KR102095509B1 - 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법 - Google Patents

고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102095509B1
KR102095509B1 KR1020170178850A KR20170178850A KR102095509B1 KR 102095509 B1 KR102095509 B1 KR 102095509B1 KR 1020170178850 A KR1020170178850 A KR 1020170178850A KR 20170178850 A KR20170178850 A KR 20170178850A KR 102095509 B1 KR102095509 B1 KR 102095509B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
hot
less
strength
steel
Prior art date
Application number
KR1020170178850A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190076785A (ko
Inventor
박경수
채재용
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020170178850A priority Critical patent/KR102095509B1/ko
Priority to PCT/KR2018/002667 priority patent/WO2019124638A1/ko
Priority to CN201880082167.3A priority patent/CN111511934B/zh
Priority to US16/772,987 priority patent/US20200392595A1/en
Publication of KR20190076785A publication Critical patent/KR20190076785A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102095509B1 publication Critical patent/KR102095509B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 고강도 열연 도금강판은 중량%로, C: 0.05~0.5%, Mn: 0.1~3.0%, Si: 0.5% 이하(0%를 제외함), P: 0.05% 이하(0%를 제외함), S: 0.03% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.01이하(0%를 제외함), B: 0.0005~0.005%, Ti: 0.005~0.2%를 포함하고, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직은 부피분율로, 템퍼드 마르텐사이트가 90% 이상이고, 베이나이트, 페라이트, 펄라이트 또는 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 이상의 결정상이 5% 이하를 포함하고, 인장강도는 650MPa 이상이며, 항복강도는 550MPa 이상이고, 상기 강도의 비율인 항복비(항복강도/인장강도)는 0.85 이상을 만족한다.

Description

고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법{HIGH STLENGTH STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
고강도 박강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 열간압연과 도금열처리를 활용하여 고강도이면서 두께가 얇아 경량인 열연 도금강판 및 그 열연 도금강판의 제조방법에 관한 것이다.
고강도 열연 도금강판은 강도를 지지하는 용도에 많이 사용되고 있다. 예를 들면, 건축용 비계, 비닐하우스 구조재, 태양광 지지대 등의 강철 건자재 분야 구조물에 다양하게 사용된다. 이는 고강도 열연 도금강판이 강도를 지지하면서 변형을 막아주는 특성을 갖기 때문이다. 이러한 구조용 강재에는 고강도 및 경량화를 위한 박강판으로 제조할 필요가 늘어나고 있다.
이러한 고강도 열연 도금강판에 대하여 강도를 높이는 방법으로는 다음과 같은 특허문헌 1 내지 7이 알려져 있다.
특허문헌 1 내지 4는 합금원소 첨가에 따른 석출강화로 강도를 확보하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술들은 통상의 HSLA강(High Strength Low Alloy Steel)의 제조 방법을 이용한 것으로 Ti, Nb, V, Mo 등의 고가의 합금원소를 첨가해야 하기 때문에 제조비용이 상승하는 문제가 있다. 또한, 이러한 합금원소들은 압연 부하를 가중시켜 박물을 제조할 수 없게 한다.
한편, 특허문헌 5 내지 7은 페라이트와 마르텐사이트로 이루어진 이상 조직을 이용하거나, 오스테나이트를 잔류시키고 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트의 복합 조직을 활용하여 강도를 확보하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이러한 페라이트나 잔류 오스테나이트 결정상을 활용할 경우, 가공성은 좋으나 항복강도가 낮아 강도를 지지하는 용도에는 적합하지 않다.
