KR100957999B1 - 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉연강판을 페라이트역에서 윤활압연하지 않고도 랭크포드값(rm)이 2.7 이상인 가공성이 우수한 냉연강판을 제공하는 데 그 목적이 있다.
따라서, 본 발명은 중량 %로, 중량 %로, C:0.0001∼0.0050%, N:0.0040%이하, S:0.01%이하, Mn:1.0%이하, P:0.1%이하, 산가용Al:0.5%이하이고, Ti:[N(wt%)×(48÷14) + C(wt%) ×(48÷12)]~ 0.08%, B:0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 원소로 이루어진 완전 재결정된 극저탄소강 소둔판을 60% 이상의 냉간 압하율로 압연하는 2차압연단계; 2차압연된 극저탄소강 소둔판을 재결정온도와 Ac3 온도영역 사이에서 소둔하는 2차소둔단계;를 포함하는 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
냉연강판, 랭크포드값, 재결정, 소둔

Description

가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법{Method for manufacturing of cold rolled steel sheet having excellent workability}
도 1 a는 본 발명에 따른 소둔판의 SE상(SE Image)을 나타내는 사진이다.
도 1b는 본 발명에 따른 소둔판의 패턴 퀄러티 맵(Pattern quality map)을 나타내는 사진이다.
도 1c는 본 발명에 따른 소둔판의 압연면 수직방향의 결정립방향을 나타내는 사진이다.
도 1d는 본 발명에 따른 소둔판의 압연면 평행방향의 결정립방향을 나타내는 사진이다.
도 1e는 본 발명에 따른 소둔판의 결정립의 방향별 색깔을 나타내는 사진이다.
도 2는 냉간압하율에 따른 소둔판의 두께, 랭크포드값, 연신율, 항복강도 및 인장강도를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 자동차 판넬에 사용되는 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랭크포드값(rm)이 2.7 이상인 가공성이 우수한 냉연 및 아연도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 판넬의 소재로 사용되는 냉연강판은 드로잉(drawing)한 후에도 형상이 변형되지 않아야 하므로 높은 가공성을 필요로 한다.
따라서 이러한 가공성을 높이기 위하여 탄소(C), 황(S), 질소(N)와 같은 미량 원소의 함유량을 최대한 줄이므로 (111)집합조직을 가지는 결정립의 성장을 촉진시켜 소둔(燒鈍)시 가공성을 향상시키는 방법을 널리 이용하고 있다.
그러나 미량 원소의 함량을 과도하게 낮추면 소둔 후 결정립의 크기가 너무 커져 오렌지 필(Orange Peel)과 같은 표면 결함이 발생하게 되므로 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
아울러 미량 원소의 함량을 줄이기 위해서는 장시간 정련하여야 하므로 제강시 원단위의 상승으로 인해 제조원가가 증대되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 일본국 특개평 2-47222호에 게시된 바와 같이 사상압연을 페라이트역에서 윤활압연으로 실시함으로 랭크포드값(Rankford value ;rm)을 2.9 얻을 수 있다.
그러나 강판을 페라이트역에서의 압연하기 위해서는 윤활압연을 실시하여야 함에 따라 작업부하가 커지고 이를 위하여 별도의 생산설비를 설치하여야 하므로 생산원가가 증대되는 문제점이 있다.
따라서 본발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉연강판을 페라이트역에서 윤활압연하지 않고도 랭크포드값(rm)이 2.7 이상인 가공성이 우수한 냉연강판을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량 %로, C:0.0001∼0.0050%, N:0.0040%이하, S:0.01%이하, Mn:1.0%이하, P:0.1%이하, 산가용Al:0.5%이하이고, Ti=[N(wt%)×(48÷14) + C(wt%) ×(48÷12)]~ 0.08%, B:0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 원소로 이루어진 완전 재결정된 극저탄소강 소둔판을 60% 이상의 냉간 압하율로 압연하는 2차압연단계; 2차압연된 극저탄소강 소둔판을 재결정온도와 Ac3 온도영역 사이에서 소둔하는 2차소둔단계;를 포함하는 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
여기서 2차압연단계의 완전 재결정된 극저탄소강 소둔판은 Nb=[C(wt%)×(93÷12)] ~ 0.04%의 조성을 더욱 포함하고, 2차소둔단계에서 소둔된 극저탄소강 소둔판을 액상포트를 통과시켜 표면에 아연도금하는 것이 바람직하다.
