KR102566353B1

KR102566353B1 - 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판

Info

Publication number: KR102566353B1
Application number: KR1020210113294A
Authority: KR
Inventors: 우석호; 한천하; 이강노; 신상훈
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2023-08-14
Also published as: KR20230030973A

Abstract

본 발명은 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 소성이방성계수(r-value)가 1.4 ~ 3.0인 것을 특징으로 하는, 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판을 제공한다.

Description

소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판{COLD-ROLLED STEEL SHEET WITH EXCELLENT PLASTIC ANISOTROPY AND STRENGTH AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 냉연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자동차용 강판은 다양한 부품들의 복잡한 구조 특성상 높은 소성이방성을 갖는 강판이 요구된다. 또한 최근 환경문제를 개선하기 위한 자동차의 경량화가 진행 중이며, 이를 위해 고강도 소재 사용이 확대되고 있다. 자동차 부품 중 시트 쿠션 판넬은 난성형품이며, 이로 인해 높은 소성이방성과 고강도의 물성을 동시에 만족시키는 방향으로 연구가 진행되고 있다.

소성이방성 지수와 강도는 일반적으로 상반되는 물성이며, 동일한 소재에서 동시에 높은 물성을 나타내기는 어렵다. 또한, 고강도화 목적으로 첨가되는 인(P) 성분으로 인해 입계편석이 유발되어 2차 가공 취성문제가 발생된다.

대한민국 특허공개번호 20060115309호

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소성이방성이 우수하면서 동시에 강도가 높은 냉연 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판은 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 소성이방성계수(r-value)가 1.4 ~ 3.0인 것을 특징으로 한다.

상기 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판은 항복 강도(YS): 250 ~ 350MPa, 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa이며, 연신율(El): 30 ~ 40%인 것을 특징으로 한다.

상기 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 최종 미세 조직은 페라이트로 이루어질 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 제공하는 단계; (b) 상기 강재를 열간 압연하는 단계; (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연하는 단계; 및 (d) 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔 및 냉각 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함하며, 상기 냉연 강판의 소성이방성계수(r-value)는 1.4 ~ 3.0인 것을 특징으로 한다.

상기 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 820 ~ 850℃에서 소둔 열처리하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (d) 단계는 상기 소둔 열처리된 강재에 대하여 400 ~ 600℃까지 3 ~ 20℃/s로 냉각하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (b) 단계는 상기 강재를 1100 ~ 1300℃에서 재가열하는 단계; 상기 강재를 마무리 압연온도가 800 ~ 1000℃인 조건으로 열간 압연하는 단계; 상기 강재를 580 ~ 700℃에서 권취하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (c) 단계는 상기 강재를 50 ~ 90%의 압하율로 냉간 압연하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 소성이방성이 우수하면서 동시에 강도가 높은 냉연 강판과 그 제조 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 온도에 따른 오스테나이트 분율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험예로서 소성이방성 관련 특성값의 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하에서는 소성이방성계수(r-value)가 1.4 ~ 3.0이며, 항복 강도(YS): 250 ~ 350MPa, 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa이며, 연신율(El): 30 ~ 40%인 것을 특징으로 하는 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법의 구체적인 내용을 제공하고자 한다.

강판

본 발명의 일 실시예에 따르는 냉연 강판은 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 이하에서는, 상기 냉연 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명한다.

탄소(C)

탄소(C)는 강의 강도를 확보하기 위하여 첨가하며, 탄소 함량이 증가할수록 강도가 증가한다. 한 구체예에서 상기 탄소(C)는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.003 ~ 0.01중량% 포함된다. 상기 탄소의 첨가량이 0.003중량% 미만인 경우 강도를 확보하기 어렵고, 상기 탄소가 0.01중량% 초과 시 강도는 증가하나, 용접성에 불리하며 가공성 및 굽힘성 등이 크게 저하될 수 있다.

규소(Si)

