량은 1.70% 로 증가될 수도 있다.

- 0.015% 이상의 양에서, 알루미늄은 제조 동안 액체 금속의 탈산 및 질소의 석출 (precipitation) 을 촉진시키는 원소이다. 그 함량이 0.070% 을 초과하면, 조대한 알루미네이트가 제조 동안 형성될 수도 있고, 이는 연성을 감소시키는 경향이 있다. 선택적으로, 그 함량은 0.020% ~ 0.060% 이다.

- 크롬은 켄칭성을 증가시키고, 프레스 경화 후 원하는 레벨의 기계적 인장 강도 (Rm) 를 얻는데 기여한다. 2 중량% 의 함량 초과에서, 프레스 경화된 부품의 기계적 특성의 균질성에 미치는 크롬의 효과는 포화된다. 바람직하게는 0.05% ~ 1.20% 의 양에서, 이러한 원소는 증가된 저항에 기여한다. 0.24% ~ 0.38% 의 탄소 함량에 대해, 기계적 강도 및 지연 균열에 미치는 원하는 효과를 얻으면서 추가적인 비용을 제한하기 위해 0.30% ~ 0.50% 의 크롬의 첨가가 바람직하다. 망간 함량이 충분한 때, 즉 1.50% ~ 3% 의 망간일 때, 크롬의 추가는 선택적인 것으로 고려되고, 망간을 통해 얻어지는 켄칭성이 충분한 것으로 고려된다.

대안적으로, 0.38% ~ 0.43% 의 탄소 함량에 대해, 0.5% 초과, 더 바람직하게는 0.950% ~ 1.050% 의 증가된 크롬 함량은 피팅 부식 저항 및 따라서 응력 부식 저항을 증가시키기 위해 바람직하다.

위에서 규정된 원소들 C, Mn, Cr 및 Si 각각의 조건에 더하여, 이러한 원소들은 파라미터

에 따라 공동으로 특정된다.

이러한 조건들 하에서, 공보 WO2016016707 에서 설명된 바와 같이, 프레스 공구 내에 유지되는 조건 하에서, 마텐자이트의 자기 템퍼링된 분율 (self-tempered fraction) 은 극도로 제한되어, 매우 많은 양의 어닐링되지 않은 마텐자이트가 높은 기계적 강도 값을 초래한다. 1800MPa 이상의 인장 강도값 (Rm) 이 바람직할 때, 이는 파라미터 P₁ ≥ 1.1 인 것이 입증되었다.

- 티타늄은 질소에 대해 강한 친화성을 갖는다. 본 발명의 강의 질소 함량을 고려하면, 티타늄 함량은 효과적인 석출을 얻기 위해 0.015% 이상이어야 한다. 0.020 중량% 초과의 양에서, 티타늄은 붕소를 보호하여, 유리 형태 (free form) 의 이러한 원소가 켄칭성에 완전히 영향을 미친다. 함량은 3.42 N 보다 커야 하고, 이러한 양은 유리 질소의 존재를 회피하기 위하여 TiN 석출의 화학량론에 의해 규정된다. 하지만, 0.10% 초과에서, 액체 강에서 조대한 티타늄 질화물이 형성될 위험이 있고, 이는 인성에 해로운 영향을 미친다. 티타늄 함량은, 열간 프레싱 이전에 블랭크들이 가열될 때 오스테나이트 입자의 성장을 제한하는 미세 질화물을 형성하도록 바람직하게는 0.020% ~ 0.040% 이다.

- 0.010 중량% 초과의 양에서, 니오븀은 니오븀 카보나이트라이드를 형성하고, 이는 또한 블랭크가 가열될 때 오스테나이트 입자의 성장을 제한할 수도 있다. 하지만, 제조 곤란성 및 압연 효과를 증가시키는 열간 압연 동안에 재결정화를 제한하는 능력으로 인해, 그의 함량은 0.060% 로 제한되어야 한다. 니오븀의 함량이 0.030% ~ 0.050% 일 때, 최적의 효과가 얻어진다.

- 0.0005 중량% 초과의 양에서, 붕소는 켄칭성을 크게 증가시킨다. 오스테나이트 입자의 조인트에서의 확산에 의해, 이는 인의 입자간 편석을 방지함으로써 유리한 영향을 미친다. 0.0040% 초과에서, 이러한 효과는 포화된다.

- 0.003% 초과의 질소 함량은 오스테나이트 입자의 성장을 제한하기 위해 전술한 TiN, Nb(CN), 또는 (Ti,Nb)(CN) 의 석출을 초래한다. 하지만, 함량은 조대한 석출물의 형성을 방지하기 위해 0.010% 로 제한되어야 한다.

- 선택적으로, 시트는 0.05 중량% ~ 0.65 중량% 의 양으로 몰리브덴을 함유할 수 있고: 이러한 원소는 니오븀 및 티타늄과 공침물 (co-precipitate) 을 형성한다. 이러한 석출물은 매우 열적으로 안정적이고, 가열 시 오스테나이트 입자의 성장의 제한을 강화한다. 0.15% ~ 0.25% 의 몰리브덴 함량에 대해 최적의 효과가 얻어진다.

- 선택적으로, 강은 또한 0.001 중량% ~ 0.30 중량% 의 양으로 텅스텐을 함유할 수도 있다. 기재한 양에서, 이러한 원소는 탄화물의 형성을 통해 켄칭성 및 경화성에 대한 민감성을 증가시킨다.

- 선택적으로, 강은 또한 0.0005% ~ 0.005% 의 양으로 칼슘을 함유할 수 있다: 산소 및 황과 결합함으로써, 칼슘은 따라서 제조된 시트들 또는 부품들의 연성에 악영향을 미치는 대형 개재물의 형성을 방지한다.

