KR101412267B1

KR101412267B1 - 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101412267B1
Application number: KR1020120043524A
Authority: KR
Inventors: 권승오; 이동진
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2014-07-02
Also published as: KR20130120346A

Abstract

합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 고강도를 가지면서도 저온에서의 중심부 충격값이 우수하여 선박의 선체구조용으로 활용하기에 적합한 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1120 ~ 1170℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 910 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; 상기 열간 압연된 판재를 공냉하는 단계; 및 상기 공냉된 판재를 890 ~ 920℃에서 노멀라이징 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

강판 및 그 제조 방법{STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 고강도를 가지면서도 저온에서의 중심부 충격값이 우수하여 선박의 선체구조용으로 활용하기에 적합한 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 선박의 대형화 추세에 따라 사용되는 강판의 두께도 80mm 이상으로 점차 증가하고 있다. 선박의 선체구조용으로 사용되는 강판은 대략 250mm의 슬라브를 이용하여 최대 83mm까지 제조하였으나, 그 이상의 두께를 제조하기 위해서는 300mm 이상의 슬라브를 적용해야 한다.

그러나, 슬라브 두께가 두꺼워지면 열간압연시 강 압하 기술이 적용되어야 하는 데, 이는 결국 추가적인 장비를 장착해야 하므로 초기 비용의 상승 문제를 유발한다. 또한, 슬라브 두께가 두꺼워지면, 두께 방향의 재질편차를 최소화할 수 있는 균일 열처리 방법을 적용되어야 하며, 특히 극후물재 강판을 생산하는 경우 그 적용이 매우 어렵다.

관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1105003호(2012.01.16. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 강산 염수용액 내에서 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 고강도를 가지면서도 저온에서의 중심부 충격값이 우수하여 선박의 선체구조용으로 활용하기에 적합한 강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상, 연신율(EL) : 34% 이상 및 -20℃에서의 충격흡수에너지 : 200 ~ 350J을 갖는 강판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1120 ~ 1170℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 910 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; 상기 열간 압연된 판재를 공냉하는 단계; 및 상기 공냉된 판재를 890 ~ 920℃에서 노멀라이징 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판은 중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 및 펄라이트(pearlite)를 포함하는 복합 조직을 갖되, 상기 페라이트 및 펄라이트의 평균 직경이 20㎛ 이하로 이루어지며, 인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상 및 연신율(EL) : 34% 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 강판은 합금 성분 및 공정 조건을 적절히 조절함으로써, 인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상, 연신율(EL) : 34% 이상 및 -20℃에서의 충격흡수에너지 : 200 ~ 350J을 만족할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 강판은 400 ~ 520 MPa의 인장강도(TS)를 가지면서도 저온 충격인성이 우수하므로, 선박의 선체구조용으로 활용하기에 적합하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시편의 1/4t 지점의 절단면을 나타낸 미세 조직 사진이다.
도 3은 실시예 2에 따라 제조된 시편의 1/2t 지점의 절단면을 나타낸 미세 조직 사진이다.
도 4는 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 1/4t 지점에서의 온도별 충격흡수에너지 값을 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 1/2t 지점에서의 온도별 충격흡수에너지 값을 나타낸 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 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 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

강판

본 발명에 따른 강판은 인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상, 연신율(EL) : 34% 이상 및 -20℃에서의 충격흡수에너지 : 200 ~ 350J을 만족하는 것을 목표로 한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 강판은 중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 및 펄라이트(pearlite)를 포함하는 복합 조직을 갖되, 상기 페라이트 및 펄라이트의 평균 직경이 20㎛ 이하로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 강판은 Cu : 0.10 ~ 0.35 중량% 및 Ni : 0.1 ~ 0.4 중량% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

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

탄소(C)

본 발명에서 탄소(C)는 강판의 강도를 확보하기 위해 첨가된다.

상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.065 ~ 0.100 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.065 중량% 미만일 경우에는 제2상 조직의 분율이 저하되어 강도가 낮아지는 문제가 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.100 중량%를 초과할 경우에는 강판의 강도는 증가하나 저온 충격인성 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.

