KR102638873B1 - 냉연 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 최종 미세 조직은 마르텐사이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa 이하인 것을 특징으로 하는, 냉연 강판을 제공한다.
Description
본 발명은 냉연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형성 및 점용접성이 우수한 냉연 초고장력 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자동차 충돌 법규 강화 및 연비 향상에 대한 시장 요구에 대응하고자 자동차 부품에 적용되는 초고장력강 비율이 확대되고 있다. 형상이 복잡한 부품에 초고장력강 적용 비율이 증가됨에 따라 자동차 업체들은 성형성이 향상된 소재의 개발을 요구하고 있다. 이에 따라, 각 소재 밀사들은 2세대 TWIP강, 3세대 TBF/QP등 기존 1세대 소재 대비 연신율, 홀확장성 등 성형성이 향상된 강판을 개발하고 있다. 이러한 소재들은 상온에서 안정된 R.A (Retained Austenite, 잔류 오스테나이트)상을 확보함으로써 연신율을 향상시킬 수 있는데, 오스테나이트 상을 안정화하는데 필요한 C, Si, Mn등의 원소의 함량이 비교적 높다는 특징을 지닌다. 그러나 C, Si, Mn등의 원소 비율이 높아지면 경질상의 불균일한 분포(Mn band structure)에 따른 성형성 저하와 소재의 점 용접성을 나타내는 Ceq당량(Pcm=C+Si/30+Mn/20+2P+4S)이 높아짐에 따라 점 용접성이 저하된다는 문제점이 있다.
1세대 초고장력강 중 DP강판(Dual Phase, 이상조직강)은 연질의 페라이트 기지에 경질의 마르텐사이트가 분포하는 조직을 지니며, 강도와 연성 조합이 우수하다는 장점이 있다. 이에 따라 DP강판은 루프 레일(roof rail), 프런트 사이드 부재(front side member), 바디 필러(body fillar) 등 다양한 부품에 적용되어 자동차용 강판 중 가장 많이 사용되는 강이다. 자동차 강판은 주로 드로우, 스트레치 플랜징, 벤딩 공정으로 성형된다. 드로우 공정은 성형 시 강판 전체적으로 변형이 전파되기 때문에 강판의 연신율이 높을수록 성형이 유리하며, 스트레치 플랜징 및 벤딩 공정은 변형이 소재에 국부적으로 집중되기 때문에 높은 국부 연신율이 필요하다. DP강판을 위와 같은 공정으로 성형할 경우 연질상-경질상의 경도 차이와 불균일한 조직(Mn band structure)에 의해 가공 크랙이 쉽게 발생하기 때문에 소재의 연신율 및 국부 연신율이 저하되어 성형성이 저하된다는 문제가 있다. 따라서 향후 냉연 초고장력 강판의 적용 비율을 더욱 증가시키기 위해서는 상간 경도차이 저감 및 균일한 조직 제어를 통해 연신율, 홀확장성, 굽힘성을 향상시켜 성형성을 증가시킬 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점(상간 경도차이, 불균일한 조직, 연신율)을 보완하여 성형성이 우수한 냉연 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판은 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 최종 미세 조직은 마르텐사이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa 이하이다.
상기 냉연 강판의 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트 체적 분율은 30 ~ 40%이고, 페라이트 체적 분율은 60 ~ 70%일 수 있다.
상기 냉연 강판의 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트는 페라이트를 둘러싸는 그물형 구조를 가질 수 있다.
상기 냉연 강판의 상기 최종 미세 조직에서 결정립의 평균 크기는 4㎛ 미만이고, 망간 밴드 간격은 40㎛ 이상일 수 있다.
상기 냉연 강판은 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa, 연신율(EL): 20% 이상, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15, 홀 확장성(HER): 40% 이상일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 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, 냉각 및 도금 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함한다.
상기 냉연 강판의 제조 방법의 상기 (b) 단계에서, 재가열 온도: 1000 ~ 1300℃, 마무리 압연온도: 800 ~ 1000℃, 권취온도: 500 ~ 600℃일 수 있다.
