KR20090070148A - 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차, 가전제품 등의 소재로 사용되는 냉연강판에 관한 것으로서, Mn과 Cu를 유화물계 석출물로 이용하여 항복강도가 증진되면서 가공성도 개선된 표면결함이 없는 냉연강판과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 중량%로, C: 0.005%이하, Mn: 0.3~0.8%, Cu:0.01-0.2%, S:0.005-0.02%, Al:0.1%이하, N:0.004%이하, P:0.2%이하, B:0.0001-0.002%, Nb:0.002~0.04%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 Mn, Cu, S가 0.27*(Mn+Cu)/S ; 5~25, 상기 Nb, C가 (Nb/93)/(C/12):0.5~3.0를 만족하고, 그리고 (Mn,Cu)S석출물이 형성되어 있고, 이 석출물의 평균크기가 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법을 그 요지로 한다.
본 발명에 의하면, 항복강도가 증진되면서 가공성도 개선된 표면결함이 없는 냉연강판이 제공된다.
냉연강판, 비시효, 고강도, 2차가공취성, 면내이방성 지수, 석출물

Description

가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법{COLD ROLLED STEEL SHEET HAVING GOOD FORMABILITY AND SURFACE QUALITY AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 자동차, 가전제품 등의 소재로 사용되는 냉연강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 IF강(Interstitial Free Steel)에서 (Mn,Cu)S석출물에 의해 항복강도와 가공성이 개선되는 냉연강판과 그 제조방법에 관한 것이다.
자동차, 가전제품에 사용되는 냉연강판에는 강도와 성형성의 확보와 더불어 비시효특성이 요구된다. 시효는 고용원소(C, N)가 전위에 고착함에 따라 경화가 일어나면서 스트레쳐 스트레인(Stretcher Strain)이라는 결함을 유발하는 일종의 변형시효 현상이다.
냉연강판의 비시효성은 알루미늄 킬드강의 상소둔에 의해 확보 가능하나, 상소둔은 소둔시간이 길어 생산성이 낮고 부위별로 재질편차가 심하다는 단점이 있다.
따라서, Ti, Nb과 같은 강력한 탄, 질화물 형성 원소를 첨가하고 연속소둔을 행하는 IF강을 주로 이용하고 있다. IF강은 고용탄소나 고용질소를 완전히 또는 일부를 제거하여 비시효성을 확보하고 있다.
IF강의 고강도화 방안으로는 P에 의한 고용강화 기술이 있다. 일본 공개특허공보 소57-0413349호는 Ti첨가 IF강에서 P를 0.04~0.12%첨가하여 강도를 확보하고 있다. 그러나, 극저탄소 성분계의 IF강에서 P는 입계편석에 의한 2차가공취성의 문제를 발생시킨다.
한국 공개특허공보 2003-0052248호에서는 P첨가 대신 0.5-2.0%의 Mn과 Al, B 등을 함께 첨가하여 가공성과 2차가공취성을 개선하고 있다.
그러나, 극저탄소강에서 사용하는 Mn은 고품위여서 Mn을 2.0%수준까지 다량 첨가하게 되면 제조원가가 상승하고 특히, 도금특성에도 좋지 않다.
일본 공개특허공보 평6-057336호에서는 IF강에서 Cu를 0.5-2.5% 첨가하여 ε-Cu의 석출상을 형성하여 강도를 확보하고 있다. ε-Cu의 석출상에 의해 고강도는 확보되나, 가공특성은 좋지 않다.
이와는 달리 Cu를 탄화물의 석출핵으로 이용하여 탄화물에 의해 가공성 또는 표면결함을 개선하는 기술이 일본 공개특허공보 평9-227951호와 평10-265900호에 제시되어 있다.
일본 공개특허공보 평9-227951호는 Cu를 0.01-0.05% 첨가하는 IF강의 슬라브를 조압연 후 1100-950℃에서 70초 이상 유지하여 CuS를 석출시키고 열간압연하여 Cu-Ti-C-S의 석출물을 갖는 열연판을 얻고 이를 냉간압연하여 가공성을 확보하고 있다. Cu-Ti-C-S의 석출물을 갖는 열연판을 냉간압연하면 재결정시 이러한 석출물의 주위에 판면에 평행한 {111}을 형성하는 결정립의 핵이 통상의 석출물 보다 도 증가하여 그 결과 가공성이 개선된다는 것이다.
