KR20100047000A

KR20100047000A - 도금특성이 우수한 고강도 강판 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20100047000A
Application number: KR1020080106071A
Authority: KR
Inventors: 박형상; 박진성
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-07

Abstract

본 발명은 도금특성이 우수한 고강도 강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 탄소(C) 0.07~0.12wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.3wt%, 망간(Mn) 2.0~3.0wt%, 황(S) 0.005wt% 이하, 인(P) 0.01wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.05~1.0wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 구리(Cu) 0.1~0.3wt%, 니켈(Ni) 0.05~0.2wt%, 니오븀(Nb) 0.01~0.05wt%, 보론(B) 0.0002~0.0020wt%, 안티몬(Sb) 0.02~0.1wt%, 질소(N) 0.006wt% 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 합금원소로 조성된다. 본 발명에 의하면 종래의 복합조직강판보다 저렴한 비용으로 가공성 및 표면품질이 우수한 고강도 강판을 제조할 수 있으므로 원가절감 및 제품품질 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.

고강도 강판, 도금특성, 인장강도

Description

도금특성이 우수한 고강도 강판 및 그의 제조방법{High-strength steel sheet having excellent galvanizing property, and method for producing the same}

본 발명은 고강도 강판 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 780MPa이상의 인장강도와 높은 연신율 및 도금특성이 확보되는 자동차의 내/외판재 및 구조용으로 사용되는 고강도 강판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 산업은 자원의 고갈, 지구 온난화의 급속한 진행, 고유가 등 시대적 요구에 부응하기 위해 고강도, 경량화에 집중하고 있으며, 최근 자동차 업계의 연구관심은 자동차의 디자인이 복잡해지고 소비자의 욕구가 다양화됨에 따라 고강도이면서 가공성과 성형성이 우수한 강을 요구하고 있다.

그리고, 환경적인 요인에 의해 내식성을 향상시킨 고강도 표면처리 강판이 필요해짐에 따라 가공성과 도금특성의 향상이 가장 중요한 기술로 주목받고 있다.

자동차 강판에 관련된 연구방향은 크게 신합금 개발과 친환경적인 신공정 개발로 구분된다. 구체적으로는 자동차의 차체 경량화를 위한 고강도 냉연강판, 내식성 향상을 위한 표면처리 강판, 연료 효율 향상과 배기가스 절감을 위한 스테인레 스 강판, 그리고 차체 경량화와 고강도화를 위한 설계 및 가공기술 등을 중심의 개발로 구분된다.

복합조직을 이용한 고강도 강판은 마르텐사이트+페라이트의 2상 조직강(Dp,Dual Phase), 페라이트+베이나이트+잔류오스테나이트의 TRIP(Transformation Induced Plasticity)강, 그리고 더 복잡한 다상 조직강(CP,Complex phase) 등이 있다.

이 중 2상 조직강은 오스테나이트와 페라이트 2상 영역에서 급냉하여 마르텐사이트를 약 10~30%(부피분율)정도 생성시킨 강이다. 2상 조직강은 석출강화강에 비하여 연성 및 장출(stretching)가공성이 우수하고 충돌에너지의 흡수력이 우수하므로 멤버, 범퍼 등에 주로 적용된다.

그리고 TRIP강은 압연과정에서 오스테나이트를 형성한 후 냉각과정에서 냉각 속도와 냉각 종료 온도 등을 제어하여 상온에서 오스테나이트를 일부 잔류시키고, 상기 잔류오스테나이트가 소성변형 중에 마르텐사이트로 변태하도록 하여 응력집중을 완화시킴으로서 연성을 증가시킨 강이다. 상기 변형유기소성(TRIP)강은 강도와 연성이 동시에 우수한 특성을 갖는 고강도 강으로 이용된다.

하지만 2상 조직강 및 TRIP강은 강판의 강도와 성형성 개선을 위하여 망간(Mn), 실리콘(Si), 니오븀(Nb), 알루미늄(Al) 등의 합금원소를 첨가하여 제조하므로 이들 원소들이 냉연과정 중에 강판 표면으로 농화되어 도금특성을 저하시키게 된다. 따라서 미도금(bare spot)층이 발생하거나 미소덴트 등의 결함이 발생되는 문제점이 있다.

