KR20140003014A - 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 고강도를 가지면서도 버링성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7%, 질소(N) : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1250~1300℃에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도 840~880℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 상기 열간압연된 판재를 580~620℃까지 1차 냉각하는 단계; 상기 1차 냉각된 판재를 2~5℃/sec의 평균냉각속도로 2차 냉각하는 단계; 상기 2차 냉각된 판재를 산세 및 냉간압연하는 단계; 상기 냉간압연된 판재를 A1 변태점 이상에서 소둔 처리하는 단계; 상기 소둔 처리된 판재를 300~400℃까지 3차 냉각하는 단계; 상기 3차 냉각된 판재를 300~400℃에서 항온 유지하는 단계; 및 상기 항온 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 4차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 냉연강판 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH COLD ROLLED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은 강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고강도를 가지면서도 버링성(burring workability) 및 가공성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
고유가 시대에 따라 자동차 산업에 있어서 차체 경량화가 필수적으로 요구되고 있다. 이에 따라, 소재의 경량화를 위해 고강도강의 개발에 많은 연구가 이루어지고 있다.
자동차 부품에 있어서 고강도강을 필요로 하는 부분은 자동차 샤시 부품을 대표적인 예로 들 수 있다. 샤시 부품용 소재에 요구되는 특성으로는 내구성에 있어서 높은 인장강도, 복잡한 부품 형상 구현을 위한 고연신성, 고버링성이 필요하다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0047022호(2010.05.07. 공개)에 개시된 초고강도 고버링성 열연강판 및 그 제조 방법이 있다.
본 발명의 목적은 합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 780MPa 이상의 강도를 가지면서도 버링성 및 가공성이 우수한 고강도 냉연강판 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법으로 제조되어, 고강도와 함께 버링성 및 가공성이 우수하여 자동차 샤시 부품으로 활용할 수 있는 고강도 냉연강판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7%, 질소(N) : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1250~1300℃에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도 840~880℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 상기 열간압연된 판재를 580~620℃까지 1차 냉각하는 단계; 상기 1차 냉각된 판재를 2~5℃/sec의 평균냉각속도로 2차 냉각하는 단계; 상기 2차 냉각된 판재를 산세 및 냉간압연하는 단계; 상기 냉간압연된 판재를 A1 변태점 이상에서 소둔 처리하는 단계; 상기 소둔 처리된 판재를 300~400℃까지 3차 냉각하는 단계; 상기 3차 냉각된 판재를 300~400℃에서 항온 유지하는 단계; 및 상기 항온 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 4차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 슬라브 판재는 니오븀(Nb) : 0.05~0.2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 1차 냉각은 30~100℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2차 냉각은 냉각팬을 이용한 강제공냉 방식으로 실시되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 소둔 처리는 750~900℃에서 60~150초 동안 실시되고, 상기 3차 냉각은 20~100℃/sec의 평균냉각속도로 실시되며, 상기 항온유지는 200~400초 동안 실시되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7%, 질소(N) : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도 780MPa 이상, 홀확장성 50% 이상 및 연신율 22% 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉연강판은 미세조직이 평균 결정립 크기가 5㎛ 이하인 페라이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉연강판은 니오븀(Nb) : 0.05~0.2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법에 의하면, 텅스텐(W), 니오븀(Nb) 등의 합금 성분 조절과 공정 제어를 통하여 냉연 소둔 처리 후 석출 탄화물을 나노 사이즈로 유지하여 냉연 소둔 처리 후 평균 결정립 사이즈가 5㎛ 이하로 미세하고 균일한 페라이트의 형성을 조장함으로써, 홀확장성 및 연신율 향상을 통해 버링성 및 가공성이 우수한 강판을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 780MPa 이상의 인장강도를 가지면서도 50% 이상의 홀확장성 및 22% 이상의 연신율을 나타내어 우수한 버링성 및 가공성을 가지므로 복잡한 부품형상의 가공이 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법 중 열연 공정을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법 중 냉연 공정 및 열처리 공정을 개략적으로 나타내는 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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7% 및 질소(N) : 0.006% 이하를 포함한다.
상기 고강도 냉연강판은 니오븀(Nb) : 0.05~0.2중량%를 더 포함한다.
상기 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 고강도 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
탄소(C)는 복합조직강에서 마르텐사이트 분율 및 경도 향상에 기여한다.
