KR101344574B1 - 열연강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 고강도를 가지면서도 가공성을 향상시킬 수 있는 열연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 열연강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.5%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10%, S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar3 ~ Ar3 + 50℃ 조건으로 열간압연하는 열간압연 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각된 판재를 권취하는 권취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열연강판 및 그 제조 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 열연강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차용 성형방법 중 하나인 프레스 가공에 대한 가공성이 우수한 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
환경관련 규제가 강화되고 안정성에 대한 요구가 증가하면서 자동차용 강판 제조사들은 안정성이 보다 우수한 소재에 대한 연구 개발을 진행하고 있다.
자동차용 소재는 적용되는 부위에 따라 요구되는 물성값에 차이가 있으며, 강도, 인성, 피로특성, 내식성 등이 향상된 고기능성 소재에 대한 수요가 증가하고 있다.
이러한 자동차용 소재는 공정에 따라 냉간압연을 하는 냉연소재와 열연을 최종 공정으로 하는 열연소재로 구분될 수 있다. 이 중, 열연소재는 대부분 샤시 구조용 부품에 적용되고 있으나, 제품의 두께가 두꺼워 고강도 및 고장력화를 통해 경량화하려는 노력이 집중되고 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허 제10-0837895호(2008.06.13호)가 있다.
본 발명의 목적은 고강도강에서 나타나는 가공성 열화를 해결할 수 있는 고강도 열연강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75, 연신율(EL) : 24 ~ 32% 및 가공경화지수(n-value) : 0.16 ~ 0.21를 가짐으로써, 자동차용 성형방법 중 하나인 프레스 가공에 대한 성형성이 우수한 고강도 열연강판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.5%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10%, S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar3 ~ Ar3 + 50℃ 조건으로 열간압연하는 열간압연 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각된 판재를 권취하는 권취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열연강판은 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.5%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10%, S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세조직이 페라이트(Ferrite) 및 마르텐사이트(Martensite)를 포함하는 복합 조직으로 이루어지되, 상기 마르텐사이트가 단면면적율로 10 ~ 20 vol%를 갖고, 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복강도(YS) : 340 ~ 460MPa 및 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75를 갖는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기의 물성을 확보하기 위해서는 MS점 이하의 권취온도와 냉각대(ROT : Run Out Table)에서 공기중에 냉각 시간을 5초 이상으로 확보하여 페라이트+오스테나이트를 이상 분리하는 공냉 구간과 이후 잔류한 오스테나이트를 마르텐사이트로 만들기 위해 300℃이하인 MS점에서 권취하여야 원하는 조직 분율을 확보 할 수 있다. 중간 공냉구간의 온도는 680 ~ 720℃이다.
본 발명은 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여, 고강도강에서 나타나는 가공성 열화를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열연강판은 0.60 ~ 0.75의 항복비를 가짐으로써, 자동차용 성형방법 중 하나인 프레스 가공에 대한 성형성이 우수한 특성을 확보할 수 있다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 열연강판은 자동차용 소재 중 고강도를 가지면서도 우수한 심 가공성을 필요로 하는 크로스-멤버(Cross-Member)와 같은 샤시 구조용 부품으로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 제조방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 도 2의 단계별 조직 변화를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이다.
도 5는 비교예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이다.
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 열연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
열연강판
본 발명에 따른 열연강판은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75, 연신율(EL) : 24 ~ 32% 및 가공경화지수(n-value) : 0.16 ~ 0.21을 만족하는 것을 목표로 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 열연강판은 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.4%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10% 및 S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 열연강판은 미세조직이 페라이트(Ferrite) 및 마르텐사이트(Martensite)를 포함하는 복합 조직으로 이루어지되, 상기 마르텐사이트가 단면면적율로 10 ~ 20 vol%를 가질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 열연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가된다.
탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.05 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.05 중량% 미만일 경우에는 소입성이 적어져서 강판의 강도를 확보하는 데 어려움이 따른다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.10 중량%를 초과할 경우에는 강도가 증가되는 플러스 요인에 비하여 연성이 저하되는 특성이 더 급격히 나타날 수 있다.
실리콘(Si)
실리콘(Si)은 강의 강도를 증가시키는 역할을 한다. 또한, 실리콘(Si)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제의 역할을 하며, 시멘타이트 구상화에 효과적인 원소이다.