일본 공개특허공보 평10-265900호는 Cu를 0.005-0.1% 첨가하는 IF강에서 CuS를 석출시키고 이 CuS석출물을 탄화물의 석출핵으로 유효하게 기능시키는 것에 의해 강판중에 고용C를 감소시켜 표면결함을 개선시키는 기술이다.
상기한 일본 공개특허공보 평9-227951호와 평10-265900호에서는 조대한 CuS석출물을 중간과정에서 이용하고 최종적으로 냉연강판에는 탄화물을 확보하는 기술이므로, Ti, Zr과 같은 유화물 형성원소를 원자량비로 S량 이상으로 첨가하고 있다. 즉, S가 Ti와 대부분 반응하도록 Ti의 첨가량이 원자량비로 S량 보다 많기 때문에 CuS단독의 석출물을 활용하고 있지 않은 것이다.
한국공개특허공보 2006-0115319에서는 MnS석출물을 미세화하기 위해 Mn의 첨가량이 적어 고온에서 FeS가 정출되어 표면결함이 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 Mn과 Cu를 유화물계 석출물로 이용하여 항복강도가 증진되면서 가공성도 개선된 표면결함이 없는 냉연강판과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은, 중량%로, C: 0.005%이하, Mn: 0.3~0.8%, Cu:0.01-0.2%, S:0.005-0.02%, Al:0.1%이하, N:0.004%이하, P:0.2%이하, B:0.0001-0.002%, Nb:0.002~0.04%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 Mn, Cu, S가 0.27*(Mn+Cu)/S ; 5~25, 상기 Nb, C가 (Nb/93)/(C/12):0.5~3.0를 만족하고, 그리고 (Mn,Cu)S석출물이 형성되어 있고, 이 석출물의 평균크기가 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판에 관한 것이다.
본 발명에서는 상기 Nb, C의 조건에 따라 비시효특성과 소부경화특성을 갖게 된다. 비시효 특성을 확보하기 위해서는 C를 NbC로 석출시켜야 하는데, 그 조건은 상기 Nb, C가 (Nb/93)/(C/12):0.5~3.0, 보다 바람직하게는 (Nb/93)/(C/12):1-1.80를 만족하는 것이다.
본 발명에서 상기 C의 함량은 0.0005-0.003%가 바람직하고, 상기 Cu는 0.03-2.0%가 바람직하다.
본 발명의 냉연강판은 성분설계에 따라 280MPa급의 연질냉연강판과 340MPa이상의 고강도 냉연강판의 특성을 갖는다.
본 발명의 냉연강판에서 가공성을 보다 개선하고자 한다면 Mo을 0.01~0.2%추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 본 발명의 성분계를 만족하는 강 슬라브를 1100℃이상의 온도로 재가열한 후 마무리 압연온도를 Ar3변태점 이상으로 하여 열간압연하고 300℃/min이상의 속도로 700℃이하의 온도로 냉각하고 700℃이하의 온도에서 권취한 다음, 냉간 압연 하고, 연속소둔하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의히면, IF강에서 Mn을 고용강화원소로서 다량 첨가하는 기술 또는 Cu를 ε-Cu의 석출상으로 이용하는 기술과는 달리, 나노싸이즈의 (Mn,Cu)S석출물을 냉연강판에 분포시키는 것에 의해 결정립을 미세화시키고 이에 따라 가공성이 개선되고 석출강화에 의해 항복강도가 증진된 표면결함이 없는 냉연강판이 제공된다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 (Mn,Cu)S석출물은 Mn단독 유화물, Cu단독 유화물, Mn과 Cu의 복합 유화물을 포함하는 표현이다.
본 발명은 냉연강판에 미세한 (Mn,Cu)S석출물이 확보되면 결정립이 미세하게 되어 항복강도가 증진되고 가공성이 개선된다는 연구결과에 기초하여 완성된 것이다.
냉연강판에 미세한 (Mn,Cu)S석출물을 확보하기 위해서는 Mn과 Cu의 유화물로 석출되는 S를 확보하여야 한다.
