KR20000042511A - 플랜지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플랜지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강 제조방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 성분조성 및 열연조건을 적절히 제어함으로서, 기타의 열처리공정 없이 생산이 가능하며, 인장강도가 우수하면서 국부연성특성이 우수하여 플랜지 가공성이 향상된 변태유기소성강을 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, 0.16-0.20%C, 1.5-1.9%Si, 1.4-1.6%Mn, 0.02-0.10%Al를 함유하고, 여기에 Cu를 0.5%이상을 첨가하고, Ni을 0.5%이상 첨가하는 동시에 0.17≤%C+%Cu/15≤0.21의 범위를 만족하고 나머지는 Fe 및 불가피한 불순원소로 구성되는 강재를, 780℃이상의 온도범위에서 열간압연을 마무리하고, 680-720℃에서 수냉을 개시한 다음, 420-500℃의 온도범위에서 수냉각을 정지한 후, 서냉하는 것을 특징으로 하는 플렌지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

플랜지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강 제조방법

본 발명은 자동차 부품 등 여러용도로 사용되는 변태유기소성강 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인장강도 80kg/mm²이상, 연신율 25%이상인 플렌지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강을 제조하는 방법에 관한 것이다.

변태유기소성강(이하, "TRIP강"이라고도 한다, TRansforamtion Induced Plasticity강의 약어임)은 기본적으로 Si-Mn형 강재로서 스크랩(scrap) 재활용중 미량잔류원소(tramp element)의 영향이 없으므로 환경친화적이며, 또한 일반적인 압연강재에 비해 훨씬 높은 범위의 고강도와 더불어 고연성을 보이고 있으므로 가공용 고장력강의 용도로 많이 활용된 차세대 강재로 주목받고 있다. 특히 열연 TRIP강의 용도는 가공을 많이 받으면서도 고강도가 요구되는 부품을 위주로 활용이 크게 증가된 전망이며, 따라서 중요한 용도중의 하나로서 자동차의 휠디스크(wheel disk)를 들 수 있다. 이와 같은 부품을 제조하기 위해서는 플랜지(flange) 가공성이 좋아야 하는데, 플랜지 가공성은 연신율이 우수하다고 해서 반드시 좋아지는 재질특성이 아니기 때문에 소재의 플랜지 가공성을 좋게하는 것이 매우 필요하다. 이같은 플랜지 가공성이 우수한 강재는 실제 가공을 거쳐 부품으로 제조되는 경우 견뎌야 되는 국부 가공특성이 좋으므로, 여러 가지 가공용도로 실용화되기에 적합한 강재이다.

고강도 고연성 열연강판은 상당히 많은 종류의 제조방법이 개발되어 실제 제품화에 응융되어 왔다. 기존의 고강도 고연성강의 개발은 80년대에 듀얼페이스(dual phase)강 (ferrite와 martensite의 복합조직), 트리페이스(triphase)강 (ferrite, bainite 및 martensite의 복합조직), 페라이트-베이나이트(ferrite-bainite) 복합조직강 등에 대하여 주로 행해졌다. 이러한 강재는 인장강도가 약 60kg/㎟에 이르고 있으며, 연신율이 약 30%로 고강도와 더불어 고연성을 보이는 특성이 있다. 90년대에 들어 TRIP강이 개발되어 현재에는 상용화를 위해 노력하고 있는데, 본 강재의 특성은 인장강도가 약 80kg/㎟에 이르고 있으며, 연신율이 우수하여 고강도-고연성을 나타내는 것이다. 듀얼페이트강내 연질의 페라이트를 Ti를 이용한 석출강화에 의해 효과적으로 강화시킨 석출강화형 듀얼페이트 강판도 개발된 바 있다 (日本鐵鋼新聞, 93년 9월 4일자). 이러한 제품개발은 주로 일본을 중심으로 한 선진국에서 이루어져 왔는데, 이하에 개발된 공지의 제조기술에 대하여 요약하였다.