본 발명의 냉연강판인 극저탄소강 소둔판의 조성은 중량 %로, C:0.0001∼0.0050%, N:0.0040%이하, S:0.01%이하, Mn:1.0%이하, P:0.1%이하, 산가용Al:0.5%이하이고 Ti:[N(wt%)×(48÷14) + C(wt%) ×(48÷12)]~0.08%, Nb:[C(wt%)×(93÷12)]~0.04%, B:0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 원소로 이루어진다.
여기서 본 발명의 냉연강판은 1차 소둔시 재결정이 완료되어야 하며, 동시에 랭크포드값(rm )이 소정이상 확보되어야 하므로 일반적인 IF(interstitial free)강을 기본으로하여 수치한정을 하게 된다.
C는 가공성을 저해하는 원소로서 고가공성이 요구되는 제품의 경우 극저탄소강이 바람직하며 이에 따라 통상의 극저탄소강 생산에서 적용되는 0.0001∼0.0050%로 한정하는 것이 바람직하다.
Mn과 S는 에지크랙(Edge crack)을 일으키는 FeS의 형성을 방지하기 위하여 Mn은 S함량에 대해 통상 10배 이상이 함유되어야 하며, Mn의 경우에 고용강화를 시키기 위해서는 다량 함유되는 것이 강도증가의 측면에서 유리하나, Mn이 필요이상 다량함유되는 경우에는 입계 편석에 의해 연신율이 하락되므로 S는 0.01%이하로, Mn은 1.0%이하로 한정하는 것이 바람직하다.
P는 소량의 첨가에 의해서도 고용강화 효과가 탁월한 원소이므로 다량 첨가하는 것이 바람직하나, 다량 첨가시 입계취하에 의한 DBTT(Ductile Brittle Transition Temperature)가 높아짐에 따른 2차 가공취성이 떨어지고 FeTiP형성에 불리하므로 0.1%이하로 한정하는 것이 바람직하다.
B은 강판의 적용용도나 부분에 따라 P편석에 의한 2차가공취성을 방지하기 위하여 첨가하고, 랭크포드값이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 0.002%이하로 한정하는 것이 바람직하다.
N의 경우도 C와 마찬가지로 통상의 극저탄소강 생산에서 얻어지는 조성으로 제한하였다.
Ti의 경우는 C와 N등의 침입형 고용원소등이 가공성을 저해하므로 이를 석출시킬 수 있는 양이 첨가되어야 한다. 하한은 원자 당량적으로 C과 N을 석출시키기 위한 양이고 상한은 그 이상의 첨가시 제강 원단위 측면에서 불리하므로 제한한다.
Nb은 위의 Ti에 의하여 C이 완벽하게 기지에서 제거되지 못하는 것을 방지하기 위하여 첨가되거나 혹은 단독 첨가시 NbC의 형성을 위하여 하한이 제한되었으며 상한은 그 이상의 첨가시 제강 원단위 측면에서 불리하므로 제한한다.
산가용(Soluble) Al의 경우는 탈산 및 고용강화의 목적으로 첨가되므로 0.5%를 상한으로 제한하였고 그 이상의 첨가시 Al에 의한 페라이트역 확대로 인하여 열간압연시 페라이트역 압연이 적용됨에 의하여 일반적인 무윤활 압연시 랭크포드값을 저해하므로 제한한다.
이와 같은 완전 재결정된 극저탄소강 소둔판을 60%이상의 냉간 압하율로 2차 압연을 행한 후에 2차 소둔을 재결정온도와 Ac3온도영역 사이에서 실시한다.
즉, 1차 소둔에서 완전 재결정된 소둔 강판을 2차 압연을 60% 이상 행함으로서 재결정을 위한 변형에너지의 축적을 이룬 후에 2차 소둔을 행함에 의하여 2.7이상의 랭크포드값이 되도록 한다.
이하에 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 실시예에 따른 완전재결정된 극저탄소강 소둔판의 조성은 아래의 표1과 같다.
wt% C Mn P S Sol Al Ti Nb N
성분 0.003 0.15 0.02 0.008 0.036 0.04 0.001 0.0016
도 1a 내지 도 1e는 상기 조성을 갖는 소둔판을 OIM(Orientation Image Microscopy)을 이용하여 미세조직과 결정방위의 측정결과를 나타낸 그림으로서, 도 1 a는 SE상(SE Image)을 나타내는 사진이고, 도 1b는 패턴 퀄러티 맵(Pattern quality map)은 나타내는 사진이며, 도 1c는 압연면 수직방향의 결정립 방향을 나타내는 사진이고, 도 1d는 압연면 평행방향의 결정립 방향을 나타내는 사진이며, 도 1e는 결정립의 방향별 색깔을 나타내는 사진이다.
