KR101193655B1 - 고강도 및 고연성을 갖는 고망간 규소 함유 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고망간 규소 함유 강판에 관한 것으로, 0.6중량% 내지 1.0중량%의 탄소와, 8중량% 내지 15중량%의 망간과, 4.0중량% 이하의 규소와 잔부인 철과 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)이 45,000MPa% 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 및 고연성을 갖는 고망간 규소 함유 강판 및 그 제조방법{Silicon-added high manganese steel having high strength and large ductility and method for manufacturing the same}

본 발명은 고강도 및 고연성을 갖는 고망간 규소 함유 강판, 보다 구체적으로는 높은 성형성이 요구되는 자동차용 강판과 자동차용 범퍼 보강재와 같은 충격 흡수재로 이용가능하고, 내마모성이 우수하여 내마모성 강으로도 이용되는 규소 함유 고망간 강에 관한 것이다.

자동차 구조용 강판은 기본적으로 높은 성형성이 요구된다. 이러한 요구를 충족하기 위하여 종래에는 인장강도가 200~300MPa로 낮지만 성형성이 우수한 극저 탄소강이 자동차용 강판으로 많이 사용되어 왔다. 그러나, 최근 들어 대기오염과 같은 환경문제가 부각되면서 자동차의 연비를 높이기 위한 많은 방법이 제기되고 있다. 특히, 자동차의 경량화가 연비 향상을 위하여 중요시되면서, 자동차용 강판은 높은 성형성뿐만 아니라 높은 강도를 가질 것이 요구되고 있다.

또한, 자동차용 범퍼 보강재 또는 도어 내의 충격 흡수재와 같은 자동차 부품은 탑승자의 안전과 직접적으로 관계되는 부품이므로, 인장강도가 통상적으로 780MPa 이상인 초고강도이면서도 동시에 높은 연신율을 갖는 강판이 사용될 필요가 있는 등 고강도 강의 상업화 필요성이 크게 증가하고 있다.

이러한 자동차용 고강도 강으로는, 예컨데, 이상조직(DP; Dual Phase)강, 변태유기소성(TRIP; TRansformation Induced Plasticity)강, 쌍정유기소성(TWIP; TWin Induced Plasticity)강 등이 있으며, 유사한 고강도 강으로서 고강도, 고연성 및 내식성을 갖춘 고망가니즈 오스테나이트 강인 헤드필드강(Hadfield steel)이 있다.

먼저, 이상 조직강은 강을 열간 압연 후 상온으로 냉각하는 과정에서 냉각 종료 온도를 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)보다 낮게 하여 오스테나이트의 일부를 마르텐사이트로 변태시켜 상온에서 오스테나이트로부터 변태된 마르텐사이트와 페라이트의 이상조직을 갖게 한 것이다.

또한, 변태유기소성강(TRIP 강)은 조직 일부를 잔류 오스테나이트로 형성시킨 후, 부품성형 중 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 상변태를 이용하여 강의 가공성을 향상시킨 것이다.

그러나, DP 강 및 TRIP 강의 경우 주로 경질상인 마르텐사이트를 이용하여 가공경화를 달성하는데, 이러한 마르텐사이트는 소성변형 중 높은 가공경화 증가율을 보여 고강도의 열연 강판을 제조할 수 있으나, 연성은 극히 낮으므로 30% 이상의 연신율을 확보하기 어렵다는 단점이 있다.

