KR100742823B1 - 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한도금강판 및 그 제조방법 - Google Patents

표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한도금강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 성형성과 높은 강도가 요구되는 자동차용 강판 등에 사용되는 고연성 고강도 고망간 강판에 관한 것으로서, 표면품질 및 도금성이 우수한 고 연성 고강도 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명은 중량비로 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판 및 그 제조방법을 그 요지로 한다.
본 발명에 의하면, 표면품질 및 도금성이 우수한 고 연성 고강도 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판이 제공된다.
망간, 표면품질, 고강도, 고연성, 쌍정

Description

표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판 및 그 제조방법 {High Manganese Steel Strips with Excellent Coatability and Superior Surface Property, Coated Steel Strips Using Steel Strips and Method for Manufacturing the Steel Strips}
도 1은 탄소의 첨가량에 따른 인장곡선의 변화를 나타내는 그래프
도 2는 실리콘 및 망간 첨가량에 따른 대기중 부식억제효과를 조사한 결과사진
도 3은 실리콘 첨가량 변화에 따른 용융도금성을 조사한 결과사진
본 발명은 우수한 성형성과 높은 강도가 요구되는 자동차용 강판 등에 사용되는 고연성 고강도 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면품질 및 도금성이 우수한 고 연성 고강도 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현재까지 개발된 자동차 구조부재 및 내판재로 적용되는 고가공용 고강도강은 가공성이 높지 않기 때문에 복잡한 형상을 갖고 있는 부품은 제조하기 어렵다.
따라서, 현재 자동차사에서는 부품의 형상을 간소화 하거나, 여러 개의 부품으로 나누어서 가공하여 왔다.
이렇게 여러 개의 부품으로 나누어서 제조하면 2차의 용접공정이 필요하고 용접부의 강도가 모재 부분과 다르기 때문에 차체의 설계에 많은 제약을 받는다.
따라서, 자동차사에서는 복잡한 형상의 부품에 적용하고 차체설계시 설계자유도를 높이기 위해서 고강도이면서도 가공성이 높은 재료를 지속적으로 요구하고 있다.
특히, 최근 들어 연비향상과 대기오염을 줄이기 위해서 자동차의 무게를 줄일 수 있는 성형성이 우수한 고강도 강판이 요구되고 있는 실정이다.
종래의 자동차용 강판으로는 성형성을 고려하여 기지조직이 페라이트인 저탄소강 계열의 고 강도 강이 사용되고 있다.
그러나, 자동차용 강판으로 저탄소강 계열의 고 강도 강을 사용하는 경우에는 인장강도가 800MPa급 이상에서는 연신율이 상업적으로 최고 30% 이상 확보하기가 어렵다.
따라서, 800MPa급 이상 고강도 강을 복잡한 형상의 부품에 적용하는 것은 어렵기 때문에 부품의 형상을 간략하게 하는 등 자유로운 부품설계가 어려운 실정이다. 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 강종에 대한 연구가 진행되고 있으며, 그 대표적인 것으로는 JP1992-259325 및 WO 02/101109등에 제시되어 있는 연성 및 강도가 우수한 오스테나이트계 고망간 강을 들 수 있다.
그러나, 상기 JP1992-239325에 제시되어 있는 고 망간 강은 많은 양의 망간 첨가에 의해 연성은 확보되지만, 변형부에 가공경화가 심하게 일어나서 가공 후 강판 이 쉽게 파단되는 현상이 나타나는 단점이 있다.
또한, 상기 WO02/101109 의 경우에도 역시 연성은 확보되었으나, 다량의 실리콘 첨가에 의해서 전기도금성 및 용융도금성이 불리한 단점이 있다.
더욱이, 상기 강종들은 다량의 망간을 첨가하고 있기 때문에 소둔제품에서 쉽게 녹이 스는 단점이 있다.