상기 냉연 강판의 제조 방법에서 상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 700 ~ 900℃에서 유지한 후 3 ~ 20℃/s의 냉각속도로 400 ~ 600℃까지 냉각하고 400 ~ 520℃에서 도금 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 냉연 강판의 제조 방법에서 상기 (b) 단계를 수행한 후 상기 강재의 미세 조직은 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트를 포함하고, 상기 (d) 단계를 수행한 후 상기 강재의 미세 조직은 페라이트 및 마르텐사이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 성형성 및 점용접성이 우수한 냉연 초고장력 강판과 그 제조 방법을 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 석출물 형성 원소를 이용하여 결정립 미세화 및 경질상 형상을 제어하며, 이를 통해 Mn 밴드층을 제거하고 굽힘 특성을 향상시키며, DP 조직내 페라이트, 마르텐사이트 조직의 상간 경도차를 저감함으로써 소재의 연신율, 홀확장성 및 굽힘성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 조직 제어를 통해 연신율 20%이상, 홀확장성 40% 이상, 굽힘 특성이 우수한 780 MPa급 이상의 우수한 가공성을 가진 냉연 강판 제조 방법을 효과적으로 제공할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 냉연 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법에서 소둔, 냉각 및 도금 공정을 포함하는 열처리 개요를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 냉연 강판의 미세 조직을 도식적으로 도해한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예(실험예1)의 경질상 형상 제어 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이고, 도 5는 본 발명의 비교예(실험예8)의 경질상 형상 제어 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예(실험예1)의 Mn 밴드층 형성 억제 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이고, 도 7은 본 발명의 비교예(실험예8)의 Mn 밴드층 형성 억제 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예(실험예1)의 상간 경도차 감소를 확인할 수 있는 모사 결과이고, 도 9는 본 발명의 비교예(실험예8)의 상간 경도차 감소를 확인할 수 있는 모사 결과이다.
도 3은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 냉연 강판의 미세 조직을 도식적으로 도해한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예(실험예1)의 경질상 형상 제어 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이고, 도 5는 본 발명의 비교예(실험예8)의 경질상 형상 제어 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예(실험예1)의 Mn 밴드층 형성 억제 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이고, 도 7은 본 발명의 비교예(실험예8)의 Mn 밴드층 형성 억제 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예(실험예1)의 상간 경도차 감소를 확인할 수 있는 모사 결과이고, 도 9는 본 발명의 비교예(실험예8)의 상간 경도차 감소를 확인할 수 있는 모사 결과이다.
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 상간 경도차이, 불균일한 조직, 연신율 저하의 문제를 극복할 수 있는 냉연 강판과 그 제조 방법의 구체적인 내용을 제공하고자 한다.
강판
본 발명의 일 실시예에 따르는 냉연 강판은 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 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, 마르텐사이트 조직에서 탄소 함량이 증가할수록 강도가 증가한다. 즉, 탄소는 마르텐사이트 분율 및 강도 향상에 기여하는 합금원소이다. 한 구체예에서 상기 탄소(C)는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 0.09중량% 포함된다. 상기 탄소의 첨가량이 0.05중량% 미만인 경우 강도 상승 효과가 부족하고, 상기 탄소가 0.09중량% 초과 시 마르텐사이트의 강도 증가를 유발하여 강판의 전체 강도 증가와 페라이트 및 마르텐사이트 상간 경도차를 증가시킴으로써 홀확장성 저하를 발생시키며, 탄소당량(Ceq)이 증가하여 점용접성이 저하되는 문제점이 발생한다.
규소(Si)
규소(Si)는 페라이트 안정화 원소로서 페라이트 내 탄화물의 형성을 지연시키며, 고용 강화 효과가 있다. 본 발명에서 규소는 페라이트 내 고용되어 페라이트 강도를 증가시켜 페라이트 및 마르텐사이트 상간 경도차를 감소시키는 원소이다. 또한, 규소는 페라이트 내 전위 밀도를 증가시켜 n값 향상에 효과적인 원소이다. 규소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.4 ~ 0.9중량%로 첨가되는 것이 바람직하며 0.4중량% 미만일 경우 탄화물 형성 억제 효과를 제대로 발휘할 수 없고 연신율 확보가 어려우며, 0.9중량%를 초과하는 경우 제조 과정에서 Si계 산화물(Mn2SiO4 등) 을 형성하여 도금성이 저해되고, 외관 표면이 저하되며, 탄소 당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 냉각 중 오스테나이트를 안정화시킴으로써 펄라이트 및 베이나이트와 같은 제 3 상이 형성되는 것을 억제함과 동시에 마르텐사이트 분율 확보에 효과적인 합금 원소이다. 또한 망간은 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. 망간은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 1.0 ~ 2.4중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 1.0중량% 미만일 경우 제 3 상의 형성 및 마르텐사이트 분율이 저하되고 상술한 효과가 충분하지 않아 강도 확보가 어려우며, 2.4중량%를 초과하는 경우 경질상의 분율 증가에 따른 강도 초과 및 불균일한 Mn 밴드조직 형성에 따른 굽힘성 저하 우려가 있으며, MnS등 개재물의 형성이나 편석으로 인한 가공성 저하와 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 초과 0.002중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 인의 첨가 시에 고용 강화 의해 강도의 향상에 도움을 줄 수는 있지만, 인의 함량이 0.002중량%를 초과하는 경우에는 입계 편석하여 강의 인성 및 소재 용접성을 저하시킨다. 나아가, 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 형성할 수 있으나, 일반적으로 굽힘 등 부품 성형성을 저하시키며 연성 및 용접성을 저해하는 원소이다. 상기 황은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0 초과 0.006중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 황의 함량이 0.006중량%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 소재의 연성 및 도금성 확보에 유리하며, 페라이트 청정화 원소로서 페라이트 내부 탄화물 석출을 억제하여 페라이트의 연성을 향상시키는 합금 원소이다. 규소 대비 산화력이 강하여 도금재의 내부에 Al이 먼저 산화되며, 이에 따라 표층부의 Si계 산화물 형성을 억제, 도금 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 알루미늄은 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 0.10 ~ 0.50중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.10중량% 미만일 경우에는 소재의 연신율 및 도금 특성 향상 효과가 미비하며, 상술한 알루미늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.50중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 A1, A3 변태점을 상승시킴으로써 초기 오스테나이트 분율 확보를 위하여 고온 소둔을 해야 하는 문제점이 있으며, 알루미늄 개재물이 증가하여 연주성을 저하시키며 강판의 표면에 농화되어 도금성이 저하되고 슬라브 내 AlN을 형성하여 주조 또는 열연 중 크랙을 유발하는 문제점이 있다.
