KR20160082602A

KR20160082602A - 재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법

Info

Publication number: KR20160082602A
Application number: KR1020140190150A
Authority: KR
Inventors: 성환구; 배성범
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101677351B1; CN105734412B; CN105734412A

Abstract

재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면은, 중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 열간 프레스 성형용 열연강판을 제공한다.
[관계식 1]
0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)

Description

재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법{HOT ROLLED STEEL SHEET FOR HOT PRESS FORMING HAVING LOW DEVIATION OF MECHANICAL PROPERTY AND EXCELLENT FORMABILITY AND CORROSION RESISTANCE, HOT PRESSED PART USING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 자동차 연료 소비 효율 및 연비 향상을 위해 자동차 구조 부재의 고강도화가 빠르게 진행되고 있으며, 각 부위마다 요구되는 다양한 특성을 충족시키기 위한 다기능화가 빠르게 진행되고 있다.

특히, 자동차 조향 부품은 강도가 우수할 뿐만 아니라, 피로 내구성 및 내식성이 우수할 것이 요구되며, 일반적으로 자동차 조향 부품용 강판으로는 열연강판이 적용되고 있다. 한편, 이러한 조향 부품은 파이프 형태로 제조되고, 다양한 성형 공정 및 열처리를 거쳐 조향 부품으로 제조되는데, 많은 경우에 파이프 조관 및 인발시에 가공 크랙이 발생되는 문제가 발생하는 것으로 보고되고 있다. 이는 다양한 원인에 기인한 것으로 알려져 있으나, 주로 강의 청정성 및 강의 기계적 물성과 연관된 것으로 보고되고 있다.

이와 관련하여, 특허문헌 1 내지 3에는 성형성, 용접성, 피로 특성 등이 우수한 고강도 열간 프레스 성형품에 대해 개시하고 있다. 그런데, 상기 기술들은 기존 밀 공정에 의해 얻어진 냉연 또는 열연강판을 열간 성형하여 제조한 열간 프레스 성형품에 관한 것으로써, 열간 프레스 성형 전 강판의 폭 방향 또는 길이 방향으로 재질 편차를 저감하기 위한 어떠한 수단도 개시하고 있지 않으며, 따라서, 상기 기술들에 의해 조향 부품을 제조할 경우, 가공 불량 등이 빈번하게 발생될 것으로 예상된다.

한국 공개특허공보 제10-2011-0053474호 한국 등록특허공보 제10-1291010호 일본 공개특허공보 제2005-097725호

본 발명의 일 측면은, 재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판, 이를 이용한 열간 프레스 성형품 및 이들의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 열간 프레스 성형용 열연강판을 제공한다.

[관계식 1]

0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6

(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)

또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기, N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 용강을 4~7mpm의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는 단계; 상기 박 슬라브를 200~600mpm의 범위 내에서 등속으로 조압연 및 마무리압연하고, 상기 마무리압연시 800~950℃에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 600~730℃까지 0.5℃/sec 이상의 속도로 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 열연강판을 공냉 후, 권취하는 단계를 포함하는 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법을 제공한다.

[관계식 1]

0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은, 중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기, N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하고, 미세조직은 면적분율로 90~98%의 마르텐사이트(martensite) 및 2~10%의 잔류 오스테나이트(retained austenite)를 포함하는 열간 프레스 성형품을 제공한다.

[관계식 1]

0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은, 중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기, N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 용강을 4~7mpm의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는 단계; 상기 박 슬라브를 200~600mpm의 범위 내에서 등속으로 조압연 및 마무리압연하고, 상기 마무리압연시 800~950℃에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 600~730℃까지 0.5℃/sec 이상의 속도로 냉각하는 단계; 상기 냉각된 열연강판을 공냉 후, 권취하는 단계; 상기 권취된 열연강판을 750~1000℃의 가열 온도까지 가열하는 단계; 상기 가열된 열연강판을 상기 가열 온도에서 1~10분 유지하는 단계; 및 상기 가열 온도에서 유지된 열연강판을 프레스 성형함과 동시에 급냉하는 단계를 포함하는 열간 프레스 성형품의 제조방법을 제공한다.

[관계식 1]

0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6

덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점 및 효과는 하기의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 열간 프레스 성형용 열연강판은 재질 편차가 매우 적은 장점이 있다.

본 발명에 따른 열간 프레스 성형품의 조관성 및 내식성이 매우 우수한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 적용되는 미니밀 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 발명예 5에 따른 열연강판의 폭 방향 재질 편차를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 발명예 1에 따른 성형품의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.

이하, 본 발명의 일 측면인 재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판 에 대하여 상세히 설명한다.

