KR20120060970A

KR20120060970A - 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 냉연용 열연강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120060970A
Application number: KR1020100094591A
Authority: KR
Inventors: 나광수; 구남훈
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-06-12
Also published as: KR101185233B1

Abstract

극저탄소강에 함유된 망간과 인의 함량을 낮추고 실리콘을 첨가하고 슬라브 재가열 온도 및 권취 온도 조건을 제어함으로써 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 저탄소강의 제조 방법은 탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.03 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 열간 압연하는 열간 압연 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각된 판재를 CT(Coiling Temperature): 400 ~ 600℃에서 권취하는 귄취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 냉연용 열연강판 및 그 제조 방법 {EXTREMELY LOW CARBON HOT-ROLLED STEEL FOR COLD ROLLING WITH EXCELENT ACID-CLEANING CHARACTERISTIC AND COMPACTIBILITY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 탄소(C) 함량이 대략 0.003 ~ 0.01 중량%에 해당하는 극저탄소 냉연용 열연강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소(C) 함량이 0.003 ~ 0.01 중량%의 저탄소강임에도 고강도를 확보하면서도 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 냉연용 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

탄소강은 강 내 탄소 함량에 따라서, 고탄소강, 중탄소강, 저탄소강 및 극저탄소강으로 구분된다.

이 중 극저탄소강은 통상 탄소 함량이 0.01 중량% 이하인 탄소강을 의미한다.

극저탄소강은 열연 공정이나 냉연 공정 등에 제조될 수 있다. 극저탄소강이 열연 공정에 의해 제조될 경우, 열연 공정은 주로 슬라브 재가열 과정, 열간압연 과정, 냉각 과정 및 권취 과정을 포함하여 진행된다.

슬라브 재가열 과정에서는 반제품 상태인 슬라브 판재를 재가열한다.

열간압연 과정에서는 압연롤을 이용하여 재가열된 판재를 정해진 압하율로 열간 압연한다.

냉각 과정에서는 열간 마무리 압연된 강재를 냉각한다.

권취 과정에서는 냉각된 강재를 권취하여 코일화한다.

본 발명의 목적은 합금 성분 및 공정 조건을 제어하여 탄소 함량 0.003 ~ 0.01 중량% 정도를 가지며, 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자동차의 내판 및 외판 등의 소재에 활용할 수 있는 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판을 제공하는 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 제조 방법은 탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.03 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 열간 압연하는 열간 압연 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각된 판재를 CT(Coiling Temperature): 400 ~ 600℃에서 권취하는 귄취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.0. ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판 및 그 제조방법은 극저탄소강에 함유된 망간과 인의 ??량을 낮추고 실리콘을 첨가하는 것을 통해 산세성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 망간의 함량 감소로 열연강판의 항복 강도가 낮아져 냉간압연성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 탄소 함량이 대략 0.01 중량% 이하인 극저탄소강이면서도 고강도를 가지며, 산세성 및 성형성이 우수하다. 따라서, 자동차의 내판 및 외판 등의 소재에 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판 및 그 제조방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

극저탄소 냉연용 열연강판

본 발명에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.03 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 질소(N) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 보론(B) : 0.0005 ~ 0.002 중량% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.

탄소(C)

본 발명에서 탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가된다.

상기 탄소(C)의 함량은 강 전체 중량의 0.003 ~ 0.01 중량%인 것이 바람직하다.

상기 탄소(C)의 함량이 0.01 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소가 내시효성을 크게 악화시키므로 고용탄소를 제거하기 위해 고가의 티타늄(Ti)을 다량으로 첨가해야 할 뿐 아니라, 용융아연도금을 할 경우 표면에 산화물을 형성시키는 문제를 야기할 수 있기 때문에 탄소(C)의 함량은 0.01 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

이와 반대로, 상기 탄소(C)의 함량이 0.003 중량% 미만일 경우에는 TIC 석출물의 양이 줄어들어 고용강화 원소를 첨가해야 할 뿐 아니라 제조원가를 상승시킬 수 있으므로, 탄소(C)의 함량은 0.003 중량% 이상을 첨가하는 것이 바람직하다.

