KR20110026751A - 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가전제품 등으로 가공하기 위하여 필요한 성형성을 가지는 것은 물론이고 충분한 강도도 가짐으로써 가전제품의 새시류로 사용되기에도 적합한 극박 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본발명의 극박 냉연강판은, 중량%로 C : 0.15~0.25%, Si : 0.1~1.0%, Mn : 1.0~2.0%, P : 0.06~0.12%, Al : 0.005~0.080%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 것을 특징으로 한다.
극박 냉연강판, 2차 압연, 페라이트, 펄라이트, 강도, 가공성

Description

고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판 및 그 제조방법{THIN COLD-ROLLED STEEL SHEET HAVING HIGH STRENGTH AND GOOD FORMABILITY AND MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가전제품 등으로 가공하기 위하여 필요한 성형성을 가지는 것은 물론이고 충분한 강도도 가짐으로써 가전제품의 새시류로 사용되기에도 적합한 극박 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상 가전제품에는 냉연 강판류의 부품이 많이 사용되고 있다. 가전제품의 부품 중 케이스 등과 같은 부품은 복잡한 형상으로 가공되기 때문에 극심한 가공을 겪게 되는 부분이 다수 존재하고 이에 상응하기 위하여 가전제품용 냉연강판들은 성형성이 우수할 것이 요구되는 경우가 일반적이다.
따라서, 종래는 EDDQ(Extra Deep Drawing Quality) 이상 급의 가공성을 가지는 고성형용 강재를 가전제품용 부품에 사용하는 경우가 일반적이었다. 그러나, 통상의 고성형용 강재들은 그 강도가 높지않아 가전제품에 가해지는 하중을 지탱하기에는 적합하지 않았는데, 최근 가전제품의 새시류와 같은 부품에는 가공성과 함께 높은 강도도 함께 요구되는 경우가 많아짐에 따라 그에 걸맞은 특성을 가지는 구품의 개발이 필요하게 되었다.
또한, 가전제품에는 두께 1mm 이하(특별한 경우에는 두께 0.4mm 이하)의 극박 냉연제품이 많이 채용되고 있는데, 이러한 냉연제품은 통상의 냉연제품에 비하여 얇은 두께로 인하여 단위 두께당 지탱해야 할 하중이 높아지게 되어 극박 냉연제품의 고강도화는 특히 필요하다.
극박 냉연제품은 통상의 냉연제품과는 달리 냉간압연 및 소둔과정을 거친 후 2차 냉간압연을 실시하여 최종 두께로 조절하게 되는데, 상기 가공과정의 인자들을 제어함에 의하여 가공성과 강도를 겸비하는 극박 냉연제품을 제공하고자 하는 종래의 발명들로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다.
우선, 강재 내부의 조직을 페라이트로 제어하는 기술을 들 수 있다. 이 기술에서는 전체 조직이 페라이트이기 때문에 펄라이트나 기타 경질상 조직의 형성을 조장하는 탄소함량은 0.15중량% 이하로 제어된다. 이때, 형성되는 페라이트는 가공성은 우수하나 강도가 약하기 때문에 2차 압연(냉간압연)시에 가공량을 증가시켜서 최종 조직의 페라이트를 세립으로 하여 강도를 확보한다.
그러나, 본 기술은 충분한 강도를 확보하기 위하여 2차 압연량이 많아지기 때문에 그 결과 연성(연신율)이 감소해 버리는 문제가 있었다. 특히, 2차 압연량이 증가하면 연신율 저하의 문제 이외에도 미세조직이 연신된 압연조직으로 변화되어 압연 방향과 평행한 방향으로 굽힘가공시 크랙이 발생하는 문제도 발생할 수 있다.
