KR100939872B1

KR100939872B1 - 고강도 용융아연도금강판 및 그의 제조방법

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Publication number: KR100939872B1
Application number: KR1020070075393A
Authority: KR
Inventors: 한성경; 백선필; 이두환; 김원배
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2010-01-29
Also published as: KR20090011624A

Abstract

본 발명은 도금 특성과 용접성이 우수하면서 강도와 연성의 조건을 충족시킬 수 있도록 한 고강도 용융아연도금강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제조방법은 표면 산화층을 형성시킬 수 있는 실리콘을 첨가하지 않은 합금원소들을 포함하며, 그 합금원소는 탄소, 망간, 알루미늄, 인, 황, 구리, 질소 및 나머지 잔부를 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 조성된 강을 열간압연 및 냉간압연하고, 그 표면을 용융아연도금 처리하여서, 페라이트 40~60%, 베이나이트 30~40%, 잔류 오스테나이트 3~20%의 상으로 구성되고, 각 상들의 평균 결정립 사이즈가 1~10㎛이내로 형성되며, 인장 강도가 490~780MPa가 되도록 제조하는 것이다.

이에 따르면 본 발명은 표면 산화층을 형성하는 실리콘을 첨가하지 않고도, 그 대체물인 알루미늄, 구리, 질소를 첨가하여 도장 특성과 인장 강도 및 연신율을 충족할 수 있도록 함과 아울러, 용접성을 향상시킬 수 있게 탄소당량이 0.42이하가 되도록 성분계를 구성하며 니오븀, 티타늄, 니켈, 크롬의 함량을 미세 조정하여 강도 및 조직의 결정립 사이즈를 미세하게 조정할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

고강도 용융아연도금강판 및 그의 제조방법{HIGH-STRENGTH HOT-DIP GALVANIZED STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 실리콘을 첨가하지 않고도 그 대체물인 알루미늄, 구리, 질소등의 합금 원소를 첨가함과 아울러, 페라이트, 베이나이트, 잔류 오스테나이트들의 복합 상을 갖도록 함으로써 도금 특성과 용접성이 우수하면서 강도와 연성의 조건을 충족시킬 수 있도록 한 용융아연도금강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

기존 자동차 산업은 경쟁이 심화됨에 따라 자동차 품질에 대한 고급화, 다양화 요구가 높아지고 있으며, 강화되고 있는 안전 및 환경규제에 대한 법규를 만족시키기 위해 자체 강성을 증대시키고 연비 효율을 향상시키기 위한 노력을 하고 있다.

최근 철강업계 및 자동차 업계의 연구관심은 환경오염과 고강도, 경량화에 집중되고 있으며, 자동차 디자인이 복잡해지고 소비자의 욕구가 다양화됨에 따라 자동차 업계에서는 고강도이면서 가공성과 성형성이 우수한 강을 요구하고 있다.

그중 자동차 차체 등 구조부재에 사용되는 고강도강에 사용되는 주 개발강종은 이상조직강(DP : Dual Phase)이나 변태유기소성(TRIP : TRansformation Induced Plasticity)을 이용한 잔류 오스테나이트강이다.

기존에는 소입성 강화원소인 Si, Mn, Cr등을 첨가하여 냉각후 저온변태조직을 형성시킴으로써 이 조직에 의한 강도상승을 도모하는 방법이 있고, 이러한 방법으로 제조된 대표적인 강으로써 변태조직강 (베이나이트강, 이상조직강, 복합조직강 등)이 있으며, 이때 얻어지는 강도는 통상 780MPa 이하수준으로 냉각조건과 첨가하는 합금량에 따라 강도를 조절하는 것이다.

페라이트와 마르텐사이트의 2상으로 되는 이상조직강(Dual Phase Steel)은 프레스 성형시에 균열이 발생하여 가공성에 취약한 특성을 보이고 있다.

