KR100925639B1 - 내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로, 탄소(C) 0.08~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.2~2.0%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 바나듐(V) 0.02~0.06%, 구리(Cu) 0.2~0.5%, 크롬(Cr) 0.3~0.8%, 지르코늄(Zr) 0.04~0.08%, 코발트(Co) 0.02~0.08%, 텅스텐(W) 0.02~0.07%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 내충격성 및 내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 내후성이 우수한 고강도 냉연강판을 제조함에 있어 적절한 성분 및 공정 제어를 통해 내후성과 기계적 특성을 동시에 확보함과 아울러 고항복비를 얻을 수 있음에 따라 내충격성이 요구되는 옥외 용도용 소재 등 부가가치가 높은 강판을 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 소둔작업이 비교적 저온 영역에서 이루어 짐에 따라 에너지 절감 및 소둔 작업성 개선 효과도 동시에 얻을 수 있다.
내덴트성, 컨테이너, 항복비, 가공성, 냉연강판

Description

내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법{High strength cold-rolled steel sheet having excellent weather resistance and method manufacturing the Same}
본 발명은 철도 차량, 컨테이너 등에 사용되는 내충격성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 강 성분 및 제조조건을 조절하여 내후성과 함께 고강도 특성을 가지는 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 철도 차량 또는 컨테이너 등의 경량화 및 사용 수명 연장을 목적으로 스테인레스 또는 알루미늄 등의 소재들이 사용되어 왔다. 이와 같은 제품들에 요구되는 특성으로는 굽힘 가공성, 용접성, 내구성 등이 있다. 또한 운송용 구조물의 경우 화물의 선적 및 적치시 충격을 받는 경우가 많으므로 충격에 의한 변형을 억제하는 것이 필요하며 이를 위해서는 내충격성을 가지는 소재를 적용하는 것이 좋다. 가공 부재의 내충격성은 소재의 두께 및 항복비(Yield-ratio)와 밀접한 관계를 나타내는 인자이다.
항복비란 인장시험을 통해 얻은 재질 값 중 항복강도에 대한 인장강도의 비로써 정의되며, 동일한 인장강도 수준에서 항복비가 높다는 것은 소재의 항복강도가 높다는 것을 의미한다. 즉, 고항복비를 가지는 강은 탄성영역의 재질 특성인 항복강도가 높음에 따라 충격을 받았을 경우에도 변형에 대한 저항력이 증가하여 변형을 억제하는 능력이 커지는 것이다. 컨테이너 등의 내충격 용도에 사용되는 경우 80% 이상의 항복비를 확보하는 것이 바람직하며, 또한 컨테이너와 같이 수송 여건에 따라 해양 또는 육상의 다양한 기후 조건을 견디어야 하는 용도에 적용되는 경우에는 내후성이 우수한 강의 사용이 요구되고 있다.
일례로, 종래에는 내후성 압연 강재인 SPA-C(공업 규격 KS-D3542 및 JIS-G3125)재가 사용되어 왔으나, 이들 강은 인장강도가 50kg/mm2급으로 낮아 50피트 정도의 용량이 큰 컨테이너 제품을 만드는 경우 컨테이너 자체 중량 증가에 따른 수송비 상승 등이 제약 요인이 됨에 따라 소재 경량화에 대한 요구는 증가하고 있다. 자동차의 구조 부재용으로 인장강도 60~80kg/mm2급의 고강도 냉연강재가 사용되고 있지만 이들 소재의 경우에도 강도 특성 확보가 당면 과제이므로 내후성이 좋지 않다는 문제점이 있었다.
최근, 컨테이너 산업에 있어서도 원가 절감 및 환경 문제에 대응하기 위해 컨테이너의 자체 중량을 감소시켜 보다 큰 컨테이너를 제작하고, 이에 따라 수송의 효율성을 크게 증가시키기 위한 시도가 진행되고 있다. 이를 위해서 소재 측면에서 내후성을 확보함과 아울러 경량화 달성 및 인장강도가 80kg/mm2 이상의 고강도 강판에 대한 개발 요구가 증대되고 있다.