- 과도한 양에서, 황 및 인은 증가된 취성으로 이어진다. 이러한 이유로, 황화물의 과도한 형성을 피하기 위해 황의 중량 기준 함량이 0.005% 로 제한된다. 하지만, 과도하게 낮은 황 함량, 즉 0.001% 미만의 황 함량은 어떠한 부가적인 이점도 제공하지 않는 한 달성하기에 불필요하게 비용이 많이 든다.

유사한 이유로, 인 함량은 0.001 중량% 내지 0.025 중량% 이다. 과도한 양에서, 이러한 원소는 오스테나이트 입자 조인트에서 편석되고 입자간 파열에 의한 지연 균열의 위험을 증가시킨다.

- 니켈은 본 발명의 중요한 요소이다: 실제로, 본 발명자들은 이것이 특정 형태로 시트 또는 부품의 표면에 농축될 때에 0.25 중량% ~ 2 중량% 의 양으로 이러한 원소가 지연 파괴에 대한 민감성을 상당히 감소시킨다는 것을 입증하였다.

더욱이 그리고 공보 WO2016016707 에서 개시된 바와 같이, 강 부품은 효과적인 지연 균열에 대한 저항을 달성하기 위해 2 개의 파라미터들로 표면 근처에서 최대치 Ni_max 까지 니켈로 부화된다.

제 1 파라미터 (P₂) 는 다음과 같이 규정된다:

Δ 은 강 부품의 니켈 부화 깊이이고, Ni_nom 은 강의 공칭 니켈 함량이다.

이러한 제 1 파라미터는 부화층 (Δ) 에서 전체 니켈 함량을 특징으로 한다.

제 2 파라미터 (P₃) 는 다음에 의해 규정된다:

이러한 제 2 파라미터는 평균 니켈 농축 구배, 즉 Δ 층 내에서 부화 강도를 특징으로 한다.

이러한 2 개의 파라미터들을 만족시킴으로써, 강 부품은 지연 균열에 대한 매우 높은 저항을 갖는다.

본 발명에 따른 강 시트의 제조 방법은 이하에서 설명될 것이다: 반제품은 전술한 조성을 가지는 액체 강의 형태로 캐스팅된다. 컨버터로부터 레이들 캐스팅 (ladle casting) 동안 원소들의 추가가 발생하는 종래의 방법과는 달리, 본 발명자들은 공기의 존재 없이 이러한 첨가를 수행할 필요가 있고, 이는 액체 금속의 질소 함량의 증가로 이어진다는 것을 입증하였다. 본 발명의 방법에서, 망간, 규소, 니오븀, 크롬과 같은 원소들의 첨가는 진공 분위기가 우세한 인클로저에서 수행된다. 이러한 진공 처리 후에, 액체 금속은 금속과 슬래그 사이의 혼합에 의해 탈황되고, 이는 질소 함량을 증가시키지 않는 조건 하에서 수행된다. 액체 금속 내 질소 함량을 확인한 후에, 티타늄은 예를 들어 페로티타늄의 형태로 첨가된다. 따라서, 티타늄은 이차 야금 단계의 끝에서 첨가된다. 따라서, 첨가 프로세스 동안, 도입된 질소 함량은 감소되고, 강 부품의 연성에 악영향을 줄 수 있는 입자들의 형성은 제한된다. 이러한 방식으로 첨가 원소들을 도입함으로써, 석출된 입자의 양은 응고의 종료 시에 감소되고, 따라서 시트 및 최종 강 부품은 이하에서 상세하게 설명된 바와 같이 향상된 연성을 갖는다.

캐스팅 후에 얻어진 반제품은 전형적으로 200 mm ~ 250 mm 의 두께인 슬래브 형상이거나, 또는 전형적으로 두께가 수십 밀리미터인 얇은 슬래브의 형상 또는 임의의 다른 적합한 형상일 수 있다. 이는 1250℃ ~ 1300℃ 의 온도까지 가열되고, 20 분 ~ 45 분의 기간 동안 이러한 온도 내에서 유지된다. 노 분위기 내에서 산소와 반응함으로써, 본 발명의 강의 조성에 대해, 본질적으로 철 및 망간이 풍부한 산화물 층이 형성되고, 여기에서 니켈의 용해도가 매우 낮고 니켈은 금속 형태로 유지된다. 이러한 산화물 층의 성장과 병행하여, 니켈은 산화물과 강 기판 사이의 계면을 향해 확산되어, 강 내에 니켈 부화층이 출현하게 한다. 이러한 단계에서, 이러한 층의 두께는 특히 강의 공칭 니켈 함량뿐만 아니라 전술한 온도 및 유지 조건에 의존한다.

후속 제조 사이클 동안, 이러한 부화 초기층은 다음을 동시에 받게 된다:

- 연속적인 압연 단계들에 의해 제공되는 감소율로 인한 두께의 감소,

- 연속적인 제조 단계 동안 시트가 고온에 노출됨으로 인한 두께의 증가. 하지만, 이러한 증가는 슬래브 가열 단계 동안보다 작은 정도로 발생한다.

열간 압연된 시트에 대한 제조 사이클은 전형적으로 다음을 포함한다:

- 1250℃ ~ 825℃ 의 온도 범위에서의 열간 압연 (조압연, 다듬질) 단계;

- 500℃ 내지 750℃ 의 온도 범위에서의 코일링 단계.

본 발명자들은, 방법이 최종 제품에 큰 영향을 미치지 않으면서 본 발명의 범위 내에서 일정 변형을 허용하도록, 본 발명에 의해 규정된 범위 내에서 열간 압연 및 코일링 파라미터들의 변형이 기계적 특성을 실질적으로 변경하지 않는다는 것을 입증하였다.

이러한 단계에서, 두께가 전형적으로 1.5 mm ~ 4.5 mm 일 수 있는 열간 압연된 시트는, 니켈 부화층이 시트의 표면 근처에 위치되도록 산화물 층을 단지 제거하는 그 자체로 공지된 방법에 의해 산세된다.

