KR20190079299A - 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

고강도 냉연 강판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

일 관점에 따른 고강도 냉연 강판은 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0 초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Do를 초기 홀 직경(㎜), Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상이다.
Figure pat00007

Description

고강도 냉연 강판 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH COLD ROLLED STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 홀(hole) 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 자동차의 환경문제를 계기로 연비개선 대책으로서 차체 경량화, 부품의 일체 성형화에 의한 비용절감의 요구가 높아져, 프레스 가공성이 뛰어난 고강도 열연 강판이 개발되고 있다. 자동차용 열연 강판의 경우 2차 가공 방법으로 프레스를 이용한 성형을 하게 되므로 고강도화와 더불어 복잡한 형상의 부품으로 가공될 때 견딜 수 있는 성형성을 요구하고 있으며, 이러한 고강도, 고성형성 강판의 경우 다양한 냉각제어를 통하여 저온 변태상을 일정량 분산시켜 고강도화 및 연성, 신장플랜지성의 저하가 억제된 열연강판이 개발되고 있다.
하지만, 범용으로 사용되고 있는 페라이트 석출 경화강의 경우 강도, 연성 밸런스 또는 피로 특성은 우수한 반면 강도가 증가함에 따라 연신율 및 홀 확장비(Hole Expansion Ratio; 이하, HER)로 평가되는 신장 플랜지성이 저하되는 문제가 있으며, 고강도 강을 자동차 샤시용 부품에 적용시키기 위하여 상기와 같은 문제의 개선이 반드시 요구된다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1515730호(2015.04.27. 공고, 발명의 명칭: 신장 플랜지성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법)에 개시되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 홀 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따른 고강도 냉연 강판은 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0 초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Do를 초기 홀 직경(㎜), Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상인 냉연 강판인 것을 특징으로 한다.
Figure pat00001
본 발명에 있어서, 상기 냉연 강판은 인장 강도가 590MPa 이상이고, 연신율이 25% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 냉연 강판은 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 구성된 미세조직을 가지되, 잔류 오스테나이트가 면적 분율로 1~20% 포함되며, 마르텐사이트는 면적분율로 80%이하를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 관점에 따른 고강도 냉연 강판의 제조방법은, 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0 초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 열연 강판을 준비하는 단계와, 상기 열연 강판을 냉간 압연하는 단계와, 상기 냉간 압연 후 800~900℃의 온도범위에서 소둔 열처리하는 단계, 및 상기 소둔 열처리 후 소둔 열처리 온도로부터 냉각하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 냉연 강판은 Do를 초기 홀 직경(㎜), Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상인 것이 바람직하다.
Figure pat00002
본 발명에 있어서, 상기 냉연 강판이 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 구성된 미세조직을 가지도록 제어하되, 잔류 오스테나이트가 면적 분율로 1~20% 포함되며, 마르텐사이트는 면적분율로 80%이하를 포함하도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 강판의 성분 및 미세조직의 제어, 그리고 소둔 온도의 제어를 통해 인장 및 홀 확장성이 우수한 고강도 강판을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 2는 소둔 온도에 따른 강판의 결정립 크기의 분포를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
일반적으로 홀 확장성의 확보를 위하여 상간경도차를 줄이는 미세조직 제어가 수행되었다. 즉, 베이나이트 단상강의 개발과 더불어 페라이트와 마르텐사이트로 이루어진 조직을 페라이트와 베이나이트 조직으로 변화시켜 보다 나은 홀 확장성을 확보하였다. 그러나 마르텐사이트를 베이나이트로 제조하는 방법은 동일한 인장 강도를 확보하기 위하여 마르텐사이트에 비하여 높은 베이나이트 분율을 형성하여야 하기 때문에 인장 강도 또는 연신율이 낮아지는 인장 물성의 저하를 가져오기도 한다.
특히, TRIP 강의 경우 높은 연신율과 홀 확장성을 동시에 확보할 수 있기 때문에 물성에 대한 연구가 활발히 진행되었으며, 이상 조직강에 비하여 높은 연신율과 홀 확장성을 가지며, 잔류 오스테나이트의 안정성이 높은 경우, 높은 홀 확장성을 확보할 수 있다고 보고되었다. 또한, 높은 연신율과 홀 확장성을 동시에 확보하기 위하여 성분 및 미세조직 제어 그리고 결징립 크기 및 분포 제어 등의 다양한 인자가 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명에서는 성분 및 미세 조직의 제어, 공정 조건의 제어를 통해 인장 및 홀 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법을 제시한다.