또한, 쌍정유기소성강(TWIP 강)은 망간을 다량 함유하여 상온에서 안정한 오스테나이트 단상을 가지고, 부품 가공 중 그 오스테나이트 조직 내에 기계적 쌍정을 형성함으로써 가공 경화를 증가시킨 것이다. 즉, TWIP 강은 기지조직이 페라이트가 아닌 오스테나이트이고 소성변형 중 오스테나이트 결정립 내에 기계적 쌍정을 꾸준히 발생시켜 전위의 이동을 방해함으로써 가공경화를 추가로 얻어 우수한 연신율을 갖게 한 것이다. 또한, TWIP 강은 높은 가공경화를 일으키는 기계적 쌍정이 형성되므로 높은 연신율뿐만 아니라 높은 인장강도도 얻을 수 있다. 특히, TWIP 강은 연신율이 종래의 DP강이나 TRIP강 보다도 더 높은 50% 이상으로서 자동차용 강판 등으로 사용하기에 우수한 특성을 갖는다.

하지만, 현재까지 개발된 TWIP 강은 오스테나이트 안정성을 확보하고, 적층결함에너지를 조절하기 위한 망간의 함량이 18-30% 정도로 높을 뿐 아니라, 망간 이외에도 다량의 알루미늄이나 규소 등이 첨가되고 있어, 재료비 및 제조비용이 크게 상승한다는 단점이 있다. 또한, 제강 공정이나 연주 공정 중 망간의 휘발이나 온도 감소 등으로 인한 추가 제조비 부담도 크다는 단점이 있어서, 망간 함량을 줄인 TWIP 강의 개발이 요구되는 실정이다.

한편, 해드필드(Hadfield steel)과 같은 고강도 오스테나이트계 강은 주로 망간 (11~14wt.%)과 탄소 (1~1.4wt%)의 범위를 가지는 강으로 오랫동안 연구되어왔다. 원래 해드필드강은 1.2 wt% 의 탄소와 12wt%의 Mn을 함유하여 1882년에 로버트 해드필드에 의해 발명된 합금강으로, 이러한 해드필드 강은 소성변형중 높은 가공경화를 가지기 때문에 높은 인성과 적당한 연성 및 양호한 내마모성을 가져 내마모강으로 많이 이용되고 있다.

해드필드 강은 비록 열간압연 및 냉각중에 생성되는 탄화물에 의한 취성 때문에 성형성이 높지 않지만, 소성변형 중 기계적 쌍정 및 망간 탄소의 클러스터링 효과에 의해 높은 가공경화를 가지므로, 최근 소성변형 중 기계적 쌍정을 발생시켜 강도 뿐만 아니라 매우 우수한 연성을 가져, 차세대 자동차 강판으로 주목받는 TWIP 강(예, 대한민국 특허 출원 제10-2007-0023831호, 제1994-0007374호, 제10-2009-0036963호)과 소성변형 거동이 거의 동일하기 때문에, 상기 탄화물 생성을 조절할 수 있다면 저렴하면서도 고성능의 자동차 강판으로 충분히 적용될 수 있다.

구체적으로, 해드필드 강은 높은 탄소의 함량으로 인해 다량의 취성 탄화물에 의한 성형성의 저하와 함께, 높은 가공경화율과 취성 탄화물의 존재에 기인한 냉간 가공성의 저하를 가져온다는 단점이 있다.

냉간가공성의 문제를 해소하기 위해, 미국 특허 제2,448,753호는 적절한 냉간압연 두께를 얻기 위해 열간 압연된 재료를 가열, 담금, 세척의 과정을 진행해야 한다고 제시하였으나, 이는 매우 복잡할뿐더러 고가의 공정이여서 효율성이 떨어진다.

또한 가공성을 향상시키기 위한 또 다른 방법으로 예컨대 대한민국 특허 출원 제10-2007-0099684호에서는 기존의 개발된 해드필드 강에 기계 가공성을 개선시킬 수 있는 원소인 알루미늄을 첨가하여 기계 가공성을 증가시킨 구성을 제안하고 있으나, 알루미늄의 다량 첨가시 적층결함에너지를 높여 소성변형중 기계적 쌍정을 발생시키지 못하여 가공경화율이 낮아져 강도 및 연신율을 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.

