KR20170022151A - 강재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
강재 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 및 그 제조방법은 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature): 1000 내지 1300℃로 재가열하고, 상기 재가열된 슬라브 판재를 열간압연 후 권취하고, 그리고 상기 권취된 슬라브 판재를 압하율 40 내지 50%로 냉간압연하는 단계;를 포함하고, 상기 냉간압연시 최종 스탠드의 압하율은 1% 미만인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최적의 합금성분 조성비와 압연 온도제어 및 압하율 조절 등을 통해 우수한 인장강도 특성을 구현한 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 강재의 제조공정은 크게 제강, 열연 및 냉연공정으로 나눌 수 있다. 제강공정은 전기로와 정련로를 거친 후 용강을 연속주조하는 공정이고, 열연공정은 슬라브를 코일로 열간압연한 후 열연소둔 및 산세처리하여 열연재를 만드는 공정이다. 또한, 냉연공정은 열연재를 냉간압연, 냉연소둔, 산세 후 조질압연 및 청정처리하여 제품으로 만드는 공정이다.
최근 자동차, 산업자재 또는 건축설비 등 다양한 분야에서 강재를 활용하는 시도가 늘고 있다. 일예로, 폼타이 제품은 거푸집 지지 강재로, 충분한 지지를 위해 1000MPa 이상의 인장강도와 두께 특성을 요한다. 즉, 이러한 수요 충족을 위해 강재의 제품 사양과 물성간 조합 개발 등 다양한 시도가 필요하다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0075971호(2004.08.30, 고강도 강판 및 그 제조방법)가 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면 최적의 합금성분 조성비를 통해 우수한 인장강도 특성을 구현한 강재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면 권취온도 및 냉간가공량 조정을 통해 1000MPa 이상의 최적의 인장강도 특성을 구현한 강재의 제조방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면 자동차용 냉연강판의 생산량 증가에 따라 발생되는 초말주편을 슬라브 판재로 활용한 강재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 인장강도 1000Mpa 이상 및 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발을 구현한 강재를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 해결하고자 하는 과제들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재의 제조방법은 a) 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1000 내지 1300℃로 재가열하고; b) 상기 재가열된 슬라브 판재를 열간압연 후 권취하고; 그리고, c) 상기 권취된 슬라브 판재를 압하율 40 내지 50%로 냉간압연하는 단계;를 포함하고, 상기 냉간압연시 최종 스탠드의 압하율은 1% 미만인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 슬라브 판재는 초말주편인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 열간압연시 열연강판의 두께는 3.3 내지 3.6㎜인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 권취 온도는 500 내지 550℃인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 냉간압연시 냉연강판의 두께는 1.5 내지 2.5㎜인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 냉간압연시 압하율은 44 내지 46%인 것을 특징으로 한다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강재는 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도가 1000 내지 1100MPa 인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 상기 강재는 두께가 1.5 내지 2.5㎜인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 강재 및 그 제조방법은 최적의 합금성분 조성비, 권취온도 및 냉간가공량 조정 등을 통해 1000MPa 이상의 최적의 인장강도 특성을 구현하고, 자동차용 냉연강판의 생산량 증가에 따라 발생되는 초말주편을 슬라브 판재로 활용하며, 인장강도 1000Mpa 이상 및 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발을 구현하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 의한 강재의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 방법 또는 제조방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
강재
본 발명의 하나의 관점은 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 강재에 관한 것이다. 상기 본 발명의 일 구체예에 의한 강재는 인장강도가 1000 내지 1100Mpa인 우수한 인성 특성을 구현할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
상기 탄소(C)는 오스테나이트 안정화 원소로써 강재에서 펄라이트 조직과 페라이트 내부에 탄화물을 최소화시키고 결정립을 미세화시킬 수 있다. 복합 석출물의 재고용이 강재의 소둔과정에서 부분적으로 재용해되어 10~30㎛ 정도의 미세 결정립 또는 결정립계에 나타나고 마르텐사이트(Martensite)를 20% 이하로 제한함으로써 성형성에 좋은 집합조직을 발달시킬 수 있다.
