KR101568519B1 - 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전단변형부의 성형이방성 뿐만 아니라, 강도 및 저온 내피로특성이 우수한 열연강판과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법{HOT ROLLED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT DEFORMATION ANISOTROPY IN SHEARED EDGE AND ANTI FATIGUE PROPERTY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 자동차 등에 사용되는 열연강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전단변형부의 성형이방성이 우수하고, 피로파괴에 대한 저항성이 우수한 열연강판에 관한 것이다.
최근, 자동차 등의 차체 중량의 경량화에 의해 연비의 경감이나, 충돌시의 안정성 확보 등을 목적으로 고강도 강판의 수요는 점차 증대되고 있다. 그러나, 인장강도 590MPa 급 이상의 고강도 열연강판은 강도가 증가함에 따라 연성이 감소하고 기계적 특성에 대한 이방성이 증가하여 성형성이 열위해지고, 성형 후 내피로 특성이 저하되는 문제가 있다.
특히, 인장강도 590MPa 급 이상의 고강도 열연강판은 프레스 성형 등 가공되는데, 가공시에 전단변형부(Sheared Edge)에서 균열이 발생하거나 피로파괴가 발생하기 쉬운 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 종래에는 강의 피로특성을 향상시키기 위해 강의 미세조직을 한정하거나 특정 성분의 함량을 제한하는 등의 기술을 적용하였다.
일반적으로 피로파괴가 일어나는 과정은, 응력 집중부에서의 균열 발생 및 피로 균열의 진전으로 구분할 수 있다. 차량의 부품 소재로서, 프레스 등의 가공을 수반하는 판재의 경우는 응력 집중부에서의 전단 변형부(Sheared Edge)가 다수 존재하고 되고, 피로균열의 발생을 완전히 방지하는 것은 기술적으로 불가능에 가깝다. 이 때문에 균열이 이미 존재하고 있는 상태로부터 균열 진전에 의한 내구수명이 단축되는 것을 연장시킬 필요가 있다. 따라서, 균열의 진전 저항을 높여, 균열의 진전 속도를 가능한 한 느리게 하는 것이 중요하다.
이와 관련된 특허문헌 1에서는 피로강도와 피로균열 전파저항과 함께 우수한 고강도 열연 강판의 제조방법이 개시되어 있으며, 상기 특허문헌 2에서는 P 및 Cu의 함유량을 규제하고, 페라이트 결정 입경을 5∼25㎛, 제2 상의 체적 분률이 10~30%의 이상 조직으로 함으로써 피로강도와 피로균열 전파저항이 개선하고자 하였다.
그러나, 전단변형부의 성형성은 방향별 차이가 발생하고, 이방성을 어떻게 제어하느냐에 따라 피로균열 저항성에 영향을 미치는 점에 대해서는 전혀 인지하지 못하여, 근본적인 해결책을 제시하지 못하고 있다.
일본 공개특허 평04-337026호
본 발명은 전단변형부의 성형이방성 뿐만 아니라, 저온 내피로특성이 우수한 열연강판과 이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 중량%로, C: 0.05~0.12%, Si: 0.1~2.0%, Mn: 1.0~2.5%, P: 0.003~0.05%, S: 0.005% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.2~1.5%를 포함하고,
Nb, Ti 및 V로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상이 0.001~0.2% 포함하며, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
상기 Nb, Ti 및 V은 하기 관계식 1을 만족하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판을 제공한다.