일본의 신일본제철(新日本製鐵)의 경우는 0.06-0.10%C, 0.25-1.3%Si, 1.1-1.5%Mn강을 약 300℃이하에서 권취함에 의해 듀얼페이스강으로 제조할 수 있음을 보고한 바 있으며(鐵と鋼, Vol. 68 (1982) No. 9, p.1306), 또한 고베제철(神戶製鋼)에서는 0.04-0.06%C, 0.5-1.0%Si, 1.5%Mn강에 0.5-1.5%Cr을 첨가하고 이 강을 약 850℃ 근방에서 압연을 종료하고 저온권취(약 250℃)를 행함에 의해 페라이트를 기지조직으로 하고 10-20%의 베이나이트(bainite)와 3-5%의 마르텐사이트(martensite)를 함유한 트리페이스(triphase)강을 제조할 수 있음을 발표한 바 있다(鐵と鋼, Vol. 68 (1982) No. 9, p.1185). 또한 고베제철에서는 0.05-0.07%C, Si≤0.5%, 1.1-1.5%Mn강에 Nb을 0.04%이하 첨가함에 의해 페라이트 기지조직에 10-20%의 베이나이트를 함유한 인장강도 60㎏/㎟급 페라이트-베이나이트 복합조직강을 제조할 수 있음을 발표하였으며(Trans, ISIJ, Vol. 23 (1983), p.303), 스미토모금속(住友金屬)에서는 이와 비슷한 기본성분계에 Nb과 Ti을 각각 0.04%, 0.06% 복합첨가함에 의해 인장강도를 70㎏/㎟로 향상시킨 페라이트-베이나이트계 복합조직강을 개발한 바 있다 (CAMP-ISIJ, Vol. 1 (1998, p.881).

강중 잔류오스테나이트(retained austenite)를 함유시키면 소재의 가공중 잔류오스테나이트가 마르텐사이트(martensite)로 변태함에 따라 가공경화가 매우 커지므로 균일연신율이 증가되는 경향이 관찰된다. 이러한 현상을 이용하여 고강도 고가공성강의 제조에 있어 잔류오스테나이트를 함유한 강을 이용하는 경우가 많이 있다. 이러한 잔류오스테나이트 함유강은 제조조건을 적정화하는 경우 대략 인장강도가 80㎏/㎟이상에서 고연성을 보이게 되어 많은 제조사에서 여러 가지의 제조조건에 대하여 특허를 제출한 바 있다.

신일본제철에서는 0.06-0.22%C, 0.05-1.0%Si, 0.5-2.0%Mn과 0.25-1.5%Al을 함유한 강에 필요에 따라 0.03-0.30%Mo을 첨가하여 잔류오스테나이트를 3-20% 함유시킴에 따라 50㎏/㎟이상의 고강도와 35%이상의 연신율을 보임에 의해 프레스(press)가공성과 심가공성 및 굽힘성이 우수한 강에 대한 특허를 제출하고 있다(일본특허공개공보, 평6-145892). 이 강종에서 Al양은 0.6%Si ≤ %Al ≤ 3-12.5 x %C의 범위에서 조정되며, 이 강종을 2상영역에서 열처리하는 방법 (650-900℃에서 10초 내지 3분간 유지후 350-600℃의 온도범위까지 4-200℃/sec로 냉각후 여기에서 5초 내지 10분간 유지한 다음 5℃/sec 이상의 냉각속도로 250℃이하의 온도로 냉각하는 방법)으로 가공성이 우수한 강재를 생산하는 제조법에 대해서도 특허를 제출하고 있다(일본 공개특허공보, 평6-145788).

가와사끼제철(川崎製鐵)에서는 0.18%이하의 C, 0.5-2.5%Si, 0.5-2.5%Mn, 0.05%이하의 P, 0.02%이하의 S, 0.01-0.1%Al의 강에 0.02-0.5%Ti과 0.03-1.0%Nb를 단독 또는 복합적으로 첨가하며 (이때 C, Nb와 Ti의 첨가량은 %C > (%Ti/4) + (%Nb/8)의 범위내로 조정함), 이때 사사압연온도를 820℃이상에서 마친 다음 820-720℃의 온도구간에서 10초이상을 유지하고 이후 10℃/sec 이상의 냉각속도로 냉각하며 500℃이하의 온도에서 권취하는 경우에 대하여 특허를 제출한 바 있다. 본 강재는 0.18%이하의 C양에서 인장강도가 70㎏/㎟이상의 고강도가 유지되며, 또한 C양이 낮으므로 스폿(spot) 용접성과 피로특성 등이 우수한 장점을 보인다고 한다(일본 공개특허공보, 평5-179396). 또한, 이강은 저항복비를 보이므로 종래의 석출강화형강이 항복비가 높아 프레스 가공후 스프링 백(spring back)이 많이 생기는 문제를 해결할 수 있으며, 고강도와 더불어 고연성, 그리고 연신 플랜지성이 우수한 특성을 보인다고 한다.