탄소(C): 0.2~0.3중량%

탄소는 강 중 탄화물을 형성하거나 혹은 페라이트에 고용되어 열연강판의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.2중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.24중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 연주 및 압연 과정에서 주편 또는 바플레이트 표면에 아주 경(hard)한 조직이 형성되어 표면 크랙이 발생하거나, 열연강판의 항복강도 및 인장강도가 지나치게 높아 상온에서 다단 롤을 이용한 파이프 조관시 가공 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 탄소 함량은 0.3중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.26중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

망간(Mn): 1.2~1.8중량%

망간은 페라이트 형성을 억제하고, 오스테나이트 안정성을 높여 저온 변태상의 형성을 용이하게 하여 강의 강도를 증가시킨다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 1.2중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 1.4중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 연주 슬라브 및 열연강판의 내부 및/또는 외부에 편석대를 형성시킬 수 있고, 연주 조업시 및/또는 열간압연 조업시 크랙(crack)의 발생과 전파를 유발하여 열연강판의 재질 편차를 야기하는 문제가 있다. 더욱이, 상기와 같이 열연강판의 재질 편차가 발생할 경우, 열간 프레스 성형 후 열간 프레스 성형품의 파이프 조관시 높은 빈도의 가공 불량을 초래하는 문제가 있다. 따라서, 상기 망간은 1.8중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 1.6중량% 이하로 포함되는 것이 보다 바람직하다.

실리콘(Si): 0.01~0.5중량%

실리콘은 열연강판의 강도 또는 연성을 향상을 위해 첨가되는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.05중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 다량의 표면 산화물을 형성하여 덴트(dent)와 같은 표면 결함을 유발하는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘 함량은 0.5중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.2중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

인(P): 0.015중량% 이하

인은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로써, 결정립계 및/또는 상간 입계에 편석되어 취성을 유발하는 주된 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 최대한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 그 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인 함량의 상한을 0.015중량%로 관리한다.

황(S): 0.004중량% 이하

황은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로써, 강 중 Mn과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성하고, 연주 응고 중 편석되어 고온 크랙을 유발하는 주된 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 최대한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 황의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 그 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 황 함량의 상한을 0.004중량%로 관리한다.

알루미늄(Al): 0.001~0.05중량%

알루미늄은 탄화물 형성을 억제함으로써 강의 연성 향상에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 강 중 질소와 반응하여 AlN을 형성함으로써, 박 슬라브 제조시 코너 크랙을 유발하여 슬라브 또는 강판의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 알루미늄 함량은 0.05중량% 이하인 것이 바람직하다.

질소(N): 0.006~0.02중량%

질소는 일반적으로 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로 분류되나, 본 발명에서는 강 중 질화물 형성 및 오스테나이트 안정화를 위해 의도적으로 첨가되는 원소이다. 더욱이, 상기 질소는 열간 프레스 성형 후 급냉에 의해 형성되는 마르텐사이트 경도를 증가시켜 열간 프레스 성형품의 인장강도 및 피로 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.006중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.008중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 석출강화에 필요한 석출원소의 강 중 함량을 감소시켜 열연강판의 강도 및 피로 내구성의 저하를 초래한다. 따라서, 상기 질소는 0.02중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 0.012중량% 이하로 포함되는 것이 보다 바람직하다.

보론(B): 0.0001~0.005중량%

보론은 강의 경화능 향상에 기여한다. 한편, 미니밀 공정에 의해 열연강판 제조시 강 중 고용 질소 함량이 높아 석출물 형성 원소에 의한 석출강화 효과가 감소되어 강의 강도 및 가공성이 저하될 수 있는데, 상기 보론은 강 중 고용 질소와 반응하여 질화물을 형성함으로써 열연강판의 강도 및 가공성의 저하를 최소화할 수 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.0001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.0002중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 오스테나이트 재결정 온도를 상승시켜 용접성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 보론은 0.005중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하고, 0.003중량% 이하로 포함되는 것이 보다 바람직하다.

Cr: 0.1% 미만(0% 포함)

크롬은 열연강판의 강도 향상에 도움을 주나, 본 발명에서는 의도적으로 첨가하지는 않는다. 더욱이, 상기 크롬 함량이 과다할 경우, 열연강판의 재질이 높아져 조관성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 그 함량을 가능한 한 낮게 제어함이 바람직하며, 본 발명에서는 상기 크롬의 함량을 0.1% 미만으로 관리한다.

Mo: 0.05% 이하(0% 포함)

몰리브덴 역시 열연강판의 강도 향상에 도움을 주나, 크롬과 마찬가지로 본 발명에서는 의도적으로 첨가하지는 않는다. 더욱이, 상기 몰리브덴 함량이 과다할 경우, 열연강판의 재질이 높아져 조관성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 그 함량을 가능한 한 낮게 제어함이 바람직하며, 본 발명에서는 상기 몰리브덴의 함량을 0.05% 이하로 관리한다.