더 얇은 시트가 요구되는 때에, 냉간 압연이 예를 들어 30% ~ 70% 의 적절한 감소율로 행해지고, 그리고 나서 경화된 금속을 재결정화하기 위해 전형적으로 740℃ ~ 820℃ 의 온도에서 어닐링이 수행된다. 이러한 열처리 후에, 시트는 코팅되지 않은 시트를 얻기 위하여 냉각될 수 있거나, 또는 그 자체로 공지된 방법에 따라 켄칭 욕을 통과함으로써 연속 코팅되고 최종적으로 냉각될 수 있다.

공보 WO2016016707 에서 설명된 바와 같이, 최종 시트에서 니켈 부화층의 특성에 주요한 영향을 미치는 단계는, 특정 온도 범위 및 유지 시간 내에서, 슬래브 가열 단계이다. 반대로, 코팅 단계를 포함하거나 포함하지 않는 냉간 압연된 시트의 어닐링 사이클은 니켈 부화 표면층의 특정에 부차적인 영향을 단지 미친다. 즉, 니켈 부화층을 비례량 (homothetic amount) 만큼 감소시키는 냉간 압연 감소율을 제외하고는, 이러한 층의 니켈 부화의 특성은 이것이 프리코팅 단계를 포함하는지 여부에 관계 없이 냉간 압연 및 어닐링을 또한 겪은 시트에서 그리고 열간 압연된 시트에서 거의 동일하다.

이러한 프리코팅은 알루미늄, 알루미늄 합금 (50% 초과의 알루미늄을 포함함) 또는 알루미늄계 합금 (알루미늄이 주요 원소임) 일 수 있다. 유리하게는, 이러한 프리코팅은 중량 기준으로 7% ~ 15% 의 규소, 2% ~ 4% 의 철, 선택적으로 15 ppm ~ 30 ppm 의 칼슘을 포함하고, 잔부가 알루미늄 및 프로세싱으로 인한 불가피한 불순물인 알루미늄-규소 합금이다.

프리코팅은 또한 40% ~ 45% 의 Zn, 3% ~ 10% 의 Fe, 1% ~ 3% 의 Si 를 함유하고 잔부가 알루미늄 및 프로세싱으로 인한 불가피한 불순물인 알루미늄 합금일 수 있다.

변형예에 따라, 프리코팅은 알루미늄 합금 코팅일 수도 있고, 이는 철을 함유하는 금속간 형태이다. 이러한 유형의 프리코팅은 프리코팅된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 시트의 열 전처리를 수행함으로써 얻어진다. 이러한 열 전처리는 프리코팅이 Fe₃Si₂Al₁₂ 유형의 τ₅ 상 및 Fe₂Si₂Al₉ 유형의 τ₆ 상인 유리 알루미늄을 더 이상 함유하지 않도록 유지 시간 (t₁) 동안 온도 (θ₁) 에서 수행된다. 이러한 유형의 프리코팅은 그런 다음 훨씬 빠른 속도로 열간 스탬핑 단계 전에 블랭크들이 가열되게 하고, 이는 가열 동안 고온에서 블랭크를 유지하기 위해, 즉 이러한 블랭크 가열 단계 동안 흡수된 수소의 양을 감소시키기 위해 요구되는 시간을 최소화한다.

대안적으로, 프리코팅은 아연도금 또는 합금화 아연도금될 수 있고, 즉, 아연도금 욕 직후에 산업 조건 하에서 수행된 합금의 열처리 후에 7% ~ 12% 의 철의 양을 가질 수 있다.

프리코팅은 또한 연속적인 단계들로 디포짓된 층들의 중첩으로 구성될 수 있고, 상기 층들 중 적어도 하나가 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있다.

전술한 제조 후에, 시트는 기하학적 형상이 스탬핑 및 프레스 경화된 부품의 최종 기하학적 형상에 관련된 블랭크를 획득하기 위해 그 자체로 공지된 방법에 의해 절삭 또는 펀칭된다. 전술한 바와 같이, 특히 0.32% ~ 0.36% 의 C, 0.40% ~ 0.80% 의 Mn 및 0.05% ~ 1.20% 의 Cr 을 포함하는 시트의 절삭은 바람직하게는 페라이트-펄라이트계, 또는 페라이트-펄라이트계 미세조직 [sic] 과 관련된 이러한 단계에서의 비교적 낮은 기계적 강도 때문에 특히 용이하다.

이러한 블랭크들은 강 기판을 완전히 오스테나이트화하기 위해 810℃ ~ 950℃ 의 온도까지 가열되고, 열간 스탬핑된 후, 프레스 공구 내에 유지되어 마텐자이트 변태를 얻는다. 열간 스탬핑 단계 동안 적용된 변형율 (deformation rate) 은 오스테나이트화 처리 이전에 냉간 성형 단계 (스탬핑) 가 수행되었는지의 여부에 따라 더 많거나 더 작을 수도 있다. 본 발명자들은, Ac3 변태 온도 근처에서 블랭크들을 가열한 후 이러한 온도에서 수 분 동안 유지하는 것을 포함하는 프레스 경화를 위한 열적 가열 사이클들이 또한 니켈 부화층에서 어떠한 현저한 변화도 야기하지 않는다는 것을 입증하였다.

즉, 니켈 부화 표면층의 특성은 프레스 경화 전의 시트상에서 그리고 프레스 경화 후에 이러한 시트로부터 얻어진 부품상에서 유사하다.

종래의 강 조성보다 낮은 더 낮은 Ac3 변태 온도를 갖는 본 발명의 조성에 의해, 감소된 온도 및 유지 시간으로 블랭크들을 오스테나이트화하는 것이 가능하고, 따라서 가열 노 내에서의 가능한 수소 흡착을 줄일 수 있다.