스미토모금속에서는 0.05-0.25%C, 0.05-1.0%Si, 0.8-2.5%Mn, 0.8-2.5%Al을 함유하는 강에 Nb, Ti 및 V 등의 석출강화 원소를 첨가한 강을 780-840℃의 온도범위에서 압연을 종료한 다음 10℃/sec 이상의 냉각속도로 600-700℃의 온도까지 냉각한 후 2-10초의 공냉을 거친후 220℃/sec 의 냉각속도로 300-450℃의 온도에서 가속냉각을 마침으로서 5%이상의 잔류오스테나이트를 함유시킨 강으로 제조하는 방법에 대한 특허도 제출하였다(일본 공개특허공보, 평5-112846). 본 강재는 Si양이 많은 경우 경질의 마르텐사이트의 양이 늘어나, 연신 플렌지성이 나빠지므로, 석출한 폴리고날 페라이트(polygonal ferrite)내 고용강화하는데 필요한 양인 1.0%이하로 Si을 제한한 것이다.

상기에서 검토한 바와 같이, 많은 종류의 열연 가공성 고장력강은 대부분 강도와 연신율을 주요관점으로 하여 이를 향상시킬 수 있는 성분계 및 제조조건으로 정리되어 있다. 그러나, 실제 응용상의 관점에서 볼 때, 대부분의 실물의 부품가공 과정이 플랜지 가공을 포함하고 있고 또한 심가공시 주로 가공불량이 발생되는 부위는 이러한 플랜지가공부위에 놓이게 되는 경우가 많다. 따라서, 이러한 플랜지 가공성을 향상시키기 위해서는 소재의 국부연신특성이 우수할 것이 요구되고 있다.

이에 본 발명자는 상기 요구에 부응하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 성분조성 및 열연조건을 적절히 제어함으로서, 기타의 열처리공정 없이 생산이 가능하며, 인장강도가 우수하면서 국부연성특성이 우수하여 플랜지 가공성이 향상된 변태유기소성강을 제조할 수 있는 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 목표재질을 확보하기 위한 %C+%Cu/15 양 및 수냉각정지온도의 제어범위를 보이는 그래프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, 0.16-0.20%C, 1.5-1.9%Si, 1.4-1.6%Mn, 0.02-0.10%Al를 함유하고, 여기에 Cu를 0.5%이상을 첨가하고, Ni을 0.5%이상 첨가하는 동시에 0.17≤%C+%Cu/15≤0.21의 범위를 만족하고 나머지는 Fe 및 불가피한 불순원소로 구성되는 강재를, 780℃이상의 온도범위에서 열간압연을 마무리하고, 680-720℃에서 수냉을 개시한 다음, 420-500℃의 온도범위에서 수냉각을 정지한 후, 서냉하는 것을 특징으로 하는 플렌지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하는데, 먼저 성분조성 및 이들의 한정이유에 대하여 설명한다.

상기 C는 강의 소입성을 증가시키는 원소로, 0.16% 미만에서는 목표로 하는 강도를 얻기가 어려우며, 미변태 오스테나이트로 충분한 C의 농축을 일으키지 못하므로 잔류오스테나이트를 상온에서 안정화시키지 못하게 된다. 또한 0.20%초과의 경우에는 강도는 상승되나 이에 대응하여 연성의 저하 및 플랜지가공성이 저하되므로 0.16-0.20%의 범위로 제한한다.

상기 Si는 탈산을 위하여 주로 사용되는 원소로 C의 활성도를 높이므로 고온에서 페라이트 형성을 용이하게 한다. 또한, 고온에서 페라이트의 형성시 남아 있는 오스테나이트로 C의 농축을 조장하므로 변태유기소성강에서는 Si의 첨가가 필수적이다. Si의 과도한 첨가는 표면에 붉은형스케일(scale)이 생성되므로 표면을 열화시킬 뿐만 아니라 용접중 산화물을 생성시키기 쉽게하므로 용접부의 결함이(penetration등) 발생되기 쉬워진다. 따라서 본 발명에서는 잔류오스테나이트를 충분히 형성시키기 위해 필요한 양인 1.5-1.9%로 제한하였다.