S은 Ti, Zr과 우선적으로 석출하고 남은 양의 S가 (Mn,Cu)S로 석출한다.
본 발명의 IF강은 Ti, Zr과 같은 유화물 형성원소가 첨가되지 않는 Nb단독계 IF강이므로, Cu와 S의 첨가조건에 따라 S가 (Mn,Cu)S로 석출된다.
본 발명에 따라 미세한 (Mn,Cu)S석출물에 의해 결정립이 미세화 되면 고용탄소는 결정립내 보다 결정립계에 더 많이 존재하게 되어 상온 비시효특성이 확보된다.
결정립내에 잔존하는 고용탄소는 이동이 비교적 자유롭기 때문에 가동전위와 결합하여 상온시효특성에 영향을 미치지 않는다.
또한, 본 발명에 따라 미세하게 분포하는 CuS석출물들은 석출강화에 의한 항복강도의 상승과 강도-연성 밸런스 특성의 개선 그리고, 면내이방성과 소성이방성에도 긍정적인 영향을 미친다. 이를 위해서는 (Mn,Cu)S석출물이 미세하게 분포하여야 하며, 이 석출물의 미세분포에는 Mn, Cu와 S의 함량과 이들의 성분비 조건 그리고, 열간압연이 끝난 후 냉각속도가 영향을 미친다.
본 발명의 냉연강판은 항복강도가 높아 강판의 두께를 줄일 수 있어 경량화 효과가 있다. 또한, 면내이방성이 낮아 가공시 주름 발생이 적으며 가공 후에는 귀(ear) 발생이 적은 장점이 있다. 이러한 본 발명의 냉연강판과 그 제조방법을 이하에서 구체적으로 설명한다.
먼저, 기본성분이 되는 C, Mn, Cu, S, Al, P, N, B, Nb에 대해 설명한다.
탄소(C)의 함량은 0.005%이하가 바람직하다.
탄소(C)의 함량이 0.005%초과할 경우 시효성 및 소성이방성을 크게 악화시키는 고용 탄소를 제거하기 위해 고가의 Nb를 많이 첨가해야 한다. 이 경우 제조원가가 상승하며, 재결정온도가 높아진다. 따라서, 소둔온도를 높여야 하며 그렇지 않을 경우 소둔판의 결정립이 미세하게 되어 연성이 크게 낮아지며, 도금시 도금특성도 낮아진다. 보다 바람직한 탄소 (C)의 함량은 0.003%이하이다.
바람직하게는 탄소(C)함량의 하한을 0.0005%로 하는 것이다. 탄소(C)의 함량 이 0.0005%미만의 경우에는 열연판의 결정립이 조대하여 강도가 낮아지고 면내이방성이 높아질 수 있다.
망간(Mn)의 함량은 0.3~0.8%가 바람직하다.
망간은 강중 고용상태의 황을 MnS로 석출시켜 고용 황에 의한 적열취성(Hot shortness)을 방지하거나 고용강화원소로 알려져 있다. 이러한 기술적 관점에서는 망간의 함량을 높게 첨가하는 것이 일반적이다. 그러나, 본 발명에서는 망간의 함량을 낮추면서 황의 함량을 적절히 제어하는 경우에 MnS가 매우 미세하게 석출되어 결정립미세화에 의해 소성이방성, 면내이방성의 특성을 개선하고 석출강화에 의해 항복강도의 특성을 개선한다는 연구결과에 기초하여 망간의 함량을 0.8%이하로 제한한다. 이러한 특성을 확보하고 FeS정출에 의한 적열취성을 방지기 위해서는 망간의 함량이 0.3%이상이 되어야 하는데, 그 함량이 0.3%미만의 경우에는 고용 상태로 잔존하는 황의 함량이 많기 때문에 적열취성이 발생할 수 있으며, 망간의 함량이 0.8%를 초과하는 경우에는 망간의 함량이 높아 조대한 MnS석출물이 생성되어 강도확보가 곤란해 진다.
구리(Cu)의 함량은 0.01~0.2%가 바람직하다.
