KR101449199B1

KR101449199B1 - 도금성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101449199B1
Application number: KR1020120153930A
Authority: KR
Inventors: 조항식; 김성우; 한성호; 안연상
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-10-08
Also published as: KR20140083801A

Abstract

중량%로 C: 0.095~0.2%, Si: 0.8~1.5%, Mn: 2.0~3.0%, P: 0.001~0.10%, S:0.01%이하, Sol.Al: 0.01~0.40%, N: 0.001~0.01%, Sb:0.01~0.10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세조직이 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트로 구성되며, 상기 C, Si, Mn, Sb, P, S의 함유량이 관계식 1 (5 < (Si/Mn) / Sb < 20) 및 관계식 2 (C + Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35)를 만족하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 굽힘가공성, 연신율, 성형성이 향상되고, 도금성이 우수한 초고강도 냉연강판을 제공할 수 있다.

Description

도금성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그의 제조방법{HIGH STRENGTH COLD ROLLED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT COATING CHARACTERISTICS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 도금성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 자동차용 강판은 지구 환경보전을 위한 연비규제와 탑승자의 충돌 안정성 확보를 위하여 초고강도 강재의 채용을 늘려가고 있다. 이러한 고강도강을 제조하기 위해서는 일반적인 고용강화를 활용한 강재나 석출강화를 이용한 강재만으로 충분한 강도와 연성을 확보하기가 용이하지 않다.

이를 해결하기 위하여, 제안된 기술이 변태조직을 활용하는 변태강화강에 관한 것이다. 이러한 변태강화강에는 이상조직강(Dual Phase Steel, 이하 DP강이라고도 함), 복합조직강(Complex Phase Steel, 이하 CP강이라고도 함), 변태유기소성강(Transformation Induced Plasticity Steel, 이하 TRIP강이라도 함) 등이 있다.

DP강은 연질의 페라이트 내에 경질의 마르텐사이트가 미세 균질하게 분산되어 고강도와 연성을 확보하는 강종이다. CP강은 페라이트, 마르텐사이트, 베이나이트의 2상 또는 3상을 포함하며, 강도향상을 위해 Ti, Nb 등의 석출경화원소를 포함하는 강종이다. TRIP강은 미세 균질하게 분산된 잔류 오스테나이트를 상온에서 가공하면 마르텐사이트 변태를 일으켜 강도와 연성을 확보하는 강종이다.

최근에는 강도가 높으면서 연성이 우수한 소재를 이용하여 난성형부품을 가공함으로써 가공이 많이 요구되는 부품에서도 초고강도강을 적용하는 움직임이 활발하다. 그러나 강판의 고강도화는 성형 가공성 및 용접성의 저하를 유발하기 때문에 이를 보완한 재료의 개발이 요망된다. 이와 같은 요구에 대하여 지금까지 이상조직강, TRIP 강, 또는 복합조직강 등과 같은 변태조직강판이 개발되어 왔다.

예를 들어, 일본특허 특개평6-145892호에서는 화학성분 및 강판의 잔류 오스테나이트 량을 제어하여 성형성이 우수한 강판의 제조법을 제시하고 있으며, 특허 제2660644호 및 특허 제2704350호는 화학성분 및 강판의 미세조직을 제어함으로써 프레스 성형성이 양호한 고강도 강판의 제조법을 제시하고 있다. 또한 특허 제3317303호에서는 5%이상의 잔류 오스테나이트를 포함하는 가공성 특히 국부연신이 우수한 강판이 제안되어 있다. 일본공개특허 제2004-292891호에 베이나이트(bainite)를 주상으로 하고 잔류 오스테나이트를 함유하는 금속조직으로 하는 것으로 연성과 신장플랜지성을 개선하는 제조방법이 제시되어 있다. 하지만, 이러한 발명은 연신율을 개선시키기 위해 C와 Si, 또는 Al을 다량 첨가하여 용접성이 열화되고 또한 다량의 Si과 Al을 첨가함으로써 도금품질을 확보하기 어렵고, 제강 및 연주 시 표면품질 확보가 어렵다.