또다른 하나의 기술로는, 일본 등록특허 3369657호의 경우와 같이 탄소의 함량을 0.01~0.15중량%로 하되 펄라이트의 형성을 조장하기 위하여 냉연판 소둔후 다소 빠른 냉각속도로 강판을 소둔한 후 2차 압연을 실시하는 방법을 들 수 있다. 이러한 경우, 강판의 내부에는 페라이트와 펄라이트가 동시에 형성될 수 있으며, 그 결과 강판의 인장강도는 50kgf/mm2 이상이며, 연신율은 5% 이상으로 가공성과 강도가 우수하다. 그러나, 이 기술은 충분한 소둔전 압연성을 얻기 위하여 탄소의 함량을 0.15중량%이하로 제어하기 때문에, 소둔 후 펄라이트 형성에 필요한 냉각속도가 매우 높아야 하고, 그 결과 판형상이 불량해지거나 판의 이동속도가 빨라져서 판파단이 일어날 가능성이 높다는 문제가 있다.
또다른 기술로는, 일본 공개공보 2005-240126호에 기재된 바와 같이 강재의 조직을 페라이트와 마르텐사이트로 제어하는 기술이 있는데, 이를 위하여 강재 내 부에는 강재의 경화능을 증가시키는 Ti, Nb, B 등과 같은 다양한 합금원소가 다량 첨가되게 된다. 그러나, 이러한 합금원소들은 고가로서 강판 제조비용을 증가시킨다는 문제가 있었다. 그 뿐만 아니라, 마르텐사이트 조직이 형성될 경우에는 판평탄도가 불량하게 될 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래기술들의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일측면에 따르면, 원가상승이나, 판형상 불량 등의 문제를 수반하지 않고도, 양호한 가공성과 높은 강도를 가지는 극박 냉연강판 및 상기 극박 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본발명의 극박 냉연강판은, 중량%로 C : 0.15~0.25%, Si : 0.1~1.0%, Mn : 1.0~2.0%, P : 0.06~0.12%, Al : 0.005~0.080%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 극박 냉연강판은 페라이트와 10~40면적%의 펄라이트로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 펄라이트의 종횡비는 4이하인 것이 유리하다.
그리고, 상기 극박 냉연강판의 성분 원소 중 C, Mn, P의 함량은 하기 관계식의 조건을 충족하는 것이 본 발명의 효과를 얻는데 보다 유리하다.
[관계식]
[%C]×[%Mn]×[%P] = 0.01~0.035
여기서, [%C], [%Mn] 및 [%P]는 각각 해당원소의 함량(중량%)을 의미한다.
본 발명의 또하나의 구현례인 극박 냉연강판의 제조방법은 제 1 항의 조성을 가지는 강재를 열간압연하고 권취하는 단계; 상기 열간압연된 강판을 냉간압연하는 단계; 상기 냉간압연된 냉연판을 소둔하는 단계; 및 상기 소둔된 냉연판을 2차 압연하는 단계를 포함하고, 이때, 상기 2차 압연시 압연량을 2~20%로 제어하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 권취하는 단계의 권취온도는 600~750℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉간압연시 압하량은 50~90%인 것이 효과적이다.
그리고, 상기 냉연판을 소둔하는 온도는 750~850℃인 것이 유리하며, 상기 냉연판 소둔 후 냉각시 냉각속도는 5~30℃/sec인 것이 효과적이다.
본 발명에 따를 경우, 높은 가공성과 강도를 겸비하는 극박 냉연강판을 제공할 수 있으며, 특히 가공성의 측면에서는 연신율은 물론이고 굽힘가공시 크랙의 발 생도 저하시킬 수 있어, 강판을 다양한 형태로 가공하기 유리하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 발명자들은 높은 강도와 양호한 가공성을 겸비하는 극박 냉연강판을 제조하기 위하여 깊이 연구하던 중, 강재의 주조직을 페라이트 조직으로 하고 일부 미세 펄라이트를 형성시키면서 가급적 그 강도를 높이는 것이 강도와 연신율의 겸비에 유리하다는 것을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
이에 덧붙여, 연신율 뿐만 아니라 굽힘 가공시 크랙의 발생을 저하시키기 위해서는 2차 압연시 압연량을 가급적 감소시키는 것이 보다 바람직하다는 것을 알고 이에 대한 대책을 마련할 필요가 있다는 사실도 확인하게 되었다.