Cu는 미세한 CuS석출물을 형성하여 결정립을 미세하게 하여 면내이방성과 소성이방성특성를 좋게 하고 석출강화에 의해 항복강도를 증진시킨다. 이를 위해서는 Cu의 함량이 0.01%이상 되어야 CuS석출물이 미세하게 석출할 수 있고, 0.2%를 초과 하면 CuS석출물이 조대하게 석출한다. 바람직한 Cu의 함량은 0.03-0.2%로 하는 것이다.
황(S)의 함량은 0.005-0.02%가 바람직하다.
황(S)은 Mn, Cu와 반응하여 미세한 (Mn,Cu)S의 석출물을 형성한다. 이러한 S의 함량이 0.005%미만의 경우에는 상기한 석출물의 석출량이 적을 뿐만 아니라 석출되는 석출물의 숫자가 매우 적다. 황의 함량이 0.02%를 초과하는 경우에는 고용된 황의 함량이 많아 연성 및 성형성이 크게 낮아지며, 적열취성의 우려가 있다.
알루미늄(Al)의 함량은 0.1%이하가 바람직하다.
알루미늄은 탈산제로 첨가하는 원소이지만 강중 질소를 석출시켜 고용질소에 의한 시효를 완전히 방지하기 위해 첨가한다. 알루미늄의 함량이 0.1%초과의 경우에는 고용 상태로 존재하는 알루미늄의 양이 많아 연성을 저하한다. 바람직한 Al의 함량은 0.01-0.1%이다.
질소(N)의 함량은 0.004%이하가 바람직하다.
질소는 제강중 불가피하게 함유되는 원소로 0.004%이하로 관리하는 것이 바람직하다.
인(P)의 함량은 0.2%이하가 바람직하다.
인은 고용강화효과가 높으면서 r값의 저하가 적은 원소로서 본 발명에 따라 석출물을 제어하는 강에서 고강도를 보증한다. 280Mpa급의 강도가 요구되는 강종에서 P의 함량은 0.015%이하로 하는 것이 좋다. 340Mpa급 이상의 고강도 강에서는 0.016~0.2%로 하는 것이 좋다. 이러한 P의 함량이 0.2% 초과의 경우에는 연성이 저하하므로, 그 상한은 0.2%로 제한하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 Si, Cr이 첨가되는 경우에는 P의 함량을 0.2%이하의 범위로 하면서 다양한 강도 설계가 가능하다.
보론(B)의 함량은 0.0001~0.002%가 바람직하다.
보론은 2차가공취성을 방지하기 위해 첨가하는데 이를 위해 보론의 함량이 0.0001%이상인 것이 바람직하다. 보론의 함량이 0.002%를 초과하면 오무림 가공성(deep drawing)이 크게 저하될 수 있다.
니오븀(Nb)의 함량은 0.002~0.1%가 바람직하다.
Nb은 비시효성 확보 및 성형성 향상을 목적으로 첨가한다. Nb은 강력한 탄화물 생성 원소로 강중에 첨가되어 NbC석출물을 석출시켜 고용 상태의 탄소를 석출시킴으로써 비시효성을 확보한다. 또한, NbC석출물은 소둔중 집합조직을 발달시켜 오무림 가공성을 크게 향상하는 효과가 있다.
Nb의 첨가량이 0.002%미만의 경우 NbC석출물의 석출량이 너무 적어 집합조직의 발달이 적어 오무림 가공성을 개선하는 효과가 거의 없다. Nb의 첨가량이 0.1% 를 초과할 경우 NbC석출물의 양이 너무 많아 오무림 가공성 및 연신율이 낮아져 성형성이 크게 저하할 수 있다.
본 발명에서 (Mn,Cu)S석출물은 Mn, Cu와 S의 성분비에 영향을 받는다. 즉, 0.27*(Mn+Cu)/S (Mn,Cu,S는 중량%)의 값이 5~25, 바람직하게는 5-20으로 하는 것이다.
0.27*(Mn+Cu)/S 가 5이상이 되어야 유효한 석출물이 얻어지며, 25초과의 경우에는 석출물이 조대하여 시효지수가 커지며, 소성이방성지수, 면내이방성 지수의 특성이 좋지 않다.