[관계식 1] 0 < [Nb*]/[Ti*] < 2
(단 [Nb*] = 0.129[Nb], [Ti*] = 0.25([Ti]-3.42[N]-1.5[S])이고, []의 단위는 중량%임)
또한, 본 발명은 상기 조성 및 관계식 1을 만족하는 강 슬라브를 준비하는 단계;
상기 강 슬라브를 1100~1300℃의 온도로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 850~950℃의 마무리 압연온도에서 열간압연하는 단계; 및
상기 열간압연 후 냉각하고, 300~550℃에서 권취하는 단계를 포함하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 인장강도와 전단변형부의 평균 성형성 지수(A-SBR, Average Sheared edge Bending Ratio)의 곱이 60,000MPa% 이상이고, 방향별 SBR의 최대값과 최소값의 차이가 16%이하이어서, 우수한 전단변형부 성형이방성을 확보하는 동시에, 피로균열의 전파를 억제하여 내피로특성이 우수한 열연강판을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 먼저 본 발명의 조성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 열연강판은 중량%로, 중량%로, C: 0.05~0.12%, Si: 0.1~2.0%, Mn: 1.0~2.5%, P: 0.003~0.05%, S: 0.001~0.005%, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.2~1.5%를 포함하고, Nb, Ti 및 V로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상이 0.001~0.2% 포함한다.
탄소(C): 0.05~0.12%
C는 주로 변태 강화를 통하여 강판 강도를 증가시킴과 함께, 베이나이트상의미세화에도 기여하는 원소이다. 이와 같은 효과를 발현시키기 위해서는 0.05% 이상 포함되어야 하나, 0.12%를 초과하는 경우에는 용접성을 저하시키므로, 상기 C의 함량은 0.05~0.12%인 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.1~2.0%
Si는 고용 강화에 의해 강판 강도를 증가시킴과 함께, 페라이트 안정화 원소로 강중 페라이트 상분율을 확보하는데 효과적인 성분이며, 강판의 연성 향상에도 기여하는 원소이다. 이를 위해서는 0.1% 이상 함유하는 것이 바람직하며, 2.0%를 초과하는 경우에는 스케일 결함을 증가시키며, 강판 표면 조도를 열위하게 만든다. 따라서, 이를 위해서는 0.1~2.0% 포함하는 것이 바람직하다.
망간(Mn): 1.0~2.5%
Mn은 고용 강화 및 변태 강화를 통하여 강판의 강도를 증가시키는 원소이다. 이를 위해서는 1.0% 이상 포함하는 것이 필요하나, 2.5%를 초과하는 경우에는 중심 편석이 현저해지는 문제가 있으므로, Mn의 함량은 1.0~2.5%를 포함하는 것이 바람직하다.
인(P): 0.003~0.05%
P는 고용되어 강판의 강도를 증가시키는 작용을 하는 원소이지만, 열연 강판 제조시에 강판 표층에 내부 산화층을 형성하기 쉽고, 피로 균열의 발생, 전파에 악영향을 미치는 것이 우려되어 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.05% 까지는 허용될 수 있다.
황(S): 0.005% 이하
S는 황화물을 형성하고, 강판의 연성 및 가공성을 저하시키기 때문에, 최대한 저감시키는 것이 바람직하지만, 0.005%까지는 허용될 수 있다.
알루미늄(Al): 0.01~0.1%
Al은 탈산제로서 작용하는 원소로, 이를 위해서는 0.01% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 그 함량이 0.1%를 초과하게 되면, 산화물이 현저하게 증가하고, 강판의 피로 특성이나 각종 특성 저하된다. 따라서, 상기 Al은 0.01~0.1%로 포함하는 것이 바람직하다.
크롬(Cr): 0.2~1.5%
Cr은 강을 고용강화시키며, 냉각시 페라이트 상변태를 지연시켜 권취온도에서 베이나이트 형성을 돕는 역할을 한다. 이를 위해서는 0.2% 이상 포함되는 것이 바람직하나, 1.5%를 초과하는 경우에는 페라이트 변태를 과도하게 지연하여 마르텐사이트상이 형성될 수 있어, 연신율이 열위해 질 수 있다.
