KR100544746B1

KR100544746B1 - 강도 및 연신율이 우수한 열연강재의 제조방법

Info

Publication number: KR100544746B1
Application number: KR1020010085556A
Authority: KR
Inventors: 김근환; 박성호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2006-01-24
Also published as: KR20030055541A

Abstract

38kgf/mm² 이상급 강재로서,

탄소(C): 0.14-0.17%, 망간(Mn): 0.7-0.9%, 실리콘(Si): 0.03%이하, 인(P): 0.015%이하, 황(S): 0.008%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된 강종에 크롬(Cr)을 0.4-0.6% 첨가한 후, 열간 사상압연하고, 580-670℃에서 권취함으로서, 강도 및 연신율이 함께 우수한 열연강재 제조방법이 제공된다.

강도, 연신율, 열연강재

Description

강도 및 연신율이 우수한 열연강재의 제조방법{A Method of Manufacturing Hot-Rolled Sheet Having Superior Strength and Elongation}

본 발명은 열연강재의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 강도 및 연신율이 동시에 향상된 38 kgf/mm²이상의 인장강도를 갖는 열연강재의 제조방법에 관한 것이다.

강의 강화방법에는 고용강화, 석출경화, 복합조직 강화 등이 있다. 고용강화는 강의 기지에 고용되는 합금원소의 첨가를 이용하는 방법으로 가장 쉽게 강의 강도를 향상시킬 수 있는 방법이다. 대부분의 합금원소가 고용강화에 기여하지만 가장 효과적인 원소는 C, N을 들 수 있으나, 이 원소들은 침입형 원소로서 페라이트상 내에서 고용한계가 있고, 다량 첨가시 탄화물, 질화물을 형성하여 고용강화 효과가 감소되며 연성을 저하시킨다. 치환형 고용강화 원소로는 P, Si, Mn등을 들 수 있다. 그러나, Si는 다량 첨가할 경우 표면품질 문제를, P는 용접성 열화, 2차 가공취성을 야기시키는 문제점을 갖고 있어, 그 첨가량에 제한이 있다. Si의 경우는 약 0.5%까지는 인성을 개선하고, 그 이상의 값에서는 고용강화와 입계탄화 물 석출에 의한 취성효과가 있다고 알려져 있다. P는 가장 중요한 고용강화형 원소로서 0.1% 첨가시 8kgf의 강도상승을 나타낸다. 석출경화강은 Nb, Ti, V등의 첨가를 통하여 미세한 석출물을 형성시켜 결정립 미세화 효과 및 소성변형시 전위의 이동을 방해하는 석출 강화효과를 통하여 강도상승을 도모한다. 그러나 석출경화형 강재는 항복강도가 높아 항복비가 높고 연성이 낮은 단점을 갖고 있다. 반면 복합조직강은 비교적 연성의 감소없이 고강도화를 이룰 수 있는 것으로 알려져 있다. 복합조직강은 페라이트 기지내에 마르텐사이트상이 혼재하는 조직을 특징으로 하며 베이나이트 또는 잔류 오스테나이트 상을 갖기도 한다. 그러나, 복합조직강은 강의 미세조직을 제어하기 위하여 엄격한 성분 및 열처리에 수반되는 공정제어를 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기의 강화기구를 고려하여 강도와 연신율이 최적화된 탄소함량이 중량%로 0.14%에서 0.17%를 갖는 중탄소강에 대하여 새로운 합금원소를 첨가함으로써 강도와 연신율이 동시에 보다 향상된 열연강재 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면,

중량%로, 탄소(C): 0.14-0.17%, 망간(Mn): 0.7-0.9%, 실리콘(Si): 0.03%이하, 인(P): 0.015%이하, 황(S): 0.008%이하를 만족하며, 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 구성되는 강종에 대하여 크롬(Cr)을 0.4-0.6중량% 첨가하여 열간사상압연한 후 580-670℃에서 권취함을 특징으로 하는 열연강판제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명은 탄소함량이 0.14-0.17%인 이유는 석출경화형 원소인 Nb, Ti, V등의 첨가 없이 고용강화의 주요원소인 C, Mn을 이용하여 인장강도 38kgf/mm²급 이상으로 강화시키기 위하여 요구되는 함량이다.

망간(Mn)은 강의 기지조직내에 치환형 고용체를 형성하여 고용강화의 기능을 하는 원소로서 탄소강의 강도를 향상시키는 매우 유용하며 인장강도를 38kgf/mm²이상으로 올리기 위해서는 0.7%이상 첨가가 필수적이며 0.7%이하에서는 고용강화 효과가 적어 38kgf/mm²의 인장강도를 확보할 수가 없다. 또한 0.9%이상에서는 망간 편석이나 조직 불균일을 초래하게 된다.

실리콘(Si)은 표면품질의 측면에서 0.03%이하로 제한하는 것이 좋다.

