KR100958002B1 - 가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 중량%로 탄소(C) 0.05~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.0~2.5%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.08%, 바나듐(V) 0.01~0.08%, 니켈(Ni) 0.05~0.20%, 구리(Cu) 0.1~0.5%, 크롬(Cr) 0.5~1.5%, 코발트(Co) 0.01~0.1%, 주석(Sn) 0.01~0.1%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 5~25%의 저온 변태조직를 가지는 가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판 및 상기 냉연강판의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 내후성과 기계적 특성을 동시에 확보함과 아울러 우수한 가공성을 얻을 수 있음에 따라 스트레칭 가공 등이 요구되는 용도 등 부가가치가 높은 강판을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.
컨테이너, 내후성 강판, 굽힘 가공, 고강도 냉연강판

Description

가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판 및 그 제조방법{Formable High Strength Cold-Rolled Steel Sheet With Weather Resistance And Method Manufacturing The Same}
본 발명은 컨테이너, 철도 차량 등에 사용되는 고강도 내후성 냉연 강판과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Co-Sn계의 내후성 성분계에서 Mn-Zr-V 등의 최적화를 통한 저온변태조직을 확보하여 우수한 가공성과 함께 고강도 특성을 가지는 내후성 냉연강판과 그 제조방법에 관한 것이다.
종래부터 컨테이너 또는 철도차량 등의 경량화 및 사용 수명 연장을 목적으로 스테인레스 또는 알루미늄 등의 소재들이 사용되어 왔다. 이와 같은 제품들에 요구되는 특성으로는 강도 특성을 포함하여 굽힘 가공성, 용접성, 내구성 등이 있다.
또한, 운송용 구조물의 경우 1회에 운반할 수 있는 화물의 중량을 올리기 위해서는 컨테이너의 경량화에 대한 요구가 적극적으로 이루어지고 있다. 예전에는 ISO에 의한 규격화된 20 또는 40피트의 컨테이너가 주로 사용되었지만 이와 같은 추세에 따라 45~53피트의 장척 컨테이너의 활용도가 높아지고 있는 추세이며, 이들 장척 컨테이너의 경우 컨테이너 자체 무게만도 3톤이 넘는 실정이다. 그러므로, 컨테이너의 경량화를 위해서 먼저 고려할 수 있는 방안이 적용 소재의 고강도화를 통한 소재 두께를 감소시키는 것이다. 예를 들어 1 TEU(Twenty-foot Equivalent Units, 컨테이너의 단위로써 20피트 컨테이너 1대 분을 칭함)의 컨테이너 화물을 선박에 선적 후 대서양을 횡단한다고 할 경우에 만약에 컨테이너의 중량을 10% 정도 경량화시킬 수 있다면 사용되는 원료를 현저히 절약할 수 있을 것이다. 또한 이를 통해 광석원료의 사용시 발생하는 CO2의 발생량을 억제할 수 있으므로 지구 온난화에도 대응할 수 있다.
이를 위해서는 컨테이너용 판넬(Panel) 소재로서 80kgf/mm2 이상의 고강도 강판을 적용하는 것이 바람직하다. 특히, 컨테이너의 경우 수송 여건에 따라 해양 또는 육상의 다양한 기후 조건을 견디어야 하기 때문에 근본적으로 내후성이 우수한 강의 사용이 요구되고 있었다.
일례로, 종래에는 내후성 냉간 압연 강재인 SPA-C재(공업규격 KS D3542 및 JIS G3125 참조)가 주로 사용되어 왔으나, 이들 강은 인장강도가 50kg/mm2급으로 낮음에 따라 보다 큰 제품을 만드는 경우 자체의 중량으로 인한 수송비 상승 등이 제 약 요인이 되었다. 또한, 자동차의 구조부재용으로 인장강도 60~80kg/mm2급의 고강도 냉연 강재가 있기는 하지만 이들 소재의 경우에도 강도 특성을 중시하여 제조함에 따라 목적으로 하는 내후성을 발휘하지는 못하는 문제점이 있었다.
최근, 컨테이너 산업에 있어서도 원가 절감 및 환경 문제에 대응하기 위해 컨테이너의 자체 중량을 크게 감소시켜 보다 큰 컨테이너를 제작하고 있다. 이에 따라, 수송의 효율성을 크게 증가시키기 위한 시도가 진행되고 있으며, 특히 내후성 및 고강도를 가지는 강판에 대한 요구 및 이들 소재의 제조 방법에 관한 기술들이 제안되고 있다.