본 발명의 일 측면은 비교적 높은 함량으로 Si를 첨가하여 굽힘가공성을 개선한 도금성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그의 제조방법을 제시하고자 한다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 중량%로 C: 0.095~0.2%, Si: 0.8~1.5%, Mn: 2.0~3.0%, P: 0.001~0.10%, S:0.01%이하, Sol.Al: 0.01~0.40%, N: 0.001~0.01%, Sb:0.01~0.10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세조직이 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트(Tempered Martensite)로 로 구성되며, 상기 C, Si, Mn, Sb, P, S의 함유량이 관계식 1 (5 < (Si/Mn) / Sb < 20) 및 관계식 2 (C +Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35)를 만족하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 중량%로 C: 0.095~0.2%, Si: 0.8~1.5%, Mn: 2.0~3.0%, P: 0.001~0.10%, S:0.01%이하, Sol.Al: 0.01~0.40%, N: 0.001~0.01%, Sb:0.01~0.10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 상기 C, Si, Mn, Sb, P, S의 함유량이 관계식 1 (5 < (Si/Mn) / Sb < 20) 및 관계식 2 (C +Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35)를 만족하는 강 슬라브를 준비하는 단계, 상기 강 슬라브를 재가열한 후, 마무리압연 출구측 온도가 Ar₃ 변태점~950℃ 사이가 되도록 압연하여 권취하는 단계, 산세한 후 40~80%의 냉간압하율과 740℃~860℃에서 연속소둔을 행하는 단계, 3~150℃/s의 냉각속도(CR, Cooling Rate)의 범위에서 관계식 3 (LogCR+1.7Mn+1.3Si+5.9C)에 의해 계산된 값이 6을 초과하는 냉각속도로 250~600℃의 온도까지 연속적으로 냉각시키고, 그 후 5℃/min이하의 냉각속도로 완만하게 식히는 단계를 포함하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 굽힘가공성, 연신율, 성형성이 향상되고, 도금성이 우수한 초고강도 냉연강판을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도금성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

초고강도 강재가 실제 사용되는 부위들은 주로 실사이드(sill side)와 같이 벤딩(bending)에 의한 가공부위가 대부분이므로, 아무리 연신율이 우수하더라도 굽힘가공성(bendability)이 열화하면 부품으로 사용할 수 없다. 굽힘가공성은 단위두께에 대한 최소 굽힘반경의 비(R/t)를 의미하며, 여기서 최소 굽힘반경비(R)는 벤딩 시험 후 판의 외권부에 크랙이 발생하지 않는 최소 반경을 의미하고, t는 강판의 두께를 의미한다. 굽힘가공성을 개선시키기 위한 방법으로는 강 내에 존재하는 변태상의 구성 및 비율을 적절히 제어하여야 하며, 연질상과 경질상의 강도비가 낮을수록 굽힘가공성이 우수하다고 알려져 있다. 이를 위해서는 마르텐사이트 대신에 베이나이트 또는 템퍼드 마르텐사이트(Tempered Martensite)를 생성시켜야 하지만, 이러한 변태상들은 항복강도를 급격히 증가시키고 연신율을 현저히 저하시키는 문제점을 가지고 있으므로 변태상들의 구성비를 적절히 확보하는 것이 무엇보다 중요하다.

본 발명에서는 비교적 높은 함량의 Si를 첨가하여 굽힘가공성을 개선하고자 하였다. 일반적으로 Si는 강중에서 탄소의 활동도(activity)를 증가시켜 열연 펄라이트 밴드를 분산시키는 효과를 보인다. 이러한 펄라이트의 분산효과는 소둔공정에서 마르텐사이트 조직 분산을 유발하여 굽힘가공성을 개선한다. 또한 오스테나이트에 탄소를 농화시켜 소둔판내의 마르텐사이트 강도를 증가시켜 최종제품의 강도를 확보할 수 있다. 또한 소둔판 페라이트 기지내의 고용탄소를 감소시키는 페라이트 기지의 청정효과로 인해 연신율을 개선시킨다. 또한, Si은 열연판의 미세조직을 균질화함과 동시에 소둔판에서도 마르텐사이트를 매우 균일하게 분산시키는 역할을 한다. 이러한 마르텐사이트의 분산은 외부의 하중에 대해 응력을 분산시키는 효과를 발휘하게 되어 연성과 더불어 굽힘가공성의 개선효과를 가져온다.

