KR101235535B1

KR101235535B1 - 저항복비를 갖는 고강도 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101235535B1
Application number: KR1020110058515A
Authority: KR
Inventors: 조현수; 신효동; 이보룡; 문만빈
Original assignee: 현대하이스코 주식회사
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2013-02-28
Also published as: KR20120139013A

Abstract

인장강도 980MPa 이상의 고강도를 가지면서, 저항복비를 갖는 고강도 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 열연 강을 형성하는 열연 공정; 상기 열연 강을 산세처리 후, 냉간 압연하여 냉연 강을 형성하는 냉연 공정; 및 상기 냉연 강을 780 ~ 820℃에서 가열유지한 후, 550 ~ 250℃까지 냉각하는 소둔 공정;을 포함하여, 제조되는 강이 인장강도 : 980MPa 이상 및 항복비 : 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

저항복비를 갖는 고강도 강판 및 그 제조 방법 {HIGH STRENGTH STEEL SHEET WITH LOW YIELD RATIO AND METHOD OF MANUFACTURING THE STEEL SHEET}

본 발명은 냉연강판 또는 합금화용융아연도금 강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 및 열처리 조건 제어를 통하여 980MPa 이상의 인장강도를 가지면서도 0.55 이하의 저항복비를 갖는 냉연강판 또는 합금화용융아연도금 강판 제조 방법에 관한 것이다.

현재 자동차 부품은 연비 향상을 위하여 점차 고강도화되는 추세에 있다.

인장강도 980MPa급 고강도 강판의 경우, 페라이트와 마르텐사이트의 미세조직을 갖는 DP(Dual Phase)강이 주로 사용된다.

이러한 980MPa급 고강도 강판은 주로 보강재로 활용되고 있으며, 높은 항복비로 인하여 벤딩(bending) 가공이 이루어지고 있다.

그런데, 고항복비를 갖는 고강도 강판의 경우, 벤딩 가공 후 스프링백(spring back) 현상이 발생할 수 있다.

따라서, 저항복비를 갖는 고강도 강판의 개발이 요구된다.

본 발명의 목적은 합금성분 및 소둔 공정 조건 제어를 통하여 인장강도 980MPa 이상의 고강도를 가지면서도, 항복비가 0.55 이하인 저항복비형 고강도 강판 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인장강도 980MPa 이상을 가지면서도 저항복비형 고강도 강판을 제공하는 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 열연 강을 형성하는 열연 공정; 상기 열연 강을 산세처리 후, 냉간 압연하여 냉연 강을 형성하는 냉연 공정; 및 상기 냉연 강을 780 ~ 820℃에서 가열유지한 후, 550 ~ 250℃까지 냉각하는 소둔 공정;을 포함하여, 제조되는 강이 인장강도 : 980MPa 이상 및 항복비(YP/TS) : 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 열연 강을 형성하는 열연 공정; 상기 열연 강을 산세처리 후, 냉간 압연하여 냉연 강을 형성하는 냉연 공정; 상기 냉연 강을 780 ~ 820℃에서 가열유지한 후, 460 ~ 580℃까지 냉각하는 소둔 공정; 및 상기 소둔 공정이 완료된 강을 용융아연도금한 후, 재가열하여 합금화열처리하는 합금화용융아연도금 공정;을 포함하여, 제조되는 강이 인장강도 : 980MPa 이상 및 항복비 : 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 980MPa 이상, 항복비 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법은 니오븀(Nb) 첨가량을 종래 DP강에 비하여 낮추고, 크롬(Cr)의 첨가량을 상대적으로 높임으로써, 소둔 공정 후 혹은 합금화용융아연도금 공정 후 인장강도 980MPa 이상을 가지면서도 0.55 이하의 저항복비를 갖는 냉연강판 혹은 합금화용융아연도금강판을 제조할 수 있었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 보다 구체적으로는 냉연강판 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 보다 구체적으로는 합금화용융아연도금강판 제조 방법을 나타낸 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

저항복비형 고강도 강판

본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.2%, 실리콘(Si) : 0.05 ~ 0.3%, 망간(Mn) : 2.5 ~ 3.0%, 인(P) : 0.01 ~ 0.05%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.5%, 알루미늄(Al) : 0.03 ~ 0.4%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~ 0.04% 및 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.2%을 포함한다.

