KR101038826B1

KR101038826B1 - 내후성 및 내충격성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101038826B1
Application number: KR1020080088844A
Authority: KR
Inventors: 김재익; 김종화
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2011-06-03
Also published as: KR20100030070A

Abstract

본 발명은 중량%로, C: 0.05~0.20%, Si: 0.1~0.3%, Mn: 1.5~2.5%, P: 0.03% 이하, S: 0.005% 이하, Al: 0.02~0.07%, Nb: 0.03~0.07%, Cu: 0.2~0.4%, Cr: 0.8~1.5%, Co: 0.02~0.08%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, (1) (Cu+Co)/S의 원자비가 100~200 및 (2) Mn/S의 원자비가 500~1200의 조건을 하나 이상 만족하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판에 관한 것으로, 1150~1300℃로 재가열하는 단계, 50~950℃에서 마무리 열간압연하는 단계, 50~100℃/sec로 냉각하는 단계 및 400~580℃의 온도에서 권취하는 단계로 강판을 제조한다.

본 발명에 의한 열연강판은 내후성과 기계적 특성을 동시에 확보함과 아울러 고항복비를 얻을 수 있어 내충격성이 요구되는 옥외 용도용 소재 등으로 사용될 수 있는 부가가치가 높은 강판을 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 고강도화에 의해 구조물의 경량화가 얻어져 에너지 절감 효과도 동시에 얻을 수 있다.

열연강판, 내후성, 고강도, 내충격성, 경량화

Description

내후성 및 내충격성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조 방법 {High Strength Hot-Rolled Steel Sheet Having Excellent Weather Resistance and Impact Resistance, and Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 철도 차량, 컨테이너 등에 사용되는 내충격성이 우수한 고강도 열연 강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Mn, Co, Nb 등의 강 성분 및 제조조건을 최적화하여 내후성을 확보하며 아울러 고강도 특성을 가지는 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터 철도 차량 또는 컨테이너 등의 경량화 및 사용 수명 연장을 목적으로 스테인레스, 알루미늄 등의 소재들이 사용되어 왔다. 이와 같은 제품들은 굽힘 가공성, 용접성, 내구성 등이 우수해야 할 필요성이 있는데, 스테인레스, 알루미늄 등의 소재들은 이러한 특성 향상에 다소 부족한 면이 있다. 특히, 운송용 구조물의 경우에는 화물의 선적 및 적치시 물리적 충격을 받는 경우가 많으므로 충격에 의한 변형이 억제될 필요성도 있다. 이를 위해서는 소재 자체에 내충격성이 확보될 필요성이 있다.

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 높아짐에 따라 충격을 받아도 변형에 대한 저항력이 증가하여 변형을 억제하는 능력이 크다. 따라서, 컨테이너 등의 내충격 용도에 사용되는 경우 80% 이상의 항복비를 확보하는 것이 바람직하며, 나아가 컨테이너와 같이 수송 여건에 따라 해양 또는 육상의 다양한 기후 조건을 견뎌야 하는 용도에 적용되는 경우에는 내후성이 우수한 강의 사용이 요구되고 있다.

이러한 목적을 위하여 종래에는 내후성 압연 강재인 SPA-H(공업 규격 KS-D3542 및 JIS-G3125)재가 사용되어 왔으나, 이들 강은 인장강도가 50kg/mm²급으로 낮아 50피트 정도의 용량이 큰 컨테이너 제품을 만드는 경우에는 그 두께가 증가할 수 밖에 없어 중량 증가에 따른 수송비 상승 등이 제약 요인으로 나타난다. 따라서 이러한 조건을 만족할 수 있는 소재 경량화에 대한 요구는 나날이 증가하고 있다. 또한, 자동차의 구조 부재용으로 인장강도 60~80kg/mm²급의 고강도 열연강재가 사용된 바 있으나 이들 소재 역시 강도 특성 확보를 위한 소재로서 내후성은 확보되지 못한다는 문제점이 있었다.

최근, 컨테이너 산업에 있어서도 원가 절감 및 환경 문제에 대응하기 위해 컨테이너의 자체 중량을 감소시켜 보다 큰 컨테이너를 제작하고, 수송의 효율성을 크게 증가시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 소재 측면에서 내후성을 확보함과 아울러 경량화 달성 및 인장강도가 80kg/mm² 이상의 고강도 강판에 대한 개발 요구가 증대되고 있다.