상기 Mn은 강의 강도 및 인성을 증가시키고 오스테나이트를 안정화시키므로 Ms온도를 낮추며 강의 소입성을 증가시키는 원소이다. Mn을 증량하는 경우 저온변태 생성물의 양을 증가시키므로 강도에는 유리하나 연성의 확보가 어렵다. 또한, 과도한 Mn의 첨가는 비금속개재물의 양을 증가시키고 편석도를 증가시켜 불리하다. 그러나 Mn양이 낮은 경우, 페라이트 변태후 남아 있는 미변태 오스테나이트가 유효하게 베이나이트를 형성하기가 어려우므로 잔류 오스테나이트를 형성하기 어럽고, 고온에서 펄라이트(pearlite)의 생성이 쉬워지므로 강도-연성이 저하되기 쉽다. 따라서, 본 발명에서는 잔류 오스테나이트를 효과적으로 형성시키기 위해 1.4-1.6%의 범위로 제한하였다.

상기 Al은 탈산을 위하여 주로 사용되는 원소로 페라이트의 형성을 도우므로 가공성 향상측면에서 유리하다. 이렇게 가공성을 개선하기 위해 Al을 첨가하는 경우 인장강도의 저하가 발생되므로 목표하고자 하는 재질을 얻기 위해서는 Al을 탈산을 위해 첨가하는 범위로 한정하는 것이 바람직하다. 즉 탈산을 위하여 최소 0.02%이상은 필요하며, 과다하게 함유되는 경우 강도를 낮추고 또한 구조재로 사용하기 위한 용접시 산화물의 형성으로 생성시키기 쉬우므로 그 상한을 0.10%로 제한한다.

상기 Cu는 Cu단체인 ε-Cu석출물을 형성함에 의해 석출경화에 의한 고강도화를 이루는 잇점이 있으면서 강도의 증가에 따라 연신율의 저하나 플랜지 가공성의 저하는 그다지 크지 않다. 일반적인 내부식성 강재의 경우 Cu양을 약 0.3-0.4% 정도까지 첨가하는 경우가 일반적으로 활용되고 있는데, 본 발명에서는 내부식성의 향상외에 ε-Cu의 석출을 적극적으로 활용하기 위하여 0.5%이상의 첨가를 실시한다. 일반적으로 Cu첨가강의 경우는 열간연성이 저하되어 열간가공중 크랙(crack) 발생등이 생길 수 있는데, 이를 방지하기 위해 Ni의 첨가가 효과적으로 알려져 있고, 본 발명에서도 Cu에 의한 열간가공성의 저하를 방지하기 위해 0.5%이상의 Ni첨가를 실시하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 Cu와 Ni의 양은 비슷한 것이 보다 바람직하다.

한편, Nb는 메트릭스(matrix)내에 탄질화물을 형성함에 의해 석출강화를 일으킴으로서 고강도화에 유효한 원소이다. 또한 Nb은 고온에서 오스테나이트의 재결정을 유효하게 억제함에 의해 변태전 오스테나이트결정립을 미세화시켜 이후 변태중 페라이트의 형성에 따라 밀려나는 탄소가 쉽게 미변태 오스테나이트로 농축되어 오스테나이트의 안정도를 높이게 된다. 그러나 이러한 탄질화물의 석출에 의해 연신율의 저하가 크고 플랜지가공성도 크게 열화시키므로 본 발명에서는 탄화물(carbide)형성원소의 첨가는 없도록 제한한다.

또한, P 및 S는 페라이트의 형성을 조장하는 원소로 강의 강도를 해치지 않고 연성을 증가시킬수 있으나 일반적으로 강재의 제조시 편석이 극심한 원소로서 중심편석의 형성등으로 재질을 열화시킨다. 또한, S는 MnS로 대표되는 비금속 개재물을 형성하여 강의 가공성을 크게 열화시킨다. 이 비금속 개재물은 압연중 길게 연신됨으로 가공중 크랙발생등의 치명적인 결함을 발생시키기 쉽다. 따라서 P,S는 가능한한 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 이를 위해 Ca을 첨가하여 S를 낮게 관리하는 것도 가공성을 향상시키기 위하여 필요한데, 그 첨가량은 강중에서 50ppm이하의 함량이 되도록 하는 것이 바람직하다.

