KR20220067326A

KR20220067326A - 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20220067326A
Application number: KR1020200153898A
Authority: KR
Inventors: 진영훈; 정연승; 구진모
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-05-24
Also published as: KR102468043B1

Abstract

본 발명은 자동차용 소재로서 적합한 강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판 및 이의 제조방법 {ULTRA HIGH-STRENGTH GALVANIZED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT SURFACE QUALITY AND CRACKING RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

최근, 자동차용 강판은 자동차 경량화의 목적으로 고강도 강판이 요구되고 있으며, 특히 범퍼 보강재 또는 도어내의 충격흡수재는 차체가 충돌시 승객의 안전과 밀접한 관계가 되는 부품이므로 인장강도 1000MPa 이상의 초고강도 강판이 주로 사용되고 있다. 이와 같이, 차체의 안정성 규제가 지속적으로 강화됨에 의해 더욱 높은 인장강도를 가지는 부품이 요구될 것으로 예상된다.

뿐만 아니라, 자동차 배기가스에 의한 환경오염 문제가 대두되면서, 연비를 향상시키기 위한 기술개발의 방향으로서, 초고강도 강을 사용하여 자동차 경량화를 달성하기 위한 연구가 증가되고 있다.

한편, 고강도 강의 강도를 높이기 위한 목적에서 Cr, Mn, Si 등의 성분을 첨가하는데, 이들 성분들을 다량 첨가하는 경우 강의 표면 특성이 열위해질 뿐만 아니라, 실제 차량의 운행시 염소(Cl)가 존재하는 분위기에서 일정량 이상으로 함유된 특정 원소로 인해 에지부 크랙이 발생하는 등의 단점이 있다.

특허문헌 1에서는 강 조성으로서 C, Mn, Si, Al 등의 함량과 석출물 형성 원소들의 함량을 제어하여 일정 분율의 잔류 오스테나이트를 포함하며, 인장강도 80kg/mm² 이상의 고강도 냉연강판을 제조하는 방안을 개시하나, 본 기술은 강판의 강도 및 연성의 향상을 주된 목적으로 할 뿐, 강도와 연성 향상을 위해 첨가되는 원소들이 표면 특성에 미치는 영향에 대해서는 고려하고 있지 않다.

특허문헌 2에서는 강 조성으로서 C, Mn, Si 외에 Mo을 필수로 첨가하여 고강도와 더불어 점 용접성이 우수한 냉연강판을 제조할 수 있는 기술을 개시합니다. 그런데, 이 기술 역시 강도, 용접성의 측면에서만 고려하고 있을 뿐, 제조되는 강판의 표면 특성, 부식 환경에 대한 저항성 등에 미치는 영향에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다.

일본 공개특허공보 제2004-269920호 일본 공개특허공보 제2001-152287호

본 발명의 일 측면은, 인장강도 1180MPa 급의 초고강도를 가지면서도, 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.

본 발명의 일 측면은, 소지강판 및 상기 소지강판의 적어도 일면에 아연계 도금층을 포함하며,

상기 소지강판은 중량%로, 탄소(C): 0.08~0.25%, 실리콘(Si): 0.3~1.0%, 망간(Mn): 1~3%, 알루미늄(Al): 0.5~2.0%, 질소(N): 0.01~0.03%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 니켈(Ni): 0.2~1.0%, 주석(Sn): 0.10~0.25%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직으로 면적분율 30~40%의 베이나이트, 40~50%의 마르텐사이트 및 잔부 페라이트를 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판을 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면은, 상술한 합금조성을 가지는 강 슬라브를 준비하는 단계; 상기 강 슬라브를 1100~1250℃의 온도범위로 가열하는 단계; 상기 가열된 강 슬라브를 Ar3 이상에서 마무리 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판은 30~50℃/s의 냉각속도로 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)+20℃~베이나이트 변태 개시온도(Bs)의 온도범위로 냉각한 후 권취하는 단계; 상기 권취된 열연강판을 산세 후 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 상기 냉연강판을 Ac1~Ac3의 온도범위에서 소둔 열처리하는 단계; 및 상기 소둔 열처리된 냉연강판을 아연도금처리하는 단계를 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 초고강도를 가지면서도 표면 특성 및 내지연파괴 특성이 우수한 강판을 제공할 수 있다.

상기 본 발명의 강판은 지속적으로 요구되는 경량화 및 충돌 특성이 향상된 차체를 개발하는 데에 유리하게 적용 가능한 효과가 있다.

본 발명의 발명자들은 다량의 합금원소들의 첨가에 의해 초고강도를 갖는 강판이 가지는 문제점, 특히 표면 특성이 열위하고, 염소 분위기 하에서 크랙과 같은 결함이 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 방안에 대하여 깊이 연구하였다.