규소(Si)는 페라이트 안정화 원소로서 페라이트 내 탄화물의 형성을 지연시키며, 고용 강화 효과가 있다. 규소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 0.3중량%로 첨가되는 것이 바람직하며 0.05중량% 미만일 경우 탄화물 형성 억제 효과를 제대로 발휘할 수 없고 연신율 확보가 어려우며, 0.3중량%를 초과하는 경우 제조 과정에서 Mn₂SiO₄등 산화물을 형성하여 강판 도금성이 저해되고, 외관 표면이 저하되며, 탄소 당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 고용 강화 효과가 있고 소입성을 증대시켜 강도 향상에 기여 한다. 즉, 망간은 저온 변태상의 형성을 용이하게 하며 고용 강화로 강도를 상승시키는 효과를 제공하는 원소이다. 망간의 일부는 강 속에 고용되며 일부는 강중에 함유된 황과 결합하여 비금속개재물인 MnS를 형성하는데 이 MnS는 연성이 있어서 소성 가공 시 가공 방향으로 길게 연신된다. 그러나 MnS의 형성으로 강 속에 있는 황 성분이 감소하면서 결정립이 취약해지고 저융점화합물인 FeS의 형성을 억제시킨다. 강의 내산성과 내산화성을 저해하지만 펄라이트가 미세해지고 페라이트를 고용 강화시킴으로써 항복 강도를 향상시킨다. 망간은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 1.0 ~ 2.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 1.0중량% 미만일 경우 그 효과가 충분하지 않아 강도 확보가 어려우며, 2.0중량%를 초과하는 경우 연주 슬라브 및 강판의 내외부의 편석대가 형성되며, 크랙의 발생과 전파를 유발하여 가공성이 저하되는 문제점이 나타나며, MnS등 개재물의 형성이나 편석으로 인한 지연 파괴 저항성이 저하되고 탄소 당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다.

인(P)

인(P)은 고용 강화에 의해 강도의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 인은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.08 ~ 0.12중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 인의 첨가 시에 고용 강화 의해 강도의 향상에 도움을 줄 수는 있지만, 인의 함량이 0.08중량% 미만인 경우 강도 확보가 어려우며, 0.12중량%를 초과하는 경우에는 결정립계 및 상간 입계에 편석되어 용접부가 취화되며 저온취성이 유발되며 프레스 성형성이 저하되고 충격 저항을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.

황(S)

황(S)은 망간, 티타늄 등과 결합하여 강의 피삭성을 개선시키며 미세 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킬 수 있으나, 일반적으로 연성 및 용접성을 저해하는 원소이다. 상기 황은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0 초과 0.01중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 황의 함량이 0.01중량%를 초과할 경우, MnS 개재물 수가 증가하여 가공성 및 용접성이 열위되며, 연속 주조 응고 중에 편석되어 고온 크랙이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 탈산제로 주로 사용하는 원소로서, 페라이트 형성을 촉진하며 연신율을 향상시키며, 탄화물 형성을 억제하고, 오스테나이트 내 탄소 농화량을 증진하여 오스테나이트를 안정화시킨다. 또한, 알루미늄은 열연 코일 내 망간 밴드의 형성을 억제하는데 효과적인 원소이다. 상기 알루미늄(Al)은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.01 ~ 0.06중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 상술한 알루미늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.06중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 알루미늄 개재물이 증가하여 연주성을 저하시키며 강판의 표면에 농화되어 도금성이 저하되고 슬라브 내 AlN을 형성하여 주조 또는 열연 중 크랙을 유발하는 문제점이 있다.

니오븀(Nb)

니오븀(Nb)은 NbC 탄화물을 형성하여 고용탄소를 제거하며, 소성이방성 지수 향상시키는 원소이다. 비시효성 확보 및 성형성 향상을 목적으로 첨가한다. 니오븀은 강력한 탄화물 생성 원소로 강중에 첨가되어 NbC석출물을 석출시켜 고용 상태의 탄소를 석출함으로써 비시효성을 확보한다. 또한 NbC석출물은 소둔중 집합조직을 발달하게 하여 오무림 가공성을 크게 향상하는 효과가 있다. 니오븀의 첨가량이 0.003중량% 미만인 경우 소성이방성 지수 확보가 불가하며 NbC석출물의 석출량이 너무 적어 집합조직의 발달이 적어 오무림 가공성을 개선하는 효과가 거의 없다. 니오븀이 0.02중량%를 초과할 경우 {111} 집합조직 발달이 저하되며 NbC석출물의 양이 너무 많아 오무림가공성 및 연신율이 낮아져 성형성이 크게 저하될 수 있다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 TiC 탄화물을 형성하여 고용탄소를 제거하며, 소성이방성 지수 향상시키는 원소이다. 비시효성 확보 및 성형성 향상을 목적으로 첨가하는데 티타늄은 강력한 탄화물 생성 원소로 강중에 첨가되어 TiC석출물을 석출시켜 고용 상태의 탄소를 석출하므로써 비시효성을 확보한다. 티타늄의 첨가량이 0.04중량% 미만의 경우 소성이방성 지수 확보가 불가하며 TiC석출물의 석출량이 너무 적어 집합조직의 발달이 적어 오무림 가공성을 개선하는 효과가 거의 없다. 티타늄이 0.08중량%를 초과할 경우 {111} 집합조직 발달이 저하되며 TiC석출물의 크기 너무 커 결정립미세화 효과가 감소되어 면내이방성지수가 높아지며 항복강도도 저하하고 도금특성이 크게 저하한다.

