KR20130088323A

KR20130088323A - 고강도 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130088323A
Application number: KR1020120009490A
Authority: KR
Inventors: 이동진; 고상기; 권승오; 박규협
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2013-08-08
Also published as: KR101412345B1

Abstract

두께 방향 특성 및 중심부 저온 충격인성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용강을 진공 탈가스 처리한 후, 연속주조하여 슬라브 판재를 얻는 단계; 상기 슬라브 판재를 950℃ 이상 1000℃ 미만으로 재가열한 후, 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역에서 잔압하율((A-B)/A X 100, 여기서 A는 2차 압연 개시 시점의 판재 두께, B는 2차 압연 종료 시점의 판재 두께) 40~60%로 2차 압연하는 단계; 및 상기 2차 압연된 판재를 2~6℃/sec의 냉각속도로 300~400℃까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 강판 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH STEEL PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 및 공정 제어를 통하여, 두께 방향 특성이 우수하며, 중심부 저온 충격 인성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 유가상승 및 극지방 유전개발에 따른 저온 지역의 해양구조물용 강판에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.

해양구조물용 강판은 주로 두께 50mm 이상의 극후 강판으로 제조되고 있다. 그런데, 이러한 극후 강판의 경우 두께 방향으로 재질 변동폭이 크고, 중심부 저온 충격 인성이 좋지 못하다.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0782761호(2007.12.05. 공고)에 개시되어 있는 두께 중심부의 강도와 인성이 우수한 극후물 강판의 제조 방법이 있다.

본 발명의 목적은 합금성분 및 공정 제어를 통하여 두께 방향 특성이 우수하고, 아울러 중심부 저온 충격 인성이 우수한 고강도 강판 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어 두께 방향 단면수축률이 우수하고, 중심부의 강도 및 저온 충격 인성이 우수하여 저온 지역의 해양구조물의 소재로 활용할 수 있는 고강도 강판을 제공하는 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용강을 진공 탈가스 처리한 후, 연속주조하여 슬라브 판재를 얻는 단계; 상기 슬라브 판재를 950℃ 이상 1000℃ 미만으로 재가열한 후, 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역에서 2차 압연하는 단계; 및 상기 2차 압연된 판재를 2~6℃/sec의 냉각속도로 300~400℃까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 슬라브 판재는 1.5 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5(상기 식에서 [Ca] 및 [S]는 Ca 및 S의 중량%)를 추가로 만족하는 범위 내에서 칼슘(Ca) 및 황(S)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 진공 탈가스 처리는 2Torr 이하의 압력에서 5~20min동안 실시하여 상기 수소의 함량을 0.00025% 이하로 조절할 수 있다.

또한, 상기 2차 압연은, 종료 온도가 700~800℃가 되도록 실시될 수 있다.

또한, 상기 2차 압연은, 잔압하율이 40~60%가 되도록 실시될 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 70~100mm 두께를 가지며, 두께방향 단면수축률이 70~85%인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 강판은 두께 방향 중심부의 인장강도 540~640MPa를 나타낼 수 있고, 또한, 두께 방향 중심부의 -40℃에서의 샤르피 평균충격흡수에너지 290J 이상을 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 슬라브 판재를 1000℃ 미만으로 저온 가열함으로써 초기 오스테나이트 결정립을 최대한 미세화시키고, 제어압연시 가속냉각에 의해 중심부의 최종 미세조직에 미세 페라이트 및 하부 베이나이트 조직을 생성시킬 수 있다.

본 발명에 따른 방법으로 제조된 고강도 강판은 두께방향 단면수축률이 70~85%이고, 두께 방향 중심부의 인장강도가 540MPa 이상이으로, 우수한 두께 방향 특성을 나타낼 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 고강도 강판은 두께 방향 중심부의 -40℃에서의 샤르피 평균충격흡수에너지 290J 이상을 나타낼 수 있어, 중심부 저온 충격 인성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 강판 No. 2의 두께방향 중심부 단면 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 강판 No. 2의 두께방향 중심부의 저온충격인성 실험 결과를 나타낸 것이다.