상기 본 발명자들만의 독특한 발견에 근거한 본 발명의 극박 냉연강판은 중량%로 C : 0.15~0.25%, Si : 0.1~1.0%, Mn : 1.0~2.0%, P : 0.06~0.12%, Al : 0.005~0.080%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가진다.
상기 조성은 강재의 주조직을 페라이트로 하면서, 미세 펄라이트가 면적분율로 약 10~40% 형성되도록 하는 조성이다. 특히, 본 발명의 극박냉연강판내 존재하 는 P는 고용원소로 작용하여 비교적 연질인 페라이트 조직을 강화하는 역할을 한다.
이러한 경우, 소둔전 냉간압연만으로도 일정 수준이상의 강도가 확보되고, 2차 압연시 소량의 압연량(압하량)만으로도 강도상승효과가 크기 때문에, 연질 페라이트가 주조직이었던 극박 냉연강판의 강도를 확보하기 위하여 불가피하게 2차 압연량을 증가시키고, 그 결과 굽힘가공시 강판에 크랙이 발생하였던 종래기술의 문제점이 해결될 수 있다.
따라서, 본 발명의 극박 냉연강판의 조성은 극박 냉연강판의 바람직한 물성을 확보하는 바람직한 하나의 조건으로 작용하는데, 이에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
C : 0.15~0.25중량%
C는 강도제어에 효과적인 원소로서, 본 발명에서 의도하는 고강도 강재를 얻기 위해서는 C 함량은 0.15중량% 이상으로 될 필요가 있다. 그러나, 그 함량이 과다할 경우에는 조대한 펄라이트 조직이 다량 생성되어 가공성에 불리할 뿐만 아니라, 소둔시 통판성이 나빠지는 등의 문제가 발생할 수 있으므로 그 함량은 0.25중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si : 0.1~1.0중량%
Si는 강재내에서 고용강화 효과를 가지는 중요한 원소로서 0.1중량% 이상은 첨가될 것이 요구된다. 그러나, 함량이 과다할 경우에는 냉간 압연시 부하가 증가하고, 형상의 열화가 초래될 뿐만 아니라 용접성을 열화시킬 수 있으므로 1.0중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
Mn : 1.0~2.0중량%
Mn은 펄라이트 형성에 효과적인 원소이다. 또한, 불순물로 불가피하게 혼입될 수 있는 S에 의한 적열취성등의 문제를 방지할 수 있기 때문에 1.0중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, Mn이 과다하게 포함될 경우에는 냉간 압연성이 나빠지거아, 슬라브에 취성이 나타날 우려가 있으므로 그 함량은 2.0중량% 이하인 것이 바람직하다.
P : 0.06~0.12중량%
통상 P는 취성을 유발하는 원소로서, 고가공용 강재에서는 적극적으로 첨가하지 않는 경우가 일반적이다. 그러나, 본 발명의 발명자들의 연구결과에 따르면 P가 존재할 경우 페라이트 내에서 고용강화 효과를 얻을 수 있기 때문에 연질재인 페라이트에 의한 강도 저하를 방지할 수 있다. 그러므로, P는 0.06중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 과량 첨가되면 상술한 바와 같이 P에 의한 취성이 나타날 수 있기 때문에 본 발명의 강재의 조성에서는 0.12중량% 이하로 첨가하 는 것이 바람직하다.
Al : 0.005~0.080중량%
Al은 통상 탈산제로 투입되는 원소이며, 일부 결정립을 미세화 시키는 역할을 한다. 그러므로 0.005중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 0.080중량%를 초과할 경우에는 탈산 효과의 상승을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 Al에 기인한 경질 개재물이 다량 생성될 수 있기 때문에 그 함량의 상한은 0.080중량%로 제한한다.