티타늄(Ti), 니오늄(Nb) 및 바나듐(V) 중 1종 이상: 0.001~0.2%
상기 Ti, Nb, V는 모두 탄질화물을 형성하여 결정립의 미세화, 나아가서는 석출 강화를 통하여 강도 증가에 기여함과 함께, ?칭(Quenching)성의 향상에도 기여하여 베이나이트상의 형성에 큰 역할을 하는 원소로서, 1종 이상이 함유되는 것이 바람직하다. Ti, Nb 및 V 중 1종 이상의 함량이 0.001% 미만에서는 상기 효과를 기대하기 어려우며, 0.2%를 초과하는 경우에는 변형 저항이 증가하고, 열간 압연의 압연 하중이 증대하여 압연기에 대한 부하가 지나치게 커져, 압연 조업 자체가 곤란해진다. 0.2%를 초과하는 경우에는 조대한 석출물을 형성하여, 피로 특성을 저하시키므로, 그 함랑은 0.2%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
한편, 상기 Ti, Nb 및 V는 하기 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[관계식 1] 0 < [Nb*]/[Ti*] < 2
(단 [Nb*] = 0.129[Nb], [Ti*] = 0.25([Ti]-3.42[N]-1.5[S])이고, []의 단위는 중량%임)
Nb는 강중 탄화물을 형성하여 결정립 미세화에 효과적이며, 미세한 석출물을 형성하여 강의 강도와 인성을 향상시킨다. 그러나, 열간압연 후단부에서 재결정이 완료되기 전에 변형유기석출이 선행되어 재결정을 지연시키는 효과 크다. Ti는 강중에 TiN으로 존재하여 열간압연을 위한 가열과정에서 오스테나이트 결정립이 성장되는 것을 억제하는 효과가 있으며, 질소와 반응하고 남은 Ti이 강 중에 고용되어 탄소와 결합함으로써, TiC 석출물이 형성되어 강의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 따라서, 고강도화를 달성하기 위해서는 Nb와 Ti 등이 반드시 필요하나, 강 중에 고용되어 탄소와 결합함으로써, 형성된 Nb 탄화물의 양([Nb*])은 적을수록, TiN으로 존재하여 가열과정에서 오스테나이트 결정립이 성장되는 것을 억제하는 Ti의 양([Ti*])은 많은 것이 최종 미세조직의 재질이방성을 줄인다는 측면에서 유리하다. 이들 상관관계를 고려하여, 본 발명에서는 상기 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서 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 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
이하, 본 발명 열연강판의 미세조직에 대해 상세히 설명한다. 본 발명 열연강판의 미세조직은 면적분율로 5~30%의 베이나이트 및 70% 이상의 페라이트를 포함한다. 본 발명은 페라이트 기지조직에 베이나이트가 포함된 미세조직으로서, 베이나이트의 분율이 5% 미만에서는 충분한 강도를 확보하기 어려우나, 베이나이트가 30%를 초과하게 되면, 피로에 대한 저항성 확보가 곤란하다.
본 발명의 열연강판은 하기 관계식 2 및 3으로 정의되는 A-SBR과 인장강도(TS)의 곱(TS*A-SBR)이 60,000MPa% 이상인 것이 바람직하다. 본 발명은 전단변형부(shear edge)의 성형이방성이 우수한 기술적 특징을 갖는다. 본 발명은 성형이방성 지수(SBR, Shear edge Bending Ratio)를 관계식 2로 도출하였고, 압연방향의 0°, 45° 및 90°에서의 성형이방성 지수(SBR-0, SBR-45, SBR-90)을 도출하고, 이들의 평균인 A-SBR을 도출하였다.
[관계식 2]
SBR = (Lf-Lo) * 100 / Lo
(단, Lo는 초기 노치부의 간격, Lf는 굽힘시험으로 균열이 발생된 노치부의 간격)
[관계식 3]
A-SBR = (1/3) * (SBR-0 + SBR-45 + SBR-90)
(단, SBR-0은 압연방향 0°에서의 SBR값, SBR-45는 압연방향 45°에서의 SBR값 및 SBR-90은 압연방향 90°에서의 SBR 값임)
본 발명에서는 충분한 강도와 성형성을 확보하기 위해서, 상기 A-SBR과 인장강도의 곱이 60,000MPa% 이상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 열연강판은 하기 관계식 4로 정의되는 △SBR 16% 이하인 것이 바람직하다.