실리콘(Si)

본 발명에서 실리콘(Si)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가되며, 또한 시멘타이트 구상화에 효과적인 원소이다. 또한, 실리콘(Si)은 강한 고용강화 원소로써 강도를 향상시키는 기능을 한다.

상기 실리콘(Si)은 강 전체 중량의 0.03 ~ 0.2 중량%인 것이 바람직하다.

상기 실리콘(Si)의 함량이 0.03 중량% 미만일 경우에는 고용강화 효과가 미미하기 때문에 상기 실리콘(Si)의 함량은 0.03 중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 반대로, 상기 실리콘(Si)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 아연 도금성에 악영향을 줄 수 있는바, 실리콘(Si)의 함량은 0.2 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

망간(Mn)

본 발명에서 망간(Mn)은 강에 고용된 황(S)을 MnS로 석출하여 고용 황(S)에 의한 적열취성(hot shortness)을 방지하며, 강의 경화능을 향상시켜 강도를 향상시키는 데 효과적인 원소이다. 이때, 본 발명에 따른 강에서는 망간(Mn)과 니오븀(Nb)을 함께 첨가함으로써 재결정을 지연시키면서 결정립미세화에 의해 강의 인장강도를 향상시킬 수 있게 된다.

상기 망간(Mn)은 강 전체 중량 중 0.5 ~ 1.3 중량%인 것이 바람직하다.

상기 망간의 함량이 1.3 중량%를 초과할 경우에는 표면 산화에 의해 산세성이 저하될 수 있으며, 강의 강도를 상승시켜 냉간압연성을 열화시키는 문제를 야기할 수 있다. 이와 반대로, 망간(Mn)의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 강도 확보에 어려움이 있으므로, 망간(Mn)의 함량은 0.5 중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.

황(S)

황(S)은 망간(Mn)과 반응하여 미세한 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킨다.

황(S)은 강 전체 함량 중 0.005 ~ 0.010 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 황(S)의 함량이 0.005 중량% 미만일 경우에는 MnS의 석출량이 적을 뿐만 아니라 석출되는 석출물의 숫자가 매우 적을 수 있으므로, 황(S)의 함량은 0.005 중량% 이상을 첨가하는 것이 바람직하다.

이와 반대로, 본 발명에 따른 강에서는 망간(Mn)의 함량이 상대적으로 적은 편이므로 황(S)의 함량이 0.01 중량%를 초과할 경우에는 고용된 황(S)의 함량이 너무 많아 연성 및 성형성이 크게 낮아질 수 있으며, 적열취성의 우려가 있으므로, 황(S)의 함량은 0.01 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

인(P)

인(P)은 고용강화효과가 높으면서 연신률 값의 저하가 적은 원소로서, 강의 강도를 향상시키는 기능을 한다.

인(P)은 강 전체 중량 중 0.05 ~ 0.08 중량%인 것이 바람직하다.

상기 인의 함량이 0.05 중량% 미만으로 첨가될 경우 강도가 저하될 수 있고, 이와 반대로, 인의 함량이 0.08 중량%를 초과할 경우에는 2차가공취성이 발생할 수 있으므로 인의 함량은 0.08 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 질소(N)와 반응하여 미세한 AlN 석출물을 형성하여 결정립미세화와 더불어 석출강화에 의해 강도 향상에 기여하는 원소이다.

알루미늄(Al)은 강 전체 함량 중 0.01 ~ 0.1 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

이때, 알루미늄(Al)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 AlN 석출물의 양이 줄어들어 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있고, 0.1 중량%을 초과할 경우에는 연주 공정에 어려움이 발생하여 생산성을 저하시키며, 항복 강도를 과도하게 상승시켜 냉간압연성을 저하시킬 수 있다.