구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상: 합계 0.060~1.0중량%

구리 및 니켈은 열연강판 및 성형품의 내식성 향상에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 구리(Cu) 및 니켈(Ni) 중 적어도 1종 이상의 원소를 포함하되, 이들의 함량의 합이 0.060중량% 이상인 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 슬라브 제조 과정에서 표면에 액상으로 농화되어 주편 결함을 발생시킬 수 있으며, 열연강판 표면에 스케일을 잔존시켜 산세 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서, 이들의 함량의 합이 1.0중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.8중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

티타늄(Ti) 및 니오븀(Nb)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상: 합계 0.025~0.09중량%

티타늄 및 니오븀은 석출물(TiC, TiCN, TiNbCN, NbC 등) 형성 원소로써 강의 강도 향상에 기여한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 티타늄(Ti) 및 니오븀(Nb) 중 적어도 1종 이상의 원소를 포함하되, 이들의 함량의 합이 0.025중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.04중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 열연강판의 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 연주시 강 중 조대 석출물로 정출되어 석출강화 효과가 하락하는 문제가 있으며, 열연강판의 인장강도의 지나친 상승으로 인해 조관성이 열화되는 문제가 있다. 따라서, 이들의 함량의 합이 0.09중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.06중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 조성 이외에 나머지는 Fe이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.

상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금설계시, 상기 N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하도록 하는 것이 바람직하다. 하기 관계식 1은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 인자화한 것으로, 그 값이 지나치게 낮을 경우, 강 중 낮은 질소 함량으로 인하여 최종 성형품의 피로 내구성 확보에 어려움이 있다. 따라서, 0.3 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 다만, 그 값이 지나치게 높을 경우, 석출물 형성 원소들의 함량이 불충분하여 최종 성형품에 요구되는 항복강도 확보에 어려움이 있다. 따라서, 1.6 이하로 제어하는 것이 바람직하고, 1.4 이하로 제어하는 것이 보다 바람직하다.

[관계식 1]

0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금설계시, 탄소 당량(Ceq)은 0.4~0.7을 만족하도록 하는 것이 바람직하고, 0.5~0.6을 만족하도록 하는 것이 보다 바람직하다. 만약, 탄소 당량이 0.4 미만인 경우 목적하는 열연강판의 강도를 확보하기 어려울 수 있으며, 0.7을 초과하는 경우 용접부의 강도가 지나치게 높아 용접열영향부와의 경도차가 너무 커서 용접 균열이 발생할 우려가 있다. 한편, 탄소 당량은 하기 식 1에 의해 정의되며, 하기 식 1을 구성하는 합금 원소가 부존재하는 경우, 0으로 간주하여 계산된다.

[식 1]

Ceq= (wt%C)+(wt%Mn)/6+{(wt%Cr)+(wt%Mo)+(wt%V)}/5+{(wt%Ni)+(wt%Cu)}/15

(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 의미함)

본 발명의 열연강판의 미세조직은 면적분율로, 40~70%의 페라이트(ferrite) 및 30~60의 펄라이트(pearlite)를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 50~60%의 페라이트(ferrite) 및 40~50의 펄라이트(pearlite)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 미세조직을 확보함으로써, 인장강도 500~600MPa의 인장강도, 0.5~0.6의 항복비 및 20~30%의 연신율을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 일 측면인 재질 편차가 적고, 조관성 및 내식성이 우수한 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 박 슬라브 연주 및 압연 직결공정에 의한 연연속압연법을 이용하는 미니밀 공정에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 미니밀 공정을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 적용되는 미니밀 공정은 연속주조, 조압연, 마무리압연, 냉각 및 권취 단계로 구성되며, 이후, 통상적인 설비를 통해 냉간압연 및 연속 소둔 단계를 거쳐 냉연강판으로 제조된다. 이때, 상기 미니밀 공정에서의 각 단계의 조업 조건을 제어하되, 조압연-마무리압연-권취의 구동속도(질량유속)가 동일하도록 제어함으로써 등속압연하되, 코일박스를 사용하는 단속적인 열간압연 방법을 적용하거나, 또는 코일박스 사용이 없는 연속적인 방법으로 열연강판을 얻는 것을 특징으로 한다.