상기 합금 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 강의 제조 과정에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판에 포함되는 각 성분의 함량 및 첨가 이유에 대하여 설명한다.

탄소(C)

탄소(C)는 강의 강도 확보를 위해 첨가한다. 또한 탄소는 오스테나이트 상에 농화되는 양에 따라 오스테나이트 상을 안정화시키는 역할을 한다.

상기 탄소는 강 전체 중량의 0.06 ~ 0.2 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소의 첨가량이 0.06 중량% 미만일 경우 본 발명에 따른 강판에서 충분한 강도를 확보하기 어렵다. 탄소의 함량이 0.2 중량%를 초과하면 강도는 증가하나 인성 및 용접성이 크게 저하될 수 있다.

실리콘(Si)

실리콘(Si)은 강 중 탈산제 역할을 하며, 페라이트를 안정화 원소로서 강도 확보에 기여한다.

상기 실리콘은 강 전체 중량의 0.05 ~ 0.3 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.05 중량% 미만일 경우 상기의 실리콘 첨가 효과를 제대로 얻을 수 없다. 반대로, 실리콘의 첨가량이 0.3 중량%를 초과하는 경우, 표면에 Mn₂SiO₄ 등과 같은 산화물을 형성하여 도금 특성을 저하시킨다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 고용강화 및 소입성을 통하여 강의 강도 향상에 기여한다.

상기 망간은 강 전체 중량의 2.5 ~ 3.0 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 2.5 중량% 미만일 경우에 그 첨가 효과가 불충분하여 인장강도 980MPa 이상의 강도 확보가 어렵다. 반대로, 망간의 첨가량이 3.0 중량%를 초과하면 망간밴드 조직이 형성되고 편석이 급격히 증가하여 강의 가공성 및 용접성을 저해시킨다.

인(P)

인(P)은 고용강화에 의하여 강의 강도를 향상시키는데 기여한다.

상기 인은 강 전체 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 인의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 그 첨가에 따른 효과가 불충분하다. 반대로, 인의 함량이 0.05 중량%를 초과하여 과다 첨가되는 경우, 열간 취성의 원인이 되며, 용접성을 악화시킨다.

크롬(Cr)

크롬(Cr)은 페라이트 결정립을 안정화하여 연신율을 향상시키며, 오스테나이트 상 내 탄소 농화량을 증진하여 오스테나이트 상을 안정화시킴으로써 강도 향상에 기여하며, 아울러 항복비를 낮추는데 기여한다.

상기 크롬은 강 전체 중량의 0.1 ~ 0.5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 크롬의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하고, 특히 0.55 이하의 저항복비를 얻기 어렵다. 반대로, 크롬의 함량이 0.5 중량%를 초과하면, 용융 도금성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 실리콘과 함께 탈산제로 작용하여 강 중 산소를 제거함으로써, 슬라브 제조시 균열을 방지한다. 또한, 알루미늄은 표면에 도금 젖음성에 유리한 FeAl₂O₄ 산화물을 형성한다.

상기 알루미늄은 강 전체 중량의 0.03 ~ 0.4 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 함량이 0.03 중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄의 첨가량이 0.4 중량%를 초과하여 과다 첨가되는 경우, 연속주조성을 저하시키고, 슬라브 내 AlN을 형성하여 열연 크랙을 유발할 수 있다.

니오븀(Nb)

니오븀(Nb)은 니오븀계 탄질화 석출물을 형성한다. 니오븀계 탄질화 석출물은 열간 압연과 이상역 소둔시 입계성장을 가로막아 결정립 미세화시 미세화하여 강도 및 연성을 향상시킨다. 또한 니오븀은 철(Fe) 내 고용강화를 통하여 강의 강도를 향상시킨다.

다만, 니오븀의 경우, 인장강도 향상과 함께 항복강도도 함께 상승시켜 항복비를 낮추는데 장애요소로 작용할 수 있다.

