KR101449128B1 - 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 높은 재질 균일성과 가공성을 갖는 열연 강판을 제공하고자 한다. 더불어, 구상화소둔 조직의 균일성과 가공성이 높은 냉연-소둔 강판을 제공하고자 한다.

Description

재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판 및 그 제조방법{HIGH CARBON STEEL SHEET HAVING EXCELLENT UNIFORMITY AND WORKABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

고탄소 강판은 탄소를 0.3중량% 이상으로 함유하여 최종 열처리 후에 마르텐사이트 결정 조직을 얻고자 하며, 열연 후에는 그 결정조직이 페라이트와 펄라이트로 이루어지는 강판을 말한다. 고탄소 강판은 최종 공정을 거친 이후에 높은 강도와 높은 경도를 갖게 된다. 이와 같이 고탄소 강판은 높은 강도와 높은 경도를 갖기 때문에 높은 강도와 경도가 요구되는 공구강이나 기계 구조용강으로 사용된다.

고탄소 강판은 통상 슬라브를 연속식 열간압연 공정에 의하여 열연강판이라는 중간 제품으로 제조된다. 열연강판은 열간압연을 하기 위해 가열된 슬라브를 조압연과 마무리압연을 통하여 소정의 두께로 압연한 다음, 수냉각대(ROT: Run-Out Table)에서 적정온도까지 냉각하여 두루마리 형태의 코일로 권취하여 제조된다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 고탄소 열연강판은 블랭킹, 굽힘, 프레스 가공 등과 같은 공정을 거쳐 원하는 형태를 확보한 후, 최종 열처리를 통해 최종 제품으로 가공된다. 이러한 공정을 거쳐 제조된 고탄소 열연강판은 재질균일성 및 가공성이 요구된다.

고탄소 열연강판 내의 재질 편차가 크면, 열연강판의 성형과정에서 부품의 치수 정밀도가 떨어질 뿐 아니라, 가공 중 결함을 야기하게 되며, 최종 열처리 과정에서도 불균일한 조직 분포를 유발하게 된다. 또한, 열연강판의 조직 균일성이 떨어지게 되면 냉연-소둔을 거치더라도 최종적인 구상화소둔 조직이 불균일하게 형성되고 탄화물이 국부 영역에 집중되어 성형성을 해치게 된다. 한편 고탄소 열연강판의 경도가 지나치게 높게 되면 열연강판의 가공성이 나빠지며, 냉연-소둔 후에도 높은 경도를 가짐에 의해 가공성과 블랭킹 공구의 수명이 단축되게 된다.

특허문헌 1에서는 고탄소 강판에 대하여, 보론 및 Cr을 첨가하고 초당 120℃ 이상의 급냉을 통해 100% 펄라이트에 가까운 조직을 확보함으로써 열연 강판의 재질 균일성과 성형성을 향상시키는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 급냉을 통해 페라이트가 존재하지 않고, 100% 펄라이트 조직을 확보하는 경우에는 열연재 경도가 높아 냉연-소둔 후에 경도가 충분히 낮아지지 않고, 가공성이 나빠지는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2에서는 보론이 첨가된 강을 530℃와 마르텐사이트 변태점 사이에서 권취하여 미세조직을 100% 베이나이트로 제어하여 조직 균일성이 우수한 고탄소강을 제공하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 열연재 경도가 높아 고탄소강의 가공시에 많은 무리가 발생한다.

따라서, 냉연-소둔 후에 조직의 균일성과 가공성 및 가공성이 우수한 열연강판에 대한 발명의 개발이 요구되고 있다.

일본 공개특허 제 2004-247733　호 한국 공개특허 제2007-0068289호

본 발명에서는 높은 재질 균일성과 가공성을 갖는 열연 강판을 제공하고자 한다. 더불어, 구상화소둔 조직의 균일성과 가공성이 높은 냉연-소둔 강판을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판은 중량%로, C: 0.18~0.24%, Si: 0.3% 이하(0%는 제외), Mn: 0.5~0.9%, Cr: 0.2~0.6%, Al: 0.05% 이하(0%는 제외), B: 0.0006~0.0030%, Ti: 0.005~0.03%, N: 0.01% 이하(0%는 제외), P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함한다.

