KR102209552B1 - 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만, 망간(Mn): 0.1~2.5%, 실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외), 보론(B): 0.0005~0.005%, 인(P) 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 95부피% 이상의 마르텐사이트를 미세조직으로 포함하고, 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상일 수 있다.

Description

구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법{High strength hot-rolled steel sheet having excellent hole expansion ratio and manufacturing method for the same}
본 발명은 자동차용 충돌부재용 부품 및 구조물 지지대 등의 소재로 사용되는 열연강판에 관한 것이며, 상세하게는 고강도 특성을 구비하면서도 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
자동차 충돌 부재용 부품 및 구조물 지지대 등의 소재로 이용되는 강재는 안전성 확보를 위해 고강도 특성이 요구될 뿐만 아니라, 설계자의 요구에 부합하여 다양한 형태로 가공되기 위해 구멍확장성(Hole Expansion Ratio, HER)과 같은 가공성이 요구된다. 다만, 강재의 강도와 가공성은 양립되기 어려운 물성이므로, 강재의 강도와 가공성을 동시에 확보하기 위한 다양한 연구가 진행 중이다.
열연강판의 고강도성 및 고성형성을 동시에 확보하기 위한 방법으로 다음의 특허문헌들이 알려져 있다.
특허문헌 1은 합금원소 첨가에 따른 석출강화에 의해 강도를 확보하는 기술을 제안한다. 즉, 특허문헌 1은 Ti, Nb, V 및 Mo 등의 합금원소를 첨가하여 고강도 특성을 확보하고자 하나, 이들 합금원소는 고가의 원소로 제조비용이 과다하게 상승하여 경제성 측면에서 바람직하지 않다.
특허문헌 2 내지 4는 페라이트와 마르텐사이트 이상 조직을 이용하거나, 오스테나이트를 잔류시키고 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트의 복합 조직을 활용하여 강도와 연성을 확보하는 기술을 제안한다. 다만, 이와 같은 페라이트나 잔류 오스테나이트는 연성은 우수한 반면 강도가 열위하여, 고강도 특성을 충분히 확보하지 못하는 기술적 난점이 존재한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2005-113247호 (2005.12.01. 공개) 일본 공개특허공보 특개2005-298967호 (2005.10.27. 공개) 미국 공개특허공보 제2005-0155673호 (2005.07.21. 공개) 유럽 공개특허공보 제1396549호 (2004.03.10. 공개)
본 발명의 한 가지 측면에 따르면 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법이 제공될 수 있다
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 않는다. 통상의 기술자라면 본 명세서의 전반적인 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만, 망간(Mn): 0.1~2.5%, 실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외), 보론(B): 0.0005~0.005%, 인(P) 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 95부피% 이상의 마르텐사이트를 미세조직으로 포함하고, 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상일 수 있다.
상기 열연강판은, 중량%로, 크롬(Cr): 0.5% 이하 및 티타늄(Ti): 0.005~0.2% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 미세조직은, 페라이트, 베이나이트, 탄화물 및 잔류오스테나이트 중 1종 이상을 합계 5부피% 이하로 포함할 수 있다.
상기 열연강판의 인장강도(TS)는 1,383MPa 이상일 수 있다.
상기 열연강판의 구멍확장성(HER)은 20% 이상일 수 있다.
상기 열연강판의 두께는 1.8mm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만, 망간(Mn): 0.1~2.5%, 실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외), 보론(B): 0.0005~0.005%, 인(P) 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 제공하는 단계; 상기 열간압연의 종료시점으로부터 5초 이내에 상기 열연강판의 냉각을 개시하되, 50~1,000℃/s의 냉각속도로 350℃ 이하의 냉각 종료 온도까지 상기 열연강판을 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 열연강판을 권취하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 슬라브는, 중량%로, 크롬(Cr): 0.5% 이하 및 티타늄(Ti): 0.005~0.2% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 과제의 해결 수단은 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니며, 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고강도성을 구비하면서도 구멍확장성(HER)이 현저히 향상된 열연강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하고자 한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 본 발명을 더욱 상세하기 위하여 제공되는 것이다.