본 발명의 나머지 성분은 Fe이다. 다만, 통상의 철강제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수도 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
다만, 그 중 N, S등의 불순물은 일반적으로 많이 언급되는 불순물이기 때문에 그에 대해서만 간략히 설명하면 다음과 같다.
N : 0.010중량%(100ppm) 이하
N은 대기나 N을 함유하는 원료 중에서 용강으로 혼입되는 불순물로서, 통상 0.010중량%까지는 강재에 큰 해를 미치지 않기 때문에 그 상한을 0.010중량%로 제한한다.
S : 0.020중량% 이하
S는 강재에 다량 존재할 경우에는 적열 취성을 일으키는 원소로서 제강단계에서 가급적 제어하는 것이 바람직한 원소이다. 그러나, 너무 극소량까지 제거할 경우에는 제강과정에 부하를 가할 수 있으며, 본 발명에서 대상으로 하는 극박 냉연강판의 경우에는 S의 함량이 0.020중량% 이하인 범위에서는 본 발명에서 목적으로 하는 강판의 물성에 큰 해를 끼치지 않기 때문에 0.020중량% 이하의 S는 불가피하게 혼입되어도 무방하다.
상술한 조성을 가지는 본 발명의 극박 냉연강판은 그 주조직이 고용강화된 페라이트 이며, 일정비율로 펄라이트가 존재함으로써 충분한 강도를 가질 뿐만 아니라, 가공성도 페라이트의 다량존재로 인하여 용이하게 확보될 수 있다.
이때, 상술한 본 발명의 유리한 효과를 더욱 확보하기 위해서는 하기 수학식 1에서 나타내는 바와 같이 C와 Mn 및 P의 함량(중량%)의 곱이 0.01~0.035인 것이 보다 바람직하다.
[%C]×[%Mn]×[%P] = 0.01~0.035
여기서, [%C], [%Mn] 및 [%P]는 각각 해당원소의 함량(중량%)을 의미한다.
상기, 함량 곱이 0.01이하일 경우에는 강판의 강도가 충분하지 않으며, 그 값이 과다하게 높을 경우에는 강판의 취성이 증가하여 가공성에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 함량 곱은 0.01~0.035로 제한하는 것이 보다 바람직하다.
상술한 조성을 가지는 본 발명의 극박 냉연강판은 내부에 페라이트와 펄라이트 조직이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 페라이트 조직은 강판의 가공성을 확보하기 위한 것으로서 본 발명의 극박 냉연강판의 주조직이다. 또한, 펄라이트 조직은 강재의 강도향상에 유용한 조직으로서 강재 내부에 면적기준으로 10~40% 포함되는 것이 바람직하다. 펄라이트 조직의 함량이 부족할 경우에는 충분한 강도를 얻기 어려우며, 반대로 과다할 경우에는 가공성이 열화될 수 있다.
이때, 상기 펄라이트 조직은 다량의 핵생성이 동시에 일어나서 그 콜로니의 수가 많을 뿐만 아니라 적은 양의 2차 압연을 겪은 것을 특징으로 한다. 그 결과 펄라이트의 방향성이 저하되어 장축과 단축의 길이 비율을 의미하는 소위 종횡비(aspect ratio)가 4이하인 것이 양호하다. 만일 상기 종횡비가 4를 초과할 경우에는 동일 강도에서도 극박 냉연강판의 가공성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
상기, 유리한 특성을 가지는 본 발명의 극박 냉연강판은 열간압연 - 냉간압연 - 냉연판 소둔(바람직하게는 연속소둔) - 2차 압연(2차 냉간압연을 의미하는 것으로 본 명세서에서는 간단히 2차 압연이라 칭한다)의 과정으로 제조되는데, 상기 과정 중 본 발명의 유리한 조건을 가지는 극박 냉연강판을 제조하기에 바람직한 조건을 이하에서 설명한다.