크롬(Cr)
크롬(Cr)은 경화능 원소로서 마르텐사이트 분율 확보에 용이하여 첨가 시 소재의 강도를 확보할 수 있는 원소이다. 그리고, 고용강화 및 소입성을 증대를 통하여 강의 강도 향상에 기여하는 합금 원소이다. 상기 크롬은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.7 ~ 1.2중량% 포함된다. 상기 크롬을 0.7중량% 미만으로 포함할 경우, 냉각 중 펄라이트 및 베이나이트를 형성하여 강도가 낮아지며, 1.2중량% 초과하여 포함시 강의 강도 상승 및 연신율 하향을 유발할 수 있으며, 용접성을 저해할 수 있다.
몰리브덴(Mo)
몰리브덴(Mo)은 경화능 원소로서 마르텐사이트 분율 확보에 용이하여 첨가 시 소재의 강도를 확보할 수 있는 원소이다. 상기 몰리브덴은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.05 ~ 0.1중량% 포함된다. 상기 몰리브덴을 0.05중량% 미만으로 포함할 경우 냉각 중 펄라이트 및 베이나이트를 형성하여 강도가 낮아지며, 0.1중량% 초과하여 포함시 강의 강도 상승 및 연신율 하향을 유발할 수 있다.
티타늄(Ti)
티타늄(Ti)은 질화물 및 석출물을 형성하는 원소이다. 붕소(B)와 함께 첨가시 TiN을 형성하여 BN형성을 억제시킴에 따라 B의 소입 효과를 극대화시킬 수 있다. 석출물 형성시 결정립 미세화 효과를 일으키며, 이를 통해 페라이트 입계에 그물망 구조의 마르텐사이트 형성을 조장하며 Mn 밴드층을 제어할 수 있다. 그물망 구조의 마르텐사이트는 소재 변형 중 국부적인 응력을 분산함으로써 페라이트-마르텐사이트 상간 계면의 크랙 발생을 억제하여 홀확장, 굽힘 등 소재의 성형성을 향상시킬 수 있다. 티타늄은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.01 ~ 0.06중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 TiN 형성에 필요한 유효 Ti 미달로 인한 BN 및 Ti계 석출물 형성 효과가 미비하며, 이에 따라 강도, 홀확장, 굽힘 등 소재 특성 향상의 효과를 확인하기 어려운 문제점이 있다. 티타늄의 함량이 0.06중량%를 초과하는 경우 과도한 석출 경화로 항복강도 및 인장강도가 급격히 증가함으로써 연신율의 급격한 저하가 초래되는 문제점이 있다.
붕소(B)
붕소(B)는 강의 소입성 원소로써 냉각 중 결정립계에 편석하여 페라이트 형성을 억제하여 강의 경화능을 증가시키기 위하여 첨가하는 원소이다. 또한, 붕소는 강력한 소입성 원소로서, 소둔 이후 냉각 후 마르텐사이트의 형성에 크게 기여하며, 인(P)의 편석을 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 0.001 ~ 0.004중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 붕소의 함량이 0.001중량% 미만일 경우 상술한 효과가 불충분하여 마르텐사이트를 확보하기 어렵고 강도 저하가 우려되며, 0.004중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 강도 초과가 우려되며 도금재의 경우 도금 박리 발생 가능성이 있으며 인성이 저하되고 용접성이 저하되며 붕소 산화물의 형성으로 강의 표면 품질을 저해하는 문제를 유발할 수 있다.