그러나 고강도강에 다량의 Si을 첨가하게 되면 여러가지 문제가 발생하게 되며, 특히 열연판에 포함된 Si, Mn 등에 의해 내부산화물이 발생하게 되고, 이러한 산화물이 소둔공정에서 표면으로 확산하여 소둔판의 덴트(dent)를 유발하게 된다. 또한 이러한 산화물들은 도금층의 젖음성(wettability)을 열화시켜 도금특성을 저하하는 요인으로 작용한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 중량%로 C: 0.095~0.2%, Si: 0.8~1.5%, Mn: 2.0~3.0%, P: 0.001~0.10%, S:0.01%이하, Sol.Al: 0.01~0.40%, N: 0.001~0.01%, Sb:0.01~0.10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세조직이 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트로 구성되며, 상기 C, Si, Mn, Sb, P, S의 함유량이 관계식 1 (5 < (Si/Mn) / Sb < 20) 및 관계식 2 (C +Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35)를 만족하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판을 제공한다.

상기 각 성분의 수치 한정 이유를 설명하면 다음과 같다. 이하, 각 성분의 함량 단위는 특별히 언급하지 않은 경우에는 중량%임에 유의할 필요가 있다.

탄소(C): 0.095~0.2 중량%

C는 변태조직강에서 강도확보를 위해 첨가되는 중요한 원소이다. C의 함량이 0.095 중량% 미만인 경우에는 본 발명이 의도하고자 하는 980MPa 이상의 인장강도를 확보하기 어려우며, 강도 확보를 위해 고가의 다른 합금원소가 필요하다. 반면에, 상기 C의 함량이 0.2 중량%를 초과하는 경우에는 강판의 연성과 굽힘가공성 및 용접성이 열위되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.95~0.2 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

실리콘( Si ): 0.8~1.5 중량%

Si은 강재의 강도 및 연신율을 향상시킬 수 있는 원소이다. Si함량이 0.8%미만에서는 충분한 페라이트가 확보되지 않아 본 발명강에서 목표로 하는 연신율 15%이상의 연성을 확보할 수 없었다. Si의 상한을 설정함에 있어서는 Si가 표면 스케일 결함을 유발할 뿐만 아니라 도금강판의 표면특성을 저하시키고 또한 화성처리성을 떨어뜨리기 때문에 통상 1.0%이하로 함량을 제한하는 경우가 많았으나, 최근 도금기술의 진보 등에 의해 강중 함량이 1.5% 정도까지도 큰 문제없이 제조할 수 있게 되었으므로 그 함량을 1.5%이하로 제한하였다.

망간( Mn ): 2.0~3.0 중량%

Mn은 강재 내에 존재할 경우 고용강화에 큰 역할을 할 수 있는 원소이며, 또한 변태강화강에서 경화능 원소로 사용된다. 상기 Mn의 함량이 2.0 중량% 미만인 경우에는 본 발명에서 의도하고자 하는 강도를 확보하기 어렵다. 반면에, 상기 Mn의 함량이 3 중량%를 초과하는 경우에는 용접성과 냉간압연 부하 증가 등의 문제가 발생될 가능성이 높을 뿐 아니라, 소둔 농화물 형성으로 덴트(dent)와 같은 표면결함을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 2.0~3 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

인(P): 0.001~0.10 중량%

P는 강판을 강화시키는데 역할을 할 수 있는 원소이다. 상기 P의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 상술하는 효과를 도출할 수 없을 뿐만 아니라 제조비용의 문제를 야기할 수 있다. 반면에. 그 함량이 0.10 중량%를 초과하는 경우에는 프레스 성형성이 열화하고 강의 취성이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 P의 함량은 0.001~0.10 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