본 발명의 다른 일측면인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판의 제조방법은 중량%로, C: 0.18~0.24%, Si: 0.3% 이하(0%는 제외), Mn: 0.5~0.9%, Cr: 0.2~0.6%, Al: 0.05% 이하(0%는 제외), B: 0.0006~0.0030%, Ti: 0.005~0.03%, N: 0.01% 이하(0%는 제외), P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 1100~1300℃에서 재가열하는 단계, 상기 재가열된 강 슬라브를 800~1000℃의 온도로 열간마무리압연하는 단계, 상기 열간압연된 강판을 하기 수학식 1을 만족하는 냉각속도(CR)로 1차 냉각하는 단계, 상기 1차 냉각된 강판을 하기 수학식 2를 만족하는 권취온도(CT)까지 2차 냉각하는 단계 및 상기 2차 냉각된 강판을 권취하는 단계를 포함한다.

수학식 1: Cond1 ≤ CR(℃/초) < 60(℃/초) (단, Cond1 = 120 - 350×C - 20×Mn - 5×Cr)

수학식 2: Cond2 ≤ CT(℃) ≤ Cond2+50 (단, Cond2 = 655-10×t, t=열연판 최종 두께(㎜))

단, 상기 수학식 1에서 C, Mn, Cr은 각각 해당원소의 함량(중량%)을 나타낸다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 강성분을 최적화함으로서, 열연조직간 재질균일성이 우수하고, 냉연-소둔 후에도 조직균일성과 가공성이 우수한 고탄소 열연강판을 얻을 수 있다.

도 1은 발명예 1의 미세조직을 나타낸 사진이다.
도 2는 비교예 1의 미세조직을 나타낸 사진이다.
도 3의 (a)는 발명예 1과 비교예 4의 1kgf 하중을 가했을 때의 경도편차를 나타낸 그래프이고, (b)는 발명예 1과 비교예 4의 1gf 하중을 가했을 때의 경도편차를 나타낸 그래프이다.

본 발명자들은 상기 전술한 기술들이 해결하지 못한 문제점을 극복하고 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판을 개발하기 위하여 연구를 행한 결과, 강재의 조성성분, 미세조직 및 공정조건을 제어함으로써 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판을 생산할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.

이하, 본 발명의 일측면인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일측면인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판은 중량%로, C: 0.18~0.24%, Si: 0.3% 이하(0%는 제외), Mn: 0.5~0.9%, Cr: 0.2~0.6%, Al: 0.05% 이하(0%는 제외), B: 0.0006~0.0030%, Ti: 0.005~0.03%, N: 0.01% 이하(0%는 제외), P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함한다.

탄소(C): 0.18~0.24중량%

탄소는 열처리시의 경화능과 열처리 후 경도를 확보하기 위해 필요한 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.18중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 초기 탄소 함량이 높으면 페라이트 상변태에 따른 펄라이트 상 내로 탄소 농화에 의해 펄라이트 상의 경도가 높아지게 되고, 열연 페라이트-펄라이트 조직간 경도 차가 커지게 된다. 또한, 고탄소 라멜라 펄라이트 조직은 구상화 속도가 느리며, 구상화 소둔 후에 세멘타이트가 초기 펄라이트 영역에 밀집됨에 의해 재질 편차로 인해 가공성이 나빠지게 되므로, 그 상한은 0.24중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 탄소는 0.18~0.24중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

실리콘(Si): 0.3중량% 이하(0중량%는 제외)

실리콘(Si)은 탈산제로 사용되고, 고용강화에 의한 강도 향상을 위하여 첨가되는 원소이다. 그러나, Si 함량이 0.3중량%를 초과하는 경우에는 적스케일이 발생하고, 페라이트를 안정화시켜 재질 편차를 증대시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘은 0.3중량%이하로 포함되는 것이 바람직하다.