니오븀(Nb)

상기 니오븀(Nb)은 고용탄소를 석출시켜 가공성을 향상시키기 위해 첨가하는 데 탄화물 생성 원소로 강 중에 첨가되어 NbC 석출물을 석출시켜 고용 상태의 탄소를 석출함으로써 비시효성과 가공성을 확보하는 기능을 한다.

본 발명에서 니오븀(Nb)은 강 전체 함량 중 0.01 ~ 0.04 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 니오븀(Nb)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 NbC 석출량이 적어 고용 C에 의하여 시효성이 저하될 우려가 있고, 이와 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.04 중량%를 초과할 경우에는 고용되는 니오븀(Nb)이 증가하면서 항복강도가 증가할 뿐 아니라 생산원가가 상승하는 문제가 있다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 가공성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가하는 것으로, 특히 TiC 및 TiN 등으로 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 확보하기 위해 첨가하게 된다. 상기 티타늄(Ti)은 니오븀(Nb)보다 강한 탄, 질화물 원소로써 니오븀(Nb)보다 먼저 고용탄소 및 고용질소를 석출시킨다.

본 발명에서 티타늄(Ti)은 강 전체 함량 중 0.01 ~ 0.06 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 티타늄(Ti)의 ??량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 석출에 필요한 니오븀(Nb)을 제외하고 고용되는 니오븀(Nb)의 함량이 적어 강도 향상 효과가 거의 없을 수 있다. 이와 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소와 고용질소의 양이 적어지므로 고용되는 니오븀(Nb)이 증가하면서 항복강도가 증가되기 때문에 가공성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

질소(N)

질소(N)는 강 전체 함량 중 0.001 ~ 0.005 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

질소(N)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 석출되는 AlN의 숫자가 적어 결정립미세화 및 석출강화의 효과가 적고, 이와 반대로, 질소(N)의 함량이 0.005 중량%를 초과할 경우에는 고용질소에 의해 시효성이 저하될 수 있다.

보론(B)

보론(B)은 황(S)의 첨가로 인해 발생할 수 있는 2차 가공취성을 방지하기 위한 목적으로 첨가한다.

보론(B)은 강 전체 함량 중 0.0005 ~ 0.0020 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.

다만, 보론(B)의 함량이 0.0020 중량%를 초과할 경우에는 편석에 의한 재질편차가 발생될 수 있으므로, 보론(B)의 함량은 0.0020 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

냉연용 열연강판 제조 방법

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 산세성 및 성형성이 우수한 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 제조 방법은 열간 압연 단계(S110), 냉각 단계(S120) 및 권취 단계(S130)를 포함한다.

열간 압연

열간 압연 단계(S110)에서는 탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.03 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 슬라브 판재를 충분히 높은 온도에서 열간 압연한다.

상기 슬라브 판재에는 질소(N) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 보론(B) : 0.0005 ~ 0.002 중량% 중 1종 이상이 더 포함될 수 있다.

상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.

마무리 열간 압연 온도는 Ar3점 ~ Ar3점+100℃의 온도 범위, 바람직하게는 750 ~ 850℃로 실시하는 것이 바람직하다.

도면으로 표시하지는 않았지만, 마무리 열간 압연 단계 이전에 슬라브 판재를 Ac3점 이상의 온도, 대략 1150 ~ 1250℃ 이상의 온도로 재가열하는 슬라브 재가열 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 열간 압연 단계는 슬라브 판재를 Ac3점 이상의 온도로 재가열한 후, Ac3점 이상의 온도로 2 ~ 4 시간 정도 유지하고 나서 마무리 열간 압연한다.

이때, 마무리 열간 압연 온도가 Ar3점 미만일 경우, 연속주조중에 생성된 조대한 석출물들이 완전히 용해되지 않은 상태로 남아 있을 수 있을 뿐 아니라 열간압연후에도 조대한 석출물이 다량으로 남아 있을 수 있기 때문에 충분히 높은 온도에서 재가열하는 것이 바람직하다.

냉각 단계

냉각 단계(S120)에서는 마무리 열간 압연된 판재를 냉각 종료 온도까지 냉각한다. 상기 열간 압연된 판재의 냉각은 수냉을 이용한 가속냉각 방식으로 실시될 수 있으며, 지속적인 수냉 방식 혹은 수냉과 공냉을 반복하는 방식 등이 적용될 수 있다.