황(S): 0.010 중량% 이하

S는 불가피하게 함유되는 불순물이며, 강판의 연성 및 용접성을 저해하는 원소로서 본 발명에서는 그 함량을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이론상 S의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 본 발명에서 상기 S 함량의 상한은 0.010 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

알루미늄( Al ): 0.01~0.4 중량%

Al은 강중 산소와 결합하여 탈산 작용을 하고 Si과 같이 페라이트내 C를 오스테나이트로 분배하여 마르텐사이트 경화능을 향상시키는데 유효한 원소이다. 상기 Al의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 상술한 효과를 확보하기 어렵다. 반면에, Al의 함량이 0.4 중량%를 초과하는 경우에는 슬라브 표면 품질을 저하시키고, 제조비용이 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 Al의 함량은 0.01~0.4 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

질소(N): 0.001~0.01 중량%

N은 강판의 강도를 상승시킬 수 있는 고용강화 원소이며, 일반적으로 대기로부터 혼입되는 원소이다. 그 함량은 제강 공정 탈가스 공정으로 제어되어야 한다. 상기 N의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 과도한 탈가스 처리를 요하게 되어, 제조원가 상승을 유발하게 되고, 0.01 중량%를 초과하면 AlN, TiN 등의 석출물 과다 형성으로 고온연성을 저하시키게 된다. 따라서, 상기 N의 함량은 0.001~0.01 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.

안티몬( Sb ): 0.01~0.10 중량%

Sb는 본 발명에서 열연 내부산화방지 및 소둔판의 덴트(dent)성과 더불어 도금성을 개선하기 위하여 첨가하는 성분이다. 상기 Sb는 MnO, SiO₂, Al₂O₃ 등의 산화물에 대한 표면 농화를 억제하여 덴트에 의한 표면 결함을 저하시키며, 온도 상승 및 열연 공정 변화에 따른 표면 농화물의 조대화를 억제하는데 탁월한 효과가 있다. Sb는 관계식 1 (5 < (Si/Mn) / Sb < 20)를 만족함과 동시에 0.01~0.1%의 범위에서 관리되어야 한다. Sb의 함량이 0.01% 미만인 경우 상기의 효과를 확보하기 어렵고, 0.1%를 초과하게 되면 오히려 Sb의 입계편석에 의한 재질의 열화, 제조비용 및 가공성 열화 등의 문제를 초래할 수 있다.

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. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 특별히 본 명세서에서 자세히 언급하지는 않는다.

상기 성분 범위를 갖는 강판의 합금설계시 Si,Mn,Sb 등의 합금조성비는 하기 관계식 1을 만족시키는 것이 바람직하다.

[관계식 1]

5 < (Si/Mn) / Sb < 20

그 이유를 설명하면 다음과 같다. 강중 Mn, Si 등은 소둔조업시 표면에 농화물을 형성하는 특성을 가진 원소들로서 이들 원소의 농화물이 많을수록 도금특성은 저하하게 된다. 반면, Sb은 상기의 표면농화 원소들의 입계확산을 방해하는 역할을 하기 때문에 표면품질 측면에서 매우 유리하며 관계식 1은 우수한 표면품질의 확보가 가능한 영역을 관계식으로 구성한 것이다. 예컨대 상기 수식에 의해 계산된 값이 5와 20사이의 값을 가질 때 양호한 표면품질의 확보가 가능하다는 것을 의미하는 것이다.

또한 본 발명에 있어서 합금성분간의 관계는 하기 관계식 2를 만족시키는 것이 바람직하다.

[관계식 2]

C + Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35

그 이유를 설명하면 다음과 같다. C, Mn, Si, P, S 등의 원소는 탄소 당량을 높이는 역할을 하며 잘 알려져 있는 바와 같이 탄소 당량이 높을수록 용접성은 열화하게 되며, 본 발명강이 사용될 때 주로 시공되는 용접방법인 점용접시 용접불량이 발생하지 않는 조건을 반복실험을 통해 설정하면 관계식 2와 같이 구성되며, 관계식 2에 의해 계산된 값이 0.35을 넘으면 용접불량의 위험성이 증대함을 의미한다.