본 발명에서 0.27*(Mn+Cu)/S의 비가 5~25의 범위에서 석출물의 평균크기는 0.2㎛이하로 작아진다. 본 발명에서 석출물의 분포수가 많아지면 내시효특성, 면내이방성, 내2차가공취성 등이 보다 좋아진다.
본 발명에서는 Nb 및 C는 비시효와 소부특성의 측면에서 성분설계가 될 수 있다. 비시효특성을 확보하고자 한다면 0.13*Nb/C(여기서, Nb, C는 중량%)가 0.5~3.0를 만족하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1-1.8를 만족하는 것이다.
Nb는 C와 결합하여 NbC석출물을 석출시켜 강중 고용상태의 C를 제거하므로써 비시효성을 확보하고 소둔중 집합조직을 발달시켜 오무림 가공성을 향상시키는데 0.13*Nb/C값이 0.5미만이 되면 비시효성을 확보하기가 어렵고 오무림 가공성도 낮아진다. 0.13*Nb/C값이 3.0를 초과하면 강중 고용 상태로 남아 있는 Nb의 양이 많 아 연성을 크게 저하한다.
본 발명의 성분계에서 석출물은 미세하게 분포할수록 유리한데, 바람직하게는 (Mn,Cu)S석출물의 평균크기가 0.2㎛이하이다. 본 발명의 연구결과에 따르면 석출물의 평균크기가 0.2㎛ 초과의 경우에는 특히 강도가 낮아지고, 가공성이 좋지 않다.
일반적으로 소성이방성지수가 높아지면 면내이방성지수는 올라가서 가공성 측면에서 소성이방성지수를 높이는데 한계가 있다는 점을 감안할 때, 석출물의 분포수에 따라 소성이방성지수와 면내이방성지수의 특이한 변화는 주목할만 하다.
본 발명의 냉연강판에서 몰리브덴(Mo)이 추가로 첨가될 수 있다.
몰리브덴(Mo)의 함량은 0.01~0.2%가 바람직하다.
Mo은 소성이방성지수를 높이는 원소로서 첨가되는데, 그 함량이 0.01%이상 되어야 소성이방성지수가 커지며, 0.2%를 초과하면 소성이방성지수는 더 이상 커지지 않고 열간취성을 일으킬 우려가 있다.
본 발명의 냉연강판에서 안티몬(Sb)이 추가로 첨가될 수 있다.
안티몬(Sb)의 함량은 0.01~0.1%가 바람직하다.
Sb은 소둔중 강판의 국부적인 산화를 방지하여 Mn 또는 Si의 산화물 생성에 의한 미도금을 방지하여 표면결함 발생을 방지하기 위해 첨가하는 원소로 그 함량 이 0.01%이상 되어야 Mn 또는 Si산화 방지 효과가 있으며, 0.1%를 초과해도 효과가 커지지 않으므로 그 상한은 0.1%로 한다.
[냉연강판의 제조방법]
본 발명은 상기한 강 조성을 만족하는 강 슬라브를 열간압연과 냉간압연을 통해 냉간압연판에 미세한 (Mn,Cu)S석출물을 형성시키고, 그 평균크기가 0.2㎛ 이하를 만족하도록 하는데 특징이 있다. 냉간압연판에서 (Mn,Cu)S석출물의 평균 크기는 첨가량의 조건과 재가열온도, 권취온도 등의 제조공정에 영향을 받으나 특히 열간압연후의 냉각속도에 직접적인 영향을 받는다.
[열간압연조건]
본 발명에서는 상기한 강 조성을 만족하는 강 슬라브를 재가열하여 열간압연한다. 재가열온도는 1100℃이상이 바람직하다. 재가열온도가 1100℃미만의 경우에는 재가열온도가 낮아 연속주조중에 생성된 조대한 석출물들이 완전히 용해되지 않은 상태로 남아 있어 열간압연후에도 조대한 석출물이 많이 남아있기 때문이다.
열간압연은 마무리압연온도를 Ar3변태온도 이상의 조건에서 행하는 것이 바람직하다. 마무리압연온도가 Ar3변태온도 미만의 경우에는 압연립의 생성으로 가공성이 저하할 뿐만 아니라 강도도 낮아지기 때문이다.