이를 개선하기 위하여, 일본 공개특허공보 제2002-146477호, 제2001-64750, 제2002-294397호, 제2002-155317호 및 국내 출원번호 제 2005-288550호에는 크롬(Cr), 안티몬(Sb), 주석(Sn) 등의 특정원소를 첨가하여 도금특성을 향상시키고 있고, 일본 공개특허공보 제2001-288550호에는 냉연 전 열연코일에 대하여 예비산화 함으로써 냉연 소둔시 강판 표면에 형성되는 농화물을 억제하도록 하고 있다.

하지만 전자의 경우는 특정원소의 첨가 효과 및 야금학적 거동에 대한 고찰이 명확하지 않아 제조방법이 미흡하고 가공성이 저하되는 문제점이 있으며, 후자의 경우는 열연-냉연-연속소둔 설비에서는 구현할 수 없는 제조방법이므로 상업적 생산이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 용강의 합금조성 및 열간압연, 냉간압연 등의 조건을 제어하여 780MPa이상의 인장강도와 우수한 연신율 및 우수한 도금특성이 확보되도록 한 도금특성이 우수한 고강도 강판 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 탄소(C) 0.07~0.12wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.3wt%, 망간(Mn) 2.0~3.0wt%, 황(S) 0.005wt% 이하, 인(P) 0.01wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.05~1.0wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 구리(Cu) 0.1~0.3wt%, 니켈(Ni) 0.05~0.2wt%, 니오븀(Nb) 0.01~0.05wt%, 보론(B) 0.0002~0.0020wt%, 안티몬(Sb) 0.02~0.1wt%, 질소(N) 0.006wt% 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 합금원소로 조성된다.

탄소(C) 0.07~0.12wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.3wt%, 망간(Mn) 2.0~3.0wt%, 황(S) 0.005wt% 이하, 인(P) 0.01wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.05~1.0wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 구리(Cu) 0.1~0.3wt%, 니켈(Ni) 0.05~0.2wt%, 니오븀(Nb) 0.01~0.05wt%, 보론(B) 0.0002~0.0020wt%, 안티몬(Sb) 0.02~0.1wt%, 질소(N) 0.006wt% 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 조성되는 강슬라브를 Ac3점 이상의 온도에서 1~2시간 동안 균질화 처리하고, 870~930℃에서 열간압연을 마무리하여 500~650℃에서 권취하고, 냉간압하율 50%로 냉간압연한다.

상기 냉간압연후에 Ar1 온도 이상 Ar3 온도 이하 영역에서 5~120초 동안 소둔처리하고 5~50℃/s의 냉각속도로 400~480℃의 온도범위까지 냉각하여 도금처리한다.

상기 도금처리후에는 480~520℃의 온도영역으로 재가열하는 합금화열처리를 실시하고 5~50℃/s의 냉각속도로 250~350℃의 온도범위까지 냉각한다.

본 발명은 강의 주요성분인 탄소의 함량을 줄이고, 망간, 실리콘, 알루미늄의 함량을 증가시켜 인장강도와 우수한 연신율을 확보한다.

그리고, 망간, 실리콘, 알루미늄의 다량 첨가에 의한 도금특성 저하는 구리, 니켈, 안티몬을 첨가하여 방지한다.

또한, 고가의 몰리브덴 대신 상대적으로 저가인 크롬을 첨가하여 베이나이트나 펄라이트변태가 발생되는 것을 방지한다.

따라서 780MPa 이상의 인장강도와 우수한 연신율이 확보되고, 동시에 도금특성이 향상된 고강도 강판을 제조할 수 있다. 이에 따라 종래의 복합조직강판보다 저렴한 비용으로 가공성 및 표면품질이 우수한 고강도 강판을 제조할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 도금특성이 우수한 고강도 강판 및 그의 제조방법의 바 람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 탄소(C) 0.07~0.12wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.3wt%, 망간(Mn) 2.0~3.0wt%, 황(S) 0.005wt% 이하, 인(P) 0.01wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.05~1.0wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 구리(Cu) 0.1~0.3wt%, 니켈(Ni) 0.05~0.2wt%, 니오븀(Nb) 0.01~0.05wt%, 보론(B) 0.0002~0.0020wt%, 안티몬(Sb) 0.02~0.1wt%, 질소(N) 0.006wt% 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 합금원소로 조성된다.

