KR100368233B1 - 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는, 합금첨가량을 적절한 범위로 조정하고 강판으로의 제조시 적절한 조건으로 제어함으로써, 제강 조업성의 저하를 방지하고, 연속소둔라인 작업후 후처리를 행하지 않으면서도 rm값이 2.0이상이고 인장강도가 400MPa이상인 고강도 냉연강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고강도의 냉연강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로 C:0.0050%이하, Mn:0.4-0.6%, P:0.07-0.1%, Cu:0.5-1.3%, Ni:0.3-0.7%, N:0.0050%이하, S:0.012%이하, Ti:[(C/12+N/14)×48]%이상, 산가용성 Al:0.025-0.06%로 함유되고, 잔부 Fe 및 가타 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진 극저탄소강 슬래브를 통상의 방법으로 재가열하고, 열연 마무리온도를 Ar3변태점이상으로 하여 열간압연하고, 450-650℃의 온도범위에서 권취하고, 통상의 방법으로 산세하고 냉간압연을 행한 후, 820℃이상 Ac1이하에서 소둔을 실시하고, 과시효처리를 행하는 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
본 발명은 자동차 내판재 등으로 사용되는 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인장강도 400MPa이상이고 수직이방성의 평균값(이하, "rm값"이라한다, rm=(r0+2r45+r90)/4)이 2.0이상인 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 고강도강이라 함은 인장강도가 35kgf/mm2이상인 강판을 말한다. 예를들어 고강도 강판을 사용하여 자동차를 생산할 경우, 강판의 두께를 낮출수 있으면 에너지를 절감할 수 있고 자동차의 안정성 측면에서도 유리한 점이 있다. 하지만, 상기 고강도 강판은 통상 성형성이 낮아 적용되는 부위가 한정되어 있었다.
종래의 경우, CAMP-ISIJ(1992) 페이지 1823에서도 알 수 있는 바와같이, 중량%로 Mn을 2.21%, Si를 0.34%, P를 0.04% 첨가한 극저탄소강에 의해 인장강도 444MPa, rm값 1.93의 고성형 고강도강이 개발되어 있으며, 같은 문헌에서 Cu를 중량%로 1.02%첨가한 Ti-Nb 첨가 극저탄소강을 이용하여 연속소둔에 의해 인장강도 353MPa, rm값 2.21을 얻은 후 500℃에서 10시간 동안 후처리를 행함에 의해 인장강도 554MPa, rm값 2.19의 고성형 고강도강이 개발되어 있다. 그러나 전자의 경우는 Mn을 2.21% 와 같이 많은 양을 첨가함에 의해 제강공정에서 생산성(이하, "제강조업성"이라고도 한다)이 아주 낮게 되는 문제가 있으며, 후자의 경우 연속소둔에 의한 열처리만 행하였을 경우는 강도가 다소 떨어지고, 10시간 후처리를 행하면 강도 및 성형성이 우수한 강을 얻을 수 있으나 실제 라인에서 생산하기에는 여러 가지 면에서 어려운 프로세스를 거쳐야 하는 문제가 있다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점들을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 합금첨가량을 적절한 범위로 조정하고 강판으로의 제조시 적절한 조건으로 제어함으로써, 제강 조업성의 저하를 방지하고, 연속소둔라인 작업후 후처리를 행하지 않으면서도 rm값이 2.0이상이고 인장강도가 400MPa이상인 고강도 냉연강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고강도의 냉연강판을 제조하는 방법에 있어서, 중량%로 C:0.0050%이하, Mn:0.4-0.6%, P:0.07-0.1%, Cu:0.5-1.3%, Ni:0.3-0.7%, N:0.0050%이하, S:0.012%이하, Ti:[(C/12+N/14)×48]%이상, 산가용성 Al:0.025-0.06%로 함유되고, 잔부 Fe 및 가타 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진 극저탄소강 슬래브를 통상의 방법으로 재가열하고, 열연 마무리온도를 Ar3변태점이상으로 하여 열간압연하고, 450-650℃의 온도범위에서 권취하고, 통상의 방법으로 산세하고 냉간압연을 행한 후, 820℃이상 Ac1이하에서 소둔을 실시하고, 과시효처리를 행하는 것을 특징으로 하는 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 중량%로, C:0.0050%이하, Mn:0.4-0.6%, P:0.07-0.1%, Cu:0.5-1.3%, Ni:0.3-0.7%, N:0.0050%이하, S:0.012%이하, Ti:[(C/12+N/14)×48]%이상, 산가용성 Al:0.025-0.06%가 함유된 극저탄소강을 대상으로 한다.