열간압연후 권취전 냉각속도는 300℃/min 이상으로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 미세한 석출물을 얻기 위하여 그 성분비를 제어하더라도 냉각속도가 300℃/min 미만이면 석출물의 평균크기가 0.2㎛를 초과할 수 있다. 즉, 냉각속도가 빨라질수록 많은 수의 핵이 생성하여 석출물이 미세해지기 때문이다. 냉각속도가 빨라질수록 석출물의 크기가 미세해지므로 냉각속도의 상한을 제한할 필요는 없으나, 냉각속도가 1000℃/min 보다 빨라지더라도 석출물 미세화 효과가 더 이상 커지지 않으므로 냉각속도는 300~1000℃/min이 보다 바람직하다.
[권취조건]
상기와 같이 열간압연한 다음에는 권취를 행하는데, 권취온도는 700℃이하가 바람직하다. 권취온도가 700℃초과의 경우에는 석출물이 너무 조대하게 성장하여 강도확보가 곤란하다.
[냉간압연조건]
냉간압연은 50~90%의 압하율로 행하는 것이 바람직하다. 냉간압하율이 50%미만의 경우에는 소둔재결정 핵생성양이 적기 때문에 소둔시 결정립이 너무 크게 성장하여 소둔 재결정립의 조대화로 강도 및 성형성이 저하한다. 냉간압하율이 90%초과의 경우에는 성형성은 향상되지만 핵생성 양이 너무 많아 소둔 재결정립은 오히려 너무 미세하여 연성이 저하한다.
[연속소둔]
연속소둔 온도는 제품의 재질을 결정하는 중요한 역할을 한다. 본 발명에서는 700~900℃의 온도범위에서 행하는 것이 바람직하다. 연속소둔 온도가 700℃미만의 경우에는 재결정이 완료되지 않아 목표로 하는 연성 값을 확보할 수 없으며, 소둔온도가 900℃초과의 경우에는 재결정립의 조대화로 강도가 저하된다. 연속소둔시간은 재결정이 완료되도록 유지하는데, 약 10초이상이면 재결정이 완료된다. 바람직하게는 연속소둔시간을 10초~30분의 범위내로 하는 것이다,
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
하기 표 1의 강슬라브를 재가열하여 마무리열간압연하고 400℃/min 의 속도로 냉각하여 650℃에서 권취한 다음, 75%의 압하율로 냉간압연과 연속소둔처리하였다. 이때의 마무리압연온도는 Ar3변태점이상인 910℃이며, 연속소둔은 10℃/초의 속도로 830℃로 40초 동안 가열하여 행하였다.
얻어진 소둔판은 기계적 특성을 조사하기 위해 ASTM규격(ASTM E-8 standard)에 의한 표준시편으로 가공하였다. 시편은 인장시험기(INSTRON사, Model 6025)를 이용하여 항복강도, 인장강도, 연신율, 소성이방성 지수(rm값) 및 2차가공취성지수인 DBTT(Ductile Brittle Transition Temperature)를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내엇다.
상기 DBTT는 오무림 가공율(Drawing ratio) 2.0으로 가공한후 가공품에 충격을 가하여 취성파괴가 일어나는 온도로 측정하였다.
상기 소성이방성지수는 rm=(r0+2r45+r90)/4이며, 표면결함발생여부는 열간압연후 에지(Edge)부분 주변에 표면결함 발생여부를 육안으로 관찰하였다.
석출물의 크기는 전자현미경으로, 결정립의 크기는 광학현미경 및 이메지 분석기(Image Analyser)로 각각 분석한 평균값이다.
