KR20210080074A - 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판 및 이의 제조방법 - Google Patents

굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은, 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 면적%로, 마르텐사이트 95% 이상을 포함하는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판을 제공할 수 있다.

Description

굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판 및 이의 제조방법{ULTRA-HIGH STRENGTH HOT-ROLLED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT BENDING FORMABILITY AND MATHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 실시예는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 강의 성분 조성과 제조 공정 조건을 최적화함으로써 우수한 굽힘 가공성을 갖는 열연강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
초고강도 열연강판은, 건축, 건설 및 자동차 구조물 등 강철 건자재 분야의 구조물에 다양하게 사용될 수 있다. 이러한 구조물을 성형할 때 굴곡 부위가 발생하게 되는데, 이 때 강의 강도가 매우 높기 때문에 굽힘 특성이 좋지 않으면 크랙이 쉽게 발생하는 문제가 있다.
따라서, 열연강판의 굽힘 특성을 향상시키기 위한 다양한 시도가 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는 표면 탈탄층을 활용하여 표면의 연성을 증대시킴으로써 굽힘 가공성을 개선하고자 하는 방법이 제안되었다. 그러나, 상기 기술은 탄소강을 대상으로 하며, 소재의 표면 경도하락으로 내구성에 문제를 야기할 수 있다. 또한, 입계 산화를 유발하는 경우가 있어 최종제품의 품질을 저하 시키는 문제점이 있다.
따라서, 굽힘 가공성이 우수하면서도 동시에 표면 품질이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 대한 개발이 요구되고 있다.
한국 특허 공개번호 1997-0033116
본 실시예에서는 굽힘 가공성을 향상시킴으로써 본 실시예의 열연강판을 적용하여 구조물 등을 가공하는 경우 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있는 초고강도 열연강판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판은, 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 면적%로, 마르텐사이트 95% 이상을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 가열하는 단계; 상기 가열된 슬라브를 조압연 및 사상압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 상기 열연강판을 냉각한 후 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 초고강도 열연강판의 제조방법에 따라 제조된 열연강판은, 인장강도가 1700Mpa이상으로 굽힘 가공성이 매우 우수하다. 이에 따라 구조물 등에 본 실시예에 따른 열연강판을 적용하는 경우 가공시 열연강판에 크랙 및 판 파단과 같은 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 작업성을 개선할 수 있는 바, 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 조건 2에 따라 제조된 강판 단면에 대한 SEM 측정 결과이다.
도 2는 조건 18에 따라 제조된 강판 단면에 대한 SEM 측정 결과이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판은, 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 면적%로, 마르텐사이트 95% 이상을 포함할 수 있다.
이하, 열연강판의 성분 한정의 이유를 설명한다.
탄소(C): 0.25 내지 0.35 중량%
대부분의 기지조직이 마르텐사이트인 강에서는 탄소가 강도를 결정하는 중요한 원소이다. 따라서, 본 실시예에서 목표로 하는 강도를 확보하기 위해서는 일정함량 이상의 탄소를 함유해야 한다.
즉, 탄소의 함량이 너무 적은 경우에는 원하는 강도를 확보하기 어려운 문제가 있고, 탄소의 함량이 너무 많은 경우에는 열연강판의 굽힘 가공성이 저하될 수 있다. 따라서, 탄소의 함량은 0.25 내지 0.35 중량%일 수 있다. 보다 구체적으로 탄소의 함량은 0.26 내지 0.33 중량% 또는 0.27 내지 0.31 중량% 범위일 수 있다.
실리콘(Si): 0.01 내지 0.5 중량%
실리콘은 탈산제로 작용할 뿐만 아니라, 강판의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 그러나, 실리콘을 너무 많이 사용할 경우 열연강판 표면에 입계 산화를 유발할 수 있다. 따라서, 실리콘의 함량은 0.01 내지 0.5 중량%일 수 있고, 보다 구체적으로 0.02 내지 0.1 중량% 범위일 수 있다.
망간(Mn): 0.3 내지 2.0 중량%
망간(Mn)은 상기 C와 함께 강도 확보에 유효한 원소이다. 즉, 대부분의 기지조직이 마르텐사이트인 강에서는 경화능을 향상시키기 위해서 사용된다. 이러한 망간을 너무 적게 사용하면 FeS가 형성되어 고온에서 입계 취성을 일으킬 우려가 있다. 또한, 망간을 너무 많이 사용하면 중심 편석, 개재물 형성과 더불어 입계 산화를 일으켜 열연강판 품질이 열위 할 우려가 있다. 따라서, 망간의 함량은 0.3 내지 2.0 중량% 범위, 보다 구체적으로, 0.3 내지 1.5 중량% 범위일 수 있다.