일례로, 일본 공개특허공보 평 7-207408호의 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/mm2급이며 대부분의 경우 인장강도는 50kg/mm2급을 나타내고 있어 80kg/mm2급의 인장강도를 확보할 수 없는 것으로 나타났다. 또한, 성분 구성 요소 중 Mo 등의 경화능 향상 원소를 다량 첨가함에 따라 용접성이 열화되고 제조 비용이 상승하는 문제점이 있었다.
또 다른 일례로, 일본 공개특허공보 평11-21622호는 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 열간 압연을 행한 후 900~750℃에서 압연 종료하고 공냉을 시행하는 방법을 제안하였다. 그러나, 이때에도 인장강도가 대부분 50kg/mm2급으로 극히 일부만이 60kg/mm2급의 인장특성을 나타내었으며, 이 기술은 주로 인장강도 50kg/mm2급 강판에 적용하는 기술이라 할 수 있다. 또한, P를 0.03~0.15%로 다량 첨가하여 해수 분위기에서의 내식성을 향상하는 효과를 언급하고는 있으나, P의 다량 첨가는 냉연재의 중심 편석 등을 유발하여 강판의 가공성을 급격히 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
또한, 일본 공개특허공보 평6-104858호는 C 0.02~0.12%, Si 0.5% 이하, Mn 0.1~2.0%, P 0.07~0.15%, S 0.02% 이하, Cu 0.25~0.55% 이하, Al 0.01~0.05% 및 Cr 0.3~1.25%, N2 0.006% 이하, Ti 0.06~0.20%를 함유한 강을 12.1Xti , eff(%)/Mn(%)>1.0 범위로 제어하고 1180℃이상에서 재가열, 880~950℃로 열간 압연 후 650℃이하로 권취하는 기술을 제공하고 있다. 이 기술은 석출물 제어 원소로서 Ti의 함량을 Mn 첨가량에 연계하여 첨가하고 있다. 그러나, 이 기술의 실시 예도 인장강도가 60kg/mm2급으로 본 발명에서 목표로 하는 80kg/mm2급 보다 낮다.
이에, 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인장강도 80kg/mm2 이상의 고강도를 가지면서 내후성 및 가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 고강도 내후성 냉연강판은, 중량%로 탄소(C) 0.05~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.0~2.5%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.08%, 바나듐(V) 0.01~0.08%, 니켈(Ni) 0.05~0.20%, 구리(Cu) 0.1~0.5%, 크롬(Cr) 0.5~1.5%, 코발트(Co) 0.01~0.1%, 주석(Sn) 0.01~0.1%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 5~25%의 저온변태조직과 나머지 페라이트로 조성되는 것이다.
본 발명에서 상기 저온변태조직은 마르텐사이트와 베이나이트의 적어도 1종 이상이 포함되는 것이다. 바람직하게는 저온변태조직이 주로 마르텐사이트로 구성되고 일부 베이나이트가 포함되는 것이다.
본 발명의 냉연강판 제조방법은, 중량%로 탄소(C) 0.05~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.0~2.5%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.08%, 바나듐(V) 0.01~0.08%, 니켈(Ni) 0.05~0.20%, 구리(Cu) 0.1~0.5%, 크롬(Cr) 0.5~1.5%, 코발트(Co) 0.01~0.10%, 주석(Sn) 0.01~0.10%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강을 1180~1300℃에서 재가열하여 800~930℃의 마무리 압연조건으로 열간 압연하고 400~650℃에서 권취한 다음, 냉간압연하고, (A1변태점+50℃)~(A3변태점 이하)의 온도에서 연속 소둔하여 5~25%의 저온 변태 조직과 나머지 페라이트의 조직을 얻는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 내후성과 기계적 특성을 동시에 확보함과 아울러 우수한 가공성을 얻을 수 있음에 따라 스트레칭 가공 등이 요구되는 용도 등 부가가치가 높은 강판을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명자들은 다양한 가공 특성과 함께 내후성을 만족하면서 인장강도 80kg/mm2 이상의 고강도를 확보하기 위한 연구 및 실험을 거듭하여 본 발명을 완성 시킨 것이다. 본 발명은 Co-Sn의 내후성 성분계에서 Mn, Zr, V 등의 첨가량을 최적화하고 저온 조직을 확보하여 고강도특성과 함께 내후성, 가공성을 확보하는데 특징이 있다. 이러한 본 발명의 냉연강판의 성분에 대하여 상세히 설명하고자 한다.