여기서 압연면에 수직인 방향으로 {111}방향이 많을수록 재료의 랭크포드값이 높아진다.
본 실시예의 소둔판의 냉간압하율에 따른 항복강도, 인장강도, 연신율 두께 및 랭크포드값은 아래의 표 2와 같다.
　 2차 냉간 압하율 항복강도 인장강도 연신율 두께 랭크포드값(rm)
(%) (kgf/㎟) (kgf/㎟) (%) (mm)
비교재1 0 12.1 29.5 52.0 0.890 2.157
비교재2 10 8.5 22.3 33.3 0.801 1.461
비교재3 20 9.0 25.8 52.2 0.712 1.824
비교재4 30 9.6 26.8 51.8 0.623 2.161
비교재5 50 10.4 28.0 45.4 0.445 2.227
발명재1 60 10.9 28.5 43.2 0.356 2.76
발명재2 70 11.1 28.7 40.7 0.267 3.270
표 2는 1차 소둔되고 냉간압하를 하기 전의 비교재1부터 소둔판을 2차 냉간압하율을 70%까지 변화시킨 후에, 2차 소둔을 행하고 재료의 기계적 성질을 측정한 결과를 나타낸다.
1차 소둔이 완료된 상태의 소재의 {111}발달정도는 {111}에서 15。 틀어진 방향까지 포함할 때 전체의 76.9%로 표 2의 비교재1에서 알 수 있듯이 랭크포드값은 2.157이다.
표 2에서 알 수 있듯이 60%이상의 2차 냉간 압하율을 적용한 경우(발명재1, 발명재2)에 랭크포드값이 2.7 이상으로 매우 우수한 가공성을 보여주고 있다.
그러나, 비교재2의 냉간압하율 10%의 경우에는 변형유기결정립의 성장(Strain induced grain growth)에 의하여 항복강도가 급격히 낮아지고, 연신율과 랭크포드값이 급격히 감소함을 알 수가 있다.
또한 비교재3, 비교재4 및 비교재5와 같이 2차 냉간 압하율이 낮은 경우에도 변형 에너지의 축적이 낮아서 2차 소둔시 랭크포드값이 만족할 수준을 확보하고 있지 못하고 있다.
도 2는 냉간압하율에 따른 소둔판의 두께, 랭크포드값, 연신율, 항복강도 및 인장강도를 나타내는 그래프이다.
도 2에 도시된 바와 같이 냉간압하율이 60%이상인 발명재1 및 발명재2는 랭크포드값이 2.7 이상으로 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연속소둔 및 도금라인에서의 작업에 의해 랭크포드값이 2.7이상인 매우 우수한 가공성을 갖는 냉연강판 및 아연도금강판을 생산할 수 있어서 자동차 및 Can용 그리고 가전등에서의 성형이 어려운 부품에의 적용 및 다단계 가공공정을 1단계로 단축하는 것이 가능하다.

Claims (3)

  1. 중량 %로, C:0.0001∼0.0050%, N:0.0040%이하, S:0.01%이하, Mn:1.0%이하, P:0초과 0.1%이하, 산가용Al:0.5%이하이고, Ti:[N(wt%)×(48÷14) + C(wt%) ×(48÷12)]~ 0.08%, B:0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 원소로 이루어진 강 슬라브를 열간압연후 페라이트영역에서 윤활압연을 실시하지 않고 소둔산세하는 단계;
    완전 재결정된 극저탄소강 소둔판을 60% 이상의 냉간 압하율로 압연하는 2차압연단계;
    상기 2차압연된 극저탄소강 소둔판을 재결정온도와 Ac3 온도영역 사이에서 소둔하는 2차소둔단계;
    상기 2차 소둔단계에서 소둔된 극저탄소강 소둔판을 액상포트를 통과시켜 표면에 아연도금하는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차압연단계의 완전 재결정된 극저탄소강 소둔판은 Nb:[C(wt%)×(93÷12)] ~ 0.04%의 조성을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 냉연강판의 제조방법.
  3. 삭제
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