인(P)은 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키므로 그 함량을 0.015%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

황(S)은 저융점 원소로서 입계에 편석되어 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 연신율을 감소시키는 유해한 원소이므로 그 함량을 0.008%이하로 제한하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 조성되는 강종에 대하여 크롬(Cr)을 중량%로 0.4-0.6%를 첨가함으로서 강도와 연신율을 모두 향상시키고자 하였다. Cr량이 0.4%미만 인 경우 Cr-C 석출물량이 적어 C₂에 의한 연신율의 증대효과가 떨어지며, Cr량이 0.6을 얻는 경우에는 크롬자체의 고용강화 효과가 너무커서 연신율이 떨어진다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

한편, 본 발명에서는 권취온도를 580-670℃로 하는 바, 580℃미만에서는 연신율이 향상되지 않으며, 670℃이상에서는 강도저하등이 발생할 수 있다.

〔실시예〕

하기 표 1의 조성을 갖는 중탄소강과 이에 Cr-0.48%를 첨가한 강종의 재질을 표2의 조건으로 열간압연을 수행하여 그 재질을 비교하였다.

화학성분	C	Si	Mn	P	S	Cr
비교재	0.162	0.01	0.7	0.014	0.009	-
발명재	0.158	0.01	0.71	0.015	0.008	0.48

슬라브 가열 온도	마무리 압연 온도	권취온도
1250℃	850℃	650℃
		600℃
		550℃

상기와 같이 제조된 열연강재의 기계적 성질을 하기 표 3에 나타내었다.

CT	소재	항복강도 (kgf/㎟)	인장강도 (kgf/㎟)	총연신율(%)
550℃	비교재 1	39.4	54.2	20.8
	비교재 2	38.3	53.5	24.5
	비교재 3	39.0	53.8	21.2
	비교재 평균	38.9	53.8	22.2
	발명재 1	44.7	55.9	18.8
	발명재 2	47.5	56.5	17.3
	발명재 3	43.0	54.7	25.2
	발명재 평균	45.1	55.7	20.4
600℃	비교재 1	33.7	46.4	24.7
	비교재 2	33.2	45.4	27.5
	비교재 3	33.2	46.0	26.8
	비교재 평균	33.3	45.9	26.3
	발명재 1	34.9	49.8	36.4
	발명재 2	34.6	50.5	24.6
	발명재 3	34.4	49.8	28.0
	발명재 평균	34.6	50.0	29.7
650℃	비교재 1	38.4	41.2	36.5
	비교재 2	38.6	41.6	36.5
	비교재 3	37.5	41.3	37.4
	비교재 평균	28.1	41.4	36.8
	발명재 1	29.3	45.2	40.1
	발명재 2	29.0	45.5	38.1
	발명재 3	28.7	45.3	37.2
	발명재 평균	29.0	45.4	38.5

인장시험편은 JIS 5호 규격의 시험편을 사용하였으며 인장시험은 크로스 헤드 스피드(cross head speed) 10mm/min에서 수행하였다. 각 조건에서 제조된 압연판에서 각각 3개씩의 인장 시험편을 채취하여 재질을 측정하였다.

표 3에 나타낸 바와같이 Cr이 약 0.5% 첨가된 발명재의 경우 권취온도 550℃에서는 항복강도는 향상되었으나, 인장강도는 거의 비슷한 반면 연신율은 오히려 떨어졌음을 알 수 있다. 그러나, 권취온도 550℃에서와 달리 660℃, 650℃에서는 공히 항복강도, 인장강도뿐 아니라 연신율까지 동시에 향상되었음을 알수 있다. 이는 일반적으로 C-Mn강에 첨가되는 고용강화원소의 경우 그 첨가에 의해 강도가 증가하고 연신율이 감소하는 것과는 다른 경향을 보이고 있다. 이는 C 함량이 높은 열연 강재의 경우 Cr 첨가에 의한 고용강화 효과를 통하여 강도도 증가하지만 높은 권취온도(CT)로 인하여 조대한 Cr-C 석출물이 형성되어 강의 기지내부의 고용되는 C의 양이 낮아짐으로 인하여 연신율도 동시에 증가하기 때문인 것으로 믿어진다.

상술한 바와같이 본 발명의 방법에 의하면, 탄소함량이 중량%로 0.14-0.17%의 범위를 갖는 열연강재에 대하여 Cr을 적정량 첨가하고 적정 권취온도(CT)에서 권취함으로서 강도 및 연신율이 동시에 향상되는 효과가 있다.

Claims

중량%로, 탄소(C): 0.14-0.17%, 망간(Mn): 0.7-0.9%, 실리콘(Si): 0.03%이하, 인(P): 0.015%이하, 황(S): 0.008%이하를 만족하며, 잔부가 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유하는 강종에 대하여 크롬(Cr)을 중량%로 0.4-0.6%를 첨가하며 열간 사상압연 후 580-670℃에서 권취하여 열연강재를 제조함을 특징으로 하는 강도 및 연신율이 우수한 열연강재의 제조방법.