본 발명은 우수한 가공성 및 고강도를 가질 뿐만 아니라 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 우수한 가공성 및 고강도를 갖고, 우수한 표면품질 및 우수한 도금성을 가질 뿐만 아니라 크랙발생 민감성이 향상된 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판을 제공하고자 하는 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 중량비로 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 강에 크롬(Cr): 0.1 ~ 2.0%, 칼슘(Ca): 0.0005 ~ 0.010%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.10%, 보론(B): 0.001 ~ 0.020%로 이루어진 그룹 중에서 선택 된 1종 또는 2종 이상이 추가로 첨가되는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판에 관한 것이다.
상기 고망간 강판은 냉연강판 및 열연강판을 포함한다.
또한, 본 발명은 중량비로 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되고, 그리고 그 표면에 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고망간 도금강판에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 강에 크롬(Cr): 0.1 ~ 2.0%, 칼슘(Ca): 0.0005 ~ 0.010%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.10%, 보론(B): 0.001 ~ 0.020%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 추가로 첨가되는 도금특성이 우수한 고망간 도금강판에 관한 것이다.
상기 고망간 도금강판은 상기 도금층이 전기도금층인 전기도금강판, 상기 도금층이 용융도금층인 용융도금강판 및 상기 도금층이 합금화용융도금층인 합금화용융도금강판을 포함한다.
또한, 본 발명은 중량비로 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강괴 또는 연주 슬라브를 1050 ~ 1300℃에서 균질화 처리한 후 850 ~ 950oC에 서 마무리 열간압연하고, 700℃이하의 온도에서 권취하는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고 망간 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 중량비로 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강괴 또는 연주 슬라브를 1050 ~ 1300℃에서 균질화 처리한 후 850 ~ 950℃에서 마무리 열간압연하고, 700℃이하의 온도에서 권취한 다음, 30 ~ 80%의 냉간압하율로 냉간압연한 후, 600℃ 이상의 온도에서 연속소둔을 행하는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 중량비로 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강괴 또는 연주 슬라브를 1050 ~ 1300℃에서 균질화 처리한 후 850 ~ 950oC에서 마무리 열간압연하고, 700℃이하의 온도에서 권취한 다음, 30 ~ 80%의 냉간압하율로 냉간압연한 후, 600℃ 이상의 온도에서 연속소둔한 다음, 전기도금, 용융도금 또는 합금화 용융도금처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고망간 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 상온에서 완전 오스테나이트상을 확보하기 위해서 첨가되는 망간 의 첨가량을 최소화하고, 강의 가공시 쌍정(twin)변형을 조장하기 위해서 탄소 및 알루미늄의 첨가량을 적절히 조절하여 강도 및 연성을 향상시키고, 다량의 망간첨가에 따른 제강, 연주, 압연공정에서의 문제점을 해결하고, 또한, 적당한 양의 실리콘을 첨가하여 고망간 강에서 일어나는 급격한 표면부식에 따른 표면품질저하를 방지하여 강판의 표면품질을 향상시킨다.
또한, 본 발명에서는 티타늄, 보론, 크롬의 첨가량을 적절히 조절하여 고 망간강 제조시 발생되기 쉬운 표면크랙 문제 및 제품에서의 크랙민감성을 개선함으로써 양산성을 개선시킨다.
이하, 상기한 강 성분의 선정 및 성분범위의 한정 이유 등에 대하여 설명한다.
상기 탄소(C)는 오스테나이트 상의 안정화에 기여하기 때문에 그 첨가량이 증가할수록 유리하다.