붕소(B)

붕소(B)는 인(P)의 입계편석을 막아 강도를 향상시키는 역할을 한다. 만일, 인(P)의 편석이 발생할 경우에는 2차 가공 취성이 발생할 수 있으므로, 붕소를 첨가하여 인(P)의 편석을 막아 가공 취성에 대한 저항성을 증가시킨다. 상기 붕소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 5 ~ 20ppm(0.0005 ~ 0.002중량%)의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 붕소의 함량이 5 ppm 미만일 경우 상술한 효과가 불충분하여 취성억제가 불가하며, 0.003중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 인성이 저하되고 용접성이 저하되며 붕소 산화물의 형성으로 강의 표면 품질을 저해하는 문제를 유발할 수 있다.

상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판은 항복 강도 1400MPa 이상, 인장강도 1760MPa 이상, 연신율 5% 이상을 가지며, 90도 굽힘 기준 R/t 2.5 이하의 우수한 굽힘 가공성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 냉연 강판은 항복 강도(YS): 1400 ~ 1760MPa, 인장강도(TS): 1760 ~ 1900MPa이며, 연신율(El): 5 ~ 8%, 굽힘 가공성(R/t): 1.5 ~ 2.5일 수 있다.

상술한 바와 같은 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 냉연 강판은 소성이방성계수(r-value)가 1.4 ~ 3.0이며, 동시에, 항복 강도(YS): 250 ~ 350MPa, 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa이며, 연신율(El): 30 ~ 40%일 수 있다.

상술한 바와 같은 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 냉연 강판은 최종 미세 조직이 전부 페라이트로 이루어질 수 있다.

이하에서는 상술한 조성과 미세 조직을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법을 설명한다.

냉연 강판의 제조 방법

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 제공하는 단계(S10); (b) 상기 강재를 열간 압연하는 단계(S20); (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연하는 단계(S30); 및 (d) 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔 및 냉각 공정을 순차적으로 수행하는 단계(S40); 를 포함한다.

상기 (b) 단계(S20)는 상기 강재를 1100 ~ 1300℃에서 재가열(Reheating)하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬라브는 제강 공정을 통해 얻은 용강을 연속 주조하여 반제품 형태로 제조되고, 재가열 공정을 통하여 주조 공정에서 발생한 성분 편석을 균질화하고, 열간 압연할 수 있는 상태로 만든다.

슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)가 1100℃ 미만이면, 슬라브의 편석이 충분히 재고용 되지 못하는 문제가 있고, 재가열 온도가 낮아 연속주조 중에 생성된 조대한 석출물들이 완전히 용해되지 않은 상태로 남아 있어 열간 압연후에도 조대한 석출물이 많이 남아 있는 문제가 있다. 한편, 재가열 온도가 1300℃를 초과하면 오스테나이트 결정립의 크기가 증가하며, 공정 비용이 상승할 수 있다.

상기 (b) 단계(S20)는 상기 재가열된 슬라브를 열간 압연(HR)하는 단계를 포함한다. 열간 압연은 800 ~ 1000℃의 마무리 압연온도(Finish Delivery Temperature, FDT)로 열간 압연한다.

마무리 압연온도가 800℃보다 낮아지면 압연 부하가 급격히 증가하여 생산성이 저하되고, 1000℃를 초과하는 경우 결정립의 크기가 증가하여 강도가 감소할 수 있다. 열간 압연은 마무리 압연온도를 Ar3 변태온도 이상의 조건에서 행하는 것이 바람직하다. 마무리 압연온도가 Ar3 변태온도 미만의 경우에는 압연립의 생성으로 가공성이 저하할 뿐만 아니라 강도도 낮아지기 때문이다.

열간 압연 후에 10 ~ 100℃/s의 냉각 속도로 580 ~ 700℃의 온도까지 냉각한 후 권취한다. 권취 온도가 580℃ 미만이면 열연 코일의 형상을 불균일하게 하고 냉간 압연 부하가 증가하고, 700℃를 초과하는 경우 강판의 중심부와 엣지부의 냉각 속도 차이에 의한 불균일 미세 조직을 야기하며, 입계 내부가 산화되는 문제점이 발생할 수 있으며, 표면 산화 등으로 후공정에서 불량을 일으킬 수 있다.