상기 탄소(C)는 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 전체 100중량%에 대하여 0.04~0.12중량%로, 예를들어, 0.05~0.10중량%로, 예를들어 0.07~0.09중량%로 포함될 수 있다. 상기 탄소(C)의 함량이 0.04 중량% 미만으로 첨가될 경우, 임계온도 영역에서 안정한 오스테나이트를 확보하지 못하여 냉각 후 적절한 마르텐사이트 분율이 생성되지 않기 때문에 강도 확보가 곤란한 문제가 있고, 상기 탄소(C) 함량이 0.12중량% 초과로 첨가될 경우, 강판의 강도는 증가하나 연성 확보가 어렵고 용접성을 악화시키는 문제가 있다.
실리콘(Si)
상기 실리콘(Si)은 페라이트 안정화 원소로써 고용강화에 의하여 강도를 증가시킬 뿐만 아니라 연속소둔 단계에서 시멘타이트의 석출을 억제하고, 탄소(C)가 오스테나이트로 농화되는 것을 촉진하여 냉각시 마르텐사이트 형성 및 연성 향상에 기여할 수 있다.
상기 실리콘(Si)은 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 전체 100중량%에 대하여 0.01~0.4중량%로, 예를들어, 0.1~0.3중량%로, 예를들어 0.15~0.25중량%로 포함될 수 있다. 상기 실리콘(Si)의 함량이 0.01중량% 미만으로 첨가될 경우, 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없어서 오스테나이트 안정화 효과가 미미할 수 있고, 상기 실리콘(Si)의 함량이 0.4중량% 초과로 첨가될 경우, 표면 선상의 열화로 실리콘 산화물이 농화되어 용접성 및 도금성이 매우 열화되는 문제가 있다.
망간(Mn)
상기 망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 성분으로써 상온으로 냉각하는 동안 마르텐사이트 조직으로 안정하게 생성할 수 있다. 상기 망간(Mn)은 고용강화에 의하여 강도를 향상시키는 효과와 강중에서 황(S)과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 슬라브의 열간 균열을 방지할 수 있다.
상기 망간(Mn)은 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 전체 100중량%에 대하여 1.0~3.0중량%로, 예를들어, 1.5~2.5중량%로, 예를들어 1.7~2.3중량%로 포함될 수 있다. 상기 망간(Mn)의 함량을 1.0중량% 미만으로 첨가할 경우, 오스테나이트에서 펄라이트(pearlite) 상으로의 변태를 지연시키기 어렵고, 상기 망간(Mn)의 함량을 3.0중량% 초과로 첨가할 경우, 비교적 고가인 망간(Mn)의 사용량 증가로 비용이 상승할 뿐만 아니라 용접성 및 성형성을 열화시키는 문제가 있다.
인(P)
상기 인(P)은 고용강화에 의하여 강도를 증가시키는 원소로써 실리콘(Si)과 함께 첨가할 경우 시멘타이트 석출을 억제시키고 오스테나이트로 탄소 농화를 촉진시킬 수 있으나, 저온 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다.
상기 인(P)은 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 전체 100중량%에 대하여 0.01 ~ 0.02중량%로, 예를들어, 0.012 ~ 0.018중량%로, 예를들어 0.014 ~ 0.016중량%로 포함될 수있다. 상기 인(P)의 함량을 0.01중량% 미만으로 첨가할 경우, 시멘타이트 석출 억제 및 오스테나이트로의 탄소 농화 촉진이 어렵고, 상기 인(P)의 함량을 0.02중량% 초과로 첨가할 경우, 2차 가공취성 문제를 유발하고 아연도금의 밀착성을 저하시켜 합금화 성질을 저하시키는 문제가 있다.