상기 탄소 첨가량이 0.2% 미만인 경우에는 변형시 α'(알파다시)-마르텐사이트 상이 생성되기 때문에 가공시 크랙이 발생하고, 연성이 낮아지므로, 탄소 첨가량의 하한은 0.2%로 한정하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 탄소의 첨가량이 1.5%를 초과하는 경우에는 오스테나이트 상의 안정도가 크게 증가하여 슬립변형에 의한 변형거동의 천이로 가공성이 낮아지므로, 탄소 첨가량의 상한은 1.5%로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 망간(Mn)은 역시 오스테나이트 상을 안정화시키는데 필수적인 원소이지만, 그 첨가량이 10% 미만인 경우에는 성형성을 해치는 α'(알파다시)-마르텐사이트상이 생성되기 되어 강도는 증가하지만 연성이 급격히 감소하기 때문에 망간 첨가량 의 하한은 10%로 한정하는 것이 바람직하다.
그러나, 망간의 첨가량이 30%를 초과하는 경우에는 쌍정발생이 억제되어 강도는 증가하지만 연성이 감소한다.
그리고 망간의 첨가량이 증가할수록 열간압연 크랙발생이 잘 일어나고, 원료원가가 비싼 망간의 다량 첨가로 강판제조원가가 증가하기 때문에 망간 첨가량의 상한은 25%로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 알루미늄(Al)은 통상 강의 탈산을 위하여 첨가되지만 본 발명에서는 알루미늄이 연성향상을 위해서 첨가된다.
즉, 알루미늄은 페라이트 상의 안정화 원소이지만 강의 슬립면에서 적층결함에너지(stacking fault energy)를 증가시켜 ε-마르텐사이트 상의 생성을 억제하여 연성을 향상시킨다.
뿐만 아니라 알루미늄은 낮은 망간 첨가량의 경우에도 ε-마르텐사이트 상의 생성을 억제하기 때문에 망간의 첨가량을 최소화 하고 가공성을 향상시키는데 큰 기여을 한다.
따라서 그 첨가량이 0.01%미만인 경우에는 ε-마르텐사이트가 생성되어 강도는 증가하지만 연성이 급격히 감소하기 때문에 그 첨가량의 하한은 0.01%로 한정하는 것이 바람직하다.
그러나, 그 첨가량이 3.0%를 초과하는 경우에는 쌍정발생을 억제하여 연성을 감소시키고, 연속조조 시 주조성을 나쁘게 하고, 열간압연시 표면산화가 심하여 제품의 표면품질을 저하시키므로 그 첨가량의 상한은 3.0%로 한정하는 것이 바람직하 다.
상기 실리콘(Si)은 통상 과다하게 첨가될 경우 표면에 실리콘 산화층을 형성하여 용융도금성을 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다.
그러나, 망간이 다량 첨가된 강에서는 적절한 양의 실리콘이 첨가될 경우 표면에 얇은 실리콘산화층이 형성되어 망간의 산화를 억제하기 때문에 냉연강판에서 압연 후 형성되는 두꺼운 망간 산화층이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 소둔 후 냉연강판에서 진행되는 부식을 방지하여 표면품질을 향상시키고, 전기도금재의 소지강판으로써 우수한 표면품질을 유지할 수 있다.
그리고 용융도금시 두꺼운 망간산화층이 생성되는 것을 억제하기 때문에 용융도금특성이 크게 개선된다.
뿐만 아니라 재질측면에서는 인장강도도 증가하고 연신율도 증가한다.
즉, 실리콘을 첨가하지 않으면 표면에 두꺼운 망간산화층이 생성되어 전기도금시 산세시간이 길어지고, 소둔제품에서 쉽게 부식이 일어나기 때문에 냉연강판의 미려한 표면을 유지할 수 없다.
따라서, 실리콘 첨가량의 하한은 0.005%로 한정하는 것이 바람직하다.
그러나, 실리콘의 첨가량이 증가하면 열간압연을 할 때 강판표면에 실리콘산화물이 형성되어 산세성을 나쁘게 하여 열연강판의 표면품질을 나쁘게 하는 단점이 있다.
그리고 실리콘은 연속소둔공정과 연속용융도금공정에서 고온 소둔시 강판표면에 농화되어 용융도금을 할 때 강판표면에 용융아연의 젖음성을 감소시키기 때문에 도 금성을 감소시키다.