이하, 본 발명의 강 조성에 대해 보다 상세히 설명한다. 이하, 특별히 달리 언급하지 않는 한 강 조성의 함량을 나타내는 %는 중량을 기준으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만, 망간(Mn): 0.1~2.5%, 실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외), 보론(B): 0.0005~0.005%, 인(P) 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 측면에 따른 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판은, 중량%로, 크롬(Cr): 0.5% 이하 및 티타늄(Ti): 0.005~0.2% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만
탄소(C)는 강의 강도 향상에 효과적으로 기여하는 원소이므로, 본 발명은 열연강판의 강도 확보를 위해 일정 수준 이상의 탄소(C)를 포함할 수 있다. 또한, 탄소 함량(C)이 일정 수준이 이하인 경우, 열간압연 후 냉각 시 저온조직이 다량 형성되어 본 발명이 목적하는 미세조직을 확보하지 못하는 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명은 탄소(C) 함량의 하한을 0.151%로 제한할 수 있다. 반면, 탄소(C)가 과다하게 첨가되는 경우, 강도는 향상되는 반면, 구멍확장성(HER) 및 용접성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명은 탄소(C) 함량을 0.30% 미만으로 제한할 수 있다. 따라서, 본 발명의 탄소(C) 함량은 0.151% 이상 0.30% 미만의 범위일 수 있다.
망간(Mn): 0.1~2.5%
망간(Mn)은 강의 강도 및 경화능 향상에 효과적으로 기여하는 원소이다. 또한, 망간(Mn)은 강의 제조공정 중 불가피하게 유입되는 황(S)과 결합하여 MnS를 형성하므로, 황(S)에 의한 크랙 발생을 효과적으로 방지 가능한 원소이기도 하다. 따라서, 본 발명은 이러한 효과 달성을 위해 망간(Mn) 함량의 하한을 0.1%로 제한할 수 있다. 다만, 망간(Mn)이 과다하게 첨가되는 경우, 잔류 오스테나이트에 의한 인장강도 저하가 우려될 뿐만 아니라, 용접성 및 경제성 측면에서 바람직하지 않으므로, 본 발명은 망간(Mn) 함량의 상한을 2.5%로 제한할 수 있다. 따라서, 본 발명의 망간(Mn) 함량은 0.1~2.5%의 범위일 수 있다.
실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외)
실리콘(Si)은 산소와의 친화력이 강한 원소이므로, 다량 첨가되는 경우, 표면 스케일에 의한 표면품질의 저하를 유발할 수 있으며, 용접성 측면에서도 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명은 실리콘(Si) 함량의 상한을 0.5%로 제한할 수 있다. 다만, 실리콘(Si)은 탈산제로 작용할 뿐만 아니라 강의 강도 향상에 기여하는 원소이기도 하므로, 본 발명은 실리콘(Si) 함량의 하한에서 0%를 제외할 수 있다.
보론(B): 0.0005~0.005%
보론(B)은 강의 경화능 향상에 효과적으로 기여하는 원소로써, 소량의 첨가에 의하더라도 열간압연 후 냉각 시 페라이트 및 펄라이트 등 저온조직으로의 변태를 효과적으로 억제 가능한 원소이다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 효과 달성을 위해 보론(B) 함량의 하한을 0.0005%로 제한할 수 있다. 반면, 보론(B)이 과다하게 첨가되는 경우, 보론(B)이 철(Fe)과 반응하여 입계취성을 유발할 수 있으므로, 본 발명은 보론(B) 함량의 상한을 0.005%로 제한할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보론(B) 함량은 0.0005~0.005%의 범위일 수 있다.
인(P) 0.02% 이하
인(P)은 결정립계에 편석되어 강의 인성을 저하를 유발하는 주요 원소이다. 따라서, 인(P) 함량을 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 인(P)의 함량을 0%로 제한하는 것이 이론상 가장 유리하다. 다만, 인(P)은 제강공정 중 강 중에 불가피하게 유입되는 불순물로, 그 함량을 0%로 제어하는 데에는 과도한 공정 부하가 유발될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 고려하여, 인(P) 함량의 상한을 0.02%로 제한할 수 있다.