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 실시예에 따른 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

고강도 강판

본 발명에 따른 고강도 강판은, 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하를 포함한다.

상기 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 제강 공정 등에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 고강도 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.

탄소(C)

본 발명에서 탄소(C)는 강판의 강도를 확보하기 위해 첨가된다.

상기 탄소는 강판 전체 중량의 0.05~0.1중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소의 첨가량이 0.05중량% 미만인 경우 강판의 강도가 불충분하다. 반대로, 탄소의 첨가량이 0.1중량%를 초과하면 강판의 저온 충격인성 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.

실리콘(Si)

실리콘(Si)은 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한 실리콘은 고용강화를 통한 강판의 강도 향상에 기여한다.

상기 실리콘은 강판 전체 중량의 0.05~0.3중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.05중량% 미만인 경우, 실리콘 첨가에 따른 탈산 효과가 불충분하다. 반대로, 실리콘의 첨가량이 0.3중량%를 초과하는 경우, 강판 표면에 산화물을 다량 형성하여 강판의 도금특성을 저해하고 용접성을 저하시키는 문제점이 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소이며, 결정립을 미세화시켜 강도 및 저온 충격인성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 망간은 강판 전체 중량의 1.4~2.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 1.4중량% 미만인 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 2.0중량%를 초과하는 경우, 저온충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.

상기 알루미늄(Al)은 강판 전체 중량의 0.05 중량% 이하의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.05 중량%를 초과하면 비금속 개재물인 Al₂O₃를 형성하여 저온충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.

인(P)

인(P)은 강도 향상에 일부 기여하나, 저온 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로서 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다.

이에 본 발명에서는 인의 함량을 강판 전체 중량의 0.012중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 상기 인(P)과 함께 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 유화물계 개재물(MnS)을 형성하여 저온충격인성을 저하시킨다.

이에 본 발명에서는 황의 함량을 강판 전체 중량의 0.003중량% 이하로 제한하였다.

니켈(Ni)

본 발명에서 니켈(Ni)은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다. 특히 니켈은 저온인성을 향상시키는데 효과적인 원소이다.

상기 니켈은 강판 전체 중량의 0.5~1.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니켈의 첨가량이 0.5중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 니켈의 첨가량이 1.0중량%를 초과하는 경우, 적열취성을 유발하는 문제점이 나타날 수 있다.

구리(Cu)

본 발명에서 구리(Cu)는 강도 상승 및 인성 개선에 유효한 원소이다.

상기 구리는 강판 전체 중량의 0.1~0.3중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 구리의 첨가량이 0.1중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 구리의 첨가량이 0.3중량%를 초과하는 경우, 표면결함을 유발시킬 수 있다.

니오븀(Nb)

니오븀(Nb)은 탄소(C), 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 이는 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화 시키므로 강도와 저온인성을 향상시킨다.

상기 니오븀은 강판 전체 중량의 0.01~0.03중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀의 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우 상기의 니오븀 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀의 첨가량이 0.03중량%를 초과할 경우 강판의 용접성을 저하하며, 저온충격인성을 저하시킬 위험이 있다.

보론(B)

보론(B)은 고용되면 소입성을 증가시키고, 또한 BN으로서 석출되면 고용 N을 저하시켜서 HAZ의 인성을 향상시키는 원소이다.

상기 보론은 강판 전체 중량의 0.0005중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 보론의 첨가량이 0.0005중량%를 초과하는 경우, 강도는 양호하나, 저온충격인성이 저하되는 문제점이 있다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 강판의 결정립을 미세화하고, 저온 충격인성 향상 등에 기여한다.

상기 티타늄은 강판 전체 중량의 0.01~0.02중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄의 첨가량이 0.01중량% 미만인 경우 저온 충격인성 향상 등의 효과가 불충분하다. 반대로, 티타늄의 첨가량이 0.02중량%를 초과하면 고용 티타늄이 탄소(C)와 결합하여 탄화물을 형성하게 되어 오히려 인성을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다.