상기 강도 향상 및 항복비 증가를 고려할 때, 니오븀은 강 전체 중량의 0.01 ~ 0.04 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀의 첨가량이 0.01 중량% 미만일 경우 강도 향상 효과가 불충분하다. 반대로, 니오븀의 첨가량이 0.04 중량%를 초과할 경우 강도 향상에는 기여할 수 있으나, 0.55 이하의 항복비 달성이 어려워진다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 탄질화물 형성 원소로서, 고용질소를 저감시키는데 기여한다. 고용 질소의 저감은 AlN 형성을 방지하여 항복비가 증가를 방지한다.

상기 티타늄은 강 전체 중량의 0.005 ~ 0.2 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

티타늄의 첨가량이 0.005 중량% 미만이면 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 티타늄의 첨가량이 0.2 중량%를 초과하면 강판 내 탄소와 결합하여 오히려 항복비를 증가시키는 문제점이 있다.

상기 합금성분들로 이루어지는 본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판은 냉연강판 혹은 합금화용융아연도금강판일 수 있다. 널리 알려진 바와 같이, 냉연강판은 열연 공정, 냉연 공정 및 소둔 공정을 포함하는 일련의 과정으로 제조되고, 합금화용융아연도금강판은 열연 공정, 냉연 공정, 소둔 공정 및 합금화용융아연도금 공정을 포함하는 일련의 과정으로 제조될 수 있다.

미세조직 측면에서, 본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판은 페라이트와 마르텐사이트를 포함하는 복합조직을 가질 수 있다.

기계적 특성 측면에서, 본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판은 냉연강판의 경우 소둔 공정 후, 합금화용융아연도금강판의 경우, 합금화용융아연도금 공정 후, 인장강도 980MPa 이상이며, 항복비(YP/TS)가 0.55 이하를 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 저항복비형 고강도 강판은 13 ~ 16%의 우수한 연신율을 나타내었다.

저항복비형 고강도 강판 제조 방법

이하에서는 상기 특성을 나타낼 수 있는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 보다 구체적으로는 냉연강판 제조 방법을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 도시된 냉연강판 제조 방법은 열연 공정(S110), 냉연 공정(S120) 및 소둔 공정(S130)을 포함한다.

열연 공정

열연 공정(S110)에서는 본 발명에 따른 고강도 강판의 합금 성분, 즉 중량%로, 탄소(C) : 0.06 ~ 0.2%, 실리콘(Si) : 0.05 ~ 0.3%, 망간(Mn) : 2.5 ~ 3.0%, 인(P) : 0.01 ~ 0.05%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.5%, 알루미늄(Al) : 0.03 ~ 0.4%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~ 0.04%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 열연 강을 형성한다.

본 발명의 목적은 냉연강판 또는 합금화용융아연도금강판을 제공하는 것이므로, 열연 공정이 특별히 한정되지는 않는다. 다만, 하기 조건의 열연 공정을 이용할 경우, 보다 우수한 기계적 특성을 갖는 냉연강판 또는 합금화용융아연도금강판을 제조할 수 있다.

강 슬라브는 제강 공정을 통해 용강을 얻은 다음에 연속주조 공정을 통하여 제조된다.

슬라브 재가열은 주조시 편석된 성분을 재고용하기 위하여 실시된다. 슬라브 재가열은 슬라브 재가열 온도(SRT) : 1150 ~ 1250℃의 온도에서 실시될 수 있다. 슬라브 재가열 온도가 1150℃ 미만이면 편석된 성분이 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1250℃를 초과하면 오스테나이트 결정립 사이즈가 증대되어 페라이트의 결정립을 조대화시켜 강도 확보가 어려워질 수 있다.

또한, 슬라브 재가열은 상기 온도 범위에서 1 ~ 3시간 동안 실시될 수 있다. 슬라브 재가열 온도가 1시간 미만일 경우 강 슬라브의 균질화 정도가 미미하여 품질 저하의 우려가 있다. 반대로 슬라브 재가열 온도가 3시간을 초과하는 경우 경제적으로 유용하지 못하다.