상기 탄소는 강판 전체 중량의 0.05~0.1중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소의 첨가량이 0.05중량% 미만일 경우 인장강도 780MPa 이상의 강도를 확보하기 어렵다. 반면, 탄소 함량이 0.1중량%를 초과할 경우, 강중 탄화물 형성이 촉진되어 목표로 하는 22% 이상의 연신율을 확보하기 어려운 문제점이 있다.
실리콘( Si )
실리콘(Si)은 탈산제로 작용하며, 특히 본 발명에서는 강판 전체 중량의 0.1~0.5%로 첨가되어 연신율을 향상시키는 역할을 한다.
상기 실리콘의 첨가량이 강판 전체 중량의 0.1중량% 미만일 경우, 22% 이상의 연신율 확보가 어렵다. 반대로, 실리콘의 첨가량이 강판 전체 중량의 0.5중량%를 초과하는 경우, 연주성이 저하되고, 또한 표면에 SiMn2O4 등과 같은 산화물을 다량 형성하여 도금성이 저하되는 문제점이 있다.
망간( Mn )
망간(Mn)은 고용강화 및 소입성의 증대를 통하여 강의 강도 향상에 기여한다. 상기 망간은 강판 전체 중량의 1.0~2.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 1.0중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 함량이 2.0중량%를 초과하는 경우 소재 두께 방향 중심부에서 망간 밴드가 발달하여 연신율이 저하되고, 탄소당량을 상승시켜 용접성을 저해시킨다.
티타늄( Ti )
티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 Ti(C, N) 석출물을 생성시킴으로써 용접시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부 조직 미세화를 통해 용접부 특성을 향상시킨다.
상기 티티늄은 강 전체 중량의 0.03~0.1중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.03중량% 미만일 경우, 용접부 특성 향상이 불충분하다. 반면에, 티타늄의 함량이 0.1중량%를 초과하는 경우, 조대한 석출물을 생성시킴으로써 강의 충격 특성을 저해시키고, 강중의 탄소와 결합하여 항복비를 높이는 문제점이 있다.
텅스텐(W)
텅스텐(W)은 결정립의 미세화 및 균일 조직 형성을 통해 홀확장성 및 연신율 향상에 기여한다.
상기 텅스텐은 강 전체 중량의 0.02~0.7중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 텅스텐의 함량이 0.02중량% 미만일 경우, 홀확장성 및 연신율 향상 효과가 불충분하다. 반면에, 텅스텐의 함량이 0.7중량%를 초과하는 경우, 텅스텐 카바이드를 형성하여 항복강도를 증가시키므로 저항복비 특성과 도금성이 저해된다.
질소(N)
질소(N)는 결정립을 미세화하는데 기여할 수 있다.
다만, 질소의 첨가량이 강판 전체 중량의 0.006중량%를 초과하는 경우, 고용 질소가 증가하여 강의 충격특성 및 연신율을 저해하여 강의 성형성을 열화시키고, 아울러 용접부 인성을 크게 저해할 수 있다.
따라서, 질소의 함량은 기계적 물성에 영향이 미미한 강 전체 중량의 0.006중량% 이하로 제한되는 것이 바람직하다.
니오븀( Nb )
니오븀(Nb)은 강 중에 첨가된 텅스텐 및 티타늄과 복합 첨가되어 결정립 미세화 및 균일 조직을 형성하여 홀확장성 및 연신율을 향상시키는데 기여한다. 또한, 석출물 형성원소로서 초고강도 확보에 유효하게 작용한다.
상기 니오븀이 더 첨가될 경우, 그 함량은 강판 전체 중량의 0.05~0.2중량%일 수 있다. 니오븀의 함량이 0.05중량% 미만인 경우, 강판의 홀확장성 및 연신율 향상 효과가 불충분하다. 반대로, 니오븀의 첨가량이 0.2중량%를 초과하는 경우, 성형성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 상기 조성 및 후술하는 공정 제어에 의하여, 최종 미세조직이, 평균 결정립 크기가 5㎛ 이하인 페라이트를 포함할 수 있다. 이러한 미세한 결정립은 연신율 증가에 기여한다.
또한, 본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 기계적 특성 측면에서, 인장강도 780MPa 이상, 홀확장성 50% 이상 및 연신율 22% 이상을 나타내는 것을 특징으로 한다. 이는 텅스텐 첨가, 혹은 텅스텐, 티타늄 및 니오븀의 복합 첨가에 의해 결정립의 미세화 및 균일 조직 형성으로 평균 결정립 크기가 5㎛ 이하인 페라이트 형성에 기인한 것이다.