본 발명자들은, 향상된 연성을 갖는 강 부품을 얻기 위하여, 전술한 기계적 강도 및 지연 균열 저항의 유리한 특성들 외에, 강 표면 근처에서 존재하는 입자들의 밀도가 특정 조건을 만족해야 한다는 것을 발견하였다. 본 발명의 맥락에서, 이러한 입자들은 강 매트릭스 내에 존재하는 옥시설파이드 및 카보니트라이드와 같은 결합된 또는 순수한 모든 옥사이드, 설파이드, 니트라이드를 나타낸다. 일부 입자들은 굽힘성을 감소시키는 조기 소산의 사이트들인 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 맥락에서, 표면 근접성은 시트들의 표면과 그 아래 100 마이크로미터 사이의 면적을 나타낸다.

특히, 입자들의, 특히 2 마이크로미터보다 큰 중간 크기의 입자들의 밀도는 특정 기준을 만족시켜야 한다.

아래의 표 1 및 표 2 뿐만 아니라 도 1 및 도 2 는 입자 밀도에 기초한 파라미터의 확립을 초래하는 테스트들 및 측정들을 보여준다.

각각의 화학 조성이 표 1 에 제공된 5 개의 강 시트들 (A, B, C, D, E) 이 제조되었다. 조성물은 중량%로 표현되고, 조성물의 잔부는 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불순물이다.

이러한 시트들은 여러 방법들에 의해 액체 상태로 제조된 강으로부터 얻어졌다: 테스트 A (참조 테스트) 의 경우, 추가 원소들 (망간, 규소, 크롬 및 니오븀) 이 변환기로부터의 레이들 캐스팅 동안 공기 하에서 첨가되었다.

본 발명의 조건 하에서 수행된 테스트들 B, C, D, E 의 경우, 이러한 추가의 원소들은 진공 하에 유지된 RH 탱크 내에서 RH (Ruhrstahl Heraeus) 처리 동안 첨가되었다. 후속 탈황 처리는 액체 강 내에서 질소 회수 없이 수행되었다. 티타늄은 2차 야금 프로세스의 종료 시에 페로티타늄으로서 첨가되었다.

반제품의 형태로 캐스팅한 후에, 이러한 다양한 강들의 슬래브들이 1275℃ 의 온도까지 가열되었고, 45 분 동안 이러한 온도에서 유지되었다. 그런 다음, 이들은 950℃ 의 압연 종료 온도로 압연되었고, 650℃ 의 온도에서 코일링되었다. 산세 후에, 시트들은 1.5 mm 의 두께로 냉간 압연되었다. 그런 다음 시트들은 760℃ 의 온도에서 알루미네이션에 의해 어닐링되었고, 그런 다음 9 중량% 의 규소 및 3 중량% 의 철을 함유하는 욕 내에 침지시킴으로써 연속 알루미늄화되고, 잔부는 알루미늄 및 불가피한 불순물이다.

절단된 시트들은 900℃ 의 온도로 6 분 30 초 의 노 내 총 유지 시간 후에 열간 스탬핑되었다.

프레스 경화 후에, 부품 표면 근처에서 100 마이크로미터의 깊이까지 그리고 6 mm² 의 표면적에 걸쳐 크기가 0.5 마이크로미터 초과인 입자들을 가시화하기 위해 주사 전자 현미경에 의해 3 개의 샘플들에 대해 측정이 수행되었다.

제 1 유형의 측정은 강 매트릭스 내에 존재하는 모든 입자들, 즉 옥시설파이드 및 카보니트라이드와 같은 결합된 또는 순수한 옥사이드, 설파이드, 니트라이드의 밀도 (Di) 를 평가하는 것으로 이루어진다. 제 2 유형의 측정은 크기가 2 마이크로미터 초과인 이러한 동일 입자들의 밀도 D(>_2㎛) 를 평가하는 것으로 이루어진다. 이하의 표 2 에서, 참조 테스트 (D1, D2, E1 및 E2) 는 2 개의 상이한 강 코일들로부터 이하의 표 1 에 나타낸 바와 같은 조성 (D 및 E) 의 강 시트에 각각 대응한다.

굽힘 각도는 굽힘 표준 VDA-238 에 따라 2 개의 롤러들에 의해 지지되는 60x60 mm² 의 경화된 부품들에 대해 결정되었다. 굽힘력은 0.4 mm 의 반경을 갖는 펀치에 의해 가해진다. 롤러들과 펀치 사이의 간격은 테스트된 부품들의 두께와 동일하고, 0.5 mm 의 클리어런스가 추가된다. 크랙의 발생은 이것이 부하 변위 곡선에서 부하 감소와 일치함에 따라 검출된다. 테스트들은 부하가 최대 값으로부터 30 N 초과로 감소할 때 중단된다. 각 참조 테스트의 굽힘 각도는 최대 부하에서 측정된다. 이하의 표 2 에 나타낸 결과들은 압연 방향으로 수집된 7 개의 샘플들에 대응한다. 본 발명자들은 그런 다음 평균 굽힘 각도 값을 얻었다.

충격 발생 시에 연성에 대한 산업적 요건들을 충족시키기 위해, 인장 강도의 측면에서 만족스러운 부품들은 50°초과의 굽힘 각도를 갖는 것이다. 원소들의 추가를 위해 종래 방법이 사용되는 참조 테스트 (A) 의 조건 하에서 열간 스탬핑된 부품은 50°미만의 굽힘 각도를 갖는다.

도 3 은 표 2 에서 7 개의 참조 테스트들에 대한 평균 입자 크기 및 밀도에 따른 입자 분포를 나타낸다. 참조 테스트 (A) 가 다른 참조 테스트의 것과 실질적으로 상이한 입자 크기에 따른 입자 밀도 분포를 갖는 다는 것을 알 수 있다. 기본적으로, 참조 테스트 (A) 의 2 마이크로미터 미만의 평균 입자 크기의 밀도는 다른 참조 테스트의 것보다 상당히 낮다. 본 발명에 따른 처리 조건은 모든 입자들, 특히 크기가 2 마이크로미터 초과인 입자들에서 상당한 감소를 얻을 수 있게 한다. 이러한 유리한 분포는 이러한 시트로부터 제조된 열간 스탬핑된 부품들에서 뿐만 아니라 시트들에서 볼 수 있다.