실리콘(Si)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.2 ~ 0.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.2 중량% 미만일 경우에는 강판의 페라이트 + 오스테나이트 이사 분리가 쉽지 않으며, 최종 마르텐사이트의 확보가 용이하지 못해 원하는 재질을 확보하는데 어려움이 있다.
반대로, 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.5 중량%를 초과할 경우에는 슬라브 재가열 및 열간압연 과정에서 열연판의 전장에 적 스케일을 생성시킴으로써, 표면품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다. 또한, 용접 후 도금성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 인성을 저하시키지 않으면서 강도를 상승시키는데 유효한 원소이다. 본 발명에서 망간(Mn)은 고용강화 원소로써 매우 효과적이며 강의 경화를 향상시켜서 강도확보에 효과적인 원소이다. 또한, 망간(Mn)은 오스테나이트(austenite) 안정화 원소로써 페라이트, 펄라이트 변태를 지연시킴으로써 페라이트의 결정립 미세화에 기여한다.
망간(Mn)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 1.3 ~ 1.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 1.3 중량% 미만일 경우에는 망간 첨가에 따른 고용강화 효과 및 경화능 향상 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 1.5 중량%를 초과할 경우에는 용접성을 크게 떨어뜨리며 개재물 생성 및 중심편석 등을 유발함으로써, 제조되는 열연강판의 인성을 저해하는 요소로 작용한다. 또한, 망간(Mn)은 고가의 원소로서 많이 첨가할수록 제조 원가를 상승시키는 문제점이 있다.
인(P)
인(P)은 강도 향상에 기여하는 원소이다.
인(P)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 인(P)의 함량이 강판 전체 중량의 0.01 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 인 첨가에 따른 강도 향상 효과가 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 인의 함량이 강판 전체 중량의 0.10 중량%를 초과할 경우에는 용접성 등에 악영향을 미칠 수 있다.
황(S)
황(S)은 가공성 향상에 일부 기여하는 원소이다.
황(S)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.005중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 황의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 황에 의한 가공성 향상이 어렵고, 아울러 황의 함량을 극소로 제어해야 하므로, 강 제조 비용이 상승하는 문제가 있다. 반대로, 황의 함량이 0.005 중량%를 초과할 경우에는 강판의 가공성 및 용접성을 저해하고 가공 중 크랙을 발생시키는 원인이 될 수 있다.
알루미늄(Al)
알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 강판의 페라이트 + 오스테나이트 이상 분리가 쉽지 않으며, 최종 마르텐사이트의 확보가 용이하지 못해 원하는 재질을 확보하는데 어려움이 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 강판 전체 중량의 0.3 중량%를 초과할 경우에는 페라이트를 소프트하게 하여 재질을 연화 시킬 수 있다.
크롬(Cr)
크롬(Cr)은 저 탄소(C) 함량에서도 충분한 강도를 확보하기 위해 첨가되는 유효한 원소이다. 또한, 상기 크롬(Cr)은 담금질성을 증가시키는 역할을 한다.
크롬(Cr)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 용접성이나 열영향부(HAZ) 인성을 저하시키는 문제점이 있다.
질소(N)
질소(N)는 불가피한 불순물로써, 60ppm을 초과하여 다량 함유될 경우 고용 질소가 증가하여 강판의 충격특성 및 연신율을 떨어뜨리고 용접부의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 강판 전체 중량의 60ppm 이하로 제한하였다.
열연강판 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 권취 단계(S140)를 포함한다. 이때, 슬라브 재가열 단계(S110)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위해서는 실시하는 것이 더 바람직하다.
본 발명에 따른 열연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.5%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10% 및 S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.
슬라브 재가열
슬라브 재가열 단계(S110)에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1100 ~ 1250℃로 재가열한다.
본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1100℃ 미만일 경우에는 슬라브 전체의 조직이 균질화가 제대로 이루어 지지 않으며, 열간압연 이후의 공정에서 혼립조직이 발생 할 수 있으며, 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 결정립의 이상 성장(abnormal grain growth)이 발생될 우려가 있다. 이는 결과적으로 강도 상승에 반하는 요인으로 작용할 수 있다.