그 결과, 강판의 강도와 더불어 표면품질 등에 유리한 원소들의 종류 및 함량을 최적화하고, 의도하는 물성 확보에 유리한 조직을 구성함으로써 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 강판을 제공할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면에 따른 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 강판은 소지강판 및 상기 소지강판의 적어도 일면에 아연계 도금층을 포함하는 아연도금강판이다.

본 발명에서 상기 소지강판은 중량%로, 탄소(C): 0.08~0.25%, 실리콘(Si): 0.3~1.0%, 망간(Mn): 1~3%, 알루미늄(Al): 0.5~2.0%, 질소(N): 0.01~0.03%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 니켈(Ni): 0.2~1.0%, 주석(Sn): 0.10~0.25%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.015% 이하를 포함할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에서 제공하는 강판의 합금조성을 위와 같이 제한하는 이유에 대하여 상세히 설명한다.

한편, 본 발명에서 특별히 언급하지 않는 한 각 원소의 함량은 중량을 기준으로 하며, 조직의 비율은 면적을 기준으로 한다.

탄소(C): 0.08~0.25%

탄소(C)는 고강도 강에서 가장 중요한 성분으로서, 강도 및 연성의 물성과 밀접한 관계를 갖는다. 상기 C의 함량이 0.08% 미만이면 강도 상승 효과를 얻을 수 없으며, 반면 그 함량이 0.25%를 초과하게 되면 점용접시 너깃(Nugget) 부위와 주변 조직과의 불균일성이 커지고, 용접부 경도 차이가 커져 용접강도가 현저히 저하되는 문제가 있다.

따라서, 상기 C는 0.08~0.25%로 포함할 수 있으며, 보다 유리하게는 0.10% 이상으로 포함할 수 있다.

실리콘(Si): 0.3~1.0%

실리콘(Si)은 강의 탈산을 위해 첨가하며, 강도 확보에도 유리한 원소이다. 이러한 Si의 함량이 0.3% 이상이면 제강시 개재물의 부상분리를 원활하게 하며, 용접시 용접금속의 유동성을 증가시키고, 강도를 향상시키는 효과가 있다. 다만, 그 함량이 1.0%를 초과하게 되면 열연 스케일(scale)을 크게 유발하고, 젖음성이 크게 악화되어 도금성이 열위하며, 용접성도 저하하는 문제가 있다.

따라서, 상기 Si은 0.3~1.0%로 포함할 수 있다.

망간(Mn): 1~3%

망간(Mn)은 강의 소입성을 증가시키는 효과와 함께, 오스테나이트가 형성되는 온도 범위를 확장하는 데에 유리하다. 특히, Mn은 강의 경화능을 크게하여 침상형 페라이트 및 베이나이트와 같은 저온 변태상의 생성을 용이하게 하여 강도를 증가시시키는 데에 효과적인 원소이다.

본 발명에서 제한하는 탄소(C) 함량 내에서 목표 수준의 강도를 얻기 위해서는 상기 Mn을 1% 이상으로 포함하는 것이 유리하다. 다만, 그 함량이 3%를 초과하게 되면 용접성이 크게 저하하며, 마르텐사이트 상의 분율이 급격히 증가하여 냉간압연 중 에지(edge) 부위에서 균열 발생이 심해지는 문제가 있다. 또한, 열간압연시 판재의 중앙(두께 중심부)에 편석대를 형성하며, 이와 같은 개재물 형성에 의해 수소 취성을 야기시킬 우려가 있다.

따라서, 상기 Mn은 1~3%로 포함할 수 있으며, 보다 유리하게는 1.2% 이상, 보다 더 유리하게는 1.5% 이상으로 포함할 수 있다.

알루미늄(Al): 0.5~2.0%

알루미늄(Al)은 강 내에 탄화물의 석출을 억제하여 오스테나이트 내 고용 탄소량을 확보하는 역할을 한다. 또한, 상기 Al은 지연파괴를 억제하는 데에 유리한 원소이다.

상술한 효과를 충분히 얻기 위해서는 0.5% 이상으로 Al을 포함하는 것이 유리하나, 그 함량이 2.0%를 초과하게 되면 석출물이 과다하게 생성되어 열간 가공 크랙이 발생하는 단점이 있다.

따라서, 상기 Al은 0.5~2.0%로 포함할 수 있다.

질소(N): 0.01~0.03%

질소(N)는 강 중에 고용되었다가 석출되어 강의 강도를 증가시키는 역할을 하며, 이러한 효과는 탄소(C) 보다 우수하다. 고용된 N 성분은 강 내의 C 함량이 낮은 경우 C와 유사한 역할을 하므로, N에 의한 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상으로 포함할 수 있다. 다만, 그 함량이 0.03%를 초과하게 되면 고용되지 않은 N에 의해 표면에 기포가 발생하는 등의 결함이 유발하는 문제가 있다.