질소(N)
질소(N)는 연신율을 저해하여 강의 성형성을 열화시킨다. 질소의 함량이 낮으면 낮을수록 좋으나 낮은 함량으로 관리하는 경우 강의 제조 비용이 증가할 수 있다. 상기 질소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.004 ~ 0.006중량%로 포함될 수 있다. 질소의 함량이 0.006중량%를 초과할 경우 냉연 강판의 연신율이 저하될 수 있다.
안티몬(Sb)
안티몬(Sb)은 입계에 편석되어 규소의 표면 확산을 억제시키며, 이에 따라 표면 Si 산화물 형성을 제어하고 열연 및 도금재 표면 특성을 향상시키는 원소이다. 상기 안티몬은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.01 ~ 0.4중량% 포함된다. 상기 안티몬을 0.01중량% 미만으로 포함할 경우 표면 제어 효과가 미비하며 상술한 효과를 구현하기 어렵고, 0.4중량% 초과하여 포함시 입계 편석하여 슬라브의 취성을 야기할 수 있는 원소이다.
상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판은 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa, 연신율(EL): 20% 이상, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15, 홀 확장성(HER): 40% 이상의 우수한 물성을 가질 수 있다.
상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 냉연 강판의 최종 미세 조직은 마르텐사이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트 체적 분율은 30 ~ 40%이고, 페라이트 체적 분율은 60 ~ 70%일 수 있다. 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트는 페라이트를 둘러싸는 그물형 구조를 가질 수 있다. 상기 최종 미세 조직에서 결정립의 평균 크기는 4㎛ 미만이고, 망간 밴드 간격은 40㎛ 이상일 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 냉연 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법에서 소둔, 냉각 및 도금 공정을 포함하는 열처리 개요를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 강판의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 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, 냉각 및 도금 공정을 순차적으로 수행하는 단계(S40); 를 포함한다.
상기 (b) 단계(S20)는 재가열 온도: 1000 ~ 1300℃, 마무리 압연온도: 800 ~ 1000℃, 권취온도: 500 ~ 600℃인 것을 특징으로 한다.
열간 압연을 위해 1000 ~ 1300℃ 사이에서 재가열 처리를 해주며, 열간압연 종료 온도는 800 ~ 1000℃ 범위에서 진행할 수 있다.
재가열 과정을 통해 오스테나이징 처리를 해주며 편석 성분 및 석출물을 재고용 시킨다. 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 1000℃ 미만이면, 슬라브의 편석이 충분히 재고용 되지 못하는 문제가 있고, 1300℃를 초과하면 오스테나이트 결정립의 크기가 증가하며, 공정 비용이 상승할 수 있다.
마무리 압연온도가 800℃보다 낮아지면 압연 부하가 급격히 증가하여 생산성이 저하되고, 1000℃를 초과하는 경우 결정립의 크기가 증가하여 강도가 감소할 수 있다.
열간압연 이후 냉각은 1 ~ 150℃/s 의 냉각 속도로 진행하는데, 이때 냉각 속도가 빠르면 평균 결정립도 감소에 유리할 수 있다. 권취 온도는 500 ~ 600℃ 범위에서 설정하며 결정립 크기와 망간 밴드 간격을 감소시키는 것을 특징으로 한다. 이때 권취 온도까지의 냉각 속도는, 예를 들어, 5 ~ 150℃/s로 하며 공랭 및 수냉을 포함할 수 있다. 500℃ 미만의 권취 온도는 열연 코일의 형상 불균일 및 냉간 압연시 부하를 유발할 수 있으며, 600℃를 초과하는 권취 온도는 코일 내 냉각 속도 차이에 의한 불균일 미세조직 및 결정립 조대화에 의한 연신율 감소를 야기할 수 있다.
상기 (b) 단계(S20)를 수행한 후 상기 강재의 미세 조직은 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계(S30)의 냉간 압연 시 압하율은 40 ~ 60%가 바람직하며 압하율이 높을수록 조직 미세화 효과로 인한 성형성 상승 효과를 기대할 수 있다. 압하율을 40% 미만으로 설계할 경우 균일한 미세조직을 얻기 어려우며 60%를 초과하여 설계할 경우 롤 포스가 높아져 공정부하가 높아지는 문제점이 있다.
