KR100263241B1 - 가공용 용융아연 도금 열연강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사각 드로잉 성형에 의해 건축용 스위치 박스나 복잡한 형상을 갖는 제품의 성형에 요구되는 고연성 및 저항복강도의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법에 대한 것이다.
본 발명의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법은, 중량 % 로, C:0.005 - 0.01 %, Si:미량(trace), Mn:0.10 - 0.20 %, Cr:0.2 - 0.5 %, Ti:0.06 %이하, P:0.015 % 이하, S:0.010 % 이하, sol - Al:0.02 - 0.05 % 및 N2:40 ppm 이하를 함유하는 슬라브를, 사상 압연 온도를 Ar3변태점 이상으로 하여 열간압연하고, 열간 압연후 권취 온도를 650℃ 보다 높은 온도로 하여 두께 1.3 - 2.3 mm 의 강판을 제조한 후, 이어서 도금욕에 디핑하여 용융 아연 도금 처리를 행하여항복 강도가 21 kg/㎟ 이하, 인장 강도 34 kg/㎟ 이하, 연신율 42 % 이상인 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 용융 아연 도금 처리 공정에서는 산세 열연 강판 코일을 재차 500 -550℃ 범위로 예비가열하고, 440 - 460℃ 로 유지된 도금욕에 디핑을 행하여 공냉되도록 제어한다.
Description
본 발명은 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 사각 드로잉 성형에 의해 건축용 스위치 박스나 복잡한 형상을 갖는 제품의 성형에 요구되는 고연성 및 저항복강도의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법에 대한 것이다.
용융 아연 도금 열연 강판의 기계적 성질은 열연 강판의 표면에 아연 도금 처리를 행하여 제조되기 때문에 도금전의 열연 강판의 조직 및 재질과 직접 관련성을 갖고 있을 뿐만 아니라, 용융 아연 도금 공정에서의 열처리 과정에서 시효 경화는 열연 상태에서의 고용 탄소와 질소량 및 도금 열처리 과정에서의 탄화물의 재용해에 기인한 고용 원소의 증가에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 왔다.
따라서, 1.3 - 2.3㎜범위의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조에 있어서는 원소재인 열연 강판의 조직이 균일하여야하고 고연성의 재질 특성을 가지는 것이 요구되고 있다.
일반적으로 고연성 열연 강판의 제조 기술로는 0.002 wt.% C - 0.03 wt.% Ti강을 Ar3변태점 이상의 온도에서 마무리 압연을 행한 후, 600℃ 이하에서 권취함으로써 인장 강도 28-29kg/㎟, 연신율 55 % 이상인 가공용 열연 강판을 제조하는 기술 및 0.002 wt.% C 에 0.01 - 0.02 wt.% 의 Ti 또는 Nb 를 단독으로 첨가하고 650℃ 이상에서 고온 권취하여 50 - 53 % 범위의 연신율을 갖는 심가공용 열연 강판을 제조하는 기술이 있다.
이와 같이, 열연 강판의 연성 확보를 위해서는 극저탄소-IF 강이 재질적으로 유리한 것은 분명하나, 모두 두께 3.5 ㎜ 이상의 열연 강판을 제조 대상으로 한 것으로 900℃ 이상에서 열간 압연을 마무리하는 것이 용이하고 조직적으로도 균일한 동축 페라이트 조직을 얻는 것은 용이한 반면, 두께 1.3 - 2.3 mm 의 도금 강판의 원소재인 박물 열연 강판을 제조하는 경우에는 상기 설명한 종래 기술에서와 같이 극저탄소강을 이용하는 것은 용이하지 아니하다.
왜냐하면, 강의 Ar3변태점이 상숭하기 때문에 Ar3변태점 이하에서 열간 압연이 마무리될 가능성이 높아지고 이로 인하여 발생하는 조직적 불안정(미세립과 조대립이 혼재한 혼립 조직 혹은 변형 조직)은 연성의 저하를 초래하기 때문이다.
한편, 용융 아연 도금 열연 강판 제조 공정의 특유의 열이력은 강판내 침입형 고용 원소, 주로 고용 탄소량의 증가 및 시효 경화에 의하여 열연 강판에서의 재질에 비하여 경화되어 강도는 증가하고 연신율은 감소되는 것이 일반적이다. 즉, 가열 열처리 과정(예비 가열 500 - 550℃, 도금욕 460℃)에서 재고용되는 고용 탄소 및 열연 상태에서 이미 고용된 탄소, 질소가 시효 경화를 유발하게 된다. 이와 같은 시효 경화를 최소화하려면 열연 강판 상태에서의 침입형 고용 탄소량(탄소, 질소)을 최소화하는 것이 필요하나 극저탄소강을 기본 성분계로 할 경우, 고용 원소 특히 고용 탄소량이 저하되면 내 2 차 가공 취성이 열화되는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.