도 1의 미니밀 공정을 보다 상세히 설명하면, 연속 주조기(10)에서는 30~150mm 두께의 박 슬라브(a)가 얻어진다. 이는 기존 밀의 연속 주조기에서 생산하는 200mm 이상의 두께를 갖는 슬라브와 대비하여 상당히 얇은 두께를 가지며, 이러한 슬라브를 박 슬라브(thin slab)라고 한다. 상기 박 슬라브는 연속적인 과정으로 바로 조압연기(20)로 이송되어 조압연되기 때문에 슬라브 자체의 열원을 그대로 이용할 수 있어 에너지 절감이 가능하고, 이러한 과정에 의해 연주 및 조압연 과정에서 일어날 수 있는 미세조직 및 석출물 형성의 천이 과정이 기존 밀과 대비하여 다르게 되며, 최종적으로 제조되는 강판의 기계적 물성이 달라지게 된다. 한편, 상기 박 슬라브의 두께가 150mm를 초과하는 경우에는 기존 밀 대비 차이가 적어지게 되고, 30mm 미만인 경우에는 주편의 온도 하락이 급격하게 일어나 균일한 조직을 형성하기 어렵다. 이를 해결하기 위해서는 부가적으로 가열 설비를 설치할 수는 있으나, 이는 생산 원가를 향상시키는 요인이 되므로, 가능한 배제하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 박 슬라브는 조압연기(20) 및 마무리압연기(50)에서 원하는 최종 두께로 압연되고, 런아웃 테이블(ROT)(60)을 통해 냉각된 다음, 권취기(70)에서 일정한 온도로 권취됨으로써 열연강판으로 제조된다. 본 발명은 앞서 언급한 바와 같이, 조압연기(20)-마무리압연기(50)-권취기(60)의 가동 속도가 동일하도록 제어하여 등속압연하는 것을 특징으로 하며, 연주속도와 압연속도가 차이가 나게 될 경우, 이 차이를 보상하기 위해, 마무리압연기(50)의 앞에 코일 박스(40)를 설치하여 유도 가열기(30)를 통과한 바 플레이트(bar plate)(b)를 1차 권취하도록 구성할 수도 있다.

이하, 각 단계의 구체적인 조업 조건에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 전술한 합금 조성을 만족하는 용강을 준비한 뒤, 연속주조기(10)에서4~7mpm(meter per minute)의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는다. 주조 속도를 4mpm 이상으로 제어하는 까닭은, 주조와 압연 과정이 연결되어 이루어지기 때문에 목표 압연 온도를 확보하기 위해서는 일정 수준 이상의 주조 속도가 요구되기 때문이다. 다만, 주조 속도가 지나치게 빠를 경우에는, 용강 탕면 불안정에 의한 조업 성공율이 저감될 우려가 있으므로, 상기 주조 속도는 7mpm 이하로 제어하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 연속주조에 의해 얻어진 박 슬라브를 2~4개의 압연 스탠드로 구성되는 조압연기(20)에 의해 조압연한 후, 상기 조압연을 통해 얻어진 바 플레이트(b)를 마무리압연기(60)에서 마무리압연하여 열연강판을 얻는다.

이때, 등속압연을 통해 연속주조부터 권취공정까지 동일한 매스 플로우(mass flow)가 될 수 있도록 제어함이 바람직하며, 압연 속도는 200~600mpm의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하며, 300~500mpm의 범위 내로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이는, 압연속도가 과도하게 느릴 경우 열연강판의 온도 확보가 곤란하며, 과도하게 빠를 경우 압연 제어시 오작동에 의한 판파단과 같은 조업 사고가 일어날 수 있으며, 열연 온도를 목표 온도로 제어하기 곤란하기 때문이다.

이때, 상기 마무리압연시 마무리 압연 온도는 800~950℃인 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도가 800℃ 미만일 경우 압연 설비에 부하가 크게 증가하며, 반면 950℃를 초과하는 경우 연연속압연 조업의 안정도가 저하되고, 열연 스케일 결함 발생이 증가하는 문제가 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조압연기 입측에서 박 슬라브의 표면 온도(즉, 조압연시 박 슬라브의 인입온도)는 1000~1200℃일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1000~1100℃일 수 있다. 상기 박 슬라브의 표면 온도가 1000℃ 미만인 경우에는 조압연 하중의 증가 및 조압연 과정에서 바 플레이트 에지부에 크랙이 발생할 우려가 있고, 이 경우 열연강판의 에지부 결함을 초래할 우려가 있다. 한편, 상기 박 슬라브의 표면 온도가 1200℃를 초과하는 경우에는 열연 스케일 발생에 따른 표면 품질 저하 또는 주편의 미응고에 따른 슬라브 형상 변형이 발생할 우려가 있다.

또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조압연시 누적 압하율은 60~90%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 70~80%일 수 있다. 조압연시 누적 압하율이 높을수록 본 발명에서 목표로 하는 우수한 표면품질을 갖는 강판을 제조하는데 유리하다. 또한, 조압연시 누적 압하율이 높을수록 연주 주편(박 슬라브) 내부에 형성된 연주 미세조직 및 합금 성분 분포를 균일하게 하는데 도움이 된다. 이러한 효과를 확보하기 위해서는 누적 압하율을 60% 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 다만, 누적 압하율이 지나치게 높을 경우 압연 변형 저항이 커져 조업상에 어려움을 유발할 수 있으므로, 상기 누적 압하율은 90% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 열연강판을 런아웃테이블(ROT, 60)에서 600~730℃까지 0.5℃/sec 이상의 속도로 수냉하고, 공냉한 후, 권취기(70)에서 권취한다.