한편, 폴리고날 페라이트 또는 베이나이트 조직에 잔류 오스테나이트를 분포시켜 잔류 오스테나이트가 가공 초기에 변태유기소성을 일으킴으로써, 연성이 향상되도록 하는 방법이 있는 데, 이 방법으로 제조된 대표적인 강으로써 TRIP강이 있다.

이 TRIP(Transformation Induced Plasticity)강은 오스테나이트의 냉각시 펄라이트 변태가 일어나지 않도록 합금첨가량에 따른 적절한 냉각을 행하고, 그 후 권취단계에서 다시 오스테나이트가 베이나이트로 변태되는 것을 지연시킴으로써, 최종냉각중 오스테나이트의 일부는 마르텐사이트로 변태되고 나머지는 잔류된 강으로서, 이때 잔류 오스테나이트는 초기에 가공에 의하여 마르텐사이트로 변태되며, 이 과정에서 연성이 형성되는데, 이러한 현상을 변태유기소성이라고 하고, 이런 거동을 보이는 강종을 말한다.

통상 TRIP강에서 열간압연 또는 냉연 후 소둔 열처리시 냉각과정에서 합금첨 가와 온도제어를 통하여 변태유기소성을 발생시키는 잔류 오스테나이트를 다량으로 형성시키는 것이 중요하다. 잔류 오스테나이트를 형성시키는 과정은 먼저 권취 직후 오스테나이트가 베이나이트로 변태되는 것을 지연시키는 것과 2차 냉각시 마르텐사이트로 변태가 일어나지 않도록 하는 것으로 이루어진다.

이러한 TRIP강은 상변태를 기본 강화기구로 하며, 연신율이 DP강과 대비하여 5~10%정도 우수하고, 가공성이 유사 강도를 갖는 다른 강보다 우수한 특성을 가짐으로써, 자동차 차체의 가공 수준 요구에 부합하는 고강도 및 고성형성을 만족하여야 한다.

또한, 자동차의 사용환경이 점차 제설염 사용, 공해, 산성비등의 요인으로 인해 가혹해지고, 수명이 장기화됨에 따라 자동차용 강판에서 방청의 중요성이 부각되고 있다.

따라서, 일반냉연강판보다 표면처리(아연도금)강판의 수요가 많이 증가되고 있으며, 현재 아연도금강판 중에서도 전기아연도금강판(EG; Electro Galvanized)이나 이층도금강판이 많이 사용되고 있으나, 자동차 제조원가의 경쟁력 강화를 위해 차츰 용융아연도금강판(단층, GA ; Galva Annealed)의 사용량이 증가되고 있다.

TRIP 강의 경우 강도 및 성형성을 개선시키기 위하여 여러 합금원소들을 소재 내에 첨가하게 되는데 이러한 첨가원소들이 소재의 표면층에 농화되어 Fe와 Zn의 반응에 많은 영향을 미치게 된다.

특히 기존 개발된 TRIP강들은 고 Mn, Si 함유로 인하여 소재 표면에 Si계 산 화층(Mn₂SiO₄ 등)이 형성되어 도금 젖음성(Wetability)의 열화로 인해 도금 속도가 저하되어 GA처리가 어렵다.

그래서 현재 상용화된 TRIP강은 EG(Electro Galvanized) 도금하여 대체하고 있는 실정이다.

EG 도금은 품질 및 특성면에서는 우수하나 제조비가 타 도금재 대비 5 ~ 10배 가량 상승되는 단점이 있다. 따라서 변태유기소성을 이용한 TRIP 강이지만 실제로 적용하는 것이 어려운 실정이다.

미국특허 2007-0020478-A1에서는 Si: 0.05~0.20 wt%이고, Co: 0.1~0.8 wt%를 첨가하여 TRIP강의 GA 도금이 가능한 방법을 제시하였으나, 높은 Co 가격으로 인하여 제조비가 상승하는 단점이 있다.

한국특허 10-2007-0055354 에서는 Si: 0.5 wt% 미만이고, Mo: 0.1~0.8 wt%, Ti: 0.02~0.40 wt %로 구성됨으로써, 상대적으로 고가인 원소를 사용하기 때문에 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.

