KR101290468B1

KR101290468B1 - 냉연강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101290468B1
Application number: KR1020110063274A
Authority: KR
Inventors: 나광수; 강춘구; 한수호
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-07-26
Also published as: KR20130002207A

Abstract

합금성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 인장강도(TS) : 360 MPa 이상, 연신율(EL) : 40% 이상 및 소성이방성계수(r-value) : 1.5 이상을 만족하는 냉연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar₃ ~ Ar₃ + 100℃에서 마무리 열간 압연하는 단계; (c) 상기 열간 압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 700℃에서 권취하는 단계; (d) 상기 권취된 판재를 산세 처리하는 단계; (e) 상기 산세 처리된 판재를 냉간 압연하는 단계; (f) 상기 냉간 압연된 판재를 상자소둔 열처리하는 단계; 및 (g) 상기 상자소둔 열처리된 판재를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉연강판 및 그 제조 방법{COLD-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE COLD-ROLLED STEEL SHEET}

본 발명은 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소 함량이 0.005 중량% 이하의 극저 탄소강을 상자소둔 열처리 방식을 이용하여 소둔 열처리함으로써 고강도를 가지면서도 표면 품질 및 성형성을 향상시킬 수 있는 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자동차, 가전제품 등에 사용되는 강판은 품질에 대한 고급화 및 다양화에 대한 요구가 높아지고 있다.

특히, 자동차, 가전제품 등의 외판재에 적용되는 강판은 주로 표면 품질과 가공성이 우수한 냉연강판이 적용된다.

일반적으로, 냉연강판은 열간 압연(hot-rolling) 과정, 냉각/권취(cooling/coiling) 과정, 산세(acid pickling) 과정, 냉간 압연(cold-rolling) 과정, 소둔 열처리(annealing) 과정 등을 통하여 제조된다.

본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여 상자소둔 열처리 과정에서 탄소(C) 석출에 의한 흑변 현상을 미연에 방지함으로써, 표면 품질 및 성형성이 우수한 냉연강판 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 360 MPa 이상, 연신율(EL) : 40% 이상 및 소성이방성계수(r-value) : 1.5 이상을 만족하는 냉연강판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar₃ ~ Ar₃ + 100℃에서 마무리 열간 압연하는 단계; (c) 상기 열간 압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 700℃에서 권취하는 단계; (d) 상기 권취된 판재를 산세 처리하는 단계; (e) 상기 산세 처리된 판재를 냉간 압연하는 단계; (f) 상기 냉간 압연된 판재를 상자소둔 열처리하는 단계; 및 (g) 상기 상자소둔 열처리된 판재를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 슬라브 판재에는 인(P) : 0.04 ~ 0.07 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.010 중량% 및 질소(N) : 0.004 중량% 이하 중 1종 이상이 더 포함되어 있을 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판은 탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 항복강도(YS) : 200 ~ 220 MPa 및 인장강도(TS) : 360 MPa 이상을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 강판은 인(P) : 0.04 ~ 0.07 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.010 중량% 및 질소(N) : 0.004 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법은 탄소(C)의 함량을 0.005 중량% 이하로 낮추고 크롬(Cr)을 첨가하지 않는 대신, 소량의 티타늄(Ti)과 보론(B)을 첨가함으로써, 열간 압연 과정에서 저온 권취가 불필요할 뿐 아니라 냉간압연 후 상자소둔 열처리 과정에서 적은양의 탄소(C) 함량으로 우수한 표면품질을 확보하기 용이하며, 우수한 딥 드로잉(deep drawing)성을 확보할 수 있다.

이를 통하여, 본 발명에 따른 냉연강판은 인장강도(TS) : 360 MPa 이상, 연신율(EL) : 40% 이상 및 소성이방성계수(r-value) : 1.5 이상을 만족할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

냉연강판

본 발명에 따른 냉연강판은 합금 성분 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여, 항복강도(YS) : 200 ~ 220 MPa 및 인장강도(TS) : 360 MPa 이상을 만족하는 것을 목표로 한다.

