KR20140118310A

KR20140118310A - 열연강판 및 이를 이용한 강 제품 제조 방법

Info

Publication number: KR20140118310A
Application number: KR1020130033947A
Authority: KR
Inventors: 도형협; 고강희; 박세호
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-08

Abstract

합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 고강도를 가지면서도 온간 성형 후 인장강도 열화가 작은 열연강판 및 이를 이용하여 강도가 우수한 강 제품을 제조할 수 있는 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 강 제품 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 600MPa 이상의 인장강도를 갖는 열연강판을 마련하는 단계; 상기 열연강판을 절단하여 강블랭크를 형성하는 단계; 상기 강블랭크를 600~900℃에서 가열하는 단계; 상기 가열된 강블랭크를 성형 온도 600~900℃에서 성형하여, 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 성형체를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열연강판 및 이를 이용한 강 제품 제조 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING STEEL PRODUCT USING THE SAME}

본 발명은 열연강판 및 이를 이용한 강 제품 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고강도를 가지면서도 온간 성형 후 인장강도 열화가 작은 열연강판 및 이를 이용하여 강도가 우수한 강 제품을 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

고유가 시대에 따라 자동차 산업에 있어서 차체 등 부품 경량화를 위하여 많은 노력이 이루어지고 있다. 이러한 노력의 일환으로, 최근에는 인장강도 980MPa 이상의 초고강도를 갖는 부품이 개발되고 있다.

인장강도 980MPa 이상의 초고강도 자동차용 부품의 제조에는 주로, 상온 프레스 성형법이나 핫 스탬핑(Hot Stamping)법이 이용되고 있다.

이 중 핫 스탬핑법은 980MPa 정도의 인장강도를 갖는 강재를 Ac3 온도 이상에 해당하는 950℃ 정도로 가열하여 오스테나이트 상을 생성시킨 후, 성형과 동시에 급냉하여 마르텐사이트 상을 만들어줌으로써 초고강도 강 제품을 제조할 수 있는 기술이다.

본 발명에 관련된 배경 기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0037854호(2010.04.12. 공개)가 있다. 상기 문헌에는 강철 성형체 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 강철 성형체가 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 고강도를 가지면서도 온간 성형 후 인장강도 열화가 작은 열연강판 및 이를 이용하여 강도가 우수한 강 제품을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 600MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 열연강판은 최종 미세조직이, 부피%로, 페라이트 : 80~85% 및 펄라이트 : 10~15%를 포함하는 복합조직으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 600MPa 이상의 인장강도를 갖는 열연강판을 마련하는 단계; 상기 열연강판을 절단하여 강블랭크를 형성하는 단계; 상기 강블랭크를 600~900℃에서 가열하는 단계; 상기 가열된 강블랭크를 성형 온도 600~900℃에서 성형하여, 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 성형체를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 성형체 냉각 후, 초기 열연강판의 인장 강도 대비 인장 강도의 감소량이 20MPa 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 냉각은 공냉으로 실시되는 것을 특징으로 한다.

상기 열연강판을 마련하는 단계는 중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature; SRT) 1150 ~ 1250℃ 조건으로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(Finishing Delivery Temperature; FDT) 880 ~ 920℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 및 상기 열간압연된 판재를 평균냉각속도 50~150℃/sec의 조건으로 권취온도(Coiling Temperature; CT) 560 ~ 640℃로 냉각하여 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 탄소의 함량은 낮추는 반면 석출 강화 원소를 투입하고, 냉각속도를 높임으로써, 미세 복합 조직 형성을 통한 고강도 확보와 함께 가공성 및 용접성이 우수한 열연강판을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열연강판을 이용하면 기존 열처리로를 이용하여 600~900℃에서 가열한 후 기존 프레스로 가공한 다음 공냉하더라도 재질 열화가 작아 성형 후에도 강도가 우수한 강 제품을 제조할 수 있고, 설비 투자 비용을 절감하여 강 제품의 제조 단가를 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법을 나타낸 공정 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, 본 발명에 따른 고강도를 가지면서도 성형 후 인장강도 열화가 작은 열연강판 및 이를 이용한 고강도 강 제품 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

열연강판

본 발명에 따른 열연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15% 및 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3%를 포함한다.