알루미늄(Al): 0.1 중량% 이하 (0%는 제외)
알루미늄(Al)은 탈산 효과뿐만 아니라 고용 강화 효과를 위해 첨가하는 원소이다. 이러한 알루미늄의 함량이 과다한 경우에는 연주 노즐을 막아 연주성을 저하할 수 있다. 따라서, 알루미늄의 함량은 0.1 중량% 이하인 것이 바람직하며, 0%는 제외한다. 보다 구체적으로 알루미늄의 함량은 0.01 내지 0.03 중량% 범위일 수 있다.
티타늄(Ti): 0.01 내지 0.05 중량%
티타늄은 보론이 질소와 질화물을 형성하여 경화능을 저하시키는 것을 방지하기 위해 사용된다. 즉, 보론이 질소와 결합하기 이전에 티타늄이 질소와 결합함으로써 보론의 첨가 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 고온에서도 안정한 질화물을 형성하여 용접 열 영향부의 충격특성을 향상시킬 수도 있다.
이러한 티타늄이 과량 첨가되는 경우에는 과다 첨가된 티타늄이 슬라브 제조 단계에서 연주성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 티타튬의 함량은 0.01 내지 0.05 중량%, 보다 구체적으로 0.01 내지 0.03 중량% 범위일 수 있다.
보론(B): 0.0005 내지 0.005 중량%
보론(B)은 열연강판의 경화능을 향상시키는데 중요한 역할을 하는 원소이다. 본 발명에서 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 상기 보론의 함량이 0.0005 중량% 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 보론을 너무 많이 사용하게 되면 BN에 의한 취성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 보론의 함량은 0.0005 내지 0.005 중량%, 보다 구체적으로 0.0008 내지 0.003 중량% 범위일 수 있다.
인(P): 0.02 중량% 이하 (0%는 제외)
인(P)은 강 제조과정 중에 불가피하게 첨가되는 원소로서, 편석에 의해 취성을 유발할 우려가 있으므로 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 용선 제조시 고철 등의 첨가로 인의 함량이 증가될 수 있으므로, 상기 인의 함량을 최대 0.02 중량%로 제어하는 것이 바람직하며, 0%는 제외한다.
황(S): 0.01 중량% 이하 (0%는 제외)
황(S)은 강 제조과정 중에 불가피하게 첨가되는 원소로서, 개재물을 형성하거나 융점이 낮은 FeS 황화물을 형성하여 열간압연 중 입계 취성을 일으킬 우려가 있다. 따라서, 상기 S의 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하며, 용접 제조시 고철 등의 첨가로 상기 S의 함량이 증가될 가능성이 있으므로 그 함량을 최대 0.01 중량%로 제어하는 것이 바람직하며, 0%는 제외한다.
질소(N): 0.01 중량% 이하 (0%는 제외)
질소(N)는 고용 강화 효과가 있으나, 그 함량이 과다하면 고용원소가 항복점 연신을 일으켜 표면품질을 열위하게 할 우려가 있다. 또한, 질화물을 석출시켜 가공성을 저해할 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 질소의 함량을 0.01% 이하로 제어하는 것이 바람직하며, 0%는 제외한다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조 과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조 과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판은 몰리브덴(Mo) 0.1 내지 0.5 중량%를 더 포함할 수 있다.
Mo: 0.1 내지 0.5 중량%
몰리브덴(Mo)은 강의 경화능을 향상시키는데 유효한 원소이다. 몰리브덴의 첨가로 오스테나이트 결정립의 크기를 미세하게 함으로써 강의 굽힘 가공성을 보다 향상시킬 수 있다. 다만, 상기 Mo은 고가의 원소로 그 함량이 너무 높은 경우에는 제조원가를 크게 상승시킬 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 Mo의 함량은 0.1 내지 0.5 중량%, 보다 구체적으로 0.1 내지 0.35 중량% 범위로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 열연강판은 면적%로, 마르텐사이트 95% 이상을 포함하는 미세조직을 갖는다. 보다 구체적으로, 본 실시예의 열연강판은 면적%로, 마르텐사이트 95% 이상 및 잔부의 베이나이트 및 페라이트를 포함할 수 있다. 이와 같이 마르텐사이트 상 분율이 95% 이상인 일 실시예에 따른 열연강판은 인장강도가 1700MPa 이상일 수 있다.