이때, 냉각 속도는 50 ~ 100℃/s로 진행하는 것이 바람직하다. 만약, 냉각 속도가 50℃/s 미만일 경우에는 결정립 성장에 의하여 강도 확보가 불충분할 수 있고, 이와 반대로, 냉각 속도가 100℃/s를 초과할 경우에는 강도 확보에는 유리하나 저온인성 저하 등의 문제점이 발생할 수 있다.

권취 단계

권취 단계(S130)에서는 냉각된 판재를 CT(Coiling Temperature): 400 ~ 600℃에서 권취하여 코일화한다.

본 발명에서 권취 온도(CT)는 통상의 고탄소강의 권취 온도(CT)인 640℃ 보다 대략 250℃정도 낮은 400 ~ 600℃로 수행하는 것이 바람직하다.

만약, 권취 온도가 600℃를 초과할 경우에는 FeTiP 석출물의 형성으로 인해 고용탄소를 석출시키기 위한 티타늄(Ti)의 함량이 줄어들어 성형성에 불리할 수 있다. 이와 반대로, 권취 온도가 400℃ 미만일 경우에는 급속냉각으로 인하여 미세한 결정립의 생성으로 인해 항복강도를 증가시킬 수 있다.

이와 같이 제조된 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 경우, 인장강도(TS) : 460 ~ 530 MPa, 항복강도(YS) : 320 ~ 390 MPa의 열연 기계적 물성, 그리고 인장강도(TS) : 440 ~ 470 MPa, 항복강도(YS) : 300 ~ 340 MPa의 냉연 기계적 물성을 갖는다.

또한, 이와 같이 제조된 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 경우, 1.6 ~ 1.7의 r-value를 갖는다.

한편, 도면으로 제시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판을 이용한 냉연강판의 제조방법은 산세 단계 및 냉간 압연 단계를 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 권취된 강판은 표면에 잔재하는 산화철을 제거하기 위한 목적으로 산을 이용하여 세척하는 산세 단계를 수행함으로써, 강판의 표면을 매끄럽게 개질해 줄 수 있게 된다.

다음으로, 상기 산세 처리된 강판은 냉간 압연 단계를 거쳐 냉연강판으로 제조될 수 있다.

전술한 열간압연 단계 후에는 FeTiP 석출물이 형성되어서는 안 된다. 만약, 열간압연 후 FeTiP 석출물이 미세하게 형성될 경우, 항복강도가 증가할 수 있고 권취 단계 후 석출된 FeTiP 석출물이 냉연압연 소둔 후 성장하여 최종적으로 성형이 유리한 (111) 집합조직의 형성을 억제하여 항복강도를 감소시키게 되므로 슬라브 재가열 온도는 Ac3점 이상의 충분히 높은 온도에서 진행하는 것이 바람직하다.

상기 냉간압연을 실시한 후에는 소둔 과정을 실시하게 되는데, 이때 소둔 과정 후 FeTiP 석출물은 미세하게 분포할수록 유리하며, TiC 석출물과 AlN 석출물의 평균입자 크기는 0.1㎛ 이하로 형성되게 하는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판의 경우, 석출물, 즉 TiC 및 AlN 석출물의 평균입자 크기가 0.1㎛를 초과하는 경우에는 강도가 현저히 낮아질 수 있으며 면내이방성 지수가 나빠질 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 극저탄소 냉연용 열연강판의 제조

실시예1,2,3,4 및 비교예1,2,3,4에 적용되는 극저탄소 냉연용 열연강판의 조성은 아래의 표 1과 같다.