상기 (d) 단계(S40)는 상기 강재에 대하여 700 ~ 900℃에서 유지한 후 3 ~ 20℃/s의 냉각속도로 400 ~ 600℃까지 냉각하고 400 ~ 520℃에서 도금 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
소둔, 냉각 및 도금 열처리 공정을 구체적으로 살펴보면, 1 ~ 10℃의 승온 속도로 Ac1 이상, Ac3 이하의 온도까지 승온한다. 예를 들어, 700 ~ 900℃ 사이 온도(이상역 구간)까지 승온 후 60 ~ 600초 유지(I)한다. 이후 평균 3 ~ 20 ℃/s 냉각 속도로 냉각(II, III) 공정을 수행한다. 상기 냉각 공정은 400 ~ 600℃ 까지 냉각하고 일정 시간 유지(IV)한다. 나아가, 400~520 ℃ 사이의 온도에서 용융아연도금 후 합금화 공정(V)을 거친 뒤 냉각속도 1 ~ 100 ℃의 평균 냉각 속도로 냉각시킨다.
상술한 제조 방법에 의해 구현된 냉연 강판의 최종 미세 조직은 페라이트와 그물형 구조의 마르텐사이트로 구성된 최종 조직을 가진다. 이때 연신율 및 성형성 확보 목적을 위해 페라이트 분율은 60 ~ 70% 사이로, 강도 확보를 위해 마르텐사이트 분율은 30 ~ 40% 사이로 가지는 것을 특징으로 한다. 나아가, 균일한 조직을 위해 평균 결정립 사이즈는 4㎛미만으로 제어하며, 성형성 향상을 위해 망간 밴드 간격을 40 ㎛ 이상으로 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 연신율 및 국부연신율을 확보하기 위하여, 평균 상간경도차(마르텐사이트의 경도와 페라이트의 경도의 차이)는 2.0 GPa이하를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트 체적 분율은 30 ~ 40%이고, 페라이트 체적 분율은 60 ~ 70%일 수 있다. 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트는 페라이트를 둘러싸는 그물형 구조를 가질 수 있다. 상기 최종 미세 조직에서 결정립의 평균 크기는 4㎛ 미만이고, 망간 밴드 간격은 40㎛ 이상일 수 있다.
도 3은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 냉연 강판의 미세 조직을 도식적으로 도해한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 물성을 비교하기 위하여 기존에 사용되고 있는 780MPa급 DP 강판을 비교예로 도입하였다. 비교예와 달리 실시예에서는 마르텐사이트는 페라이트를 둘러싸는 그물형 구조를 가진다.
본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판은 본 발명의 비교예에 따른 냉연 강판 대비 굽힘 및 홀 확장성이 우수하여 부품 성형시 우수한 성형성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 석출물 형성 원소를 이용하여 결정립 미세화 및 경질상 형상을 제어하며, 이를 통해 Mn 밴드층을 제거하고 굽힘 특성을 향상시키며, DP 조직내 페라이트, 마르텐사이트 조직의 상간 경도차를 저감함으로써 소재의 연신율, 홀확장성 및 굽힘성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 조직 제어를 통해 연신율 20%이상, 홀확장성 40% 이상, 굽힘 특성이 우수한 780 MPa급 이상의 우수한 가공성을 가진 냉연 강판 제조 방법을 효과적으로 제공할 수 있다.
선행 기술 특허 10-0732733은 성형성 향상을 위하여 7% 이상의 베이나이트와 페라이트, 마르텐사이트, 템퍼드 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트 중 하나 이상으로 구성된 조직을 구현하여 우수한 홀확장성 및 용접부 경도 상승 억제 효과를 확인 했다고 보고했다. 그러나 중간상인 베이나이트를 포함할 경우 상대적으로 연한 페라이트상의 저감으로 인하여 연신율 확보에 제한적이다.
선행 기술 특허 10-1126953의 경우 페라이트, 마르텐사이트 이상조직으로 구성된 DP강판에서 마르텐사이트를 연화(템퍼링)함으로써 스트래치 플랜지성 및 연신율을 개선했다고 보고했다. 그러나 이 발명의 경우 일정 속도 이상의 냉각속도(50℃/sec이상)와 냉각 후 마르텐사이트 템퍼링을 위한 재가열 설비 투자가 필요하며, 급냉시 강판의 형상제어가 용이하지 못한 단점도 지닌다.
본 발명은 기존 Conventional Line을 이용하였다. 또한 낮은 탄소 함량(0.09wt%이하)의 합금강을 설계하여 초기 오스테나이트 내 C 농화량을 낮게 제어함으로써 최종 열처리 후 마르텐사이트 강도를 낮추어 상간 경도차를 감소시키고 연신율을 향상시키고자 하였다. 본 발명에서 균일한 조직(Mn 밴드층 제어)을 구현하기 위해 Mn 함량을 낮게 설계하였으며, 낮은 C, Mn에 의한 강도 하향 보상, 결정립 미세화, 마르텐사이트 형상 제어 목적으로 Ti와 B를 첨가하여 성형성 향상을 도모하였다. 따라서 본 발명재의 경우 일반적인 냉간압연강판 생산설비인 CAL(Continuous Annealing Line) 및/또는 용융도금강판 생산설비인 CGL(Continuous Galvanizing Line)을 이용하여 네트워크 조직으로 구성된 이상조직(페라이트 + 소프트 마르텐사이트)을 구현함으로써 연신율, 홀확장성, 굽힘성과 같은 성형성이 우수한 강판을 개발하였다.