또한, 본 발명에 따른 냉연강판은 연신율(EL) : 40% 이상, 항복비(YR) : 62% 이하 및 소성이방성계수(r-value) : 1.5 이상을 갖는 것을 목표로 한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 냉연강판은 탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 항복강도(YS) : 200 ~ 220 MPa 및 인장강도(TS) : 360 MPa 이상을 만족하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.

탄소(C)

탄소(C)는 강 중의 침입형 고용강화 원소로써, 이상 조직강에서는 고용강화 뿐만 아니라 오스테나이트에 농화되어 냉연 열처리시 마르텐사이트 형성 및 강도증가에 기여한다.

상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.005 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 만일, 탄소(C)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 TiC 석출물의 양이 줄어들어 결정립의 크기가 조대해져, 성형시 오렌지필과 같은 표면 불량을 유발하는 문제가 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.005 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소가 내시효성을 크게 악화시키므로 상기 고용탄소를 제거하기 위해 고가의 티타늄(Ti)을 다량 첨가해야 하는 데 따른 제조 비용의 상승 문제가 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 강판에 고용된 황과의 반응으로 MnS 석출물을 형성시켜 고용 황에 의한 적열취성(hot shortness)을 방지하는 고용강화 원소로서, 오스테나이트를 안정화하여 2상역 소둔 온도를 저하시키며 낮은 임계냉각속도에서도 마르텐사이트가 생성되기 쉽게 한다.

상기 망간은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.4 ~ 1.0 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 만일, 망간의 함량이 0.4 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간의 함량이 1.0 중량%를 초과할 경우에는 강판의 강도가 지나치게 높아지는 데 따른 연신율의 저하로 성형성을 확보하기 어려운 문제가 있다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 질소(N)와 반응하여 미세한 AlN 석출물을 형성하여 결정립 미세화와 더불어 석출 강화에 의하여 강도를 향상시키는 역할을 한다.

상기 알루미늄은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.10 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 만일, 알루미늄의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 상대적으로 AlN 석출물의 양이 줄어들어 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 알루미늄의 함량이 0.10 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 연주에 어려움이 있어 생산성을 떨어뜨리며, 항복강도를 지나치게 상승시키는 문제가 있다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 강력한 탄질화물 형성 원소로서, 고용탄소와 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 티타늄은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.02 ~ 0.06 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 티타늄의 함량이 0.02 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 석출을 하지 않고 남은 고용탄소와 고용질소로 인해 시효경화가 발생하는 문제가 있다. 반대로, 티타늄의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용을 상승시키는 문제가 있다.

보론(B)

보론(B)은 강력한 소입성 원소로서, 인의 편석을 막아 강도를 향상시키는 역할을 한다. 만일, 인의 편석이 발생할 경우에는 2차가공취성이 발생할 수 있으므로, 보론을 첨가하여 인의 편석을 막아 가공취성에 대한 저항성을 증가시킨다.

상기 보론은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.0003 ~ 0.0015 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 보론의 함량이 0.0003 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없는 문제가 있다. 반대로, 보론의 함량이 0.0015 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 보론 산화물의 형성으로 강판의 표면 품질을 저해하는 문제를 유발할 수 있다.

인(P)

인(P)은 고용강화에 의하여 강판의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 데 효과적인 원소이다.

상기 인은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.04 ~ 0.07 중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 만일, 인의 함량이 0.04 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없는 문제가 있다. 반대로, 인의 함량이 0.07 중량%를 초과할 경우에는 가공취성이 발생하는 문제를 야기할 수 있다.

황(S)

황(S)은 망간(Mn)과 반응하여 미세한 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킨다.

상기 황(S)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.005 ~ 0.010 중량%의 함량비로 제한하는 것이 바람직하다. 만일, 황(S)의 함량이 0.005 중량% 미만일 경우에는 MnS의 석출량이 적을 뿐만 아니라 석출되는 석출물의 숫자가 매우 적을 수 있다. 반대로, 황(S)의 함량이 0.010 중량%를 초과할 경우에는 고용된 황(S)의 함량이 너무 많아 연성 및 성형성이 크게 낮아질 수 있으며, 적열취성의 우려가 있다.