[관계식 4]
△SBR = SBRmax-SBRmin
(단, SBRmax는 압연방향 0°, 45°, 90°에서의 최대 SBR값이고, SBRmin은 압연방향 0°, 45°, 90°에서의 최소 SBR값임)
상기 △SBR이 클 경우, 외부에서 주어지는 변형을 모든 방향(0°, 45°, 90°)에서 고르게 수용하지 못하고, 특정방향(특히, 90°)에서 일방적으로 수용하기 때문에, 특정방향에서 먼저 크랙이 발생해 성형성이 좋지 못하다. 따라서, △SBR이 작을수록 성형성이 유리하며, 그 값이 16%를 넘지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 열연강판은 평면 굽힘 피로 시험법에 의해 얻어진 피로한도(Fatigue Limit, FL)과 인장강도(TS)의 비인 내구비(FL/TS)가 하기 관계식 5의 조건을 만족하여, 우수한 내피로특성을 확보할 수 있다.
[관계식 5]
내구비(FL/TS) ≥ 0.6926 - 3.77*10-4*TS
이하, 본 발명의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 상기 조성 및 관계식 1을 만족하는 강 슬라브를 준비하여, 이를 재가열한다. 이때 재가열은 1100~1300℃로 하는 것이 바람직하다.
상기 재가열된 강 슬라브를 열간압연한다. 이때 마무리 열간압연은 850~950℃의 온도범위에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연 온도가 850℃ 미만이면, 압연 중 충분한 베이나이트상을 얻기 어려워 열연강판의 조직에 5% 이상의 베이나이트를 확보하기 어렵다. 반면, 950℃를 초과하게 되면, 최종 미세조직의 결정립이 조대하여 590MPa 이상의 고강도를 확보하기 어려우며, 850℃ 미만일 경우에는 압연 중 충분한 베이나이트 상을 얻기가 어렵다.
상기 열간압연 후 냉각하고, 권취를 행한다. 상기 권취는 300~550℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 권취온도가 550℃를 초과하게 되면, 권취 후에 페라이트나 펄라이트가 생성되어, 열연강판의 베이나이트 상의 분율을 5% 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또한, 300℃ 미만에서는 열연강판의 형상이 악화되거나, 열연강판의 강도가 과도하게 상승되는 문제가 있다.
상기 냉각은 10~70℃/s로 행하는 것이 바람직하다. 냉각속도가 10℃/s 미만이면, 페라이트상의 혼입으로 냉각 중 베이나이트 상의 형성이 어려워 강도가 하락하게 되고, 70℃/s를 초과하게 되면, 마르텐사이트의 혼입으로 고강도는 달성할 수 있으나, 성형성이 매우 열악해지는 문제가 있다.
이렇게 제조된 열연강판을 산세강판으로 제조하는 경우에는 상온~200℃의 범위로 자연냉각한 후에, 산세하여 표층부 스케일을 제거하고 도유하는 과정을 추가할 수 있다. 이때, 열연강판의 산세온도가 200℃를 초과하면 열연강판의 표층부가 과산세되어 표층부 조도가 나빠지게 되는 문제점이 있다.
또는 상기 열연강판을 이용하여 도금을 행할 때에는 상온~200℃의 범위로 자연냉각한 후에 산세하여 표층부 스케일을 제거하고, 강판의 온도가 450~480℃가 되도록 가열한 다음, 용융아연 도금욕에 통과시킨다. 이때, 강판의 온도가 450℃ 미만이면, 미도금이 발생하기 쉬우며 480℃를 초과하면 도금결함이 발생하거나 도금층의 두께를 균일하게 제조하기 어려운 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
(실시예)
하기 표 1의 조성(중량%)을 갖는 강 슬라브를 표 2의 압연 및 권취조건으로 열연강판을 제조하였다. 표 2에서 FDT와 CT는 각각 열간압연시 마무리 압연 종료온도과 권취온도를 의미한다. 참고로, 표 1에서 N은 불가피한 불순물로 첨가된 함량을 나타낸 것이다.