칼슘(Ca)

칼슘(Ca)은 황(S)과 친화력이 망간(Mn)보다 우수하여 CaS 개재물을 형성함으로써 강판의 중심부 저온충격인성 향상에 기여한다.

상기 칼슘은 0.03중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 칼슘의 첨가량이 0.03중량%를 초과하는 경우, 다량의 CaO를 형성하여 강판의 용접성을 저해하는 문제점이 있다.

이때, 칼슘과 황은 1.5 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5(상기 식에서 [Ca] 및 [S]는 Ca 및 S의 중량%)를 만족하는 범위로 각각 포함되는 것이 바람직하다.

상기 범위에서 CaS 형성에 의한 저온 충격인성이 충분하며, [Ca] / [S] < 1.5 인 경우, CaS 생성량이 불충분하여 상대적으로 저온 충격인성이 저하될 수 있다. 반대로, [Ca] / [S] > 2.5를 초과하는 경우, 과도한 CaO가 생성될 수 있으며, 아울러 황을 극소 함량으로 제한하여야 하는 어려움이 있다.

질소(N)

질소(N)는 강 내부에 개재물을 발생시켜 강판의 내부 품질을 저하시킨다.

이에 본 발명에서는 질소의 함량을 강판 전체 중량의 0.005중량% 이하로 제한하였다.

수소(H)

수소는 강 내부의 취약 지점으로 작용하여, 강판의 두께 방향 특성에 악영향을 미친다.

이에 본 발명에서는 수소의 함량을 강판 전체 중량의 0.00025% 이하의 극소로 제한하였다. 이러한 수소 함량의 극소 조절은 진공 탈가스 처리시 적용되는 압력을 2torr 이하로 하고, 진공 탈가스 처리 시간을 5~20분동안 충분히 실시함으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 고강도 강판은 상기 성분들 및 후술하는 공정 조건 제어에 의하여 70~100mm 두께를 가지며, 평균 결정립 사이즈가 10㎛ 이하인 미세 페라이트와, 하부 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 강판은 기계적 특성 측면에서, 두께방향 단면수축률이 70% 이상을 나타낼 수 있으며, 중심부 인장강도 540MPa 이상, 중심부의 -40℃에서의 샤르피 평균 충격흡수에너지 290J 이상을 나타낼 수 있다.

고강도 강판의 제조 방법

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 슬라브 제조 단계(S110), 슬라브 재가열 / 1차 압연 단계(S120), 2차 압연 단계(S130), 냉각 단계(S140)를 포함한다.

슬라브 제조

먼저 슬라브 제조 단계(S110)에서는 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용강을 진공 탈가스 처리한 후, 연속주조하여 슬라브 판재를 제조한다.

이때, 칼슘 및 황은 1.5 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5(상기 식에서 [Ca] 및 [S]는 Ca 및 S의 중량%)를 만족하는 범위 내에서 각각 포함되는 것이 바람직하다.

이때, 진공 탈가스 처리는 2Torr 이하의 압력에서 5~20min동안 실시하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 수소의 함량을 0.00025% 이하로 조절할 수 있다. 압력이 2Torr를 초과하거나 처리 시간이 5분 미만일 경우, 수소 함량 극소 조절이 어려워질 수 있으며, 압력 2Torr 이하에서 처리 시간이 20분을 초과하더라도 더 이상의 수소 함량이 낮아지지 않고, 진공 탈가스 처리 비용만 증가할 수 있다.

슬라브 재가열 / 1차 압연

다음으로, 슬라브 재가열 / 1차 압연 단계(S120)에서는 슬라브 판재를 950℃ 이상 1000℃ 미만으로 재가열한 후, 1차 압연한다. 슬라브 재가열 온도가 1000℃ 이상인 경우, 초기 오스테나이트의 성장에 의하여, 두께 방향으로 조직 및 재질 편차가 증가할 수 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 950℃ 미만인 경우, 강판의 길이 및 폭 방향으로 재질 편차가 커질 수 있다.