이때, 충분한 강도와 가공성을 확보하기 위하여 강판의 2차 압연시 압하량을 5~20%로 제어할 필요가 있다. 2차 압연은 극박 냉연강판의 두께는 물론이고 강도와 가공성을 제어하는데 중요한 과정이다. 물론, 냉간압연된 강판만으로도 높은 강도가 발현될 수 있지만, 본 발명에서 의도하는 고강도, 고가공성 극박 냉연강판에서 요구되는 수준의 강도(예를 들면 500MPa 이상)와 가공성(예를 들면, 5% 이상의 연신율과 굽힘과정에서의 크랙 미발생)를 얻기 위해서는 2차 압연을 실시하는 것이 필요하다. 이때, 압하량이 너무 낮을 경우에는 강도 상승효과가 미흡하고, 압연량이 너무 높을 경우에는 연신율이 5% 이하로서 본 발명에서 의도하는 고가공성 극박 냉연강판을 얻는 것이 곤란하게 될 우려가 있다.
종합하면, 본 발명의 극박 냉연강판 제조방법은 본 발명의 유리한 조성을 가지는 강재를 열간압연하고 권취하는 단계; 상기 열간압연된 강판을 냉간압연하는 단계; 상기 냉간압연된 냉연판을 소둔하는 단계; 및 상기 소둔된 냉연판을 2차 압 연하는 단계를 포함하고, 이때, 상기 2차 압연시 압연량을 2~20%로 제어하는 것을 특징으로 한다.
열간압연은 통상의 방식으로 수행될 수 있으며, 열간압연 과정에 특별한 제한을 가할 필요는 없다. 통상의 열간압연 조건의 예를 든다면 1100℃ 이상의 온도로 재가열하고 Ar3온도 이상에서 마무리 압여늘 하는 것을 들 수 있다. 다만, 열간압연된 강판의 권취온도는 냉간 압연성을 확보하기 위해 600℃ 이상으로 정하는 것이 바람직하다. 또한, 너무 높은 온도에서 권취할 경우에는 결정립이 조대화될 우려가 있으므로 750℃ 이하의 온도에서 권취하는 것이 바람직하다. 따라서, 열간압연된 강판의 권취온도는 600~750℃로 정한다.
열간압연된 강판의 규격은 통상의 냉간압연용 열연강판의 규격에 준하면 되므로, 그 두께 등을 특별히 제한할 필요는 없지만, 통상 10mm 이하로 제어하는 것이 일반적이다.
이후 냉간압연을 실시하는데 냉간압연의 대부분의 조건 역시 통상의 냉간압연 조건과 설정하면 된다. 다만, 이후 최종 두께를 결정하는 2차 압연시 압연 부하(압하량)을 적절하게 제어하기 위하여 그 압하량을 50~90%로 제어하는 것이 바람직하다.
냉간압연된 냉연판은 소둔, 바람직하게는 연속소둔된다. 연속소둔시 소둔온도는 750~850℃로 제어하는 것이 바람직하다. 소둔온도가 너무 낮을 경우에는 강재 내부에 카바이드가 완전히 용해하지 않고 미세 분포하여 잔존하게 되는데, 이러한 경우 2차 압연시 소량의 가공량에도 강도가 급격히 증가하고 연성이 저하하는 문제가 발생한다. 따라서, 소둔온도는 750℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 소둔온도가 과다하게 높을 경우에는 강재내부에 오스테나이트 상으로 대부분 변태한 후 냉각과정에 새로운 조직이 생성되게 되는데, 그러할 경우에는 펄라이트 조직의 상분율이 바람직한 범위를 넘어서거나, 바람직하지 않은 다른 경질조직이 생성될 우려가 있기 때문에 좋지 않다. 따라서, 소둔온도는 750~850℃으로 정하는 것이 유리하다.
또한, 소둔후 냉각속도는 강재내부의 조직이 형성되는데 큰 영향을 미치는 인자이므로, 5~30℃/sec의 범위로 제어되면 더욱 바람직하다. 만일 냉각속도가 너무 낮을 경우에는 생성되는 펄라이트의 분율이 충분하지 못하고, 냉각속도가 너무 높을 경우에는 베이나이트나 마르텐사이트와 같은 바람직하지 못한 경질상이 다량 생성될 우려가 있다. 상기의 냉각속도를 감안하면 통상의 연속소둔로에서의 강판의 통판속도는 100~300mpm의 범위로 제어되는 것이 냉각속도 제어와 통판성 확보에 유리하다.