다음에서는 상기한 바와같은 성분조성으로 이루어진 강재를 이용하여 열간압연하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 열간압연재의 우수한 강도 및 연성을 확보하기 위해서는 미세조직의 제어가 필수적이며 따라서 압연 마무리온도, 수냉각개시 및 수냉각종료 온도를 제어할 필요가 있다.

상기 압연 마무리온도가 너무 높으면 압연후의 오스테나이트 결정립이 증대되어 소입성이 증가되어 압연 후 마르텐사이트나 베이나이트 등의 저온 변태조직의 양이 크게 증가되므로 압연후 강의 재질을 강화시키고 연성이 떨어지게 되며, 이 온도가 너무 낮은 경우에는 국부적으로 발생되는 열간압연중의 소재온도편차에 기인되어 미세조직 및 재질편차가 크게 발생된다. 본 발명에서는 이를 방지하기 위해 그 하한을 780℃로 설정하였다.

상기 수냉각개시는 이전까지 충분한 페라이트를 형성시킨 다음에 실시하는 것이 바람직한데, 수냉각개시 온도가 너무 높으면 충분한 페라이트가 형성되지 않아 냉각후 제 2상의 분율이 크게 증가되어 강도는 증가되나 연성이 저하되며, 이 온도가 너무 낮으면 펄라이트가 생성되게 되므로 본 발명에서는 실험상으로 확인된 범위인 680-720℃로 한정하였다. 또한 수냉각정지 온도는 재질을 결정하는데 가장 중요한 요소로 앞에서 거론한 바와 같이 이후 서냉에 의해서도 펄라이트가 생성되지 않고 강도가 크게 저하되지 않도록 그 상한을 500℃로 정하였으며, 그 하한은 연성의 큰 저하가 발생되지 않도록 420℃로 설정할 필요가 있다. 이러한 수냉각정지온도는 강재의 성분계가 변함에 따라 달라져야 하는데, 실제로 성분계중 잔류오스테나이트의 형성에 크게 영향을 주는 원소인 C양과 Cu양의 제어와 수냉각정지온도의 제어는 목표로 하는 재질을 얻는데 있어 매우 중요하며, 도 1에서 보이는 바와 같이 목표로 하는 재질수준을 확보하기 위해서, 수냉각정지온도를 420-500℃내로 유지하더라도, 성분계로서 %C+%Cu/15를 0.17에서 0.21사이로 유지하는 것이 필요하다.

상기한 바와같은 본 발명의 강 성분조성 및 제조조건으로 열연강판을 제조하는 경우 인장강도가 80kg/mm²이상이 되며 연신율이 25%이상이 되면서 우수한 플랜지 가공성을 갖는 강재를 제조할 수 있어, 가공용의 용도로 사용될 수 있는 고강도 고연성 열연 변태유기소성강을 제조하는데 사용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예 1

하기표 1과 같은 조성을 갖는 강을 용해하여 슬라브(slab)를 제조하였다. 이 슬라브는 1200℃에서 재가열한 후 열간압연을 행하여 최종두께가 3.0mm인 열연강판으로 제조되었다.

이때, 열간압연 마무리온도(FRT), 열간압연후 냉각제어를 위해 실시한 수냉각 개시온도(CS) 및 수냉각 종료온도 (CF, 열간압연시의 권취온도에 해당됨)는 하기 표2와 같은 조건으로 행하였다. 즉, 열간압연 종료후 롤 퀀칭(roll quenching)에 의한 급냉후 일정시간 동안 공냉각시켜 수냉각개시온도를 변화시킨 다음 수냉각 시뮬레이터(simulator)로 이송시켜 수냉각에 의해 수냉각정지 온도까지 냉각한 후 이후 노냉을 실시함에 의해 열연권취 코일로 제조한 후 서냉되는 과정을 시뮬레이션(simulation)하였다.

이렇게 제조된 열연강판은 열연상태로 인장시험을 실시하여 항복강도(YS), 인장강도(TS), 연신율(EI)등의 인장특성을 조사하였으며, 플랜지 가공성의 지표가 될 수 있는 NTE(Notch Tensile Elongation), HER(Hole Expansion Ratio) 및 굽힘특성등을 측정하였다. 측정된 결과는 하기 표2에 나타내었다.