이렇게 제조된 열연강판의 단면 미세조직, 인장 특성 및 전단변형부 성형이방성, 내구성 평가를 행하여 그 결과를 표 2에 나타내었다. B는 베이나이트 분율을 의미한다.
강판의 미세조직은 3% 나이탈 용액으로 조직을 출현시키고, 주사형 전자현미경으로 깊이 방향 판두께 1/4 위치를 관찰하고, 촬영된 조직 사진을 사용하여, 화상 해석 처리를 통해 분석하였다. 베이나이트 면적률은 조직의 미세한 정도에 따라 2000 배 배율의 SEM 사진을 촬영하고, 화상 처리 소프트웨어로 정량화시켰다. 한편, 인장특성은 JIS5호 시험편을 사용하여, JISZ 2241에 준거한 인장 시험을 통해 측정하였다.
전단변형부 성형이방성 특성은 시험편 중심부에 곡률반경 5mm의 전단변형된 원형 노치(Notch)를 갖는 시험편을 이용한다. 이때 시험편은 열간압연판의 압연방향과 평행, 45도방향, 직각방향으로 준비하며 3점 굽힘시험하여 노치부에서 균열이 발생하는 시점에 시험을 멈추어 그 변화를 측정하여, 전술한 관계식 2를 통해 성형이방성 지수(SBR, Shear edge Bending Ratio)값을 도출하였다.
[관계식 2]
SBR = (Lf-Lo) * 100 / Lo
Lo는 초기 원형 노치부 간격(10mm)이며, Lf는 균열 발생시 변형된 원형 노치부 간격이다. 또한, 압연방향에 대해 0, 45, 90방향으로 채취된 시편의 전단변형부 성형이방성(SBR)의 평균값을 A-SBR로 나타내었으며, SBRmax-SBRmin 은 세 방향의 SBR값 중 최대값에서 최소값을 뺀 값을 의미한다.
저온에서의 내피로 특성은, 평면 굽힘 피로 시험법에 의해 피로한도(FL, Fatigue limit)를 구하고, 피로한도 (FL) 와 인장 강도(TS) 의 비인 내구비 (FL/TS) 로 평가하였다. 피로시험편은 열연코일의 압연방향에 직각방향으로 채취하였다. 실험은 전기유압식 서보피로시험기를 사용하여 응력비 R=0, 주파수 25Hz, 실험온도는 -30℃ 하에서 하중제어방식으로 실험을 진행하였다. 반복응력에 대해 피로파괴가 일어날 때까지의 사이클 수를 그래프화한 S-N선도를 통해서 피로한도(Fatigue limit)를 구하고, 소재의 내구비(FL/TS)가 관계식 5을 만족할 경우, 내피로특성이 양호한 것으로 판단했다.