망간(Mn): 0.5~0.9중량%

망간(Mn)은 경화능을 증가시키고 열처리 후 경도를 확보하는데 기여하는 원소이다. 망간의 함량이 0.5중량% 미만인 경우에는 조대한 FeS가 형성되어 강재가 매우 취약해지는 문제가 있다. 반면에, 망간의 함량이 0.9중량%를 초과하는 경우에는 합금 원가가 증가하게 되어 경제적이지 못하다. 따라서, 상기 망간은 0.58~0.9중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

크롬(Cr): 0.2~0.6중량%

크롬(Cr)은 경화능을 증가시키고 열처리 후 경도에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.2중량%이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 0.6중량%를 초과하는 경우에는 합금 원가가 증가하여 경제적이지 못하고, 변태가 지연되어 열연재의 경도를 높이고 가공성을 해칠 우려가 있어, 그 상한을 0.6%로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 크롬은 0.2~0.6중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

알루미늄(Al): 0.05중량% 이하(O중량%는 제외)

알루미늄(Al)은 제강시 Si와 함께 탈산제로 첨가되며, 고용강화 효과가 있다. 상기 알루미늄의 함량이 증가하게 되는 경우 연주시 노즐 막힘을 유발할 수 있기 때문에, 그 상한을 0.05%로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서, 알루미늄은 0.05중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.

보론(B): 0.0006~0.0030중량%

보론(B)은 강재의 경화능에 크게 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.0006중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 보론의 함량이 지나치게 많을 경우 입계에 보론 탄화물을 형성하여 핵생성 장소를 제공하므로 오히려 경화능을 악화시킬 우려가 있으므로, 그 상한을 0.0030중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 보론은 본원발명이 확보하고자 하는 물성 확보에 중요한 역할을 하는 원소이다. 따라서, 보론은 0.0006~0.003중량% 포함되는 것이 바람직하다.

티타늄(Ti): 0.005~0.03 중량%

티타늄(Ti)은 N과 반응하여 TiN을 형성함으로써 BN의 형성을 억제하기 위하여 첨가되는 원소이다. 티타늄이 0.005중량% 미만인 경우에는 강중의 질소를 효과적으로 고정하지 못하는 문제가 있다. 반면에, 0.03중량%를 초과하는 경우에는 TiN 조대화 등으로 강재를 취약하게 할 우려가 있다. 따라서, 티타늄은 0.005~0.03중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

질소(N): 0.01중량% 이하(0중량%는 제외)

일반적으로 질소(N)는 강 중에 고용되었다가 석출되어 강의 강도를 증가시키는 역할을 하며 이러한 능력은 탄소보다도 훨씬 크다. 그러나, 한편으로 강 중에 질소가 존재하면 할수록 인성은 크게 저하하는 것으로 알려져 있어 가능한 한 질소 함유량을 감소시키려는 것이 일반적인 추세이다. 이에, 본 발명에서는 취성이 발생할 위험성이 크게 증가되고, TiN을 형성하고 남은 여분의 N이 경화능에 기여하여야 할 B를 BN 형태로 소모시킬 가능성이 있으므로, 그 상한을 0.01%로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서, 질소는 0.01중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 아들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

다만, 그 중 인 및 황은 일반적으로 많이 언급되는 불순물이기 때문에 이에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

인(P): 0.03중량% 이하

인(P)은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 용접성이 저하되고 강의 취성이 발생할 위험성이 커지기 때문에, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인 함량의 상한은 0.03중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 그 상한을 0.03%로 한정하는 것이 바람직하다.

황(S): 0.015중량% 이하

황은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 강판의 연성 및 용접성을 저해하기 때문에, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 황의 함량은 0%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 황 함량의 상한은 0.015중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 그 상한을 0.015%로 한정하는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 열연강판의 미세조직은 페라이트와 펄라이트를 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 면적분율%로, 15~40%의 페라이트 및 잔부 펄라이트로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 페라이트가 15% 미만인 경우에는 열연재의 경도가 200HV를 넘게 되어 가공성이 떨어지게 된다. 반면에, 페라이트 분율이 40%를 초과하는 경우에는 펄라이트 상 내에 탄소 농화가 커져 펄라이트 조직의 경도가 급격히 상승하게 되고 열연강판 내 재질편차가 증대되게 된다. 이러한 펄라이트 상 내 탄소 집중은 구상화소둔 이후에도 조직 불균일을 유발하여 성형성을 열위하게 한다.

또한, 상기와 같은 범위로 미세조직을 포함함으로써, 펄라이트 상 내 탄소 농화는 0.4% 이하로 유지되게 되어 열연 상태 및 냉연-소둔 상태에서 균일한 재질 분포를 보이게 된다. 또한, 이처럼 낮은 탄소 함량의 펄라이트는 열연 공정이 끝난 후에 면적 분율로 50% 이상의 영역이 이미 구상화가 이루어지기 때문에 재질 균일성에 한층 더 기여하게 된다.