이하, 상기 특성을 갖는 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도로서, 도 1은 열연 공정을 나타낸 것이고, 도 2는 냉연 공정 및 열처리 공정을 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 고강도 냉연강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120), 1차 냉각 단계(S130), 2차 냉각 단계(S140), 산세 / 냉간압연 단계(S150), 소둔 처리 단계(S160), 3차 냉각 단계(S170), 항온 유지 단계(S180) 및 4차 냉각 단계(S190)를 포함한다.
슬라브 재가열 단계(S110)에서는 전술한 조성, 즉 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7% 및 질소(N) : 0.006중량% 이하를 포함하고, 니오듐(Nb) : 0.05~0.2중량%를 더 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하여 슬라브 상의 망간 편석대를 재분해하고, 니오븀 석출물을 재용해한다.
본 발명에서, 슬라브 판재의 재가열은 1250~1300℃에서 3~5시간 동안 실시되는 것이 바람직하다. 슬라브 판재의 재가열 온도가 1250℃ 미만이거나, 재가열 시간이 3시간 미만인 경우, 망간 편석대의 재분해 등의 효율이 감소하여, 최종 제조되는 냉연강판의 굽힘 가공성이 저하될 수 있다. 반대로, 슬라브 판재의 재가열이 1300℃를 초과하거나 재가열 시간이 5시간을 초과하는 경우, 과도한 가열로 인하여 추가의 효과없이 강판 제조 비용만 상승할 수 있다.
다음으로, 열간압연 단계(S120)에서는 재가열된 판재를 열간압연한다.
열간압연은 마무리압연온도 840~880℃ 조건으로 실시되는 것이 바람직하다. 마무리압연온도가 880℃를 초과하는 경우 페라이트 결정립 사이즈 증가로 인하여 강도 및 연성이 감소할 수 있다. 반면, 마무리압연온도가 840℃ 미만일 경우, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 등 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 1차 냉각 단계(S130)에서는 열간압연된 판재를 일정한 온도까지 냉각한다. 1차 냉각 후 권취가 실시되는 경우라면, 1차 냉각의 종료온도는 권취온도가 될 수 있다.
1차 냉각은 30~100℃/sec의 평균냉각속도로 580~620℃까지 실시되는 것이 바람직하다. 1차 냉각의 평균냉각속도가 30℃/sec 미만일 경우, 고온 석출물의 형성 및 성장을 억제하기 어렵다. 반대로, 1차 냉각의 평균냉각속도가 100℃/sec를 초과하는 경우, 더 이상의 효과 없이 과도한 냉각으로 강판 제조 비용만 상승할 수 있다. 또한, 1차 냉각의 냉각종료온도가 620℃를 초과하는 경우, 고온에서 석출물이 형성 및 성장할 수 있다. 반대로, 1차 냉각의 냉각종료온도가 580℃ 미만에서는 오히려 저온 석출물이 제대로 형성되지 않을 수 있다.
다음으로, 2차 냉각 단계(S140)에서는 1차 냉각된 판재를 2~5℃/sec의 평균냉각속도로 2차 냉각한다.
통상, 냉연강판 제조시 1차 냉각 후에는 권취가 이루어지고, 권취 후에는 공냉에 의해 상온까지 냉각된다. 이때, 권취온도 부근에서 형성되는 석출물이 성장하게 되어, 강판의 연신율 및 굽힘 가공성을 저해할 수 있다.
이에 본 발명에서는 1차 냉각된 판재를 2~5℃/sec의 평균냉각속도로 대략 상온까지 2차 냉각함으로써 1차 냉각 종료온도 부근에서 형성되는 석출물의 성장을 억제한다. 2차 냉각은 냉각팬을 이용한 강제공냉 방식으로 실시될 수 있다. 2차 냉각의 평균냉각속도가 2℃/sec 미만일 경우, 석출물 성장을 억제하기 어렵다. 다만, 냉각팬을 이용할 경우, 판재, 특히 권취된 상태에서는 평균냉각속도가 5℃/sec를 초과하기 어렵다.