이러한 강슬라브를 Ac3점 이상의 온도에서 1~2시간 동안 균질화 처리하고, 870~930℃에서 열간압연을 마무리하여 500~650℃에서 권취하고, 냉간압하율 50%로 냉간압연을 실시한다.

이어서, 냉간압연된 강판을 Ar1 온도 이상 Ar3 온도 이하 영역에서 5~120초 동안 소둔처리하고 5~50℃/s의 냉각속도로 400~480℃의 온도범위까지 냉각하여 도금처리하며, 도금처리후에는 합금화열처리를 실시한다.

본 발명은 강의 주요성분인 탄소(C)의 함량을 줄이고 대신 망간(Mn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al)의 함량을 증가시켜 인장강도와 연신율을 확보한다.

그리고 망간(Mn), 실리콘(Si)의 함량 증가에 따른 도금성 저하는 구리(Cu), 니켈(Ni), 안티몬(Sb)의 첨가를 통해 방지한다. 구리(Cu), 니켈(Ni), 안티몬(Sb)은 망간(Mn)과 실리콘(Si)이 강판 표면으로 확산되는 것을 억제하여 도금특성을 확보한다.

또한, 소입성 향상을 위해 첨가되는 고가의 몰리브덴(Mo) 대신 상대적으로 저가인 크롬(Cr)을 첨가하여 베이나이트나 펄라이트 변태가 일어나지 않도록 하며, 보론(B)을 소량 첨가하여 결정립을 미세화하고 재질편차를 줄인다.

특히, 본 발명은 상술한 합금조성과 열처리 후 냉각과정에서 냉각속도 및 냉각종료온도 등을 제어하여 강의 미세조직이 페라이트와 마르텐사이트를 포함한 2상으로 구성되게 제조한다.

강판은 전체 조직 중에서 마르텐사이트의 분율이 증가할수록 강도가 증가하고 페라이트의 분율이 증가할수록 연성이 증가하는데, 강도상승을 위하여 마르텐사이트 분율이 너무 커지면 상대적으로 페라이트의 분율이 감소하여 오히려 연성이 저하된다.

따라서 강판의 미세조직은 평균입계사이즈가 5~10㎛인 페라이트가 80~90%로 형성되고, 마르텐사이트를 포함한 제 2상이 10~20%로 형성되도록 구성하여 강도와 연성의 균형을 맞춘다.

이하에서는, 본 발명 강판의 성분 요소 및 각 성분들의 효능에 대해 간략하게 설명하기로 한다.

탄소(C) : 0.07~0.12wt%

탄소는 강도향상이 목적이다. 탄소는 소량 첨가시 강도가 낮을 뿐만 아니라, 오스테나이트가 페라이트로 변태되어 마르텐사이트 분율 확보가 어렵기 때문에 소재의 강도를 확보하기 위해 0.07wt% 이상 첨가한다. 그러나 0.12wt%를 초과하여 과다 첨가되면 용접성이 저하되고 강도 증가에 따른 인성이 저하된다.

실리콘(Si) : 0.01~0.3wt%

실리콘은 강판의 연성을 저하시키지 않으면서 강도를 향상시킬 수 있는 유용한 원소이다. 실리콘은 페라이트에 고용되는 페라이트 안정화 원소로 강도에 기여하며, 미변태 오스테나이트로의 탄소농화를 조장하여 마르텐사이트 형성을 촉진시킨다.

실리콘은 0.01wt% 미만 첨가시 마르텐사이트 분율 확보에 문제가 많다. 반면 과다 첨가시에는 도금성 및 적스케일로 인한 표면 결함을 발생시키고 도금부착성을 저하시키므로 그 상한치를 0.3wt%로 제한한다.

망간(Mn) : 2.0~3.0wt%

망간은 고용강화와 소입성을 개선하는 효과를 통해 강도향상에 기여하고 오스테나이트를 안정화하여 잔류 오스테나이트 및 마르텐사이트 생성을 쉽게 한다.