상기 C는 가공성을 저해하는 원소로 알려져 있어 고가공성이 요구되는 제품의 경우 대부분 극저탄소강으로 생산하고 있으며, 이에 따라 본 발명에서도 극저탄소인 0.0050%이하로 제한하는 것이다.
상기 Mn은 엣지크랙을 일으키는 FeS의 형성을 방지하기 위해 S함량에 대해 약 10배이상이 함유되어야 하는데 본 발명강의 성분상 S가 통상의 극저탄소강에서의 함유량인 0.021%이하이므로 상기의 엣지크랙과 관련하여 충분한 양이 첨가되어야 하며, 또한 고용강화를 시키기 위해서는 다량함유되는 것이 강도증가의 측면에서 유리하지만 본 발명강의 경우는 Cu를 다량함유하고 있기 때문에 제강 조업의 부하를 감소시키면서 적정 강도 상승을 얻기 위해 0.4-0.6%로 제한하는 것이다.
상기 P는 고용강화 및 FeTiP석출에 의한 석출강화효과가 탁월하여 0.07%이상으로 다량 첨가하는 것이 바람직하나, 0.1%이상 첨가하는 경우 입계취화가 염려되어, 0.07-0.1%로 제한하는 것이다.
상기 Cu는 통상 석출강화를 위해 첨가하지만 단시간의 열처리에 의한 석출강화효과를 얻기가 어렵기 때문에 본 발명에서는 가공성의 저해없이 강도증가를 시키기 위해 첨가하는데, 0.5%미만으로 첨가하는 경우 목표강도를 얻기가 어렵고, 1.3%를 초과하는 경우는 강도증가 측면에서는 효과가 있으나 제강조업성의 측면 및 제강 원단위 측면에서 바람직하지 않기 때문에, 0.5-1.3%로 제한하는 것이다.
상기 Ni는 열간압연시 Cu의 열간취성을 방지하기 위해 Cu의 약 절반정도가 첨가되어야 하기 때문에, 0.3-0.7%로 제한하는 것이다.
상기 N는 C와 마찬가지로 통상의 극저탄소강 생산에서 얻어지는 조성인 0.0050%이하로 제한하는 것이다.
상기 Ti은 C와 N 등의 침입형 고용원소등이 가공성을 저해하므로 이를 완전히 석출시킬 수 있는 양으로 첨가시켜야 하기 때문에, [(C/12+N/14)×48]으로 계산된 것 보다 많은 함량으로 첨가하는 것이 바람직하며, 그 상한치는 비용 등을 고려하여 적정하게 설정하는 것이 바람직하다.
상기 산가용성 Al은 제강시 완전한 탈산을 이루기 위해 0.025%이상 첨가시키고, 제강 원단위 측면에서 0.06%이하로 첨가시킨다.
본 발명에서는 상기와 같이 조성되는 극저탄소강 슬래브를 통상의 방법으로 재가열하여 열간압연하되 마무리압연을 Ar3변태점 이상에서 행한 다음, 권취하고, 통상의 방법으로 산세하고 냉간압연을 행한 후, 소둔을 실시하고, 통상의 방법으로 과시효처리를 행한다.