강종	C	Si	Mn	P	S	Al	Nb	Cu	Ni
비교강A	0.201	1.94	1.51	0.015	0.004	0.042	-	-	-
비교강B	0.180	1.92	1.48	0.015	0.004	0.034	-	-	-
비교강C	0.151	1.96	1.52	0.015	0.004	0.042	-	-	-
비교강D	0.149	1.51	1.49	0.016	0.004	0.043	-	-	-
비교강E	0.179	1.76	1.50	0.015	0.004	0.039	0.031	-	-
비교강F	0.160	1.52	1.50	0.016	0.004	0.037	0.031	-	-
비교강G	0.182	1.68	1.49	0.016	0.005	0.036	-	0.594	0.495
발명강H	0.160	1.54	1.47	0.015	0.004	0.037	-	0.617	0.500

	강종	압연 및 냉각시온도	인장특성	가공성
		FRT	CS	CF	YS	TS	EI	NTE	HER	굽힘
비교예1	비교강A	799	701	467	58.6	87.3	26.6	5.9	35.0	100
비교예2	비교강B	801	706	455	56.0	85.1	29.2	6.6	36.8	100
비교예3	비교강C	795	700	424	55.5	85.8	24.8	5.9	33.3	100
비교예4	비교강D	792	703	460	53.2	73.1	34.0	8.8	53.9	100
비교예5	비교강E	801	700	450	69.9	87.9	19.7	5.3	36.5	0
비교예6	비교강F	799	696	447	70.0	83.9	23.2	6.5	39.0	88
비교예7	비교강G	804	703	466	58.2	88.2	30.8	6.6	40.5	100
발명예8	발명강H	802	705	427	60.8	82.1	27.9	7.4	52.6	100

상기 표2는 열간압연 마무리온도와 수냉각시 개시 및 종료온도를 유사하게 유지한 경우에 각각의 강종에 대해서 인장특성과 플랜지가공성을 보인 것이다. 강종별 재질특성은 차이가 있는데, 인장강도는 70-90kg/mm²의 범위내에서 변하고 있으며, 연신율은 19-35%의 범위에서 변하고 있다. 플랜지 가공성은 NTE로는 7%이상, HER로는 50%이상, 그리고 굽힘특성은 180°2t굽힘의 경우 크랙이 발생되지 않는 경우(100%)를 기준으로 설정하였는데, 이 수치는 휠(wheel)용 열연강재에서 요구되는 성형성 수준이다.

상기 표2에서 비교예 1은 C와 Si이 많이 포함된 강종으로 인장강도는 높으나, 플랜지 가공성이 떨어졌다. 이 보다 C 양이 낮은 비교예 2의 경우에는 강도 및 연성은 높은 수준이나, 플랜지 가공성이 충분하지 않았다. 이보다 더욱 C 양을 낮춘 경우(0.15%C, 비교예 3)에도 충분한 플랜지 가공성이 얻어지지 못하였다. C과 Si을 각각 0.15%, 1.5%로 낮춘 경우(비교예 4)에는 연성이 가장 우수하며, 플랜지 가공성도 기준치를 상회하고 있으나, 강도가 충분하지 못한 결과를 보이고 있으며, 석출경화의 효과를 더한 Nb첨가형은 두강종(비교예 5, 6)모두 연신율도, 플랜지 가공성도 떨어지는 결과를 보이고 있다. Cu 석출강화 효과를 부가한 경우 C양이 높은 비교예 7의 경우는 충분한 가공성이 확보되지 않으나, C 양이 낮은 경우(발명예 8)는 매우 우수한 강도, 연신율 및 플랜지 가공성을 보이고 있다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 발명강 H, 비교강 B, 비교강 C, 비교강 D 및 비교강 G 강종을 이용하여, 각 강종 마다 열간압연조건을 여러가지로 변화시켜서 열연강판을 제조하였다. 제조된 강판의 인장특성 및 가공성을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표3에 나타내었다.