본 발명에 따라 높은 소성이방성을 갖기 위해서는 {111}//ND 집합조직을 증가시키는 것이 중요하다. 권취 온도를 상향할수록 높은 소성이방성을 가질 수 있으나, 권취 온도가 700℃를 초과하는 경우에는 석출물이 너무 조대하게 성장하여 강도 확보가 어렵다.

열간 압연 후 강재의 미세 조직은 페라이트로 이루어질 수 있으며, 열간 압연의 압하율은 70% 이상일 수 있다.

상기 (c) 단계(S30)는 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연(CR)하는 단계를 포함한다. 상기 열연 코일을 산세하여 표면 스케일층을 제거하고, 냉간 압연을 실시한다. 냉간 압연 시 두께 압하율은 대략 50 ~ 90%이다.

냉간 압연 후 압연 조직은 1차 소둔 과정에서 재결정의 구동력이 된다. 일반적인 IF(Interstitial Free) 극저탄소강에서는 냉간 압하율 증가에 따라 {111 }//ND 집합조직이 발달하고, 이에 따라 소성이방성이 증가한다. 하지만, 냉간 압하율이 90%를 초과하는 경우에는 성형성은 향상되지만 핵생성 양이 너무 많아 소둔 재결정립은 오히려 너무 미세하여 연성이 저하된다. 냉간 압하율이 50% 미만의 경우에는 소둔재결정 핵생성양이 적기 때문에 소둔시 결정립이 너무 크게 성장하여 소둔 재결정립의 조대화로 강도 및 소성이방성이 저하한다. 따라서 냉간 압하율은 50 ~ 90%범위가 바람직하다.

상기 (d) 단계(S40)는 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔 및 냉각 공정을 순차적으로 수행하는 단계를 포함한다.

상기 소둔 공정은 상기 강재에 대하여 820 ~ 850℃에서 소둔 열처리하는 단계; 및 상기 소둔 열처리된 강재에 대하여 400 ~ 600℃까지 3 ~ 20℃/s로 냉각하는 단계; 를 포함할 수 있다.

도 2는 온도에 따른 오스테나이트 분율을 나타낸 그래프이다.

도 2를 함께 참조하면, 본 발명에서 소둔 공정은 강재의 성형성을 확보하는 공정으로 집합조직 발달에 기여하는 공정이다. 본 실시예에서는 820 ~ 850℃의 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 소둔 온도가 820℃ 미만의 경우에는 재결정이 완료되지 않아 목표로 하는 연성 값을 확보할 수 없으며, 소둔 온도가 850℃를 초과하는 경우에는 재결정립의 조대화로 강도가 저하된다. 소둔 시간은 재결정이 완료되도록 유지하는데, 약 10초 이상이면 재결정이 완료된다. 일반적으로 소둔 시간은 10초 ~ 30분의 범위 내로 수행하는 것이 바람직하다.

상술한 (a) 단계 내지 (d) 단계를 수행한 결과 구현된 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판은 소성이방성계수(r-value)가 1.4 ~ 3.0이며, 항복 강도(YS): 250 ~ 350MPa, 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa이며, 연신율(El): 30 ~ 40%일 수 있으며, 최종 미세 조직은 페라이트로 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법에 의하면, 극저탄소강에 Nb와 Ti를 첨가함으로서 소성이방성을 확보하고, 동시에 P와 Si 첨가를 통해 고용강화강의 한계에 이르는 인장강도 440MPa급 이상 시트 쿠션 판넬용 고강도 냉연강판 제품을 제공할 수 있다.

실험예

이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 다음의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 다음의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.

1. 시편의 조성 및 공정 조건

표 1은 본 실험예의 시편들의 합금 원소 조성(단위: 중량%, 단, 붕소(B)의 단위는 ppm)을 나타낸다. 나아가, CT 항목은 권취 온도(℃), SS 항목은 소둔 온도(℃)를 나타낸다. 본 실험예에서 그 외의 공정 조건은 앞에서 설명한 공정 조건 범위 내에서 적용하였다.

실험예	C	Si	Mn	P	S	Al	Ti	Nb	B	CT	SS
1	0.005	0.15	1.2	0.09	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	640	840
2	0.003	0.15	1.2	0.09	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	640	840
3	0.008	0.15	1.2	0.09	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	640	840
4	0.005	0.15	1.2	0.05	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	640	840
5	0.005	0.15	1.2	0.07	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	640	840
6	0.005	0.03	1.2	0.09	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	640	840
7	0.005	0.15	1.2	0.09	0.01	0.03	0.06	0.02	8ppm	560	840

표 1을 참조하면, 실험예1 내지 실험예3은 본 발명의 실시예로서, 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)인 조성범위를 만족하며, 권취 온도: 580 ~ 700℃ 및 소둔 온도: 820 ~ 850℃를 모두 만족한다.