탄소(C)는 0.05~0.20 중량%(이하, 간단히 %라고 표기함)가 바람직하다.
C는 강판의 강도 향상을 위해 첨가되는 원소로서 첨가량이 증가할수록 인장과 항복강도는 증가되나 과잉 첨가되면 가공성이 나빠지므로 그 상한은 0.20%가 바람직하다. 한편, C량이 0.05% 미만이면 충분한 석출 강화 효과를 얻을 수 없어 목표로 하는 강도 수준을 확보할 수 없는 문제가 있다.
실리콘(Si)은 0.1~0.5%가 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 바람직하다. 따라서, Si은 내후성 향상을 위해 첨가하여야 하지만, 과잉 첨가되면 용접성 및 도금성이 열화되는 문제점이 있으므로 0.5% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
망간(Mn)은 1.0~2.5%가 바람직하다.
Mn은 고용에 의해 강화시키는데 효과적인 원소로서 강의 강도를 높이고 열간 가공성을 향상시키는 중요한 원소이지만, MnS형성에 의한 소재의 연성 및 가공성를 저해하는 원소이기도 하다. Mn의 함량이 적으면 가공성에는 유리하지만 소입성이 떨어져 강도 확보가 곤란하므로 목표로 하는 강도를 확보하기 위해서는 1.0% 이상의 첨가가 바람직하다. 반면에 Mn이 과잉 첨가되면 고가의 합금 원소 다량 첨가에 의한 경제성 저하 및 용접성을 해치는 문제점이 있으므로 상한은 2.5%가 바람직하다.
인(P)은 0.03% 이하가 바람직하다.
P는 강의 내식성을 향상시키는 역할을 하기 때문에 내식성 측면에서는 다량 첨가되는 것이 바람직하지만, 주조시 중심 편석을 가장 크게 일으키는 원소이므로 다량 첨가할 경우 용접성 및 인성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서, 그 함량은 0.03% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
황(S)은 0.01% 이하가 바람직하다.
S는 내식성 향상에 효과 있는 원소로 알려져 있지만, 강 중 Mn과 결합해 부식 개시점 역할을 하는 비금속 개재물을 형성하므로 가능한 한 그 함량을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, S량은 0.01% 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.005% 이하로 관리하는 것이 좋다.
알루미늄(Al)은 0.02~0.07%가 바람직하다.
Al은 일반적으로 용강 탈산 및 내식성 향상에도 효과가 있는 원소이지만, 과잉 첨가되면 강 중 개재물량을 증가시켜 가공성을 저하하는 문제점이 있으므로 그 함량을 0.02~0.07%로 설정하는 것이 바람직하다.
지르코늄(Zr)은 0.01~0.08%가 바람직하다.
Zr은 페라이트의 재결정을 지연시키는 효과를 나타낼 뿐만 아니라 강중 C, N2 등과 결합하여 석출함으로써 강판의 강도를 상승시키는 효과를 나타내는 원소로서 목표로 하는 강도 확보를 위해서는 0.01% 이상의 첨가가 바람직하다. 반면에 Zr의 첨가량이 0.08%를 초과하면 제조 원가 상승 및 열간 압연 작업성을 저하시키는 요인이 된다.
바나듐(V)은 0.01~0.08%가 바람직하다.
V은 강중 C, N2 등과 결합하여 석출함으로써 강판의 강도를 상승시키는 효과를 나타내는 원소로서 목표로 하는 강도 확보를 위해서는 0.01% 이상의 첨가가 바람직하다. 반면에 V의 첨가량이 0.08%를 초과하면 제조 원가 상승 및 열간 압연 작업성을 저하시키는 문제가 있다.
니켈(Ni)은 0.05~0.2%가 바람직하다.