더불어, 페라이트의 평균입경은 보론 첨가로 인한 경화능 증가에 기인하여 10㎛이하(0㎛ 제외)의 미세한 조직을 확보하는 것이 가능하다.

또한, 상기 열연강판은 1kgf 하중으로 측정한 비커스 경도는 200HV이하로 연질을 확보하는 것이 가능하고, 1gf 하중으로 측정한 미소 비커스 경도의 편차는 20HV이하로 균일한 재질적 특성을 확보하는 것이 가능하다.

상기 열연강판의 인장강도는 550~600MPa이고, 상기 열연강판의 두께는 3~7㎜를 갖는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 다른 일측면인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 다른 일측면인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판의 제조방법은 중량%로, C: 0.18~0.24%, Si: 0.3% 이하(0%는 제외), Mn: 0.5~0.9%, Cr: 0.2~0.6%, Al: 0.05% 이하(0%는 제외), B: 0.0006~0.0030%, Ti: 0.005~0.03%, N: 0.01% 이하(0%는 제외), P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 1100~1300℃에서 재가열하는 단계, 상기 재가열된 강 슬라브를 800~1000℃의 온도로 열간마무리압연하는 단계, 상기 열간압연된 강판을 하기 수학식 1을 만족하는 냉각속도(CR)로 1차 냉각하는 단계, 상기 1차 냉각된 강판을 하기 수학식 2를 만족하는 권취온도(CT)까지 2차 냉각하는 단계 및 상기 2차 냉각된 강판을 권취하는 단계를 포함한다.

수학식 1: Cond1 ≤ CR(℃/초) < 60(℃/초) (단, Cond1 = 120 - 350×C - 20×Mn - 15×Cr)

수학식 2: Cond2 ≤ CT(℃) ≤ Cond2+50 (단, Cond2 = 655-10×t, t=열연판 최종 두께(㎜))

단, 상기 수학식 1에서 C, Mn, Cr은 각각 해당원소의 함량(중량%)을 나타낸다.

재가열 단계

상술한 성분계를 만족하는 슬라브를 1100~1300℃에서 재가열 하는 것이 바람직하다. 상기 재가열 온도가 1100℃ 미만인 경우에는 열간압연하중이 급격히 증가하는 문제가 발생한다. 반면에, 1300℃를 초과하는 경우에는 표면 스케일 양이 증가하여 재료의 손실로 이어질 수 있으며, 가열 비용도 증대된다. 그러므로, 슬라브의 재가열온도는 1100~1300℃로 한정하는 것이 바람직하다.

열간압연 단계

상기와 같이 재가열된 슬라브에 열간압연을 실시할 수 있다. 이때, 열간마무리압연은 800~1000℃에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 열간 마무리압연 온도가 800℃ 미만인 경우에는 압연하중이 크게 증가한다. 반면에, 상기 열간마무리 압연온도가 1000℃를 초과하는 경우에는 강판의 조직이 조대화되어 강재가 취약해지며, 스케일이 두꺼워지고, 고온압연성 스케일 결함 등의 표면 품질 저하가 발생한다. 따라서, 상기 열간마무리압연은 800~1000℃로 한정하는 것이 바람직하다.

1차 냉각

상기와 같이 열간압연된 강판을 1차 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 열간압연된 강판을 상기 마무리 열간압연 온도로부터 640~660℃에 도달할 때까지 수냉각대(ROT: Run-Out Table)에서 냉각한다. 이때 1차 냉각속도(CR)는 하기 수학식 1을 만족하도록 정해지는 것이 바람직하다.

수학식 1: Cond1 ≤ CR(℃/sec) < 60(℃/초) (단, Cond1 = 120 - 350×C - 20×Mn - 15×Cr)

단, 상기 수학식 1에서 C, Mn, Cr은 각각 해당원소의 함량(중량%)을 나타낸다.

상기 수학식 1에서 기재된 바와 같이 상기 1차 냉각속도(CR)은 60℃/초 미만으로부터 Cond1 이상의 범위로 냉각속도를 제어하는 것이 바람직하다. 냉각속도가 Cond1 미만인 경우에는 냉각 중에 페라이트 상이 많이 형성되어 본 발명에서 요구하는 미세조직을 확보할 수 없다. 반면에, 60℃/초 이상으로 냉각을 행하는 경우에는 판형상이 크게 나빠지게 된다.