고강도 냉연 강판
본 발명의 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 기타 불가피한 원소 등을 특별한 조성비로 포함하는 강재를 이용하여 높은 홀 확장성을 가지는 냉연 강판을 제조시 신장 플랜지성이 우수한 냉연 강판을 얻을 수 있음을 확인하였다.
구체적으로, 본 발명의 고강도 냉연 강판은 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Do를 초기 홀 직경(㎜), 그리고 Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상이다. 또한, 본 발명의 고강도 냉연 강판은 인장 강도 590MPa 이상이며, 25% 이상의 연신율을 갖는다.
Figure pat00003
이하에서는, 본 발명의 일 구체예에 따른 고강도 냉연 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대해 상세히 설명한다 (각 성분의 함량은 전체 강판에 대한 중량% 로서, 이하에서는 %로 표시함).
탄소(C) : 0.01~0.30 %
탄소(C)는 강의 강도 확보를 위해 첨가된다. 탄소(C)는 냉각 중 오스테나이트 상변태 억제 등 강의 강도를 증가시키고 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 주요 원소로 사용된다. 일 구체예에서, 상기 탄소(C)는 강 슬라브 전체 중량의 0.01~0.30% 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 탄소를 0.01% 미만으로 포함시 강판의 강도 확보가 어려우며, 0.30%를 초과하여 포함시 인성 및 연성이 열화될 수 있다.
실리콘( Si ) : 0.3~2.5 %
실리콘(Si)은 강의 탈산을 위해 포함되며, 강도 상승의 효과를 가진다. 실리콘(Si)은 또한 페라이트 안정화 원소로 잘 알려져 있어 냉각 중 페라이트 분율을 높여 연성을 증가시키는 원소로 알려져 있다. 또한, 탄화물의 형성 억제력이 매우 크기 때문에 베이나이트 형성 시 잔류 오스테나이트 내 탄소 농도 증가를 통한 TRIP 효과를 확보하기 위한 필수 원소이다. 일 구체예에서 상기 실리콘(Si)은 강 슬라브 전체 중량에 대하여 0.3~2.5% 포함된다. 상기 실리콘을 0.3% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 2.5%를 초과하여 포함시 강의 연성 및 인성이 저하될 수 있다.
망간(Mn) : 1.0~10. 0 %
망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소로서, 저온상의 분율을 증가시키고 고용 강화 효과로 강의 강도를 증가시키는 원소로 사용되었다. 일 구체예에서 상기 망간(Mn)은 상기 강 슬라브 전체 중량에 대하여 1.0~10.0% 포함된다. 상기 망간을 1.0% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 10.0%를 초과하여 포함시 저온 충격인성이 저하될 수 있다.
알루미늄(Al): 0.01~0.5 %
상기 알루미늄(Al)은 실리콘(Si)과 같이 페라이트 안정화 및 탄화물의 형성을 억제하는 원소로 알려져 있으나, 제강 및 소둔 온도 증가 등 공정 부하로 인하여 그 범위를 엄격하게 제한하였다. 일 구체예에서 상기 알루미늄은 강 슬라브 전체 중량에 대하여 0.01~0.5% 포함된다. 상기 알루미늄을 0.01% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 반대로 0.5%를 초과하여 포함시 Al2O3 등의 비금속 개재물 형성량이 증가하여, 저온 충격인성이 저하될 수 있다.
크롬( Cr ) : 0초과 ~2.0 %
상기 크롬(Cr)은 페라이트 및 펄라이트의 고온 상변태 억제 효과가 높은 원소로서 오스테나이트의 소입성 향상을 위하여 첨가되었다. 일 구체예에서 상기 크롬은 상기 강 슬라브 전체 중량에 대하여 2.0% 이하로 그 범위를 제한한다.
티타늄( Ti ): 0초과 ~0.1 %
상기 티타늄(Ti)은 탄소(C)와 결합하여 강의 강도 증가에 영향을 미치는 탄화물을 형성한다. 티타늄(Ti)은 고온 TiN 형성으로 AlN의 형성을 억제하고 Ti(C, N) 등의 형성으로 결정립 크기 미세화 효과를 가져온다. 그러나 모상 내 탄소 함량 감소 등을 고려하여 첨가량을 0.1% 이하로 제한하였다. 일 구체예에서, 상기 티타늄은 강 슬라브 전체 중량의 0.1% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
니오븀( Nb ): 0초과 ~0.1 %
상기 니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 본 발명의 강도와 저온인성을 향상시킨다. 일 구체예에서, 상기 니오븀은 상기 강 슬라브 전체 중량에 대하여 0.1% 이하로 포함된다. 상기 니오븀은 열간 압연 강도의 증가 등 공정 부하와 관련하여 0.1% 이하로 그 함량을 제한하였다.