(특허문헌 1) 한국 특허 공개번호 2005-113247
(특허문헌 2) 일본 특허 공개번호 2002-322542
(특허문헌 3) 일본 특허 공개번호 2006-161112
(특허문헌 4) 한국 특허 공개번호 2006-0033489
(특허문헌 5) 일본 특허 공개번호 2005-298967
(특허문헌 6) 미국 특허 공개번호 2005-0155673
(특허문헌 7) 유럽 특허 출원번호 2002-019314
고강도이면서 경량인 열연 도금강판 및 열연 도금강판의 제조방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 고가의 합금원소를 첨가하지 않고, 합금조성과 열간압연 및 도금열처리의 공정조건을 활용하고, 합금원소에 의한 압연 부하를 줄임으로써 고강도이면서 경량인 열연 도금강판 및 열연 도금강판의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 고강도 열연 도금강판은 중량%로, C: 0.05~0.5%, Mn: 0.1~3.0%, Si: 0.5% 이하(0%를 제외함), P: 0.05% 이하(0%를 제외함), S: 0.03% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.01이하(0%를 제외함), B: 0.0005~0.005%, Ti: 0.005~0.2%를 포함하고, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직은 부피분율로, 템퍼드 마르텐사이트가 90% 이상이고, 베이나이트, 페라이트, 펄라이트 또는 잔류 오스테나이트 중 어느 하나 이상의 결정상이 5% 이하를 포함하고, 인장강도는 650MPa 이상이며, 항복강도는 550MPa 이상이고, 상기 강도의 비율인 항복비(항복강도/인장강도)는 0.85 이상을 만족한다.
또한 이러한 열연 도금강판의 두께는 2.0mmt 이하이고, 항복강도와 강판의 두께는 아래 [관계식 1]을 만족한다.
[관계식 1]
강판의 두께(mmt) - 항복강도(MPa)/1000 ≤ 1.25
그리고 이러한 열연 도금강판은 항복강도와 상기 강판의 두께는 [관계식 2]를 만족한다.
[관계식 2]
강판의 두께(mmt) - 항복강도(MPa)/1000 ≤ 0.85
그리고 이러한 열연 도금강판은 중량%로, Cr: 0.5% 이하를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 고강도 열연 도금강판의 제조방법은 중량%로, C: 0.05~0.5%, Mn: 0.1~3.0%, Si: 0.5% 이하(0%를 제외함), P: 0.05% 이하(0%를 제외함), S: 0.03% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.01이하(0%를 제외함), B: 0.0005~0.005%, Ti: 0.005~0.2%를 포함하고, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계;
상기 슬라브를 가열하는 단계;
상기 슬라브를 열간압연하여 열연강판은 제조하는 단계;
상기 열연강판을 냉각하는 단계;
상기 냉각강판을 권취하는 단계;
상기 권취된 코일을 냉각하여 열연코일을 제조하는 단계;
상기 열연코일을 열처리하는 단계;
상기 열처리 시 도금하는 단계; 를 포함하되,
상기 열연강판을 냉각하는 단계; 는,
상기 열연강판을 압연 종료 후, 5초 이내에 50 내지 1000℃/sec 의 속도로 냉각하는 것을 포함한다.
그리고 이러한 열연 도금강판의 제조방법은 상기 슬라브를 열간압연하는 단계에서 열연강판의 두께를 직접 2.0mmt이하로 압연하는 것을 포함한다.
또한 상기 열연강판을 압연 종료 후 냉각하는 단계; 에서 냉각 종료 온도(Tcs)는 Tcs = 439-423*C-30.4*Mn-12.1*Cr(℃) 이하의 온도 범위일 수 있다.
그리고 상기 냉각된 열연코일을 열처리하는 단계; 에서 열처리 온도는 400℃ 이상 720℃ 이하의 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.
또한 상기 가열된 슬라브를 열간압연하는 단계에서 열연강판의 두께를 직접 1.8mmt이하로 압연하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 슬라브는 중량%로, Cr: 0.5% 이하를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 도금 열연 도금강판은 고가의 합금원소를 다량 첨가하지 않고도 저원가의 고강도이고 얇은 박물의 열연 도금강판을 제공할 수 있다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도금 열연 도금강판은 중량%로, C: 0.05~0.5%, Mn: 0.1~3.0%, Si: 0.5% 이하(0%를 제외함), P: 0.05% 이하(0%를 제외함), S: 0.03% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.01이하(0%를 제외함), B: 0.0005~0.005%, Ti: 0.005~0.2%를 포함하고, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 포함한다.