상기 강의 미세조직이 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트로 구성되며, 상기 템퍼드 마르텐사이트는 잘 분산된 것이다.

이러한 미세조직은 첨가된 Si에 의해 열간압연후 펄라이트 조직의 밴드 조직을 억제하여 최종 소둔조직에 있어서 마르텐사이트의 분산을 유도하므로 잘 분산된 템퍼드 마르텐사이트가 형성되어, 연신율 및 굽힘가공성을 확보할 수 있는데 도움이 되며, 각 미세조직의 비율은 페라이트가 70~90%, 템퍼드 마르텐사이트가 10~30%이다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 강판의 인장강도 980MPa이상이고 연신율이 16%이상이며, 굽힘가공성이 R/t값으로 1.0이하를 만족할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 조성을 가지며 조건을 만족하는 강 슬라브를 재가열 후, 마무리압연을 실시하는데 있어서 출구측 온도가 Ar₃ 변태점~950℃ 사이가 되도록 압연한다.

열간마무리 압연온도 Ar₃ 변태점 미만에서는 열간 변형 저항이 급격히 증가될 가능성이 높고 제조상 문제가 발생할 수 있으며, 950℃를 초과하게 되면 너무 두꺼운 산화 스케일이 발생할 뿐만 아니라, 강판이 조대화될 가능성이 높기 때문에, 상기 열간마무리 압연온도는 Ar₃ 변태점 이상 950℃ 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 압연 후 권취 및 산세 과정을 거친 다음 냉간압연을 하는데 있어서 압하율이 40%미만인 경우는 재결정 구동력이 약화되어 양호한 재결정립을 얻는데 문제가 발생할 소지가 있으며 또한 압하율이 80%를 초과하면 압연하중이 급격히 증가하므로 40~80%의 냉간압하율로 압연하는 것이 바람직하다.

상기의 냉연판을 이용하여 740℃~860℃의 온도구간에서 연속소둔을 행하고, 3~150℃/s의 냉각속도(CR, Cooling Rate)의 범위에서 관계식 3 (LogCR+1.7Mn+1.3Si+5.9C)에 의해 계산된 값이 6을 초과하는 냉각속도로 250~600℃의 온도까지 연속적으로 냉각시키고, 그 후 5℃/min이하의 냉각속도로 완만하게 식힘으로써 본 발명의 인장강도 980MPa이상의 양호한 도금성, 용접성 및 굽힘가공성을 갖는 고강도 박강판을 용이하게 제조할 수 있다.

소둔조업시 각각의 조건에 대해 한정한 이유는 다음과 같다.

연속소둔시 온도가 740℃미만이면 미재결정립이 생길 위험성이 증대하며, 860℃초과인 경우는 거대립 형성과 함께 고온 소둔조업으로 인해 통판성이 불량하게 되므로 740℃~860℃의 온도로 연속소둔을 행하는 것이 요망된다.

연속소둔 후, 냉각속도가 3℃/s미만으로 낮아지면, 페라이트 또는 펄라이트가 형성되어 본 발명에서 목표하고 있는 강도 확보가 곤란하며, 또한 150℃/s초과로 너무 높으면 마르텐사이트 등의 경질상이 과다하게 형성되어 굽힘가공성 및 구멍확장성이 크게 열화될 뿐 만 아니라, 조업시 형상불량에 의한 통판성 저하가 크게 우려되므로 상기의 3~150℃/s의 냉각속도(CR, Cooling Rate)의 범위에서 냉각하는 것이 바람직하고, 관계식 3 (LogCR+1.7Mn+1.3Si+5.9C)에 의해 계산된 값이 6을 초과하는 냉각속도로 적용해야 한다. 관계식 3에 의해 계산된 값이 6 이하인 경우는 본 발명강에서 바람직한 미세조직으로 얻고자 하는 페라이트(Ferrite)와 70~90%와 템퍼드 마르텐사이트(Tempered Martensite) 10~30%의 비율을 적절하게 얻기가 어렵기 때문이다.