	압연 및 냉각시 온도	압연 및 냉각시 온도	압연 및 냉각시 온도	비고
	FRT	CS	CF		YS	TS	EI	NTE	HER	굽힘
비교강B	1	801	690	548	65.0	78.7	24.6	7.4	59.3	100	비교예
	2	804	695	518	65.7	78.9	24.7	7.8	57.2	100	비교예
	3	801	706	455	56.0	85.1	29.2	6.6	36.8	100	비교예
	4	797	707	411	55.9	96.1	20.9	4.5	27.2	0	비교예
비교강C	1	804	682	531	63.6	77.5	25.2	7.7	57.5	100	비교예
	2	805	692	519	51.4	80.5	22.7	7.1	46.1	100	비교예
	3	795	700	424	55.5	85.8	24.8	5.9	33.3	100	비교예
	4	806	702	384	88.2	93.1	18.7	4.0	26.7	0	비교예
비교강D	1	793	685	549	59.6	71.9	27.5	8.8	76.4	89	비교예
	2	803	692	498	59.4	72.9	26.9	8.1	71.2	100	비교예
	3	792	703	460	53.2	73.1	34.0	8.8	53.9	100	비교예
	4	783	696	384	52.0	85.7	22.8	5.3	40.6	67	비교예
비교강G	1	795	685	554	66.3	80.1	22.2	6.6	55.5	100	비교예
	2	800	696	503	53.9	95.5	23.1	5.0	32.7	55	비교예
	3	804	703	466	58.2	88.2	30.8	6.6	40.5	100	비교예
	4	800	703	347	59.9	96.2	26.0	4.6	3.2	11	비교예
발명강H	1	799	682	547	62.0	74.1	27.5	7.9	66.2	100	비교예
	2	798	697	527	55.7	83.1	24.3	7.1	53.6	89	비교예
	3	802	705	427	60.8	82.1	27.9	7.4	52.6	100	발명예
	4	802	697	340	62.0	96.1	19.3	4.5	43.3	100	비교예

상기 표3에서 알 수 있는 바와같이, 대부분의 강종에서 첨가되는 합금원소량이 많아지면 강도는 높아지나 연신율이나 플랜지 가공성이 열화되는 경향을 나타내고 있으며, 수냉각정지온도가 낮아지면 강도는 높아지나 연신율이 저하되며 또한 플랜지 가공성도 열화되는 경향을 관찰할 수 있었다. 이중에서도 발명강H강종을 이용한 경우 수냉각정지온도를 적정하게 유지함에 의해 인장특성 및 플랜지 가공성을 향상시킬수 있는 조건이 얻어지고 있다.

수냉각정지온도를 너무 높게 하면 미세조직은 페라이트+펄라이트가 됨에 의해 강중 잔류오스테나이트가 없어지므로 강도 및 연신율이 같이 저하되는 경우가 많이 관찰되는데, 이때 플랜지 가공성은 가장 우수한 값을 나타내고 있다. 적정한 수냉각정지온도에서 잔류오스테나이트가 형성되고 따라서 강도-연신율이 우수하며 플랜지 가공성도 좋아지는 결과를 보였다. 수냉각정지온도가 너무 낮게 되면 강도는 크게 상승되나 연신율과 가공성이 크게 저하되는 경향을 보이게 되므로, 성분계의 적정화와 더불어 절정한 수냉각정지온도의 설정이 매우 중요함을 알 수 있었다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 합금성분계 및 열간압연조건을 제어함으로서, 열간압연후의 인장강도가 80kg/mm²이상의 고강도를 가지면서 연신율이 25%이상의 고연성을 나타내며 동시에 플랜지 가공성이 우수한 열연강판을 얻을 수 있으며, 이는 가공용 소재로서 사용될 수 있는 강종이다.

Claims (2)

1. 중량%로, 0.16-0.20%C, 1.5-1.9%Si, 1.4-1.6%Mn, 0.02-0.10%Al를 함유하고, 여기에 Cu를 0.5%이상을 첨가하고, Ni을 0.5%이상 첨가하는 동시에 0.17≤%C+%Cu/15≤0.21의 범위를 만족하고 나머지는 Fe 및 불가피한 불순원소로 구성되는 강재를, 780℃이상의 온도범위에서 열간압연을 마무리하고, 680-720℃에서 수냉을 개시한 다음, 420-500℃의 온도범위에서 수냉각을 정지한 후, 서냉하는 것을 특징으로 하는 플렌지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강 제조방법
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 강재는 개재물 구상화를 위해 Ca가 50ppm이하 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 플렌지 가공성이 우수한 열연 변태유기소성강 제조방법