따라서, 기존의 TWIP 강에 비해 고가의 망간 함량이 적으면서도 기계적 성질이 유사한 해드필드 강에 대해 탄소량과 탄화물의 생성의 조절 메카니즘을 도입한다면, 기존의 TWIP 강보다 합금원소, 특히 망간의 첨가량이 줄어들기 때문에 강의 제조원가를 낮출 수 있고 제강 공정이나 연주 공정 중 망간의 휘발이나 온도 감소 등으로 인한 추가 제조비 부담도 크다는 줄어드는 장점이 있다.

따라서, 본 발명은 규소 함유 해드필드 강을 사용하여 열처리 및 냉각 제어를 통해 종래의 DP 강, TRIP 강 및 TWIP 강이 갖는 문제점을 해결할 수 있는 고망간 규소 함유 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로 본 발명은 망간의 함량을 줄이면서도 동시에 고강도 및 고연성을 동시에 갖는 고망간 규소 함유 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 망간을 가격이 저렴한 원소로 대체하면서도, 망간이 다량 함유된 강판보다 강도 및 연성이 높고, 가공이 용이한 고망간 규소 함유 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고망간 규소 함유 강판은:

0.6중량% 내지 1.0중량%의 탄소와, 8중량% 내지 15중량%의 망간과, 4.0중량% 이하의 규소와 잔부인 철과 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)이 45,000MPa% 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강판은 열연 강판일 수 있다.

또한, 상기 열연 강판은 후판일 수 있다.

또한, 상기 강판은 냉연 소둔 강판일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법은:

0.6중량% 내지 1.0중량%의 탄소와, 8중량% 내지 15중량%의 망간과, 4.0중량% 이하의 규소와 잔부인 철과 불가피한 불순물을 포함하고 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)이 45,000MPa% 이상인 고망간 규소 함유 강판을 1100℃ 이상으로 가열하는 단계;

상기 가열된 강판을 900℃ 이상에서 열간 압연하는 단계;

상기 열간 압연된 강판을 공냉하는 단계;

상기 공냉된 강판을 900℃ 이상에서 소둔 열처리하는 단계; 및

상기 소둔 열처리된 강판을 유냉 혹은 유냉 이상의 냉각속도로 강제 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소둔 열처리의 온도는 대략 1000℃인 것이 바람직하다.

또한, 상기 소둔 열처리 단계는 10분 이상 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은

상기 냉각된 강판을 50% 이상의 두께 감소율로 상온에서 냉간 압연하는 단계;

상기 냉간 압연된 강판을 800℃ 이상에서 소둔 열처리하는 단계; 및

상기 소둔 열처리된 강판을 공냉 또는 강제 냉각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고망간 규소 함유 강판은 해드필드 강의 탄화물을 제어하여, 현재 자동차용 소재로 개발된 쌍정유기소성강(TWIP강)의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 망간 함량을 낮추고 규소를 첨가하고 열처리 및 냉각 속도의 제어를 통해 탄화물 석출을 억제시켜 상온에서 고강도 및 고연성의 오스테나이트 단상이 얻어진다. 특히, 규소는 탄화물 제어뿐만 아니라 고용강화 이외에 적층결함 에너지에도 영향을 주어 쌍정의 형성을 조장하여 강도 강화에 기여한다. 따라서, 총 합금원소의 함량이 기존 TWIP강보다 적어서 제조 비용이 저렴하면서도 총 연신율의 곱(TS× El)이 45,000MPa% 이상이 되는 일종의 새로운 TWIP강을 얻을 수 있다.

또한, 발명에 따른 고망간 규소 함유 강판은 후판을 포함하는 열연 강판 및 냉연 소둔 강판 등 다양한 방식으로 이용가능하다.

도 1은 소둔후 유냉을 거친 본 발명의 발명강 1-3에 대한 미세 현미경 사진으로 생성 탄화물이 존재하지 않음을 보여주는 사진이다.
도 2는 소둔후 유냉을 거치지 않은 열연강으로서의 비교강 1-2의 미세 현미경 사진으로 탄화물이 많이 생성되었음을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 발명강 1-3에 대한 투과전자현미경 사진으로 고용강화 기구인 쌍정이 형성되었음을 보여주는 사진이다.