먼저 열연 도금강판의 성분을 한정한 이유부터 설명한다.
탄소(C): 0.05~0.5%
탄소는 강판의 강도를 향상시키는 필수적인 원소일 뿐만 아니라, 본 발명에서 구현하고자 하는 미세조직을 확보하기 위해서 적정한 첨가가 필요하다. 상기 탄소의 함량이 0.05% 미만인 경우에는 열간압연 이후 냉각 시, 페라이트 및 펄라이트로 우선 변태되어 원하는 90% 이상의 템퍼드 마르텐사이트 조직을 확보하기 어려운 문제가 있다. 반면, 상기 탄소의 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는 열간압연 이후 냉각 시 강판에 크랙이 발생하거나, 강철 건자재 용도로 사용할 경우 용접성이 낮아지는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에서 C의 함량은 0.05~0.5%로 하는 것이 바람직하다.
망간(Mn): 0.1~3.0%
망간은 강의 강도 및 경화능을 향상시킬 뿐만 아니라, 강의 제조공정 중 불가피하게 함유되는 황(S)과 결합하여 MnS를 형성시킴으로써 S에 의한 크랙 발생을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 상기 망간의 함량이 0.1% 이상인 것이 바람직하다. 반면, 3.0%를 초과하는 경우에는 용접성이 낮아지는 원인이 되며, 가격이 상승하는 문제가 있어 본 발명에 있어서 상기 Mn의 함량은 0.1~3.0%로 하는 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.5% 이하(0%를 제외함)
실리콘은 탈산제로 작용할 뿐만 아니라, 강판의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한, DP강이나 Trip강과 같이 조직제어를 요구하는 강종에서 활용하기도 한다. 그러나, 상기 실리콘의 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는 강판 표면에 스케일이 형성되어 강판의 표면품질이 저하되는 문제가 있으며 용접성도 저하시키므로, 본 발명에서 Si의 함량은 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하다.
인(P): 0.05% 이하(0%를 제외함)
인은 강 중의 불가피하게 함유되는 불순물로서, 결정립계에 편성되어 강의 인성을 저하시키는 주요 원인이 되는 원소이므로, 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 P의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 P의 상한을 0.05%로 하는 것이 바람직하다.
황(S): 0.03% 이하(0%를 제외함)
황은 강 중에 불가피하게 함유되는 불순물로서, 망간과 반응하여, MnS를 형성하여 석출물의 함량을 증가시키고, 강을 취화시키는 주요 원인이 되는 원소이다. 따라서, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 S의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 S의 상한을 0.03%로 하는 것이 바람직하다.
나이오비윰(Nb): 0.01% 이하(0%를 제외함)
나이오비윰은 탄소나 질소와 반응하여, NbC나 NbN을 형성하여 석출물의 함량을 증가시킨다. 그러나, 나이오비윰은 고가의 합금원소로 첨가량에 따라 가격이 상승하는 문제가 있어 본 발명에서는 상기 Nb의 상한을 0.01%로 하는 것이 바람직하다.
보론(B): 0.0005~0.005%
보론은 강판의 경화능을 향상시키는데 중요한 역할을 하는 원소로 압연 종료 후 냉각 시 페라이트나 펄라이트의 변태를 억제한다. 본 발명에서 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 상기 보론의 함량이 0.0005% 이상인 것이 바람직하다. 반면, 0.005%를 초과하는 경우에는 과다 첨가된 보론이 Fe와 결함하여 입계를 취약하게 만드는 문제가 있어 상기 보론의 함량은 0.0005~0.005%로 하는 것이 바람직하다.
타이타늄(Ti): 0.005~0.2%
타이타늄은 탄소나 질소와 결함하여 탄화물 및 질화물을 형성하는 원소이다. 본 발명에서는 보론을 첨가하여 경화능을 확보하고자 하였는데, 이 때 보론이 질소와 결합하기 이전에 타이타늄이 질소와 결합함으로써 보론의 첨가 효과를 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 상기 타이타늄의 함량이 0.005% 이상인 것이 바람직하다. 반면, 0.2%를 초과하는 경우에는 과다 첨가된 타이타늄이 슬라브 제조 단계에서 연주성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서 상기 타이타늄의 함량은 0.005~0.2%로 하는 것이 바람직하다.