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
본 실험예에서는 표 1의 합금 원소 조성(단위: 중량%, 단, 붕소와 질소의 단위는 ppm)을 가지는 시편들을 제공한다.
표 1을 참조하면, 강종 A는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 조성인 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 및 나머지 철(Fe)을 만족한다.
| 강종 | C | Si | Mn | P | S | Al | Cr | Mo | Ti | B (ppm) |
Sb | N (ppm) |
Ceq |
| A | 0.07 | 0.5 | 1.6 | 0.012 | 0.001 | 0.3 | 1 | 0.08 | 0.04 | 20 | 0.03 | 60 | 0.195 |
| B | 0.07 | 0.5 | 1.8 | 0.012 | 0.001 | 0.3 | 0.6 | 0.08 | 0.04 | 20 | 0.03 | 60 | 0.205 |
| C | 0.07 | 0.7 | 1.4 | 0.012 | 0.001 | 0.3 | 1 | 0.08 | - | - | - | 60 | 0.191 |
| D | 0.09 | 0.5 | 1.6 | 0.012 | 0.001 | 0.3 | 1 | 0.08 | 0.04 | - | - | 60 | 0.215 |
| E | 0.09 | 0.7 | 1.6 | 0.012 | 0.001 | 0.3 | 1 | 0.08 | - | - | - | 60 | 0.221 |
이와 달리, 강종 B는 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%의 범위를 하회하여 만족하지 못하며, 강종 C, E는 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량%의 범위를 만족하지 못하며, 강종 D는 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량%의 범위를 만족하지 못한다.
2. 공정 조건 및 물성 평가
표 2는 표 1에 개시된 조성을 가지는 시편들에 대하여 적용한 공정 조건을 나타낸 것이다.
| 실험예 번호 | 강종 | 도금 여부 | 권취온도 | 소둔온도 | 1차냉각 종료온도 | 2차냉각 종료온도 |
| 1 | A | 미도금 | 550 | 800 | 700 | 480 |
| 2 | B | 미도금 | 550 | 800 | 700 | 480 |
| 3 | B | 미도금 | 550 | 820 | 700 | 480 |
| 4 | C | 미도금 | 550 | 800 | 700 | 480 |
| 5 | C | 미도금 | 550 | 820 | 700 | 480 |
| 6 | D | 미도금 | 550 | 800 | 700 | 480 |
| 7 | D | 미도금 | 550 | 820 | 700 | 480 |
| 8 | E | 미도금 | 550 | 800 | 700 | 480 |
| 9 | E | 미도금 | 550 | 820 | 700 | 480 |
표 2에서 소둔온도는 도 2의 소둔공정(I)의 온도에 해당하며, 1차냉각 종료온도는 도 2의 1차 냉각 공정(II)이 종료되는 온도에 해당하며, 2차냉각 종료온도는 도 2의 2차 냉각 공정(III)이 종료되는 온도에 해당하며, 온도의 단위는 ℃이다.
실험예1 내지 실험예9는 앞에서 설명한 공정 조건 범위를 모두 만족한다. 즉, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 열간 압연 공정 조건 범위, 냉간 압연 공정 조건 범위 및 소둔, 냉각 공정 조건 범위를 만족한다. 예를 들어, 실험예1 내지 실험예9는 권취온도: 500 ~ 600℃ 범위를 만족하며, 소둔 후 냉각 종료 온도인 400 ~ 600℃를 만족한다.
표 3은 표 1 및 표 2에 개시된 조성과 공정 조건을 적용한 결과 구현된 미세 조직과 상간 경도차 등의 특성을 나타낸 것이다. 표 3에서 조직 F는 페라이트를 의미하고, 조직 M은 마르텐사이트를 의미한다.