황(S)
상기 황(S)은 상기 인(P)과 함께 불가피하게 함유되는 불순물로써, 강의 인성 및 용접성을 저해하고 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시키는 원소이다. 따라서, 이론상 그 함량을 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없으므로 상한을 관리하는 것이 중요하다.
상기 황(S)은 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 전체 100중량%에 대하여 0.001 ~ 0.020중량%로, 예를들어, 0.005 ~ 0.015중량%로, 예를들어 0.010 ~ 0.012중량%로 포함될 수 있다.
상기 황(S)의 함량을 0.001중량% 미만으로 첨가할 경우, 강재의 인성 및 용접성 강화가 어렵고, 상기 황(S)의 함량을 0.020중량% 초과로 첨가할 경우, 강의 인성 및 용접성을 저해하고 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생할 수 있는 문제가 있다.
크롬(Cr)
상기 크롬(Cr)은 페라이트 안정화 원소로서 저온취성과 수소취성을 방지하는 역할을 하며 또한 내산화성을 향상시킨다.
상기 크롬은 본 발명에 따른 강재 전체 100중량%에 대하여 0.20~0.90중량%로, 예를들어, 0.30~0.80중량%로, 예를들어, 0.40~0.60중량%로 포함될 수 있다. 상기 크롬의 첨가량이 0.20중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하고, 상기 크롬의 첨가량이 0.90중량% 초과일 경우, 용접 열영향부 인성 열화를 초래하고 템퍼링 취성을 발생시키는 문제점이 있다.
몰리브덴(Mo)
상기 몰리브덴(Mo)은 안정적으로 탄화물을 생성하기 때문에 크롬과 같이 고온강도 향상에 유효하다.
상기 몰리브덴은 본 발명에 따른 강재 전체 100중량%에 대하여 0.01~0.40중량%로, 예를들어, 0.10~0.30중량%로, 예를들어, 0.15~0.25중량%로 포함될 수 있다. 상기 몰리브덴의 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하고, 상기 몰리브덴의 첨가량이 1.40중량% 초과일 경우, 용접부 인성이 저하되는 문제점이 있다.
기타 불순물
질소(N)는 그밖에 불가피하게 포함되는 대표적인 불순물로써, 다량 첨가시 고용 질소가 증가하여 강의 연신율 및 성형성을 떨어뜨리는 문제가 있다. 따라서, 상기 질소(N)는 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 전체 100중량%에 대하여, 예를들어, 0.001중량% 미만으로 제한하여 포함될 수 있다.
상기 강재는 인장강도가 1000 내지 1100Mpa, 예를들어 1020 내지 1080Mpa, 예를들어 1040 내지 1060Mpa일 수 있다. 상기 인장강도 범위에서, 건축자재용 강재로서의 활용에 있어서 예를들어, 소모자재로 사용되는 철재 패널 거푸집 등의 폼타이용 제품으로 적용시 충분한 지지를 가능하게 장점이 있다.
상기 본 발명의 일 구체예에 의한 강재는, 최적의 합금성분 조성비, 권취온도 및 냉간가공량 조정 등을 통해 1000MPa 이상의 최적의 인장강도 특성을 구현하고, 자동차용 냉연강판의 생산량 증가에 따라 발생되는 초말주편을 슬라브 판재로 활용하며, 인장강도 1000Mpa 이상 및, 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발을 구현하는 효과가 있다.
강재의 제조방법
본 발명의 다른 하나의 관점은 a) 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1000 내지 1300℃로 재가열하고; b) 상기 재가열된 슬라브 판재를 열간압연 후 권취하고; 그리고, c) 상기 권취된 슬라브 판재를 압하율 40 내지 50%로 냉간압연하는 단계;를 포함하고, 상기 냉간압연시 최종 스탠드의 압하율은 1% 미만인 것을 특징으로 하는 강재의 제조방법에 관한 것이다. 상기 각 성분 및 그 함량비 등은 모두 전술한 바와 같다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 의한 강재의 제조방법에 대하여 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 상기 강재의 제조방법은 슬라브 재가열 단계(S100), 열간압연 후 권취단계(S200) 및 냉간압연 단계(S300)를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에 의한 강재 제조방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.