따라서, 상기 N는 0.01~0.03%로 포함할 수 있다.

크롬(Cr): 0.1~0.5%

크롬(Cr)은 강의 경화능을 높이기 위한 원소로서, 본 발명에서는 0.1% 이상, 보다 유리하게는 0.2% 이상으로 첨가함이 유리하다. 이러한 Cr의 함량이 과도하게 되면 염소(Cl) 분위기에서 소재의 두께 방향으로 관통 부식이 가속화되고, 수소의 침입으로 인해 크랙(crack) 발생을 가속화하는 문제가 있으므로, 이를 고려하여 0.5% 이하로 포함할 수 있다.

따라서, 상기 Cr은 0.1~0.5%로 포함할 수 있으며, 보다 유리하게는 0.2% 이상, 0.4% 이하로 포함할 수 있다.

니켈(Ni): 0.2~1.0%

본 발명에서는 강 표면에 산화성 원소들, 예컨대 Si, Mn 등에 의한 산화물의 생성을 억제하기 위하여 니켈(Ni)을 첨가한다. 상술한 효과를 충분히 얻기 위해서는 0.2% 이상으로 포함할 수 있으나, 그 함량이 1.0%를 초과하게 되면 고용강화 효과로 연신율을 저해할 우려가 있다.

따라서, 상기 Ni은 0.2~1.0%로 포함할 수 있다.

주석(Sn): 0.10~0.25%

주석(Sn)은 고온에서 그 자체로 산화피막을 형성하지 않으므로, 상대적으로 고온에서 행해지는 소둔 열처리시 강판(여기서, 강판은 소지강판에 해당됨) 표면에 석출하여 Al, Si, Mn 등의 친산화성 원소가 표면에 확산되어 산화물을 형성하는 것을 억제함으로써 도금성을 개선하는 효과가 있다.

상술한 효과를 충분히 얻기 위해서는 Sn을 0.10% 이상으로 포함하는 것이 유리하며, Sn의 함량이 높아질수록 선택적 산화물의 형성을 억제하는 데에 효과적이다. 하지만, 그 함량이 0.25%를 초과하게 되면 적열 취성을 발생시켜 열간 가공성을 저해하는 문제가 있다.

따라서, 상기 Sn은 0.10~0.25%로 포함할 수 있으며, 보다 유리하게는 0.11% 이상, 보다 더 유리하게는 0.15% 이상으로 포함할 수 있다.

인(P): 0.03% 이하

인(P)은 강 내에 존재하는 불순물로서, 그 함량이 0.03%를 초과하게 되면 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성함으로써, 강의 인성 및 강도를 크게 저해한다.

따라서, 상기 P은 0.03% 이하로 제한할 수 있으며, 다만 불가피하게 첨가되는 수준을 고려하여 0%는 제외할 수 있음을 밝혀둔다.

황(S): 0.015% 이하

황(S)은 강 내에 존재하는 불순물로서, 그 함량이 0.015%를 초과하게 되면 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성함으로써, 강의 인성 및 강도를 크게 저해한다.

따라서, 상기 S은 0.015% 이하로 제한할 수 있으며, 다만 불가피하게 첨가되는 수준을 고려하여 0%는 제외할 수 있음을 밝혀둔다.

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.

상술한 합금조성을 가지는 본 발명의 소지강판은 미세조직으로 경질상(hard phase)인 베이나이트 상 및 마르텐사이트 상과 연질상(soft phase)인 페라이트 상을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 소지강판은 베이나이트 상을 면적분율 30% 이상, 마르텐사이트 상을 40% 이상으로 포함함으로써 목적하는 수준의 강도를 확보하는 데에 기여한다. 보다 바람직하게, 상기 베이나이트 상은 면적분율 30~40%, 상기 마르텐사이트 상은 40~50%로 포함할 수 있으며, 각각 40%, 50%를 초과하게 되면 연성 확보에 유리한 페라이트 상이 불충분해져 연신율이 저하되는 문제가 있다.

상술한 미세조직 구성은 소지강판의 적어도 일면에 아연계 도금층을 형성한 이후의 조직, 즉 최종 조직에 해당하는 것이며, 이로부터 본 발명의 아연도금강판은 1180MPa 이상의 인장강도를 가지는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 다른 일 측면에 따른 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 강판을 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.

간략히 설명하면, 본 발명에서 제안하는 합금조성을 만족하는 강 슬라브를 준비한 후, 이를 [가열 - 열간압연 - 냉각 및 권취 - 냉간압연 - 소둔 - 아연도금]의 공정을 거쳐 제조할 수 있다.

각 공정 조건에 대해서는 하기에 상세히 설명한다.

[강 슬라브 가열]

본 발명에서는 열간압연 공정을 행하기에 앞서, 강 슬라브를 가열하여 균질화 처리하는 공정을 거칠 수 있으며, 이때 1100~1250℃의 온도범위에서 행할 수 있다.