질소(N)

본 발명에서 질소(N)는 불가피한 불순물로서, AlN, TiN 등의 개재물을 형성시켜 강판의 내부 품질을 저하시키는 문제가 있다.

본 발명에서 질소는 극소량으로 제어하는 것이 바람직하나, 이 경우 제조 비용이 증가하고 관리의 어려움이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소의 함량을 강판 전체 중량의 0.004 중량% 이하로 제한하였다.

냉연강판 제조 방법

도 1을 참조하면, 도시된 냉연강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간 압연 단계(S120), 냉각/권취 단계(S130), 산세 단계(S140), 냉간 압연 단계(S150), 상자소둔 열처리 단계(S150) 및 냉각 단계(S160)를 포함한다. 여기서, 슬라브 재가열 단계(S110)는 필요에 따라 생략될 수 있다.

본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진다.

슬라브 재가열

슬라브 재가열 단계(S110)에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 재가열한다. 여기서, 상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 이때, 슬라브 재가열 단계(S110)에서는 연속주조공정을 통해 확보한 슬라브 판재를 재가열하는 것을 통하여, 주조 시 편석된 성분을 재고용한다.

이때, 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature : SRT)는 Ac₃ ~ Ac₃ + 100℃, 대략 1150 ~ 1200℃로 실시하는 것이 바람직하다.

만일, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 Ac₃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 Ac₃ + 100℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정입도가 증가하여 강도 확보가 어려울 수 있으며, 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조 비용만 상승할 수 있다.

열간압연

열간압연 단계(S120)에서는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : A_r3 ~ A_r3+ 100℃, 대략 900 ~ 1000℃로 마무리 압연한다.

만일, 마무리 압연 온도(FDT)가 A_r3 미만으로 너무 낮으면, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 문제가 있다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 A_r3 + 100℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되며, 이에 따라 강도 확보가 어려워질 수 있다.

냉각/권취 단계

냉각/권취 단계(S130)에서는 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 700℃까지 냉각하여 권취한다.

만일, 권취 온도가 600℃ 미만으로 실시될 경우에는 마무리 압연온도와 권취 온도의 급격한 차이로 인해 강판의 표면 품질이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 권취 온도가 700℃를 초과하여 실시될 경우에는 석출물이 너무 조대하게 성장하여 결정립 미세화 효과가 떨어지므로 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.

한편, 냉각/권취 단계에서 냉각 속도는 20 ~ 40℃/sec로 실시하는 것이 바람직하다. 만일, 냉각 속도가 20℃/s 미만으로 실시될 경우에는 석출물의 평균입자 크기가 대략 0.2㎛를 초과하는 문제로 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각 속도가 40℃/s를 초과할 경우에는 조직이 경해져서 목표로 하는 저온 충격인성을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.

산세 단계

산세 단계(S140)에서는 권취된 판재, 즉 상기의 열연과정을 통하여 제조된 열연 코일의 스케일을 제거하기 위하여 산세(acid pickling)한다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 산세 단계(S140) 이후에는 강판 표면의 산화를 방지하기 오일을 도포하는 단계를 더 수행할 수도 있다.

냉간 압연

냉간 압연 단계(S150)에서는 산세 처리된 판재를 냉간 압연한다.

이때, 냉간 압연 단계에서의 냉간 압하율은 50 ~ 80%로 실시하는 것이 바람직하다. 만일, 냉간 압하율이 50% 미만으로 실시될 경우에는 소둔재결정 핵생성양이 적기 때문에 후술할 상자소둔 열처리시 결정립이 과도하게 조대하게 성장하여 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다. 반대로, 냉간 압하율이 80%를 초과하여 실시될 경우에는 핵생성 양이 지나치게 많아져 소둔 결정립이 오히려 너무 미세하여 연성이 감소하며, 성형성이 저하되는 문제가 있다.

상자소둔 열처리

상자소둔 열처리 단계(S160)에서는 냉간 압연된 판재를 상자소둔로(Batch Annealing Furnace : BAF) 내에 장입하여 소둔하는 상자소둔 열처리를 실시한다.