상기 슬라브 판재는 초말주편을 사용할 수 있다. 상기 초말주편은 자동차 냉연강판 등의 슬라브 판재 제조시 용탕내에 초기 혹은 말기에 발생되는 주편으로써, 통상적으로 그 성분조성에 이상이 있거나 표면불량 등을 이유로 폐기 처리되거나 제한적인 용도가 사용되는 주편(판재)이다. 그러나, 본 발명의 일 구체예에서 상기 초말주편은 건축자재용 폼타이 등의 용도로 활용될 수 있다. 예를들어, 그 표면불량이나 성분조성 이상 등 문제가 발생할 경우에도, 폼타이용 건축자재 등에 사용시에는 코일 형상 및 표면외관 등 요인보다 제품의 강도 확보가 보다 중요하기 때문에 이러한 강도 확보 관점에서 초말주편이 활용될 수 있는 특징이 있다.
슬라브 재가열
상기 슬라브 재가열 단계(S100)에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1000 내지 1300℃로, 예를들어 1100 내지 1200℃로, 예를들어 1120 내지 1180℃로 재가열할 수 있다. 상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 상기 슬라브 재가열 단계(S100)에서는 연속주조공정을 통해 확보한 슬라브 판재를 재가열하는 것을 통하여 주조시 편석된 성분을 재고용할 수 있다.
상기 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1000℃ 미만일 경우, 재가열 온도가 낮아 압연 부하가 커지고 합금성분이 충분히 고용되지 않아 강도보상의 문제가 있고, 또한, Nb계 석출물인 NbC, NbN 등의 고용 온도에 이르지 못해 열간압연시 미세한 석출물로 재석출되지 못하여 오스테나이트의 결정립 성장을 억제하지 못해 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되는 문제점이 있다. 반면에, 상기 슬라브 재가열 온도가 1300℃ 초과일 경우, Ti 석출물(TiN)이 고용되어 오스테나이트 결정립 성장을 억제하지 못해 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되어 제조되는 강판의 강도 및 저온인성 확보가 어려운 문제점이 있다.
열간압연 후 권취
상기 열간압연 후 권취 단계(S200)에서는 상기 슬라브 판재를 마무리 열간압연온도(Finishing Delivery Temperature: FDT) 880 내지 920℃로, 예를들어 890 내지 910℃로 열간압연할 수 있다. 그 다음, 상기 열간압연된 슬라브 판재를 공냉 방식으로 서서히 냉각하여 권취 온도 500 내지 550℃에서, 예를들어 510 내지 540℃, 예를들어 520 내지 530℃에서 권취하여 열연 코일을 형성할 수 있다.
상기 열간압연시 마무리 열간압연온도(FDT)가 920℃를 초과할 경우, 압연 후의 오스테나이트의 결정립이 조대화되고, 이에 따라, 변태 후의 페라이트의 결정립도 조대화되어 인성을 저하시키고 강도에도 불리하게 작용할 수 있다. 반면에, 상기 마무리 열간압연온도(FDT)가 880℃ 미만으로 너무 낮으면 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 문제가 있다.
상기 열간압연시 열연강판의 두께는 3.30 내지 3.60㎜, 예를들어 3.35 내지 3.55㎜, 예를들어, 3.40 내지 3.50㎜일 수 있다. 상기 열연강판의 두께 범위가 3.30㎜ 미만인 경우, 열간압연 강판의 형상이 불량해지므로 바람직하지 않고, 반면에, 상기 열연강판의 두께 범위가 3.60㎜ 초과인 경우, 양호한 집합조직을 형성할 수 없어 최적의 인장강도 구현이 어려운 문제가 있다.