이하, 첨부한 도면과 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다 만, 하기하는 실시예는 본발명을 예시하여 보다 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 그로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
하기 표 1에 기재된 바와 같은 조성의 강재를 이용하여 열간압연, 냉간압연, 냉연판 소둔 및 2차 압연을 실시하였다. 2차 압연량(압하량)의 조건은 하기 표 2에 기재하였다. 열간압연시 권취온도는 발명예 및 비교예 공히 650℃로 정하였으며 최종 2.2mm 두께의 열연판을 얻을 수 있었다. 또한, 냉간압연시 압하량은 84.3%로 하였으며, 이후 800℃의 온도에서 냉연판을 연속소둔 한후 10.4℃/sec의 냉각속도로 소둔된 강판을 냉각하였다.
구분 C Si Mn P Al S Ti N
비교예 0.18 0.012 0.76 0.016 0.036 0.0044 0.001 0.0034
발명예 0.18 0.012 1.23 0.08 0.021 0.0049 0.000 0.0042
단, 상기 표 1에서 각 성분의 단위는 중량%를 의미한다.
2차 압연량(%) 0 6 10 14 20 25 30 40 50 54
비교예 YS 390 - - 499 - 516 - 636 706 730
EL 25 - - 6.41 - 3.22 - 1.54 1.88 3.1
발명예 YS 447 553 685 657 720 - 770 835 - -
EL 23.7 14.8 6.0 9.5 5.2 - 3.9 3.6 - -
단, 표 2에서 YS는 항복강도(Yield Strength, 단위 : MPa)를 의미하고 EL은 총연신율(Elongation, 단위 : %)을 의미한다.
상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 발명예 및 비교예 모두 2차 압연시 압하량이 증가할 수록 강도가 증가하고 연신율은 감소하는 경향을 나타낸다. 그러나, 비교예의 경우에는 5% 이상의 총연신율을 확보할 수 있는 강도가 499MPa에 불과한 반면 본 발명의 조건에 따라 성분제어된 발명예의 경우는 총연신율 5.2%에서 720MPa까지 항복강도가 향상될 수 있음을 나타내고 있어 두 발명의 확연한 차이를 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 2에서 충분한 연신율을 확보하기 위해서는 상기 2차 압연량은 20% 이상이 될 필요가 있으며, 또한 항복강도가 500MPa 이상이 되기 위해서는 5% 이상의 압연량이 요구된다는 것을 확인할 수 있다.
상기 실험결과를 도 1에서 그래프로 나타내었다. 도면은, 강도가 증가함에 따라 연신율이 감소하는 경향을 나타내는 그래프인데, 비교예에 비하여 발명예의 강도X연신율 수준이 훨씬 더 높음을 그래프에서 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 극박 냉연강판의 조성범위를 충족하지 않은 비교예의 경우에는 항복강도와 연신율 수준이 비교적 낮은 반면, 본 발명의 조성범위를 충족하는 발명예의 경우 동일한 항복강도에서 높은 연신율을 나타내고 있음을 도 1의 그래프로 확인할 수 있었다.
그리고, 극박 냉연강판의 가공성의 또하나의 지표로서 상기 총연신율 이외에도 길이방향으로 굽힘가공(L-bending)시 강판에 크랙이 발생하는지 여부가 중요한데, 강판의 2차 압연량에 따라 크랙발생 유무를 검토한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
2차 압연량(%) 10 14 20 25 33 40 50
비교예 - - - - O O O
발명예 X X X X - O -
단, 상기 표 3에서 X는 실험을 했음에도 크랙이 발생하지 않은 경우를, O는 크랙이 발생한 경우를, -는 해당데이터가 없는 경우를 나타낸다.