일례로, 일본 특개평7-207408호의 경우 C 0.008% 이하, Si 0.5~2.5%, Mn 0.1~3.5%, P 0.03~0.20%, S 0.01% 이하, Cu 0.05~2.0%, Al 0.005~0.1% 및 N 0.008% 이하, Cr 0.05~6.0%, Ni 0.05~2.0% 및 Mo 0.05~3.0%, B 0.0003~0.002%를 함유한 강을 1100~1300℃에서 가열하고 800~950℃에서 압연 종료하여 400~700℃로 권취 하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 제조 방법을 제안하였다. 그러나, 이 기술에서 극히 일부의 실시 예만이 인장강도 60~70kg/mm2급을 만족하며 대부분의 경우 인장강도는 50kg/mm2급을 나타내고 있어 80kg/mm2급의 인장강도를 확보할 수 없는 것으로 나타났다. 또한, 성분 구성 요소 중 Cr, Mo 등의 경화능 향상 원소를 다량 첨가함에 따라 용접성이 열화되고 제조 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
또 다른 일례로, 일본 특개평11-21622호는 C 0.15% 이하, Si 0.7% 이하, Mn 0.2~1.5%, P 0.03~0.15%, S 0.02% 이하, Cu 0.4% 이하, Al 0.01~0.1% 및 Cr 0.1% 이하, Ni 0.4~4.0% 및 Mo 0.1~1.5%를 함유한 강을 1050~1300℃로 가열하여 950℃ 이상에서 40% 이상의 열간압연을 행한 후 900~750℃에서 압연 종료하고 공냉을 시 행하는 방법을 제안하였다. 그러나, 이때에도 인장강도가 대부분 50kg/mm2급으로 극히 일부만이 60kg/mm2급의 인장특성을 나타내었으며, 이도 역시 주로 인장강도 50kg/mm2급 강에 적용하는 기술이라 할 수 있다. 또한, 0.03~0.15% P 첨가에 의해 해수 분위기에서의 내식성을 향상하는 효과를 언급하고는 있으나, P의 다량 첨가는 냉연재의 중심 편석 등을 유발하여 강판의 가공성을 급격히 떨어뜨리는 문제점이 있는 등 본 발명에서 목표로 하는 내충격성 및 내후성이 우수한 동시에 80kg/mm2급 이상의 인장강도를 얻는 방법을 제시하지 못하고 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 강 성분 중 코발트, 바나듐, 지르코늄, 텅스텐 등의 첨가량을 제어하고 압연 및 소둔 조건 등을 최적화함으로써, 내충격성 및 내후성을 확보함과 아울러 인장강도가 80kg/mm2 이상의 고강도 특성을 가지는 냉연강판 및 이것을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 중량%로, 탄소(C) 0.08~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.2~2.0%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 바나듐(V) 0.02~0.06%, 구리(Cu) 0.2~0.5%, 크롬(Cr) 0.3~0.8%, 지르코늄(Zr) 0.04~0.08%, 코발트(Co) 0.02~0.08%, 텅스텐(W) 0.02~0.07%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 내충격성 및 내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 상기와 같은 조성의 강을 1150~1300℃로 재가열하는 단계 및, 상기 재가열한 강을 800~950℃에서 마무리 압연하는 단계 및, 상기 마무리 압연한 강을 초당 20~40℃의 냉각속도로 냉각하는 단계 및, 상기 냉각 후에 500~650℃의 온도에서 권취하고 냉간 압연하는 단계 및, 상기 냉간 압연 후 550℃~A1 변태점 이하의 소둔온도로 연속소둔하여 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성 및 내후성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 내후성이 우수한 고강도 냉연강판을 제조함에 있어 적절한 성분 및 공정 제어를 통해 내후성과 기계적 특성을 동시에 확보함과 아울러 고항복비를 얻을 수 있음에 따라 내충격성이 요구되는 옥외 용도용 소재 등 부가가치가 높은 강판을 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 소둔작업이 비교적 저온 영역에서 이루어 짐에 따라 에너지 절감 및 소둔 작업성 개선 효과도 동시에 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명자들은, 다양한 가공특성, 즉 굽힘성, 용접성 및 스트레칭성 등과 함께 내충격성과 내후성도 만족시켜 컨테이너 및 철도 차량 등으로 유용한 고장력강에 대해 연구 및 실험을 거듭하여 본 발명을 완성시킨 것으로, 본 발명의 강 성분은 다음과 같이 조성되는 것이 바람직하다.