황(S): 0.01% 이하
황(S)은 MnS를 형성하여 석출물 양을 증가시키고, 강을 취화시키는 주요 원소이다. 따라서, 황(S) 함량을 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 황(S)의 함량을 0%로 제한하는 것이 이론상 가장 유리하다. 다만, 황(S) 역시 제강공정 중 강 중에 불가피하게 유입되는 불순물로, 그 함량을 0%로 제어하는 데에는 과도한 공정 부하가 유발될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 고려하여, 황(S) 함량의 상한을 0.01%로 제한할 수 있다.
크롬(Cr): 0.5% 이하
크롬(Cr)은 강의 경화능 형성에 기여하는 원소이므로, 본 발명은 이러한 효과를 달성하기 위하여 크롬(Cr)을 포함할 수 있다. 다만, 고가의 원소인 크롬(Cr)의 과다첨가는 경제적 측면에서 바람직하지 않으며, 크롬(Cr)이 과다하게 첨가되는 경우 용접성을 저하시킬 수 있으므로, 본 발명은 크롬(Cr) 함량의 상한을 0.5%로 제한할 수 있다.
티타늄(Ti): 0.005~0.2%
일반적으로, 티타늄(Ti)은 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 및 질화물을 형성하는 것으로 알려진 원소이다. 본 발명은 경화능 확보를 위해 보론(B)을 강 중에 필수적으로 첨가하지만, 강 중 포함된 질소(N)와 보론(B)이 결합하는 경우, 본 발명이 목적하는 보론(B) 첨가 효과를 달성할 수 없게 된다. 반면, 티타늄(Ti)이 첨가되는 경우, 보론(B)과 결합하기 전의 질소(N)가 티타늄(Ti)과 결합하여 질화물을 형성하므로, 보론(B) 첨가 효과를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 효과를 달성하기 위하여 0.005% 이상의 티타늄(Ti)을 첨가할 수 있다. 다만, 티타늄(Ti)이 과도하게 첨가되는 경우, 슬라브 제조 단계에서 연주성이 저하되는 문제가 발생하므로, 본 발명은 티타늄(Ti) 함량의 상한을 0.2%로 제한할 수 있다. 따라서, 본 발명의 티타늄(Ti) 함량은 0.005~0.2%의 범위일 수 있다.
본 발명은, 상술한 강 조성 이외에 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 불가피한 불순물은 통상의 철강 제조공정에서 의도되지 않게 혼입될 수 있는 것으로, 이를 전면 배제할 수는 없으며, 통상의 철강제조 분야의 기술자라면 그 의미를 쉽게 이해할 수 있다. 또한, 본 발명은, 앞서 언급한 강 조성 이외의 다른 조성의 첨가를 전면적으로 배제하는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 미세조직에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 발명자들은 강의 강도와 구멍확장성(HER)을 동시에 확보 가능한 조건에 대해 연구를 수행하였다. 종래 강의 강도 및 가공성은 양립 불가능한 물성으로 널리 인식되었으나, 본 발명의 발명자들은 심도 있는 연구 끝에 강의 미제조직 종류뿐만 아니라 특정 미세조직의 분율이 강의 강도 및 구멍확장성(HER) 양립에 지대한 영향을 미치는 조건임을 도출할 수 있었다.
본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 마르텐사이트를 기지조직으로 포함하며, 마르텐사이트의 분율은 전제 열연강판의 부피 대비 95부피% 이상일 수 있다. 본 발명은 경질조직인 마르텐사이트를 95% 이상 포함하므로, 고강도성을 효과적으로 확보함과 동시에 구멍확장성(HER)을 효과적으로 확보할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 마르텐사이트 외의 조직이 포함되는 것을 전면적으로 배제하는 것은 아니다. 다만, 페라이트, 베이나이트, 탄화물 및 잔류 오스테나이트 등은 강도 확보에 바람직하지 않으므로 그 합계 분율을 5부피% 이하로 제한할 수 있으며, 보다 바람직하게는 그 합계 분율을 3부피% 이하로 엄격히 제한할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 전술한 조직 외에 시멘타이트 및 석출물 등을 잔부조직으로 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 1,383MPa 이상의 인장강도(TS) 및 20% 이상의 구멍확장성(HER)을 만족할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상의 수준으로 강도 및 가공성이 효과적으로 양립될 수 있다.