한국특허 10-2005-0092113 에서는 Si: 0.05~2.0 wt%, Ni:0.01~2.0 wt%, Cr: 0.01~0.5 wt%로 구성되어 Si을 줄이는 대신에 고가의 Ni, Cr을 상대적으로 많은 함량을 사용함으로써, 제조비의 부담요인이 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 실리콘의 함량을 최대한 억제하여 표면에 산화층이 형성되는 것을 방지함과 아울러, 실리콘 대신 망간, 알루미늄, 구리, 질소를 첨가하여 도금 특성 및 인장 강도를 향상시킬 수 있도록 한 용융아연도금강판 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 탄소당량이 0.42이하가 되도록 원소함량을 조절하여 용접성을 향상시킴과 아울러, 고가의 성분 함량을 줄이고 합금원소들을 미량 조절하여 제조원가의 절감 및 강도와 연성을 균형있게 조절할 수 있도록 한 용융아연도금강판 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고강도 용융아연도금강판은 중량 %(이하, %로 칭함)로, 탄소(C) 0.05~0.18%, 망간(Mn)0.5~2.5%, 알루미늄(Al)0.5~2.0%, 인(P) 0.001~0.1%, 황(S) 0.001~0.02%, 구리(Cu)0.001~0.5%, 질소(N) 0.001~0.015%를 함유하며, 나머지 함량을 철(Fe) 및 그 철에 불가피하게 포함하는 불순물로 이루어진 강이 열간압연과 냉간압연을 거쳐 강판 형태로 형성되고 그 강판의 표면이 용융아연 도금 처리되어서,

페라이트 40~60%, 베이나이트 30~40%, 잔류 오스테나이트 3~20%의 상으로 구성되고, 각 상들의 평균 결정립 사이즈가 1~10㎛이며, 인장 강도가 490~780MPa를 갖도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징적인 요소인 고강도 용융아연도금강판의 제조방법은, 중량 %로, 탄소(C) 0.05~0.18%, 망간(Mn)0.5~2.5%, 알루미늄(Al)0.5~2.0%, 인(P) 0.001~0.1%, 황(S) 0.001~0.02%, 구리(Cu)0.001~0.5%, 질소(N) 0.001~0.015%를 함유하며, 나머지 함량을 철(Fe) 및 그 철에 불가피하게 포함하는 불순물로 이루어진 강을 가열로에서 Ac3이상의 온도에서 가열하여 열간 압연하고 Ar3~Ar3+50℃에서 마무리한 후에,

상온에서 냉간 압연하고 용융아연도금 처리하여서,

페라이트 40~60%, 베이나이트 30~40%, 잔류 오스테나이트 3~20%의 상으로 구성되고, 각 상들의 평균 결정립 사이즈가 1~10㎛이며, 인장 강도가 490~780MPa를 갖도록 한 것이다.

본 발명은 상기 합금원소에 니오븀(Nb) 0.001~0.1 중량%, 티타늄(Ti) 0.001~0.1 중량%, 니켈(Ni) 0.001~0.5 중량%, 크롬(Cr) 0.001~0.1 중량% 중 하나 또는 복수종이 추가로 함유되는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 용융아연도금강판의 제조 후 450~600℃에서 2분 이내 도금 및 열처리 공정을 수행하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 것이다.