크롬(Cr): 0.5% 이하
크롬은 선택적으로 첨가하며, 크롬은 강판의 강도를 향상시키는 역할을 하며 DP강이나 Trip강에서 조직제어를 위해 활용하기도 한다. 그러나, 상기 크롬의 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는 용접성을 저하시키며, 고가의 합금원소로 가격이 상승하는 문제가 있어, 본 발명에서 Cr의 함량은 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 성분 이외에 본 발명은 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 상기 성분 이외에 유효한 성분의 첨가를 배제하는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 고강도 경량화의 목적에 맞는 고강도 박물 열연 도금강판을 제공한다. 이를 위해 압연 부하를 높이게 되는 나이오비윰이나 크롬 등의 합금원소를 최소화하여 두께는 2.0mmt 이하의 강판을 제공한다.
슬라브에서 열간압연에 의하여 바로 두께가 2.0mmt 이하의 열연강판을 제조하는 방법은 슬라브를 조압연한 다음 전후의 압연강판을 상호 접합한 다음 후속 마무리 압연을 연속적으로 하는 방식으로 얇은 박강판을 제조할 수 있다. 또 다른 2.0mmt 이하의 열연강판을 바로 제조하는 방법은 미니밀에 의한 얇은 열연강판을 제조하는 방법을 사용할 수도 있다. 이 밖에 어떠한 방법을 사용하던 슬라브에서 열간압연에 의하여 바로 두께가 2.0mmt 이하의 열연강판을 제조하는 방법은 모두 적용이 가능하다.
이 때, 항복강도와 강판의 두께는 아래 [관계식 1]을 만족하여 고강도 박물의 목적에 부합한 강판을 제공한다.
[관계식 1]
강판의 두께(mmt) - 항복강도(MPa)/1000 ≤ 1.25
또한, 더욱 바람직하게는 아래의 [관계식 2]를 만족하는 고강도 박물의 도금강판을 제공한다.
[관계식 2]
강판의 두께(mmt) - 항복강도(MPa)/1000 ≤ 0.85
다음으로, 본 발명 고강도 박물 열연 도금강판의 미세조직과 기계적 물성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 강판은 상기 성분계를 만족할 뿐만 아니라, 강판의 미세조직으로 90 부피% 이상의 템퍼드 마르텐사이트를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 템퍼드 마르텐사이트가 90 부피% 미만인 경우에는 요구되는 항복비 및 고강도를 충분히 확보하기 어려운 문제가 있다. 또한, 강판의 미세 조직 중에는 페라이트, 펄라이트, 잔류 오스테나이트 결정상이 각각 또는 합계로 5 부피% 이하를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 페라이트, 펄라이트, 잔류 오스테나이트가 5 부피% 초과할 경우에는 낮은 항복강도로 인해 항복비를 충분히 확보하기 어려운 문제가 있다. 한편, 상기 조직 이외에 잔부로서는 시멘타이트, 석출물 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 강판의 인장강도는 650MPa 이상이고, 항복강도는 550MPa 이상이며, 상기 강도의 비율인 항복비(항복강도/인장강도)는 0.85 이상을 만족하는 것이 바람직하다. 강도가 낮은 경우, 고강도를 요구하는 구조물에 적절히 활용할 수 없고, 특히, 항복강도가 낮은 경우 강도를 지지하는데 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 고가의 합금원소를 포함하지 않음에도 불구하고 위의 강도를 만족하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 항복비가 우수한 고강도 열연 도금강판의 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.
먼저, 전술한 조성을 만족하는 슬라브를 준비한다.