1차 압연에서는 2차 압연 이전에 미리 압연을 실시하여 2차 압연의 압하율을 조절한다. 1차 압연은 오스테나이트 재결정 영역에서 실시될 수 있다.

2차 압연

2차 압연 단계(S130)에서는 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역에서 2차 압연한다.

2차 압연은 잔압하율((A-B)/A X 100, 여기서 A는 2차 압연 개시 시점의 판재 두께, B는 2차 압연 종료 시점의 판재 두께)이 40~60%가 되도록 실시되는 것이 바람직하다. 2차 압연은 잔압하율이 40% 미만일 경우, 균일하면서도 미세한 조직을 확보하기 어려우며, 두께방향 중심부 조직이 조대화되어 저온 충격인성이 저하될 수 있다. 반대로, 2차 압연이 60%를 초과하는 경우, 항복강도 증가로 인하여 내진 특성 등이 저하될 수 있다.

또한, 2차 압연은, 종료 온도가 700~800℃가 되도록 실시되는 것이 바람직하다. 2차 압연의 종료 온도가 800℃를 초과하는 경우, 충분한 강도 확보가 어려워질 수 있다. 반대로, 2차 압연의 종료 온도가 700℃ 미만인 경우, 이상역 압연에 의해 혼립 조직이 발생하여 강판 물성을 저하시킬 수 있다.

냉각

냉각 단계(S140)에서는 2차 압연된 판재를 2~6℃/sec의 냉각속도로 300~400℃까지 냉각한다. 냉각 속도가 2℃/sec 미만인 경우 결정립 성장이 촉진되어 강도 확보에 어려움이 있다. 반대로, 냉각 속도가 6℃/sec를 초과하는 경우, 저온 충격인성이 저하될 수 있다.

상기 냉각속도를 기준으로, 냉각종료 온도가 300~400℃가 되도록 실시되는 것이 바람직하다. 냉각 종료 온도가 300℃ 미만인 경우 저온변태조직이 다량 형성되어 저온 충격인성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 냉각 종료 온도가 400℃를 초과할 경우 조대한 미세조직의 형성 등으로 인하여 강도가 불충분해지는 문제가 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 기술분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 강판의 제조

하기 강종 1 및 강종 2에 기재된 조성을 갖는 슬라브 판재를 제조한 후, 표 1에 기재된 공정 조건으로 각각 두께 76.2mm를 갖는 강판(No. 1~6)을 제조하였다.

강종 1 : 중량%로, 탄소(C) : 0.08%, 실리콘(Si) : 0.2%, 망간(Mn) : 1.7%, 알루미늄(Al) : 0.03%, 인(P) : 0.01%, 황(S) : 0.002%, 니켈(Ni) : 0.8%, 구리(Cu) : 0.2%, 니오븀(Nb) : 0.02%, 보론(B) : 0.0003%, 티타늄(Ti) : 0.015%, 칼슘(Ca) : 0.004%, 질소(N) : 0.004%, 수소(H) : 0.00025% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물

강종 2 : 중량%로, 탄소(C) : 0.075%, 실리콘(Si): 0.33%, 망간(Mn) : 1.47%, 알루미늄(Al) : 0.035%, 인(P) : 0.006%, 황(S): 0.002%, 니켈(Ni) : 0.1%, 구리(Cu) : 0.1%, 니오븀(Nb) : 0.023%, B: 0.0013%, 티타늄(Ti) : 0.009%, 질소(N) : 0.004%, 수소(H) : 0.00030% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물

[표 1]

2. 미세조직

도 2는 강판 No. 2의 두께방향 중심부 단면 사진을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 강판 No. 2에 따라 제조된 강판의 경우, 두께 중심부 조직이 페라이트와 하부 베이나이트를 포함하는 것을 볼 수 있다.