이러한 종래 기술로는 일본 특개평7-207408호가 있는데, 여기에서는 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 권취하는 것을 특징으로 하는 열연강대의 제조 방법을 제안하고 있다. 그러나, 상기 종래 기술에서는 극히 일부의 실시예만이 인장강도 60~70kg/mm²급을 만족하며, 대부분의 경우 인장강도가 50kg/mm²수준에 머물러 있어 만족할만한 인장강도를 확보하기 곤란한 것으로 판단된다. 또한, 성분 구성 요소 중 Cr, Mo 등의 경화능 향상 원소를 다량 첨가함에 따라 용접성이 열화되고 제조 비용이 상승하는 문제점이 존재한다.

또한, 다른 종래기술로는, 일본 특개평11-21622호가 있는데, 여기에서는 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% 이 하, 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 시행하는 방법을 제안하였다. 그러나, 상기 종래기술 역시 인장강도가 50kg/mm²급인 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.

다른 종래 기술로는, 대한민국 특허 0833078호가 있다. 상기 종래 기술에서는 C 0.05~0.07%, Mn 2.5% 이하, Nb 0.04~0.05%, Ti 0.08~0.10%, Cu 0.3~0.6%, Cr 0.5~1.0%, Ni 0.15~0.30%의 강을 580~600℃에서 권취하여 침상의 페라이트상을 형성하는 방법을 제안하였다. 이들 강종의 경우 석출강화 효과를 최적화하기 위해 Nb와 Ti를 복합 첨가하고 있지만, 이를 위해서는 작업 가능한 열간 압연 조건의 설정이 선행되어야 하며, 또한 석출효과의 극대화를 위해 과다한 Ti, Ni 등을 첨가함에 따라 제조원가가 상승한다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 아울러 우수한 내후성을 구비한 열연강판을 제공하기 위한 것으로, 강 성분 중 코발트, 니오븀, 망간 등의 첨가량을 제어하고 압연 및 냉각 조건 등을 최적화함으로써, 저합금, 저비용으로 내충격성 및 내후성을 확보할 수 있으며, 인장강도가 80kg/mm² 이상의 고강도 특성을 가지는 열연강판 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명은 중량%로, C: 0.05~0.20%, Si: 0.1~0.3%, Mn: 1.5~2.5%, P: 0.03% 이하, S: 0.005% 이하, Al: 0.02~0.07%, Nb: 0.03~0.07%, Cu: 0.2~0.4%, Cr: 0.8~1.5%, Co: 0.02~0.08%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며,

(1) (Cu+Co)/S의 원자비가 100~200; 및

(2) Mn/S의 원자비가 500~1200;

의 조건을 하나 이상 만족하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판을 제공하여 상기 목적을 달성한다. 이 경우, 상기 고강도 열연강판은 페라이트 조직 분율이 85~95%이고, 제2상으로 베이나이트 조직 분율이 5~15%일 수 있다.

나아가, 본 발명은 중량%로, C: 0.05~0.20%, Si: 0.1~0.3%, Mn: 1.5~2.5%, P: 0.03% 이하, S: 0.005% 이하, Al: 0.02~0.07%, Nb: 0.03~0.07%, Cu: 0.2~0.4%, Cr: 0.8~1.5%, Co: 0.02~0.08%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며,

(1) (Cu+Co)/S의 원자비가 100~200; 및

(2) Mn/S의 원자비가 500~1200;

의 조건을 하나 이상 만족하는 강 슬라브를, 1150~1300℃로 재가열하는 단계, 850~950℃에서 마무리 열간압연하는 단계, 50~100℃/sec로 냉각하는단계 및 400~580℃의 온도에서 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 열연강판은 내후성과 기계적 특성을 동시에 확보함과 아울러 고항복비를 얻을 수 있어 내충격성이 요구되는 옥외 용도용 소재 등으로 사용될 수 있는 부가가치가 높은 강판을 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 고강도화에 의해 구조물의 경량화가 얻어져 에너지 절감 효과도 동시에 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 구성하는 성분계에 대해 보다 상세히 설명한다.