더불어, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 그 두께가 특별히 제한되는 것은 아니다. 다만, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 우수한 강도 및 가공성을 구비하므로, 박물화를 통해 최종 제품의 경제성 및 경량성 확보에 효과적으로 기여할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판 두께는 1.8mm 이하일 수 있으며, 보다 바람직한 두께는 1.5mm 이하일 수 있다.
이하, 본 발명의 제조방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법은, 전술한 강 조성으로 구비되는 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 제공하는 단계; 상기 열간압연의 종료시점으로부터 5초 이내에 상기 열연강판의 냉각을 개시하되, 50~1000℃/s의 냉각속도로 350℃ 이하의 냉각 종료 온도까지 상기 열연강판을 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 열연강판을 권취하는 단계;를 포함할 수 있다.
슬라브 재가열 및 열간압연
본 발명의 슬라브 강 조성은 전술한 열연강판의 강 조성과 대응하므로, 본 발명의 슬라브 강 조성에 대한 설명은 전술한 열연강판 강 조성에 대한 설명으로 대신한다.
통상의 슬라브 제조 공정에 의해 제조된 슬라브는 일정 온도범위에서 재가열될 수 있다. 충분한 균질화 처리를 위해 재가열 온도 하한을 1,050℃로 제한할 수 있으며, 경제성 및 표면 품질을 고려하여 재가열 온도의 상한을 1,350℃로 제한할 수 있다.
재가열된 슬라브는 열갑안연에 의해 1.8mm 이하의 두께, 바람직하게는 1.5mm 이하의 두께로 마무리 압연될 수 있다. 본 발명은 열간압연은 통상의 조건에 의해 수행될 수 있으나, 압연하중 제어 및 표면 스케일 저감을 위한 마무리 압연 온도는 800~950℃의 범위일 수 있다. 또한, 본 발명은 열간압연에 의해 얇은 두께의 열연강판을 제조하고자 하므로, 선행재와 후행재를 분리하지 않고 연속적으로 압연하는 연속압연이 열연강판의 두께 확보 측면에서 보다 바람직하다.
냉각
열간압연 직후의 열연강판에 대해 급랭 조건의 냉각이 실시될 수 있다.
본 발명은 열연강판의 미세조직을 엄격히 제어하고자 하는바, 본 발명의 냉각은 열간압연 직후 5초 이내에 개시되는 것이 바람직하다. 열간압연 후 냉각 개시 시점까지의 시간이 5초를 초과하는 경우, 대기 중에서의 공랭에 의해 본 발명이 의도하지 않는 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트가 형성될 수 있기 때문이다. 열간압연 후 냉각 개시 시점까지의 보다 바람직한 시간은 3초 이내일 수 있다.
또한, 열간압연 직후의 열연강판은 50~1,000℃/s의 냉각속도로 350℃ 이하의 냉각 종료 온도까지 냉각될 수 있다. 냉각속도가 50℃/s 미만인 경우, 냉각 중 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트로의 변태가 일어나게 되므로, 본 발명이 목적하는 미세조직을 확보할 수 없는 문제점이 존재한다. 본 발명은 목적하는 미세조직 확보를 위해 냉각속도의 상한을 특별히 한정하지 않으나, 설비 한계 및 경제성을 고려하여 냉각속도의 상한을 1,000℃/s로 제한할 수 있다. 또한, 냉각 종료 온도가 350℃를 초과하는 경우 역시, 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트로의 변태가 불가피하므로, 본 발명이 목적하는 미세조직을 확보할 수 없는 문제점이 존재한다.