열간 압연은 마무리 압연 온도(FDT)가 850 ~ 950℃가 되도록 실시될 수 있다. 마무리 압연 온도가 850℃ 미만이면 압연시 과도한 전위가 페라이트 내에 도입되어 냉각 또는 권취 중에 강의 표면에 조대한 결정립이 형성될 수 있다. 반대로, 마무리 압연 온도가 950℃를 초과하면 페라이트 결정립의 사이즈가 증가하여 강도가 감소될 수 있다.

냉각 이후 이루어지는 권취는 권취 온도(CT) : 550 ~ 650℃에서 실시될 수 있다. 권취 온도가 650℃를 초과하면 망간, 실리콘 등이 편석될 수 있다. 반대로 권취 온도가 550℃ 미만이면, 연성이 저하되고 가공성을 확보하기 어려워질 수 있다.

냉연 공정

냉연 공정(S120)에서는 열연 강을 산세처리 후, 냉간 압연한다. 냉간 압연시 압하율은 대략 50% 이상이 될 수 있다.

소둔 공정

본 발명에서 소둔 공정(S130)에서는 항복강도를 높이는 동시에 인장강도와 연성의 균형이 이루어지도록 페라이트와 마르텐사이트의 분율을 제어한다. 보다 구체적으로, 소둔 공정에서는 마르텐사이트 분율 제어로 강도를 확보하고, 페라이트 분율 제어로 연신율을 확보한다.

본 발명에서, 소둔 공정은 냉연 강을 780 ~ 820℃에서 대략 5 ~ 200초간 가열유지한 후, 대략 4 ~ 70℃/sec의 평균 냉각 속도로 550 ~ 250℃까지 냉각하는 방식으로 실시될 수 있다.

소둔 공정에서 가열유지 온도가 780℃ 미만인 경우 0.55 이하의 저항복비를 얻기 어려워질 수 있다. 반대로, 가열유지 온도가 820℃를 초과하면 오스테나이트 결정립 크기 증가로 인하여 강판의 물성이 저하될 수 있다.

소둔 공정에서 냉각은 가스젯(Gas Jet) 방식, 롤 퀀칭(Roll Quenching) 방식 등이 이용될 수 있으며, 1단 냉각, 2단 냉각 등이 적용될 수 있다. 또한, 소둔 공정에서 냉각은 수냉 방식으로 실시될 수 있다.

한편, 소둔 공정에서 냉각 종료 온도가 550℃를 초과하는 경우, 펄라이트 변태를 유발할 수 있다. 반대로, 냉각 종료 온도가 250℃ 미만일 경우, 충분한 연신율을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

소둔 공정 후에는 상기 냉각 종료 온도에 해당하는 550 ~ 250℃에서 대략 30 ~ 300초 정도 유지하는 과시효 처리를 더 수행할 수 있다.

상기의 열연 공정, 냉연 공정 및 소둔 공정을 통하여 제조되는 냉연 강판의 경우, 인장강도(TS) : 985 ~ 1092MPa, 항복비(YP/TS) : 0.49 ~ 0.55, 연신율 : 13 ~ 16%를 나타낼 수 있었다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항복비형 고강도 강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 보다 구체적으로는 합금화용융아연도금강판 제조 방법을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 도시된 합금화용융아연도금강판 제조 방법은 열연 공정(S210), 냉연 공정(S220), 소둔 공정(S230) 및 합금화용융아연도금 공정(S240)을 포함한다.

상기 각 과정들 중에서 열연 공정(S210) 및 냉연 공정(S220)은 상술한 냉연 강판 제조 방법의 열연 공정(S110) 및 냉연 공정(S220)과 동일하다. 또한, 본 실시예의 소둔 공정(S230)에서 가열유지 온도는 780 ~ 820 ℃로 냉연 강판 제조 방법의 소둔 공정(S130)에서의 가열유지 온도와 동일하다.

다만, 본 실시예에서 소둔 공정(S230)에서 가열유지 후 냉각 종료 온도가 460 ~ 580℃로 냉연 강판 제조 방법의 소둔 공정(S130)에서의 냉각 종료 온도보다 다소 높다. 이는 냉연강판과 합금화용융아연도금강판을 동시에 생산할 수 있는 CVGL(Continuous Vertical Galvanizing Line)에서 후술하는 합금화용융아연도금 공정(S240)을 수행하는 것을 고려한 것이다.

