KR100544575B1

KR100544575B1 - 성형성이 우수한 비시효 소부경화형 냉연고장력강판과 그제조방법

Info

Publication number: KR100544575B1
Application number: KR1020010082244A
Authority: KR
Inventors: 김일영
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2006-01-24
Also published as: KR20030052353A

Abstract

본 발명은 자동차 내외판재 등에 사용되고 있는 35Kg/㎟ 급 고장력 냉간압연강판에 관한 것으로, 그 목적은 C함량을 극저로 관리하여 가공성을 확보하고, 소입성을 높이면서 Fe상태도상 오스테나이트 구역 확대원소인 Mn, Mo등을 첨가하여 소둔후 조직을 침상페라이트 상태로 제어하여 인장특성상 연속항복거동을 나타나게 함으로써 상온상태에서 비시효성을 확보할 수 있는 냉연강판과 그 제조방법을 제공하는 것이다.상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로 C : 0.0020~0.0050%, Mn : 0.5~3.0%,P : 0.05% 이하, Si : 0.1~0.2% , Mo : 0.1~0.4%, Cr, Ni, V, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종: 0.1% 이하, 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 성형성이 우수한 비시효 소부경화형 35Kg/㎟급 냉연강판과,

상기와 같이 조성되는 알루미늄 킬드강을 1200∼1250℃의 온도범위에서 균질화처리후, 마무리압연온도 Ar₃이상의 조건으로 열간압연하여 권취한 다음, 냉간압연하고, 800℃ 이상에서 소둔하여 30℃/초 이상의 속도로 냉각한 후 조질압연하는 것을 포함하여 이루어지는 성형성이 우수한 비시효 소부경화형 35Kg/㎟급 냉연강판의 제조방법에 관한 것을 그 기술요지로 한다. 본 발명에 의해 제공되는 냉연강판은, 소성이방성계수(r값)가 1.8이상이면서 35Kg/㎟급 의 인장강도를 갖는다.

소부경화, 비시효, 자동차외판, 도금, 침상페라이트

Description

성형성이 우수한 비시효 소부경화형 냉연고장력강판과 그 제조방법{High Strength Bake Hardening Steel Sheet With Good Formability and Non Aging Property at Room Temperature and A Method for Manufacturing Thereof}

본 발명은 자동차 내외판재 등에 사용되고 있는 35Kg/㎟ 급 고장력 냉간압연강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 C함량을 극저로 관리하여 가공성을 확보하고, 소입성을 높이면서 Fe상태도상 오스테나이트 구역 확대원소인 Mn, Mo등을 첨가하여 소둔후 조직을 침상페라이트 상태로 제어하여 인장특성상 연속항복거동을 나타나게 함으로써 상온상태에서 비시효성을 확보할 수 있는 냉연강판과 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 자동차의 연비향상과 차체의 경량화를 목적으로 차체에 고강도강판을 사용함으로서 판두께 감소와 더불어 내덴트(Dent)성을 향상시키고자 하는 요구가 한층 커지고 있다. 이러한 요구특성에 부응하여 여러 제철소에서는 여러 종류의 소부경화강을 개발하여 공급하고 있으나, 소부경화강은 고용 침입형원소의 시효를 이용하는 제조상의 특징으로 비시효성의 보증이 불가한 실정이다. 따라서, 수요가는 소부경 화강을 3개월 또는 6개월 이내에 가공해야하는 부담을 갖게 되고, 제조사 또한 여러 불만 및 클레임의 부담을 갖게 된다.