상기 준비된 슬라브를 가열한 후, 열간압연하여 열연강판을 제조한다. 이 때, 슬라브는 냉각되지 않은 상태로 통상의 열간압연을 실시할 수 있는 충분한 온도라면 특별히 가열하지 않고 그대로 사용할 수 있다.
또한 상기 가열된 슬라브를 열간압연하는 단계에서 열연강판의 두께를 직접 1.8mmt이하로 압연하는 것이 바람직하다.
상기 열간압연된 열연강판은 압연 종류 후, 5초 이내에 50 내지 1000℃/sec의 속도로 냉각 종료 온도("Tcs"라 한다) 이하의 온도 범위까지 냉각하는 것이 바람직하다. 이 때 냉각 종료 온도(Tcs)는 강판의 성분 원소 함량에 따라 차이가 있으며, 이 냉각 종료 온도(Tcs)는 Tcs = 439-423*C-30.4*Mn-12.1*Cr(℃) 가 바람직하다.
상기 압연 종료 후 대기 시간이 5초를 초과할 경우, 대기 중이나 냉각 중에 페라이트 및 펄라이트로의 변태가 일어나게 되어, 본 발명에 의도하는 강도를 확보할 수 없다. 또한, 냉각속도가 50℃/sec 이하일 경우에도, 냉각 중 페라이트 및 펄라이트로의 변태가 일어나게 되고, 이 역시 본 발명에 의도하는 강도를 확보할 수 없다. 상기 냉각 속도는 빠를수록 유리하지만, 1000℃/sec를 초과하기 위해서는 특별한 장치가 필요하게 되어 본 발명에서 추구하는 고가의 합금원소를 제외하는 목적과 상충하게 된다. 한편 냉각 종료 온도가 500℃를 초과할 경우에도 페라이트 및 펄라이트 등으로 변태하게 되어 원하는 강도를 확보할 수 없다.
상기 냉각된 열연코일은 도금 열처리를 수행하게 되는데, 이 때의 열처리 온도는 400℃ 이상 720℃ 이하의 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 열처리 온도가 400℃ 미만일 경우, 도금 처리가 제대로 되지 않는 문제가 있다. 또한, 열처리 온도가 720℃를 초과할 경우, 열연강판 제조시 제어된 미세조직이 역변태한 후 냉각하는 과정에서 페라이트 및 펄라이트 등의 조직이 생성되어 원하는 강도를 확보할 수 없다.
본 발명에서는 도금 열처리시 행하는 도금에서 도금 금속에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 제한되지 않는 일 예로써, Zn, Al 및 Mg 중 1종 이상을 포함하는 용융 도금(예컨대, Zn, Zn-Al, Zn-Al-Mg)일 수 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 1의 조성(중량%, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물임)을 갖는 강판을 준비한 후, 상기 강판을 하기 표 2의 조건으로 제조하였다. 그 후, 강판의 미세조직을 관찰하고, 기계적 물성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
상기 미세조직은 광학현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 측정한 후, 이미지 분석을 통해 측정하였다.
상기 기계적 물성은 DIN규격을 이용하여 C방향으로 실험을 실시하였다. 또한 본 발명에서 목표로 하는 재질특성으로서 항복비는 항복강도와 인장강도의 비율로써 [항복비=항복강도/인장강도]로 계산한다.