망간은 첨가량이 적으면 강도상승 효과가 적고 첨가량이 과도하면 망간(Mn) 밴드 조직이 형성되고 편석이 급격하게 증가하여 강의 가공성 및 스폿 용접성을 저해하게 된다.

이러한 이유로 망간의 함량을 낮추면 가공성 및 스폿 용접성은 향상된다. 하지만 본 발명에서는 망간의 함량을 낮추지 않고 대신 탄소의 함량을 낮추어 스폿 용접성 및 가공성을 확보한다. 이러한 사항을 감안하여 망간은 가급적 2.0wt% 이상 첨가한다. 하지만 망간이 과도하게 첨가되면 용접성 및 도금성이 크게 저하되므로 상한치를 3.0wt%로 제한한다.

황(S) : 0.005wt% 이하

황은 인성 및 용접성을 저해하고 MnS 비금속 개재물을 증가시켜 강의 가공중 크랙을 발생하며 과다 첨가시 조대한 개재물을 증가시켜 피로특성을 열화한다. 특히, 본 발명에서는 망간을 다량 첨가하므로 황의 함량은 가급적 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 따라서 상한치를 0.005wt% 이하로 제한한다.

인(P) : 0.01wt% 이하

인는 재료의 강도확보에 유용한 원소이다. 그러나 다량으로 첨가하면 가공성이 저하할 뿐 아니라 용접성도 저하하므로 그 상한치를 0.01wt%로 제한한다.

알루미늄(Al) : 0.05~1.0wt%

알루미늄은 탈산제로 주로 사용되는 원소로서, 강중의 질소와 결합하여 AlN을 형성시켜 조직을 미세화하며 강 중 산소를 제거함으로써, 슬라브 제조시 균열을 방지하는 기능을 갖는다.

본 발명에서는 연신율 개선효과가 있는 실리콘의 함량을 줄임에 의해 이를 보상하기 위해 알루미늄이 첨가되므로 0.05wt% 이상은 첨가되어야 한다. 하지만 과다 첨가시에는 탈산제로서의 작용이 포화되고, 페라이트와 오스테나이트 상 중의 탄소확산을 촉진하여 강도가 저하되므로 그 상한치를 1.0wt%로 제한하는 것이 바람직하다.

크롬(Cr) : 0.1~0.5wt%

크롬은 페라이트 형성원소로서, 오스테나이트가 펄라이트나 베이나이트로 변태하는 것을 지연시켜 이상역 소둔 후 오스테나이트가 상온에서 마르텐사이트로 변태되도록 함으로써 강도를 향상시키는 역할을 한다.

크롬은 0.1wt%이하로 첨가되면 충분한 강도를 얻기 힘들고 0.5wt%이상 첨가할 때는 강도와 연성의 균형이 깨어지는 문제가 발생하므로 그 상한치를 0.5wt%이하로 제한한다.

구리(Cu) : 0.1~0.3wt%

구리는 강도향상 효과가 있지만 열간취성을 유발할 수 있는 문제점이 있기 때문에 적당량을 첨가하여야 하고 0.3%을 초과하여 첨가하였을 경우 고가의 니켈을 1:1비율로 첨가하여야 하므로 0.1~0.3wt%로 한정하는 것이 바람직하다.

또, 구리는 니켈과 복합첨가하였을 경우 망간, 실리콘 등이 다량 함유된 강종인 경우 망간과 실리콘 등의 산화물이 도금표면으로 산화되는 것을 억제하고 내부산화를 일으켜 도금특성을 개선한다.

니켈(Ni) : 0.05~0.2wt%

니켈은 구리의 첨가시 발생하는 적열취성을 방지하기 위한 원소로 첨가된다. 보통 Cu:Ni=1:1~2의 비율로 첨가시 효과가 좋다고 알려져 있다. 또한 니켈은 구리 와 적절히 첨가시 도금성이 개선된다.

상기 이유로 본 발명에서 니켈은 0.05wt% 이상 첨가한다. 하지만 0.2wt%이상 첨가되면 경제적인 경제적인 측면에서 불리하므로 구리의 첨가량에 맞추어 0.05~0.2wt% 범위 내로 첨가한다.