2차 냉각

상기와 같이 1차 냉각된 강판을 2차 냉각을 실시할 수 있다. 또한, 상기 1차 냉각된 강판의 온도로부터 하기 수학식 2에 만족하는 권취온도(CT)에 도달할 때까지 2차 냉각을 행한다.

수학식 2: Cond2 ≤ CT(℃) ≤ Cond2+50 (단, Cond2 = 655-10×t, t=열연판 최종 두께(㎜))

상기 수학식 2에서 정의하는 바와 같이, 권취온도(CT)가 Cond2 이상 Cond2+50 이하 범위의 온도로 제어하는 것이 바람직하다. 권취온도가 Cond2미만인 경우에는 페라이트 면적분율이 15% 미만이 되고, 반면에, Cond2+50을 초과하는 경우에는 페라이트 면적분율이 40%를 초과하게 되어 본 발명에서 요구하는 미세조직을 확보할 수 없다.

권취

상기 2차 냉각된 강판을 권취하는 것이 바람직하다. 이때, 권취온도(CT)는 전술한 수학식 2를 만족하도록 정해지는 것이 바람직하다.

더불어, 상기와 같이 제조된 열연강판은 이후 추가적인 공정 없이 그대로 이용되거나, 냉연과 소둔 공정을 더 거친 후 이용될 수도 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

하기 표 1에 기재된 성분계를 만족하는 강을 30 Kg의 잉곳(ingot)으로 진공용해한 후, 사이징(sizing) 압연을 수행하여 40mm 두께의 슬라브를 제조한 후, 이 슬라브를 1200℃에서 1 시간 동안 재가열하였다. 이후, 상기 재가열한 슬라브를 900℃에서 마무리 열간압연을 수행하여 열연강판을 제조하였다.

마무리 압연 후, 상기 강판들을 수냉각대(ROT)에서 650℃까지 CR의 냉각속도로 1차 냉각하고, 그 이후부터 권취 온도(CT)까지 2차 냉각하였다. 그 후, 각각의 목표 권취온도로 미리 가열시킨 로에 장입하여 1 시간 동안 유지시킨 후 로냉하는 과정을 거쳐 열연 권취공정을 모사하였다. 상기 각 강판들에 적용되는 냉각속도(CR) 및 권취 온도(CT)는 하기 표 2에 나타내었다.

권취 공정을 완료하여 얻은 최종 열연강판의 미세조직을 분석하고, 비커스 경도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 경도는 1kgf 하중의 비커스 경도로 측정하였으며, 30회 이상 측정한 결과의 평균값을 취하였다. 재질 편차는 1gf 하중의 미소 비커스 경도로 측정하였으며, 50회 이상 측정한 결과로부터 표준편차를 산출하였다.

구분	C	Si	Mn	Cr	B	Ti	Al	P	S	N
발명재1	0.221	0.102	0.706	0.455	0.0016	0.016	0.022	0.013	0.0043	0.0035
발명재2	0.185	0.205	0.512	0.312.	0.0008	0.023	0.017	0.011	0.0032	0.0030
발명재3	0.236	0.212	0.885	0.565	0.0021	0.017	0.016	0.012	0.0033	0.0041
발명재4	0.210	0.202	0.812	0.354	0.0017	0.025	0.018	0.008	0.0027	0.0035
비교재1	0.212	0.115	0.695	0.412	0.0002	0.0005	0.023	0.010	0.0045	0.0033

구분		t(㎜)	Cond1	CR(℃/초)	Cond2	CT(℃)	페라이트 분율	펄라이트 탄소농도	평균경도 HV 1kg	경도편차 HV 1kgf	경도편차 HV 1g
발명재1	비교예1	5	21.7	30	605	572	8%	0.24	205	4.3	12
	발명예1	5	21.7	50	605	641	35%	0.33	179	3.6	11
발명재2	비교예2	3	40.3	20	625	654	62%	0.45	162	4.1	25
	발명예2	3	40.3	50	625	632	37%	0.28	167	3.4	16
발명재3	비교예3	7	11.2	50	585	665	47%	0.43	185	4.4	24
	발명예3	7	11.2	30	585	605	25%	0.31	189	4.0	15
발명재4	발명예4	5	25.0	30	605	625	27%	0.28	176	3.8	12
비교재1	비교예4	5	25.7	40	605	625	74%	0.76	165	4.2	26

상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 경우 권취온도가 본 발명이 제안한 수학식 2의 범위를 만족하지 않아, 높은 경도를 확보하는 것을 확인할 수 있으며, 이에 따라, 성형성에 불리한 것을 예측할 수 있다.