상기 권취는 450-650℃의 온도범위에서 행하는데, 그 이유는 450℃미만에서는 열연권취 작업이 어렵기 때문이며, 650℃를 초과하면 소둔작업후 rm값이 저하되기 때문이다.
상기 소둔은 820℃이상 Ac1이하에서 행하는데, 그 이유는 820℃이하에서는 목표 rm값이 얻어지지 않기 때문이며, Ac1을 초과하면 소둔 효과를 얻을 수 없기 때문이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예
진공유도에 의해 하기 표1에 나타낸 조성과 같은 강괴들을 두께 60mm, 폭 175mm로 제조하고, 1200℃에서 1시간 재가열을 실시한 후 11패스(pass)로 3mm두께가 되도록 열간압연을 하였다. 이때, 열간압연 마무리온도는 Ar3변태점 이상으로 하여 실시하였다. 이어서, 열연권취를 하기 표1에 나타낸 바와같은 온도로 가열된 로에서 1시간 유지후 로냉시키는 모사실험으로 행하였다.
냉간압연은 통상 조건인 압하율 75%로 하여 최종 두께 0.75mm가 되도록 실시하였으며, 연속소둔 열처리는 적외선 가열장치를 이용하였다.
상기한 바와같은 조건으로 제조된 냉연강판의 인장강도, 연신율 및 rm값을 측정하여 그 결과를 하기 표1에 나타내었다.
| 화학 성분 | 권취온도(℃) | 소둔온도(℃) | 인장강도(MPa) | 연신율(%) | rm | |||||||||
| C | Mn | P | Ti | Ni | Cu | Nb | sol.Al | Si | ||||||
| 비교예1 | 0.0037 | 1.25 | 0.042 | 0.070 | - | - | 0.013 | 0.029 | 0.16 | 640 | 820 | 392 | 40.0 | 2.03 |
| 비교예2 | 0.0018 | 0.27 | 0.014 | 0.049 | 0.58 | 1.15 | - | 0.035 | - | 500 | 800 | 392 | 31.7 | 2.26 |
| 비교예3 | 0.0018 | 0.27 | 0.014 | 0.049 | 0.58 | 1.15 | - | 0.035 | - | 500 | 850 | 383 | 33.4 | 2.19 |
| 비교예4 | 0.0018 | 0.27 | 0.014 | 0.049 | 0.58 | 1.15 | - | 0.035 | - | 720 | 800 | 385 | 31.6 | 2.10 |
| 비교예5 | 0.0018 | 0.27 | 0.014 | 0.049 | 0.58 | 1.15 | - | 0.035 | - | 720 | 850 | 378 | 32.7 | 2.16 |
| 비교예6 | 0.0020 | 0.52 | 0.080 | 0.053 | 0.62 | 1.25 | - | 0.035 | - | 500 | 800 | 451 | 30.2 | 1.85 |
| 발명예1 | 0.0020 | 0.52 | 0.080 | 0.053 | 0.62 | 1.25 | - | 0.035 | - | 500 | 850 | 436 | 28.9 | 2.02 |
| 비교예7 | 0.0020 | 0.52 | 0.080 | 0.053 | 0.62 | 1.25 | - | 0.035 | - | 720 | 800 | 431 | 32.6 | 1.62 |
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| 비교예9 | 0.0024 | 0.54 | 0.095 | 0.048 | 0.42 | 0.74 | - | 0.038 | - | 500 | 800 | 431 | 29.4 | 1.88 |
| 발명예2 | 0.0024 | 0.54 | 0.095 | 0.048 | 0.42 | 0.74 | - | 0.038 | - | 500 | 850 | 408 | 28.0 | 2.10 |
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| 비교예11 | 0.0024 | 0.54 | 0.095 | 0.048 | 0.42 | 0.74 | - | 0.038 | - | 720 | 850 | 394 | 29.2 | 1.61 |
상기 표1을 비교분석함으로서 다음과 같은 사실을 알 수 있었다.