한편 냉각시 냉각 종점온도가 250~600℃ 사이의 온도가 되도록 한정한 이유는 250℃미만인 경우는 마르텐사이트가 다량 생길 위험성이 증대하며, 600℃초과인 경우는 페라이트 또는 펄라이트 등의 연질상이 다량 형성되어 재질이 목표재질을 달성하기 어렵기 때문이다.

그 후 5℃/min이하의 냉각속도로 완만하게 식히는 것은 생성된 마르텐사이트의 템퍼링이 일어날수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 소둔단계는 수소농도가 5~50%, 잔부가 질소로 구성된 분위기 조건에서 실시되는 것이 바람직하다. 수소농도가 5% 미만인 경우에는 강중에 함유된 Si, Mn과 같은 산소친화력이 큰 원소들의 표면농화물 발생이 용이하여 덴트와 도금결함을 유발할 수 있다. 반면에, 수소농도가 50%를 초과할 경우, 제조원가 대비 상기 효과의 상승이 미약해진다. 잔부 물질로 사용되는 질소는 강판의 표면 농화물 형성을 방지하고 제조비용이 저렴하여 분위기 가스로 적절하게 사용될 수 있다.

상기의 제조방법은 냉연강판뿐만 아니라 GI, GA재와 같은 도금제품에서도 동일하게 적용이 가능하다.

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 나타낸 바와 같은 성분계를 만족하는 슬라브를 제조하고, 이를 열간 및 냉간압연 후, 여러가지 조건에서 소둔 및 냉각하는 조건으로 제조하였다.

그리고, 관계식 1, 2의 계산치를 함께 나타내었다.

강번	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Sb	식1 계산치	식2 계산치
발명강1	0.1	1	2.7	0.01	0.004	0.035	0.005	0.02	18.5	0.30
발명강2	0.13	1.4	2.4	0.015	0.003	0.05	0.004	0.03	19.4	0.34
발명강3	0.11	0.9	2.6	0.007	0.003	0.22	0.003	0.02	17.3	0.30
발명강4	0.14	1.2	2.1	0.008	0.004	0.043	0.005	0.04	14.3	0.32
발명강5	0.12	1.1	2.6	0.005	0.003	0.052	0.003	0.03	14.1	0.31
발명강6	0.12	0.8	2.6	0.009	0.003	0.35	0.007	0.04	7.7	0.31
비교강1	0.15	0.8	1.3	0.015	0.008	0.043	0.005	0.001	615.4	0.30
비교강2	0.27	0.1	1.1	0.015	0.008	0.043	0.005	0.002	45.5	0.39
비교강3	0.05	0.9	1.8	0.011	0.005	0.038	0.004	0.004	125.0	0.21

* 식1 = (Si/Mn ) / Sb

* 식2 = C +Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S

또한 소둔제조시 적용된 각각의 소둔온도, 냉각대 온도 및 냉각속도와 본 발명의 관계식 3의 계산치와 최종 제품 생산 후 평가된 재질을 표 2에 나타내었다. 도금제품의 경우는 용융아연도금(GI) 및 합금화(GA)처리를 하여 제품을 제조한 후, 표 2에 나타낸 바와 같이 도금특성(외관, 밀착성) 및 재질(인장강도, 연신율, 굽힘가공성)을 측정하고 그 결과를 비교강과 함께 나타내었다.

표 2에서 도금 외관은 미도금 및 여타 도금 결함을 포함하지 않는 경우를 ○로 하였으며, 도금 결함이 발생하는 경우 결함명을 명기하였다.

표 2에서 도금 밀착성 평가는 도금판을 20mm x 50mm로 절단한 후 60˚ 굽힘시험을 실시한 후에 다시 펴서 굽혀졌던 자리에 테이프를 붙여서 떨어져 나오는 도금층의 폭을 다음과 같은 기준으로 평가하였다.