실리콘(Si)

본 발명에서 실리콘(Si)은 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한 실리콘은 고용강화 효과를 갖는다.

상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.15 ~ 0.35 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우에는 상기의 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.35 중량%를 초과할 경우에는 강판 표면에 비금속 개재물을 과다 형성하여 인성을 저하시키는 문제점이 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소로서, Ar₃점을 낮추어 제어압연 온도 영역을 확대시킴으로써 압연에 의한 결정립을 미세화시켜 강도 및 인성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 1.0 ~ 1.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 1.0 중량% 미만일 경우에는 제2상 조직의 분율이 저하되어 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.5 중량%를 초과할 경우에는 강에 고용된 황을 MnS로 석출하여 저온 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.

인(P), 황(S)

인(P)은 강도 향상에 일부 기여하나, 저온 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로서 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.035 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)은 상기 인(P)과 함께 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로서, MnS를 형성하여 저온 충격인성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.035 중량% 이하로 제한하였다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.

다만, 알루미늄(Al)의 함량이 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.015 중량%를 초과할 경우에는 비금속 개재물인 Al₂O₃를 형성하여 저온 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 알루미늄(Al)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.015 중량% 이하의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.

니오븀(Nb)

니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강판의 강도와 저온인성을 향상시킨다.

상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.02 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 니오븀 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.02 중량%를 초과할 경우에는 강판의 용접성을 저하시킨다. 또한, 니오븀의 함량이 0.02 중량%를 초과할 경우, 니오븀 함량 증가에 따른 강도와 저온인성은 더 이상 향상되지 않고 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 충격인성을 저하시킬 위험이 있다.

바나듐(V)

바나듐(V)은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강재의 강도를 향상시키는 역할을 한다.

상기 바나듐(V)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.015 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 바나듐(V)의 함량이 강판 전체 중량의 0.001 중량% 미만일 경우에는 바나듐 첨가에 따른 석출강화 효과가 불충분하다. 반대로, 바나듐(V)의 함량이 강판 전체 중량의 0.015 중량%를 초과할 경우에는 저온 충격인성이 저하되는 문제점이 있다.

질소(N)

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

본 발명에서 질소(N)는 극소량으로 제어하는 것이 바람직하나, 이 경우 제조 비용이 증가하고 관리의 어려움이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.006 중량% 이하로 제한하였다.

구리(Cu)

구리(Cu)는 니켈(Ni)과 함께 강의 경화능 및 저온 충격인성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 구리(Cu)가 첨가될 경우, 그 함량은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.10 ~ 0.35 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 구리(Cu)의 함량이 0.10 중량% 미만일 경우에는 구리의 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 구리(Cu)의 함량이 0.35 중량%를 초과할 경우에는 고용 한도를 초과하기 때문에 더 이상의 강도 증가에 기여하지 못하며, 적열취성을 유발하는 문제가 있다.

니켈(Ni)

본 발명에서 니켈(Ni)은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다. 특히 니켈(Ni)은 저온 충격인성을 향상시키는데 효과적인 원소이다.

상기 니켈(Ni)이 첨가될 경우, 그 함량은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.4 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 니켈의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 니켈 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 0.4 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 적열취성을 유발하는 문제가 있다.

강판 제조 방법

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

도 1을 참조하면, 도시된 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간 압연 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 노멀라이징 열처리 단계(S140)를 포함한다. 이때, 슬라브 재가열 단계(S110)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위하여 실시하는 것이 더 바람직하다.

본 발명에 따른 강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 슬라브 판재에는 Cu : 0.10 ~ 0.35 중량% 및 Ni : 0.1 ~ 0.4 중량% 중 1종 이상이 더 포함되어 있을 수 있다.

슬라브 재가열

슬라브 재가열 단계(S110)에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1120 ~ 1170℃로 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.

본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1120℃ 미만일 경우에는 재가열 온도가 낮아 압연 부하가 커지는 문제가 있다. 또한, Nb계 석출물인 NbC, NbN 등의 고용 온도에 이르지 못해 열간압연 시 미세한 석출물로 재석출되지 못하여 오스테나이트의 결정립 성장을 억제하지 못해 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1170℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되어 제조되는 강판의 강도 및 저온인성 확보가 어려운 문제점이 있다.