전술한 바와 같이 일 실시예에 따른 열연강판은 인장강도가 1700MPa 이상이다. 보다 구체적으로 인장강도는 1700MPa 내지 2500MPa, 또는 1700MPa 내지 2000MPa 범위일 수 있다. 또한, 상기 열연강판의 굽힘 특성(R/t)은 2.5 이하, 보다 구체적으로 0.1 내지 2.5, 0.5 내지 2.3 또는 1.0 내지 2.2 범위일 수 있다.
상기 굽힘 특성(R/t)에서 R은 3점 굽힘시험에 의한 90도 벤딩시 펀치 끝날의 곡률반경이며, t는 소재의 두께(mm)를 의미한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열연강판은 초고강도와 더불어 우수한 굽힘 가공성을 확보할 수 있는 바, 이를 이용하여 구조물 등을 가공하는 경우 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 작업성이 매우 우수하며, 이에 따라 생산성도 우수하게 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법은, 슬라브를 제조하는 단계, 상기 슬라브를 가열하는 단계, 상기 가열된 슬라브를 조압연 및 사상압연하여 열연강판을 제조하는 단계, 및 상기 열연강판을 냉각한 후 권취하는 단계를 포함한다.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저, 슬라브를 제조한다. 제강단계에서는 C, Si, Mn, Al, Ti, B, P, S, N을 적정 함량으로 제어한다. 제강 단계에서 성분이 조정된 용강은 연속주조를 통하여 슬라브로 제조된다.
이때, 제조된 상기 슬라브는, 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
슬라브의 각 조성에 대해서는 전술한 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판에서 자세히 설명하였으므로, 중복되는 설명을 생략한다. 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조 공정 중에서 합금 성분이 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브와 최종 제조된 열연강판의 합금 성분이 동일할 수 있다.
다음으로, 슬라브를 가열한다. 이는 후속되는 열간압연 공정을 원활히 수행하고, 슬라브를 균질화 처리하기 위함이다. 구체적으로 슬라브를 1150 내지 1300℃ 범위로 가열할 수 있다. 슬라브 가열 온도가 너무 낮으면 후속하는 열간압연시 하중이 급격히 증가하는 문제가 있으며, 반면 너무 높으면 에너지 비용이 증가할 뿐만 아니라, 표면 스케일의 양이 증가하여 재료의 손실로 이어질 수 있다.
다음으로, 상기 가열된 슬라브를 열간압연하여 열연강판으로 제조한다. 상기 열간압연은 조압연 및 사상압연으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 사상압연의 종료 온도는 800℃ 초과 및 950℃미만 범위에서 수행될 수 있다. 보다 구체적으로 사상압연의 종료 온도는, 810℃ 내지 940℃, 830℃ 내지 920℃, 또는 850℃ 내지 900℃ 범위에서 수행될 수 있다. 사상압연의 종료가 너무 낮은 경우 압연하중이 크게 증가하게 될 우려가 있으며, 특히 온도 하락이 심한 강판의 양 에지(edge)부의 경우 초석 페라이트 상이 생성되어 폭 방향으로 재질이 불균일해질 우려가 있다. 이에 반해 사상압연의 종료 온도가 너무 높은 경우 강판의 조직이 조대화되고, 스케일이 두꺼워져 표면품질이 저하될 우려가 있다.
이후, 상기 열연강판을 냉각한 후 권취한다.
상기 냉각은, 예를 들면, 런 아웃 테이블(Run-Out Table, ROT)에서 급냉하는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 냉각 속도는 30℃/S 초과 및 100℃/S이하의 평균속도로 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 냉각 속도는 40℃/S 내지 90℃/S 또는 60℃/S 초과 및 90℃/S 범위일 수 있다. 냉각 속도가 30℃/S 이하인 경우 경화능이 부족하여 열연강판의 강도를 원하는 범위가 되도록 제조할 수 없다. 또한 냉각 속도가 100℃/S를 초과하는 경우, 제조된 열연강판의 형상불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 권취는 150℃ 초과 및 300℃ 미만의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 권취는 예를 들면, 160℃ 내지 280℃ 또는 180℃ 내지 260℃의 온도범위에서 수행될 수 있다.