상기 설명한 바와 같은 열간 압연 및 용융 아연 도금 공정상의 제약으로 인하여 일반용 용융 아연 도금 열연 강판은 저탄소강(0.02 ∼ 0.04 wt.% C - 0.15wt.% Mn)을 기본 성분계로 하여 제조되고 있으며, 이들의 기계적 성질은 항복강도 및 인장강도가 각각 26∼29 kg/㎟, 34∼36kg/㎟ 정도이고, 연신율은 35∼38 %, 정도여서 비교적 단순 굽힘 가공이나 비교적 경가공용 제품에 사용되고 있다.
본 발명은 상기 설명한 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 건축용 스위치 박스 혹은 성형 정도가 가혹한 제품의 성형에 요구되는 저 항복 강도 및 고연성의 특징을 만족하는 두께 1.3 - 2.3㎜ 범위의 인장 강도 34 kg/㎟이하, 항복 강도 21 kg/㎟ 이하, 연신율 42 % 이상인 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중량 % 로, C:0.005 - 0.01 %, Si:미량(trace), Mn:0.10 - 0.20 %, Cr:0.2 - 0.5 %, Ti:0.06 % 이하, P:0.015 % 이하, S:0.010 % 이하, so1.- Al:0.02 - 0.05 % 및 N2:40 ppm 이하를 함유하는 슬라브를, 사상 압연 온도를 Ar3변태점 이상으로 하여 열간압연하고, 열간 압연후 권취 온도를 650℃ 보다 높은 온도로 하여 두께 1.3 - 2.3 ㎜ 의 강판을 제조한 후, 이어서 도금욕에 디핑하여 용융 아연 도금 처리를 행하여 항복 강도가 21 kg/㎟ 이하, 인강 강도 34 kg/㎟ 이하, 연신율 42 % 이상인 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법을 제공한다.
또한, 용융 아연 도금 처리 공정에서는 산세 열연 강판 코일을 재차 500 -550℃ 범위로 예비가열하고, 440 - 460℃ 로 유지된 도금욕에 디핑을 행하여 공냉되도록 제어한다.
이하에서는 본 발명의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법은, 중량 % 로, C:0.005 - 0.01 %, Si:trace, Mn:0.10 - 0.20 %, Cr:0.2 - 0.5 %, Ti〈 0.06 %, P:0.015 % 이하, S:0.010 % 이하, so1.-Al:0.02 - 0.05 % 및 N2〈 40 ppm 을 함유하는 슬라브를 이용하여 열간 압연을 행함에 있어서 사상 압연 온도를 Ar3변태점 이상으로 하고, 열간 압연후 권취 온도를 650℃ 보다 높은 온도로 제어하여 두께 1.3- 2.3 ㎜ 의 열간 압연 강판을 제조한 후, 이어서 용융 아연 도금 공정에서 산세코일을 재차 500 - 550℃ 범위로 예비가열하고, 440 - 460℃ 로 유지된 도금욕에 디핑을 행하여 공냉되도록 제어하며, 세미 극저탄소-저망간 및 Ti,Cr 탄화물의 석출을 이용한 기지의 연질화, 열간 압연시 강의 Ar3온도 저하에 유효한 소량의 Cr의 첨가, 도금 공정에서의 시효 경화를 극소화하기 위하여 고온 권취를 행하는 구성이다. 본 발명에 의해 제조된 가공용 용융 아연 도금 열연 강판은 인장 강도가 34 kg/㎟ 이하이며, 항복 강도가 21 kg/㎟이하이고, 연신율이 42 % 이상이다.
본 발명에서의 각 성분의 수치 한정 이유를 설명하면 다음과 같다.
C 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조에 있어서 적정 연성을 얻기 위하여 세미 극저탄소 성분계로 한정한 것이며, 0.01 % 이상 침가되면 Ar3변태점이 저하되어 열연 강판의 홉립 조직 발생 가능성은 감소되나 강도가 상승하고 용융 아연 도금 처리후 고용 탄소량의 증가를 유발하기 때문에 0.01 % 이하로 제한하였다.
Mn 은 고용 강화 원소로서 C 와 더불어 강도를 확보하는 데 유효할 뿐만 아니라 Ar3변태점을 저하시키기 때문에 혼립 조직 방지에 유효하나 역시 기지(Matrix)의 연질화를 위하여 0.2 % 이하로 제한하였다.