열간 압연

열간 압연 단계(S120)에서는 재가열된 슬라브 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 910 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연한다.

본 단계에서, 마무리 열간압연온도(FRT)가 910℃ 미만일 경우에는 이상역 압연이 발생하여 균일하지 못한 조직이 형성됨으로써 저온 충격인성을 크게 저하시킬 수 있다. 반대로, 마무리 열간압연온도(FRT)가 950℃를 초과할 경우에는 연성 및 인성은 우수하나, 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다.

이때, 누적압하율은 40 ~ 60%가 되도록 실시하는 것이 바람직하다. 누적압하율이 40% 미만일 경우에는 균일하면서도 미세한 조직을 확보하는 것이 어려워 중심부의 조직이 조대화되어 저온 충격 특성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 누적압하율이 60%를 초과할 경우에는 압연 공정 시간이 길어져 생선성이 저하되는 문제가 있다.

냉각

냉각 단계(S130)에서는 열간 압연된 판재를 자연 냉각방식인 공냉으로 냉각한다. 이때, 냉각은 상온까지 이루어질 수 있으며, 상온은 대략 1 ~ 40℃가 될 수 있다.

노멀라이징 열처리

노멀라이징 열처리 단계(S140)에서는 상온까지 냉각이 이루어진 판재를 890 ~ 920℃에서 노멀라이징 열처리한다.

본 단계에서, 노멀라이징 열처리 온도(Normalizing Heating Temperature : NHT)가 890℃ 미만일 경우에는 고용 용질 원소들의 재고용이 어려워 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 노멀라이징 열처리 온도(NHT)가 920℃를 초과할 경우에는 결정립의 성장이 일어나 저온 인성을 저해하는 문제가 있다.

이때, 열처리 승온속도는 4.5 ~ 5.0℃/min로 실시하는 것이 바람직하다. 열처리 승온속도가 4.5℃/min 미만일 경우에는 두께 중심부의 조직을 미세화하는 것이 어려워 충분한 강도 및 저온 충격인성을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 열처리 승온속도가 5.0℃/min를 초과할 경우에는 두께 중심부에서의 결정립의 성장으로 저온 충격인성이 저하되는 문제가 있다.

한편, 열처리 유지시간은 220 ~ 240min 동안 실시하는 것이 바람직하다. 열처리 유지시간이 220min 미만일 경우에는 충분한 열처리가 이루어지지 못하는 관계로 균일한 조직을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 열처리 유지시간이 240min을 초과할 경우에는 더 이상의 상승 효과 없이 공정 시간 및 비용만을 상승시키므로, 경제적이지 못하다.

이후, 상기 노멀라이징 열처리된 판재를 대략 10℃/sec의 냉각속도, 보다 바람직하게는 자연 냉각 방식으로 공냉한다.

상기의 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 강판은 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여, 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 및 펄라이트(pearlite)를 포함하는 복합 조직을 갖되, 상기 페라이트 및 펄라이트의 평균 직경이 20㎛ 이하로 이루어진다.

이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 강판은 인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상, 연신율(EL) : 34% 이상 및 -20℃에서의 충격흡수에너지 : 200 ~ 350J을 만족한다.

따라서, 본 발명에 따른 강판은 400 ~ 520 MPa의 인장강도(TS)를 가지면서도 중심부에서의 저온 충격인성이 우수하므로, 선박의 선체구조용으로 활용하기에 적합하다.

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 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들을 제조하였다. 이때, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우, 각각의 조성을 갖는 잉곳을 제조하고, 이를 압연모사시험기를 이용하여 가열 및 열간압연한 후, 상온까지 공냉하고 나서 노멀라이징 열처리를 실시하였다. 이후, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편에 대하여 인장시험과 샤르피(charpy) 충격시험을 수행하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2]

2. 기계적 물성 평가

표 3은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들의 기계적 물성에 대한 평가 결과를 나타낸 것이다.