뿐만 아니라 다량의 실리콘 첨가는 강의 용접성을 크게 저하시킨다.
따라서 실리콘 첨가량의 상한은 2.0%로 제한하는 것이 바람직하다.
일반적으로 인(P)과 황(S)은 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소이므로 그 첨가범위는 0.03%이하로 제한하는 것이 바람직하다.
특히, 인은 편석이 일어나서 강의 가공성을 감소시키고, 황은 조대한 망간황화물(MnS)을 형성하여 플렌지 크랙과 같은 결함을 발생시키고, 강판의 구멍확장성을 감소시키므로 그 함량은 최대한 억제하는 것이 바람직하다.
상기 질소(N)는 오스테나이트 결정립내에서 응고과정에서 알루미늄과 작용하여 미세한 질화물을 석출시켜 쌍정발생을 촉진하므로 강판의 성형시 강도와 연성을 향상시키지만, 그 첨가량이 0.04%를 초과할 경우에는 질화물이 과다하게 석출되어 열간가공성 및 연신율을 저하시키므로 질소의 첨가량은 0.040%이하로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 크롬(Cr)은 고온 열간압연시 강중의 탄소의 탈탄을 방지하여 강판의 표면에서 (알파다시)-마르테사이트상의 생성을 억제하여 강의 성형성을 향상시킨다. 따라서 그 하한 첨가량을 0.1%로 한정하였다. 페라이트안정화 원소인 크롬의 첨가량이 증가하면 α'(알파다시)-마르텐사이트 상 생성을 촉진하여 강의 연성을 감소시키기 때문에 그 첨가량의 상한은 2.0%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 칼슘(Ca)은 용강중의 Al2O3, MnO, MnS등의 비금속 개재물과 화합물을 만들 어 비금속 개재물을 구상화시켜 주상정 입계의 판단강도를 높혀 줄 뿐만 아니라, 강판의 플렌지 크랙 발생 민감성을 완화시켜 주고, 강판의 구멍확장성을 높여 준다.
그러나, 그 첨가량이 0.0005% 미만에서는 효과가 없고, 0.010%를 초과하면 포화되므로, 칼슘의 첨가량은 0.0005 ~ 0.010%로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 티타늄(Ti)은 주상정입계에 고용되어 알루미늄이 농화된 저융점 화합물의 용융온도를 높여주어 1300℃ 이하에서 액상막 형성을 막아주고, 질소와 친화력이 높아 주상정입계 취화의 원인이 되고 있는 조대한 질화알루미늄 석출의 핵으로 작용하여 주상적 입계를 강화시켜 준다.
그러나, 그 첨가량이 0.005% 미만인 경우에는 첨가효과가 없고, 0.10%를 초과하는 경우에는 과량의 티타늄이 결정입계에 편석하여 입계취화를 일으키므로 티타늄의 첨가량은 0.005 ~ 0.10%로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 보론(B)은 1000℃ 이상에서 주상정 입계에 고용하여 공공의 생성과 이동을 억제시켜 주상정 입계를 강화시켜 준다.
그러나, 그 첨가량이 0.0005% 미만에서는 그 첨가효과가 없고, 0.040%를 초과하면 탄화물과 질화물을 다량 발생시켜 질화알루미늄 석출의 핵으로 작용하여 조대한 질화알루미늄 석출을 조장함으로써 입계를 취하시킨다.
따라서, 보론의 적정 첨가범위는 0.0005 ~ 0.020%가 바람직하다.
이하, 본 발명의 제조조건들에 대하여 설명한다.
일반적으로, 고망간 강의 열연강판제조는 일반강의 제조공정과 마찬가지로 연속 주조법을 이용한다.
물론, 본 발명에서는 연속주조법에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 상기와 같이 조성된 강 슬라브를 통상의 조건과 유사하게 1050 ~ 1300℃정도에서 균질화 처리를 실시한 후, 850 ~ 950 ℃에서 통상의 조건으로 마무리 열간압연을 실시한 다음, 700℃이하에서 권취하여 열간강판을 제조한다.