[관계식 5]
내구비(FL/TS) ≥ 0.6926 - 3.77*10-4*TS
구분 C Si Mn Cr Al P S N Ti Nb V 식 1
비교강 1 0.05 0.6 1.5 0 0.03 0.01 0.003 0.004 0.02 0.035 0 9.92
비교강 2 0.06 0.5 1.6 0 0.1 0.01 0.003 0.004 0.02 0.02 0.02 5.67
비교강 3 0.06 0.8 1.8 0 0.03 0.01 0.003 0.004 0.04 0.004 0 0.09
비교강 4 0.06 1.2 1.6 0 0.03 0.01 0.003 0.004 0.025 0.05 0 3.78
비교강 5 0.07 1 1.6 0 0.03 0.01 0.003 0.004 0.04 0.003 0.025 0.07
비교강 6 0.07 0.8 2.1 0.5 0.03 0.01 0.003 0.004 0.02 0.02 0.001 5.67
비교강 7 0.08 1.2 1.6 0 0.1 0.01 0.003 0.004 0.04 0.03 0 0.71
비교강 8 0.08 1.5 1.8 0 0.03 0.01 0.003 0.004 0.06 0.025 0 0.31
비교강 9 0.1 1 1.8 0.5 0.03 0.01 0.003 0.004 0.06 0.05 0.02 0.62
발명강 1 0.07 0.7 1.4 0.2 0.03 0.01 0.003 0.005 0.03 0.03 0 1.84
발명강 2 0.07 1.1 2 0.9 0.025 0.015 0.003 0.004 0.04 0.03 0.001 0.71
발명강 3 0.07 0.8 1.9 0.7 0.025 0.015 0.003 0.004 0.04 0.025 0.001 0.59
발명강 4 0.06 1 2 0.8 0.025 0.015 0.003 0.004 0.03 0.03 0.001 1.31
발명강 5 0.07 0.8 1.8 0.4 0.03 0.01 0.003 0.005 0.08 0.03 0.02 0.26
발명강 6 0.065 1 2.1 0.9 0.025 0.015 0.003 0.004 0.03 0.025 0.001 1.09
발명강 7 0.08 1 2 0.8 0.025 0.015 0.003 0.004 0.03 0.03 0.001 1.31
구분 FDT(℃) CT(℃) B(면적%) YS(MPa) TS(MPa) T-El(%) SBR-0(%) SBR-45(%) SBR-90(%) A-SBR(%) TS*A-SBR(MPa%) △SBR 내구비(FL/TS) 내피로
비교강 1 886 565 12 456 557 29 124 145 120 129.7 72224.3 25.0 0.46 ×
비교강 2 893 452 8 494 573 27 115 120 105 113.3 64940.0 15.0 0.46 ×
비교강 3 899 455 10 522 634 25 89 100 86 91.7 58116.7 14.0 0.47
비교강 4 902 460 11 577 710 24 56 75 58 63.0 44730.0 19.0 0.45
비교강 5 903 453 12 543 656 23 88 85 65 79.3 52042.7 23.0 0.42 ×
비교강 6 905 443 32 605 742 20 85 97 88 90.0 66780.0 12.0 0.37 ×
비교강 7 907 434 14 697 785 18 75 80 55 70.0 54950.0 25.0 0.32 ×
비교강 8 912 441 18 743 833 17 54 60 35 49.7 41372.3 25.0 0.33 ×
비교강 9 922 438 42 905 1041 14 38 44 31 37.7 39211.0 13.0 0.25 ×
발명강 1 887 443 10 537 622 26 125 134 132 130.5 81067.3 8.4 0.52
발명강 2 897 465 12 703 820 16 89 104 98 97.0 79540.0 15.0 0.44
발명강 3 885 448 13 724 831 15.4 88 95 85 88.3 73405.0 13.0 0.41
발명강 4 880 500 19 800 1043 12.5 65 75 66 68.7 71619.3 10.0 0.34
발명강 5 891 445 22 866 1006 15 62 70 72 68.0 68408.0 10.0 0.35
발명강 6 889 463 24 827 1006 13 65 74 68 69.0 69414.0 9.0 0.34
발명강 7 904 506 29 766 1028 12.6 58 64 61 61.0 62708.0 6.0 0.32
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 조건을 만족하는 발명예는 모두 590MPa급 이상의 인장강도를 가짐과 아울러, 전단변형부 성형이방성이 우수하여 성형이 양호하고, 또한 저온 내피로특성 평가에서도 양호한 결과가 얻어졌다.
그러나, 비교강 1, 2, 4 및 6은 재결정지연 효과가 큰 Nb가 Ti 첨가량에 비해 지나치게 많아, 관계식 1을 만족하지 못한다. 특히, 비교강 1 및 4는 압연 방향으로 연신된 형태의 기지조직 형성에 의해 특정방향으로 크랙의 전파가 용이해 전단변형부의 방향별 SBR 값의 차이가 16을 초과한다.