종래기술의 대부분은 고용 C, 또는 고용 N를 잔류시켜 상온에서 시효성질을 억제하다가 도장후 소부 열처리시 시효성질을 이용하여 경화성을 확보하는 것을 주요 기술내용으로 하고 있다. 그러나, 상온에서 장시간 보관에 따라 시효성질이 복원되어 가공시 스트레쳐-스트레인의 표면불량이 발생되어 자동차 외판용도에는 적합치 않는 문제가 발생하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래문제를 해결하기 위한 것으로, 상온상태에서도 비시효성을 확보하고 인장강도 35 Kg/㎟ 급으로 소성이방성계수(r값)가 1.8이상의 소부경화형 고장력 냉연강판과 그 제조방법을 제공하는데, 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고장력 냉연강판은, 중량%로 C : 0.0020~0.0050%, Mn : 0.5~3.0%,P : 0.05% 이하, Si : 0.1~0.2% , Mo : 0.1~0.4%, Cr, Ni, V, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종: 0.1% 이하, 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성된다.

또한, 본 발명의 고장력 냉연강판의 제조방법은, 중량%로 C : 0.0020~0.0050%, Mn : 0.5~3.0%,P : 0.05% 이하, Si : 0.1~0.2% , Mo : 0.1~0.4%, Cr, Ni, V, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종: 0.1% 이하, 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 알루미늄 킬드강을 1200∼1250℃의 온도범위에서 균질화처리후, 마무리압연온도 Ar₃이상의 조건으로 열간압연하여 권취한 다음, 냉간압연하고, 800℃ 이상에서 소둔하여 30℃/초 이상의 속도로 냉각한 후 조질압연하는 것을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 C함량을 극저로 관리하여 가공성을 확보하고, 소입성을 높이면서 Fe상태도 상 오스테나이트 구역 확대원소인 Mn, Mo등을 첨가하여 소둔후 조직을 침상페라이트(Acicular Ferrite)상태로 제어하여 인장특성상 연속항복거동을 나타나게 함으로써 상온상태에서 냉연강판의 비시효성을 확보하고 인장강도 35Kg/㎟ 이상으로 r치가 1.8 이상되도록 하는데, 특징이 있다. 이러한 본 발명의 강성분의 조성범위를 먼저 설명한다.

·C:0.0020~0.0050%

상기 C의 경우 고용강화와 소부경화성을 나타내는 원소로서, 0.0020% 미만일 경우 매우 낮은 탄소함량에 의해 절대 탄소량이 낮아 충분한 소부경화성이 얻어지지 않고, 0.0050% 을 초과하면 탄소석출물에 의해 가공성이 열화되므로 그 첨가량을 0.0020~0.0050%로 제한하는 것이 바람직하다.

·Mn:0.5~3.0%

상기 Mn의 경우 소입성이 큰 원소로 본 개발강의 특성인 인장시험시 연속항복거동을 확보하고 상온 비시효성을 확보하기 위하여 첨가한다. Mn을 0.5% 미만으로 첨가시 조직상 침상페라이트(Acicular Ferrite)의 생성이 어려워 연속항복거동이 어렵고, 3.0%를 초과시 고용강화에 의해 급격히 연성이 저하하므로 그 첨가량을 0.5~3.0%로 제한하는 것이 바람직하다.

·P:0.005%이하

상기 P 경우는 고용강화효과가 가장 큰 치환형 합금원소로서 면내 이방성을 개선하고 강도를 향상시키는 역할을 한다. 그러나, 그함량이 0.05%를 초과할 경우 P량의 과다 첨가로 인해 강도가 증가하고 연성의 저하가 발생하므로 그 첨가량을 0.05% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

·Si:0.1~0.2%

상기 Si의 경우는 강력한 강화원소로서 그 함량이 0.1% 미만 첨가시 그 효과가 미미하고, 0.2%를 초과하여 첨가시 연성저하 및 용융도금처리시 Si 산화물에 의해 도금밀착성이 열위해 지므로 그 첨가량을 0.1~0.2%로 제한하는 것이 바람직하다.