이에 반하여, 실험예4 및 실험예5는 본 발명의 비교예로서 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%의 조성범위를 만족하지 못하고 하회하며, 실험예6은 본 발명의 비교예로서 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%의 조성범위를 만족하지 못하고 하회하며, 실험예7은 본 발명의 비교예로서 권취 온도: 580 ~ 700℃를 만족하지 못하고 하회한다.

2. 시편의 물성

표 2는 본 실험예의 시편들의 강도, 연신율, 소성이방성계수 및 저온취성 온도 등의 물성을 나타낸다.

실험예	YP	TS	EL	r-bar	저온취성 온도
1	294	458	32	1.49	- 60℃
2	286	449	37	1.44	- 60℃
3	299	460	31	1.41	- 60℃
4	275	425	37	1.40	- 60℃
5	287	442	36	1.37	- 60℃
6	279	431	37	1.38	- 60℃
7	290	457	28	1.34	- 60℃

표 2를 참조하면, 실험예1 내지 실험예3은 본 발명의 실시예로서, 항복 강도(YS): 250 ~ 350MPa, 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa이며, 연신율(El): 30 ~ 40%의 범위를 만족하고, 소성이방성계수(r-value): 1.4 ~ 3.0인 범위를 동시에 만족함을 확인할 수 있다.

이에 반하여, 실험예4는 본 발명의 비교예로서 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa의 범위를 만족하지 못하고 하회하며, 실험예5 및 실험예6은 본 발명의 비교예로서 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa의 범위를 만족하지 못하고 하회하며, 소성이방성계수(r-value): 1.4 ~ 3.0인 범위를 만족하지 못하고 하회하며, 실험예7은 본 발명의 비교예로서 연신율(El): 30 ~ 40%의 범위를 만족하지 못하고 하회하며, 소성이방성계수(r-value): 1.4 ~ 3.0인 범위를 만족하지 못하고 하회함을 확인할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실험예로서 소성이방성 관련 특성값의 결과를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 ri 항목은 방향별(0도, 45도, 90도) 소성이방성 지수를 각각 측정한 것이며, r-bar는 ri 항목의 산술 평균값을 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 실험예6은 본 발명의 비교예로서 소성이방성계수(r-value): 1.4 ~ 3.0인 범위를 만족하지 못하고 하회하지만, 실험예1은 본 발명의 실시예로서 소성이방성계수(r-value): 1.4 ~ 3.0인 범위를 만족함을 확인할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims

탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
소성이방성계수(r-value)가 1.4 ~ 3.0이며,
항복 강도(YS): 250 ~ 350MPa, 인장강도(TS): 445 ~ 600MPa이며, 연신율(El): 30 ~ 40%인 것을 특징으로 하는,
소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 냉연 강판의 최종 미세 조직은 페라이트로 이루어진 것을 특징으로 하는,
소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판.
(a) 탄소(C): 0.003 ~ 0.01중량%, 규소(Si): 0.05 ~ 0.3중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.0중량%, 인(P): 0.08 ~ 0.12중량%, 황(S): 0 초과 0.01중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.06중량%, 니오븀(Nb): 0.003 ~ 0.02중량%, 티타늄(Ti): 0.04 ~ 0.08중량%, 붕소(B): 0.0005 ~ 0.002중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 제공하는 단계;
(b) 상기 강재를 열간 압연하는 단계;
(c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연하는 단계; 및
(d) 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔 및 냉각 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함하는 냉연 강판의 제조 방법이며,
상기 (b) 단계는 상기 강재를 1100 ~ 1300℃에서 재가열하는 단계; 상기 강재를 마무리 압연온도가 800 ~ 1000℃인 조건으로 열간 압연하는 단계; 상기 강재를 580 ~ 700℃에서 권취하는 단계;를 포함하며,
상기 (c) 단계는 상기 강재를 50 ~ 90%의 압하율로 냉간 압연하는 단계를 포함하며,
상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 820 ~ 850℃에서 소둔 열처리하는 단계; 및 상기 소둔 열처리된 강재에 대하여 400 ~ 600℃까지 3 ~ 20℃/s로 냉각하는 단계; 를 포함하며,
상기 냉연 강판의 소성이방성계수(r-value)는 1.4 ~ 3.0인 것을 특징으로 하는,
소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판의 제조 방법.
삭제
삭제
삭제
삭제