표 2 의 각 참조 테스트에 대해, 2 마이크로미터 초과의 중간 크기 입자들에 대한 밀도 D(>_2㎛) 및 모든 입자들에 대한 밀도 (D_i) 가 도 1 에 도시되었다. 참조 테스트 (A) 만이 50°초과의 굽힘 각도의 원하는 기준을 만족시키지 못한다는 것을 고려하면, 식

Y = - 6,75 (X-40)

의 라인 (D) 에 기초하여 얻어지는 밀도 D_i 와 밀도 D(>_2㎛) 사이의 관계가 존재한다.

50°초과의 굽힘 각도를 가질 가능성이 있는 부품들이 빗금 영역 (F) 에서 라인 (D) 아래에 위치된다는 것을 고려하면, 양호한 굽힘 연성을 만족시키기 위한 기준은 다음과 같다:

D_i + 6.75 D(>_2㎛) < 270

D_i 및 D(>_2㎛) 모두는 mm² 당 입자들의 수로 표현된다.

이러한 기준은 열간 스탬핑된 부품들의 연성에 대해 2 마이크로미터 초과의 중간 크기의 입자들의 상당한 영향을 입증한다.

이하의 표 3 및 도 2 에서, 규정된 기준 D_i + 6.75 D(>_2㎛) 및 7 개의 테스트 조건들 (A, B, C, D1, D2, E1, 및 E2) 에 대해 얻어지는 굽힘 각도가 도시된다. 도 2 의 회색 영역 (G) 은, 부품이 50˚초과의 굽힘 각도를 가지고 기준이 270 미만인, 본 발명에 따른 영역을 규정한다. 이러한 영역 (G) 에서, 부품은 향상된 연성 및 1800 MPa 초과의 기계적 강도 (Rm) 를 갖는다.

본 발명자들은 또한 탄소 함량의 상당한 증가에 의해 동반되는 망간 함량의 감소가 강 부품의 응력 부식 저항을 상당히 증가시키면서 1800 MPa 초과의 높은 기계적 강도를 유지할 수 있었다는 것을 발견하였다.

응력 부식에 대한 민감성을 측정하는 것은 다음에 의해 4 점 일정 부하 굽힘 테스트를 사용하는 방법들에 의해 수행되는 것으로 공지되어 있다:

- 30 일 동안 실온에서 생리식염수 내에 이러한 방법에 의해 응력이 가해진 강 부품을 담그거나, 또는

- 응력이 가해진 강 부품에 대해 4 시간 동안 35℃ 에서 생리식염수를 분부하고, 이러한 작업은 20 일의 기간에 걸쳐 반복된다.

하지만, 이러한 방법들은 강 부품들이 발견될 가능성이 있는 환경 조건을 충분히 재현하지 못한다.

이러한 이유로, 다른 소위 사이클 방법은 식염수상, 습윤상, 및 건조상의 교대를 위해 제공한다. 식염수상은 pH 4 에서 1% 의 분위기에서 NaCl 의 중량% 에 대해 2% 의 테스트 기간 동안 적용된다. 후속 습윤상은 35℃ 의 온도에서 90% 의 상대 습도 백분율에서 28% 의 테스트 기간 동안 적용된다. 최종 건조상은 35℃ 의 온도에서 55% 의 상대 습도 백분율에서 70% 의 테스트 기간 동안 적용된다. 이러한 사이클 테스트는 42 일 동안 적용된다.

그러나, 이러한 사이클 방법은 강 부품이 의도된 적용에 대해 만족스러운 응력 부식 저항을 갖는다는 것을 보장하기에 충분히 엄격하지 않다. 응력이 가해진 강 부품이 보다 엄격한 부식 조건에 가해지는 VDA (Verband der AutomobilIndustrie) 이라 불리는 새로운 사이클 방법이 따라서 적용되었다. 테스트 기간 또는 사이클은 일주일이다.

이러한 VDA 방법에서, 식염수상은 pH 7 에서 1% 의 분위기에서 NaCl 의 중량% 에 대해 (사이클 방법에 대한 2% 대신에) 5% 의 테스트 기간 동안 적용된다. 후속 습윤상은 35℃ 의 온도에서 (사이클 방법에 대한 90% 대신에) 95% 의 상대 습도 백분율에서 25% 의 테스트 기간 동안 적용된다. 최종 건조상은 35℃ 의 온도에서 (사이클 방법에 대한 55% 대신에) 70% 의 상대 습도 백분율에서 65% 의 테스트 기간 동안 적용되었다. VDA 방법은 6 사이클, 즉 6 주 또는 42 일 동안 적용된다.

본 발명에 따라, 강 부품은 적어도 42 일 동안 재료 파괴가 발생하지 않으면 응력 부식 기준을 만족시키는 것으로 간주된다.

4 개의 테스트 조건들 (H, I, J, 및 K) 이 고려되었고, 화학 조성이 이하의 표 4 에 주어진다. 조성은 중량%로 표현되고, 조성의 잔부는 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불순물이다.

4 개의 테스트 조건들 (H, I, J, 및 K) 은 입자 밀도 및 표면 니켈 부화에 대해 전술한 기준을 만족시킨다.

조건 (H) 하에서 제조된 강은 829℃ 의 Ac3 온도를 갖는다. 이러한 온도는 그 자체가 공지된 Andrews 공식에 의해 평가된다. 테스트 조건 (I) 하에 제조된 시트는 820℃ 의 Andrews 공식에 의해 계산된 Ac3 온도를 갖고, 테스트 조건 (J) 하에 제조된 시트는 807℃ 의 Andrews 공식에 의해 계산된 Ac3 온도를 갖고, 또한 테스트 조건 (K) 하에 제조된 시트는 871℃ 의 Andrews 공식에 의해 계산된 Ac3 온도를 갖는다.