본 발명자들은, 다양한 가공특성, 즉 굽힘성, 용접성 및 스트레칭성 등과 함께 내충격성과 내후성도 만족시켜 컨테이너 및 철도 차량 등으로 유용한 고강도강 에 대해 연구 및 실험을 거듭하여 본 발명을 완성시킨 것으로, 본 발명의 강 성분을 다음과 같이 구성한다.

C는 강판의 강도 향상을 위해 첨가되는 원소로서 첨가량이 증가할수록 인장 및 항복강도는 증가되지만, 과잉 첨가되면 소재의 가공성이 저하되므로 그 상한을 0.20%로 설정한다. 반면, C가 0.05% 미만이면 충분한 석출 강화 효과를 얻을 수 없기 때문에 C의 함량을 0.05~0.20%로 설정하였으며, 바람직하게는 0.06~0.10%로 관리하는 것이 좋다.

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 0.3% 이하로 첨가하는 것이 바람직하므로 Si 범위는 0.1~0.3%로 한정한다.

Mn은 고용 강화에 효과적인 원소로서 강의 강도를 높이고 열간 가공성을 향상시키는 중요한 원소이지만, MnS를 형성하여 소재의 연성 및 가공성을 저해할 수 있다. Mn 함량이 적으면 가공성은 개선되지만 강도 확보가 곤란하므로 목표 강도를 확보하기 위해서는 1.5% 이상 첨가한다. 반면, Mn이 지나치게 과다 첨가되면 합금원소 다량 첨가에 의한 경제성 저하 및 용접성을 해치는 문제점이 있으므로 상한은 2.5%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 개시점의 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 강 중의 개재물량을 증가시켜 가공성을 저하하는 문제점이 있으므로 그 함량을 0.02~0.07%로 설정하는 것이 바람직하다.

Nb는 페라이트의 재결정을 지연시키는 효과를 나타낼 뿐만 아니라 강중 C, N₂ 등과 결합하여 석출함으로써 강판의 강도를 상승시키는 효과를 나타내는 원소로서 본 발명에서 목표로 하는 강도를 확보하기 위해서는 0.03% 이상의 첨가가 필요하다. 하지만 0.07%을 초과하여 Nb가 첨가되면 제조원가 상승 및 열연 작업성 저하의 요인이 되므로 첨가 범위를 0.03~0.07%로 한정하였다.

Cu는 부식분위기에서 안정적인 녹층을 형성하여 내부식성을 향상시키는 기능을 하며, 목표로 하는 내식성을 확보하기 위해서는 0.2% 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, 0.4%를 초과하면 연주시 입계 균열의 요인이 될 뿐만 아니라 열연 강판의 표면상태를 거칠게 하는 문제가 있다. 그러므로 Cu의 함량은 0.2~0.4%로 한정한다.

Cr은 Cu와 같이 안정적인 녹층을 형성시키는 역할을 하는 원소로서 내식성을 확보하고 강도를 얻기 위해서는 0.8% 이상의 첨가가 필요하다. 하지만, 첨가량이 1.5%를 초과하면 오히려 구멍 부식성을 유발할 수 있으며 제조원가를 급격히 상승시키므로 0.8~1.5% 범위로 첨가한다.

Co의 경우 강중 내식성을 확보하기 위해 첨가되는 Cu 등과 반응하여 표면층 부식 억제 생성물의 형성을 촉진하는 원소로써, 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 최소 0.02% 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, 고가의 Co 원소가 0.08%를 초과하여 첨가되면 제조 원가의 상승 요인으로 작용할 수 있으므로 그 범위를 0.02~0.08%로 한정하였다.

한편 Cu와 Co의 경우 강종 S와 결함하여 내후성을 개선하는 역할을 수행하므로 이와 같은 효과를 확보하기 위해서는 (Cu+Co)/S의 원자비를 100~200 범위로 제어하는 것이 필요하다.

또한 제품의 가공 특성을 확보하기 위해서는 Mn/S의 원자비를 일정하게 관리하는 것이 필요한데, Mn/S의 원자비가 500 미만에서는 S에 의한 취성을 유발할 수 있으며, 반면에 1200을 초과하면 편석대 형성에 의해 가공 결함을 유발하는 문제점이 있으므로 Mn/S의 비율은 500~1200로 한정한다.

이하 본 발명의 열연강판을 제조하는 방법에 관하여 보다 상세하게 설명한다.