니오븀(Nb) : 0.01~0.05wt%

니오븀은 NbN, NbC석출물을 형성하거나, 철 내 고용강화를 통하여 강판의 강도를 개선한다. 니오븀은 0.01wt% 미만으로 첨가되면 NbC석출물의 석출량이 너무 적어 석출강화로 인한 강도향상의 효과를 기대할 수 없고, 0.05wt%를 초과하여 첨가되면 Nb가 고용되면서 r값을 저하시키고 항복강도를 증가시키므로 성형성을 약화시키게 된다.

보론(B) : 0.0002~0.0020wt%

보론은 입계강화원소로서 용접부의 피로특성을 향상시키고 인의 입계취성을 방지하며, 알루미늄 및 실리콘의 함량이 높은 강종에서 고온연성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 보론은 강의 소입성을 증가시키고 열처리시 결정립계에 확산하여 오스테나이트의 펄라이트 변태 및 마르텐사이트의 페라이트 역 변태를 지연시키는 효과가 있다.

그러나 과다 첨가시 고용 보론의 증가로 연신율이 감소하며 또한 보론이 표 면상에 확산하여 도금성을 저하시킬 수 있으므로 그 상한치를 0.0020wt% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 하지만 상술한 효과를 위해서는 최소 0.0002wt% 이상은 첨가해야 한다.

안티몬(Sb) : 0.02~0.1wt%

안티몬은 망간과 실리콘이 강판 표면에 산화물 형태로 존재하는 것을 방지하기 위해 첨가된다. 안티몬은 고온에서 원소자체가 산화피막을 형성하지는 않지만 강판 표면 및 결정립 계면에 농화되어 강중 망간과 실리콘이 강판 표면에 확산되는 것을 억제하여 산화물 형성을 조절한다.

이러한 안티몬은 소둔공정 중 산화물 생성을 억제하여 도금특성을 개선시키고 도금재 표면에 덴트 결함을 억제하는데 효과적이다.

안티몬은 0.02wt% 이상은 첨가되어야 도금특성 및 덴트 결함을 억제하는 효과가 있고, 과다 첨가시에는 연성이 저하되어 강판의 재질특성이 열화되는 경향이 있으므로 0.1wt%이하로 첨가해야 한다.

질소(N) : 0.006wt% 이하

질소는 AlN의 형성으로 결정립을 미세화하나 용융도금아연시 아연 도금층의 합금화 공정에서 냉각시 과포화되어 연신율을 저하시키므로 가능하면 낮게 유지한다. 특히, 질소는 과다 첨가시 연신율을 저감시켜 가공성을 저해하므로 0.006wt% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 강판의 성분들을 함유하고, 나머지는 실질적으로 철(Fe) 및 불가피한 원소들이며, 원료, 자재, 제조설비 등의 상황에 따라 함유되는 원소로서 0.01%이하의 불가피한 불순물의 미세한 혼입도 허용된다.

상기한 바와 같은 조성을 갖는 슬라브는 제강공정을 통해 용강을 얻은 다음에 주괴 또는 연속주조공정을 통해 슬라브로 제조되며, 여기서는 열간압연, 냉간압연, 소둔을 거쳐 강판 형태로 제조된 후에, 그 강판의 표면에 용융아연도금 처리되는 아래의 공정을 거치게 된다.

[가열로 공정]

재가열은 주조시 편석된 성분을 재고용하기 위한 것이다. 재가열은 Ar3점 이상의 온도인 1200±50℃의 온도범위로 가열한다. 이는 재가열 온도가 낮으면 편석된 성분이 재고용되지 못하고, 과도하게 높으면 오스테나이트 결정입도가 증가하여 페라이트의 입도가 조대화되면서 강도가 감소하기 때문이다.

재가열 유지시간은 1~2시간이 바람직하다. 이는 재가열 유지시간이 길면 경제적으로 유용하지 못하고 짧으면 재질의 균질화 정도가 미비해 제품품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

[열간압연/냉간압연 공정]

가열로 공정에서 재가열된 슬라브는 870℃ 이상 930℃ 이하의 온도에서 열간 압연을 마무리하여 단상의 열연코일로 생산한다. 권취는 500~650℃의 온도로 실시한다. 이후 권취된 열연강판을 산세처리하고 50% 이상의 압하율로 냉간압연을 실시한다.