| 실험예 번호 |
조직 | 평균 결정립크기 (㎛) |
Mn 밴드층 간격 (㎛) |
페라이트 체적분율(%) | 마르텐 사이트 체적분율 (%) |
페라이트 경도 (GPa) |
마르텐 사이트 경도 (GPa) |
상간 경도차 (GPa) |
상간 경도비 (%) |
| 1 | F+M | 2.92 | 43 | 64.8 | 35.2 | 2.7 | 4.2 | 1.5 | 0.64 |
| 2 | F+M | 2.88 | 42 | 63.7 | 36.3 | 1.7 | 4.5 | 2.8 | 0.38 |
| 3 | F+M | 3.24 | 41 | 63.3 | 36.7 | 2.3 | 4.6 | 2.3 | 0.50 |
| 4 | F+M | 3.35 | 42 | 64.6 | 35.4 | 1.23 | 4.3 | 3.07 | 0.29 |
| 5 | F+M | 3.78 | 40 | 63.6 | 36.4 | 1.9 | 4.6 | 2.7 | 0.41 |
| 6 | F+M | 2.77 | 36 | 62.9 | 37.1 | 2.4 | 5 | 2.6 | 0.48 |
| 7 | F+M | 3.14 | 33 | 62.3 | 37.7 | 2.6 | 5.2 | 2.6 | 0.50 |
| 8 | F+M | 3.33 | 34 | 62.3 | 37.7 | 2.5 | 4.8 | 2.3 | 0.52 |
| 9 | F+M | 3.98 | 32 | 61.9 | 38.1 | 2.6 | 4.7 | 2.1 | 0.55 |
표 3을 참조하면, 실험예1은 본 발명의 실시예로서, 최종 미세 조직은 마르텐사이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트 체적 분율은 30 ~ 40%이고, 페라이트 체적 분율은 60 ~ 70%를 만족하고, 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa 이하이며, 결정립의 평균 크기는 4㎛ 미만이고, 망간 밴드 간격은 40㎛ 이상임을 확인할 수 있다.
한편, 실험예2 내지 실험예9는 본 발명의 비교예로서, 최종 미세 조직은 마르텐사이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트 체적 분율은 30 ~ 40%이고, 페라이트 체적 분율은 60 ~ 70%를 만족하지만, 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa를 초과함을 확인할 수 있다.
나아가, 실험예6 내지 실험예9는 망간 밴드 간격은 40㎛ 이상인 범위를 하회하여 만족하지 못함을 확인할 수 있다.
표 4는 표 1 및 표 2에 개시된 조성과 공정 조건을 적용한 결과 구현된 냉연 강판의 항복강도(YP), 인장강도(TS), 연신율(EL), 가공경화지수(n), 굽힘 특성 및 홀확장성 특성을 나타낸 것이다.
| 실험예 번호 |
YP(MPa) | TS(MPa) | EL(%) | n | Bending (0˚) |
Bending (90˚) |
홀확장성 (%) |
| 1 | 452 | 848 | 21.2 | 0.135 | 0 | 0 | 44.5 |
| 2 | 453 | 866 | 19.9 | 0.132 | 0 | 0 | 40.8 |
| 3 | 467 | 867 | 19.2 | 0.127 | 0 | 0 | 41.5 |
| 4 | 415 | 801 | 19.6 | 0.151 | 0 | 0 | 42.2 |
| 5 | 419 | 803 | 19.8 | 0.149 | 0 | 0 | 43 |
| 6 | 492 | 884 | 20.4 | 0.121 | 1 | 1 | 36.3 |
| 7 | 498 | 888 | 21.1 | 0.118 | 1 | 1 | 37.4 |
| 8 | 488 | 877 | 18.1 | 0.128 | 1 | 1 | 33.7 |
| 9 | 491 | 883 | 18.9 | 0.129 | 1 | 1 | 34.2 |
표 4를 참조하면, 실험예1은 본 발명의 실시예로서, 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa, 연신율(EL): 20% 이상, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15, 홀 확장성(HER): 40% 이상을 모두 만족함을 확인할 수 있다.
이와 달리, 실험예2는 본 발명의 비교예로서, 연신율(EL): 20% 이상의 목표 범위를 하회하여 만족하지 못한다.
실험예3은 본 발명의 비교예로서, 연신율(EL): 20% 이상, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15의 목표 범위를 하회하여 만족하지 못한다.
실험예4는 본 발명의 비교예로서, 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa, 연신율(EL): 20% 이상의 목표 범위를 하회하여 만족하지 못하며, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15의 목표 범위를 상회하여 만족하지 못한다.
실험예5는 본 발명의 비교예로서, 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa, 연신율(EL): 20% 이상의 목표 범위를 하회하여 만족하지 못한다.
실험예6 및 실험예7은 본 발명의 비교예로서, 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa의 목표 범위를 상회하여 만족하지 못하며, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15 및 홀 확장성(HER): 40% 이상의 목표 범위를 하회하여 만족하지 못한다.
실험예8 및 실험예9는 본 발명의 비교예로서, 항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa의 목표 범위를 상회하여 만족하지 못하며, 연신율(EL): 20% 이상, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15 및 홀 확장성(HER): 40% 이상의 목표 범위를 하회하여 만족하지 못한다.