강종 C Mn Si P S Cr Ti Nb B 냉각종료온도(Tcs)
발명강1 0.156 1.05 0.07 0.012 0.003 0.03 0.019 0.001 0.0019 341
발명강2 0.247 1.04 0.06 0.012 0.004 0.02 0.018 0.002 0.0021 303
발명강3 0.351 0.97 0.08 0.014 0.003 0.02 0.022 0.001 0.0021 261
발명강4 0.149 1.98 0.06 0.010 0.003 0.03 0.021 0.001 0.0017 315
발명강5 0.152 1.01 0.08 0.011 0.002 0.02 0.048 0.001 0.0018 344
발명강6 0.153 1.04 0.07 0.015 0.004 0.05 0.029 0.002 0.0031 342
비교강1 0.031 0.99 0.07 0.014 0.003 0.03 0.021 0.001 0.0021 395
비교강2 0.147 1.03 0.06 0.015 0.004 0.02 0.001 0.002 0.0020 345
비교강3 0.153 0.98 0.07 0.012 0.004 0.02 0.019 0.001 0.0002 344
비교강4 0.154 0.99 0.07 0.013 0.003 0.02 0.019 0.017 0.0019 344
비교강5 0.154 0.99 0.31 0.013 0.003 0.02 0.019 0.001 0.0021 344
강종 압연 종료 온도 (℃) 압연 두께 (mmt) 압연 종료 ~ 냉각 개시 시간 (sec) 냉각속도
(℃/sec)		 냉각 종료 온도 (℃) 열처리 온도 (℃)
발명강1 885 1.4 0.9 100 157 603
발명강1 879 1.4 1.0 200 81 601
발명강1 886 1.2 0.8 100 147 524
발명강1 885 1.2 1.1 100 140 643
발명강1 880 1.4 3.1 100 155 599
발명강2 881 1.6 1.2 100 161 569
발명강3 885 1.6 1.1 100 145 591
발명강4 891 1.5 0.9 100 171 609
발명강5 889 1.5 1.2 100 139 601
발명강6 885 1.4 0.7 100 144 604
발명강1 873 1.4 10.9 100 161 609
발명강1 891 1.4 0.8 30 166 589
발명강1 875 1.4 0.7 100 608 593
발명강1 890 1.4 0.8 100 144 792
비교강1 888 1.2 1.1 100 175 587
비교강2 878 1.4 1.2 100 171 612
비교강3 877 1.4 1.1 100 144 604
비교강4 881 2.0 0.9 100 151 599
비교강5 879 2.0 0.9 100 151 611
강종 페라이트 분율 (%) 펄라이트 분율 (%) 베이나이트 분율 (%) 템퍼드 마르텐사이트 분율 (%) 잔류 오스테나이트 분율 (%) 인장강도 (MPa) 항복강도 (MPa) 항복비 두께 - 항복강도/1000 비고
발명강1 0 0 3 96 1 757 700 0.92 0.7 발명예1
발명강1 0 0 1 99 0 771 710 0.92 0.7 발명예2
발명강1 0 0 3 96 1 873 823 0.94 0.4 발명예3
발명강1 0 0 3 96 1 719 659 0.92 0.5 발명예4
발명강1 1 1 5 92 1 749 698 0.93 0.7 발명예5
발명강2 0 0 0 99 1 878 796 0.91 0.8 발명예6
발명강3 0 0 0 99 1 901 833 0.92 0.8 발명예7
발명강4 0 0 0 97 3 765 688 0.90 0.8 발명예8
발명강5 0 0 2 97 1 773 720 0.93 0.8 발명예9
발명강6 0 0 1 98 1 761 712 0.94 0.7 발명예10
발명강1 15 5 12 67 1 667 530 0.79 0.9 비교예1
발명강1 7 16 51 26 0 622 493 0.79 0.9 비교예2
발명강1 17 54 29 0 0 510 378 0.74 1.0 비교예3
발명강1 37 61 2 0 0 494 351 0.71 1.0 비교예4
비교강1 92 1 7 0 0 386 267 0.69 0.9 비교예5
비교강2 5 17 32 46 0 649 511 0.79 0.9 비교예6
비교강3 23 37 17 23 0 603 496 0.82 0.9 비교예7
비교강4 0 0 3 96 1 773 721 0.93 1.3 비교예8
비교강5 0 0 1 98 1 781 719 0.92 1.3 비교예9
상기 표 3에 개시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금 조성 및 제조 조건을 만족하는 발명예 1 내지 10은 모두 페라이트, 펄라이트, 잔류 오스테나이트 분율이 5% 이내이고, 주요 결정상이 템퍼드 마르텐사이트로 이루어진 것을 확인할 수 있다. 이러한 조직의 특성을 토대로 인장강도가 650MPa 이상이고, 항복강도가 550MPa 이상이며, 항복비가 0.85 이상임을 확인할 수 있다.