Ni은 일반적으로 Cu 첨가강에서 주조시 발생하는 주조 균열을 방지하는 역할 뿐만 아니라 내식성을 향상시키는 원소로서, 이와 같은 효과를 발휘하기 위해서는 0.05% 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나 Ni의 함량이 0.2%를 초과하면 오히려 내식성을 나쁘게 할 뿐만 아니라 고가의 합금원소를 과다 사용함에 따른 원가적인 문제가 있다.
구리(Cu)는 0.1~0.5%가 바람직하다.
Cu는 부식 분위기에서 안정적인 녹층을 형성하여 내부식성을 향상시키는 원소로서 목표로 하는 내식성을 확보하기 위해서는 0.1% 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나, Cu의 첨가량이 0.5%를 초과하면 연주시 입계 균열의 요인이 될 뿐만 아니라 열연 강판의 표면상태를 거칠게 하는 문제가 있다.
크롬(Cr)은 0.5~1.5%가 바람직하다.
Cr은 Cu와 같이 안정적인 녹층을 형성시키는 역할을 하는 원소로서 내식성을 확보하고 강도를 얻기 위해서는 0.5% 이상의 첨가가 바람직하다. 또한, Cr의 첨가량이 1.5%를 초과하면 오히려 구멍 부식성을 유발하는 요인으로 작용할 뿐만 아니라 제조원가를 급격히 상승시킨다.
코발트(Co)은 0.01~0.10%가 바람직하다.
Co의 경우 강중 내식성을 확보하기 위해 첨가되는 Cu 및 Cr 등과 반응하여 표면층 부식 억제 생성물의 형성을 촉진하는 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위 해서는 0.01% 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나, Co 첨가량이 0.10%를 초과하면 내식성 향상 효과의 기여 효과보다는 제조 원가의 상승 요인으로 작용한다.
주석(Sn)은 0.01~0.10%가 바람직하다.
Sn의 경우 강중 내식성을 확보하기 위해 첨가되는 Cu 반응물층이 안정적으로 형성되는 것을 돕는 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나, Sn 첨가량이 0.10%를 초과하면 내식성 향상 효과의 기여 효과보다는 제조 원가의 상승 요인으로 작용한다.
상기한 성분을 포함하면서 불가피한 불순물과 나머지 Fe로 되는 것이다. 필요에 따라 내후성강에서 특성 향상을 첨가하는 합금원소가 첨가될 수 있는 것이며, 본 발명의 실시 예에서 밝히지 않은 합금 원소가 첨가되었다 하여 본 발명의 범위에서 제외되는 것으로 해석하지는 않는다.
본 발명의 냉연강판에서 미세조직은, 저온변태조직을 5~25 체적 분율(간단히, %로 표기함) 포함하고 나머지 페라이트로 되는 것이다. 저온변태조직이 5%이상 되도록 하여 항복강도를 낮춤과 아울러 가공경화지수를 높여 우수한 가공성을 확보할 수 있다. 저온변태조직이 5% 미만이면 강내 고용원소의 잔존에 따라 불연속 항복 거동을 나타내어 가공공정에서 가공 결함이 발생하여 목표로 하는 가공성을 확보하기가 곤란하다. 저온변태조직이 25%를 초과하면 강도는 급격히 상승하지만 가 공성이 좋지 않다. 본 발명에서 저온 변태조직은 마르텐사이트, 베이나이트 등이 있으며, 이들이 1종 또는 2종 이상 포함되는 것이다. 저온변태조직은 주로 마르텐사이트이고 일부 베이나이트가 존재하는 것이 가장 바람직하다.
이하, 본 발명의 냉연강판의 제조방법에 대하여 설명한다.
상기의 화학 조성을 지닌 강을 열간 압연 단계에서 재가열 온도 1180~1300℃, 마무리 압연온도 800~930℃에서 압연 후 400~650℃에서 권취하고 냉간압연 및 연속 소둔에 의해 (A1변태점+50℃)~(A3변태점 이하)의 온도에서 열처리하여 저온 변태조직을 포함하도록 하여 인장강도 80kg/mm2 이상을 가지는 내후성 및 가공성이 우수한 고강도 냉연 강판을 제조할 수 있다.
재가열온도 1180℃미만에서는 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 조대화에 따라 충격인성이 저하되는 단점이 있으며, 가열 원단위의 상승으로 인한 경제적인 손실이 크므로 재가열 온도의 관리 범위는 1180~1300℃가 바람직하다.