이상의 제조방법에 의해 제조된 열연강판은, 1,383MPa 이상의 인장강도(TS) 및 20% 이상의 구멍확장성(HER)을 확보하며, 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상의 수준으로 강도 및 가공성이 효과적으로 양립될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 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 조성을 가지는 슬라브를 제조한 후 하기 표 2의 조건을 이용하여 열연강판 시편을 제조하였다. 각각의 슬라브는 통상의 제조방법에 의해 제조되었으며, 1,050~1,350℃의 온도범위에서 재가열되어 균질화 처리되었다.
강종 C Mn Si P S Cr Ti B
A 0.216 1.01 0.04 0.007 0.003 0.02 0.0180 0.0020
B 0.135 1.22 0.06 0.012 0.003 0.04 0.0200 0.0022
C 0.151 0.99 0.03 0.016 0.001 0.05 0.0180 0.0021
D 0.244 1.06 0.07 0.013 0.002 0.04 0.0190 0.0020
E 0.221 2.01 0.03 0.015 0.001 0.03 0.0200 0.0019
F 0.211 1.09 0.05 0.007 0.010 0.05 0.1100 0.0021
G 0.218 0.96 0.04 0.006 0.009 0.02 0.0200 0.0020
H 0.090 0.98 0.04 0.007 0.007 0.02 0.0210 0.0018
I 0.221 1.01 0.07 0.012 0.001 0.03 0.0200 0.0003
J 0.164 3.14 0.08 0.011 0.004 0.04 0.0210 0.0019
K 0.226 0.96 0.65 0.009 0.004 0.04 0.0190 0.0018
L 0.219 0.99 0.07 0.022 0.005 0.02 0.0220 0.0018
M 0.216 1.02 0.06 0.013 0.014 0.05 0.0220 0.0022
구분 강종 마무리
압연 종료 온도
(℃)		 열연강판
두께 (mm)		 압연 종료 후 냉각 개시 시간 (sec) 냉각속도
(℃/sec)		 냉각 종료 온도
(℃)
1 A 860 1.4 1.2 100 236
2 A 874 1.4 1.5 200 208
3 A 893 1.4 0.9 300 204
4 A 919 1.4 0.8 100 289
5 A 885 1.2 2.6 100 140
6 B 916 1.4 1.2 100 246
7 C 860 1.4 1.1 100 181
8 D 861 1.4 0.5 100 135
9 E 880 1.4 0.8 100 155
10 F 897 1.4 1.1 100 245
11 G 897 1.4 1.7 100 118
12 A 884 1.4 5.7 100 129
13 A 873 1.4 1.0 30 202
14 A 882 1.4 1.4 100 413
15 H 903 1.4 0.5 100 220
16 I 908 1.4 1.6 100 148
17 J 899 1.4 1.6 100 106
18 K 903 1.4 1.8 100 225
19 L 903 1.4 1.9 100 218
20 M 903 1.4 1.4 100 165
표 2의 조건으로 제조된 각 시편에 대해 미세조직 및 기계적 물성을 측정하여 표 3에 나타내었다. 미세조직은 광학현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 측정한 후, 이미지 분석을 통해 평가하였다. 기계적 물성 중 인상강도는 DIN 규격을 이용하여 C 방향으로 인장시험을 실시하여 평가하였다. 기계적 물성 중 구멍확장성(HER)은 JFST 1001-1996 규격으로 평가하였으며, 각 시편에 홀(hole)을 가공한 후 펀치로 밀어올려 파단이 날 때까지의 구멍확장성을 측정하였다.