열간압연
열간압연 단계(S120)에서는 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar3 ~ Ar3 + 50℃ 조건으로 열간압연한다. 본 발명에서의 Ar3는 840 ~ 860℃일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
마무리 열간압연온도(FDT)가 Ar3 미만일 경우에는 미세조직의 불균일을 유발할 수 있으며, 이는 가공성을 저해하는 요인으로 작용할 수 있다. 반대로, 마무리 열간압연온도(FDT)가 Ar3 + 50℃를 초과할 경우에는 최종 조직이 이상조직을 형성하기 어려울 수 있다.
냉각
냉각 단계(S130)에서는 열간압연된 판재를 냉각한다
이때, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열연강판의 제조방법을 나타낸 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 단계에서 ROT(Run Out Table)는 열간압연된 판재를 1차 냉각종료온도 : 680 ~ 720℃까지 1차 냉각하는 1차 냉각 구간과, 상기 1차 냉각된 판재를 공랭으로 유지하는 유지 구간과, 상기 공냉된 판재를 2차 냉각종료온도 : 100 ~ 300℃까지 10 ~ 50℃/sec의 냉각 속도로 2차 냉각하는 2차 냉각 구간으로 구분될 수 있다.
이때, 1차 냉각종료온도가 680℃ 미만일 경우에는 저온변태조직이 다량 형성되어 페라이트 + 오스테나이트의 이상 분리가 어려우며, 반대로, 1차 냉각종료온도가 720℃를 초과할 경우에는 조대한 이상 조직과 높은 이상 분율로 강도확보는 용이하나 연신율이 열화되는 문제가 있다.
한편, 본 단계에서, 유지 구간에서의 공랭은 5 ~ 10초 동안 실시하는 것이 바람직하다. 공랭 유지시간이 5초 미만일 경우에는 페라이트 변태가 불충분하여 가공성을 확보하기 어렵다. 반대로, 유지 시간이 15초를 초과할 경우에는 펄라이트의 형성으로 강판의 가공성이 목표값에 미달하는 문제를 야기할 수 있다.
또한, 본 단계에서, 권취온도가 300℃를 초과할 경우에는 페라이트(Ferrite)와 마르텐사이트(Martensite)의 복합 조직을 안정적으로 확보하는 데 어려움이 따르며, 이는 결국 강도를 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다. 반대로, 냉각종료온도가 100℃ 미만일 경우에는 페라이트와 마르텐사이트의 복합 조직을 안정적으로 확보하는 데는 용이하나, 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
상기 2차 냉각 단계에서, 냉각은 10 ~ 50℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 10℃/sec 미만일 경우에는 단면 면적율로 10% 이상의 마르텐사이트 분율을 확보하기 어렵다. 반대로, 냉각 속도가 300℃/sec를 초과할 경우에는 강판의 연신율 등이 저하되는 문제점이 있다.
권취
권취 단계(S140)에서는 냉각된 판재를 권취 온도(CT) : 100 ~ 300℃에서 권취한다. 이때, 권취 온도는 2차 냉각종료온도와 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 권취 단계(S140)에 의하여 권취되는 열연강판의 최종 미세조직은 페라이트 및 마르텐사이트의 복합 조직을 갖되, 마르텐사이트의 단면면적율이 10 ~ 20 vol%를 가질 수 있다.
한편, 도 3은 도 1의 단계별 과정에 의해 제조되는 열연강판의 시간과 온도에 따른 조직변화를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, F는 페라이트 영역, P는 펄라이트 영역, B는 베이나이트 영역, 그리고 M은 마르텐사이트 영역을 각각 나타낸다.
재가열된 슬라브 판재는 열간압연 후 급속냉각에 의하여 마르텐사이트 변태 온도(Ms) 이하로 급속 냉각하되, 페라이트 영역을 거치도록 함으로써, 페라이트 기지에 마르텐사이트의 혼합 조직을 갖도록 제어하게 된다.
따라서, 상기 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 열연강판은 권취 온도가 100 ~ 300℃인 저온 영역에서 실시되므로, 최종 미세조직이 페라이트 및 마르텐사이트의 복합 조직으로 이루어질 수 있고, 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복강도(YS) : 340 ~ 460MPa 및 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75를 확보할 수 있다.
또한, 상기 제조 방법으로 제조되는 열연강판은 연신율(EL) : 24 ~ 32% 및 가공경화지수(n-value) : 0.16 ~ 0.21을 가질 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. 시편 제조
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따른 시편을 제조하였다.