먼저, 강 성분 중 C는 강판의 강도 향상을 위해 첨가되는 원소로서 첨가량이 증가할수록 인장 및 항복강도는 증가되지만, 과잉 첨가되면 소재의 가공성이 저하되므로 그 상한을 0.20%로 설정하였다. 한편, C량이 0.08% 이하이면 충분한 석출 강화 효과를 얻을 수 없는 문제가 있다. 따라서, C의 함량은 0.08~0.20%로 설정하는 것이 바람직하다.
Si는 용강 탈산 및 고용강화 효과를 제공할 뿐 아니라, 고온에서 강의 표층에 Fe와 함께 Fe2SiO4의 치밀한 산화물을 형성시켜 내식성을 향상시키는 역할도 하는 원소로써 이들 효과를 얻기 위해서는 최소 0.1% 이상의 첨가가 필요하다. 따라서, Si은 내후성 향상을 위해서 첨가되어야 하지만, 과잉 첨가되면 용접성이 저하하는 문제가 있고 도금성을 떨어뜨리므로 0.5% 이하로 첨가하는 것이 바람직하므로 Si 범위는 0.1~0.5%로 한정하였다.
Mn은 고용에 의해 강화시키는데 효과적인 원소로서 강의 강도를 높이고 열간 가공성을 향상시키는 중요한 원소이지만, MnS 형성에 의한 소재의 연성 및 가공성을 저해하는 원소이다. Mn 함량이 적으면 가공성은 개선되지만 강도 확보가 곤란하므로 목표 강도를 확보하기 위해서는 0.5% 이상 첨가하여야 한다. 반면에 Mn이 과다 첨가되면 합금원소 다량 첨가에 의한 경제성 저하 및 용접성을 해치는 문제점이 있으므로 상한은 2.0%로 설정하였다.
P는 강의 내식성을 향상시키는 역할을 하기 때문에 내식성 측면에서는 다량 첨가되는 것이 바람직하지만, 주조시 중심 편석을 일으키는 원소이므로 다량 첨가할 경우 용접성 및 인성을 저하시키는 요인이 되므로 그 함량은 0.03% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
S는 내식성 향상에 효과 있는 원소로 알려져 있지만, 강중 Mn과 결합해 부식 개시점 역할을 하는 비금속 개재물을 형성하므로, 가능한 한 그 함량을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, S량은 0.01% 이하로 한정하였지만 바람직하게는 0.005% 이하로 관리하는 것이 좋다.
Al은 일반적으로 용강 탈산 및 내식성 향상에도 효과가 있는 원소이지만, 과잉 첨가되면 강중 개재물량을 증가시켜 가공성을 저하하는 문제점이 있으므로 그 함량을 0.02~0.07%로 설정하는 것이 바람직하다.
V는 페라이트의 재결정을 지연시키는 효과를 나타낼 뿐만 아니라 강중 C, N2 등과 결합하여 석출함으로써 강판의 강도를 상승시키는 효과를 나타내는 원소로서 목표로 하는 강도 확보를 위해서는 0.02% 이상의 첨가가 필요하다. 반면에 0.06% 이상으로 V가 첨가되면 제조원가 상승 및 열연 작업성 저하의 요인이 되므로 첨가 범위를 0.02~0.06%로 한정하였다.