이때, 상자소둔 열처리는 최종 제품의 재질을 결정하는 중요한 공정 변수 중 하나이다. 이러한 상자소둔 열처리는 750℃ 이하의 온도에서 실시하는 것이 바람직한데, 이는 최종적으로 형성되는 조직이 매우 미세하고 NbC 석출물과 AlN 석출물의 평균입자 크기가 0.1㎛ 이하가 되도록 하기 위함이다.

구체적으로, 상자소둔 열처리는 650 ~ 750℃의 온도에서 20 ~ 40시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.

만일, 상자소둔 열처리 온도가 650℃ 미만으로 실시되거나, 또는 20시간 미만으로 실시될 경우에는 재결정이 충분히 완료되지 못하여 목표로 하는 연성을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 상자소둔 열처리 온도가 750℃를 초과하여 실시되거나, 또는 40시간을 초과하여 실시될 경우에는 재결정립의 조대화로 강도가 저하되는 문제가 있다.

냉각

냉각 단계(S170)에서는 상자소둔 열처리 과정에 의하여 재결정화된 판재를 냉각한다. 이때, 냉각 속도는 대략 1 ~ 100℃/sec가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기의 과정으로 제조되는 냉연강판은 탄소(C)의 함량을 0.005 중량% 이하로 낮추고 크롬(Cr)을 첨가하지 않는 대신, 소량의 티타늄(Ti)과 보론(B)을 첨가함으로써, 열간 압연 과정에서 저온 권취가 불필요할 뿐 아니라 냉간압연 후 상자소둔 열처리 과정에서 적은양의 탄소(C) 함량으로 우수한 표면품질을 확보하기 용이하며, 우수한 딥 드로잉(deep drawing)성을 확보할 수 있다.

이를 통하여, 본 발명의 제조 방법으로 제조되는 냉연강판은 인장강도(TS) : 360 MPa 이상, 연신율(EL) : 40% 이상 및 소성이방성계수(r-value) : 1.5 이상을 만족할 수 있다.

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. 시편의 제조

표 1의 조성 및 표 2의 공정 조건으로 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 시편을 제조하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2]

2. 기계적 특성 평가

표 3은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 시편의 기계적 물성에 대한 평가 결과를 나타낸 것이다.

[표 3]

표 1 ~ 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편은 인장강도(TS) : 360 ~ 375 MPa, 항복비(YR) : 59 ~ 61%, 연신율(El) 45 ~ 46%, 소성이방성계수(r-value) : 1.7 ~ 2.0으로 목표값을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있다.

반면, 실시예 1과 비교하여 티타늄(Ti) 및 보론(B)이 첨가되지 않으며, 탄소(C), 인(P), 황(S) 및 질소(N)가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어나며, 크롬(Cr)이 더 첨가되고 권취 온도가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어나는 비교예 1 ~ 2에 따라 제조되는 시편의 경우, 인장강도(TS)는 352MPa, 369MPa로 목표값을 만족하나, 항복강도(YS)는 265MPa, 255MPa로 목표값에 비하여 대략 30 ~ 60MPa이 상승한 데 기인하여 항복비(YR)가 목표값에 모두 미달하는 75%, 69%를 갖는 것을 알 수 있다.

또한, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조되는 시편은 연신율(EL)이 37%, 38%이고, 소성이방성계수(r-value)가 1.3, 1.2로 목표값에 모두 미달하는 것을 알 수 있다.

한편, 실시예 1과 비교하여 티타늄(Ti) 및 보론(B)이 첨가되지 않으며, 탄소(C), 망간(Mn), 인(P), 황(S) 및 질소(N)가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어나며, 크롬(Cr)이 더 첨가되고, 권취 온도가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어나는 비교예 3에 따라 제조되는 시편의 경우, 인장강도(TS), 항복강도(YS) 및 항복비(YR) 모두 목표값에 미달하는 것을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 3에 따라 제조되는 시편은 연신율(EL) 및 소성이방성계수(r-value)가 목표값에 미달하는 것을 확인할 수 있다.