합금화용융아연도금 공정

합금화용융아연도금 공정(S420)에서는 소둔 공정이 완료된 강을 용융아연도금(galvanizing)한 후, 재가열하여 합금화열처리한다.

용융아연도금은 460 ~ 480℃의 온도가 유지되는 도금욕에 소둔 처리된 강을 연속적으로 침지시키는 방식으로 실시될 수 있다.

용융아연도금 온도는 460 ~ 480℃가 될 수 있다. 도금 온도가 460℃ 미만일 경우 강 표면에 충분한 도금이 이루어지기 어렵다. 반대로, 도금 온도가 480℃를 초과하는 경우, 도금 밀착성이 저하될 수 있다.

합금화열처리는 도금 후 재가열을 통하여, 용융아연도금층을 안정적으로 성장시킨다.

합금화열처리는 510~530℃에서 실시될 수 있다. 합금화열처리 온도가 510℃ 미만인 경우 용융아연 도금층의 안정적 성장이 어렵다. 반대로 합금화열처리 온도가 530℃를 초과하는 경우 도금밀착성이 저하될 수 있다.

합금화열처리 이후에는 마르텐사이트 분율 확보를 위하여, 대략 5 ~ 50 ℃/s 의 속도로 200 ~ 300℃ 정도까지 냉각하는 과정을 실시할 수 있다.

상기의 열연 공정, 냉연 공정, 소둔 공정 및 합금화용융아연도금 공정을 통하여 제조되는 합금화용융아연도금강판의 경우, 인장강도(TS) : 980 ~ 1085MPa, 항복비(YP/TS) : 0.49 ~ 0.52, 연신율 : 13 ~ 16%를 나타낼 수 있었다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 강판의 제조

표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 13 및 비교예 1 ~ 12에 따른 냉연강판 또는 합금화용융아연도금강판을 제조하였다.

우선, 표 1에 기재된 조성을 갖는 강 슬라브를 1200℃에서 2시간 동안 재가열하고, 900℃에서 마무리 열간 압연한 후, 600℃까지 냉각하여 권취하였다. 이후, 산세처리 후 50%의 압하율로 냉간 압연을 실시하였다. 이후, 표 2 및 표 3에 기재된 온도에서 120초 동안 가열유지하고, 대략 60초 동안 표 2 및 표 3에 기재된 냉각종료 온도까지 냉각하였다. 냉각은 600℃까지는 가스젯 방식을 적용하고 그 이하에서는 롤 퀀칭 방식을 적용하였다.

이후, 실시예 1 ~ 6, 비교예 1 ~ 5의 경우, 표 2에 기재된 냉각종료온도를 에서 210초 동안 과시효 처리를 수행한 후, 100초 동안 150℃까지 냉각하여 냉연강판을 제조하였다. 반면, 실시예 7 ~ 13 및 비교예 6 ~ 12의 경우, 표 3에 기재된 냉각종료온도로부터 460℃까지 200초 동안 과시효 처리와 냉각을 수행하면서 한 후, 460℃에서 용융아연도금을 실시하고, 520℃에서 합금화열처리를 수행하고, 30초 동안 150℃까지 냉각하여, 합금화용융아연도금강판을 제조하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2]

[표 3]

2. 기계적 특성

실시예 1 ~ 13 및 비교예 1 ~ 12에 따라 제조된 냉연강판 또는 합금화용융아연도금강판 에 대하여 인장시험을 실시하였으며, 그 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.

표 2를 참조하면, 실시예 1 ~ 6에 따라 제조된 냉연강판은 인장강도(TS) 985 ~ 1058MPa, 항복강도(YP) 500~558MPa, 항복비(YP/TS) 0.49 ~ 0.55를 나타내었으며, 13 ~ 16%의 연신율(EL)을 나타내었다.