상기와 같은 조성으로 슬라브를 조성한 후, 상기 슬라브를 1150~1300℃로 재가열한다. 재가열온도가 1150℃ 미만에서는 주조시 형성된 응고조직의 파괴가 불충분하여 중심 편석이 발달하기 때문에, 최종 형성된 결정립의 혼립이 발생하고 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 크 므로 재가열 온도 범위는 1150~1300℃로 한정한다.

상기 재가열된 슬라브는 850~950℃에서 마무리 열간압연한다. 상기 마무리 열간압연 온도가 950℃보다 높으면 두께 전반에 걸쳐 균일한 열간압연이 이루어지지 않아 결정립 미세화가 불충분하게 되어 결정립 조대화에 기인한 충격 인성의 저하가 나타난다. 반대로, 850℃ 미만의 온도에서 압연시, 지나치게 저온 영역에서 열간압연이 마무리됨에 따라 결정립의 혼립화가 급격히 진행되어 내식성 및 가공성의 저하를 초래하므로 마무리 열연 온도를 850~950℃로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 마무리 열간압연이 완료된 강판은 이후 초당 50~100℃의 냉각속도로 냉각된다. 마무리 열간압연 후 런-아웃-테이블(ROT, Run-out-table)에서의 냉각속도가 50℃/sec 미만이면 결정립 성장의 촉진에 의해 상대적으로 조대 결정립이 형성되어 강도 저하의 요인이 되므로 하한을 50℃/sec로 한정한다. 반면, 냉각속도가 100℃/sec을 초과하면 지나치게 빠른 냉각속도로 인하여 마르텐사이트와 같은 경한 저온 조직의 제2상을 형성하여 취성이 높아지고 내충격성이 급격하게 저하될 수 있으므로 냉각속도는 50~100℃/sec로 설정한다.

냉각 후에 상기 열연강판은 400~580℃의 온도에서 권취한다. 상기 권취는 최종 제품에서 주로 베이나이트상으로 구성된 제2상 분율이 5~15%가 되도록 하여 내 후성 및 내충격성이 우수한 인장강도 80kg/mm² 이상의 고강도 열연강판으로 기능하도록 해준다. 상기 열연 권취온도가 580℃를 초과하면 최종 제품의 조직에 조대한 퍼얼라이트상이 형성되어 소재 강도가 급격히 감소할 수 있으며 목표 강도인 80kg/mm²의 안정적인 확보가 곤란해질 수 있으며, 반면 400℃ 미만의 권취 온도에서는 마르텐사이트와 같은 경질의 저온 변태 조직상이 생성되어 항복강도가 저하되고 내덴트성을 확보하는 것이 곤란해진다.

또한, 이 과정에서 주로 베이나이트상으로 구성된 제2상의 분율은 5~15% 범위로 유지하며 나머지 주된 조직은 페라이트로 구성하는 것이 바람직하다. 제2상의 분율이 5% 미만에서는 변태 강화 효과가 작아 목표로 하는 강도를 확보할 수 없는 반면, 분율이 15%를 초과하여 너무 많이 포함되면 급속한 가공경화 효과에 의해 열간작업 압연성을 현저히 떨어뜨리므로 5~15% 범위로 한정한다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 하기 표 1과 같은 조성을 만족하도록 용해하여 제조한 강괴를 1180~1280℃ 온도 범위로 유지한 가열로에서 1시간 동안 재가열을 실시한 후 마무리 열간 압연을 수행하였다. 상기 마무리 열간 압연 온도는 시편에 따라 880~920℃의 범위에서 하였으며, 권취온도는 500℃와 560℃ 두 가지 조건으로 구분하여 설정하였다. 이후, 규격화된 부식저항지수(CI)값에 대한 평가 및 내후성 시험을 실시한 후 그 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

참고로 내후성 시험은 30℃의 5% 염수(NaCl 용액) 조건에서 480시간 동안 염수 분무시험(SST, Salt Spray Test)을 실시한 결과이며, 여기에서, 부식저항지수(CI)는 ASTM G101에 규정된 내후성 관련 평가 지수로써 이 값이 높을수록 강의 내후성은 좋은 것으로 알려져 있다. 이는 주로 합금원소를 바탕으로 산출한 지수로써,

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 로 정의된다.