본 발명에 따른 고망간 규소 함유 강판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 이하에서 설명한다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고망간 규소 함유 강판은 0.6중량% 내지 1.0중량%의 탄소와, 8중량% 내지 15중량%의 망간과, 4.0중량% 이하의 규소와 잔부인 철과 불가피한 불순물을 포함하고 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)이 45,000MPa% 이상이다.

즉, 본 발명은 종래의 해드필드 강(Hadfield steel)과 쌍정유기소성(TWIP) 강의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 망간 함량을 낮추는 대신 규소를 첨가하고 열처리 및 냉각 속도 제어를 통해 상온에서 오스테나이트 단상을 얻도록 하였다. 특히, 규소는 탄화물 제어뿐만 아니라 고용강화 이외에 적층결함 에너지에도 영향을 주어 쌍정의 형성을 조장하여 강도 강화에 기여한다.

구체적으로, 종래의 해드필드강의 조성을 이용하여 소둔 열처리 및 강제 냉각(유냉)을 통해 현재까지 개발된 쌍정유기소성(TWIP) 강보다도 더 적은 망간의 함량을 갖으면서도 대신 규소를 첨가하여 연신율을 50%정도로 유지하면서도, 기존의 쌍정유기소성 강들과 비슷하거나 그 이상인 수준의 인장강도 및 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)을 갖는 고강도, 고연성의 규소 함유 강판을 제조할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고망간 규소 함유 강판은 망간을 8중량% 내지 15중량% 포함한다. 즉, TWIP 강은 상온의 오스테나이트 기지에서 소성변형 중 기계적 쌍정이 형성되는 것이므로, 일단 합금원소를 첨가하여 철-탄소 상태도 상에서 고온의 오스테나이트 영역을 상온까지 확장시켜야 한다. 본 실시예는 이를 위한 오스테나이트 안정화 원소로서 망간을 이용하였다.

그러나, 망간의 함량이 8중량% 미만이면, 오스테나이트 상의 안정성이 크게 떨어져서 열간 압연 후 오스테나이트 영역에서 냉각 중에 페라이트, 혹은 마르텐사이트 상이 생길 수 있다. 또한, 망간의 함량이 8중량% 미만이면, 오스테나이트 상의 적층결함 에너지가 너무 높아져서 기계적 쌍정을 형성하기 곤란하다는 단점이 있다.

한편, 망간 함량이 15중량% 이하인 경우 오스테나이트 안정성을 확보할 수 있으며, 적층결함에너지를 효과적으로 낮추어 소성변형 중 기계적 쌍정의 생성이 활발하기 때문에 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)이 매우 우수하게 나타난다. 그러나, 망간 함량이 15중량%를 초과하여 첨가되는 경우 상온에서 오스테나이트 단상을 얻고 기계적 쌍정을 생성시키는 것은 가능하나, 원재료비 및 제조비용의 증가를 가져올 뿐만 아니라 용접성이 저하되고 게재물이 형성되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 고망간 규소 함유 강판은 탄소를 0.6중량% 내지 1.0중량% 포함한다. 즉, 망간의 함량이 15중량% 이하인, 철-망간 이원계 합금은 상온에서 오스테나이트 단상을 얻을 수 없고, ε마르텐사이트나 α' 마르텐사이트가 일부 형성된다. 따라서, 본 실시예에 따르면 상온에서 오스테나이트 단상조직을 얻기 위해서는 값싸면서도 강력한 오스테나이트 안정화 원소인 탄소를 첨가하였다.