Cu는 부식분위기에서 안정적인 녹층을 형성하여 내부식성을 향상시키는 원소로서 목표로 하는 내식성을 확보하기 위해서는 0.2% 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, 0.5% 이상에서는 연주시 입계 균열의 요인이 될 뿐만 아니라 열연 강판의 표면상태를 거칠게 하는 문제가 있다. 그러므로 Cu 관리범위는 0.2~0.5%로 하였다.
Cr은 Cu와 같이 안정적인 녹층을 형성시키는 역할을 하는 원소로서 내식성을 확보하고 강도를 얻기 위해서는 0.3% 이상의 첨가가 필요하다. 또한, 첨가량이 0.8% 이상 되면 오히려 구멍 부식성을 유발하는 요인이 될 뿐만 아니라 제조원가를 급격히 상승시키므로 0.3~0.8% 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
Zr은 페라이트상의 재결정을 지연시키는 원소로써 저온 영역에서 목표로 하는 강도 수준을 얻기 위해서는 0.04% 이상의 첨가가 필요하다. 반면에 Zr이 0.08% 이상으로 첨가되면 압연성을 확보할 수 없는 문제가 있으므로 그 상한을 0.08%로 한정하였다.
Co의 경우 강중 내식성을 확보하기 위해 첨가되는 Cu 및 Cr 등과 반응하여 표면층 부식 억제 생성물의 형성을 촉진하는 원소로써, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 최소 0.02% 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, Co가 0.08% 이상 첨가되면 내식성 향상 효과의 기여 효과 보다는 제조 원가의 상승 요인으로 작용하므로 그 범위를 0.02~0.08%로 한정하였다.
한편, W은 소입성 및 강도 특성을 확보하기 위해 첨가되는 원소로써 저온 영역에서 목표로 하는 강도 수준을 얻기 위해서는 0.02% 이상의 첨가가 필요하다. 반면에 W이 0.07% 이상으로 첨가되면 압연성을 확보할 수 없는 문제가 있으므로 그 상한을 0.07%로 한정하는 것이 바람직하므로 첨가 범위를 0.02~0.07%로 하였다.
상기와 같이 조성된 강은 다음과 같은 조건으로 제조되는 것이 바람직하다.
즉, 상기의 화학조성을 지닌 강은 1150~1300℃에서 재가열하고, 마무리 열간압연을 800~950℃에서 실시하고, 20~40℃/초의 냉각속도로 냉각하여 500~650℃로 권취 후 냉간압연하고, 550~A1변태점 이하 온도 범위에서 열처리함으로써 내후성 및 내충격성이 우수한 인장강도 80kg/mm2 이상의 고강도 냉연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
재가열온도 1150℃ 이하에서는 주조시 형성된 응고조직의 파괴가 불충분하여 중심 편석이 잘 발달되기 때문에, 최종 형성된 결정립의 혼립이 발생되어 가공성 및 충격 인성이 현저히 저하된다. 또한 재가열온도가 1300℃를 넘으면 산화에 의한 스케일 형성이 촉진되어 슬라브의 두께 감소량이 크고 재가열시 결정립 조대화가 일어 나는 단점이 있으며, 가열 원단위의 상승으로 인한 경제적인 손실이 크므로 관리 범위는 1150~1300℃로 한정하였다.
마무리 열연온도가 950℃보다 높으면 두께 전반에 걸쳐 균일한 열간압연이 이루어지지 않아 결정립 미세화가 불충분하게 되어 결정립 조대화에 기인한 충격 인성의 저하가 나타난다. 반대로, 마무리열연온도 800℃ 미만에서는 저온 영역에서 열간압연이 마무리됨에 따라 결정립의 혼립화가 급격히 진행되어 내식성 및 가공성의 저하를 초래하므로 마무리 열연 온도를 800~950℃로 제한하는 것이 바람직하다.