다음으로, 산세 / 냉간압연 단계(S150)에서는 2차 냉각된 판재를 산세하여 강판 표면의 스케일을 제거하고, 이후, 냉간압연하여 강판의 최종 두께로 가공한다. 1차 냉각 후 권취가 이루어진 경우에는 산세 이전 혹은 산세와 동시에 권취된 강판을 언코일링(uncoiling)한다.
냉간압연의 압하율은 열간압연 후의 판재의 두께와 목표하는 강판의 최종 두께에 따라 대략 50~70% 정도로 정해질 수 있다.
다음으로, 소둔 처리 단계(S160)에서는 냉간압연된 판재를 A1 변태점 이상에서 소둔 처리한다. 소둔을 통하여 오스테나이트 상분율을 제어할 수 있으며, 이를 통하여 후술하는 3차 냉각, 항온 유지 및 4차 냉각을 통하여 목표로 하는 강도 및 연신율 등을 확보할 수 있다.
본 발명에서 소둔 처리는 750~900℃에서 60~150초 동안 실시되는 것이 바람직하다. 소둔 처리 온도가 750℃ 미만이거나 소둔 처리 시간이 60초 미만인 경우, 오스테나이트 내 탄소가 균일하게 분포되기 어려우며, 그 결과 마르텐사이트 분산 분포가 어려워져 최종 제조되는 강판의 굽힘 가공성이 저하될 수 있다. 반면, 소둔 처리 온도가 900℃를 초과하거나 소둔 처리 시간이 150초를 초과하는 경우, 오스테나이트 결정립 사이즈가 크게 증가하여 강도 등 강판의 물성이 저하될 수 있다.
본 발명에서는 고온에서 열적으로 안정한 텅스텐을 이용하여 냉연 소둔 처리 후 Ti-W-C 혹은 Ti-W-Nb-C의 복합탄화물 등과 같은 석출 탄화물을 나노 사이즈로 유지한다. 그 결과, 냉연 소둔 처리 후 결정립 사이즈가 5㎛ 이하로 미세하게 유지되면서 균일한 페라이트의 형성을 조장할 수 있어 홀확장성 및 연신율 향상을 도모할 수 있다.
다음으로, 3차 냉각 단계(S170)에서는 소둔 처리된 판재를 300~400℃까지 3차 냉각한다.
3차 냉각 종료 온도가 400℃를 초과하는 경우, 충분한 인장강도를 확보하기 어려워질 수 있으며, 3차 냉각 종료 온도가 300℃ 미만인 경우, 22% 이상의 연신율 확보가 어려워질 수 있다.
3차 냉각은 50~100℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것이 보다 바람직하다. 3차 냉각의 평균냉각속도가 50℃/sec 미만일 경우, 냉각 과정에서 오스테나이트가 페라이트, 펄라이트 등으로 변태하여 최종 목표로 하는 마르텐사이트 분율을 확보하기 어려워질 수 있다. 반대로, 3차 냉각의 평균냉각속도가 100℃/sec를 초과하여 너무 빠른 경우에는 재질 불균일의 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 항온 유지 단계(S180)에서는 3차 냉각된 판재를 300~400℃에서 정해진 시간동안 항온 유지하여, 잔류 오스테나이트 내로 탄소(C) 농축을 단시간에 진행시킨다. 여기서, 항온 유지는 정해진 시간동안 온도를 일정하게 유지하는 것 뿐만 아니라, 정해진 시간동안 공냉하는 것도 포함된다.
항온유지는 200~400초동안 실시되는 것이 보다 바람직하다. 항온유지 시간이 200초 미만일 경우, 그 효과 불충분하고, 항온유지시간이 400초를 초과하는 경우, 더 이상의 효과 없이 생산성을 저하시킬 수 있다.
다음으로, 4차 냉각 단계(S190)에서는 상기 항온 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 4차 냉각하여 최종 미세조직을 형성한다. 4차 냉각은 대략 5~100℃/sec의 평균냉각속도로 실시될 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. 시편의 제조
표 1에 기재된 조성을 갖는 슬라브 판재를 제조하였다.
[표 1]
Figure pat00001
이후, 슬라브 판재를 1250℃에서 3시간동안 재가열하고, 마무리압연온도 860℃로 열간압연한 후 40℃/sec의 평균냉각속도로 600℃까지 1차 냉각한 후 권취하고, 냉각팬을 이용하여 상온까지 3℃/sec의 평균냉각속도로 2차 냉각하였다.