상기 합금 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 강의 제조 과정에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 열연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명한다.

탄소(C)

탄소(C)는 강의 강도 확보 및 미세조직 제어를 위해 첨가된다.

통상 열처리용 소재의 경우 대부분 탄소(C)의 첨가 함량을 강 전체 중량의 0.15중량% 이상 첨가하여 열처리 후에도 강도를 확보하고 있으나, 이는 용접성을 저하시킬 뿐만 아니라 이상 분율을 높여 가공성의 열화를 초래한다.

본 발명은 저탄 합금 설계를 특징으로 하며, 이를 위해, 본 발명에서 탄소(C)는 강 전체 중량의 0.05 ~ 0.09중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 이 경우, 가공성 및 용접성이 우수하고, 고온열처리를 통하여 난성형 부품의 적용도 용이하며, 열처리 후 고강도를 확보할 수 있는 강판을 제조할 수 있다.

탄소(C)의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우 본 발명에 따른 강판에서 충분한 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.09 중량%를 초과하면 강도는 증가하나 가공성 및 용접성이 크게 저하될 수 있다.

실리콘( Si )

실리콘(Si)은 상대적으로 저가의 원소로서, 낮은 가격으로 강의 강도를 높이는데 기여한다. 또한, 페라이트 안정화 원소로서, 페라이트 형성을 유도함으로써 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다.

본 발명에서 실리콘(Si)은 강 전체 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 실리콘 첨가 효과를 제대로 얻을 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.05 중량%를 초과하는 경우 열연 공정 중에 가열로에서 적스케일(red scale)을 생성시킴으로써 강의 표면품질에 문제를 줄 수 있다. 또한, Mn₂SiO₄등과 같은 산화물을 형성하여 용접성을 저해할 수 있다.

망간( Mn )

망간(Mn)은 철(Fe)과 유사한 원자반경을 갖는 치환형 원소로서, 고용강화 및 강의 경화능 향상에 기여한다.

본 발명에서 망간(Mn)은 강 전체 중량의 1.4 ~ 1.6 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 1.4 중량% 미만일 경우에는 고용강화 및 경화능 향상 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.6 중량%를 초과하면 MnS 개재물 및 산화물을 형성하여 고주파 전기저항 용접 시 강의 용접성을 저해할 수 있다.

인(P)

인(P)은 고용강화에 의하여 강의 강도를 향상시키는데 기여한다.

그러나, 인(P)은 다량 첨가 시 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 강의 인성 및 용접성을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강 전체 중량의 0.02 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해한다. 특히, 황(S)은 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있고, 그 결과 강의 내부식성을 저하시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강 전체 중량의 0.003 중량% 이하로 제한하였다.

니오븀( Nb )

니오븀(Nb)은 강의 강도에 큰 영향을 주는 원소 중에 하나로서, 강 중에 탄질화 석출물을 석출하거나 또는 철(Fe) 내 고용강화를 통하여 강의 강도 향상에 기여한다. 이때, 니오븀계 탄질화 석출물은 1150℃ 이상의 가열로에서 고용된 후 열간압연 중 미세하게 석출되어 강의 강도를 효과적으로 증가시킨다.

원하는 강도를 고려할 때, 본 발명에서 니오븀은 강 전체 중량의 0.05 ~ 0.15 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우 강도 향상 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 니오븀의 함량이 0.15 중량%를 초과할 경우 강도 향상에는 기여할 수 있으나, 과다한 석출로 인해 연주성, 압연성 및 연신율이 저하될 수 있다.

티타늄( Ti )

티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 Ti(C,N) 석출물을 생성시킴으로써 용접 시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부 조직을 미세화시켜 열연 제품의 인성 및 강도를 향상시킨다.

본 발명에서 티타늄(Ti)은 강 전체 중량의 0.05 ~ 0.15중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.05중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.15 중량%를 초과하면 조대한 석출물을 생성시켜 강의 인성을 저하시킬 수 있다.

몰리브덴( Mo )

몰리브덴(Mo)은 치환형 원소로서, 고용강화를 통해 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 강의 경화능 및 내식성을 향상시킨다.