[표 1] (단위: 중량%)
Figure 112012007957184-pat00001

[표 2]
Figure 112012007957184-pat00002

2. 기계적 물성 평가
표 3은 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따른 시편에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
[표 3]
Figure 112012007957184-pat00003
표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 3의 경우 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복강도(YS) : 340 ~ 460MPa, 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75, 연신율(EL) : 24 ~ 32% 및 가공경화지수(n-value) : 0.16 ~ 0.21를 만족하는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1 ~ 2의 경우에는 실시예 1과 유사한 인장강도(TS)를 가지나, 항복강도(YS)가 실시예 1에 비하여 100MPa 이상 상승하여 항복비(YS/TS)가 급격히 상승한 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 ~ 2의 경우에는 연신율(El)은 목표값을 만족하였으나, 가공경화지수(n-value)가 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.
한편, 도 4는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이고, 도 5는 비교예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 시편들의 경우, 미세조직이 페라이트 및 마르텐사이트를 포함하는 복합조직을 갖기는 하나, 실시예 1에 따른 시편이 비교예 1에 따른 시편에 비하여 마르텐사이트의 조직 크기가 미세하고, 치밀하게 분포하고 있는 것을 볼 수 있다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판은 최종 미세조직이 페라이트(Ferrite) 및 마르텐사이트(Martensite)를 포함하는 복합 조직으로 이루어지되, 상기 마르텐사이트가 단면면적율로 10 ~ 20 vol%를 갖고, 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복강도(YS) : 340 ~ 460MPa 및 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75를 갖는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열연강판은 연신율(EL) : 24 ~ 32% 및 가공경화지수(n-value) : 0.16 ~ 0.21을 갖는 것을 확인하였다.
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.
S105 : 슬라브 재가열 단계
S110 : 열간압연 단계
S120 : 냉각 단계
S130 : 권취 단계

Claims (7)

  1. 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.5%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10%, S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : Ar3 ~ Ar3 + 50℃ 조건으로 열간압연하는 열간압연 단계;
    상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계; 및
    상기 냉각된 판재를 권취하는 권취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열간압연 단계 이전에,
    상기 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1100 ~ 1250℃에서 재가열하는 슬라브 재가열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 단계는
    상기 열간압연된 판재를 1차 냉각종료온도 : 680 ~ 720℃까지 냉각하는 1차 냉각 단계와,
    상기 1차 냉각된 판재를 공랭으로 유지하는 유지 단계와,
    상기 공랭된 판재를 2차 냉각종료온도 : 100 ~ 300℃까지 10 ~ 50℃/sec의 냉각속도로 냉각하는 2차 냉각 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유지 단계에서,
    공랭 유지시간은 5 ~ 15초간 실시하는 것을 특징으로 하는 열연강판 제조 방법.
  5. 중량%로, C : 0.05 ~ 0.10%, Si : 0.2 ~ 0.5%, Mn : 1.3 ~ 1.5%, P : 0.01 ~ 0.10%, S : 0.001 ~ 0.005%, Al : 0.1 ~ 0.3%, Cr : 0.1 ~ 0.2%, N : 60ppm 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지며,
    미세조직이 페라이트(Ferrite) 및 마르텐사이트(Martensite)를 포함하는 복합 조직으로 이루어지되, 상기 마르텐사이트가 단면면적율로 10 ~ 20 vol%를 갖고, 인장강도(TS) : 590 ~ 670MPa, 항복강도(YS) : 340 ~ 460MPa 및 항복비(YS/TS) : 0.60 ~ 0.75를 갖는 것을 특징으로 하는 열연강판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강판은
    연신율(EL) : 24 ~ 32%를 갖는 것을 특징으로 하는 열연강판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 강판은
    가공경화지수(n-value) : 0.16 ~ 0.21을 갖는 것을 특징으로 하는 열연강판.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100047003A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 현대제철 주식회사 고강도 합금화 용융 도금 강판 및 그 제조방법
KR20100047001A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 현대제철 주식회사 초고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR20100047022A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 현대제철 주식회사 초고강도 고버링성 열연강판 및 그 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100047003A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 현대제철 주식회사 고강도 합금화 용융 도금 강판 및 그 제조방법
KR20100047001A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 현대제철 주식회사 초고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR20100047022A (ko) * 2008-10-28 2010-05-07 현대제철 주식회사 초고강도 고버링성 열연강판 및 그 제조방법

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