한편, 마무리 열간압연후 런-아웃-테이블(ROT, Run-out-table)에서의 냉각속도가 20℃/초 미만이면 결정립 성장의 촉진에 의해 상대적으로 조대 결정립이 형성되어 강도 저하의 요인이 되므로 하한을 20℃/초로 한정하였다. 반면에 냉각속도가 40℃/초 이상에서는 베이나이트와 같은 경한 제2상을 형성하여 냉간압연성을 현저히 떨어뜨리므로 냉각속도는 20~40℃/초로 설정하였다.
또한, 열연 권취온도가 650℃ 이상으로 되면 충분한 석출 효과가 얻어지지 않음에 따라 소재 강도가 감소하여 목표 강도인 80kg/mm2의 안정적인 확보가 곤란하였다. 반면에 500℃ 미만의 권취온도에서는 냉각 및 유지하는 동안 경질상이 생성되어 냉간압연 공정에서 압연기의 롤-포스(Roll force)가 급격히 상승하여 압연성을 확보할 수 없었으므로 권취온도의 관리 범위를 500~650℃로 한정하였다.
열간압연이 끝난 소재는 통상의 냉간 압연조건으로 압연을 실시하고 연속소둔 공정을 거치게 된다. 이때 목표로 하는 재질 특성을 확보하기 위해서는 소둔온도를 적절히 관리하는 것이 필요하다. 연속소둔 공정에서 소둔온도가 550℃ 보다 낮은 경우 냉간압연시의 변형립이 그대로 남아 있어 연성이 급격히 떨어지므로 가공성이 저하되는 문제점이 있었다. 반면에 A1 변태점 이상의 소둔온도에서는 소둔후 냉각시 변태에 의해 경질의 마르텐사이트상이 형성되어 항복강도가 저하하여 항복비가 60% 이하로 낮아짐에 따라 내충격성이 저하되므로 소둔온도의 상한선은 A1 변 태점으로 하였다.
하기 [표 1]과 같은 조성을 만족하도록 용해하여 제조한 강괴를 1200~1260℃ 가열로에서 1시간 재가열을 실시한 후, 열간압연하였다. 열간압연 마무리 온도는 860~910℃, 그리고 권취온도는 각 조성을 560℃와 620℃ 두 가지 조건으로 구분하여 설정하였고, 최종 두께는 고객사 사용 두께를 고려하여 1.1mm를 목표로 하였다. 규격화된 부식저항지수(CI)값에 대한 평가 및 내후성 시험을 실시한 후 그 평가 결과를 [표 2]에 나타내었다.
내후성 시험은 30℃의 5% 염수(NaCl 용액) 조건에서 480시간 동안 염수 분무시험(SST, Salt Spray Test)을 실시한 결과이다. 여기에서, 부식저항지수(CI)는 ASTM G101에 규정된 내후성 관련 평가 지수로써 이 값이 높을수록 강의 내후성은 좋은 것으로 알려져 있으며, 이는 주로 합금원소를 바탕으로 산출한 지수로써,
즉, 부식저항지수(CI) = 26.01(%Cu) + 3.88(%Ni) + 1.2(%Cr) + 1.49(%Si) + 17.28(%P) - 7.29(%Cu)(%Ni) - 9.10(%Ni)(%P) - 33.39(%Cu)2 와 같이 정의된다.