강종	화학성분(중량%)
강종	C	Si	Mn	P	S	Al	Nb	Co	Cu	Cr	(Mn/S)^*1)	(Co+Cu)/S^*2)
발명강1	0.07	0.15	2.35	0.012	0.002	0.041	0.052	0.05	0.36	0.96	686	105
발명강2	0.09	0.22	1.96	0.015	0.001	0.034	0.048	0.06	0.31	1.12	1144	190
비교강1	0.04	0.21	1.34	0.021	0.006	0.033	0.014	0.05	0.35	0.46	130	34
비교강2	0.25	0.65	2.44	0.094	0.004	0.042	-	-	0.75	1.95	356	94
비교강3	0.12	0.15	0.56	0.024	0.001	0.034	0.044	-	0.36	-	327	92
비교강4	0.15	0.21	1.12	0.009	0.024	0.051	-	-	0.31	0.56	27	6.5

*1), *2) : 각 원소들의 원자비를 나타냄.

강 종	부식저항 지수, CI (Corrosion resistance index)	부식 정도 (무게 감량, gr/cm²)	내후성 평가
발명강 1	6.6341	0.0255	양 호
발명강 2	6.7853	0.0248	양 호
비교강 1	6.2410	0.0284	양 호
비교강 2	5.6584	0.0491	불 량
비교강 3	5.6747	0.0581	불 량
비교강 4	6.3547	0.0388	불 량

상기 표 2에 나타난 바와 같이 <비교강 2>, <비교강 3> 및 <비교강 4>는 부식저항지수는 낮고 염수분무실험에 의한 부식 감량이 0.030gr./cm² 이상으로 부식감량이 커서 내후성 측면에서 적용이 곤란하였으며, 반면 <발명강 1>과 <발명강 2> 및 <비교강 1>의 경우 부식 감량과 부식저항 지수 측면에서 우수한 내후성을 나타냄을 알 수 있었다.

(실시예 2)

본 실시예에서는, 상기 표 1에 나타난 강판들을 이용하여, 하기 표 3과 같은 조건으로 작업하여 열연 강판을 제조한 후 각각의 소재에 대하여 기계적 성질 및 가공 특성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

구분	사용강종	재가열 온도(℃)	열연 마무리 온도(℃)	냉각속도 (℃/s)	권취온도 (℃)
발명재1	발명강1	1200	870	75	500
발명재2	발명강1	1250	930	75	560
발명재3	발명강2	1200	880	90	500
발명재4	발명강2	1250	910	90	560
비교재1	발명강1	1050	750	35	560
비교재2		1200	880	35	560
비교재3		1250	910	60	700
비교재4	발명강2	1250	880	35	560
비교재5	발명강2	1250	880	60	350
비교재6	비교강1	1200	910	75	500
비교재7	비교강1	1200	910	75	560
비교재8	비교강2	1250	910	90	560
비교재9	비교강3	1200	860	75	560
비교재10	비교강4	1250	890	60	500
비교재11	비교강4	1250	890	60	560

구분	항복강도 (kgf/mm²)	인장강도 (kgf/mm²)	연신율 (%)	항복비 (%)	제2상 분율(%)	내충격성	밴딩가공성
발명재1	78.2	93.5	15	83.6	9.6	양호	양호
발명재2	75.5	89.4	16	84.5	8.4	양호	양호
발명재3	80.4	90.8	13	88.5	12.2	양호	양호
발명재4	76.1	89.6	14	84.9	10.9	양호	양호
비교재1	51.8	75.1	14	68.9	2.3	불량	불량
비교재2	60.4	78.6	12	76.8	1.9	양호	불량
비교재3	49.2	62.4	14	78.8	0.5	양호	불량
비교재4	54.1	75.2	10	71.9	3.2	불량	불량
비교재5	40.5	77.2	16	52.5	10.5	불량	불량
비교재6	56.4	70.8	13	79.7	3.1	양호	불량
비교재7	48.3	71.1	18	67.9	1.8	불량	양호
비교재8	53.4	62.1	22	86.0	2.4	양호	양호
비교재9	36.2	48.9	20	74.0	0.1	불량	불량
비교재10	38.2	58.2	24	65.6	0.4	불량	양호
비교재11	37.2	56.9	19	65.4	0.3	불량	양호

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 화학성분, 성분의 원자비 및 제조조건이 본 발명 방법의 범위를 만족하는 발명재 1 내지 4는 석출상의 제어를 통해 80kgf/mm² 이상의 인장강도 및 10% 이상의 연성을 안정적으로 확보할 수 있었으며, 나아가 내충격성 및 밴딩 가공시에도 가공 균열이 발생하지 않아 고강도 특성을 구비한 내후성이 우수한 열연강판으로 사용이 가능하였다.