반면, 비교예 1, 3에 따라 제조된 냉연강판은 인장강도가 980MPa에 미치지 못하였고, 비교예 2, 4에 따라 제조된 냉연강판은 연신율이 13%에 미치지 못하였다. 특히 비교예 1 ~ 5에 따라 제조된 냉연강판은 항복비가 0.6 이상으로 실시예 1 ~ 6에 비하여 상대적으로 높았다.

이러한 특성들은, 실시예 1 ~ 6의 경우 니오븀(Nb) 첨가량을 줄이고, 크롬(Cr) 첨가량을 늘린 결과로 볼 수 있다. 니오븀(Nb)의 경우 항복비를 낮추는데 장애요소로 작용하나, 크롬(Cr)의 경우, 저항복비에 기여하는 것을 볼 수 있다.

또한, 표 3을 참조하면, 실시예 7 ~ 13에 따라 제조된 합금화용융아연도금 강판은 인장강도(TS) 980 ~ 1085MPa, 항복강도(YP) 495 ~ 564MPa, 항복비(YP/TS) 0.49 ~ 0.52를 나타내었으며, 13 ~ 16%의 연신율(EL)을 나타내었다.

반면, 비교예 6 ~ 11에 따라 제조된 합금화용융아연도금강판은 연신율이 13%에 미치지 못하였다. 특히, 비교예 6 ~ 12에 따라 제조된 합금화용융아연도금 강판은 항복비가 0.58 이상으로 실시예 7 ~ 13에 비하여 상대적으로 높았다.

이러한 본 발명의 고강도 및 저항복비 특성은 항복비를 낮추는데 장애요소로 작용하는 니오븀(Nb) 첨가량을 줄이고, 강도 및 저항복비에 기여하는 크롬(Cr) 첨가량을 늘린 결과로 볼 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

S110, S210 : 열연 공정
S120, S220 : 냉연 공정
S130, S230 : 소둔 공정
S240 : 합금화용융아연도금 공정

Claims

중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 열연 강을 형성하는 열연 공정;
상기 열연 강을 산세처리 후, 냉간 압연하여 냉연 강을 형성하는 냉연 공정; 및
상기 냉연 강을 780 ~ 820℃에서 가열유지한 후, 550 ~ 250℃까지 냉각하는 소둔 공정;을 포함하여,
제조되는 강이 인장강도 : 980MPa 이상 및 항복비 : 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 소둔 공정이 완료된 강을, 550 ~ 250℃에서 과시효(over aging) 처리하는 과시효 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법.
중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 열연 강을 형성하는 열연 공정;
상기 열연 강을 산세처리 후, 냉간 압연하여 냉연 강을 형성하는 냉연 공정;
상기 냉연 강을 780 ~ 820℃에서 가열유지한 후, 460 ~ 580℃까지 냉각하는 소둔 공정; 및
상기 소둔 공정이 완료된 강을 용융아연도금한 후, 재가열하여 합금화열처리하는 합금화용융아연도금 공정;을 포함하여,
제조되는 강이 인장강도 : 980MPa 이상 및 항복비 : 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 소둔 공정이 완료된 강을, 460 ~ 580℃에서 과시효 처리하는 과시효 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법
제3항에 있어서,
상기 합금화용융아연도금 공정은
460 ~ 480℃에서 용융아연도금을 실시하고, 510~530℃에서 합금화열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 열연 공정에서,
상기 재가열은 1150 ~ 1250℃의 온도에서 실시되고,
상기 열간 압연은 850 ~ 950℃의 마무리 압연 온도로 실시되고,
상기 권취는 550 ~ 650℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판 제조 방법.
중량%로, C : 0.06 ~ 0.2%, Si : 0.05 ~ 0.3%, Mn : 2.5 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.05% , Cr : 0.1 ~ 0.5%, Al : 0.03 ~ 0.4%, Nb : 0.01 ~ 0.04%, Ti : 0.005 ~ 0.2% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지고,
인장강도 980MPa 이상, 항복비 0.55 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판.
제7항에 있어서,
상기 강판은
연신율 : 13 ~ 16%를 갖는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판.
제7항에 있어서,
상기 강판은
냉연 강판 또는 합금화용융아연도금강판인 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 강판.