[표 1] 발명강과 비교강의 화학성분 비교
강종 화학성분(중량%)
C Si Mn P S Al Zr Co V Cu Cr W
발명강1 0.12 0.31 1.45 0.015 0.002 0.035 0.048 0.04 0.03 0.41 0.71 0.04
발명강2 0.14 0.42 1.36 0.019 0.003 0.032 0.053 0.06 0.05 0.35 0.64 0.03
비교강1 0.05 0.25 2.54 0.010 0.006 0.033 0.024 0.04 0.03 0.35 0.86 -0.0030
비교강2 0.13 0.65 1.44 0.094 0.005 0.042 - - 0.12 0.75 1.05 0.03
비교강3 0.12 0.05 0.56 0.064 0.004 0.034 0.044 - - 0.36 - -
비교강4 0.13 0.21 1.34 0.009 0.024 0.051 - - 0.05 0.31 0.76 -
[표 2] 발명강과 비교강의 부식성 평가
강 종 부식저항 지수, CI (Corrosion resistance index) 부식 정도 (무게 감량, gr/cm2) 내후성 평가
발명강 1 6.624341 0.0275 양 호
발명강 2 6.735345 0.0268 양 호
비교강 1 6.520325 0.0289 양 호
비교강 2 4.578445 0.0841 불 량
비교강 3 6.216676 0.0481 불 량
비교강 4 6.234741 0.0428 불 량
염수 분무 시험 및 부식저항지수 값을 조사한 결과를 [표 2]에 나타내었다. [표 2]에 나타난 바와 같이 <비교강 2>, <비교강 3> 및 <비교강 4>는 부식저항지수는 낮고 염수분무실험에 의한 부식 감량이 0.030g/cm2 이상으로 부식감량이 커서 내후성 측면에서 적용이 곤란하였으며, 반면에 <발명강 1>과 <발명강 2> 및 <비교강 1>의 경우 부식 감량과 부식저항 지수 측면에서 우수한 내후성을 나타냄을 알 수 있었다.
[표 1]에서 발명강(1), (2) 및 비교강(1)~(4)들을 이용하여, [표 3]과 같은 조건으로 작업하여 냉연 강판을 제조한 후 각각의 소재에 대하여 기계적 성질 및 가공 특성을 평가한 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[표 3] 강판의 제조 조건
구분 사용 강종 재가열 온도(℃) 열연 마무리 온도(℃) 냉각속도 (℃/s) 권취온도 (℃) 소둔온도 (℃)
발명재1 발명강1 1220 870 25 620 630
발명재2 1260 910 25 620 660
발명재3 발명강2 1200 860 30 560 570
발명재4 1250 880 30 560 650
비교재1 발명강1 1080 700 25 450 650
비교재2 1220 870 25 620 800
비교재3 1220 870 60 500 650
비교재4 발명강2 1250 880 25 620 450
비교재5 1250 880 25 620 780
비교재6 비교강1 1250 940 30 560 780
비교재7 1250 920 25 560 650
비교재8 비교강2 1230 910 30 620 650
비교재9 비교강3 1190 860 25 600 650
비교재10 비교강4 1220 870 20 620 650
비교재11 1220 890 25 620 850
[표 4] 제조 조건별 재질 특성
구분 항복강도 (kgf/mm2) 인장강도 (kgf/mm2) 연신율 (%) 항복비 (%) 내충격성 밴딩가공성
발명재1 82.7 89.6 14 92.3 양호 양호
발명재2 81.9 88.7 15 92.3 양호 양호
발명재3 84.9 95.4 12 89.0 양호 양호
발명재4 80.6 93.2 13 86.5 양호 양호
비교재1 96.4 105.5 2 91.4 양호 Crack 발생
비교재2 41.4 79.7 18 51.9 불량 양호
비교재3 89.9 99.7 3 90.2 양호 Crack 발생
비교재4 93.2 101.4 2 91.9 양호 Crack 발생
비교재5 52.6 88.3 10 59.6 불량 Crack 발생
비교재6 47.3 79.4 19 59.6 불량 양호
비교재7 96.1 105.2 3 91.4 양호 Crack 발생
비교재8 80.1 84.4 3 94.9 양호 Crack 발생
비교재9 78.1 83.2 3 93.9 양호 Crack 발생
비교재10 85.2 88.1 2 96.7 양호 Crack 발생
비교재11 39.7 70.4 21 56.4 불량 양호
[표 4]에 나타난 바와 같이, 화학성분 및 제조조건이 본 발명 방법의 범위를 만족하는 발명재(1)~(4)의 경우 인장강도 80kgf/mm2 이상, 항복비 80% 이상, 연성 10% 이상을 확보할 수 있었으며 밴딩 가공시에도 가공 균열은 발생하지 않아 고강도를 가지는 내충격성이 우수한 내후성 냉연강판의 제조가 가능하였다.