본 발명은 도금 특성과 용접성이 우수하면서 강도와 연성의 조건을 충족시킬 수 있도록 한 용융아연도금강판 및 그의 제조방법에 관한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 표면 산화층을 형성하는 실리콘을 첨가하지 않고도, 그 대체물인 알루미늄, 구리, 질소를 첨가하여 도금 특성과 인장 강도, 연신율을 충족할 수 있도록 함과 아울러, 용접성을 향상시킬 수 있도록 탄소당량이 0.42이하가 되도록 성분계를 구성하며 니오븀, 티타늄, 니켈, 크롬의 함량을 미세 조정하여 강도 및 조직의 결정립 사이즈를 미세하게 조정할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 도금 저해요인인 표면 산화층을 형성시킬 수 있는 실리콘을 생략(불가피하게 함유되는 함량은 제외)한 합금원소들을 포함하며, 그 합금원소는 탄소, 망간, 알루미늄, 인, 황, 구리, 질소 및 나머지 잔부를 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 조성된 강을 열간압연 및 냉간압연하고, 그 표면을 용융아연도금 처리하여서, 조직내의 체적 분율이 페라이트 40~60%, 베이나이트 30~40%, 잔류 오스테나이트 3~20%의 상으로 구성되고, 각 상들의 평균 결정립 사이즈가 1~10㎛이내로 형성되며, 인장 강도가 490~780MPa가 되도록 제조하는 것이다.

더 상세히 설명하면, 그 합금원소에 니오븀, 티타늄, 니켈, 크롬중 적어도 1종이 첨가되어 석출 및 결정립 미세화를 통해 강도와 연성을 균형있게 조절할 수 있다.

또, 본 발명의 각 상들에, 마르텐사이트 1~5%가 필요(강도가 많이 요구될수록 %가 상승)에 따라 형성되도록 할 수도 있다.

본 발명의 합금 원소들의 기능과 함유량은 아래와 같다.

탄소(C): 0.05~0.18 wt%

탄소(C)는 강판에 고강도를 부여하기 위한 불가결한 원소로서, 베이나이트 변태 온도 범위에서 오스테나이트를 안정화시키고 페라이트 내부에서 오스테나이트로 확산이동, 농축되어 상온으로 냉각후에도 3~20%의 잔류오스테나이트가 존재하게 되어 가공시 변태유기소성을 발생시켜 성형성을 개선한다. 탄소 함량이 0.05 wt %보다 작은 경우 3% 이상의 잔류 오스테나이트가 확보되지 않아 연신율 특성을 저하시키는 특성을 갖는다.

또한, 탄소 함량이 0.18 wt %를 초과하면 탄소당량(Ceq) = 0.42 wt% 이하로 조절하기 어려워 용접성을 악화시키기 때문에, 탄소 함량을 0.05~0.18 wt%의 범위 내로 조절하는 것이 바람직하다.

망간(Mn): 0.5~2.5 wt%

망간(Mn)은 펄라이트상 (페라이트 + 세멘타이트) 생성을 억제하고 오스테나이트 형성 및 내부에 C 농화를 촉진하여 잔류 오스테나이트 형성에 기여하는 기능을 갖는다.

그러나 망간 함량이 0.5 wt% 미만 시에는 펄라이트의 생성을 방지하기 위해 매우 빠른 냉각속도가 필요하므로 산업적으로 이용하기 어렵고, 2.5 wt% 초과시에는 망간(Mn) 밴드 조직이 형성되고 편석이 급격하게 증가하여 강의 가공성 및 용접성을 저해하게 되므로, 망간의 함량을 0.5~2.5 wt %의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.

알루미늄(Al): 0.5~2.0 wt%

알루미늄(Al)은 주로 탈산제로 사용되나, 본 발명에서는 도금을 저해하는 원소인 실리콘(Si) 대체원소로서, 펄라이트 형성을 억제하고, 잔류 오스테나이트 생성을 촉진하기 위해 페라이트 형성과 오스테나이트 상 중의 C농축을 증가시키는 데에 사용된다. 알루미늄량이 0.5 wt% 미만이면 잔류 오스테나이트 형성을 촉진하는 충분한 효과를 얻기가 불가능하고, 2.0 wt% 초과시 연주공정중 슬라브제조시 표면결함이 증가하며 실리콘(Si)과 마찬가지로 표면에 알루미늄계 산화층이 증가하여 도금특성을 악화시키므로, Al 함량은 0.5~2.0 wt%의 범위 내로 규제한다.