본 발명에서 몰리브덴(Mo)은 강 전체 중량의 0.1 ~ 0.3 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.3 중량%를 초과하면 더 이상의 효과없이 제조비용을 상승시키는 문제점이 있다.

미세조직 측면에서, 본 발명에 따른 열연강판은 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 복합조직으로 이루어지며, 부피%로, 페라이트 및 펄라이트의 합 90% 이상을 포함하는 복합조직을 갖는다.

바람직하게, 본 발명에 따른 열연강판은 최종 미세조직이, 부피%로, 페라이트 : 80~85% 및 펄라이트 : 10~15%를 포함하는 복합조직으로 이루어진다. 나머지는 폴리고날페라이트 및 베이나이트 등을 포함할 수 있다.

기계적 특성 측면에서, 본 발명에 따른 열연강판은 미세 복합조직을 통하여 인장강도(TS) : 600MPa 이상의 고강도 특성을 나타내었다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열연강판을 이용한 강 제품 제조 시, 20MPa 이하의 인장강도 열화 특성을 나타내었다.

상기한 특성은 저탄소 합금 설계와 더불어 Nb, Ti, Mo 등의 석출 강화 원소들을 추가로 투입하고, 냉각속도를 높임으로써, 결정립 미세화를 통한 미세 복합조직 형성을 통한 강도 확보에 기인한다.

이하에서는 상기한 특성을 나타내는 열연강판을 이용한 고강도 강 제품을 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

강 제품 제조 방법

도 1을 참조하면, 도시된 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법은 열연강판 마련 단계(S110), 강블랭크 형성 단계(S120), 가열 단계(S130), 성형 단계(S140) 및 냉각 단계(S150)를 포함한다.

열연강판 마련

열연강판 마련 단계(S110)에서는 본 발명에 따른 열연강판, 즉 합금 성분 중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 600MPa 이상을 갖는 열연강판을 마련한다.

상기 합금성분들로 이루어지는 본 발명에 따른 열연강판은 슬라브 재가열(Slab Reheating), 열간압연(Hot-Rolling), 냉각(Cooling) 및 권취(Coiling) 공정을 포함하는 일련의 과정으로 제조될 수 있다.

슬라브 재가열은 주조 시 편석된 성분을 재고용하고, 석출물을 재고용하기 위하여 실시되며, 상기한 조성의 합금 성분으로 이루어지는 반제품 상태의 슬라브 판재를 재가열한다. 슬라브 재가열은 슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature; SRT) : 1150~1250℃의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 니오븀(Nb)과 티타늄(Ti)의 첨가로 인하여 1150℃ 이상의 온도에서 재가열하여 추출하는 것이 바람직하다. 본 단계에서, 슬라브 재가열 온도가 1150℃ 미만이면 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1250℃를 초과하면 오스테나이트 결정립 사이즈가 증대되어 최종 미세조직의 페라이트가 조대화되어 강도 확보가 어려울 수 있다.

열간압연은 재가열된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역에 해당하는 마무리 압연 온도(Finishing Delivery Temperature; FDT)에서 열간압연한다. 열간압연은 마무리 압연 온도(FDT) : 880 ~ 920℃ 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도(FDT)가 880℃ 미만일 경우에는 압연과 동반된 상변태가 나타나며, 이로 인해 혼립 조직이 야기되어 강의 저온 충격인성이 크게 저하될 수 있다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 920℃를 초과할 경우에는 연성 및 인성은 우수하나, 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다.

냉각 및 권취는 열간압연된 판재를 냉각하면서 권취한다. 냉각 및 권취는, 석출물의 성장 속도를 줄임으로써 인장강도 80kg급의 재질 확보를 위하여, 평균냉각속도 50~150℃/sec의 조건으로 권취온도(Coiling Temperature; CT) 560 ~ 640℃에서 실시되는 것이 바람직하다.