반면, 발명강의 화학 조성 범위는 만족하지만 제조 조건이 본 발명의 조건에서 벗어난 비교재 1 내지 5는 본 발명의 특성을 얻는데 실패하였다.

즉, 냉각속도가 본 발명법의 범위를 벗어나는 비교재 1, 2 및 4의 경우에는, 냉각속도가 낮아서 제2상의 분율 형성이 적게 이루어졌고, 인장강도 기준에 미달되었고, 밴딩성도 저하되는 문제점을 나타냈다. 또한, 권취온도가 본 발명의 범위보다 낮은 비교재 5는 미세조직에 마르텐사이트가 석출되어 제2상의 분율이 적정 범위임에도 불구하고 항복강도가 떨어져서 항복비가 70% 이하인 저조한 내충격성을 나타냈다. 또한, 권취온도 범위가 오히려 본 발명의 조건보다 높은 비교재 3은 다량의 퍼얼라이트상이 생성되어 목표로 하는 인장강도 및 밴딩가공성의 확보가 곤란하였다. 비교적 내후성이 우수하였던 비교강 1을 본 발명의 조건으로 압연한 비교재 6 및 7은 망간, 크롬 등의 합금원소가 낮아 목표로 하는 강도 특성을 확보할 수 없었다. 그리고 내후성을 확보할 수 없었던 비교강 2 내지 4의 경우에도 본 발명의 제조조건에 의하여 열연강판으로 제조한 후, 그 특성을 평가한 결과(비교재 8 내지 11), 상기 표 4에서 볼 수 있듯이 필요한 강도 특성의 확보가 불가능하였다.

도 1에는 본 발명의 발명강을 각각 다른 냉각 속도로 냉각한 경우의 미세조직을 나타내었다. 도 1에서 알 수 있듯이, 발명강 1을 본 발명의 조건으로 냉각한 발명재 2(사진 (a))의 경우에는 적절한 제2상이 형성되었지만, 냉각속도가 느린 비교재 2(사진 (b))의 경우에는 조대한 퍼얼라이트상이 형성됨에 따라 목표로 하는 강도 특성을 확보할 수 없었다.

도 1(a)는 본 발명의 발명강 1을 본 발명의 조건으로 냉각한 발명재 2의 미세조직 사진.

도 1(b)는 본 발명의 비교재 2의 미세조직 사진

Claims

중량%로, C: 0.05~0.20%, Si: 0.1~0.3%, Mn: 1.5~2.5%, P: 0.03% 이하, S: 0.005% 이하, Al: 0.02~0.07%, Nb: 0.03~0.07%, Cu: 0.2~0.4%, Cr: 0.8~1.5%, Co: 0.02~0.08%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며,

(1) (Cu+Co)/S의 원자비가 100~200; 및

(2) Mn/S의 원자비가 500~1200;

의 조건을 하나 이상 만족하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.
제1항에 있어서, 상기 고강도 열연강판은 페라이트 조직 분율이 85~95%이고, 제2상으로 베이나이트 조직 분율이 5~15%인 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.
중량%로, C: 0.05~0.20%, Si: 0.1~0.3%, Mn: 1.5~2.5%, P: 0.03% 이하, S: 0.005% 이하, Al: 0.02~0.07%, Nb: 0.03~0.07%, Cu: 0.2~0.4%, Cr: 0.8~1.5%, Co: 0.02~0.08%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며,

(1) (Cu+Co)/S의 원자비가 100~200; 및

(2) Mn/S의 원자비가 500~1200;

의 조건을 하나 이상 만족하는 강 슬라브를,

1150~1300℃로 재가열하는 단계;

850~950℃에서 마무리 열간압연하는 단계;

50~100℃/sec로 냉각하는 단계; 및

400~580℃의 온도에서 권취하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판의 제조방법.