(화학성분: 중량%)

구 분	C	Si	Mn	P	S	Al	N	Ti	Nb	B
비교예1	0.0025	-	1.45	0.1	0.0063	0.05	0.033	0.01	0.04	0.0007
비교예2	0.0039	-	1.50	0.08	0.0057	0.04	0.0034	0.03	0.06	0.0007
비교예3	0.0032	-	1.59	0.08	0.0061	0.02	0.0021	0.03	0.07	0.0009
비교예4	0.0035	-	1.98	0.082	0.0060	0.04	0.0044	0.04	0.07	0.0006
실시예1	0.0025	0.1	1.0	0.07	0.0063	0.05	0.0032	0.04	0.02	0.0007
실시예2	0.0030	0.2	1.1	0.06	0.0057	0.04	0.0018	0.05	0.02	0.0015
실시예3	0.0045	0.2	0.8	0.055	0.0061	0.02	0.0017	0.05	0.03	0.0018
실시예4	0.0027	0.2	0.7	0.049	0.0060	0.04	0.0023	0.05	0.02	0.0017

표 1에 기재된 조성으로 이루어진 합금 성분을 포함하는 극저탄소 냉연용 열연강판의 경우, Ac3점 이상의 충분히 높은 온도로 재가열하여 3 ~ 4시간 동안 유지하고, Ar3점 ~ Ar3점+100℃의 온도에서 열간 마무리 압연을 행한 후 냉각수로 냉각하였다.

이때, 실시예1,2,3,4는 비교예1,2,3,4에 비해 망간(Mn), 인(P) 및 니오븀(Nb)이 현저히 적게 첨가된 것을 확인할 수 있다.

표 2는 실시예1,2,3,4 및 비교예1,2,3,4의 특성을 나타낸 것이다.

구분	열연 기계적물성			열연판 평균산화층 두께	냉연 기계적물성
구분	TS	YS	EL	열연판 평균산화층 두께	TS	YS	EL	r-value
비교예1	584	450	33	25	432	320	34	1.5
비교예2	580	460	32	27	420	338	35	1.5
비교예3	620	551	30	28	460	386	34	1.4
비교예4	652	593	30	30	462	395	33	1.4
실시예1	460	329	36	16	444	325	36	1.7
실시예2	490	346	38	11	457	305	37	1.7
실시예3	500	385	37	14	467	325	36	1.7
실시예4	522	391	35	13	466	331	35	1.6

2. 기계적 물성

표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예1,2,3,4와 비교예1,2,3,4의 기계적 물성과 미세 조직은 다음과 같다.

우선, 열간압연 후, 실시예1,2,3,4의 경우 열연 기계적 물성에 따른 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)는 비교예1,2,3,4의 열연 기계적 물성에 따른 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)에 비해 낮아진 것을 확인할 수 있다.

한편, 열간압연 후, 실시예1,2,3,4의 경우 냉연 기계적 물성에 따른 인장 강도(TS) 및 항복강도(YS)는 비교예1,2,3,4의 냉연 기계적 물성에 따른 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)와 유사한 것을 확인할 수 있다.

이때, 열간압연 후, 열연 기계적 물성에 따른 항복강도(YS)가 낮으면 냉간압연을 진행할 때, 압연부하를 줄일 수 있는 장점이 있다. 특히, 자동차용강판 중 고강도강판의 경우 고성형성을 필요로 하는 부품 중 광폭재가 많은 데, 이러한 광폭재는 냉간 압연시 압연 부하가 더 크기 때문에 열연강판의 항복강도를 낮추어 압연부하를 줄이게 되므로 냉간 압연이 용이해진다.

따라서, 본 실시예에 따른 저탄소 냉연용 열연강판을 이용한 냉연강판의 제조 과정 중 냉간 압연 단계의 수행시, 압연롤의 마모가 적게 발생하므로 생산성을 향상시킬 수 있게 되며, 나아가 압연롤의 교체 주기를 늦출 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 실시예1,2,3,4의 열연판 평균산화층의 두께(16, 11, 14, 13)는 비교예1,2,3,4의 열연판 평균산화층의 두께(25, 27, 28, 30)에 비해 현격히 감소한 것을 확인할 수 있다. 이때, 실시예1,2,3,4의 열연판 평균산화층의 두께가 비교예1,2,3,4의 열연판 평균산화층의 두께 보다 감소한 것은 망간(Mn) 및 황(S)의 함량은 낮추고, 실리콘(Si)을 첨가한 것에 기인한 것으로, 이를 통해 본 실시예에 따른 저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 산세성을 향상시킬 수 있게 된다.