·Mo:0.1~0.4%

상기 Mo의 경우는 소입성과 인성을 향상시키는 원소로 본 개발강의 특성인 인장시험시 연속항복거동을 확보하고 상온 비시효성을 확보하기 위하여 첨가한다. Mo이 0.1% 미만으로 첨가시 조직상 침상페라이트(Acicular Ferrite) 생성이 어려워 연속항복거동이 어렵고, 0.4%를 초과시 고용강화로 인한 급격한 연성 저하로 그 첨가량을 0.1~0.4%로 제한하는 것이 바람직하다.

·Cr, Ni, V, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종이상: 0.1%이하

상기 Cr, Ni, V, Zr은 소입성향상과 강도확보를 위하여 첨가하는데, 이들중 1종 또는 2종이상의 첨가량이 0.10%를 초과하면 강도는 증가하지만 목표하는 연성 확보가 어려워져 그 상한을 0.10%로 제한하는 것이 바람직하다

상기와 같이 조성되는 슬라브는 제강공정을 통해 용강을 얻은 다음에 조괴 또는 연속주조공정을 통해 만든다. 이 슬라브를 열간압연공정, 냉간압연공정, 소둔공정을 통해 목표로 하는 기계적성질을 갖는 고장력강판을 제조하는데, 각 공정별 제조조건을 구체적으로 설명한다.

·열간압연공정

슬라브를 열간압연전 오스테나이트조직이 충분히 균질화될 수 있는 1200∼1250℃에서 가열한 후 Ar₃온도이상에서 마무리 열간압연을 실시한다. 열간 마무리압연온도 를 Ar₃ 변태점미만에서 작업을 하면 페라이트+퍼얼라이트 2상조직에서 압연되므로 이상 조대립이 발생되고 그에 따라 제품 가공시 불량발생의 요인이 된다. 따라서 상기 열간 마무리압연온도는 Ar₃ 변태점 이상에서 하는것이 바람직하다.

상기와 같이 열간압연한 열연판은 통상의 방법에 따라 열연판으로 권취하여 권취코일을 얻는다.

· 냉간압연공정

권취한 열연판을 냉간압연하는데, 이때 냉간압연은 원하는 최종두께로 냉연판을 얻을 수 있도록 적절히 압연조건을 설정하면 된다. 따라서, 냉간압연조건은 특별히 한정하지 않으므로 통상의 조건이면 가능하다.

·소둔공정

그 다음으로 냉간압연판을 소둔하는데, 이때의 소둔은 연속소둔이 좋다. 연속소둔온도가 800℃미만의 경우에는 충분한 소둔이 이루어지지 않으므로 800℃이상에서 연속소둔하는 것이 좋다. 이때의 냉각속도가 30℃/초 미만의 경우에는 목표로 하는 침상페라이트 조직의 확보가 어려우므로 30℃/초 이상의 속도로 냉각하는 것이 바람직하다.

소둔한 냉연강판은 통상의 조건으로 조질압연한다.

본 발명에 따라 제조되는 고장력강판은 인장강도가 35Kg/㎟이상이며, r값(소성이방성 계수)가 1.8이상인 냉연강판의 특성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따라 제공되는 고장력강판은 제품의 요구특성에 맞추어 통상의 전기도금 또는 용융도금이 적용된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기 표 1과 같은 조성을 갖도록 극저탄소 알루미늄 킬드강을 전로에서 용해하여 노외정련처리를 한 후 연속주조하여 강 슬라브를 제조하였다.

표 1에 나타난 발명강(1-4) 및 비교강(5-12)은 모두 노외정련후 최종강 성분으로 만든 것이다. 발명강(1-4)은 본 발명에서 제한한 성분범위내로 첨가된 강으로 제조되었고, 비교강(5,6)는 Mn이 범위를 초과된 강을, 비교강(7)은 Si이 초과 첨가 된 강으로 만들었다. 비교강(8,9)은 Mo이 범위를 초과하여 첨가된 강종, 비교강(10)은 Cr, Ni, V., Zr이 범위를 초과한 강종으로 만들었다. 비교강(11)와 비교강(12)은 강성분은 본 발명을 만족하나, 소둔조건이 본 발명조건을 벗어나는 것이다.