도 4는 본 발명의 실시예(실험예1)의 경질상 형상 제어 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이고, 도 5는 본 발명의 비교예(실험예8)의 경질상 형상 제어 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예(실험예1)는 본 발명의 비교예(실험예8)와 달리 최종 미세 조직에서 마르텐사이트는 페라이트를 둘러싸는 그물형 구조를 가지는 것을 이해할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예(실험예1)의 Mn 밴드층 형성 억제 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이고, 도 7은 본 발명의 비교예(실험예8)의 Mn 밴드층 형성 억제 여부를 확인할 수 있는 최종 미세 조직을 촬영한 사진이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예(실험예1)는 본 발명의 비교예(실험예8)와 달리 최종 미세 조직에서 망간 밴드 간격이 상대적으로 더 크다는 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예(실험예1)의 상간 경도차 감소를 확인할 수 있는 모사 결과이고, 도 9는 본 발명의 비교예(실험예8)의 상간 경도차 감소를 확인할 수 있는 모사 결과이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예(실험예1)는 본 발명의 비교예(실험예8)와 달리 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 상대적으로 낮으며, 구체적으로, 상간 경도차가 2.0GPa 이하임을 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 (10)
- (a) 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 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, 냉각 및 도금 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함하되, 상기 (b) 단계는 재가열 온도: 1000 ~ 1300℃, 마무리 압연온도: 800 ~ 1000℃, 권취온도: 500 ~ 600℃인 것을 특징으로 하며, 상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 700 ~ 900℃에서 유지한 후 3 ~ 20℃/s의 냉각속도로 400 ~ 600℃까지 냉각하고 400 ~ 520℃에서 도금 공정을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 냉각은 1차 냉각 공정 및 2차 냉각 공정을 순차적으로 연속 수행하며, 상기 2차 냉각 공정의 냉각속도는 상기 1차 냉각 공정의 냉각속도보다 빠르며, 상기 1차 냉각 공정이 종료되는 온도는 Ac1 온도보다 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 냉연 강판의 제조 방법으로 구현된 냉연 강판이며,
탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
최종 미세 조직은 마르텐사이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 마르텐사이트와 상기 페라이트의 상간 경도차가 2.0GPa 이하이며,
상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트 체적 분율은 30 ~ 40%이고, 페라이트 체적 분율은 60 ~ 70%이며,
상기 최종 미세 조직에서 결정립의 평균 크기는 4㎛ 미만이고, 망간 밴드 간격은 40㎛ 이상인 것을 특징으로 하는,
냉연 강판. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 최종 미세 조직에서 마르텐사이트는 페라이트를 둘러싸는 그물형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는,
냉연 강판. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
항복강도(YP): 430 ~ 480MPa, 인장강도(TS): 820 ~ 870MPa, 연신율(EL): 20% 이상, 가공경화지수(n): 0.13 ~ 0.15, 홀 확장성(HER): 40% 이상인 것을 특징으로 하는,
냉연 강판. - (a) 탄소(C): 0.05 ~ 0.09중량%, 규소(Si): 0.4 ~ 0.9중량%, 망간(Mn): 1.0 ~ 2.4중량%, 인(P): 0 초과 0.002중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.006중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.10 ~ 0.50중량%, 크롬(Cr): 0.7 ~ 1.2중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05 ~ 0.1중량%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.06중량%, 붕소(B): 0.001 ~ 0.004중량%, 질소(N): 0.004 ~ 0.006중량%, 안티몬(Sb): 0.01 ~ 0.4중량% 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, 냉각 및 도금 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함하되,
상기 (b) 단계는 재가열 온도: 1000 ~ 1300℃, 마무리 압연온도: 800 ~ 1000℃, 권취온도: 500 ~ 600℃인 것을 특징으로 하며,
상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 700 ~ 900℃에서 유지한 후 3 ~ 20℃/s의 냉각속도로 400 ~ 600℃까지 냉각하고 400 ~ 520℃에서 도금 공정을 수행하는 단계를 포함하는,
상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 700 ~ 900℃에서 유지한 후 3 ~ 20℃/s의 냉각속도로 400 ~ 600℃까지 냉각하고 400 ~ 520℃에서 도금 공정을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 냉각은 1차 냉각 공정 및 2차 냉각 공정을 순차적으로 연속 수행하며, 상기 2차 냉각 공정의 냉각속도는 상기 1차 냉각 공정의 냉각속도보다 빠르며, 상기 1차 냉각 공정이 종료되는 온도는 Ac1 온도보다 낮은 온도인 것을 특징으로 하는,
냉연 강판의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 6 항에 있어서,
상기 (b) 단계를 수행한 후 상기 강재의 미세 조직은 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트를 포함하고,
상기 (d) 단계를 수행한 후 상기 강재의 미세 조직은 페라이트 및 마르텐사이트를 포함하는,
냉연 강판의 제조 방법. - 삭제
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