본 발명에 따른 고강도 강판은 이러한 미세조직으로 인하여 중심부의 강도 및 저온 충격인성이 우수하다고 볼 수 있다.

2. 물성 평가 결과

표 2는 제조된 강판 No. 1~6의 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.

표 2에서, 단면수축률은 Z축 인장시험기를 통하여 각각 2회 실시한 결과의 평균값을 나타낸 것이다.

[표 2]

표 2를 참조하면, 본 발명에서 제시한 조성 및 공정 조건을 만족하는 강판 No. 1~3의 경우, 중심부(1/2T) 인장강도 540MPa 이상을 나타내었으며, 두께 방향의 평균에 해당하는 1/4T 지점에서의 강도 편차가 낮았다. 또한, 강판 No. 1~3의 경우, Z축 인장시험 결과 단면수축률이 70~85%를 만족하였다.

반면, 본 발명에서 제시한 조성은 만족하나, 슬라브 재가열 온도가 상대적으로 높은 강판 No. 4의 경우, 중심부 인장강도가 540MPa에 미치지 못하였고, 특히 Z축 인장시험시 단면수축률이 현저히 낮았다.

또한, 수소가 0.00025중량%를 초과하고, 또한 칼슘이 포함되지 않은 조성을 갖는 강판 No. 5~6의 경우, 두께 방향 중심부 특성은 양호하였으나, 단면수축률이 70% 미치지 못하여, 강판 No. 1~3에 비하여 두께 방향 특성이 좋지 못하였다.

도 3은 강판 No. 2의 두께방향 중심부의 저온충격인성 실험 결과를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 강판 No.2의 경우, -40℃에서 3회 평균 샤르피 충격 흡수 에너지가 대략 400J인 것을 볼 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 강판의 경우, 중심부 강도 및 두께 방향 특성이 우수할 뿐만 아니라, 중심부의 저온 충격인성 역시 매우 우수한 결과를 나타낸다.

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.

Claims

중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용강을 진공 탈가스 처리한 후, 연속주조하여 슬라브 판재를 얻는 단계;
상기 슬라브 판재를 950℃ 이상 1000℃ 미만으로 재가열한 후, 1차 압연하는 단계;
상기 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역에서 2차 압연하는 단계; 및
상기 2차 압연된 판재를 2~6℃/sec의 냉각속도로 300~400℃까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
1.5 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5(상기 식에서 [Ca] 및 [S]는 Ca 및 S의 중량%)를 추가로 만족하는 범위 내에서 칼슘(Ca) 및 황(S)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 진공 탈가스 처리는
2Torr 이하의 압력에서 5~20min동안 실시하여 상기 수소의 함량을 0.00025% 이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 2차 압연은,
종료 온도가 700~800℃가 되도록 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 2차 압연은,
잔압하율((A-B)/A X 100, 여기서 A는 2차 압연 개시 시점의 판재 두께, B는 2차 압연 종료 시점의 판재 두께)이 40~60%가 되도록 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.4~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.05% 이하, 인(P) : 0.012% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니켈(Ni) : 0.5~1.0%, 구리(Cu) : 0.1~0.3%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 보론(B) : 0.0005% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01~0.02%, 칼슘(Ca) : 0.03% 이하, 질소(N) : 0.005% 이하, 수소(H) : 0.00025% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고,
70~100mm 두께를 가지며,
두께방향 단면수축률이 70~85%인 것을 특징으로 하는 고강도 강판.
제6항에 있어서,
상기 강판은
1.5 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5(상기 식에서 [Ca] 및 [S]는 Ca 및 S의 중량%)를 추가로 만족하는 범위 내에서 칼슘(Ca) 및 황(S)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판
제6항에 있어서,
상기 강판은
중심부 미세조직이 평균 결정립 사이즈가 10㎛ 이하인 미세 페라이트와, 하부 베이나이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.