그 외 불가피한 첨가 원소
그 외 불가피한 원소로서 인(P), 황(S) 및 질소(N)가 있다. 인(P)의 경우 슬라브 중심 편석에 의한 내부식성 저하 문제로 인하여 첨가 범위를 0.01% 이하로 제한하였고, 인성 및 용접성을 저해시키는 황(S)의 경우 그 함량을 보다 엄격하게 0.001% 이하로 제한하였으며, 충격 극성과 연신율을 낮추고 용접부 인성을 크게 저하시키는 질소(N)의 경우 0.005%로 그 함량을 엄격하게 제한하였다.
본 발명의 냉연 강판의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 철강 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
한편, 본 발명의 냉연 강판은 Do를 초기 홀 직경(㎜), 그리고 Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상이다. 홀 확장성은 신장 플랜지성을 평가하는 지수로서, 시편에 원형의 구멍을 형성한 후 이를 원추형 펀치를 이용하여 확장시킬 때, 홀의 가장자리에 발생한 균열이 적어도 한 곳에서 두께 방향으로 관통할 때까지 홀 확대량을 초기 홀의 크기에 대한 비율로서 나타낼 수 있다. 홀 확장성이 30% 이상인 경우 매우 우수한 신장 플랜지성을 확보할 수 있다.
Figure pat00004
또한, 본 발명의 냉연 강판은 590MPa의 인장강도(TS)와 25% 이상의 연신율을 나타냄으로써 홀 확장성과 연신율을 동시에 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 냉연 강판의 미세조직은 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 구성되며, 잔류 오스테나이트의 경우 면적분율로 1~20% 포함되며, 마르텐사이트는 면적분율로 최대 80%까지 포함할 수 있다. 또한, 평균 결정립도는 1~30㎛이며, 결정립 면적 기준 1~900㎛2이다. 따라서, 본 발명에 따르면 인장 강도와 연신율이 우수한 고강도 냉연강판을 구현하기 용이하다.
이상에서 설명한 본 발명의 홀 확장성이 우수한 고강도 냉연 강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 그 일 구체예로서 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다.
강판의 제조방법
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 고강도 냉연 강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 상기 강판의 제조방법은 열연 강판을 준비하는 단계(S110), 상기 열연 강판을 냉간 압연하는 단계(S120), 상기 냉간 압연 후 소둔 열처리하는 단계(S130), 및 상기 소둔 열처리 후 냉각하는 단계(S140)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 열연 강판을 준비하는 단계(S110)로서, 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0 초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강괴 또는 슬라브(이하, 슬라브로 통칭함)를 준비하고, 상기 슬라브를 1,150~1,300℃정도의 온도로 재가열하여 주조시 편석된 성분을 재고용시킨다. 상기 재가열 온도는 통상의 열간압연 온도를 확보할 수 있도록 1,150~1,300℃ 정도로 하는 것이 바람직하다. 상기 재가열 온도가 1,150℃ 미만이면 열간압연하중이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있으며, 1,300℃를 초과하는 경우 표면 스케일 양이 증가할 수 있다.
다음에, 상기 슬라브 재가열 후 통상의 방법으로 열간압연을 행하고, Ar3 이상의 온도에서 마무리 압연을 수행한다. 상기 마무리 압연 온도는 오스테나이트 미재결정 영역에서 실시하는 것이 바람직하다. 오스테나이트 재결정영역에서 마무리 압연을 실시할 경우, 오스테나이트 결정립의 동적 재결정이 충분히 이루어지지 않아 -40℃ 이하의 충격인성을 요구하는 극한지에서의 사용을 어렵게 한다. 한편, 마무리 압연 온도가 Ar3 이하일 경우에는 2상(α+γ) 영역에서 냉각이 이루어짐으로써 최종 미세조직이 불균일해지기 때문에 이것 또한 강판의 인성을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 상기 마무리 압연 온도는 850~950℃인 것이 바람직하다.
다음에, 상기 열간압연을 행한 후 1~70℃/sec의 냉각속도로 냉각하고 400~550℃의 온도에서 권취한다.
상기한 과정으로 제조된 열연 강판은 미세조직이 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 펄라이트가 혼재된 복합 조직을 갖는다.