이에 반해, 비교예 1은 압연종료 이후 냉각 개시시간이 길어 페라이트 분율이 높아, 강도가 열위하게 나타났다. 또한, 비교예 2 내지 3은 냉각속도가 낮거나 냉각 종료 온도가 높아 냉각 중에 페라이트 및 펄라이트로 변태하였고, 이로 인해 강도가 열위하게 나타났다.
비교예 4는 열처리 온도가 높아, 열간압연 이후 형성된 초기 미세조직이 열처리 이후 페라이트 및 펄라이트로 변태하였고, 이로 인해 강도가 열위하게 나타났다. 비교예 5 내지 7은 탄소, 타이타늄, 보론 등이 요구하는 성분 범위를 벗어나, 강도가 열위하게 나타났다.
한편 비교예 8 및 비교예 9는 나이오비윰 및 크롬의 함량이 높아 압연 가능한 두께가 높은 특징을 가지고 있다. 이러한 비교예는 고강도의 강판을 제조할 수 있으나, 두께가 두꺼워져 고강도 박물의 경량화와는 거리가 멀다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 중량%로, C: 0.05~0.5%, Mn: 0.1~3.0%, Si: 0.3% 이하(0%를 제외함), P: 0.05% 이하(0%를 제외함), S: 0.03% 이하(0%를 제외함), Nb: 0.01이하(0%를 제외함), B: 0.0005~0.005%, Ti: 0.005~0.2%를 포함하고, 나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계;
    상기 슬라브를 가열하는 단계;
    상기 슬라브를 열간압연하여 열연강판은 제조하는 단계;
    상기 열연강판을 냉각하는 단계;
    상기 냉각강판을 권취하는 단계;
    상기 권취된 코일을 냉각하여 열연코일을 제조하는 단계;
    상기 열연코일을 열처리하는 단계; 및
    상기 열처리 시 도금하는 단계; 를 포함하되,
    상기 열연강판을 냉각하는 단계; 는 상기 열연강판을 압연 종료 후, 5초 이내에 50 내지 1000℃/sec 의 속도로 냉각하는 것을 포함하고,
    상기 열연강판을 압연 종료 후 냉각하는 단계; 에서 상기 냉각을 종료하는 온도(Tcs)는 Tcs = 439-423*C-30.4*Mn-12.1*Cr(℃) 이하의 온도 범위이고,
    상기 냉각된 열연코일을 열처리하는 단계; 에서 열처리 온도는 400℃ 이상 720℃ 이하의 온도 범위이고,
    상기 가열된 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 에서 강판의 두께를 1.8mmt이하로 열간압연하는 것인 고강도 열연 도금강판의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제5항에 있어서,
    상기 슬라브를 준비하는 단계; 에서
    중량%로, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함)를 더 포함하는 고강도 열연 도금강판의 제조방법.