마무리 열간압연 온도는 870℃보다 낮으면 압연시 과도한 전위가 페라이트 내에 도입되어 냉각 또는 권취 중에 표면에 조대한 결정립이 형성되고, 930℃보다 높으면 페라이트 결정입도가 증가하여 강도가 감소한다.

권취온도는 650℃보다 높으면 다량 함유된 망간(Mn), 실리콘(Si), 크롬(Cr)이 편석을 발생시킬 수 있고, 500℃보다 낮으면 원하는 강도와 가공성을 확보하기가 어렵다.

[연속소둔 공정]

최종 원하는 재질을 얻기 위해 소둔하는 단계로서, 마르텐사이트와 페라이트 의 분율을 제어하기 위해 냉간압연된 강판을 Ar1 온도 이상 Ar3 온도 이하 영역에서 5~120초간 유지한다.

이 공정 중에 2상 영역에서 생성된 오스테나이트 상이 펄라이트나 베이나이트로 변태하지 못하게 충분한 냉각속도로 냉각하는 것이 중요하다. Ar1온도 이상 Ar3 온도 이하 영역에서 5초 미만으로 유지할 경우, 가열중 오스테나이트 상이 충분히 형성되지 않아 적정량의 마르텐사이트 분율을 얻을 수 없고, 120초를 초과할 경우에는 생산성이 저하되므로, 소둔시간은 5~120초간 유지하는 것이 바람직하다.

[용융아연도금 및 합금화열처리 공정]

상기 연속 소둔된 강판을 5~50℃/s의 냉각속도로 400~480℃ 온도범위까지 급냉하여 용융아연도금한다. 용융아연도금 후에는 도금층의 안정적 성장을 위하여 480~520℃ 온도영역으로 재가열하여 합금화열처리를 실시하고 5~50℃/s 이상의 냉각속도로 250~350℃의 온도범위까지 냉각한다.

이하, 상술한 도금특성이 우수한 고강도 강판 및 그의 제조방법을 실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.

아래의 표 1은 각각의 성분 요소가 다른 본 발명의 실시예와 비교예를 나타낸 것이다.

(단위:wt%)

구분	C	Si	Mn	P	S	Al	Cr	Cu	B	Nb	Sb	Ni	N	비고
구분	×1000	×100			×1000	×100			×10000	×100	×1000	×100	×1000	비고
1	55	25	220	1	3	5	25	-	15	2	-	-	4	비교예
2	130	10	250	1	3	5	30	-	15	2	-	-	4	비교예
3	80	35	230	1	3	4	20	-	15	2	-	-	4	비교예
4	140	1	215	1	3	20	30	-	15	2	-	-	4	비교예
5	160	1	220	1	3	5	1	-	15	2	-	-	4	비교예
6	75	25	220	1	3	10	35	15	15	2	30	9	4	실시예
7	80	29	225	1	3	15	38	10	15	2	30	8	4	실시예
8	85	11	230	1	3	8	30	20	15	2	30	8	4	실시예
9	90	27	223	1	3	10	34	22	15	2	25	10	4	실시예
10	60	27	250	1	3	4	10	15	15	2	24	7	4	실시예
11	100	5	210	1	3	4	45	11	15	2	20	6	4	실시예
12	85	28	222	1	3	20	36	12	15	2	32	6	4	실시예

구분	소둔온도(℃)												비고
	770				800				830
	YS	TS	EL	도금성	YS	TS	EL	도금성	YS	TS	EL	도금성
1	488	778	17.9	△	482	760	20.2	△	432	722	23.8	×	비교예
2	555	878	16.5	Ｏ	509	826	17.1	△	489	811	17.2	△	비교예
3	513	823	19.5	×	518	808	20.7	×	471	750	21	×	비교예
4	535	787	17.5	△	506	775	18.6	△	488	755	19.7	△	비교예
5	511	799	16.1	△	503	793	17.0	△	498	766	18.5	×	비교예
6	499	831	17.1	Ｏ	484	818	23.0	Ｏ	457	788	22.2	△	실시예
7	524	854	17.5	Ｏ	508	843	19.0	Ｏ	496	823	21.9	△	실시예
8	521	845	17.9	Ｏ	493	836	22.1	Ｏ	435	788	22	△	실시예
9	513	838	19.0	Ｏ	486	823	20.0	Ｏ	451	772	21.8	Ｏ	실시예
10	521	853	17.3	Ｏ	517	824	18.4	△	443	804	19.4	△	실시예
11	477	798	18.3	Ｏ	447	788	19.0	△	431	764	20.8	△	실시예
12	552	887	18.1	Ｏ	538	826	19.3	Ｏ	519	799	19.9	△	실시예