상기 수냉은 오스테나이트가 페라이트로 변태되는 것을 지연시키기 위하여 실시되는 것으로, 상기 수냉시, 수냉 종료 온도는 600~730℃인 것이 바람직하고, 650~700℃인 것이 보다 바람직하다. 만약, 수냉 종료 온도가 600℃ 미만인 경우에는 불규칙한 형상의 페라이트가 형성될 우려가 있고, 수냉 구간에서 페라이트 변태가 종료될 수 있어 코일 형상이 나빠질 우려가 있으며, 반면, 730℃를 초과하는 경우에는 열연강판 표면 품질의 열화를 초래할 우려가 있다.

한편, 상기 수냉시, 수냉속도는 0.5℃/sec 이상인 것이 바람직하고, 10℃/sec 이상인 것이 보다 바람직하다. 만약, 수냉속도가 0.5℃/sec 미만인 경우에는 열연 스케일이 두껍게 다시 생성되고, 디스케일링을 어렵게 하는 스케일 조성에 변화가 일어날 우려가 있다. 한편, 상기 수냉속도가 빠를수록 페라이트 변태 지연에 유리하므로 그 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

상기 권취 후에는 열연강판을 산세하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이를 통해 열연강판의 표면에 형성된 스케일을 제거할 수 있다. 상기 산세공정은 당해 기술분야에서 행하여지는 통상의 방법을 모두 이용할 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 일 측면인 열간 프레스 성형품에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 또 다른 일 측면인 열간 프레스 성형품은, 전술한 성분계를 가지며, 그 미세조직으로 90~98면적%의 마르텐사이트(martensite) 및 2~10면적%의 잔류 오스테나이트(retained austenite)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 성형품의 마르텐사이트 패킷의 최대 크기는 5~35㎛일 수 있고, 보다 바람직하게는 5~25㎛일 수 있다. 여기서, 마르텐사이트 패킷이란 결정 방위가 동일한 래스 및 블락 마르텐사이트의 군집을 의미한다.

본 발명에 따른 열간 프레스 성형품은 강도가 매우 우수한 장점이 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 열간 프레스 성형품은 항복강도가 1000MPa 이상이고, 인장강도가 1470MPa 이상일 수 있다.

이하, 본 발명의 또 다른 일 측면인 열간 프레스 성형품의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 전술한 방법에 의해 열연강판을 준비한다. 이후, 열간 프레스 성형을상기 위해, 상기 열연강판을 오스테나이트 단상역 온도 영역까지 가열한다.

이때, 가열 온도(가열 종료 온도)는 750~1000℃인 것이 바람직하고, 850~950℃인 것이 보다 바람직하다. 만약, 가열온도가 750℃ 미만인 경우에는 오스테나이트 변태가 불충분하여 잔류하는 페라이트가 존재하거나, 금형에 의한 열간 성형 전까지의 온도 하강에 따른 페라이트 형성으로 열간 프레스 성형 후 성형품의 강도가 저하되거나, 굽힘 가공성이 저하될 우려가 있다. 반면, 1000℃를 초과하는 경우에는 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 표층에 산화물이 과도하게 형성되거나, 강판 표면에 탈탄층이 형성되어 열간 프레스 성형 후 성형품의 표면 품질이 열위하거나, 표면 경도 하락 및 내식성 저하를 초래할 우려가 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가열시, 가열 속도는 1~100℃/sec일 수 있고, 보다 바람직하게는 3~20℃/sec일 수 있다. 만약, 가열 속도가 1℃/sec 미만일 경우에는 생산성이 저하되고, 반면, 100℃/sec를 초과하는 경우에는 열연강판의 전체 두께에 걸쳐 균일한 온도 분포를 확보하는데 어려움이 있다.

이후, 상기 가열된 열연강판을 상기 가열 온도(가열 종료 온도)에서 1~10분 동안, 보다 바람직하게는 5~6분 동안 유지한다. 본 단계는 균일한 크기 및 분율의 오스테나이트 조직을 확보하기 위해 실시되는 단계로써, 만약, 유지 시간이 1분 미만인 경우에는 열연강판의 두께 중심부에서 불균일 오스테나이트 조직이 형성될 우려가 있으며, 반면, 10분을 초과하는 경우에는 성형품 제조 생산성 하락 및 강판 표면에 과도한 깊이의 탈탄층이 형성되어 급냉 후 마르텐사이트 조직을 확보하기 어려울 수 있다.