인(P): 0.001~0.1 wt%

인(P)은 고용강화를 촉진하고 편석을 발생시켜 저감시켜야 한다. 미량 첨가시 실리콘(Si)을 미첨가하면서 생기는 부족한 강도분을 보충할 수 있으며 연신율이 감소하지 않는다.

또한, 인(P)은 잔류 오스테나이트 생성을 촉진하므로 편석으로 인하여 연신율이 감소하지 않는 0.001~0.1 wt%의 범위내로 규제하는 것이 바람직하다.

황(S): 0.001~0.02 wt%

황(S)은 유화물계(MnS 등) 개재물을 형성하고, 크랙 등의 발생을 야기하므로, 0.02 wt % 이하의 범위내로 규제한다.

구리(Cu): 0.001~0.5 wt%

구리(Cu)는 알루미늄(Al)과 더불어 실리콘(Si) 대체 원소로서 베이나이트 변태구간에서 탄소의 석출을 억제하고 잔류 오스테나이트를 생성하는 역할과 더불어 내부식성을 향상시킨다. 또한, 페라이트 결정립을 미세화하는 효과가 있어 강도를 증가시키는 기능을 갖지만, 0.5wt% 초과시에는 연신율이 감소하므로 0.5 wt %이하의 범위내로 규제하는 것이 바람직하다. 또, 구리는 일정량 이상 첨가시 연주 및 소둔 열처리시 표면에 구리가 농축되어 적열취성이 발생하여 주편의 표면 크랙 생성 및 표면 특성을 저해하므로 니켈(Ni)과 함께 첨가되어 조절되어야 한다. 구리(Cu) : 니켈(Ni)의 비는 1:1로 첨가시 효과가 제일 좋으나 Ni은 고가이기 때문에, 구리(Cu) 0.1~0.5 wt% 구간에서 공정변수를 조정하여 적열취성방지가 어려울시에는 니켈(Ni)을 첨가한다.

질소(N): 0.001~0.015 wt%

질소(N)는 미량 첨가시 오스테나이트 형성을 증가시키고, 질화알루미늄(AlN) 또는 질화티타늄(TiN)을 형성하여 강도를 증가시키므로 실리콘(Si) 및 알루미늄(Al) 대체재로 사용할 수 있다. 그러나 0.015 wt% 초과시 연신율을 저감시켜 가공성을 저해하고, 0.001 wt% 미만일 때는 충분한 강도를 만족시키지 못하므로 0.001~0.015 wt%의 범위내로 규제한다.

니오븀(Nb): 0.001~0.1 wt%

니오븀(Nb)은 탄화 니오븀(NbC)상 등 미세한 석출물을 결정입계 등에 형성하여 결정립 미세화 및 침전 강화에 의한 강도를 증가시키기 위하여 첨가할 수 있다. 또한, 티타늄(Ti)과 복합첨가시 재질 향상에 유리하다고 알려져 있다. 니오븀(Nb) 단독 첨가 또는 티타늄(Ti)과 복합첨가하여 미세한 석출물을 형성시켜 사용가능하다. 0.001~0.1 wt%의 범위내로 규제한다.

티타늄(Ti): 0.001~0.1 wt%

티타늄(Ti)은 니오븀(Nb)과 마찬가지로 탄화 티타늄(TiC)상 등 미세한 석출물을 결정입계 등에 형성하여 결정립 미세화 및 침전강화에 의한 강도를 증가시키기 위하여 단독 첨가 또는 니오븀(Nb)와 함께 복합 첨가할 수 있다. 0.001~0.1 wt%의 범위내로 규제한다.

니켈(Ni): 0.001~0.5 wt%

니켈(Ni)은 강도 증가 및 내식성 향상을 위해 구리(Cu) 첨가시 발생하는 적열취성을 막기 위한 원소로서 첨가된다. 보통 구리(Cu) : 니켈(Ni) = 1:1의 비율로 첨가시 효과가 가장 좋다고 알려져 있다. 구리(Cu) 첨가시 공정변수를 조정하여 적열취성등 품질확보가 어려울시에는 구리(Cu)의 첨가 함량에 맞추어 0.5 wt% 이하의 범위내로 규제한다.