마무리 열연온도가 930℃보다 높으면 두께 전반에 걸쳐 균일한 열간 압연이 이루어지지 않아 결정립 미세화가 불충분하게 되고, 이에 따라 결정립 조대화에 기인한 충격 인성의 저하가 나타난다. 반대로, 마무리열연온도 800℃ 미만에서는 저온 영역에서 열간 압연이 마무리됨에 따라 결정립의 혼립화가 급격히 진행되어 내식성 및 가공성의 저하를 초래하므로 마무리 열연 온도를 800~930℃로 제한하는 것이 바람직하다.
마무리 열간압연 후에 권취하는데, 권취온도가 650℃초과하면 충분한 석출 효과가 얻어지지 않음에 따라 소재 강도가 감소하여 목표 강도인 80kg/mm2의 안정적인 확보가 곤란하다. 반면에 400℃ 미만의 권취온도에서는 냉각 및 유지하는 동안 경질상이 생성되어 냉간압연 공정에서 압연기의 롤-포스(Roll force)가 상승함에 따라 압연성을 확보할 수 없는 문제점이 있으므로 권취온도의 관리 범위는 400~650℃로 한정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 마무리 열연 후 권취전에 런-아웃-테이블(ROT, Run-out-table)에서의 냉각하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면 이때의 냉각속도가 초당 20~40℃가 바람직하나 반드시 여기에 제한되는 것은 아니다. 냉각속도가 초당 20℃미만이면 결정립 성장의 촉진에 의해 상대적으로 조대 결정립이 형성되어 강도 저하의 요인이 될 수 있다. 냉각속도가 초당 40℃를 초과하면 베 이나이트와 같은 경한 제2상이 다량 형성될 수 있어 냉간 압연성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
열간압연이 끝난 소재는 통상의 조건으로 냉간압연 후 연속소둔 공정을 거치게 된다. 이때 목표로 하는 재질 특성을 확보하기 위해서는 소둔온도를 (A1변태점+ 50℃이상)~A3변태점 이하로 관리하는 것이 바람직하다. 소둔 후에 저온 변태조직을 5~25% 범위로 포함하고, 바람직하게는 제2상의 체적분율을 10~25% 수준으로 관리하는 것이 좋으며, 나머지 페라이트의 조직이 되도록 구성하였다.
연속소둔 공정에서 소둔온도가 (A1변태점+50℃) 보다 낮을 경우 냉간압연시의 변형립에 의해 연성이 급격히 떨어질 뿐만 아니라 소둔 후 냉각공정에서 목표로 하는 제2상의 체적 분율을 얻을 수 없음에 따라 가공성이 저하되는 문제점이 있다. 반면에 A3 변태점을 초과할 경우에는 고온 소둔에 의해 강의 표면 결함이 증가하는 문제점이 있다. 본 발명의 연속소둔에서 냉각은 본 발명에서 요구하는 저온 변태 조직을 얻도록 하는 냉각조건이면 된다. 바람직하게는 수냉각할 수 있으며, 냉각 가스를 이용하여 냉각하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따르면 본 발명의 냉연강판은 다양한 가공특성 즉, 굽힘성과 연신성을 만족하면서 내후성 그리고, 고강도 특성을 갖는다. 또한, 본 발명 의 냉연강판은 Si, Mn, Cr 등의 성분 제어에 의하여 용접성, 도금성 등의 특성도 확보되는 것이다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
[실시 예 1]
아래 표 1과 같이 조성된 강에 대하여, 규격화된 부식저항 지수(CI)값에 대한 평가 및 내후성 시험을 실시한 후 그 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
내후성 시험은 30℃의 5% 염수(NaCl 용액) 조건에서 480시간 동안 염수 분무시험 (SST, Salt Spray Test)을 실시하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
부식저항지수는 ASTM G101에 규정된 내후성 평가 지수로써 이 값이 높을수록 강의 내후성은 좋은 것으로 알려져 있으며, 이는 주로 합금원소를 바탕으로 산출한 지수로써 다음과 같이 정의된다.