비교강 3은 강도는 우수하나, A-SBR이 열위하여, TS*A-SBR이 본 발명에 미치지 못하고, 비교강 5 역시 강도는 우수하나, A-SBR이 열위하여, TS*A-SBR이 본 발명에 미치지 못하며, △SBR이 16%를 초과하여, 성형성이 매우 열악하다.
비교강 7 및 8은 본 발명의 TS*A-SBR에 미치지 않으며, △SBR이 16%를 초과하여, 성형성이 매우 열악하고, 피로에 대한 저항성도 열위한 것을 알 수 있다.
비교강 9는 베이나이트(B)의 분율이 높아지게 되어, 강도는 우수해지지만, 성형성이 열위하여, TS*A-SBR이 본 발명에 미치지 못하는 것을 알 수 있다. 또한, 피로에 대한 저항성도 열악한 것을 알 수 있다.

Claims (9)

  1. 중량%로, C: 0.05~0.12%, Si: 0.1~2.0%, Mn: 1.0~2.5%, P: 0.003~0.05%, S: 0.005% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.2~1.5%를 포함하고,
    Nb, Ti 및 V로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상이 0.001~0.2% 포함하며, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    상기 Nb, Ti 및 V은 하기 관계식 1을 만족하고,
    하기 관계식 2 및 3으로 규정되는 A-SBR값과, 인장강도의 곱(TS*A-SBR)이 60,000MPa% 이상인 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판.
    [관계식 1] 0 < [Nb*]/[Ti*] < 2
    (단, [Nb*] = 0.129[Nb], [Ti*] = 0.25([Ti]-3.42[N]-1.5[S])이고, []의 단위는 중량%임)
    [관계식 2]
    SBR = (Lf-Lo) * 100 / Lo
    (단, Lo는 초기 노치부의 간격, Lf는 굽힘시험으로 균열이 발생된 노치부의 간격)
    [관계식 3]
    A-SBR = (1/3) * (SBR-0 + SBR-45 + SBR-90)
    (단, SBR-0은 압연방향 0°에서의 SBR값, SBR-45는 압연방향 45°에서의 SBR값 및 SBR-90은 압연방향 90°에서의 SBR 값임)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열연강판은 면적분율로 5~30%의 베이나이트 및 70% 이상의 페라이트를 포함하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 열연강판은 하기 관계식 4로 규정되는 △SBR의 값이 16% 이하인 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판.
    [관계식 4]
    △SBR = SBRmax-SBRmin
    (단, SBRmax는 압연방향 0°, 45°, 90°에서의 최대 SBR값이고, SBRmin은 압연방향 0°, 45°, 90°에서의 최소 SBR값임)
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 열연강판의 내구비(FL/TS)는 하기 관계식 5를 만족하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판.
    [관계식 5]
    내구비(FL/TS) ≥ 0.6926 - 3.77*10-4*TS
    (단, TS는 인장강도임)
  6. 중량%로, C: 0.05~0.12%, Si: 0.1~2.0%, Mn: 1.0~2.5%, P: 0.003~0.05%, S: 0.005% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.2~1.5%를 포함하고, Nb, Ti 및 V로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상이 0.001~0.2% 포함하며, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 Nb, Ti 및 V은 하기 관계식 1을 만족하는 강 슬라브를 준비하는 단계;
    상기 강 슬라브를 1100~1300℃의 온도로 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 강 슬라브를 850~950℃의 마무리 압연온도에서 열간압연하는 단계; 및
    상기 열간압연 후 냉각하고, 300~550℃에서 권취하는 단계
    를 포함하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판의 제조방법.
    [관계식 1] 0 < [Nb*]/[Ti*] < 2
    (단 [Nb*] = 0.129[Nb], [Ti*] = 0.25([Ti]-3.42[N]-1.5[S])이고, []의 단위는 중량%임)
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉각은 10~70℃/s 로 행하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 권취 후 산세처리하고, 도유하는 단계를 더 포함하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판의 제조방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 권취 후 산세처리하고, 450~480℃까지 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 강판을 용융도금하는 단계를 포함하는 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판의 제조방법.
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