반면에 발명강의 화학 조성 범위를 만족하지만 제조 조건이 발명법의 범위를 벗어난 비교재(1)~(5)는 목표로 하는 특성을 얻는데 실패하였다. 즉, 소둔 온도가 본 발명법보다 높은 <비교재 2> 및 <비교재 5>의 경우 인장강도 기준은 만족하였지만 소둔 온도가 높음에 따라 냉각 단계에서 변태에 의해 생성된 제2상에 의해 항복강도가 낮아져 항복비가 70% 이하로 되었다. 즉, 목표로 하는 80% 이상의 항복비를 얻을 수 없음에 따라 내충격성이 떨어지는 문제점을 나타내었다. 소둔온도가 발명법의 범위보다 낮은 <비교재 4>는 냉간압연시 생성된 변형립의 회복이 일어나지 않음에 따라 목표로 하는 가공성을 확보할 수 없었다. 또한 열연 마무리온도 및 권취온도가 본 발명법의 범위를 벗어나는 <비교재 1> 및 냉각속도가 발명 범위보다 높은 <비교재 3>의 경우에도 연성이 5% 미만으로 적절한 가공성을 확보할 수 없었다.
W과 Mn 등이 본 발명 조성을 벗어나지만 내후성이 비교적 우수하였던 <비교강 1>에 대하여 제조조건을 본 발명 범위로 한 경우(비교재 7) 연성 및 가공성의 확보가 곤란하였다. 또한 연성 및 가공성을 확보하기 위해 소둔온도를 올리면(비교재 6) 마르텐사이트와 같은 복합 조직의 생성에 따라 항복 강도가 낮아져 80% 이상 의 항복비를 얻을 수 없어 내충격성을 확보할 수 없었다.
화학조성이 본 발명강의 조성 범위를 벗어나 내후성도 확보할 수 없었던 비교강(2)~(3)에 대하여 제조조건을 변화한 후 특성을 평가한 경우(비교재 8~11)에도 [표 4]에서 보는 바와 같이 본 발명에서 확보하고자 하는 가공성 및 내충격성의 목표 범위를 설정할 수 없었다.

Claims (2)

  1. 중량%로, 탄소(C) 0.08~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.2~2.0%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 바나듐(V) 0.02~0.06%, 구리(Cu) 0.2~0.5%, 크롬(Cr) 0.3~0.8%, 지르코늄(Zr) 0.04~0.08%, 코발트(Co) 0.02~0.08%, 텅스텐(W) 0.02~0.07%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 내충격성 및 내후성이 우수한 고강도 냉연강판.
  2. 중량%로, 탄소(C) 0.08~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.2~2.0%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 바나듐(V) 0.02~0.06%, 구리(Cu) 0.2~0.5%, 크롬(Cr) 0.3~0.8%, 지르코늄(Zr) 0.04~0.08%, 코발트(Co) 0.02~0.08%, 텅스텐(W) 0.02~0.07%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 함유한 강을 1150~1300℃로 재가열하는 단계;
    상기 재가열한 강을 800~950℃에서 마무리 압연하는 단계;
    상기 마무리 압연한 강을 초당 20~40℃의 냉각속도로 냉각하는 단계;
    상기 냉각 후에 500~650℃의 온도에서 권취하고 냉간 압연하는 단계;
    상기 냉간 압연 후 550℃~A1 변태점 이하의 소둔온도로 연속소둔하여 열처리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 내충격성 및 내후성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조 방법.
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