시료번호 화학성분(중량%) 0.27*(Mn+Cu)/S 0.13*Nb /C 비고
C Mn P S Cu Al N Nb 기타 B
발명범위 ≤0.02 0.3- 0.8 0.005- 0.2 0.003-0.02 0.005-0.2 0.01- 0.08 ≤0.004 0.005~0.1 　 0.0001~0.005 　5~25 0.5~3.0
1 0.0008 0.35 0.007 0.009 0.05 0.027 0.0018 0.018 - 0.0005 　9.00 2.93 발명강
2 0.0018 0.35 0.062 0.012 0.11 0.038 0.0016 0.032 - 0.0005 　10.35 2.31
3 0.0026 0.47 0.085 0.007 0.08 0.053 0.0028 0.038 Sb:0.02　 0.001 　21.21 1.90
4 0.0068 0.58 0.093 0.016 0.12 0.027 0.002 0.078 - 0.0013 　11.81 1.49
5 0.0062 0.49 0.072 0.009 0.09 0.031 0.0019 0.069 Mo:0.052 0.0012 　17.40 1.45
6 0.0016 0.08 0.069 0.008 0.07 0.039 0.0016 0.022 - 0.0008 　5.06 1.79 비교강
7 0.026 0.18 0.058 0.012 0.12 0.03 0.0022 0 - 0.0009 　8.78 0.00
8 0.0022 0.58 0.07 0.01 0 0.04 0.0016 0 Ti:0.054 0.0005 　15.66 0.00 종래강
시료 번호 항복강도 (MPa) 인장강도 (MPa) 연신율 (%) 소성이방성지수 (rm) 2차가공취성(DBTT-℃) 표면결함 발생여부 석출물의 평균크기(μm) 결정립도(ASTM No.) 비고
1 138 295 52 2.24 -40 발생않음 0.06 8.3 발명강
2 201 355 44 2.11 -50 " 0.07 9.5 발명강
3 245 405 40 1.98 -40 " 0.09 10.3 발명강
4 294 459 34 1.94 -40 " 0.09 12.2 발명강
5 291 463 32 1.92 -40 " 0.11 11.8 발명강
6 205 352 42 2.13 -40 발생 0.06 9.5 비교강
7 259 406 32 1.42 -50 발생 0.08 12.8 비교강
8 202 345 40 1.93 -20 발생않음 0.38 8.2 종래강
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 발명강인 시료번호 1~5는 각 강도별로 연신율 및 소성이방성지수가 높을 뿐만아니라 표면결함발생도 없어 우수한 특성을 나타내는 반면 비교강인 시료번호 6 및 7은 Mn함량이 너무 낮아 표면결함이 발생하였으며, 특히 시료번호 7은 탄소함량이 높아 소성이방성지수도 낮아 가공 크랙발생 확률이 높다.
한편, 종래강인 시료번호 8은 Cu가 첨가되지 않아 결정립 크기가 커서 소성이방성지수가 낮고 고용강화만으로 강도를 확보하므로 고가인 Mn첨가량이 높아 제조원가도 높은 단점이 있다.

Claims (4)

  1. 중량%로, C: 0.005%이하, Mn: 0.3~0.8%, Cu:0.01-0.2%, S:0.005-0.02%, Al:0.1%이하, N:0.004%이하, P:0.2%이하, B:0.0001-0.002%, Nb:0.002~0.04%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 Mn, Cu, S가 0.27*(Mn+Cu)/S ; 5~25, 상기 Nb, C가 (Nb/93)/(C/12):0.5~3.0를 만족하고, 그리고 (Mn,Cu)S석출물이 형성되어 있고, 이 석출물의 평균크기가 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉연강판에는 Mo이 추가로 0.01~0.2% 포함되는 것을 특징으로 하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 냉연강판에는 Sb이 추가로 0.01~0.1% 포함되는 것을 특징으로 하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판
  4. 중량%로, C: 0.005%이하, Mn: 0.3~0.8%, Cu:0.01-0.2%, S:0.005-0.02%, Al:0.1%이하, N:0.004%이하, P:0.2%이하, B:0.0001-0.002%, Nb:0.002~0.04%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, 상기 Mn, Cu, S가 0.27*(Mn+Cu)/S ; 5~25, 상기 Nb, C가 (Nb/93)/(C/12):0.5~3.0를 만족하는 강 슬라브를 1100℃이상의 온도로 재가열한 후 마무리 압연온도를 Ar3변태점 이상으로 하여 열간압연하고 300℃/min이상의 속도로 700℃이하의 온도로 냉각하고 700℃이하의 온도에서 권취한 다음, 냉간 압연 하고, 연속소둔하는 것을 특징으로 하는 가공성 및 표면품질이 우수한 냉연강판의 제조방법
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