다음으로, 냉간압연 단계(S120)로서, 위와 같이 제조된 열연 강판을 이용하여 산세를 실시하고, 산세한 열간압연 코일을 냉간 압연기로 얇게 압연한다.
다음으로, 냉간 압연된 강판에 대해 소둔 열처리 단계(S130)를 수행한다. 소둔은 금속 내부의 변형을 바로잡기 위해 강판을 일정 온도까지 가열했다가 서서히 냉각하는 공정으로서, 통상의 서냉각 구간이 있는 연속 소둔로에서 800~900℃의 온도범위에서 소둔 열처리를 실시한다. 소둔 온도가 800℃ 미만일 경우 미재결정립이 생길 수 있으며, 충분한 오스테나이트를 형성하기 어려워 본 발명에서 목표로 하는 강도를 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 소둔 온도가 900℃를 초과하는 경우, 과다한 오스테나이트의 형성으로 인해 베이나이트량이 급격히 증가하게 되어 항복 강도가 과다하게 증가하거나 연성이 열화될 수 있다.
다음으로, 상기 소둔 열처리 후 강판에 대해 급냉 열처리를 실시한다(S140). 이어서 강판을 소정 온도에서 후열처리를 실시하여 홀 확장성이 우수한 고강도 냉연강판을 제조할 수 있다.
상기한 과정으로 제조된 냉연 강판은 미세조직이 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트가 혼재된 복합 조직을 갖는다. 잔류 오스테나이트의 경우 면적분율로 1~20% 포함되며, 마르텐사이트는 면적분율로 최대 80%까지 포함할 수 있다. 또한 평균 결정립도는 1~30㎛이며, 결정립 면적 기준 1~900㎛2이다. 따라서, 본 발명에 따르면 인장 강도와 연신율이 우수한 고강도 냉연 강판을 구현하기 용이하다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세하게 나타내는 바람직한 실시예를 개시한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 하나의 예시로 제시된 것이며, 본 발명의 사상이 하기의 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
하기 표 1의 조성비(단위: 중량%)를 갖는 강을 예를 들어 잉곳으로 진공 용해한 후 압연을 통해 열연 슬라브를 제조하였다. 이를 활용하여 1,150℃의 온도에서 1시간 정도 유지 후 900℃에서 마무리 압연한 후 냉각 및 권취하여 열연 강판을 제조하였다. 이를 산세 및 냉간압연 후에 780~840℃의 온도에서 소둔 열처리한 시편을 냉각한 후 480℃에서 후열처리를 실시한 강판의 기계적 물성을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
C Si Mn Al Cr Ti Nb
합금성분1 0.07 1.5 1.5 0.03 0.01 0.01 0.01
합금성분2 0.08 1.0 2.0 0.03 0.01 0.01 0.01
합금성분3 0.09 0.2 2.2 0.03 0.01 0.01 0.01
합금성분4 0.09 1.5 0.5 0.03 0.01 0.01 0.01
표 1에서, 합금성분 1 및 합금성분 2는 본 발명의 합금성분의 함량 범위를 만족하는 경우, 합금성분 3 및 합금성분 4는 본 발명의 합금성분의 함량 범위를 만족하지 못하는 경우를 각각 나타낸다. 구체적으로, 합금성분 3의 경우 실리콘(Si)의 함량이 본 발명의 합금성분 함량 범위보다 낮았고, 합금성분 4의 경우 망간(Mn)의 함량이 본 발명의 합금성분 함량 범위보다 낮았다.
시편 성분 소둔온도
(℃)		 RCS
(℃)		 YP(MPa) TS(MPa) 연신율(%) 홀확장성
(%)
비교예1
합금성분 1
 780
480
 348 628 33.5 29.0
실시예1 810 480 346 627 33 49.5
실시예2 840 480 349 627 34.7 51.5
비교예2
합금성분 2
 780
480
 345 793 26.5 26.5
실시예3 810 480 322 689 28.5 33.5
실시예4 840 480 322 678 29.6 35.0
비교예3
합금성분 3
 780
480
 358 832 22.7 16.5
비교예4 810 480 344 835 20.8 22.0
비교예5 840 480 341 815 22.7 23.5
비교예6
합금성분 4
 780
480
 471 582 32.6 59.0
비교예7 810 480 476 580 34.1 60.0
비교예8 840 480 465 578 34.6 60.5
표 2를 참고하면, 합금성분 1~4에 대해 소둔 온도를 780℃로 낮게 설정한 비교예1, 비교예2, 비교예3, 및 비교예6과, 각 합금성분에 대해 소둔 온도를 810℃로 설정한 실시예1, 실시예3, 비교예4 및 비교예 7, 그리고 각 합금성분에 대해 소둔온도를 840℃로 설정한 실시예2, 실시예4, 비교예5 및 비교예8에 대해 각각 물성을 측정하였다.
합금성분1 및 합금성분 2는 본 발명의 합금성분의 함량 범위를 만족하는 경우로서, 소둔 온도를 780℃로 낮게 설정한 비교예1 및 2의 경우 목표로 하는 홀 확장성을 나타내지 못하였으며 소둔온도를 810℃ 및 840℃로 설정한 실시예1 내지 실시예4의 경우 고강도 냉연 강판에서 목표로 하는 인장강도, 연신율 및 홀 확장성을 모두 만족시키는 결과를 나타내었다.
합금성분3은 본 발명의 합금성분의 함량 범위를 만족하지 않은 경우로서, 특히 실리콘(Si)의 함량이 낮은 경우이다. 합금성분3의 경우 소둔온도에 관계없이 높은 인장강도를 나타내지만, 본 발명의 고강도 냉연강판에서 연신율 및 홀 확장성을 모두 만족시키지 못하였다.
합금성분4는 본 발명의 합금성분의 함량 범위를 만족하지 않은 경우로서, 특히 망간(Mn)의 함량이 낮은 경우이다. 합금성분4의 경우 본 발명에서 목표로 하는 연신율 및 홀 확장성을 나타내지만 목표로 하는 인장강도를 만족시키지 못하였다.
정리하자면, 실리콘(Si)의 함량을 낮춘 합금성분3의 경우 30% 미만의 홀 확장성을 나타냄으로써 고성형에 한계가 있음을 알 수 있었고, 망간(Mn)의 함량이 낮은 합금성분4의 경우 인장강도가 590MPa 미만으로서 초고강도 강의 기준을 만족시키지 못하였음을 알 수 있다.
도 2는 소둔 온도에 따른 결정립 크기의 분포를 나타낸 그래프로서, 소둔 온도가 780℃, 810℃, 및 840℃일 때의 결정립의 크기 분포를 나타내었다. 도시된 바와 같이, 소둔 온도가 780℃인 경우 다른 온도에 비해 결정립 크기가 넓게 분포되었으며, 이는 균일한 결정립을 형성하지 못하였음을 나타낸다.
상술한 본 발명에 따르면, 강판의 성분 및 미세조직의 제어, 그리고 소둔 온도의 제어를 통해 인장 및 홀 확장성이 우수한 고강도 강판을 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
S110: 열연 강판을 준비하는 단계
S120: 냉간 압연 단계
S130: 소둔 열처리 단계
S140: 냉각 단계

Claims (6)

  1. 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0 초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Do를 초기 홀 직경(㎜), Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상인 냉연 강판.
    Figure pat00005
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉연 강판은 인장 강도가 590MPa 이상이고, 연신율이 25% 이상인 냉연 강판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉연 강판은 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 구성된 미세조직을 가지되,
    잔류 오스테나이트가 면적 분율로 1~20% 포함되며, 마르텐사이트는 면적분율로 80%이하를 포함하는 냉연 강판.
  4. 탄소(C): 0.01~0.30 중량%, 실리콘(Si): 0.30~2.50 중량%, 망간(Mn): 1.00~10.00 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.50 중량%, 크롬(Cr): 0 초과~2.0 중량%, 티타늄(Ti): 0초과~0.1중량%, 니오븀(Nb): 0초과~0.1 중량%, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 열연 강판을 준비하는 단계;
    상기 열연 강판을 냉간 압연하는 단계;
    상기 냉간 압연 후 800~900℃의 온도범위에서 소둔 열처리하는 단계; 및
    상기 소둔 열처리 후 소둔 열처리 온도로부터 냉각하는 단계를 포함하는 냉연 강판의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉연 강판은,
    Do를 초기 홀 직경(㎜), Dh를 파단 후 홀 직경(㎜)이라 할 때, 하기 수학식으로 표시되는 홀 확장율(%) λ가 30% 이상인 냉연 강판의 제조 방법.
    Figure pat00006
  6. 제4항에 있어서,
    상기 냉연 강판이 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 구성된 미세조직을 가지도록 제어하되,
    잔류 오스테나이트가 면적 분율로 1~20% 포함되며, 마르텐사이트는 면적분율로 80%이하를 포함하도록 제어하는 냉연 강판의 제조 방법.
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