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
[표 1]
강종 C Si Mn P S Al Zr V Co Sn Ni Cu Cr
발명강1 0.08 0.24 1.32 0.012 0.002 0.044 0.046 0.028 0.04 0.07 0.14 0.31 0.74
발명강2 0.15 0.32 2.12 0.009 0.004 0.036 0.051 0.036 0.06 0.04 0.09 0.34 1.32
비교강1 0.04 0.02 1.64 0.011 0.005 0.043 0.040 0.151 0.04 - 0.35 0.24 0.26
비교강2 0.14 1.23 0.43 0.088 0.003 0.049 - - - 0.06 0.14 0.96 1.21
비교강3 0.16 0.31 0.51 0.012 0.009 0.031 0.243 0.031 - 0.04 0.39 0.26 -
비교강4 0.13 0.22 1.44 0.015 0.034 0.046 - - - 0.13 0.21 0.39 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 6.518807 0.0252 양 호
발명강 2 7.318591 0.0238 양 호
비교강 1 5.561621 0.0425 불 량
비교강 2 -1.545972 0.1221 불 량
비교강 3 5.906102 0.0413 불 량
비교강 4 6.753365 0.0261 양 호
표 2에 나타난 바와 같이 비교강(1)~비교강(3)은 부식저항 지수 값은 낮고 부식에 의한 무게 감량이 커서 내후성 측면에서 적용이 곤란하였으며 비교강(4) 및 발명강(1)과 (2)의 경우 부식에 의한 무게 감량과 부식저항지수 값 측면에서 우수한 내후성을 나타냄을 알 수 있었다.
[실시 예 2]
실시 예 1의 표 1에서 발명강(1), (2) 및 비교강(1)~(4)들을 이용하여, 표 3과 같은 조건으로 작업하여 냉연 강판을 제조한 후 각각의 소재에 대하여 기계적 성질 및 가공 특성을 평가한 결과를 표 4에 나타내었다.
[표 3]
구분 사용 강종 재가열 온도(℃) 열연 마무리 온도(℃) 냉각속도 (℃/s) 권취온도 (℃) 소둔온도 (℃)
발명재1 발명강1 1250 850 30 560 830
발명재2 1250 910 30 560 860
발명재3 발명강2 1200 880 25 600 800
발명재4 1200 880 25 600 850
비교재1 발명강1 1080 700 25 350 650
비교재2 1200 870 25 600 650
비교재3 1250 870 30 600 720
비교재4 발명강2 1200 850 10 560 680
비교재5 1200 850 50 560 740
비교재6 비교강1 1250 850 25 600 830
비교재7 1250 850 30 600 850
비교재8 비교강2 1200 880 25 640 830
비교재9 비교강3 1250 910 30 580 830
비교재10 비교강4 1250 890 25 600 750
비교재11 1250 890 35 600 850
[표 4]
구분 항복강도 (kgf/mm2) 인장강도 (kgf/mm2) 연신율 (%) 제2상 체적분율 (%) 가공성
발명재1 45.3 82.4 17.4 13.1 양호
발명재2 48.4 88.6 18.1 16.2 양호
발명재3 53.9 90.4 16.8 17.1 양호
발명재4 55.5 91.5 17.7 18.9 양호
비교재1 90.4 97.5 4.8 2.4 Crack 발생
비교재2 81.1 84.7 8.2 0.0 Crack 발생
비교재3 77.5 89.7 3.8 0.8 Crack 발생
비교재4 67.9 77.9 8.1 0.0 Crack 발생
비교재5 61.9 82.4 4.9 0.2 Crack 발생
비교재6 42.1 66.3 17.6 2.4 양호
비교재7 39.4 65.1 19.5 2.8 양호
비교재8 51.8 68.6 14.1 4.2 양호
비교재9 60.8 69.5 10.8 0.0 Crack 발생
비교재10 77.6 82.7 3.8 0.0 Crack 발생
비교재11 42.6 68.5 18.9 4.1 양호
표 4에 나타난 바와 같이, 화학 성분 및 제조 조건이 본 발명 방법의 범위를 만족하는 발명재 (1)~(4)의 경우 인장강도 80kgf/mm2 이상, 소둔 후 마르텐사이트 상을 포함한 제2상의 체적 분율이 5% 이상을 확보할 수 있었으며, 밴딩 가공 및 스트레칭 가공 시에도 가공 균열이 발생하지 않아 내후성 및 고강도, 고가공성을 가지는 냉연강판의 제조가 가능하였다.