구분 강종 마르텐
사이트
분율
(부피%)		 인장강도 (TS, MPa) 구멍확장성 (HER, %) 인장강도*
구멍확장성
(MPa%)
1 A 98 1610 32 51520
2 A 97 1619 25 40475
3 A 98 1520 40 60800
4 A 96 1621 35 56735
5 A 97 1624 27 43848
6 B 96 1287 33 42471
7 C 96 1383 30 41490
8 D 96 1674 26 43524
9 E 97 1622 26 42172
10 F 98 1648 35 57680
11 G 96 1557 38 59166
12 A 62 1211 20 24220
13 A 71 1184 33 39072
14 A 66 1296 19 24624
15 H 42 949 40 37960
16 I 48 1131 38 42978
17 J 88 1315 22 28930
18 K 97 1602 17 27234
19 L 98 1543 19 29317
20 M 96 1569 18 28242
본 발명의 합금조성 및 제조조건을 모두 만족하는 시편 1 내지 시편 11의 경우, 95부피% 이상의 마르텐사이트의 분율 및 30,000MPa% 이상의 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 시편 1 내지 시편 5, 시편 7 내지 시편 11의 경우 1,383MPa 이상의 인장강도 및 20% 이상의 구멍확장성(HER)을 모두 만족함을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명의 합금조성 및 제조조건 중 어느 하나 이상을 만족하지 않는 시편 12 내지 20의 경우, 마르텐사이트의 분율이 95부피% 미만이거나, 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 미만인 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 시편 12는 압연 종료 후 냉각 개시까지의 시간이 5초를 초과는 경우로, 본 발명이 목적하는 마르텐사이트 분율을 확보하지 못하며, 인장강도가 열위한 것을 확인할 수 있다.
시편 13은 냉각속도가 낮은 경우이고, 시편 14는 냉각 종료 온도가 높은 경우로, 마르텐사이트로의 변태가 충분히 일어나지 않았으며, 본 발명이 목적하는 인장강도 혹은 구멍확장성(HER)을 확보하지 못한 것을 확인할 수 있다.
시편 15는 탄소(C)의 함량이 낮은 경우이고, 시편 16은 보론(B)의 함량이 낮은 경우로, 마르텐사이트 분율이 50부피%에도 미치지 못한 수준으로 인장강도가 열위하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
시편 17은 망간(Mn)의 함량이 높은 경우로, 마르텐사이트로의 변태가 충분히 일어나지 않아 잔류 오스테나이트가 형성되었으며, 인장강도는 우수한 반면 구멍확장성(HER)이 열위한 것을 확인할 수 있다.
시편 18은 내지 시편 20은 각각 실리콘(Si), 인(P) 및 황(S)의 함량이 높은 경우로, 인장강도는 높은 반면 구멍확장성(HER)이 열위한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 열연강판은 1,383MPa 이상의 인장강도(TS) 및 20% 이상의 구멍확장성(HER)을 만족하며, 특히, 인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상의 수준으로 강도 및 가공성이 효과적으로 양립된 것을 확인할 수 있다.
이상에서 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.

Claims (8)

  1. 중량%로, 탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만, 망간(Mn): 0.1~2.5%, 실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외), 보론(B): 0.0005~0.005%, 인(P) 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    95부피% 이상의 마르텐사이트를 미세조직으로 포함하고,
    인장강도(TS)가 1,383MPa 이상이며,
    인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상인, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열연강판은, 중량%로, 크롬(Cr): 0.5% 이하 및 티타늄(Ti): 0.005~0.2% 중 1종 이상을 더 포함하는, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미세조직은, 페라이트, 베이나이트, 탄화물 및 잔류오스테나이트 중 1종 이상을 합계 5부피% 이하로 포함하는, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열연강판의 구멍확장성(HER)은 20% 이상인, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열연강판의 두께는 1.5mm 이하인, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판.
  7. 중량%로, 탄소(C): 0.151% 이상 0.30% 미만, 망간(Mn): 0.1~2.5%, 실리콘(Si): 0.5% 이하(0% 제외), 보론(B): 0.0005~0.005%, 인(P) 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 제공하는 단계;
    상기 열간압연의 종료시점으로부터 5초 이내에 상기 열연강판의 냉각을 개시하되, 50~1,000℃/s의 냉각속도로 350℃ 이하의 냉각 종료 온도까지 상기 열연강판을 냉각하는 단계; 및
    상기 냉각된 열연강판을 권취하는 단계;를 포함하며,
    상기 열연강판의 인장강도(TS)는 1,383MPa 이상이며,
    인장강도(TS)와 구멍확장성(HER)의 곱이 30,000MPa% 이상인, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬라브는, 중량%로, 크롬(Cr): 0.5% 이하 및 티타늄(Ti): 0.005~0.2% 중 1종 이상을 더 포함하는, 구멍확장성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법.

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