크롬(Cr): 0.001~0.1 wt%

크롬(Cr)은 페라이트 형성원소로서 오스테나이트를 펄라이트나 베이나이트로 변태하는 것을 지연하는 효과가 있다. 0.001~0.1 wt% 이하의 범위내로 규제한다.

본 발명은 상기 강판의 성분들을 함유하고, 나머지는 실질적으로 철(Fe) 및 불가피한 원소들이며, 원료, 자재, 제조설비 등의 상황에 따라 함유되는 원소로서 실리콘(Si), 산소(O) 등 불가피한 불순물의 미세량 혼입도 허용된다. 실리콘(Si)은 잔류 오스테나이트를 형성하는 알루미늄(Al)과 유사한 효과가 있으나 강판 표면에 실리콘(Si)계 산화물을 형성하여 도금젖음성을 악화시켜 용융도금 또는 합금화 용융도금 강판을 제조하는데 표면성질을 저해한다. 따라서 본 발명에서는 실리콘(Si)을 미첨가하였으나 조업상 불순물로 원천제거가 불가능한 원소이므로 0.1 wt% 이하의 범위 내로 규제한다.

한편, 합금설계시 탄소당량(Ceq)은 우수한 Spot 용접성을 갖게 하기 위하여 0.42 이하로 설계하는 것이 바람직하며, 그 탄소당량을 계산하는 식은 아래와 같다.

탄소당량(Ceq) = C + Mn/6 + Cu/15 + Ni/15 + Cr/5 + Mo/5 + V/5

상기와 같이 조성을 갖는 슬라브는 제강공정을 통해 용강을 얻은 다음에 주괴 또는 연속주조공정을 통해 제조되며, 여기서는 열간압연, 냉간 압연을 거쳐 강판 형태로 구성된 후에, 그 강판의 표면에 용융아연도금 처리되는 아래의 공정을 거치게 된다.

열간압연 공정;

본 발명의 슬라브를 주조시 편석된 성분을 재고용하기 위하여 가열로에서 Ac3이상의 온도에서 가열하고, Ar3 ~ Ar3+50℃에서 열간압연을 마무리하여 단상의 열연코일을 제조한다. 권취는 냉간압연을 용이하게 하기 위하여 500~700℃, 바람직하게는 550~650℃의 코일링 온도(CT)로 마무리한다. 마지막으로 강판 표면을 피클링하여 산화물을 제거한다.

냉간압연 공정

최종 원하는 두께를 얻고 원하는 재질을 얻기 위해 냉간압연하는 단계로서, 상온에서 30~80%의 압하율로 실시하고, 더 바람직하게는 압하율을 40~70%로 압하하는 것이다.

용융아연도금 공정

이상영역 어닐링을 650~900℃에서 바람직하게는 780~840℃에서 10초 내지 5분 동안 열연강판 내지 냉연강판을 소둔하고, 베이나이트 변태를 일으킴과 동시에 오스테나이트로의 탄소(C)농축을 위하여 350~500℃에서 바람직하게는 440~480℃에서 10분 이하의 시간동안 체류할 수 있다. 용융아연도금 또는 용융아연도금 후 열처리를 통한 합금화 용융아연도금할 때 450~600℃에서(더 바람직하게는 480~540℃에서) 도금 및 열처리시 조직 변형을 방지하도록 2분 내에 실시하고 마지막으로 냉 각하는 단계로 이루어진다.

이하, 표 1은 본 발명의 발명 예와 비교 예의 성분비를 나타낸 것이고, 표 2는 표 1의 발명 예와 비교 예에 의해 제조된 시편을 측정한 결과를 나타낸 것이다.