KR1020170178850A 2017-12-22 2017-12-22 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법 KR102095509B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170178850A KR102095509B1 (ko) 2017-12-22 2017-12-22 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법
PCT/KR2018/002667 WO2019124638A1 (ko) 2017-12-22 2018-03-06 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법
CN201880082167.3A CN111511934B (zh) 2017-12-22 2018-03-06 高强度热轧镀覆钢板及其制造方法
US16/772,987 US20200392595A1 (en) 2017-12-22 2018-03-06 High-strength hot-rolled plated steel sheet, and method for producing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170178850A KR102095509B1 (ko) 2017-12-22 2017-12-22 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190076785A KR20190076785A (ko) 2019-07-02
KR102095509B1 true KR102095509B1 (ko) 2020-03-31

Family

ID=66994730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170178850A KR102095509B1 (ko) 2017-12-22 2017-12-22 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200392595A1 (ko)
KR (1) KR102095509B1 (ko)
CN (1) CN111511934B (ko)
WO (1) WO2019124638A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113308648B (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 唐山钢铁集团高强汽车板有限公司 一种冷轧马氏体钢基板及其生产方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2402548T3 (es) * 2007-12-04 2013-05-06 Posco Lámina de acero con alta resistencia y excelente dureza a baja temperatura y método de fabricación de la misma
JP5402007B2 (ja) * 2008-02-08 2014-01-29 Ｊｆｅスチール株式会社 加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
CN101812633B (zh) * 2009-02-23 2012-02-15 宝山钢铁股份有限公司 一种高屈强比热镀锌结构件用钢及其制造方法
JP5834717B2 (ja) * 2011-09-29 2015-12-24 Ｊｆｅスチール株式会社 高降伏比を有する溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法
KR101344537B1 (ko) * 2011-10-28 2013-12-26 현대제철 주식회사 고강도 강판 및 그 제조 방법
US9115416B2 (en) * 2011-12-19 2015-08-25 Kobe Steel, Ltd. High-yield-ratio and high-strength steel sheet excellent in workability
EP2994547A1 (en) * 2013-03-01 2016-03-16 Rovalma, S.A. High thermal diffusivity, high toughness and low crack risk during heat treatment tool steel
JP6132017B2 (ja) * 2013-05-14 2017-05-24 新日鐵住金株式会社 熱延鋼板およびその製造方法
WO2015088523A1 (en) * 2013-12-11 2015-06-18 ArcelorMittal Investigación y Desarrollo, S.L. Cold rolled and annealed steel sheet
KR20150075307A (ko) * 2013-12-25 2015-07-03 주식회사 포스코 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190076785A (ko) 2019-07-02
US20200392595A1 (en) 2020-12-17
WO2019124638A1 (ko) 2019-06-27
CN111511934A (zh) 2020-08-07
CN111511934B (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101232972B1 (ko) 연성이 우수한 고강도 강 시트의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 시트
KR20090070150A (ko) 열간성형 가공성이 우수한 고강도 열연강판 및 이를 이용한성형품 및 그 제조방법
EP2762581A1 (en) Hot-rolled steel sheet and method for producing same
KR101899670B1 (ko) 저온역 버링성이 우수한 고강도 복합조직강 및 그 제조방법
KR20150075307A (ko) 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법
EP2623625A2 (en) Steel plate for line pipe, having excellent hydrogen induced crack resistance, and preparation method thereof
KR101657797B1 (ko) 소부경화능이 우수한 고버링성 고강도 열연강판 및 이의 제조방법
KR101630982B1 (ko) 굽힘가공성 및 소부경화성이 우수한 고강도 열연강판 및 이의 제조방법
KR102095509B1 (ko) 고강도 열연 도금강판 및 그의 제조방법
KR101518571B1 (ko) 고강도 및 고인성 비조질 선재 및 그 제조방법
KR101543838B1 (ko) 내충격 특성이 우수한 저항복비 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR101726139B1 (ko) 연신율 및 충격 인성이 우수한 열간 프레스 부재 및 그 제조방법
KR100957965B1 (ko) 냉각 및 권취시 크랙발생이 저감된 고강도 열간성형용열연강판 및 제조방법
KR101543837B1 (ko) 내충격 특성이 우수한 고항복비 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR101543836B1 (ko) 내충격 특성 및 성형성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR20220071035A (ko) 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101449137B1 (ko) 용접성 및 하이드로포밍 가공성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR101143086B1 (ko) 소부경화 특성이 우수한 고강도 강판의 제조방법
KR100723205B1 (ko) 자동차용 구조용 초고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR100711474B1 (ko) 소부경화성이 우수한 열연강판의 제조방법
KR102075642B1 (ko) 구멍확장성이 우수한 고강도 열연 도금강판 및 그 제조방법
KR101568550B1 (ko) 변형능이 우수한 라인파이프용 강판 및 그 제조방법
KR101009839B1 (ko) 고강도 고성형 강판의 제조방법
KR20180068087A (ko) 충격 인성이 개선된 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법
KR102098478B1 (ko) 고강도, 고성형성, 우수한 소부경화성을 갖는 열연도금강판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant