KR20150075307A - 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 구조부재에 적용되는 초고강도 강판에 관한 것으로서, 고강도를 가지며, 연연속 압연 공정에 적합한 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 자동차의 구조부재에 적용되는 초고강도 강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 자동차 업계는 강화되고 있는 승객 안전 및 환경 규제에 대한 법규 만족과 연비 효율을 향상시키기 위하여 고강도화시킨 박물재를 사용함으로써, 경량화를 추구하고 있다.
종래 고강도 열연강판은 높은 강도를 얻기 위하여, 강 중의 불순물을 최소화 시킨 고순도 강에, C, Si, Mn, Ti, Nb, Mo 및 V 등을 첨가함으로써 제조하는 것이 일반적이다.
상기 고강도 열연강판을 제조하기 위하여, 종래에는, Ti, Nb, V, Mo 등을 첨가하여 이들 원소의 석출강화를 활용하여 열연강판을 제조하거나 (특허문헌 1, 특허문헌 2), Cr 또는 Mn 등을 다량 첨가하여 강도를 확보하거나 (특허문헌 3, 특허문헌 4), 또는, Mn 및 Cr 첨가강을 템퍼어닐링에 의해 충격강도 및 인장특성을 강화하는 방법 (특허문헌 5)들이 알려져 있다. 또한, 2mm 이하의 두께를 갖는 고강도 열연강판을 생산하기 위한 방법 (특허문헌 6)도 알려져 있다.
대부분의 자동차 차체 보강재인 범퍼 (bumper) 보강재 및 도어 임팩트빔 (door impact beam) 등에 사용되는 초고강도 열연강판은, 높은 강도와 동시에 1.5mm 이하의 두께를 요구한다. 그러나, 상기의 종래기술들은 박물재 생산에 대하여 다음과 같은 한계를 가지고 있다.
상기의 종래기술들의 경우, 배치식 (Batch) 압연을 통한 열간 압연을 수행하고 있다. 배치식 (Batch) 압연은 최종 열연강판의 두께가 2mm 미만이 될 경우, 무게 감소로 인한 판의 날림으로 열간 압연 도중 판 꼬임 등의 오작이 발생할 확률이 높다. 또한, 코일의 헤드부 및 꼬리부와 같은 무장력 구간은 형상 및 권취온도 등에 대한 제어가 되지 않기 때문에, 정정 공정에서 해당 부분을 절사함에 따라 최종 제품 실수율이 떨어지게 된다 (실수율 55~85%, 평균 72% 수준 내외).
본 발명은 고강도를 가지며, 연연속 압연 공정에 적합한 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판을 제공하고자 한다.
본 발명은 고강도를 가지며, 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판을 연연속 압연 공정에 의하여 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, C: 0.1∼0.25 중량%, Si: 0.01∼0.2 중량%, Mn: 0.5∼2.0 중량%, P: 0.005∼0.02 중량% 및 S: 0.001∼0.01 중량%을 포함하고, 추가적으로, Ti, Nb, Mo, Cr 및 B 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 총 0.001~0.35 중량% 포함하며, 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하며, 3mm 이하의 두께를 갖는 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판에 의하여 달성된다.
[관계식 1]
3.2365[Al]+0.1067[Ti]+0.4957[Si]+0.0527[Mn]+[Cr]+0.6137[Co]+0.0266[Cu] ≤ 0.5
(단, 상기 [Al], [Ti], [Si], [Mn], [Cr], [Co] 및 [Cu]는 각각의 성분 함량의 중량%를 의미함)
여기에서, 바람직하게는 상기 초고강도 열연강판의 인장강도는 1GPa이상이고, 인장강도x연신율 (TSxT-EL)은 10000이상이다.
바람직하게는, 상기 초고강도 열연강판의 미세조직은, 면적분율로, 마르텐사이트가 95% 이상이고, 제 2 상이 5% 미만인 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판.
본 발명은, C: 0.1∼0.25 중량%, Si: 0.01∼0.2 중량%, Mn: 0.5∼2.0 중량%, P: 0.005∼0.02 중량% 및 S: 0.001∼0.01 중량%을 포함하고, 추가적으로, Ti, Nb, Mo, Cr 및 B 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 총 0.001~0.35 중량% 포함하며, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하는 슬라브를 준비하는 단계; 상기 슬라브를 1100~1300℃의 온도로 가열하는 재가열 단계; 상기 재가열된 슬라브를 1020~1060℃의 온도로 마무리 조압연을 실시하여 바 (bar)를 얻는 조압연 단계; 상기 바 (bar)의 선단과 후단을 연속적으로 접합하는 연연속 접합 단계; 상기 접합된 바 (bar)를 850~1000℃의 마무리압연온도로 열간압연하여 열연강판을 얻는 연연속 마무리 압연 단계; 상기 열연강판을 100~300℃/s의 속도로 냉각하는 냉각 단계; 및 상기 냉각된 강판을 350℃이하의 권취온도에서 권취하는 단계를 포함하는 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법에 의하여 달성된다.
[관계식 1]
3.2365[Al]+0.1067[Ti]+0.4957[Si]+0.0527[Mn]+[Cr]+0.6137[Co]+0.0266[Cu] ≤ 0.5
(단, 상기 [Al], [Ti], [Si], [Mn], [Cr], [Co] 및 [Cu]는 각각의 성분 함량의 중량%를 의미함)
여기에서, 바람직하게는 상기 권취된 열연강판을 산세처리 후, 450~480℃의 온도에서 재가열하고, 용융아연도금을 실시하여 표면에 아연도금층을 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 성분범위, 관계식 및 제조조건에 따라 제조함으로써, 우수한 강도를 가지면서 고상 접합성도 우수한 초고강도 열연강판을 제공할 수 있다.
도 1은 발명예와 비교예의 TSxT-EL과 고상 접합성을 나타내는 관계식 1로 도출된 값을 그래프로 나타낸 것이다.
본 발명은 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 종래의 배치식 (Batch) 압연의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 연연속 압연 공정을 적용함으로써, 코일의 헤드부 및 꼬리부와 같은 무장력 구간을 제거할 수 있고, 최종 제품의 실수율을 95% 이상으로 끌어올릴 수 있다.
상기 연연속 압연 공정에 적용할 수 있는 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판을 제공하기 위하여, 본 발명자는 다양한 성분을 갖는 강들의 연연속 접합 시험을 실시함으로써, 고상 접합성을 나타내는 관계식을 도출하였다. 이 관계식을 기초로 하여 인장강도가 1Gpa 이상이면서 TSxT-EL (인장강도x연신율)이 10000 이상인 고상 접합성이 우수한 두께 3mm 이하의 초고강도 열연강판을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판의 성분 범위는, C: 0.1∼0.25 중량%, Si: 0.01∼0.2 중량%, Mn: 0.5∼2.0 중량%, P: 0.005∼0.02 중량% 및 S: 0.001∼0.01 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
이하, 상기 본 발명의 합금성분범위의 한정이유를 설명한다.
탄소(C): 0.1~0.25중량%
C는 강을 강화시키는데 가장 경제적이며 효과적인 원소이다. 상기 탄소의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 원하는 강도를 확보하기 어렵다. 반면에, 상기 탄소의 함량이 0.25중량%를 초과하는 경우에는 과도한 강도상승 및 세멘타이트 등의 생성으로 인성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 탄소의 함량은 0.1~0.25중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.01~0.2중량%
Si는 용강을 탈산시키고 고용강화 효과가 있다. 상기 실리콘의 함량이 0.01중량%미만인 경우에는 탈산 효과 및 강도 향상 효과가 불충분하다. 반면에, 상기 실리콘의 함량이 0.2중량%를 초과하면 열간압연시 강판표면에 Si에 의한 붉은색 스케일이 형성되어 강판표면 품질이 매우 나빠질 뿐만 아니라 고상 접합성도 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘의 함량은 0.01~0.2중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
망간(Mn): 0.5~2.0중량%
Mn은 Si과 마찬가지로 강을 고용 강화시키는데 효과적인 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 망간의 함량이 2.0중량%를 초과하는 경우에는 연주공정에서 슬라브 주조시 두께중심부에서 편석부가 크게 발달되어 최종제품의 용접성 및 성형성을 해치는 문제점이 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.5~2.0중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
인(P): 0.005∼0.02중량%
P는 Si과 마찬가지로 고용강화 및 페라이트 변태 촉진효과가 있다. 상기 인의 함량이 0.005중량% 미만인 경우에는 본 발명이 확보하고자 하는 강도를 얻기에 불충분 하다. 반면에, 상기 인의 함량이 0.02중량%를 초과하는 경우에는 마이크로 편석에 의한 밴드조직화로 인하여 저온 인성이 저하된다. 따라서 상기 P는 0.005~0.02중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
황(S): 0.001∼0.01%
상기 황은 불가피하게 함유되는 불순물로써, Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하며 이에 따라 강의 인성을 크게 떨어뜨리기 때문에 그 함량을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이론상의 황의 함량은 0중량%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서 상기 황 함량의 상한은 0.01중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 제강공정 한계 등을 고려하여 그 하한은 0.001%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기한 유리한 성분계에 더하여, 타이타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 및 보론(B)으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 원소를 합하여 0.001~0.35중량%를 첨가한다. 상기 원소들의 첨가에 의하여 높은 인장강도 및 우수한 굽힘 가공성을 얻을 수 있어, 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
Ti는 강중에 TiN으로 존재하여 열간압연을 위한 가열과정에서 결정립이 성장되는 것을 억제하는 효과가 있다. 또한, 질소와 반응하고 남은 Ti이 강 중에서 고용강화로 강의 강도를 향상시키는데 유용한 성분이다. 반면에, TiN 석출에 의한 연주 시 노즐 막힘이나 표면 Ti계 산화물 형성으로 인한 연연속 고상 접합성을 저하를 일으키기 때문에, 하기 관계식 1을 만족시키는 범위 내에서 관리되어야 한다.
Nb는 석출물 형성원소로서 Nb(C.N)과 같은 니오븀계 석출물을 형성한다. 1200℃ 정도의 가열로에서 고용되면, 열간압연 중 미세하게 석출물이 형성되어 강의 강도를 효과적으로 증가시킨다.
Mo은 고용강화를 통한 항복강도 강화와 결정립계 강화에 의한 충격인성을 향상시키는데 유용한 성분이다.
Cr은 강을 고용강화시키며 냉각시 베이나이트 상변태를 지연시켜 마르텐사이트 형성을 도와주는 역할을 한다. 반면에, 슬라브 압연 혹은 조압연 단계에서 강판표면에 Cr계 산화물이 형성되어 연연속 고상 접합성이 저하되는 문제가 있기 때문에, 하기 관계식 1을 만족시키는 범위 내에서 관리되어야 한다.
B은 Si의 대체원소로서 함유되기도 하며, 극히 미량으로 담금질성을 향상시키고 결정립계를 강화시켜 강도를 향상시킨다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명의 초고강도 열연강판의 두께는 3mm 이하이다.
본 발명에 따른 두께 3mm 이하의 초고강도 열연강판을 얻기 위해서는 다양한 성분계에서의 고상 접합성을 평가하여 얻어진 관계식 1을 만족하여야 한다.
[관계식 1]
3.2365[Al]+0.1067[Ti]+0.4957[Si]+0.0527[Mn]+[Cr]+0.6137[Co]+0.0266[Cu] ≤ 0.5
여기에서, [Al], [Ti], [Si], [Mn], [Cr], [Co] 및 [Cu]는 각각의 성분 함량의 중량%를 의미한다.
상기 관계식 1은 다양한 성분계에 대하여 해당 성분의 슬라브 10매를 접합 후 연연속 열간 압연을 수행하였을 때, 접합부 파단이 발생하지 않은 경우를 기준으로 얻은 관계식이다.
상기 관계식 1을 만족함으로써, 충분한 마르텐사이트 면적분율을 확보할 수 있다. 또한, 인장강도 1Gpa 이상인 초고강도강에서는 상기 관계식 1의 값이 0.5를 초과하는 경우, 고상 접합성이 열위하여 연연속 압연 시 접합부 파단이 발생하여 연연속 압연을 적용한 제조가 불가능한 것을 확인할 수 있었다.
본 발명이 제공하는 열연강판은 상기 성분조건을 만족함과 동시에 그 미세조직이 페라이트가 95면적%이상이고, 베이나이트, 마르텐사이트 및 세멘타이트와 같은 탄화물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 제 2 상이 5%이하인 것이 바람직하며, 상기와 같은 미세조직을 확보함으로써 충분한 연성을 확보할 수 있다. 상기 제2상의 분율이 5%를 초과하는 경우에는 베이나이트와 조대한 탄질화물이 페라이트계 결정립계 주위에 형성되어, 원하는 강도를 얻지 못하게 된다.
또한, 본 발명의 초고강도 열연강판은 인장강도가 1Gpa 이상인 것이 바람직한데, 인장강도가 1Gpa 미만이면 강도 부족으로 박물화에 한계가 있고 부품 경량화 효과가 열위하게 되는 문제점이 있기 때문이다.
그리고, 본 발명의 초고강도 열연강판은 인장강도x연신율 (TSxT-EL)이 10000 이상인 것이 바람직한데, 이 값이 10000 미만이면, 부품 가공 시 성형성 혹은 형상 동결성이 열위하게 되는 문제점이 있기 때문이다.
이하, 본 발명의 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 제조방법은 상기와 같은 본 발명의 성분범위 내이고, 상기 관계식 1을 만족하는 슬라브를 준비하는 단계, 이러한 슬라브를 1100~1300℃의 온도로 가열하는 재가열 단계, 상기 재가열된 슬라브를 1020~1060℃의 온도로 마무리 조압연을 실시하여, 바 (bar)를 얻는 조압연 단계, 상기 바 (bar)의 선단과 후단을 연속적으로 접합하는 연연속 접합 단계, 상기 접합된 바 (bar)를 850~1000℃의 마무리압연온도로 열간압연하여 강판을 얻는 연연속 마무리 압연 단계, 상기 열간압연된 강판을 100~300℃/s의 속도로 냉각하는 냉각 단계 및 상기 냉각된 강판을 350℃이하의 온도에서 권취하는 권취 단계로 이루어진다.
이하, 각 단계별로 상세하게 설명한다.
슬라브 재가열 단계
본 발명의 슬라브의 재가열 온도는 1100℃ 이상으로 하는 것이 바람직한데, 슬라브 판재의 온도를 확보하여 압연 부하를 줄이는 효과가 있다. 다만, 과다하게 높은 온도로 재가열할 경우에는, 오스테나이트의 비정상적인 결정의 성장에 의하여 부분적으로 조대화되어 최종 미세조직이 조대화 되거나 균질하지 못하게 될 우려가 있으므로, 상기 재가열온도는 1300℃ 이하인 것이 바람직하다.
조압연
단계
상기와 같이 재가열된 슬라브에 조압연을 실시한다. 이때, 조압연은 1020~1060℃에서 마무리하는 것이 바람직하다. 조압연은 1020℃이상에서 모두 이루어져야 하며, 상기 열간 마무리압연 온도가 1020℃미만인 경우, 후속 공정에서의 온도 확보가 되지 않아 접합이 되지 않거나, 마무리 압연 시 압연온도를 확보할 수 없다. 또한, 마무리 조압연 온도가 1060℃ 이상일 경우, 산수형 마크 (Mark) 등의 표면 결함이 발생할 수 있다. 그러므로, 상기 조압연 온도는 1020~1060℃로 한정하는 것이 바람직하다.
연연속
접합 단계
상기 조압연에 의하여 얻어진 바 (bar)의 선단과 후단을 접합하는 연연속 접합단계의 바람직한 예는 다음과 같은 방법으로 이루어진다. 상기 조압연된 슬라브를 코일박스에서 코일상태로 권취하고, 코일러로부터 풀리는 바의 접합 예정부를 디스케일링한다. 상기 디스케일링된 바를 선행 바의 후단과 후행 바의 선단을 상호중첩하여 중첩부를 문 상태에서 그 양측으로부터 압입하여 전단하면서 전단접합을 통한 연연속 접합을 실시한다.
연연속
마무리 압연 단계
상기와 같이 접합된 바(bar)에 연연속 열간압연을 실시한다. 이때, 마무리압연은 850~1000℃에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 열간 마무리압연 온도가 850℃미만인 경우에는 압연하중이 크게 증가한다. 반면에, 상기 열간마무리 압연온도가 1000℃를 초과하는 경우에는 강판의 조직이 조대화되어 강재가 취약해지며, 스케일이 두꺼워지고, 고온압연성 스케일 결함 등의 표면 품질 저하가 발생한다. 따라서, 상기 열간마무리압연은 850~1000℃로 한정하는 것이 바람직하다.
냉각단계
상기와 같이 열간압연된 강판을 냉각한다. 이 때, 상기 열간압연된 강판의 상기 마무리 열간압연 온도로부터 냉각종료온도에 도달할 때까지 100~300℃/s의 냉각속도로 냉각한다. 상기 냉각속도가 100℃/s 미만인 경우에는 마르텐사이트를 제외한 제 2 상의 분율이 5%를 상회하여 본 발명이 확보하고자 하는 강도를 확보하는데 어려움이 있다. 반면에, 300℃/s를 초과하는 경우에는 연신율 및 인성이 하락하는 문제가 있다.
권취단계
상기 열간압연된 강판의 상기 마무리 열간압연 온도로부터 350℃ 이하의 온도에 도달할 때까지 100~300℃/s의 냉각속도로 냉각 후 권취한다. 냉각이 종료되는 온도가 350℃를 초과하는 경우, 강 중의 미세조직이 대부분 베이나이트를 가짐으로써, 본 발명이 확보하고자 하는 미세조직을 확보할 수 없다. 상기 권취온도는 냉각을 종료하는 온도로서, 350℃ 이하의 온도이면 어떤 온도에서 냉각을 종료하고 권취를 해도 상관이 없다. 그러나, 냉각이 종료되는 온도를 상온인 20℃ 이하로 냉각하기 위해서는 별도의 장치가 필요하므로, 20℃ 이상의 온도에서 냉각을 종료하고 권취하는 것이 바람직하다.
상기 권취된 열연강판은 상온에서 자연냉각한 후에 산세하여 표층부 스케일을 제거하고 도유하는 단계를 추가로 포함함으로써 산세강판을 제조할 수 있다.
상기 귄취 또는 산세 후에는 상기 강판을 450~480℃에서 재가열하고, 용융아연도금하여 용융아연도금강판을 제조할 수 있다. 상기 재가열 온도가 450℃미만일 경우에는 도금밀착성이 저하되어 용융아연도금이 이루어지지 않을 수 있다는 단점이 있으며, 480℃를 초과할 경우에는 열처리 효과로 인해 석출물이 조대화되어 석출강화 효과 감소에 따른 강도하락의 위험이 있으며, 또한, 용융아연의 기화로 인한 환경 문제 및 도금품질 열화의 문제점이 발생할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
[
실시예
]
하기 표 1에 기재된 성분계를 만족하는 강 슬라브를 1150℃로 가열하고 하기 표 2에 기재되어 있는 온도(FDT)에서 열간마무리 압연을 행하였다. 그 후, 표 2에 기재되어 있는 권취온도(CT)까지 200℃/s의 냉각속도로 냉각을 행한 후, 하기 표 2에 기재되어 있는 온도(CT)에서 권취하였다.
하기 표 1의 발명예 1 내지 6은 본 발명의 성분범위를 만족하는 슬라브를 나타내고, 비교예 1 내지 9는 본 발명의 성분범위를 벗어난 성분 조성을 갖는 슬라브를 나타내며, 성분 함량의 단위는 중량%이다. 또한, 상기와 같이 제조된 열연강판에 대하여 재질시험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | C | Mn | Si | P | S | Al | Cr | Ti | Nb | B |
| 비교예1 | 0.14 | 1.6 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.5 | 0.015 | 0.015 | 0.002 |
| 비교예2 | 0.12 | 1.7 | 0.2 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0.015 | 0.002 |
| 비교예3 | 0.15 | 1.5 | 0.3 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0.015 | 0.002 |
| 비교예4 | 0.18 | 1 | 0.3 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 비교예5 | 0.19 | 1.2 | 0.2 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 비교예6 | 0.2 | 1.2 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.5 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 비교예7 | 0.19 | 1.4 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.5 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 비교예8 | 0.2 | 1.2 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.4 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 비교예9 | 0.19 | 1 | 0.2 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.3 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 발명예1 | 0.13 | 1.4 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0.015 | 0.002 |
| 발명예2 | 0.15 | 1 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0.015 | 0.002 |
| 발명예3 | 0.14 | 1.4 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0 | 0.015 | 0.015 | 0.002 |
| 발명예4 | 0.19 | 1.2 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.2 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 발명예5 | 0.2 | 0.7 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.025 | 0.2 | 0.015 | 0 | 0.002 |
| 발명예6 | 0.21 | 1.1 | 0.1 | 0.015 | 0.003 | 0.03 | 0.2 | 0.015 | 0 | 0.002 |
(단위: 중량%)
하기 표 2에서 FDT와 CT는 각각 열연마무리온도와 권취온도를 의미하며, 표 2에서 YS, TS, T-EL, TSxT-EL은 각각 항복강도, 인장강도, 연신율, 인장강도x연신율을 의미하며 YS는 0.2%off-set 항복강도 또는 하부 항복점을 의미하며 항복비는 항복강도와 인장강도의 비율이다. 인장시험은 압연판재의 압연방향에 대하여 90°방향을 기준으로 JIS5호 규격에 의거하여 채취된 시험편으로 하였다.
하기 표 2의 고상 접합성은 슬라브 10매에 대한 연연속 압연 시 접합부에서 크랙이 모두 발생하지 않은 경우를 O 로 표시하고 하나라도 크랙이 발생한 경우를 X 로 표시하였다. 또한 동일 조건에서의 실수율 비교를 위해 두께는 모두 1.4mm로 통일하였다. 실수율 계산은 고상접합성이 열위한 소재 (비교예1, 6~9)의 경우, 배치식 (batch) 압연 후 코일의 전체길이와 정정 후 남은 최종 코일의 길이의 비율로 계산하였다. 고상접합성이 우수하여 연연속 압연을 적용한 소재의 경우, 연연속 압연 후 10 코일의 전체길이와 정정 후 남은 10 코일의 최종 길이의 비율로 계산하였다.
| FDT | CT | 관계식1 | 마르텐사이트 면적분율 (%) | YS | TS | T-EL | TSxT-EL | 고상 접합성 |
두께 (mm) |
실수율 (%) |
|
| 비교예1 | 968 | 163 | 0.716 | 98 | 1175 | 1323 | 6 | 7938 | X | 1.4 | 76 |
| 비교예2 | 971 | 174 | 0.271 | 96 | 948 | 1237 | 7 | 8659 | O | 1.4 | 97 |
| 비교예3 | 968 | 392 | 0.31 | 61 | 736 | 800 | 12.1 | 9680 | O | 1.4 | 96 |
| 비교예4 | 952 | 389 | 0.284 | 72 | 857 | 944 | 9.6 | 9062 | O | 1.4 | 95 |
| 비교예5 | 954 | 410 | 0.245 | 83 | 910 | 990 | 8.4 | 8316 | O | 1.4 | 97 |
| 비교예6 | 849 | 195 | 0.695 | 96 | 1264 | 1542 | 6.6 | 10177 | X | 1.4 | 55 |
| 비교예7 | 905 | 222 | 0.706 | 97 | 1215 | 1519 | 6.6 | 10025 | X | 1.4 | 62 |
| 비교예8 | 909 | 204 | 0.595 | 97 | 1207 | 1548 | 6.5 | 10062 | X | 1.4 | 74 |
| 비교예9 | 912 | 221 | 0.534 | 96 | 1232 | 1579 | 6.4 | 10106 | X | 1.4 | 75 |
| 발명예1 | 915 | 212 | 0.206 | 99 | 1017 | 1287 | 8.6 | 11068 | O | 1.4 | 97 |
| 발명예2 | 955 | 163 | 0.185 | 98 | 1094 | 1350 | 7.6 | 10260 | O | 1.4 | 98 |
| 발명예3 | 961 | 174 | 0.206 | 97 | 1032 | 1323 | 7.9 | 10452 | O | 1.4 | 97 |
| 발명예4 | 958 | 198 | 0.395 | 96 | 1204 | 1505 | 7.1 | 10686 | O | 1.4 | 98 |
| 발명예5 | 965 | 155 | 0.369 | 99 | 1186 | 1501 | 6.7 | 10057 | O | 1.4 | 96 |
| 발명예6 | 971 | 188 | 0.406 | 96 | 1225 | 1531 | 6.7 | 10258 | O | 1.4 | 95 |
비교예 1 및 2는 Mn 편석대에 의한 연신율 미달로 TSxT-EL 값이 본 발명의 범위를 벗어났다. 특히, 비교예1의 경우 고상 접합성도 열위하여 실수율이 낮았다.