본 발명에서 열간압연시 고망간강의 연주슬라브 가열온도는 1050 ~ 1300 ℃로 설정하는 것이 바람직한데, 가열온도의 상한을 1300 ℃로 한정한 이유는 주상정입계를 강화시키는 합금원소를 미량 첨가하여 주상정입계의 저융점 화합물의 융점이 1300℃부근으로 높아졌기 때문에 1300℃이상으로 가열하면 연주슬라브의 주상정입계에 액상막이 생겨 열간압연시 균열이 발생하기 때문이다.
또한, 가열온도의 하한을 1050℃으로 한정한 이유는 가열온도가 낮게 되면 마무리 압연온도까지의 온도간격이 좁아서 소정의 두께까지 충분히 압연을 할 수 없기 때문이다.
열간압연시 마무리 압연온도가 너무 낮게 되면 압연하중이 높아져서 압연기에 무리가 갈 뿐만 아니라 강판내부의 품질에도 나쁜 영향을 미치게 된다.
따라서, 본 발명에서는 마무리 열간압연온도를 850 ~ 950℃로 제한하는 것이 바람직하다.
열연권취온도가 너무 높으면 열연강판표면에 두꺼운 산화막과 내부산화가 일어나기 때문에 산세과정에서 산화층이 쉽게 제거되지 않는다.
따라서, 열연강판의 권취온도는 낮게 하는 것이 바람직하다.
따라서 본발명에서는 700℃이하로 한정한다.
상기와 같이, 열간압연이 끝나면 강판 형상과 두께를 맞추기 위해서 냉간압연을 실시한다. 이때, 냉간압하율은 30-80%정도가 바람직하다.
냉간압연된 강판을 600℃이상에서 연속소둔을 실시한다.
이때 소둔온도가 너무 낮으면 충분한 가공성을 확보하기 어렵고 저온에서 오스테나이트상을 유지할 수 있을 만큼 오스테나이트로의 변태가 충분히 일어나지 않기 때문에 본 발명에서는 소둔온도를 600℃ 이상으로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명 강은 상변태가 일어나지 않는 오스테나이트강이기 때문에 재결정온도 이상으로 가열하면 충분히 가공성을 확보할수 있기 때문에 통상의 소둔조건으로 소둔을 실시하여 제조한다.
상기와 같이 제조된 강판을 소재로 하여 전기도금을 행하여 전기도금강판을 제조할 수 있다.
상기 전기도금은 통상의 조건으로 행하면 된다.
또한, 상기와 같이 제조된 강판을 소재로 하여 용융도금을 행하여 용융도금강판을 제조할 수 있고, 필요하면 합금화 열처리를 실시하여 합금화 용융도금강판을 제조할 수 있다.
상기 용융 도금은 통상적인 방법에 의하여 행하면 되며, 바람직하게는 상기와 같이 제조된 강판을 600℃ 이상에서 재결정소둔을 행하고 460℃정도에서 용융도금을 실시한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
하기 표 1과 같이 조성되는 강의 강괴를 1200℃의 가열로에서 한 시간 유지 후 열간압연을 실시하였다.
이때 열간압연 마무리 온도는 900℃, 권취온도는 650℃로 하였다.
열간압연강판 중 일부는 JIS 5호 규격으로 인장시편을 가공한 후 만능인장시험기를 이용하여 인장시험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
그리고 열간압연을 한 강판을 이용하여 산세를 실시하고 냉간압하율을 50%로 하여 냉간압연을 실시하였다.
냉간압연된 시편을 소둔온도를 800℃로 하고 과시효 온도를 400℃로 하고 과시효시간을 400초로 하여 연속소둔 모사 열처리를 실시하였다.
연속소둔 모사 열처리 후 만능인장시험기를 이용하여 인장시험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
한편, 냉간압연 시편을 소둔온도 800℃로 하고, 용융아연욕온도를 460℃로 하여 용융아연도금 모사 시험을 실시하여 용융도금가능여부를 조사하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
강종 조성(중량%) 비고
C Mn Al Si P S Cr Ti Nb B Ca
1 0.45 12.0 1.48 0.01 0.01 0.011 - - - - - 발명강
2 0.44 14.8 1.40 0.01 0.012 0.009 - - - - - 발명강
3 0.45 18.0 1.30 0.02 0.01 0.008 - - - - - 발명강
4 0.43 15.0 0.045 0.01 0.009 0.005 - - - - - 비교강
5 0.15 15.0 1.50 0.02 0.010 0.005 - - - - - 비교강
6 0.60 15.2 1.5 0.01 0.008 0.005 - - - - - 발명강
7 0.72 18.6 1.40 0.02 0.011 0.005 - - - - - 발명강
8 0.60 15.1 1.36 0.45 0.010 0.008 - - - - - 발명강
9 0.60 15.1 1.36 2.5 0.009 0.008 - - - - - 비교강
10 0.60 24 0.05 - 0.005 0.006 - - - - - 비교강
11 0.10 6 0.04 0.5 0.010 0.010 - - - - - 비교강
12 0.63 18.3 1.58 0.02 0.010 0.003 0.33 - - - 0.002 발명강
13 0.62 18.1 1.50 0.02 0.009 0.004 - - - 0.001 0.004 발명강
14 0.64 18.1 1.44 0.01 0.008 0.003 0.59 - - 0.002 0.003 발명강
15 0.61 18.3 1.50 0.55 0.010 0.003 - 0.019 - 0.001 0.003 발명강
16 0.15 2.5 0.05 0.5 0.010 0.006 - - 0.026 - - 비교강
시편번호 기계적 성질 용융도금가능여부
항복강도(Mpa) 인장강도(Mpa) 연신율(%) 가공경화지수(n)
1 열연판 403 837 40.5 0.46 가능
소둔판 339 678 40.3 0.51
2 열연판 435 875 66.7 0.45 가능
소둔판 341 862 63.2 0.53
3 열연판 449 855 65.3 0.43 가능
소둔판 337 829 64.3 0.51
4 열연판 374 922 32.8 0.47 가능
소둔판 373 978 37.0 -
5 열연판 374 991 49.0 - 가능
소둔판 377 1019 52.5 0.25
6 열연판 391 893 68.7 - 가능
소둔판 399 894 62.9 0.32
7 열연판 500 919 56.1 0.25 가능
소둔판 403 902 80.9 0.33
8 열연판 433 937 64.8 0.28 가능
소둔판 415 938 75.5 0.31
9 열연판 567 979 54.0 0.24 불가능
소둔판 514 994 66.9 0.26
10 열연판 353 772 25.8 0.34 가능
11 열연판 818 1248 8.0 - 가능
12 열연판 564 936 56.4 0.21 가능
소둔판 441 910 70.0 0.30
13 열연판 504 887 54.5 0.23 가능
소둔판 395 904 68.5 0.31
14 열연판 531 896 51.6 0.22 가능
소둔판 433 922 68.4 0.31
15 열연판 574 914 50.1 0.21 가능
소둔판 451 934 66.8 0.29
16 열연판 545 646 23.7 0.17 가능
소둔판 520 800 23.0 0.20
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 시편(1 ~ 3)및(6 ~ 7)은 본 발명범위를 만족하는 양의 탄소와 망간과 알루미늄이 첨가된 것으로서, 고강도와 고연성을 동시에 확보하고 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 자동차의 구조부재용 재료에 적합한 재질을 확보할 수 있다.
시편(3) 및 (10)은 비록 고망간을 함유하고 있는 강이지만 알루미늄을 첨가하지 않은 강으로써 열연 및 냉연강판의 인장강도는 낮고, 연신율도 낮음을 알 수 있으며, 따라서, 고강도 구조부재용으로는 적합하지 않다.
시편(5)는 은 비록 고망간을 함유하고 있는 강이지만 탄소의 첨가량이 충분하지 않아 강도 및 연성은 우수하지만, 마르텐사이트 변태에 의해서 인장강도가 급격히 증가하는 구간이 생기고 이로 인하여 조직내부에 가공경화를 발생시켜 가공 후 약한 외부충격에서도 크랙이 발생되게 한다.
따라서 높은 내구성을 필요로 하는 자동차의 구조부재용 재료로 적합하지 않다.
시편(8)은 적당한 양의 실리콘이 첨가되어 높은 강도와 연성을 확보하여 자동차의 재료로 적합한 재질특성을 확보하고 있다.
미량의 실리콘 첨가는 강판의 대기중 부식속도를 저하시켜 열연강판 및 냉연강판의 표면품질을 높여 준다.
시편(9)는 용융도금성에 나쁜 영향을 미치는 실리콘이 다량 첨가되어 있기 때문에 비록 인장강도도 높고, 연성도 우수하지만 높은 방청성을 필요로 하는 자동차의 구조부재용 재료로 적합하지 않다.
시편(11)은 망간의 첨가량이 적기 때문에 마르텐사이트 변태에 의한 인장강도의 급격한 상승으로 연성이 크게 감소되어 자동차 부품용 재료에 적합한 연성을 확보할 수 없다.
시편(12 ~ 15)은 크롬, 보론, 칼슘을 첨가하여 자동차 부품용 재료에 적합한 충분한 인장강도와 연성을 확보할수 있을 뿐만 아니라, 강중에 미량 첨가함으로써 열간압연 공정시 발생하는 크랙결함을 방지할 수 있고, 탈탄에 의한 표면조직의 경화를 방지할 수 있고, 더욱이, 강중의 개재물을 미세화하여 가공시 크랙발생을 방지한다.
시편(16)은 망간의 첨가량이 적어 충분한 강도와 연성을 확보할 수 없다.
(실시예 2)
상기 C-15Mn-1.5Al-0.01P-0.01S강에서 조성중 탄소의 함량을 변화시키고, 탄소함량 변화에 따른 응력-변형곡선을 구하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
또한, 0.6C-15Mn-1.5Al-0.5Si 함유강판 및 0.6C-30Mn-0.8Al 함유강판에 대하여 대기중에 3일 정도 방치한 후, 그 표면의 부식정도를 조사하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
또한, 0.6C-18Mn-1.4Al함유강판, 0.6C-15Mn-1.4Al-0.5Si함유강판, 및 0.6C-15Mn-1.4Al-2.5Si함유강판에 대하여 용융도금성 변화를 조사하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, 탄소의 함량이 너무 낮은 경우에는 마르텐사이트 변태에 의해서 인장강도가 급격히 증가하는 구간이 발생됨을 알 수 있으며, 이로 인하여 조직내부에 가공경화를 발생시켜 가공 후 약한 외부충격에서도 크랙이 발생하게 된다.
또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 미량의 실리콘 첨가하는 경우에는 강판의 대기중 부식속도를 저하시켜 강판의 표면부식이 억제됨에 반하여, 실리콘을 첨가하지 않은 강판은 그 표면이 부식어 있음을 알 수 있으며, 따라서, 본 발명에 의하면, 표면품질이 우수한 열연강판 및 냉연강판의 제조를 가능하게 할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 3에 나타난 바와 같이, 실리콘이 다량 첨가되는 경우에는 미도금 현상이 발생됨을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 우수한 가공성 및 고강도를 가질 뿐만 아니라 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 우수한 가공성 및 고강도를 갖고, 우수한 표면품질 및 우수한 도금성을 가질 뿐만 아니라 크랙발생 민감성이 향상된 고망간 강판 및 이를 이용한 도금강판을 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 중량비로, 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되고, 그리고 두꺼운 망간 산화층의 형성을 억제하기 위한 실리콘 산화층이 강판 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판
  2. 제1항에 있어서, 상기 강판이 열연강판 또는 냉연강판인 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판
  3. 제2항에 있어서, 상기 강판에 크롬(Cr): 0.1 ~ 2.0%, 칼슘(Ca): 0.0005 ~ 0.010%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.10%, 보론(B): 0.001 ~ 0.020%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 강판
  4. 제2항 또는 제3항의 강판 표면에 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고망간 도금강판
  5. 제4항에 있어서, 도금층이 전기도금층, 용융도금층 및 합금화용융도금층 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고망간 도금강판
  6. 제4항에 있어서, 도금층이 아연으로 조성된 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고망간 도금강판
  7. 중량비로, 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강괴 또는 연주 슬라브를 1050 ~ 1300℃에서 균질화 처리한 후, 850 ~ 950℃에서 마무리 열간압연하고, 700℃이하의 온도에서 권취하여, 두꺼운 망간 산화층의 형성을 억제하기 위한 실리콘 산화층이 표면에 형성되어 있는 강판을 제조하는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고 망간 열연강판의 제조방법
  8. 제7항에 있어서, 상기 강괴 또는 연주 슬라브에 크롬(Cr): 0.1 ~ 2.0%, 칼슘(Ca): 0.0005 ~ 0.010%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.10%, 보론(B): 0.001 ~ 0.020%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고 망간 열연강판의 제조방법
  9. 중량비로, 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강괴 또는 연주 슬라브를 1050 ~ 1300℃에서 균질화 처리한 후, 850 ~ 950℃에서 마무리 열간압연하고, 700℃이하의 온도에서 권취한 다음, 30 ~ 80%의 냉간압하율로 냉간압연하여 두꺼운 망간 산화층의 형성을 억제하기 위한 실리콘 산화층이 표면에 형성되어 있는 냉연강판을 제조한 후, 냉연강판을 600℃ 이상의 온도에서 연속소둔을 행하는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고망간 냉연강판의 제조방법
  10. 제9항에 있어서, 상기 강괴 또는 연주 슬라브에 크롬(Cr): 0.1 ~ 2.0%, 칼슘(Ca): 0.0005 ~ 0.010%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.10%, 보론(B): 0.001 ~ 0.020%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 표면품질 및 도금성이 우수한 고 망간 냉연강판의 제조방법
  11. 중량비로, 탄소(C): 0.2 ~ 1.5%, 망간(Mn): 10 ~ 25%, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 3.0%, 실리콘(Si): 0.01 ~ 2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.03% 이하, 질소 (N): 0.040%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 강괴 또는 연주 슬라브를 1050 ~ 1300℃에서 균질화 처리한 후, 850 ~ 950oC에서 마무리 열간압연하고, 700℃이하의 온도에서 권취한 다음, 30 ~ 80%의 냉간압하율로 냉간압연하여 두꺼운 망간 산화층의 형성을 억제하기 위한 실리콘 산화층이 표면에 형성되어 있는 냉연강판을 제조한 후, 이 냉연강판을 600℃ 이상의 온도에서 연속소둔한 다음, 도금처리를 행하는 것을 특징으로 하는 고망간 도금강판의 제조방법
  12. 제11항에 있어서, 도금처리가 전기도금법, 용융도금법 및 합금화 용융도급법 중의 어느 하나의 도금법에 의하여 행하여 지는 것을 특징으로 하는 고망간 도금강판의 제조방법
  13. 제12항에 있어서, 상기 강괴 또는 연주 슬라브에 크롬(Cr): 0.1 ~ 2.0%, 칼슘(Ca): 0.0005 ~ 0.010%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.10%, 보론(B): 0.001 ~ 0.020%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 고 망간 도금강판의 제조방법
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