[YS(MPa):항복강도, TS(MPa):인장강도, EL(%):연신율, 도금성:양호(Ｏ), 보통(△), 불량(×)]

표 2는 표 1의 합금조성을 가지는 슬라브를 1250℃의 가열로에서 2시간 유지한 후에 열간압연, 냉간압연, 소둔, 도금 및 합금화열처리를 실시한 시편의 기계적 성질을 측정한 것이다.

870~930℃에서 열간압연을 마무리하고 550~580℃의 온도까지 냉각하여 1시간 유지하여 열간압연을 실시하였으며, 산세처리 후 50%의 압하율로 냉간압연을 실시하였다. 이후 냉간압연된 강판을 770~830℃에서 소둔처리 한 후 460℃까지 급냉하여 용융아연도금한 후 490~520℃에서 합금화 열처리를 실시하였다.

표 1과 표 2를 살펴보면, 실리콘(Si)과 망간(Mn)의 함량이 높은 강에서 도금특성이 저하되었고, 실리콘(Si)과 망간(Mn)의 함량이 높더라도 탄소(C)의 함량을 낮추고 안티몬(Sb), 구리(Cu), 니켈(Ni)을 첨가한 실시예의 강에서 도금특성이 향상됨을 확인할 수 있다.

그리고, 고가의 몰리브덴(Mo) 대신 크롬(Cr)을 첨가하여도 고 연신율과 고 인장강도가 확보됨을 알 수 있다. 따라서 탄소(C)의 함량을 낮추고 실리콘(Si), 망간(Mn), 알루미늄(Al)의 함량을 증가시키고, 구리(Cu), 니켈(Ni), 안티몬(Sb) 등을 첨가하는 합금설계로 780MPa이상의 인장강도와 우수한 연신율 및 도금특성이 확보되는 고강도 강판을 제조할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

Claims

탄소(C) 0.07~0.12wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.3wt%, 망간(Mn) 2.0~3.0wt%, 황(S) 0.005wt% 이하, 인(P) 0.01wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.05~1.0wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 구리(Cu) 0.1~0.3wt%, 니켈(Ni) 0.05~0.2wt%, 니오븀(Nb) 0.01~0.05wt%, 보론(B) 0.0002~0.0020wt%, 안티몬(Sb) 0.02~0.1wt%, 질소(N) 0.006wt% 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 합금원소로 조성되는 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고강도 강판.
탄소(C) 0.07~0.12wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.3wt%, 망간(Mn) 2.0~3.0wt%, 황(S) 0.005wt% 이하, 인(P) 0.01wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.05~1.0wt%, 크롬(Cr) 0.1~0.5wt%, 구리(Cu) 0.1~0.3wt%, 니켈(Ni) 0.05~0.2wt%, 니오븀(Nb) 0.01~0.05wt%, 보론(B) 0.0002~0.0020wt%, 안티몬(Sb) 0.02~0.1wt%, 질소(N) 0.006wt% 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 조성되는 강슬라브를

Ac3점 이상의 온도에서 1~2시간 동안 균질화 처리하고, 870~930℃에서 열간압연을 마무리하여 500~650℃에서 권취하고, 냉간압하율 50%로 냉간압연하는 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고강도 강판의 제조방법.
청구항 2에 있어서,

상기 냉간압연후에 Ar1 온도 이상 Ar3 온도 이하 영역에서 5~120초 동안 소둔처리하고 5~50℃/s의 냉각속도로 400~480℃의 온도범위까지 냉각하여 도금처리하는 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고강도 강판의 제조방법.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 도금처리후에는 480~520℃의 온도영역으로 재가열하는 합금화열처리를 실시하고 5~50℃/s의 냉각속도로 250~350℃의 온도범위까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 도금특성이 우수한 고강도 강판의 제조방법.