그 다음, 상기 권취온도를 500 내지 550℃와 같이 설정할 경우, 열연 코일 내의 탄화물을 원활하게 형성하여 고용탄소를 최소화시키고 AlN도 최대한으로 석출시켜 고용질소의 형성을 최소화시킬 수 있다. 상기 권취시 열간압연된 슬라브 판재를 공냉 방식으로 1차 냉각 후 수냉 방식으로 2차 냉각하여 상기 온도 범위를 형성할 수도 있다. 상기 권취 온도가 500℃ 미만일 경우, 베이나이트나 마르텐사이트 조직으로 인해 냉간 압연이 어렵고, 반면에 상기 권취 온도가 550℃ 초과일 경우, 최종 미세조직이 조대해지므로 충분한 강도 및 최적의 기계적 물성을 갖는 강판을 제조하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 구체예에서는, 상기 강판의 권취 후 냉간압연 사이에 열처리 단계를 더 포함할 수도 있다. 열처리 단계는 상기 권취된 판재를 700 내지 800℃에서, 예를들어 720 내지 780℃에서, 예를들어 740 내지 760℃에서 열처리하여 열연 코일의 열처리를 수행할 수 있다. 상기 열처리 온도를 700 내지 800℃로 설정할 경우, 열연 코일 조직의 밴드 구조 중 망간 밴드를 제거하여 페라이트 내 망간의 농도를 증가시켜 낮은 망간의 함량으로도 마르텐사이트의 분율을 증가시켜 보다 균일하도록 분포시킴으로써 강도 및 연신율을 증가시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 열처리 온도가 700℃ 미만일 경우, 편석된 성분이 재고용되지 못할 수 있고, 상기 열처리 온도가 800℃ 초과일 경우, 열연판의 최종 미세조직이 조대해지는데 기인하여 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다.
냉간압연
상기 냉간압연 단계(S300)에서는 상기 열연 코일을 산세 처리 후, 냉간압연할 수 있다. 상기 냉간압연은 열연조직을 변형시키고 그 변형 에너지는 재결정 과정의 에너지가 될 수 있다. 이때, 냉간 압하율은 40 내지 50%로, 바람직하게는 42 내지 48%로, 보다 바람직하게는 44 내지 46%로 수행할 수 있다. 상기 냉간 압하율이 40% 미만일 경우 열연조직의 변형효과가 작은 단점이 있고, 반면에, 상기 냉간 압하율이 50% 초과일 경우, 압연이 힘들 뿐만 아니라 강판의 가장자리에 균열이 생기고 판 파단이 일어날 확률이 높아지는 문제가 있다. 상기 냉간 압하율 범위에서, 인장강도 1000Mpa 이상 및 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발 등 본 발명의 목적 구현이 가장 용이하게 수행되는 장점이 있다.
상기 냉간압연시 냉연강판의 두께는 1.5 내지 2.5㎜, 예를들어, 1.7 내지 2.3㎜, 예를들어, 1.9 내지 2.1㎜ 일 수 있다. 상기 냉연강판의 두께 범위가 1.50㎜ 미만인 경우, 냉간압연 강판의 형상이 불량해지므로 바람직하지 않고 폼타이 등 건축자재용 지지체를 구성하기 어려우며, 반면에, 상기 냉연강판의 두께 범위가 2.50㎜ 초과인 경우, 양호한 집합조직을 형성할 수 없어 최적의 인장강도 구현이 어렵고 폼타이 등 철재패널 거푸집 고정시 적정 두께 유지가 힘든 문제가 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 구체예에 의해 열간압연시 온도, 속도 및 권취온도, 냉간압연 등을 고려하여 최종 압하율 범위를 선택한 다음, 사상압연기의 각 스탠드별 압하량 분배패턴을 결정할 수 있다. 이때, 상기 냉간압연시 최종 스탠드의 압하율은 1% 미만, 예를들어, 0.8% 미만, 예를들어, 0.6% 미만일 수 있다. 상기 최종 스탠드의 압하율이 1% 초과일 경우, 연주 후 중심부의 홀 등을 압착할 수 있고 압연 공정시간이 길어져 생산성이 저하되고 충분한 압하가 이루어지지 못하는 문제가 있다. 상기 범위에서 균일하면서도 미세한 조직을 확보가 가능하고 중심부 조직의 조대화를 방지하며 본 발명의 목적 구현을 위한 인장강도 특성이 우수한 효과가 있다.
상기 각 단계들(S100 내지 S300)을 포함하는 방법에 의해 강재를 제조할 경우, 최적의 합금성분 조성비, 권취온도 및 냉간가공량 조정 등을 통해 1000MPa 이상의 최적의 인장강도 특성을 구현하고, 자동차용 냉연강판의 생산량 증가에 따라 발생되는 초말주편을 슬라브 판재로 활용하며, 인장강도 1000Mpa 이상 및 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발을 구현하는 효과가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 강재는 슬라브 초말주편을 활용할 수 있고 인장강도 특성이 우수하여 이들 슬라브 성분조성 및 물성을 동시에 요구하는 자동차, 건축자재 및 산업설비 등 다양한 분야에서 널리 활용될 수 있다.
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.
실시예
실시예 1
하기 표 1의 조건 성분을 포함하여 강재 시편을 제조하였고, 해당 시편을 통해 인장강도 등 물성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2 내지 5
하기 표 1의 조건에서 강재를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 제조 후 물성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1 내지 5
하기 표 2의 조건에서 강재를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 제조 후 물성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | ||
| 합 금 성 분 |
슬라브 판재 | 초말주편 | 초말주편 | 초말주편 | 초말주편 | 초말주편 |
| C | 0.06 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | |
| Si | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| Mn | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| P | 0.012 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | 0.015 | |
| S | 0.002 | 0.008 | 0.008 | 0.008 | 0.008 | |
| Cr | 0.4 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | |
| Mo | 0.002 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | |
| 공 정 제 어 |
슬라브 재가열 온도(℃) | 1100 | 1200 | 1200 | 1200 | 1200 |
| 압연종료온도(℃) | 850 | 900 | 900 | 900 | 900 | |
| 권취온도(℃) | 55 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
| 냉간압연 압하율(%) | 45 | 42 | 44 | 46 | 41 | |
| 최종 스탠드 압하율 (%) | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 0.8 | |
| 물 성 |
열연강판두께(㎜) | 3.4 | 3.5 | 3.3 | 3.3 | 3.4 |
| 냉연강판 두께(㎜) | 1.9 | 2.1 | 2 | 2.1 | 1.9 | |
| 인장강도(MPa) | 1160 | 1050 | 1150 | 1140 | 1030 | |
| 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | ||
| 합 금 성 분 |
슬라브 판재 | 일반판재 | 초말주편 | 초말주편 | 일반판재 | 초말주편 |
| C | 0.16 | 0.02 | 0.16 | 0.16 | 0.02 | |
| Si | 0.5 | 0.001 | 0.6 | 0.5 | 0.001 | |
| Mn | 1.3 | 1 | - | 1.3 | 1 | |
| P | 0.001 | 0.03 | 0.01 | 0.001 | 0.03 | |
| S | 0.0001 | 0.05 | 0.002 | 0.0001 | 0.05 | |
| Cr | 0.5 | 0.1 | 1 | 0.5 | 0.1 | |
| Mo | - | 0.001 | - | - | 0.001 | |
| 공 정 제 어 |
슬라브 재가열 온도(℃) | 1150 | 1400 | 1140 | 1150 | 1400 |