이 경우, 부피%로, 페라이트 및 펄라이트의 합이 90% 이상, 바람직하게 페라이트 : 80~85% 및 펄라이트 : 10~15%를 포함하는 복합조직의 변태유도가 가능하다. 이러한 복합 미세조직은 열처리 전 열연코일 상태에서 80kg급 인장강도를 만족하는 강판 재질을 확보하도록 하면서 강판에 우수한 용접성을 부여한다.

권취 시, 권취온도(CT)가 560℃ 미만일 경우, 저온 변태상이 촉진되어 베이나이트, 마르텐사이트 등의 저온 변태조직이 과다하게 생성되어 강의 연성, 인성 등의 물성이 악화될 수 있다. 반면에, 권취온도(CT)가 640℃를 초과하는 경우 저온 충격인성이 크게 저하될 수 있다.

또한, 냉각 시, 평균냉각속도가 50℃/sec 미만이거나 150℃/sec를 초과할 경우, 석출물의 성장이 빨라져 미세조직 형성이 어려울 수 있다.

열연강판 제조 시, 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.

상기의 제조 과정을 통하여 제조되는 열연강판은 탄소의 함량은 낮추는 대신 석출 강화 원소를 투입하고, 열간압연된 판재의 냉각속도를 높임으로써, 페라이트 및 펄라이트의 미세 복합 조직 형성을 통하여 열연코일 상태에서 600MPa 이상의 인장강도를 만족할 수 있다.

강블랭크 형성

강블랭크 형성 단계(S120)에서는 상기한 조성, 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 미세 복합조직 및 600MPa 이상의 인장강도를 갖는 열연강판을 절단하여 강블랭크를 형성한다.

강블랭크 가열

가열 단계(S130)에서는 강블랭크를 가열한다. 가열 공정은 600~900℃에서 실시되는 것이 바람직하다.

이 경우, 기존 열처리로를 활용할 수 있기 때문에 설비 투자 비용을 절감하여 강 제품의 제조 단가를 낮출 수 있다.

본 단계에서, 가열 공정이 600℃ 미만에서 실시될 경우, 이후의 성형 공정에서 프레스(press) 가공이 어려울 수 있다. 반면에, 가열 공정이 900℃를 초과하여 실시될 경우, 상변화가 발생하여 제조되는 강 제품의 인성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 가열 공정이 비교적 높은 온도에서 실시되므로 난성형 부품의 적용도 용이한 장점이 있다.

성형을 통한 성형체 형성

성형 단계(S140)에서는 가열된 강블랭크를 온간 성형 온도에서 성형하여 성형체를 형성한다.

본 발명에서 성형 온도는 전술한 가열 온도와 같이, 600~900℃ 범위가 된다. 본 발명에서는 상대적으로 낮은 온도에서 성형이 이루어지므로, 강재 가열시 충분히 재결정을 유도하는 것이 바람직하다.

성형체 냉각

냉각 단계(S150)는 성형체를 정해진 냉각속도로 성형 온도로부터 냉각한다.

이때, 냉각은 재질 열화 방지를 위하여 공냉으로 실시되는 것이 바람직하다.

또한, 냉각은 10~200℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것이 바람직하다. 평균냉각속도가 10℃/sec 미만일 경우, 제조되는 강 제품의 인장강도를 600MPa 이상 확보하기 어렵다. 반대로, 평균냉각속도가 200℃/sec를 초과하는 경우, 제조되는 강 제품의 인성이 저하되는 문제점이 있다.

상기한 과정들(S130~S150), 통상의 핫 스탬핑을 통하여 강 제품이 제조될 수 있으며, 필요에 따라서는 레이저 가공 등을 이용한 트리밍, 피어싱 등의 후처리 공정이 더 실시될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 열연강판을 이용할 경우, 성형체의 냉각이 완료된 후에 소재의 인장 강도의 감소량이 20MPa 이하인 것을 표 3을 통하여 확인할 수 있었다. 이는 본 발명에 따른 열연강판이 마르텐사이트가 아닌 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 미세 복합조직으로 이루어졌기 때문이다.