구 분	화학 성분 (wt%)											비고
구 분	C	Si	Mn	P	Al	Cu	Ni	Cr	Nb	Ti(ppm)	N(ppm)	비고
1	0.075	-	1.50	-	1.50	0.1		-	-	-	50	발명예
2	0.075	-	1.50	-	1.50	0.1	0.1	-	-	-	50	발명예
3	0.100	-	1.50	-	1.50	0.1		0.05	0.05	50	50	발명예
4	0.100	-	1.50	-	1.50	0.1	0.1	-	0.05	50	50	발명예
5	0.100	0.3	1.50	-	1.00	-	-	-	-	-	-	비교예
6	0.100	0.3	1.50	-	1.50	-	-	-	-	-	-	비교예
7	0.100	0.5	1.50	-	1.00	-	-	-	-	-	-	비교예
8	0.100	0.5	1.50	-	1.50	-	-	-	-	-	-	비교예
9	0.100	0.3	1.50	-	1.50	0.5	-	-	-	-	-	비교예
10	0.120	0.3	1.50	-	1.00	0.5	-	-	-	-	-	비교예
11	0.120	0.3	1.50	-	1.50	0.5	-	-	-	-	-	비교예
12	0.125	-	1.50	-	1.50	0.1	0.1	-	-	-	50	발명예
13	0.125	-	1.50	-	1.50	0.1	-	-	0.05	50	50	발명예
14	0.130	0.3	1.50	-	1.00	-	-	-	-	-		비교예
15	0.150	-	1.50	-	1.50	0.1	-	-	-	-	50	발명예
16	0.150	-	1.50	-	1.50	0.1	-	-	-	-	50	발명예
17	0.150	-	1.50	0.05	1.50	0.5	-	-	-	-	-	비교예
18	0.150	-	1.50	0.10	1.50	0.5	-	-	-	-	-	비교예
19	0.150	-	1.50	-	2.00	-	-	-	-	-	-	비교예
20	0.170	-	1.50	0.05	1.50	0.1	-	-	0.05	50	50	발명예
21	0.170	-	1.50	0.05	1.50	0.1	-	-	0.10	100	50	발명예

각 발명 예와 비교 예의 조성에 해당하는 잉곳을 1,200℃에서 1시간 가열하여 910℃에서 마무리 열간 압연한 다음에 650℃로 냉각하여 1시간 정도 유지한 후에 다시 공냉한 것이며, 피클링된 열연강판을 50~70%의 압하량으로 냉간 압연 후, 660℃ 의 직접가열로모사(DFF: Direct fire furnace )에서 산화시켜서, 800~820℃에서 이상영역 열처리와 470~510℃에서 베이나이트 변태처리를 하는 소둔 열처리 및 480~520℃에서 용융아연도금을 실시하고, 이런 과정을 거쳐 제조된 시편을 이용하여 아래 표2에서와 같이 강도와 연신율을 측정한 것이다.

구 분	재질						도금성	비고
구 분	YP(MPa)	TS(MPa)	Y/R	TS*EL	EL(%)	Ceq	도금성	비고
1	354	510	69.4	18,870	37	0.33	○	발명예
2	344	521	66.0	19,798	38	0.34	○	발명예
3	340	560	60.7	19,600	35	0.37	○	발명예
4	323	574	56.3	20,664	36	0.36	○	발명예
5	391	551	71.0	18,183	33	0.35	△	비교예
6	357	554	64.4	20,498	37	0.35	△	비교예
7	375	574	65.3	17,794	31	0.35	Ⅹ	비교예
8	377	589	64.0	19,437	33	0.35	Ⅹ	비교예
9	394	570	69.1	20,520	36	0.38	△	비교예
10	426	584	72.9	17,520	30	0.40	△	비교예
11	404	609	66.3	19,488	32	0.40	△	비교예
12	407	601	67.7	21,035	35	0.39	○	발명예
13	410	608	67.4	20,672	34	0.38	○	발명예
14	415	565	73.5	18,645	33	0.38	△	비교예
15	410	620	66.1	21,080	34	0.41	○	발명예
16	420	623	67.4	21,805	35	0.41	○	발명예
17	430	627	68.6	20,691	33	0.43	△	비교예
18	441	711	62.0	20,619	29	0.43	△	비교예
19	375	561	66.8	20,196	36	0.40	○	비교예
20	611	832	64.7	18,676	28	0.42	○	발명예
21	624	841	67.5	17,600	27	0.42	○	발명예