비교예 (1)은 최대로 함유되는 원소가 Mn(1.25%)으로서, 발명예의 Cu(1.25%)와 함량이 같기 때문에, 제강 조업성에 있어서는 본 발명강과 유사한 부하가 걸리는 Mn-P-Si복합첨가강이다. 이러한 비교예 (1)에 있어 rm값은 발명예와 유사한 결과가 얻어졌으나 인장강도의 측면에서 400MPa이하의 값을 보였다.
비교예 (2-5)는 발명예 (1)와 같은 Cu첨가강인데, Mn, P의 함유량이 낮아 강도가 모두 400MPa이하를 나타내었다.
비교예 (6-8) 및 발명예 (1)의 경우는 모두 강도 측면에서 우수한 값이 얻어졌으나, 이들을 500℃에서 권취한 경우(비교예6, 발명예)와 720℃에서 권취한 경우(비교예7, 비교예8)로 구분하여 비교하면, 본 발명의 조건을 만족하는 500℃에서 권취한 경우가 rm값이 높음을 알 수 있었다. 또한, 500℃에서 권취한 경우에 있어, 소둔을 800℃에서 행한 경우(비교예6)와 850℃에서 행한 경우(발명예1)로 구분하여 비교하면, 본 발명의 조건을 만족하는 850℃에서 소둔을 행한 경우가 rm값이 2.02로서 보다 높음을 알 수 있었다. 이는 r값에 유리한 방위인 {111}을 갖는 결정립의 조대화 및 성장이 800℃에서 보다 850℃에서 더 유리한 것에 기인한 것이다.
또한, 비교예 (9-11) 및 발명예(2)는 상기 비교예(6-7) 및 발명예(1)의 조성에서 Cu와 Ni의 함량을 약간 낮추고, P의 함량을 다소 높인 경우로서, Cu와 Ni의 감소에 의한 강도 감소와 P에 의한 강도 증가에 의해 전자에 비해 강도가 다소 낮았으나, r값의 경향성은 전자와 비슷하게 보였다. 즉, 본 발명의 조건을 만족하는 850℃에서 소둔을 행한 경우가 rm값이 2.10로서 보다 높음을 알 수 있었으나, 비교예( 9-11)은 rm값이 낮게 나타났다.
상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 제강조업성을 크게 낮추지 않으면서 연속소둔라인에서의 작업에 의해 인장강도 400MPa이상, rm값이 2.0이상인 고성형, 고강도의 냉연강판을 제조할 수 있는 효과가 제공되며, 이를 자동차 강판 등에 적용할 경우 연비 및 자동차의 안정성을 증가시킬 수도 있는 것이다.
Claims (1)
- 고강도의 냉연강판을 제조하는 방법에 있어서,중량%로, C:0.0050%이하, Mn:0.4-0.6%, P:0.07-0.1%, Cu:0.5-1.3%, Ni:0.3-0.7%, N:0.0050%이하, S:0.012%이하, Ti:[(C/12+N/14)×48]%이상, 산가용성 Al:0.025- 0.06%로 함유되고, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진 극저탄소강 슬래브를 통상의 방법으로 재가열하고, 열연 마무리온도를 Ar3변태점 이상으로 하여 열간압연하고, 450-650℃의 온도범위에서 권취하고, 통상의 방법으로 산세하고 냉간압연을 행한 후, 820℃이상 Ac1이하에서 소둔을 실시하고, 과시효처리를 행하는 것을 특징으로 하는 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR10-1998-0054117A KR100368233B1 (ko) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR10-1998-0054117A KR100368233B1 (ko) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법 |
Publications (2)
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| KR20000038942A KR20000038942A (ko) | 2000-07-05 |
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| KR10-1998-0054117A KR100368233B1 (ko) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | 성형성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법 |
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-
1998
- 1998-12-10 KR KR10-1998-0054117A patent/KR100368233B1/ko not_active IP Right Cessation
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