한편, 탄소의 함량이 0.6중량% 미만이면, 오스테나이트의 안정도가 여전히 충분하지 않아서 열간 압연 후 냉각하는 과정에서 오스테나이트 단상을 얻기 힘들거나, 혹은 상온에서 오스테나이트 단상을 얻었다 할지라도 소성변형시 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 상변태가 일어나 변태유기소성강(TRIP 강)이 되고, 쌍정유기소성강(TWIP강)을 얻을 수 없다.

한편, 탄소 함량이 1.0중량%를 초과하면 상온에서 안정한 오스테나이트를 얻을 수는 있지만, 탄화물 석출이 발생하여 연신율을 감소시키거나, 용접성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 소둔 열처리 후 냉각 속도를 조절하더라도 탄화물 석출을 제어하는데 어려움이 따른다. 또한, 탄소 함량이 1.0중량%를 초과하면 적층결함에너지가 너무 커져서, 변형 중에 기계적 쌍정의 생성이 어려워지는 단점이 있다.

또한, 본 실시예에 따른 고망간 규소 함유 강판은 규소를 4.0중량% 이하로 포함한다. 구체적으로, 4중량% 이하의 규소를 첨가할 경우 규소에 의한 고용강화 효과에 의해 결정립도를 줄임으로써, 결국 항복강도를 증가시켜 강도의 향상을 얻을 수 있으며, 강의 적층결함에너지를 낮추어 소성변형중 기계적 쌍정의 생성을 원활하게 한다. 또한, 규소의 첨가는 탄소의 석출을 제어하여 탄소의 고용도를 높이기도 한다.

하지만 규소를 4중량%를 초과하여 첨가할 경우 강의 적층결함에너지를 과다하게 낮추어 오스테나이트 안정성이 떨어질 경우에는 ε 마르텐사이트의 생성을 촉진시켜 강의 기계적 성질에 좋지 않은 영향을 끼칠 뿐 아니라, 열간압연 성능까지 급격히 저하시킨다. 또한, 표면에 규소 산화층을 형성하여 용융 도금성과 용접성을 떨어뜨린다. 그러나, 망간이 다량 첨가된 강에서는 첨가된 규소의 양이 적절할 경우 오히려 얇게 형성된 규소 산화층이 망간의 산화를 억제하기 때문에 고망간 강의 냉간압연후 두꺼운 망간 산화층의 형성을 억제하고 냉연강판에서 진행되는 부식을 방지할 수도 있으므로 규소의 함량은 4중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 전술한 조성의 본 발명의 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법을 제공한다.

상기 방법은 0.6중량% 내지 1.0중량%의 탄소와, 8중량% 내지 15중량%의 망간과, 4.0중량% 이하의 규소와 잔부인 철과 불가피한 불순물을 포함하는 고망간 규소 함유 강판을 1100℃ 이상으로 가열하는 단계, 상기 가열된 강판을 900℃ 이상에서 열간 압연하는 단계, 상기 열간 압연된 강판을 공냉하는 단계, 상기 공냉된 강판을 900℃ 이상에서 소둔 열처리하는 단계 및 상기 소둔 열처리된 강판을 유냉 혹은 유냉 이상의 냉각속도로 강제 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 소둔 열처리 단계는 10분 이상 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은 냉연강판의 제조를 위해, 상기 냉각된 강판을 50% 이상의 두께 감소율로 상온에서 냉간 압연하는 단계, 상기 냉간 압연된 강판을 800℃ 이상에서 소둔 열처리하는 단계, 및 상기 소둔 열처리된 강판을 공냉 또는 강제 냉각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

실험예

하기 표 1에 제시된 화학조성을 갖는 고망간 규소 함유 강들을 1100℃ 이상으로 가열한 후 900℃ 이상에서 열간압연하여 두께 3mm 강판을 제조한 후 공냉 또는 강제냉각하여 시편을 제조하였다. 또한, 이 열간압연 강을 900℃(발명강 1), 1000℃(발명강 2), 1100℃(발명강 3)에서 10분간 소둔 열처리 후 유냉하였다.