또한, 비교예 2 및 비교예 3의 경우 본 발명이 제안한 성분범위를 모두 만족하더라도 수학식 1 및 2를 만족하지 않아 페라이트 상의 분율이 40% 이상 확보하게 되어 높은 재질 편차를 나타난 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 3의 (a) 및 (b)를 살펴보면, 발명예 1과 비교예4에 1kgf 또는 1gf의 하중을 가했을 때의 경도편차에 대해 나타내고 있는데, 발명예 1에 비하여 비교예 4가 더 큰 경도편차를 가지는 것을 확인할 수 있다.

더불어, 보론 첨가량이 본 발명에서 제공하는 조건을 만족하지 않는 비교예 4의 경우, 본 발명에서 제안하는 범위에 만족하는 냉각속도로 냉각을 행하더라도 냉각 중에 페라이트 변태가 활발하게 일어나 최종적으로 열연 조직 내 페라이트의 분율이 높게 얻어지고, 이로 인해 펄라이트 내의 평균 탄소 농도가 0.4중량%를 넘게 되어 재질 편차가 증가한 것을 확인할 수 있다.

그러나, 발명예 1 내지 4는 본 발명에서 제안한 성분계, 미세조직 및 수학식 1 및 2를 만족함으로써, 적절한 연질의 경도와 우수한 재질균일성을 확보하는 것을 확인할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 중량%로, C: 0.18~0.24%, Si: 0.3% 이하(0%는 제외), Mn: 0.5~0.9%, Cr: 0.2~0.6%, Al: 0.05% 이하(0%는 제외), B: 0.0006~0.0030%, Ti: 0.005~0.03%, N: 0.01% 이하(0%는 제외), P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함하고 1kgf 하중으로 측정한 비커스 경도는 200HV이하인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 미세조직은 면적분율%로, 15~40%의 페라이트 및 잔부 펄라이트인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 펄라이트 내의 평균 탄소 농도가 0.4중량% 이하인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 페라이트의 평균입경은 10㎛이하(0㎛ 제외)인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 열연강판은 1gf하중으로 측정한 미소 비커스경도편차가 20HV이하인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 열연강판의 인장강도는 550~600MPa인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 열연강판의 두께는 3~7㎜인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판.
   
9. 중량%로, C: 0.18~0.24%, Si: 0.3% 이하(0%는 제외), Mn: 0.5~0.9%, Cr: 0.2~0.6%, Al: 0.05% 이하(0%는 제외), B: 0.0006~0.0030%, Ti: 0.005~0.03%, N: 0.01% 이하(0%는 제외), P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 1100~1300℃에서 재가열하는 단계;
   상기 재가열된 강 슬라브를 800~1000℃의 온도로 열간마무리압연하는 단계;
   상기 열간압연된 강판을 하기 수학식 1을 만족하는 냉각속도(CR)로 1차 냉각하는 단계;
   상기 1차 냉각된 강판을 하기 수학식 2를 만족하는 권취온도(CT)까지 2차 냉각하는 단계; 및
   상기 2차 냉각된 강판을 권취하는 단계를 포함하는 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판의 제조방법.
   
   수학식 1: Cond1 ≤ CR(℃/초) < 60(℃/초) (단, Cond1 = 120 - 350×C - 20×Mn - 15×Cr)
   
   수학식 2: Cond2 ≤ CT(℃) ≤ Cond2+50 (단, Cond2 = 655-10×t, t=열연판 최종 두께(㎜))
   (단, 상기 수학식 1에서 C, Mn, Cr은 각각 해당원소의 함량(중량%)임)
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 열연강판의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트를 포함하고, 면적분율%로, 15~40%의 페라이트 및 잔부 펄라이트인 재질균일성 및 가공성이 우수한 고탄소 열연강판의 제조방법.

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