따라서 참조 테스트 (J) 는 산업 환경에서 제조에 특히 유리한 오스테나이트화 온도를 갖는다.

Andrews 공식으로부터 계산된 Ms 온도 (냉각 중 마텐자이트 변태 개시 온도) 는 조건들 (H, I, J, 및 K) 하에 제조된 시트들에 대해 각각 362℃, 345℃, 353℃, 및 348℃ 이다.

참조 테스트들 (H, I, J, 및 K) 의 강 시트들은 이하의 조건들 하에서 제조되었다:

- 30 분 동안 1275℃ 의 온도로 가열된다.

- 900℃ 의 압연 종료 온도 (TFL) 로 열간 압연된다.

- 참조 테스트 (H) 의 경우 540℃ 에서, 참조 테스트 (I 및 J) 의 경우 550℃ 에서, 그리고 참조 테스트 (K) 의 경우 580℃ 에서 코일링된다.

- 58% 의 감소율로 냉간 압연된다.

- 경화 금속의 재결정을 얻기 위하여 760℃ 의 온도에서 어닐링된다.

- 냉각된다.

참조 테스트 (H) 의 경우, 시트는 전술한 바와 같은 AlSi 합금으로 코팅되고, 조건 (I, J 및 K) 하에 제조된 시트들은 코팅되지 않는다.

결과들은 조건들 (H, I, 및 K) 의 경우 1.5 밀리미터 및 조건 (J) 의 경우 1.3 밀리미터의 두께를 갖는 강 시트이다.

블랭크를 얻기 위하여 시트가 절단된 후에, 이는 6 분 30 초 (노 내에 전체 유지 시간) 동안 900℃ 에서 노 내에서 가열되어, 전체 오스테나이트 변태가 시트 내에 발생하고, 그런 다음 블랭크는 고온 프레싱을 시연하는 디바이스로 급속하게 이동된다. 이동이 10 초 내에 완료되어, 오스테나이트 변태는 이러한 단계 동안 발생하지 않는다. 프레스 공구에 의해 가해지는 압력은 5000 MPa 이다. 부품은 오스테나이트 조직의 마텐자이트 변태에 의한 경화를 얻기 위하여 프레스 내에 유지된다. 그런 다음 열간 스탬핑된 부품에 적용된 페인트에 대해 소성 사이클에 대응하는 170℃ 의 열 처리는 20 분 동안 시트에 적용된다.

스탬핑된 부품들 (H, I, J, 및 K) 에 대해 측정된 기계적 인장 특성 (항복 강도 σ_Y 및 기계적 강도 Rm) 는 이하의 표 5 에 나타내어 진다.

참조 테스트들 (H, I, J, 및 K) 의 각각에 대한 열간 스탬핑된 부품들로부터의 3 개의 시편들은 전술한 VDA 응력 부식 테스트를 받게 된다. 2 개의 압연기들 사이에서 외부 표면 상의 시편에 적용된 굽힘 응력은 750 MPa 이다.

결과들은 이하의 표 6 에 나타내어 진다.

테스트 조건 (H) 의 경우, 2 개의 부품들이 제 2 사이클 동안 파괴되었고, 제 3 부품은 제 3 사이클 동안 파괴되었음을 알 수 있다.

참조 테스트 (I) 의 경우, 제 1 부품은 제 3 사이클 동안 파괴되었고, 다른 2 개의 부품들은 제 4 사이클 동안 파괴되었다.

참조 테스트들 (J 및 K) 의 경우, 부품들은 제 6 사이클의 종료 시에 파괴되지 않았다. 따라서 낮은 망간 함량을 갖는 참조 테스트 (J) 및 높은 규소 함량을 갖는 참조 테스트 (K) 는 응력 하에서 부식에 대한 훌륭한 저항을 제공한다.

이론에 구속됨 없이, 본 발명자들은, 1300 MPa ~ 1600 MPa 의 항복 강도를 갖는 열간 스탬핑된 부품의 경우, VDA 테스트를 통과하기에 충분한 응력 하에서 부식 저항을 보장하기 위해 기준의 표현을 규정했다.

이러한 기준은 3 개의 파라미터들에 의존한다: 파라미터 (P1) 는 부품의 조성에 의존하고, 파라미터 (P2) 는 인가된 응력에 의존하고, 또한 파라미터 (P3) 는 열간 스탬핑된 부품 상의 코팅의 선택적 존재에 의존한다.

파라미터 (P1) 는 망간, 인, 크롬, 몰리브덴 및 규소 함량에 따라 다음과 같이 표현되고:

함량은 중량%로 표현된다.

파라미터 (P2) 는 다음과 같이 표현되고:

여기에서 σ_y 은 MPa 로 표현되는 항복 강도를 나타내고, 또한 1300 MPa ~ 1600 MPa 이다.

파라미터 (P3) 는, 코팅되지 않은 부품이 노출되는 경우 값이 1이고 부품이 코팅되는 경우 값이 0.7 인 파라미터 (C_SCC) 에 의해 정량화된다.

응력 부식 파괴 임계값 (Xo) 은 따라서 다음과 같이 규정된다:

Xo = P1 x P2 x P3

따라서 스탬핑된 부품들 (H, I, J, 및 K) 에 대해 결정된 응력 부식 파괴 임계값 (Xo) 은 이하의 표 7 에 나타내어 진다.

따라서 본 발명자들은, Xo 가 750 이상, 바람직하게는 790 이상인 경우, 대응하는 시트 또는 부품은 VDA 응력 부식 저항 테스트를 통과한다는 것을 입증하였다.

그런 다음, 이하의 기준이 규정되고, 상기 기준은 만족되는 경우 강 시트 및 부품의 응력 부식에 대한 양호한 저항을 보장한다:

바람직하게는 X_O 의 값은 응력 부식에 대한 매우 높은 저항을 얻기 위하여 790 이상, 바람직하게는 1100 초과이다.