발명강 1-3은 소둔 온도(900℃, 1000℃, 1100℃)에서의 특성을 상호 비교하기 위해 상대적으로 작은 함량의 탄소와 상대적으로 큰 함량의 규소(저탄소 고규소)를 첨가한 동일 조성의 강이다.

이러한 발명강 1-3에 대한 비교강으로서, 비교강 1은 발명강 1과 동일 조성(저탄소 고규소)이지만 소둔후 유냉 처리를 하지 않은 열연 강이며, 비교강 2는 본 발명의 고망간 규소 함유 강의 조성 범위 내에 있지만 탄소 함량을 극히 높이고 규소 함량을 극히 떨어뜨린 조성을 가지며 비교강 1과 마찬가지로 소둔후 유냉 처리를 행하지 않은 열연강이다.

또한, 비교강 3, 4는 비교강 2에 비해 탄소 함량을 더 높인 해드필드 강에 속하는 강으로 고탄소 저규소의 강을 1000℃에서 소둔후 유냉 처리한 강이다.

구 분	조성(중량%)				비고
	C	Mn	Si	Al
발명강 1	0.886	11.83	1.93	<0.005	900℃ 소둔후 유냉
발명강 2	0.886	11.83	1.93	<0.005	1000℃ 소둔후 유냉
발명강 3	0.886	11.83	1.93	<0.005	1100℃ 소둔후 유냉
비교강 1	0.886	11.83	1.93	<0.005	열연재
비교강 2	0.933	12.76	0.010	0.028	열연재
비교강 3	1.16	9.87	0.066	<0.005	1000℃ 소둔후 유냉
비교강 4	1.19	8.08	0.067	<0.005	1000℃ 소둔후 유냉

상기와 같은 공정을 통해 제조된 시편에 대해 미세 조직을 관찰하였으며 강도 및 연신율을 측정하였으며, 미세 조직은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같으며 측정 결과는 하기 표 2와 같다.

구 분	항복강도(YS) (MPa)	인장강도(TS) (MPa)	총연신율 El(%)	TS×El (MPa%)	비고
발명강 1	439	1121	43.9	49212	900℃ 소둔후 유냉
발명강 2	392	1068	56.2	60022	1000℃ 소둔후 유냉
발명강 3	364	986	48.6	47920	1100℃ 소둔후 유냉
비교강 1	504	1088	33.0	35904	열연재
비교강 2	387	1021	33.9	34612	열연재
비교강 3	353	878	38.7	33979	1000℃ 소둔후 유냉
비교강 4	371	830	23.1	19173	1000℃ 소둔후 유냉

우선, 전술한 조성을 가지고 열처리 및 냉각(소둔후 유냉)을 행한 본 발명의 발명강 1-3은 도 1에 나타낸 바와 같이 소둔 열처리 후 오스테나이트 조직내에 어떤 탄화물도 석출되지 않음을 확인할 수 있었다. 그러나, 소둔열처리 후 유냉을 하지 않은 시편은 도 2에서 알 수 있듯이, 열간압연 후 오스테나이트 조직내에 수많은 탄화물이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 소둔 열처리 후 유냉된 본 발명의 발명강 1-3의 변형메커니즘을 확인하기 위해 투과전자현미경으로 미세조직을 관찰한 결과 도 3에 보여지는 바와 같이 변형중 높은 가공경화를 가지는 기계적 쌍정의 생성을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 강도, 연신율 및 강도× 연신율 값이 45,000MPa% 이상으로 우수하게 나타났다.