비교예 3, 4 및 5는 CT온도가 본 발명의 범위를 벗어나 95% 미만의 마르텐사이트 조직이 얻어져 인장강도가 1Gpa 미만으로 나타났다.
비교예 6, 7, 8 및 9는 모두 관계식 1을 만족하지 않아 연연속 압연 시 접합부 파단이 발생하여, 배치식 (batch) 압연에 따른 낮은 실수율을 나타내고 있다.
도 1에 비교예과 발명예의 TSxT-EL과 관계식 1로 도출된 값을 그래프로 나타내었다. 사각 점으로 표시된 부분은 비교예이고, 원형 점으로 표시된 부분은 발명예이다. 본 발명의 발명예들에 해당하는 원형 점들은 모두 회색으로 표시한 부분 내에 위치하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 발명예 1 내지 6은 모두 고상 접합성의 기준을 모두 만족하며, 인장강도 및 연신율이 우수할 뿐만 아니라, 실수율도 비교예와 비교하여 향상된 것을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도면을 참조하여 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
Claims (5)
- C: 0.1∼0.25 중량%, Si: 0.01∼0.2 중량%, Mn: 0.5∼2.0 중량%, P: 0.005∼0.02 중량% 및 S: 0.001∼0.01 중량%을 포함하고, 추가적으로, Ti, Nb, Mo, Cr 및 B 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 총 0.001~0.35 중량% 포함하며, 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하며, 3mm이하의 두께를 갖는 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판.
[관계식 1]
3.2365[Al]+0.1067[Ti]+0.4957[Si]+0.0527[Mn]+[Cr]+0.6137[Co]+0.0266[Cu] ≤ 0.5
(단, 상기 [Al], [Ti], [Si], [Mn], [Cr], [Co] 및 [Cu]는 각각의 성분 함량의 중량%를 의미함)
- 제 1 항에 있어서, 상기 초고강도 열연강판의 인장강도는 1GPa이상이고, 인장강도x연신율 (TSxT-EL)은 10000이상인 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 초고강도 열연강판의 미세조직은, 면적분율로, 마르텐사이트가 95% 이상이고, 제 2 상이 5% 미만인 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판.
- C: 0.1∼0.25 중량%, Si: 0.01∼0.2 중량%, Mn: 0.5∼2.0 중량%, P: 0.005∼0.02 중량% 및 S: 0.001∼0.01 중량%을 포함하고, 추가적으로, Ti, Nb, Mo, Cr 및 B 로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 성분을 총 0.001~0.35 중량% 포함하며, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하는 슬라브를 준비하는 단계;
상기 슬라브를 1100~1300℃의 온도로 가열하는 재가열 단계;
상기 재가열된 슬라브를 1020~1060℃의 온도로 마무리 조압연을 실시하여 바 (bar)를 얻는 조압연 단계;
상기 바 (bar)의 선단과 후단을 연속적으로 접합하는 연연속 접합 단계;
상기 접합된 바 (bar)를 850~1000℃의 마무리압연온도로 열간압연하여 열연강판을 얻는 연연속 마무리 압연 단계;
상기 열연강판을 100~300℃/s의 속도로 냉각하는 냉각 단계; 및
상기 냉각된 강판을 350℃이하의 권취온도에서 권취하는 단계를 포함하는 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
[관계식 1]
3.2365[Al]+0.1067[Ti]+0.4957[Si]+0.0527[Mn]+[Cr]+0.6137[Co]+0.0266[Cu] ≤ 0.5
(단, 상기 [Al], [Ti], [Si], [Mn], [Cr], [Co] 및 [Cu]는 각각의 성분 함량의 중량%를 의미함)
- 제 4 항에 있어서, 상기 권취된 열연강판을 산세처리 후, 450~480℃의 온도에서 재가열하고, 용융아연도금을 실시하여 표면에 아연도금층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130163357A KR20150075307A (ko) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130163357A KR20150075307A (ko) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150075307A true KR20150075307A (ko) | 2015-07-03 |
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