Mn 함량을 감소시키는 것이 응력 부식 저항을 증가시킬 수 있다는 증거 외에, 크롬 함량을 증가시키는 것 (참조 테스트 (H) 의 경우 0.33%, 참조 테스트 (I) 의 경우 0.51% 및 참조 테스트들 (J 및 K) 의 경우 대략 1%) 은 부품의 응력 부식 저항을 또한 향상시키는 것을 알 수 있다. 참조 테스트 (K) 는 또한 1.53% 의 규소 함량이 응력 부식에 대한 높은 저항을 초래한다는 것을 입증한다.

따라서, 본 발명은 높은 기계적 인장 특성, 양호한 인성, 및 응력 부식에 대한 높은 저항을 동시에 제공하는 프레스 경화된 부품들의 제조를 위한 방법을 제공한다. 이러한 부품들은 자동차 산업에서 구조 또는 보강 부품들로서 유리하게는 사용될 것이다.

Claims

프레스 경화용의 압연된 강 시트로서,
함량이 중량으로 표현된 화학 조성은:
0.24% ≤ C ≤ 0.38% 및 0.40% ≤ Mn ≤ 3%, 또는, 0.38% < C ≤ 0.43% 및 0.05% ≤ Mn < 0.4%,
0.10% ≤ Si ≤ 1.70%
0.015% ≤ Al ≤ 0.070%
0% < Cr ≤ 2%
0.25% ≤ Ni ≤ 2%
0.015% ≤ Ti ≤ 0.10%
0.010 % ≤ Nb ≤ 0.060%
0.0005% ≤ B ≤ 0.0040%
0.003% ≤ N ≤ 0.010%
0.0001% ≤ S ≤ 0.005%
0.0001% ≤ P ≤ 0.025%
를 포함하고,
티타늄 및 질소 함량이
Ti/N > 3.42
를 만족시키고, 또한
탄소, 망간, 크롬 및 규소 함량이

를 만족시키고,
상기 화학 조성은 하기의 원소들:
0.05% ≤ Mo ≤ 0.65%
0.001% ≤ W ≤ 0.30%
0.0005 % ≤ Ca ≤ 0.005%
중 하나 이상을 선택적으로 포함하고,
잔부가 철 및 프로세싱으로부터 발생하는 불가피한 불순물이고,
강의 니켈 함량 Ni_surf 은 상기 시트의 표면에서 깊이 Δ 까지
Ni_surf > Ni_nom
를 만족하고, 여기에서 Ni_nom 은 상기 강의 공칭 니켈 함량을 나타내고,
Ni_max 가 Δ 내에서 최대 니켈 함량을 나타낼 때,

및

이고, 여기에서 상기 깊이 Δ 는 마이크로미터 (micrometers) 로 표현되고,
상기 함량 Ni_max 및 Ni_nom 는 중량% 로 표현되고,
모든 입자들의 표면 밀도 D_i 및 2 마이크로미터 초과의 평균 직경을 갖는 입자들의 표면 밀도 D(>_2㎛) 가, 상기 시트의 표면에서 적어도 100 마이크로미터의 깊이까지,
D_i + 6.75 D(>_2㎛) < 270
을 만족시키고, 여기에서 D_i 및 D(>_2㎛) 는 제곱 밀리미터 당 입자들의 수로 표현되고, 또한 상기 입자들은 강 매트릭스 내에 존재하는 옥사이드, 설파이드 및 니트라이드 중 적어도 하나 또는 이들의 결합을 나타내는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 입자들은 옥시설파이드 및 카보니트라이드를 나타내는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항에 있어서,
상기 강 시트의 조성은, 중량으로
0.39% ≤ C ≤ 0.43%
0.09% ≤ Mn ≤ 0.11%
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트의 조성은, 중량으로
0.95% ≤ Cr ≤ 1.05%
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 4 항에 있어서,
상기 강 시트의 조성은, 중량으로
0.48 % ≤ Ni ≤ 0.52%
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 4 항에 있어서,
상기 강 시트의 조성은, 중량으로
1.4% ≤ Si ≤ 1.70%
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트의 미세조직은 페라이트-펄라이트계 (ferritic-perlitic) 인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트는 열간 압연된 시트인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시트는 냉간 압연되고 어닐링된 시트인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 알루미늄 또는 알루미늄계 합금으로 프리코팅되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 아연 또는 아연계 합금으로 프리코팅되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강 시트는 알루미늄 및 철, 그리고 선택적으로는 규소를 함유하는 금속간 합금들의 하나 이상의 층들로 프리코팅되고, 프리코팅은 Fe₃Si₂Al₁₂ 유형의 τ₅ 상 및 Fe₂Si₂Al₉ 유형의 τ₆ 상인 유리 알루미늄 (free aluminum) 을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화용의 압연된 강 시트.
제 1 항에 따른 조성물의 강 시트를 프레스 경화함으로써 얻어진 프레스 경화된 부품으로서,
상기 부품은 마텐자이트계 또는 마텐자이트-베이나이트계 조직을 가지고, 그의 인장 강도 (Rm) 는 1800 MPa 이상이고, 모든 입자들의 표면 밀도 D_i 및 2 마이크로미터 초과의 평균 직경을 갖는 입자들의 표면 밀도 D(>_2㎛) 가, 상기 시트의 표면에서 적어도 100 마이크로미터의 깊이까지,
D_i + 6.75 D(>_2㎛) < 270
을 만족시키고, 여기에서 D_i 및 D(>_2㎛) 는 mm² 당 입자들의 수로 표현되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품.
제 13 항에 있어서,
상기 부품은 압연 방향으로 적어도 50˚초과의 굽힘 각도를 가지는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품.
제 13 항에 있어서,
망간, 인, 크롬, 몰리브덴 및 규소 함량이
[455Exp(-0.5[Mn+25P])+[390Cr+50Mo]+7Exp(1.3Si)][6-1.22x10^-9σ_y ³][C_SCC] ≥ 750
을 만족시키고,
σ_y 는 1300 MPa ~ 1600 MPa 인 항복 강도이고,
C_SCC 는 코팅되지 않은 시트에 대해 1 이고, 코팅된 시트에 대해 0.7 인 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품.
제 15 항에 있어서,
망간, 인, 크롬, 몰리브덴 및 규소 함량이
[455Exp(-0.5[Mn+25P])+[390Cr+50Mo]+7Exp(1.3Si)][6-1.22x10^-9σ_y ³][C_SCC] ≥ 1100
을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품.
제 13 항에 있어서,
상기 프레스 경화된 부품은 공칭 니켈 함량 Ni_nom 을 포함하고,
강의 니켈 함량 Ni_surf 은 표면에서 깊이 Δ 까지 Ni_nom 보다 크고, Ni_max 가 Δ 내에서 최대 니켈 함량을 나타낼 때,