반면에 발명강의 화학 조성 범위를 만족하지만 제조 조건이 본 발명의 범위를 벗어난 비교재(1)~(5)는 목표로 하는 가공성을 얻는데 실패하였다. 즉, 열연권취온도 및 소둔 온도가 본 발명의 (A1변태점+50℃) 이상이라는 소둔 범위를 만족하지 못한 경우(비교재 1) 및 소둔온도의 범위를 만족하지 못함(비교재 2~5)에 따라 연성이 10%도 되지 않을 뿐만 아니라 소둔판에서 마르텐사이트상을 포함한 제2상의 체적 분율도 5%를 넘지 못함에 따라 스트레칭 가공시 대부분 가공 균열이 발생하였다.
한편, C, Si, Cr, Sn 등이 본 발명 조성을 벗어남에 따라 내후성도 목표를 확보할 수 없었던 비교강(1)에 대하여 본 발명의 제조조건 범위에서 제조한 비교재(6)과 비교재(7)의 경우 비교적 가공성은 양호하였지만, 인장강도가 60kgf/mm2 수준으로 목표로 하였던 80kgf/mm2 이상의 인장강도를 확보할 수 없었다.
또한, 화학 조성이 본 발명의 조성 범위에 비하여 Si, P는 높고 Mn, Zr, V, Co 등은 낮았던 비교강(2) 및 Co, Cr 등이 낮았던 비교강(3)의 경우에도 내후성을 확보할 수 없었지만, 이들 소재를 본 발명의 제조 범위에서 작업한 경우(비교재 8 및 9)에도 소둔후 제2상의 목표 체적 분율을 확보할 수 없음에 따라 표 4에서 보는 바와 같이 목표로 하는 강도 수준 및 가공성을 확보할 수 없음을 알 수 있었다.
한편 내후성이 비교적 양호하였던 비교강(4)에 대하여 본 소둔 범위보다 낮은 온도에서 소둔하면(비교재 10), 인장강도는 목표 수준을 만족하였지만 소둔 온도가 낮음에 따라 제2상의 체적 분율이 5% 미만으로 가공시 가공 균열이 발생하는 문제점이 있었다. 반면에 소둔 온도를 올리는 경우(비교재 11)에는 목표로 하는 80kgf/mm2 이상의 인장강도를 가지는 고강도 특성을 확보할 수 없는 문제점이 발생하였다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용 효과를 이루는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 중량%로 탄소(C) 0.05~0.20%, 실리콘(Si) 0.1~0.5%, 망간(Mn) 1.0~2.5%, 인(P) 0.03% 이하, 황(S) 0.01% 이하, 알루미늄(Al) 0.02~0.07%, 지르코늄(Zr) 0.01~0.08%, 바나듐(V) 0.01~0.08%, 니켈(Ni) 0.05~0.20%, 구리(Cu) 0.1~0.5%, 크롬(Cr) 0.5~1.5%, 코발트(Co) 0.01~0.1%, 주석(Sn) 0.01~0.1%를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강을 1180~1300℃에서 재가열하여 800~930℃의 마무리 압연조건으로 열간 압연하고 400~650℃에서 권취한 다음, 냉간압연 후, (A1 변태점+50℃)~(A3변태점 이하)의 온도에서 연속소둔하여 마르텐사이트 또는 베이나이트 중 1종 또는 2종으로 이루어지는 체적분율이 5~25%인 조직과 나머지 페라이트의 조직을 얻는 것을 포함하여 이루어지는 가공성이 우수한 고강도 내후성 냉연강판의 제조 방법.
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KR20070099482A (ko) * 2006-04-04 2007-10-09 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 내식성이 우수한 선박용 강재

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040065996A (ko) * 2001-06-06 2004-07-23 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 고가공(高加工)시의 내피로성, 내식성, 연성 및 도금부착성을 갖는 고강도 용융 아연 도금 강판 및 합금화용융 아연 도금 강판과 그 제조 방법
KR100548864B1 (ko) * 2001-08-24 2006-02-02 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 딥 드로잉성이 우수한 강판, 강관 및 그 제조 방법
KR20070099482A (ko) * 2006-04-04 2007-10-09 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 내식성이 우수한 선박용 강재

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