이후, 권취된 판재를 언코일링하고 산세처리한 후, 60%의 압하율로 냉간압연하였다. 이후, 800℃에서 100초 동안 소둔 처리하고, 50℃/sec의 평균냉각속도로 350℃까지 3차 냉각하였다. 이후, 350℃에서 300초 동안 항온 유지 후, 20℃/sec의 평균냉각속도로 200℃까지 4차 냉각한 후, 상온까지 공냉하여 최종 냉연시편 1~4을 제조하였다.
2. 기계적 특성 및 물성 평가
표 2는 제조된 냉연시편 1~4 각각의 인장시험 결과 및 조직 특성을 나타낸 것이다.
표 2에서, 인장강도(TS) 및 연신율(EL)은 JIS 5호 시험편에 의거한 인장시험을 통하여 측정하였다.
홀확장성(HER)은 초기 직경(d0:10mm)의 천공 구멍을 형성한 후, 60° 원추펀치로 확장시켜서, 크랙(crack)이 판을 관통한 시점의 구멍 직경(d)으로부터 구해지는 홀 확장률((d-d0)/d0 × 100)로 나타내었다.
조직 특성은 페라이트 결정립 크기(FGS)로 나타내었다.
[표 2]
Figure pat00002
표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예에 따라 제조된 시편 2~4의 경우, 5㎛ 이하의 페라이트 결정립 크기(FGS)를 갖으며, 인장강도(TS), 연신율(EL) 및 홀확장성(HER)이 목표값을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예에 따라 제조된 시편1의 경우, 6~10㎛의 페라이트 결정립 크기를 갖고, 인장강도는 목표치에 만족하였으나, 연신율 및 홀확장성은 목표치에 미치지 못하였으며, 특히, 홀확장성이 목표치와 거리가 멀었다.
이를 통해, 몰리브덴을 이용한 시편 1에 비해 텅스텐이나 텅스텐에 추가로 니오븀을 이용한 시편 2~4가 가공성 및 버링성이 보다 우수함을 알 수 있다.
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 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 열간 압연 단계
S130 : 1차 냉각 단계
S140 : 2차 냉각 단계
S150 : 산세 / 냉간압연 단계
S160 : 소둔 처리 단계
S170 : 3차 냉각 단계
S180 : 항온 유지 단계
S190 : 4차 냉각 단계

Claims (8)

  1. 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7%, 질소(N) : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1250~1300℃에서 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 판재를 마무리압연온도 840~880℃ 조건으로 열간압연하는 단계;
    상기 열간압연된 판재를 580~620℃까지 1차 냉각하는 단계;
    상기 1차 냉각된 판재를 2~5℃/sec의 평균냉각속도로 2차 냉각하는 단계;
    상기 2차 냉각된 판재를 산세 및 냉간압연하는 단계;
    상기 냉간압연된 판재를 A1 변태점 이상에서 소둔 처리하는 단계;
    상기 소둔 처리된 판재를 300~400℃까지 3차 냉각하는 단계;
    상기 3차 냉각된 판재를 300~400℃에서 항온 유지하는 단계; 및
    상기 항온 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 4차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 슬라브 판재는
    니오븀(Nb) : 0.05~0.2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1차 냉각은
    30~100℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2차 냉각은
    냉각팬을 이용한 강제공냉 방식으로 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소둔 처리는 750~900℃에서 60~150초 동안 실시되고,
    상기 3차 냉각은 20~100℃/sec의 평균냉각속도로 실시되며,
    상기 항온유지는 200~400초 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
  6. 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.1%, 실리콘(Si) : 0.1~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 티타늄(Ti) : 0.03~0.1%, 텅스텐(W) : 0.2~0.7%, 질소(N) : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
    인장강도 780MPa 이상, 홀확장성 50% 이상 및 연신율 22% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉연강판은
    미세조직이 평균 결정립 크기가 5㎛ 이하인 페라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 냉연강판은
    니오븀(Nb) : 0.05~0.2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP5589893B2 (ja) 2010-02-26 2014-09-17 新日鐵住金株式会社 伸びと穴拡げに優れた高強度薄鋼板およびその製造方法
KR101185269B1 (ko) * 2010-10-27 2012-09-21 현대제철 주식회사 버링 가공성이 우수한 780ＭＰａ급 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019093689A1 (ko) * 2017-11-07 2019-05-16 주식회사 포스코 파단 특성이 우수한 고강도, 저인성 냉연강판 및 그 제조 방법

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