◎ : 떨어져 나온 도금이 없거나 폭이 1mm 이내

○ : 떨어져 나온 도금폭이 1~3mm 이내

△ : 떨어져 나온 도금폭이 3~5mm 이내

X : 떨어져 나온 도금폭이 5mm 이상

강번	제품	연속소둔 온도(℃)	냉각속도 (℃/sec)	식3 계산치	도금 외관	도금 밀착성	인장강도 (MPa)	연신율 (%)	굽힘가공성(mm)
발명강1	CR	800	8	7.4	-	-	998	18	0 R
발명강2	GA	810	20	8.0	○	◎	1021	20	0 R
발명강3	GA	835	20	7.5	○	◎	1011	20	0 R
발명강4	GI	820	30	7.4	○	◎	1067	21	0 R
발명강5	GA	820	20	7.9	○	◎	1052	19	0 R
발명강6	CR	820	20	7.5	-	-	1120	16	0 R
비교강1	GA	810	10	5.1	미도금	X	920	25	2 R
비교강2	GA	810	20	4.9	○	△	1203	11	2 R
비교강3	GA	810	20	5.8	미도금	△	895	21	2 R

* 식3 = LogCR+1.7Mn+1.3Si+5.9C

* 식3에 의해 계산된 값이 6초과인 경우 본 발명의 제조조건 만족

<공통 적용 사항>

- 소둔로 분위기: N₂-10%H₂O (이슬점 -30℃)

- 소둔로 가열속도: 3℃/sec.

- 소둔시간: 90 sec.

- 도금 온도: 460℃

- 합금화시간: 24sec (GA제품의 경우)

상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 방법에 의해 강판을 제조하는 경우 기존의 비교강에 비해 양호한 인장강도 980MPa 이상이고 연신율이 16%이상이며, 굽힘가공성이 R/t값으로 1.0이하를 만족하는 도금성이 우수한 고강도 박강판의 제조가 가능한 것이다.

Claims

중량%로 C: 0.095~0.2%, Si: 0.8~1.5%, Mn: 2.0~3.0%, P: 0.001~0.10%, S:0.01%이하, Sol.Al: 0.01~0.40%, N: 0.001~0.01%, Sb:0.01~0.10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세조직이 페라이트 및 템퍼드 마르텐사이트로 구성되며, 상기 C, Si, Mn, Sb, P, S의 함유량이 하기 관계식 1 및 하기 관계식 2를 만족하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판.
[관계식 1]
5 < (Si/Mn) / Sb < 20
[관계식 2]
C +Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35
제 1항에 있어서,
상기 강판의 인장강도 980MPa이상이고 연신율이 16%이상이며, 굽힘가공성이 R/t값으로 1.0이하를 만족하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판.
중량%로 C: 0.095~0.2%, Si: 0.8~1.5%, Mn: 2.0~3.0%, P: 0.001~0.10%, S:0.01%이하, Sol.Al: 0.01~0.40%, N: 0.001~0.01%, Sb:0.01~0.10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 상기 C, Si, Mn, Sb, P, S의 함유량이 하기 관계식 1 및 하기 관계식 2를 만족하는 강 슬라브를 준비하는 단계;
상기 강 슬라브를 재가열한 후, 마무리압연 출구측 온도가 Ar₃ 변태점~950℃ 사이가 되도록 압연하여 권취하는 단계;
산세한 후 40~80%의 냉간압하율과 740℃~860℃에서 연속소둔을 행하는 단계;
3~150℃/s의 냉각속도의 범위에서 하기 관계식 3 (LogCR+1.7Mn+1.3Si+5.9C)에 의해 계산된 값이 6을 초과하는 냉각속도로 250~600℃의 온도까지 연속적으로 냉각시키고, 그 후 5℃/min이하의 냉각속도로 완만하게 식히는 단계를 포함하는, 도금성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법.
[관계식 1]
5 < (Si/Mn) / Sb < 20
[관계식 2]
C +Mn/20 + Si/30 + 2P + 4S < 0.35
[관계식 3]
LogCR+1.7Mn+1.3Si+5.9C
(여기서, CR은 냉각속도(CR, Cooling Rate)를 나타내며, Mn, Si, C는 각각의 원소의 함량을 나타낸다.)