Cr 은 열간 압연후 권취 과정에서 탄화물(세멘타이트)의 형성을 촉진할 뿐만 아니라 페라이트 기지내에서 Cr 탄화물로 석출되면서 기지의 고용 탄소를 감소시키기 때문에 기지가 연질화되며, 아울러 열간 압연에서의 혼립 조직 생성과 밀접한 관계에 있는 Ar3변태점을 저하시키는 효과가 있기 때문에 1.3 - 2.3 ㎜ 두께의 용융 아연 도금 열연 강판의 도금전 소재인 열연 강판의 혼립 조직 생성을 억제하는데 유효하다. 첨가량에 있어서 0.2 - 0.5 % 로 한정한 이유는 이러한 첨가 범위에서 종래의 중저탄소강이 지닌 Ar3변태점과 유사한 결과가 얻어지기 때문에 동범위로 한정한 것이다.
Ti 은 용융 아연 도금 공정에서의 시효 경화에 기여하는 고용 탄소를 열간 압연 상태에서 TiC 로 석출시키기 위한 것으로서 TiC 석출을 고려하여 화학양론적으로 Ti* /C 원자 당량비 (Ti = Ti(%)- (48/14)N(%)-(48/32)S(%))가 1.0 이상이 되는 범위로 하였다.
P, S 는 강중 불순물로서 불가피하게 존재하나 통상의 규제치를 초과하면 연성에 악영향을 미치기 때문에 각각 0.02 %,0.015 % 이하로 규제하였다.
A1 은 강의 탈산에 필요한 원소로서 통상의 경우 sol-Al 량이 0.05 % 이면 충분히 탈산되기 때문에 0.02 - 0.05 % 로 한정하였다.
N2는 강중에 고용되어 있으면 연성을 저하시키는 데, 본 발명에서와 같이 용융 아연 도금 공정에서 고용 질소는 시효 경화를 유발하는 요인으로 작용하기 때문에 40 ppm 이하로 한정하였고 열간 압연후 650℃ 보다 높은 온도에서 권취함으로써 대부분의 N 가 AlN 으로 석출되도록 하였다.
한편, 열간 압연시 마무리 압연 출측 온도를 Ar3이상이 되도록 한정한 이유는 Ar3변태점 보다 낮으면 오스테나이트와 페라이트가 공존하는 영역에서 압연되어 혼립 조직을 갖는 조직이 얻어지고 이로 인하여 연성이 저하되기 때문이다.
또한, 권취 온도를 650℃ 보다 높은 온도로 한정한 이유는 용융 아연 도금 공정에서 시효 경화를 유발하는 고용 탄소 및 질소를 Ti 및 Cr 탄화물로 용이하게 석출시킴으로써 시효 경화에 대한 이들 고용 원소의 영향을 극소화하기 위한 것이다.
이하에서는 양호한 실시예와 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
표 1 에는 본 발명에 이용한 강 및 종래강 및 비교강의 화학 성분이 나타내지고 있는데, 강 ML은 중저탄소강에 Ti 혹은 Cr 을 복합으로 첨가한 경우이며, 강 SUL 은 세미극저탄소강을 기본 성분계로 하여 Ti, Cr 혹은 B 을 단독 또는 복합으로 첨가한 것이다. 첨가 성분중 Cr, B 은 Ar3변태점을 저하시켜 혼립 조직을 방지하기 위하여 첨가한 것이다. 중저탄소강의 Ar3변태 온도 결과에서 알 수 있듯이 Ti 은 Ar3변태점에 영향을 미치지 않으며, 0.3 % Cr 첨가에 의하여 약 20℃ 정도 저하된다. 세미 극저탄소강에서도 Cr 의 효과는 유효하며, 여기에 B 이 첨가되면 Ar3변태점은 현저하게 저하된다.
상기 성분계를 함유한 강슬라브를 1200℃ 에서 3 시간 재가열한 후, 열간압연하여 두께 1.6 ㎜ 의 열연 강판을 제조하었으며, 이때 열간 압연 마무리 온도는 Ar3변태점 이상인 880℃ 에서 처리되었고, 권취 온도는 표 1 에 도시된 바와 같이 550 - 750℃ 범위로 하였다. 열연 강판 표면의 산화 스케일은 산세 공정을 통하여 제거되었으며, 이어서 500 - 550℃ 온도 범위로 예비 가열한 후, 440 - 460℃ 로 준비된 도금욕에 강판을 디핑하여 용융 아연 도금 열연 강판을 제조하였다.
표 2 에는 중저탄소 성분계에서 얻어진 용융 아연 도금 열연 강판과 도금을 실시하지 않은 열연 강판의 기계적 성질을 비교하여 나타내었다. 이때의 기계적 성질은 모두 0.5 % 스킨 패스 압연을 거친 강판으로 부터 측정된 것이며, 조직적으로 균일한 등죽 페라이트 조직으로 구성되어 있다.