표 1과 같은 조성을 갖는 강슬라브를 1250℃의 온도에서 균질화처리한 다음

Ar3 직상 온도인 910℃ 부근에서 4.0㎜의 두께로 마무리 열간압연을 한 후, 권취, 산세한 다음 산세된 열연강판은 통상조건의 냉간압연후 최종 두께가 0.8mm인 냉연강판을 얻었다. 냉연강판을 표 1의 조건으로 소둔한 다음에 기계적성질과 시효성을 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

상기 표 1,2에 나타난 바와 같이 비교강(5)의 경우 Mn이 제한범위내를 미달하여 조직상 침상페라이트를 생성치 못하고 소부(Baking)후 YP-El이 발생하여 비시효성을 확보하지 못하였다. 비교강(6)의 경우 Mn이 제한범위내를 초과하여 연성저하로 인한 r치 1.6로 불량하였다. 비교강(7)의 경우에는 Si이 제한범위를 초과하여 연성 저하로 r치가 불량하였다. 비교강(8)의 경우 Mo이 제한범위내를 미달하여 조직상 침상페라이트를 생성치 못하고 소부처리후 YP-El이 발생하여 비시효성을 확보하지 못하였다. 비교강(9)의 경우 Mo이 제한범위내를 초과하여 연성저하로 인한 r치 1.6로 불량하였다. 비교강(10)의 경우 Cr+Ni+V+Zr의 합이 제한범위내를 초과하여 연성저하로 인한 r치 1.5로 불량하였다. 비교강(11)의 경우 소둔온도가 제한범위 미달로 인하여 연성저하로 인한 r치 1.6로 불량하였다. 비교강(12)의 경우 소둔후 냉각속도가 제한범위내를 미달하여 조직상 충분한 침상페라이트를 생성치 못하고 소부처리(Baking)후 YP-El이 발생하여 비시효성을 확보하지 못하였다.

그러나, 발명강(1-4)에 경우 성분 및 제조조건을 본 발명에서 제한하는 범위내로 작업하여 목표강도, r치 및 비시효성을 확보하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, , C함량을 극저로 관리하여 가공성을 확보하고, 소입성이 커지고 Fe상태도상 오스테나이트 구역 확대원소인 Mn, Mo등을 첨가하여 소둔후 조직을 침상페라이트 상태로 제어하여 인장특성상 연속항복거동을 나타나게 함으로써 상온상태에서 비시효성을 확보하고 인장강도 35Kg/㎟ 이상이며 r치가 1.8 이상인 가공성이 우수한 비시효 소부경화형 고장력강판을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

중량%로 C : 0.0020~0.0050%, Mn : 0.5~3.0%,P : 0.05% 이하, Si : 0.1~0.2% , Mo : 0.1~0.4%, Cr, Ni, V, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종이상: 0.1% 이하, 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 성형성이 우수한 비시효 소부경화형 35Kg/㎟급 냉연강판.
제 1항에 있어서, 상기 냉연강판은 소성이방성계수(r값)가 1.8이상임을 특징으로 하는 성형성이 우수한 비시효 소부경화형 35Kg/㎟급 냉연강판.
중량%로 C : 0.0020~0.0050%, Mn : 0.5~3.0%,P : 0.05% 이하, Si : 0.1~0.2% , Mo : 0.1~0.4%, Cr, Ni, V, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종이상: 0.1% 이하, 나머지 Fe와 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 알루미늄 킬드강을 1200∼1250℃의 온도범위에서 균질화처리후, 마무리압연온도 Ar₃이상의 조건으로 열간압연하여 권취한 다음, 냉간압연하고, 800℃ 이상에서 소둔하여 30℃/초 이상의 속도로 냉각한 후 조질압연하는 것을 포함하여 이루어지는 성형성이 우수한 비시효 소부경화형 35Kg/㎟급 냉연강판의 제조방법.