이때, 비교예 1 ~ 3에 따라 제조되는 시편의 경우, 소둔 과정에서 강판 표면에 발생하는 C석출로 인한 흑변 현상을 방지하기 위해 크롬(Cr)을 다량으로 첨가해주어야 하는 문제로 제조 비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 크롬(Cr)을 다량으로 첨가할 경우에는 열연코일의 가장자리(edge) 부위에 MnCrO 산화물의 형성으로 흰색의 산화물 표면결함이 발생한다. 그리고, 냉간압연 후 소둔과정에서 팬-케익(pan-cake) 조직을 만들어주기 위하여 상대적으로 제조 단가가 비싼 알루미늄(Al)과 더불어 질소(N)를 다량 첨가해야 하는 데 따른 제조 비용의 상승 문제가 있다.

이에 더불어, 비교예 1 ~ 3에 따라 제조되는 시편의 경우, 냉간압연 후 고 성형성의 확보를 위해 팬-케익(pan-cake) 조직을 형성하고 있으나, 이 경우 열연 과정시 AlN 석출물이 석출되지 않도록 제어하고, 냉간압연 후 소둔 과정에서 AlN 석출물이 석출되도록 제어하는 것이 필요하므로, 열연코일 제조과정에서 대략 580℃ 이하에서 권취가 이루어질 필요가 있다. 따라서, 열연의 냉각라인에서 많은 량의 냉각수를 필요로 하게 되는 데, 이는 결국 강판의 폭방향 및 길이방향에 대한 온도편차를 심화시킬 뿐만 아니라, 마무리 압연온도와 권취온도가 300℃ 이상의 차이가 날 경우 급랭에 의한 판의 웨이브 문제와 형상의 부적절성으로 인하여 열연코일의 형상품질을 떨어뜨리는 요인이 된다.

이와 달리, 실시예 1 ~　3에 따라 제조되는 시편의 경우, 탄소(C)의 함량을 0.005 중량% 이하로 낮추고 크롬(Cr)을 첨가하지 않는 대신, 소량의 티타늄(Ti)과 보론(B)을 첨가함으로써, 열간 압연 과정에서 대략 580℃ 이하의 권취가 불필요할 뿐 아니라 냉간압연 후 상자소둔 열처리 과정에서 적은양의 탄소(C) 함량으로 인하여 우수한 표면품질을 확보하기 용이하며, 우수한 딥 드로잉(deep drawing)성 확보가 가능하여 성형가공이 많이 요구되는 자동차나 가전제품 등에 활용하기 적합하다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 열간 압연 단계
S130 : 냉각/권취 단계
S140 : 산세 단계
S150 : 냉간 압연 단계
S160 : 상자소둔 열처리 단계
S170 : 냉각 단계

Claims

(a) 탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계;
(b) 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar₃ ~ Ar₃ + 100℃에서 마무리 열간 압연하는 단계;
(c) 상기 열간 압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 700℃에서 권취하는 단계;
(d) 상기 권취된 판재를 산세 처리하는 단계;
(e) 상기 산세 처리된 판재를 냉간 압연하는 단계;
(f) 상기 냉간 압연된 판재를 상자소둔 열처리하는 단계; 및
(g) 상기 상자소둔 열처리된 판재를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서,
슬라브 재가열 온도(SRT)는 Ac₃ ~ Ac₃ + 100℃인 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 슬라브 판재에는
인(P) : 0.04 ~ 0.07 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.010 중량% 및 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.004 중량% 이하 중 1종 이상이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
냉각은 20 ~ 40℃/sec의 냉각 속도로 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (e) 단계에서,
상기 냉간 압연은 압하율 : 50 ~ 80%로 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (f) 단계에서,
상기 상자소둔 열처리는 650 ~ 750℃의 온도에서 20 ~ 40시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
탄소(C) : 0.001 ~ 0.005 중량%, 망간(Mn) : 0.4 ~ 1.0 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 보론(B) : 0.0003 ~ 0.0015 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며,
항복강도(YS) : 200 ~ 220 MPa 및 인장강도(TS) : 360 MPa 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
제7항에 있어서,
상기 강판은
인(P) : 0.04 ~ 0.07 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.010 중량% 및 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.004 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
제7항에 있어서,
상기 강판은
연신율(EL) : 40% 이상 및 항복비(YR) : 62% 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
제7항에 있어서,
상기 강판은
소성이방성계수(r-value) : 1.5 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.