본 발명의 각 발명 예들은 실리콘(Si)을 첨가하지 않으면서, 실리콘과 대체물인 알루미늄, 구리, 질소의 함량을 조절하여 원하는 도금 특성과 인장 강도 및 연신율을 얻을 수 있으며, 용접성을 향상시킬 수 있게 탄소당량이 0.42이하가 되는 성분계를 구성한 것이다.

또, 상기한 제조방법에 의해 제조된 용융아연 도금강판은 도금 특성을 저해하는 표면 산화층의 원인이 되는 실리콘을 배제하고, 다른 합금 원소들이 함유된 강을 이용하여 용융아연 도금처리됨에 따라 우수한 도금특성을 가질 수 있으며, 고 인장 강도와 연신율을 얻을 수 있고, 우수한 용접성 및 상대적으로 저렴한 성분들의 함량을 조정하여 제조 원가를 절감할 수 있게 된다.

그리고 본 발명의 용융 아연 도금 강판은 일반 용융 아연 도금 강판 이외에 강판 표면에 도금층을 형성시킨 후 열처리를 통하여 합금화된 합금화 용융 아연 도금 강판도 포함한다.

Claims

중량 %로, 탄소(C) 0.05~0.18%, 망간(Mn)0.5~2.5%, 알루미늄(Al)0.5~2.0%, 인(P) 0.001~0.1%, 황(S) 0.001~0.02%, 구리(Cu)0.001~0.5%, 질소(N) 0.001~0.015%를 함유하며, 나머지 함량을 철(Fe) 및 그 철에 불가피하게 포함하는 불순물로 이루어진 강이 열간압연과 냉간압연을 거쳐 강판 형태로 형성되고 그 강판의 표면이 용융아연도금 처리되어서,

조직 내 체적 분율이 페라이트 40~60%, 베이나이트 30~40%, 잔류 오스테나이트 3~20%의 상으로 구성되고, 각 상들의 평균 결정립 사이즈가 1~10㎛이며, 인장 강도가 490~780MPa를 갖도록 된 것을 특징으로 하는 고강도 용융아연도금강판.
중량 %로, 탄소(C) 0.05~0.18%, 망간(Mn)0.5~2.5%, 알루미늄(Al)0.5~2.0%, 인(P) 0.001~0.1%, 황(S) 0.001~0.02%, 구리(Cu)0.001~0.5%, 질소(N) 0.001~0.015%를 함유하며, 나머지 함량을 철(Fe) 및 그 철에 불가피하게 포함하는 불순물로 이루어진 강을 가열로에서 Ac3이상의 온도에서 가열하여 열간 압연하고 Ar3~Ar3+50℃에서 마무리한 후에,

상온에서 냉간 압연하고 용융아연도금 처리하여서,

조직 내 체적 분율이 페라이트 40~60%, 베이나이트 30~40%, 잔류 오스테나이트 3~20%의 상으로 구성되고, 각 상들의 평균 결정립 사이즈가 1~10㎛이며, 인장 강도가 490~780MPa를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 고강도 용융아연도금강판의 제조방법.
청구항 2에 있어서,

니오븀(Nb) 0.001~0.1 중량%, 티타늄(Ti) 0.001~0.1 중량%, 니켈(Ni) 0.001~0.5 중량%, 크롬(Cr) 0.001~0.1 중량% 중 하나 또는 복수종이 추가로 함유되는 것을 특징으로 하는 고강도 용융아연도금강판의 제조방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 용융아연도금강판의 제조 후 450~600℃에서 2분 이내 도금 및 열처리 공정을 수행하여 합금화 용융아연도금강판을 제조하는 것을 특징으로 하는 고강도 용융아연도금강판의 제조방법.