이를 통해, 본 발명에 따른 방법으로 강 제품을 제조하더라도 인장 강도를 변함없이 유지할 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 강 제품 제조 방법은 저탄소 합금 설계, 석출 강화 원소 투입과 함께 냉각속도를 높여 제조된 고강도 열연강판을 종래의 핫 스탬핑법으로 온간 성형함으로써, 열처리 후에도 소재의 인장 강도를 거의 그대로 유지할 수 있어 강도가 우수한 강 제품을 제조할 수 있고, 기존 열처리로를 이용하므로 설비 투자 비용을 절감하여 강 제품의 제조 단가를 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 강 제품은 열처리 후 고온에서 가공하므로 어려운 모형의 자동차 부품적용에 용이하게 활용될 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 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1~2에 따른 시편들을 제조하였다.

이후, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1~2에 따른 시편들을 절단하여 강블랭크를 형성한 후 850℃에서 30분간 열처리하였다.

[표 1]

[표 2]

2. 물성 평가

실시예 1~2 및 비교예 1~2에 따라 제조된 시편들의 열간압연 후와 열처리 후 각각에 대한 인장강도, 항복강도 및 연신율을 측정하고, 열간압연 후의 미세조직을 분석하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.

[표 3]

표 1 내지 표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조건을 만족하는 실시예 1~2에 따라 제조된 시편들의 경우, 열처리 후에도 인장강도(TS) 값이 목표치를 만족하였으며, 열연압연 후와 비교하여 열처리 후의 인장강도(TS)가 20MPa 정도 감소됨에 따라 열처리 후에도 인장강도(TS)가 열간조건에서와 거의 그대로 유지됨을 확인할 수 있었다. 이때, 실시예 1~2에 따라 제조된 시편들의 경우, 모두 열간압연 후에 페라이트와 펄라이트가 90부피% 이상으로 변태된 미세조직을 갖음을 확인할 수 있었다.

반면에, 비교예 1~2에 따라 제조된 시편들의 경우, 열간압연 후의 인장강도(TS)가 목표치와 큰 차이를 보였으며, 열처리 후에는 인장강도(TS)가 100MPa급 정도 크게 감소하는 것을 볼 수 있다. 이때, 실시예 1~2에 따라 제조된 시편들의 경우, 모두 열간압연 후에 미세조직이 마르텐사이트와 베이나이트를 포함하는 것을 확인할 수 있었다.

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 : 열연강판 마련 단계
S120 : 절단으로 강블랭크 형성 단계
S130 : 가열 단계
S140 : 성형 단계
S150 : 냉각 단계

Claims

중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 600MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 열연강판.
제1항에 있어서,
상기 열연강판은
최종 미세조직이, 부피%로, 페라이트 : 80~85% 및 펄라이트 : 10~15%를 포함하는 복합조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열연강판.
중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 600MPa 이상의 인장강도를 갖는 열연강판을 마련하는 단계;
상기 열연강판을 절단하여 강블랭크를 형성하는 단계;
상기 강블랭크를 600~900℃에서 가열하는 단계;
상기 가열된 강블랭크를 성형 온도 600~900℃에서 성형하여, 성형체를 형성하는 단계; 및
상기 성형체를 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 열연강판은
최종 미세조직이, 부피%로, 페라이트 : 80~85% 및 펄라이트 : 10~15%를 포함하는 복합조직으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 성형체 냉각 후, 초기 열연강판의 인장 강도 대비 인장 강도의 감소량이 20MPa 이하인 것을 특징으로 하는 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 냉각은
공냉으로 실시되는 것을 특징으로 하는 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 열연강판을 마련하는 단계는
중량%로, 탄소(C) : 0.05 ~ 0.09%, 실리콘(Si) : 0.01 ~ 0.05%, 망간(Mn) : 1.4 ~ 1.6%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 니오븀(Nb) : 0.05 ~ 0.15%, 티타늄(Ti) : 0.05 ~ 0.15%, 몰리브덴(Mo) : 0.1 ~ 0.3% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 슬라브 재가열 온도(SRT) 1150 ~ 1250℃ 조건으로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(FDT) 880 ~ 920℃ 조건으로 열간압연하는 단계; 및
상기 열간압연된 판재를 평균냉각속도 50~150℃/sec의 조건으로 권취온도(CT) 560 ~ 640℃로 냉각하여 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열연강판을 이용한 강 제품 제조 방법.