[표 3]

표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들은 각 시편 방향과 무관하게 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상 및 연신율(EL) : 34% 이상을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 경우, 1/4t(두께 방향 표면부) 지점 및 1/2t(두께 방향 중심부) 지점에서의 -20℃ 충격흡수에너지가 목표값에 해당하는 200 ~ 350J을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1 ~ 3에 따라 제조된 시편들의 경우 두께 중심부에서의 강도 및 충격인성이 모두 우수하다는 것을 실험을 통해 확인하였다.

반면, 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우에는 각 시편의 두께 방향(T) 및 길이 방향(L)과 무관하게 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)는 목표값을 만족하였으나, 연신율(EL) 및 1/4t 지점과 1/2t 지점에서의 -20℃ 충격흡수에너지가 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.

또한, 비교예 2에 따라 제조된 시편의 경우 역시, 각 시편의 두께 방향(T) 및 길이 방향(L)과 무관하게 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)는 목표값을 만족하였으나, 연신율(EL) 및 1/4t 지점과 1/2t 지점에서의 -20℃ 충격흡수에너지가 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.

한편, 도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시편의 1/4t 지점의 절단면을 나타낸 미세 조직 사진이고, 도 3은 실시예 2에 따라 제조된 시편의 1/2t 지점의 절단면을 나타낸 미세 조직 사진이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 시편들의 경우, 최종 미세 조직이 페라이트(ferrite) 및 펄라이트(pearlite)를 포함하는 복합 조직을 각각 갖는 것을 알 수 있다. 이때, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 시편들의 경우, 각각 페라이트 및 펄라이트의 평균 직경이 20㎛ 이하로 이루어진 것을 확인하였는데, 이는 노멀라이징 열처리 단계에서 적정 열처리 승온속도로 승온시킨 상태에서 적정 시간동안 열처리를 유지한 데 기인한 것으로 판단된다.

도 4는 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 1/4t 지점에서의 온도별 충격흡수에너지 값을 나타낸 그래프이고, 도 5는 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대한 1/2t 지점에서의 온도별 충격흡수에너지 값을 나타낸 그래프이다. 이때, 도 4 및 도 4는 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들 중에서 두께 방향(T)에 대한 값을 나타낸 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 시편들의 경우, 0 ~ -80℃에서의 충격흡수에너지 값이 전반적으로 200J 이상을 만족하는 것을 알 수 있다. 특히, -20℃에서의 충격흡수에너지 값이 목표값에 해당하는 200 ~ 350J을 모두 만족하는 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.

S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 노멀라이징 열처리 단계

Claims

중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1120 ~ 1170℃로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 슬라브 판재를 FRT(Finish Rolling Temperature) : 910 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계;
상기 열간 압연된 판재를 공냉하는 단계; 및
상기 공냉된 판재를 890 ~ 920℃에서 노멀라이징 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재에는
Cu : 0.10 ~ 0.35 중량% 및 Ni : 0.1 ~ 0.4 중량% 중 1종 이상이 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열간 압연 단계에서,
누적 압하율이 40 ~ 60%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 노멀라이징 열처리 단계에서,
열처리 승온속도는 4.5 ~ 5.0℃/min인 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 노멀라이징 열처리 단계에서,
열처리 유지시간은 220 ~ 240min인 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
중량%로, C : 0.065 ~ 0.100%, Si : 0.15 ~ 0.35%, Mn : 1.0 ~ 1.5%, P : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, S : 0% 초과 ~ 0.035% 이하, Al : 0% 초과 ~ 0.015% 이하, Nb : 0.01 ~ 0.02%, V : 0.001 ~ 0.015%, N : 0% 초과 ~ 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 및 펄라이트(pearlite)를 포함하는 복합 조직을 갖되, 상기 페라이트 및 펄라이트의 평균 직경이 20㎛ 이하로 이루어지며,
인장강도(TS) : 400 ~ 520 MPa, 항복강도(YS) : 235 MPa 이상 및 연신율(EL) : 34% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 강판.
제6항에 있어서,
상기 강판은
Cu : 0.10 ~ 0.35 중량% 및 Ni : 0.1 ~ 0.4 중량% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강판.
제6항에 있어서,
상기 강판은
-20℃에서의 충격흡수에너지 : 200 ~ 350J을 갖는 것을 특징으로 하는 강판.