또한, 항복강도, 인장강도, 총연신율 및 인장강도×총연신율의 측정값을 나타낸 표 2를 참조하면, 소둔후 유냉한 본 발명의 발명강 1-4 모두 항복강도, 인장강도, 총연신율은 물론, 인장강도×총연신율이 48,000~60,000MPa% 정도로 아주 우수한 값을 보인 반면, 소둔후 유냉을 행하지 않은 비교강 1, 2 및 소둔후 유냉을 하더라고 본 발명의 조성범위를 벗어난 비교강 3, 4(특히 고탄소 저규소 강)는 항복강도, 인장강도, 총연신율은 물론, 인장강도×총연신율이 19,000~35,000MPa% 정도로 강의 기계적 특성이 극히 떨어짐을 알 수 있다.

구체적으로, 소둔후 유냉 처리한 본 발명강 1-3과 이 발명강 1-3과는 동일 조성이지만 소둔후 유냉을 행하지 않은 열연강인 비교강 1의 기계적 특성을 살펴보면, 소둔후 유냉의 처리 유무가 기계적 특성의 향상에 크게 기여함을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 조성 범위 내에 있는 비교강 1,2의 경우 소둔후 유냉을 행하지 않은 상태에서는 규소 함량이 높은 비교강 1이 비교강 2에 비해 기계적 성질이 다소 우수한 것으로 측정되어 규소 함량만을 놓고 볼 때 규소의 첨가량이 기계적 성질에 영향을 미침을 간접적으로 확인할 수 있었다.

또한, 동일 조성의 본 발명의 발명강 1-3에 있어서, 소둔 온도가 1000℃일 때 가장 우수한 기계적 특성을 나타내므로 소둔후 유냉의 처리에 있어서도 온도 구간이 기계적 성질에 영향을 미침을 알 수 있었다.

또한, 1000℃ 소둔후 유냉 처리를 하더라도 탄소함량이 본 발명의 조성범위를 벗어나고 규소 함량이 극히 낮은 비교강 3, 4의 경우 기계적 특성이 아주 떨어지는 것을 확인할 수 있어서, 소둔후 유냉이란 처리는 물론 본 발명의 조성 범위가 기계적 성질의 향상에 기여하는 메커니즘이 됨을 알 수 있었다.

결국, 본 발명의 발명강들은 탄소 및 규소의 적절한 함량과 최적의 열처리 제어를 통하여 탄소를 오스테나이트에 고용시키고 적절한 결정립 크기를 가져 항복강도, 인장강도, 총연신율 및 인장강도×총연신율이 매우 우수함을 알 수 있었으며, 이는 종래 쌍정유기소성(TWIP)강들과 비교할 때 연신율이 대등하면서도 항복강도와 인장강도가 더 높은 것이다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강도 및 고연성을 갖는 고망간 규소 함유 강판 및 그 제조방법을 상세하게 설명하였다. 하지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 실시예에 대한 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 뒤에서 설명할 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (8)

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5. 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법으로서:
   0.6중량% 내지 1.0중량%의 탄소와, 8중량% 내지 15중량%의 망간과, 0중량% 초과 4.0중량% 이하의 규소와 잔부인 철과 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도와 총연신율의 곱(TS × El)이 45,000MPa% 이상인 고망간 규소 함유 강판을 1100℃ 이상으로 가열하는 단계;
   상기 가열된 강판을 900℃ 이상에서 열간 압연하는 단계;
   상기 열간 압연된 강판을 공냉하는 단계;
   상기 공냉된 강판을 900℃ 이상에서 소둔 열처리하는 단계; 및
   상기 소둔 열처리된 강판을 유냉 혹은 유냉 이상의 냉각속도로 강제 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 소둔 열처리의 온도는 900~1100℃인 것을 특징으로 하는 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 소둔 열처리 단계는 10분 이상 수행되는 것을 특징으로 하는 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법.
8. 제5항에 있어서, 상기 방법은
   상기 냉각된 강판을 50% 이상의 두께 감소율로 상온에서 냉간 압연하는 단계;
   상기 냉간 압연된 강판을 800℃ 이상에서 소둔 열처리하는 단계; 및
   상기 소둔 열처리된 강판을 공냉 또는 강제 냉각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간 규소 함유 강판의 제조 방법.

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