상기 표 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 강도를 충족시키는 범위에서는 발명예는 크랙이 발생하지 않았으나, 비교예의 경우에는 낮은 2차 압연량으로는 충분한 강도를 가질 수 없어 추가적인 2차 압연을 실시한 결과 높은 압연량에서 강도는 충족하나 가공성이 부족하여 굽힘가공시 크랙이 발생함을 확인할 수 있었다. 다만, 25%에서는 크랙이 발생하지는 않았으나, 크랙 발생으로 발전할 수 있는 네크(neck)가 생성되어 있음을 확인할 수 있었으며, 따라서 보다 바람직한 2차 압연량의 범위는 20% 이하임을 확인할 수 있었다.
도 2에 압연량 40%로 2차 압연한 경우의 비교예에 대한 굽힘 시험결과와, 압연량 10%로 2차 압연한 경우의 발명예에 대한 굽힘 시험결과를 나타내었다. 도면의 사진에서 확인할 수 있듯이, 비교예의 강판의 표면에는 크랙이 다수 발생함에 비하여 본 발명의 조건으로 제조한 발명예의 강판의 표면에는 굽힘시험시 크랙이 전혀 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. 비교예의 강판의 항복강도는 636MPa에 불과한 반면 발명예의 강판의 항복강도는 685MPa로서 발명예가 훨씬 더 높은 항복강도를 가짐에도 불구하고 굽힘특성도 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
도 3에 본 발명의 발명예 중 2차 압연량을 14%로 제어한 경우의 극박 냉연강판의 미세조직을 관찰한 결과를 나타내었다. 사진 중 밝은 부분은 페라이트를 나타내며 어두운 부분은 펄라이트를 나타내는데 미세한 페라이트에 펄라이트가 분산되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 조직중 펄라이트의 분율은 약 20.5% 이며, 펄라이트의 평균 종횡비는 2.9로서 본발명에서 규정하는 조직 조건을 모두 충족하고 있음을 확인할 수 있었다. 상기와 같은 양호한 조직의 생성으로 인하여 본 발명의 극박 냉연강판이 높은 강도에서 충분한 연신율과 굽힘특성을 얻을 수 있었던 것으로 추정된다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 비교예와 발명예의 강도와 연신율간의 상관관계를 비교한 그래프,
도 2는 굽힘시험시 비교예와 발명예에서 크랙이 발생한 정도의 차이를 비교한 현미경 사진, 그리고
도 3은 본 발명에 의해 제조된 발명예의 극박 냉연강판의 내부조직을 관찰한 현미경 사진이다.

Claims (9)

  1. 중량%로 C : 0.15~0.25%, Si : 0.1~1.0%, Mn : 1.0~2.0%, P : 0.06~0.12%, Al : 0.005~0.080%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 가지는 것을 특징으로 하는 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 극박 냉연강판은 페라이트와 10~40면적%의 펄라이트로 이루어지는 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 펄라이트의 종횡비는 4이하인 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, C, Mn, P의 함량은 하기 관계식의 조건을 충족하는 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판.
    [관계식]
    [%C]×[%Mn]×[%P] = 0.01~0.035
    여기서, [%C], [%Mn] 및 [%P]는 각각 해당원소의 함량(중량%)을 의미한다.
  5. 제 1 항의 조성을 가지는 강재를 열간압연하고 권취하는 단계;
    상기 열간압연된 강판을 냉간압연하는 단계;
    상기 냉간압연된 냉연판을 소둔하는 단계; 및
    상기 소둔된 냉연판을 2차 압연하는 단계를 포함하고,
    이때, 상기 2차 압연시 압연량을 2~20%로 제어하는 것을 특징으로 하는 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 권취하는 단계의 권취온도는 600~750℃인 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 냉간압연시 압하량은 50~90%인 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 냉연판을 소둔하는 온도는 750~850℃인 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 냉연판 소둔 후 냉각시 냉각속도는 5~30℃/sec인 고강도와 고성형성을 가지는 극박 냉연강판의 제조방법.
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