이후, 상기 가열 온도에서 유지된 열연강판을 금형에 의해 프레스 성형함과 동시에 급냉한다. 이때, 상기 금형에 의한 성형 및 급냉은 통상의 열간 프레스 성형 방법에 의하면 충분하므로, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 급냉시, 급냉 속도는 10℃/sec 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 30℃/sec 이상일 수 있다. 만약, 급냉 속도가 10℃/sec 미만일 경우에는 강판 전체 두께에 걸쳐 균일한 마르텐사이트 조직을 확보할 수 없어 최종 성형품의 재질 확보가 어려울 수 있다. 한편, 상기 급냉 속도가 빠를수록 균일한 마르텐사이트 조직 확보에 유리하므로 그 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 급냉 후, 100~350℃의 온도 범위에서 템퍼링 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 템퍼링 처리시, 일부 마르텐사이트 조직이 템퍼링 마르텐사이트로 변태되며, 이 경우, 최종 성형품에 인성을 부여할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.

( 실시예 )

하기 표 1 및 2의 조성을 갖는 용강을 준비한 뒤, 표 3에 기재된 조건으로 연속주조하여 90mm 두께의 박 슬라브를 제조하고, 이 박 슬라브를 연연속으로 조압연, 마무리압연, 냉각 및 권취하여 4.5~5.0mm 두께의 열연강판을 제조하였다. 이때, 조압연시 압하율은 80%로, 압연시 압연 속도는 400mpm으로, 수냉속도는 20℃/sec로 수냉종료온도는 650℃로 일정하게 하였다.

이후, 이렇게 제조된 열연강판에 대하여 강판의 미세조직을 분석하고, 재질을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 강판의 재질의 측정은 JIS 5호 시편을 폭방향으로 1/4 지점에서 압연 방향과 직각 방향으로 채취되어 측정되었다. 한편, 하기 표 4에서, YS, TS, T.El, YR은 각각 항복강도, 인장강도, 연신율, 항복비를 의미한다.

이후, 제조된 열연강판에 대하여 조관성 및 내식성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 함께 나타내었다. 조관성은 U-자형 벤딩시험을 통해 크랙이 발생하는지 여부를 육안 및 실사 현미경을 통해 분석하였으며, 크랙이 발생하지 않은 경우 "○", 크랙이 발생한 경우, "×"로 평가하였다. 내식성은 강판의 표면에 X자의 스크래치를 그은 후, NaCl 5%의 분무 분위기에서 480시간 동안 염수 분무 시험을 하였을 때 스크래치의 폭을 측정하여, 스크래치의 폭의 평균값이 3mm 이하인 경우 "○", 스크래치의 폭의 평균값이 3mm를 초과하는 경우 "×"로 평가하였다.

강종	합금 조성(중량%)
강종	C	Mn	Si	P	S	Al	N	B
A	0.230	1.570	0.053	0.0150	0.0037	0.012	0.0075	0.0022
B	0.233	1.545	0.191	0.0066	0.0012	0.011	0.0064	0.0020
C	0.253	1.602	0.200	0.0056	0.0014	0.010	0.0065	0.0023
D	0.251	1.606	0.061	0.0150	0.0032	0.016	0.0085	0.0014
E	0.230	1.500	0.051	0.0150	0.0040	0.003	0.0085	0.0011
F	0.216	1.240	0.043	0.0140	0.0030	0.004	0.0097	0.0020
G	0.270	1.179	0.185	0.0152	0.0010	0.021	0.0080	0.0023
H	0.255	1.242	0.206	0.0101	0.0015	0.023	0.0036	0.0020
I	0.237	1.233	0.188	0.0140	0.0022	0.027	0.0038	0.0020

강종	합금 조성(중량%)						Ceq	①
강종	Cr	Mo	Cu	Ni	Ti	Nb	Ceq	①
A	0.098	0.020	0.305	0.000	0.0390	0.0100	0.536	0.476
B	0.035	0.000	0.306	0.000	0.0390	0.0100	0.518	0.413
C	0.051	0.000	0.329	0.282	0.0532	0.0100	0.571	0.324
D	0.090	0.000	0.060	0.000	0.0480	0.0000	0.541	0.536
E	0.097	0.020	0.100	0.000	0.0130	0.0000	0.510	1.626
F	0.098	0.018	0.307	0.000	0.0100	0.0000	0.466	1.759
G	0.150	0.140	0.053	0.000	0.0440	0.0000	0.528	0.505
H	0.150	0.000	0.050	0.000	0.0380	0.0030	0.495	0.254
I	0.140	0.130	0.029	0.000	0.0410	0.0030	0.498	0.253
①=[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]

강종	주조 속도(mpm)	박슬라브 인입온도(℃)	마무리 압연온도(℃)	권취 온도(℃)	비고
A	5.0	1111	903	700	발명예1
	5.0	1085	903	650	발명예2
	5.0	1097	903	600	발명예3
	5.0	1093	809	700	발명예4
B	4.9	1073	868	700	발명예5
C	4.9	1089	845	650	발명예6
D	4.9	1069	854	650	발명예7
E	4.9	1089	853	650	비교예1
F	4.9	1082	878	700	비교예2
G	4.9	1050	850	713	비교예3
H	4.9	1077	896	691	비교예4
I	4.9	1096	884	695	비교예5

강종	미세조직(면적%)	YS (MPa)	TS (MPa)	T.El (%)	YR	조관성	내식성	비고
A	F66+P34	333	537	27.5	0.62	○	○	발명예1
	F61+P39	349	543	27.0	0.64	○	○	발명예2
	F46+P54	410	598	20.7	0.69	○	○	발명예3
	F58+P42	352	534	26.3	0.66	○	○	발명예4
B	F63+P37	366	564	27.0	0.65	○	○	발명예5
C	F62+P38	407	596	26.0	0.68	○	○	발명예6
D	F65+P35	372	582	23.7	0.64	○	○	발명예7
E	F62+P38	361	532	30.0	0.68	○	○	비교예1
F	F70+P30	363	524	28.0	0.69	○	○	비교예2
G	F66+P34	460	645	21.3	0.71	×	×	비교예3
H	F68+P32	496	688	20.0	0.72	×	×	비교예4
I	F67+P33	498	687	20.0	0.72	×	×	비교예5
상기 미세조직 중, F는 페라이트를 의미하고, P는 펄라이트를 의미함.

상기 표 4를 참조할 때, 본 발명이 제안하는 조건을 모두 만족하는 발명예 1 내지 7은 성형품의 조관성 및 내식성이 매우 우수하게 나타남을 확인할 수 있다. 한편, 비교예 1 및 2의 경우, Ti 및 Nb의 함량이 본 발명이 제안하는 범위를 만족하지 않으나, 열연강판의 조관성 및 내식성은 우수한 것으로 확인되었다. 반면, 비교예 3 내지 5의 경우, Cr 및/또는 Mo의 함량이 과다하여 조관성 및 내식성이 열위하게 나타났다.

한편, 도 2는 본 발명의 발명예 5에 따른 열연강판의 폭 방향 재질 편차를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 상기 도 2는 발명예 5에 따른 열연강판을 폭 방향으로 총 50개 시편으로 절단한 후, 각각의 절단된 시편의 항복강도, 인장강도 및 연신율을 측정한 결과이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 열연강판은 압연방향에 수직한 폭 방향으로 재질 편차가 매우 적게 나타난다는 것을 시각적으로 확인할 수 있다. 이로 인해, 본 발명에 따르면, 열연강판의 위치별 재질에 차이가 거의 없어 조관 파이프의 제조 실수율을 높일 수 있는 효과가 있다.

이후, 제조된 각각의 열연강판을 10℃/sec의 속도로 900℃의 가열 온도까지 가열하고, 5분간 유지한 후, 프레스 성형과 동시에 급냉하여 성형품을 제조하였다. 이후, 이렇게 제조된 성형품에 대하여 미세조직을 분석하고, 재질을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 이때, 재질 측정 방법은 전술한 바와 같다.

강종	미세조직(면적%)	마르텐사이트 패킷 최대 크기(㎛)	YS (MPa)	TS (MPa)	T.El (%)	YR	비고
A	M95+A5	18.7	1016	1498	8.4	0.68	발명예1
	M96+A4	17.5	1023	1496	6.2	0.68	발명예2
	M95+A5	19.8	1019	1478	7.1	0.69	발명예3
	M95+A5	18.7	1012	1466	7.3	0.69	발명예4
B	M96+A4	16.3	1051	1566	9.7	0.67	발명예5
C	M96+A4	15.2	1110	1625	9.6	0.68	발명예6
D	M95+A5	16.3	1111	1577	7.1	0.70	발명예7
E	M95+A5	21.0	729	1183	5.1	0.68	비교예1
F	M95+A5	21.6	664	1105	5.3	0.68	비교예2
G	M95+A5	14.8	1141	1666	6.6	0.68	비교예3
H	M95+A5	14.2	1172	1648	6.5	0.71	비교예4
I	M95+A5	14.4	1174	1675	6.2	0.70	비교예5
상기 미세조직 중, M은 마르텐사이트를 의미하고, A는 잔류 오스테나이트를 의미함.