및

이고, 여기에서 상기 깊이 Δ 는 마이크로미터로 표현되고,
상기 함량 Ni_max 및 Ni_nom 는 중량% 로 표현되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품.
제 13 항에 있어서,
상기 강 시트는 알루미늄, 알루미늄계 합금, 아연 또는 아연계 합금으로 프리코팅되고,
상기 프레스 경화된 부품은 프레스 경화 열처리 동안에 강 기판과 프리코팅 사이의 확산으로부터 발생하는 알루미늄, 알루미늄계 합금, 아연 또는 아연계 합금으로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화된 부품.
제 1 항에 따른 프레스 경화용의 압연된 강 시트의 제조 방법으로서,
상기 방법은 이하의 연속적인 단계들:
- 탄소, 알루미늄, 니켈, 붕소, 질소, 황, 인, 몰리브덴, 텅스텐 및 칼슘을 포함하고, 망간, 규소, 니오븀, 및 크롬이 첨가되는 액체 강을 제조하는 단계로서, 상기 첨가는 진공 챔버 내에서 이루어지는, 상기 액체 강을 제조하는 단계, 그런 다음
- 질소 함량의 증가 없이 액체 금속을 탈황하는 단계, 그런 다음
- 티타늄을 첨가하는 단계로서, 상기 첨가는 제 1 항에 따른 화학 조성을 가지는 액체 금속을 얻기 위하여 이루어지는, 상기 티타늄을 첨가하는 단계, 그런 다음
- 반제품을 캐스팅하는 단계, 그런 다음
- 상기 반제품을 1250℃ ~ 1300℃ 의 온도로 이러한 온도에서 20분 ~ 45분의 유지 기간 동안 가열하는 단계, 그런 다음
- 상기 반제품을 825℃ ~ 950℃ 의 압연 종료 온도 (TFL) 로 열간 압연하여, 열간 압연된 시트를 얻는 단계, 그런 다음
- 상기 열간 압연된 시트를 500℃ ~ 750℃ 의 온도로 코일링하여, 열간 압연되어 코일링된 시트를 얻는 단계, 그런 다음
- 이전 단계들 중에 형성된 산화물 층을 산세하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열간 압연된 강 시트의 제조 방법.
냉간 압연되어 어닐링된 시트의 제조 방법으로서,
상기 방법은 이하의 연속적인 단계들:
- 제 19 항에 따른 방법에 의해 제조된, 열간 압연되고, 코일링되고, 또한 산세된 시트를 공급하는 단계, 그런 다음
- 상기 열간 압연되고, 코일링되고, 또한 산세된 시트를 냉간 압연하여, 냉간 압연된 시트를 얻는 단계, 그런 다음
- 740℃ ~ 820℃ 의 온도로 상기 냉간 압연된 시트를 어닐링하여, 냉간 압연되어 어닐링된 시트를 얻는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 냉간 압연되어 어닐링된 시트의 제조 방법.
프리코팅된 시트의 제조 방법으로서,
제 19 항 또는 제 20 항에 따른 방법에 따라 제조된 압연된 시트가 공급되고, 그런 다음 연속 프리코팅이 침지 (dipping) 에 의해 수행되고, 상기 프리코팅은 알루미늄, 알루미늄계 합금, 아연 또는 아연계 합금인, 프리코팅된 시트의 제조 방법.
프리코팅 및 프리합금화된 (pre-alloyed) 시트의 제조 방법으로서,
- 압연된 시트가 제 20 항에 따른 방법에 따라 공급되고, 그런 다음 연속 프리코팅이 템퍼링된 알루미늄계 합금으로 수행되고, 그런 다음
- 상기 프리코팅된 시트의 열 전처리는 프리코팅이 더 이상 Fe₃Si₂Al₁₂ 유형의 τ₅ 상 및 Fe₂Si₂Al₉ 유형의 τ₆ 상인 유리 알루미늄을 함유하지 않도록 수행되는, 프리코팅되고 프리합금화된 시트의 제조 방법.
제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 부품의 제조 방법으로서,
상기 방법은 이하의 연속적인 단계들:
- 제 19 항에 따른 방법에 의해 제조된 시트를 공급하는 단계, 그런 다음
- 상기 시트를 커팅하여 블랭크를 얻는 단계, 그런 다음
- 선택적으로 상기 블랭크를 냉간 스탬핑함으로써 성형 단계를 수행하는 단계, 그런 다음
- 810℃ ~ 950℃ 의 온도까지 상기 블랭크를 가열하여 강 내에 전체 오스테나이트 조직을 얻는 단계, 그런 다음
- 상기 블랭크를 프레스로 이동시키는 단계, 그런 다음
- 상기 블랭크를 열간 스탬핑하여 부품을 얻는 단계, 그런 다음
- 상기 프레스 내에 상기 부품을 유지하여 상기 오스테나이트 조직의 마텐자이트 변태에 의한 경화를 얻는 단계
를 포함하는, 부품의 제조 방법.
제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레스 경화된 부품은 자동차용 구조 또는 보강 부품들의 제조를 위해 사용되는, 프레스 경화된 부품.