실시예1,2,3,4와 같이, 망간의 함량을 0.7 ~ 1.0 중량%로 첨가할 경우, 열연강판의 강도를 낮출 수 있기 때문에 냉간압연성이 향상되는 효과가 있다.

이에 더불어, 실시예1,2,3,4의 r-value는 비교예1,2,3,4의 r-value에 비해 대략 0.2 정도 낮아진 1.6 ~ 1.7을 갖는 것을 알 수 있다. 따라서, 위 실험 결과에서 확인되는 바와 같이, 본 실시예에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 성형성이 우수하다는 것을 알 수 있다.

이때, 실시예1,2,3,4의 화학성분 중 망간(Mn)과 니오븀(Nb)의 함량 감소로 인하여 발생되는 열연강판의 강도저하는 냉간압연과 소둔 공정 이후에 니오븀(Nb), 황(S) 및 보론(B)의 복합효과에 의해 냉연강판의 강도 확보가 가능해질 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 저탄소강에 함유된 망간과 인의 ??량을 낮추고 실리콘을 첨가하는 것을 통해 산세성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 망간의 함량 감소로 열연강판의 강도가 낮아져 냉간압연성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 극저탄소 고강도 냉연용 열연강판은 탄소 함량이 대략 0.01 중량% 이하인 저탄소강으로써 고강도를 가지며 산세성 및 성형성이 우수한 특성을 갖는다.

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.

S110 : 열간 압연 단계 S120 : 냉각 단계
S130 : 권취 단계

Claims

탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.03 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 열간 압연하는 열간 압연 단계;
상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계; 및
상기 냉각된 판재를 CT(Coiling Temperature): 400 ~ 600℃에서 권취하는 귄취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
질소(N) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 보론(B) : 0.0005 ~ 0.002 중량% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열간 압연 단계 전
상기 슬라브 판재를 재가열하는 슬라브 재가열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 슬라브 재가열 온도는
1150 ~ 1250℃인 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열간 압연 단계의 마무리 열간 압연 온도는
Ar3점 ~ Ar3 + 100℃인 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 냉각 단계의 냉각 속도는
50 ~ 100℃/s인 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열간압연에 의해 석출되는 TIC 및 AlN 석출물의 평균입자 크기는
0.1㎛ 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조 방법.
탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.03 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 열간 압연하는 열간 압연 단계;
상기 열간압연된 판재를 냉각하는 냉각 단계;
상기 냉각된 판재를 CT(Coiling Temperature): 400 ~ 600℃에서 권취하는 귄취 단계;
상기 권취된 강판을 산세 처리하는 산세 단계; 및
상기 산세 처리된 강판을 냉간 압연하는 냉간 압연 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판의 제조방법.
탄소(C) : 0.003 ~ 0.01 중량%, 실리콘(Si) : 0.0. ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 0.5 ~ 1.3 중량%, 황(S) : 0.005 ~ 0.01 중량%, 인(P) : 0.05 ~0.08 중량%, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.01 ~0.04 중량% 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판.
제9항에 있어서,
상기 강판은
질소(N) : 0.001 ~ 0.005 중량% 및 보론(B) : 0.0005 ~ 0.002 중량% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판.
제9항에 있어서,
상기 강판은
인장강도(TS) : 460 ~ 530 MPa, 항복강도(YS) : 320 ~ 390 MPa의 열연 기계적 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판.
제11항에 있어서,
상기 강판은
인장강도(TS) : 440 ~ 470 MPa, 항복강도(YS) : 300 ~ 340 MPa의 냉연 기계적 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판.
제9항에 있어서,
상기 강판은
1.6 ~ 1.7의 r-value를 갖는 것을 특징으로 하는 냉연용 열연강판.