본 실시예에서 권취 온도가 150℃ 이하인 경우 표면 스케일 박리로 표면 품질이 매우 열위할 수 있으며, 정정에서 스킨패스압연시 표면에 압입흠이 일어나게 할 수도 있다. 또한, 권취 온도가 300℃ 이상인 경우에는 재질을 만족시킬 수 없는 문제가 있다.
상기와 같은 방법으로 제조한 다음 상온으로 냉각 종료 후 얻은 열연강판의 최종 조직은, 면적%로, 마르텐사이트 95% 이상을 포함한다.
본 실시예에서는 상기와 같은 방법 및 조건으로 열연강판을 제조함으로써 굽힘 가공성이 우수함과 동시에 인장강도 값도 매우 높은 초고강도 열연강판을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
실시예
하기 표 1에 정리된 합금 성분 및 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 제조하였다.
다음, 슬라브를 1150 내지 1300℃ 온도 범위로 가열한 후, 하기 표 2에 정리된 제조 조건으로, 열간압연, 냉각, 권취 공정을 수행하여 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판을 제조하였다.
열연강판에 대하여, 인장강도, 굽힘 특성, 스케일 결함 발생여부를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 인장강도는 ISO 6892-1:2016 시험법에 의해 INSTRON 인장시험기를 사용하여 실시하였다.
(2) 굽힘 특성(R/t)은 제조된 강판을 3점 굽힘시험에 의해 90도 벤딩하였을 때 펀치 끝날의 곡률반경 R(mm) 및 강판의 두께 t(mm)를 측정하여 계산한 값이다.
(3) 열연강판의 형상은 정정시 코일을 풀어 스킨패스 압연 후 육안으로 관찰하였고, 스케일 박리유무는 정정시 코일을 풀 경우 표면에서 scale이 탈락하는 지 여부를 육안으로 관찰하였다.
강종 C Mn Si Al Ti B Mo N
1 0.22 1 0.06 0.02 0.02 0.0015 0 0.005
2 0.28 1 0.06 0.02 0.02 0.0015 0 0.005
3 0.30 1 0.06 0.02 0.02 0.0015 0 0.005
4 0.30 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0 0.005
5 0.38 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0 0.005
6 0.30 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0.05 0.005
7 0.30 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0.15 0.005
8 0.30 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0.25 0.005
9 0.30 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0.35 0.005
10 0.30 0.4 0.06 0.02 0.02 0.0015 0.45 0.005
조건 강종 사상압연
종료온도
(℃)		 급냉
냉각
속도
(℃/S)		 권취 온도
(℃)		 인장
강도 (Mpa)		 굽힘
(R/t)		 Scale결함 발생 여부 비 고
1 4 800 80 200 1811 4.29 미발생 비교강
2 4 850 80 200 1797 2.14 미발생 발명강
3 4 900 80 200 1753 2.14 미발생 발명강
4 4 950 80 200 1733 3.21 미발생 비교강
5 4 850 30 200 1643 1.43 미발생 비교강
6 4 850 50 200 1782 2.14 미발생 발명강
7 4 850 80 100 1811 2.14 발생 비교강
8 4 850 80 150 1809 2.14 발생 비교강
9 4 850 80 250 1705 1.79 미발생 발명강
10 4 850 80 300 1499 1.07 미발생 비교강
11 4 850 80 400 1301 0.36 미발생 비교강
12 1 850 80 200 1522 1.07 미발생 비교강
13 2 850 80 200 1701 1.79 미발생 발명강
14 3 850 80 200 1806 2.14 미발생 발명강
15 4 850 80 200 1797 2.14 미발생 발명강
16 5 850 80 200 2086 3.57 미발생 비교강
17 6 850 80 200 1795 2.14 미발생 발명강
18 7 850 80 200 1789 1.07 미발생 발명강
19 8 850 80 200 1792 1.43 미발생 발명강
20 9 850 80 200 1798 1.43 미발생 발명강
21 10 850 80 200 1801 1.79 미발생 발명강
표 2를 참고하면, 먼저, 조성 및 제조 공정의 각 조건이 본 실시예의 범위를 만족하는 조건 2, 3, 6, 9, 13 내지 15 및 17 내지 21에 따라 제조된 강판은 인장강도가 모두 1700MPa 이상, 굽힘 특성(R/t) 2.5 이하의 물성을 가지면서 표면 스케일이 발생하지 않는 바, 본 실시예에서 제시하는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 조건을 만족하는 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 사상압연 종료 온도가 낮아 본 실시예의 범위를 벗어나는 조건 1에 따라 제조된 강판은 굽힘 가공성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 사상압연 종료 온도가 너무 높아 본 실시예의 범위를 벗어나는 조건 4에 따라 제조된 강판 역시 굽힘 가공성이 저하되었다. 이는 열간압연 공정에서 오스테나이트 조직이 조대해져 크랙 전파가 용이한 조직이 형성된 것에 기인한 것으로 추측된다.
한편, 냉각 속도가 본 실시예의 범위를 벗어나는 조건 5에 따라 제조된 강판은 마스텐사이트의 분율이 감소하는 바, 인장강도가 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
또한 권취 온도가 본 실시예의 범위보다 낮은 조건 7 및 8에 따라 제조된 강판은 인장강도는 우수하나 급냉으로 인한 스케일 박리 결함 발생으로 정정에서 스킨패스 압연시 표면에 압입흠을 유발할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
다음, 권취 온도가 본 실시예의 범위보다 높은 조건 10 및 11에 따라 제조된 강판의 경우 스케일 박리 결함은 발생하지 않았으나, 인장강도가 저하되는 문제가 있다.
또한, 탄소 함량이 본 실시예의 범위 보다 낮은 강판을 이용하여 제조된 조건 12의 강판은 인장강도가 현저하게 떨어지는 것을 확인할 수 있고, 탄소 함량이 본 실시예 범위 보다 높은 강판을 이용하여 제조된 조건 16의 강판은 굽힘 가공 특성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다.
한편, 선택적인 성분인 몰리브덴을 본 실시예의 범위 보다 적게 포함하는 강판을 이용하여 제조된 조건 17의 강판은 인장강도 및 굽힘 특성이 본 발명에서 제시한 조건을 만족하고 스케일 결함도 발생하지 않았다. 다만, 몰리브덴을 본 실시예에서 제시한 함량으로 포함하는 강판을 사용하여 제조된 조건 18 내지 21의 강판이 조건 17의 강판과 비교할 때 굽힘 특성이 월등히 향상되었음을 알 수 있다.
이는 몰리브덴이 오스테나이트 조직을 미세화하여 크랙 전파를 방지할 수 있는 더 미세한 조직이 만들어졌기 때문인 것으로 사료된다.
이를 확인하기 위하여, 도 1 및 도 2에는 조건 2 및 조건 18에 따라 제조된 강판에 대하여 SEM(Scanning Electron Microscopy)으로 단면을 측정한 결과를 나타내었다.
도 1을 참고하면, 몰리브덴이 포함되지 않은 강종 4를 이용하여 제조된 조건 2의 강판의 경우, 마르테사이트 조직이 매우 조대한 것을 알 수 있다.
또한, 도 2를 참고하면, 몰리브덴이 0.15 중량% 포함된 강종 7을 이용하여 제조된 조건 18의 강판의 경우, 마르테사이트 조직이 매우 미세한 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    면적%로, 마르텐사이트 95% 이상을 포함하는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열연강판은 중량%로, 몰리브덴(Mo) 0.1 내지 0.5%를 더 포함하는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열연강판은 인장강도가 1700MPa 이상인 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판.
  4. 제1항에 있어서,
    굽힘 특성 (R/t)는 2.5 이하인 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판.
  5. 중량%로, 탄소(C) 0.25 내지 0.35%, 실리콘(Si) 0.01 내지 0.5%, 망간(Mn) 0.3 내지 2.0%, 알루미늄(Al) 0.1% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti) 0.01 내지 0.05%, 보론(B) 0.0005 내지 0.005%, 인(P) 0.02% 이하(0%는 제외), 황(S) 0.01% 이하(0%는 제외), 질소(N) 0.01% 이하(0%는 제외), 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하는 단계;
    상기 슬라브를 가열하는 단계;
    상기 가열된 슬라브를 조압연 및 사상압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및
    상기 열연강판을 냉각한 후 권취하는 단계;
    를 포함하는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 슬라브는 중량%로, 몰리브덴(Mo) 0.1 내지 0.5%를 더 포함하는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 열연강판을 제조하는 단계는, 상기 사상압연 종료 온도를 800℃ 초과 및 950℃미만 범위에서 수행되는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 권취하는 단계는 150℃ 초과 및 300℃ 미만의 범위에서 수행되는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 권취하는 단계에서, 상기 냉각은 30℃/S 초과 및 100℃/S이하의 평균속도로 수행되는 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판의 제조방법.
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