| 압연종료온도(℃) | 700 | 855 | 860 | 700 | 855 | |
| 권취온도(℃) | 40 | 45 | 50 | 40 | 45 | |
| 냉간압연 압하율(%) | 60 | 53 | 27 | 57 | 38 | |
| 최종 스탠드 압하율 (%) | 1.5 | 3 | 2.1 | 1.5 | 3 | |
| 물 성 |
열연강판두께(㎜) | 2.8 | 7.5 | 2.6 | 2.7 | 7.2 |
| 냉연강판 두께(㎜) | 4.5 | 1.5 | 3.9 | 4.3 | 1.4 | |
| 인장강도(MPa) | 840 | 900 | 795 | 820 | 870 | |
시험결과 : 물성평가
시험결과, 본 발명과 같이, 초말주편을 사용하고 합금원소 성분의 함량비를 적절히 조절하고, 권취온도, 냉간압연 압하율 및 최종 스탠드 압하율 등 공정제어 조건을 최적으로 설계할 경우(실시예 1 내지 5), 1000MPa 이상의 최적의 인장강도 특성을 구현하고, 인장강도 1000Mpa 이상 및 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발을 구현하고 성분조성이 불량이고 표관외관이 부적격인 초말주편을 슬라브 판재로 적절히 활용할 수 있는 특징이 있음을 알 수 있다. 특히, 상기 냉간압연 압하율이 44 내지 46%를 유지할 때, 최적의 강판 두께 및 인장강도 효과를 구현함을 알 수 있다.
반면에, 본원발명 실시예와 대비하여, 합금원소 성분의 함량비를 다르게 설정하거나, 초말주편을 사용하지 않거나, 강판 두께가 상이하거나, 냉간압연 압하율 및 최종 스탠드 압하율 등에 차이가 있을 경우(비교예 1 내지 5), 적절한 인장강도 및 최적 강판 두께의 형성이 어려운 문제가 있음을 확인할 수 있다.
상기 결과를 통해, 본 발명의 일 구체예에 의한 강재 및 그 제조방법은 최적의 합금성분 조성비, 권취온도 및 냉간가공량 조정 등을 통해 1000MPa 이상의 최적의 인장강도 특성을 구현하고, 자동차용 냉연강판의 생산량 증가에 따라 발생되는 초말주편을 슬라브 판재로 활용하며, 인장강도 1000Mpa 이상 및 1.5 내지 2.5㎜ 두께의 미소둔강판(F/H) 제품 개발을 구현하는 효과가 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (8)
- a) 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1000 내지 1300℃로 재가열하고;
b) 상기 재가열된 슬라브 판재를 열간압연 후 권취하고; 그리고,
c) 상기 권취된 슬라브 판재를 압하율 40 내지 50%로 냉간압연하는 단계;
를 포함하고,
상기 냉간압연시 최종 스탠드의 압하율은 1% 미만인 것을 특징으로 하는, 강재의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재는 초말주편인 것을 특징으로 하는, 강재의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 열간압연시 열연강판의 두께는 3.3 내지 3.6㎜인 것을 특징으로 하는, 강재의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 권취 온도는 500 내지 550℃인 것을 특징으로 하는, 강재의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 냉간압연시 냉연강판의 두께는 1.5 내지 2.5㎜인 것을 특징으로 하는, 강재의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 냉간압연시 압하율은 44 내지 46%인 것을 특징으로 하는, 강재의 제조방법.
- 중량%로, C : 0.04 ~ 0.12%, Si : 0.01 ~ 0.4%, Mn : 1.0 ~ 3.0%, P : 0.01 ~ 0.02%, S : 0.001 ~ 0.02%, Cr : 0.20 ~ 0.90%, Mo : 0.01 ~ 0.40% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
인장강도가 1000 내지 1100MPa 인 것을 특징으로 하는, 강재.
- 제7항에 있어서,
상기 강재는 두께가 1.5 내지 2.5㎜인 것을 특징으로 하는, 강재.
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| KR20150075307A (ko) * | 2013-12-25 | 2015-07-03 | 주식회사 포스코 | 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법 |
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