상기 표 5를 참조할 때, 본 발명이 제안하는 조건을 모두 만족하는 발명예 1 내지 7은 성형품의 강도가 매우 우수함을 확인할 수 있다. 한편, 비교예 3 내지 5의 경우, Cr 및/또는 Mo의 함량이 본 발명이 제안하는 범위를 만족하지 않으나, 성형품의 강도는 우수한 것으로 확인되었다. 반면, 비교예 1 및 2는 Ti 및 Nb의 함량이 본 발명이 제안하는 범위를 만족하지 않으나, 성형품의 강도가 열위하게 나타났다.

한편, 도 3은 본 발명의 발명예 1에 따른 성형품의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 사진이다. 보다 구체적으로는, 광학현미경으로 관찰한 사진에, 마르텐사이트 패킷의 크기 측정을 위해, EBSD(Electron Backscatter Diffraction) 분석 기능을 장착한 주사전자현미경을 이용하여 결정립 엇각 방위(misorientation angle)을 측정한 후, 결정립 엇각 방위가 15° 이상을 갖는 결정립계를 갖는 조직을 파란 굵은선으로 나타낸 것이다. 도 3을 참조할 때, 본 발명에 따른 성형품은 마르텐사이트 최대 패킷 크기가 35㎛ 이하임을 시각적으로 확인할 수 있다.

Claims

중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며,
상기 N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 열간 프레스 성형용 열연강판.
[관계식 1]
0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)
제 1항에 있어서,
상기 열연강판의 탄소 당량은 0.4~0.7인 열간 프레스 성형용 열연강판.
제 1항에 있어서,
상기 열연강판의 미세조직은 면적분율로, 40~70%의 페라이트(ferrite) 및 30~60의 펄라이트(pearlite)를 포함하는 열간 프레스 성형용 열연강판.
중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기, N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 용강을 4~7mpm의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는 단계;
상기 박 슬라브를 200~600mpm의 범위 내에서 등속으로 조압연 및 마무리압연하고, 상기 마무리압연시 800~950℃에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 600~730℃까지 0.5℃/sec 이상의 속도로 수냉하는 단계; 및
상기 냉각된 열연강판을 공냉 후, 권취하는 단계를 포함하는 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법.
[관계식 1]
0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)
제 4항에 있어서,
상기 박 슬라브는 30~150mm의 두께를 갖는 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 조압연시, 박슬라브의 인입온도는 1000~1200℃인 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 조압연시, 압하율은 60~90%인 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 권취 후, 상기 열연강판을 산세하는 단계를 더 포함하는 열간 프레스 성형용 열연강판의 제조방법.
중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기, N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하고,
미세조직은 면적분율로 90~98%의 마르텐사이트(martensite) 및 2~10%의 잔류 오스테나이트(retained austenite)를 포함하는 열간 프레스 성형품.
[관계식 1]
0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)
제 9항에 있어서,
상기 성형품의 마르텐사이트 패킷의 최대 크기는 5~35㎛인 열간 프레스 성형품.
제 9항에 있어서,
상기 성형품의 항복강도는 1000MPa 이상이고, 인장강도는 1470MPa 이상인 열간 프레스 성형품.
중량 %로, C: 0.2~0.3%, Mn: 1.2~1.8%, Si: 0.01~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.004% 이하, Al: 0.001~0.05%, N: 0.006~0.02%, B: 0.0001~0.005%, Cr: 0.1% 미만, Mo: 0.05% 이하를 포함하고, Cu 및 Ni로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.060~1%를 포함하며, Ti 및 Nb로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.025~0.09%를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기, N, B, Ti 및 Nb의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 용강을 4~7mpm의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는 단계;
상기 박 슬라브를 200~600mpm의 범위 내에서 등속으로 조압연 및 마무리압연하고, 상기 마무리압연시 800~950℃에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 600~730℃까지 0.5℃/sec 이상의 속도로 수냉하는 단계;
상기 냉각된 열연강판을 공냉 후, 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 750~1000℃의 가열 온도까지 가열하는 단계;
상기 가열된 열연강판을 상기 가열 온도에서 1~10분 유지하는 단계; 및
상기 가열 온도에서 유지된 열연강판을 프레스 성형함과 동시에 급냉하는 단계를 포함하는 열간 프레스 성형품의 제조방법.
[관계식 1]
0.3≤[(mol%N)/{(mol%B)+(mol%Ti)+(mol%Nb)}]≤1.6
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)
제 12항에 있어서,
상기 권취된 열연강판의 가열시, 가열 속도는 1~100℃/sec인 열간 프레스 성형품의 제조방법.
제 12항에 있어서,
상기 상기 가열 온도에서 유지된 열연강판을 프레스 성형함과 동시에 냉각시, 냉각 속도는 10℃/sec 이상인 열간 프레스 성형품의 제조방법.