0.02 % C - 0.15 % Mn 을 함유한 종래의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판에 비하여 기계적 성질의 차이는 거의 없으나 열연 상태의 강판과 비교시 항복 강도와 인장 강도가 각각 3 - 4 kg/㎟ , 2 kg/㎟ 정도 상승하며 연신율은 4 - 8 % 정도 감소함을 알 수 있고, Ti 이 첨가된 강ML2의 연신율 감소량이 적음을 알 수 있다.
이와 같이, 용융 아연 도금 열처리 과정에서 재질 열화가 발생하는 이유는 고용원소량의 척도인 항복점 연신율의 결과에서 알 수 있듯이 도금전 얼간 압연 상태에서의 탄소 및 질소의 침입형 고용 원소량과 용융 아연 도금 처리 과정에서 일부 탄화물(세멘타이트)의 재용해로 고용 탄소량이 증가되어 시효 경화에 기여하기 때문이며, 중저탄소강을 기본 성분계로 하는 용융 아연 도금 열연 강판의 기계적 성질은 본 발명에서 요구되는 항복 강도 및 연신율의 요구 수준과 부합되지 않음을 알 수 있다.
[표 1]
[표 2]
[실시예 2]
표 3 은 상기 표 1 에 나타낸 세미(Semi)극저탄소강을 기본 성분계로 하였을 때의 열연 강판 및 용융 아연 도금 열연 강판의 기계적 성질을 열간 압연시의 권취온도에 대하여 나타낸 것이다. 여기에서 열연 강판의 기계적 성질은 고용 탄소의 존재를 평가하기 위하여 스킨패스 압연을 실시하지 않은 경우이나 용융 아연 도금 열연 강판의 경우는 0.5 % 스킨 패스 압연을 실시한후 측겅한 것이다.
Cr 이 단독으로 첨가된 강 SUL 1의 경우 권취 온도의 상승에 따라 항복점 연신율은 감소하나 750℃ 의 고온에서 권취하여도 3 % 이상으로 나타나며 용융 아연 도금 열연 강판의 경우도 완전히 소멸하지는 않는다. B 이 복합 침가된 강 SUL 3의 경우 재질 수준은 타강종에 비하여 열위이며, 본 발명에서 요구된 기계적 성질을 만족시키지 못한다. 반면, Ti 및 Cr 이 복합 첨가된 강 SUL 2 를 650℃ 이상에서 권취한 후 용융 아연 도금 처리하는 본 발명의 경우 열간 압연 상태에서 항복점 연신율이 0.5 % 이하이며, 최종적으로 얻어진 용융 아연 도금 강판의 기계적 성질은 종래의 중저탄소강 성분계를 이용한 강판에 비하여 항복 강도는 6kg/㎟ 저하되고, 연신율은 5 % 증가된 결과, 항복 강도 19 - 20 kg/㎟, 인장 강도 33 kg/㎟ 이하, 연신율 43 % 이상인 가공용 용융 아연 도금 열연 강판이 제조됨을 알 수 있다.
[표 3]
따라서, 상기 설명한 본 발명의 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법에 의하면, 제조된 강판의 기계적 성질이 항복 강도 21 kg/㎟ 이하, 인장 강도 34 kg/㎟ 이하이며, 연신율이 42 % 이상으로, 고연성 및 저항복강도를 가지므로 사각 드로잉 성형에 의한 건축용 스위치 박스 또는 복잡한 형상을 갖는 제품의 제조에 유용한 효과가 얻어진다.
Claims (1)
- 중량 % 로, C:0.005 - 0.01 %, Si:미량(trace), Mn:0.10 - 0.20 %, Cr:0.2 -0.5 %, Ti:0.06 % 이하, P:0.015 % 이하, S:0.010 % 이하, so1.- Al:0.02 - 0.05 % 및 N2:40 ppm 이하를 함유하는 슬라브를, 사상 압연 온도를 Ar3변태점 이상으로 하여 열간압연하고, 열간 압연후 권춰 온도를 650℃ 보다 높은 온도로 하여 두께 1.3 - 2.3 ㎜의 강판을 제조한 후, 이어서 도금욕에 디핑하여 용융 아연 도금 처리를 행하여 항복 강도가 21 kg/㎟ 이하, 인장 강도 34 kg/㎟ 이하, 연신율 42 % 이상인 가공용 용융 아연 도금 열연 강판의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1019960055357A KR100263241B1 (ko) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 가공용 용융아연 도금 열연강판의 제조방법 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100359241B1 (ko) * | 1998-12-09 | 2002-12-18 | 주식회사 포스코 | 초고가공용 고강도 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 |
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1996
- 1996-11-19 KR KR1019960055357A patent/KR100263241B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR100359241B1 (ko) * | 1998-12-09 | 2002-12-18 | 주식회사 포스코 | 초고가공용 고강도 합금화 용융아연도금강판의 제조방법 |
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