상기 강 슬라브의 가열시 그 온도가 1100℃ 미만이면 탄화물의 재고용이 어려울 수 있으며, 반면 그 온도가 1250℃를 초과하게 되면 조직이 조대화되어 목표 수준의 강도를 확보하기 어려워진다.

[열간압연]

상기에 따라 가열된 강 슬라브를 열간압연하여 열연강판으로 제조할 수 있으며, 이때 Ar3 이상에서 마무리 열간압연을 행할 수 있다.

상기 마무리 열간압연시 그 온도가 Ar3 미만이면 이상역(dual phase region) 압연이 되어 강판 표면에 이상 조대립이 생성될 우려가 있으며, 이 경우 의도하는 물성을 확보할 수 없게 되는 문제가 있다.

한편, 상기 마무리 열간압연시 그 온도의 상한은 특별히 한정하지 아니하며, 상기 가열 온도보다 낮음은 자명하다 할 것이다. 한 가지 예로서, 상기 마무리 열간압연은 1000℃ 이하에서 행할 수 있음을 밝혀둔다.

[냉각 및 권취]

상기에 따라 제조된 열연강판을 특정 온도범위로 냉각하여 권취할 수 있다.

구체적으로, 상기 열연강판을 30~50℃/s의 냉각속도로 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)+20℃~베이나이트 변태 개시온도(Bs)의 온도범위로 냉각하는 것이 바람직하다.

상기 냉각시 냉각속도가 30℃/s 미만이면 냉각 중에 페라이트 변태가 과도해지는 문제가 있으며, 반면 50℃/s를 초과하게 되면 저온 변태상의 형성이 과도해지는 문제가 있다.

또한, 상기 냉각시 종료온도, 다시 말해서 권취온도가 Ms+20℃ 미만이면 베이나이트 상의 형성이 미비해지는 반면, 그 온도가 Bs를 초과하게 되면 페라이트 상이 과도하게 형성될 우려가 있다.

상기 Ms 및 Bs는 합금조성에 의해 결정됨은 잘 알려져 있으며, 한 가지 예로서 다음의 식에 의해 도출할 수 있다.

[식 1]

Ms = 550 - 350×[C] - 40×[Mn] - 35×[V] - 20×[Cr] - 17×[Ni] - 10×[Cu] - 10×[Mo] - 10×[W] - 10×[Si] + 15×[Co]

[식 2]

Bs = 830 - 270×[C] - 90×[Mn] - 37×[Ni] - 70×[Cr] - 83×[Mo]

(상기 식 1 및 2에서 각 원소는 중량 함량을 의미한다.)

한편, 상기 권취된 열연강판에 대해 후속 공정을 행하기에 앞서, 상온까지 냉각할 수 있으며, 이때 공냉(air cooling)으로 행할 수 있다.

[산세 및 냉간압연]

상기에 따라 권취된 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조할 수 있으며, 상기 냉간압연을 행하기 전에 상기 열연강판 표면에 형성된 스케일(scale)을 제거하는 공정 즉, 산세 공정을 거칠 수 있다.

본 발명에서 상기 산세 공정은 통상의 조건에 의할 것인 바, 그 조건에 대해 특별히 한정하지 아니한다.

한편, 상기 냉간압연을 통해 목표 두께를 가지는 냉연강판을 얻을 수 있으며, 본 발명에서는 30% 이상의 냉간압하율로 행할 수 있다. 상기 냉간압하율이 30% 미만이면 냉간압연에 의한 두께 감소 효과가 작고, 재결정구동력이 너무 낮은 문제가 있다.

따라서, 상기 냉간압연은 냉간압하율 30% 이상으로 행할 수 있으며, 보다 유리하게는 30~80%의 냉간압하율로 행할 수 있다.

[소둔 열처리]

상기에 따라 제조된 냉연강판을 소둔 열처리할 수 있으며, 상기 소둔 열처리는 연속소둔라인에서 행할 수 있다.

본 발명에서 상기 소둔 열처리는 이상역 온도범위에서 행하는 것이 유리하며, 바람직하게 Ac1~Ac3 온도범위에서 행할 수 있다.

상기 소둔 열처리시 온도가 Ac1 미만이면 제조되는 강판의 강도가 저하되는 문제가 있으며, 반면 그 온도가 Ac3를 초과하게 되면 제조되는 강판의 연성이 저하되는 문제가 있다.

[아연도금]

상기에 따라 소둔 열처리된 냉연강판을 아연도금처리하여 아연도금강판을 제조할 수 있다.

본 발명에서 상기 아연도금은 아연계의 용융도금욕을 이용하여 행할 수 있으며, 한 가지 예로서 430~490℃의 온도로 가열된 용융아연도금 욕(pot)을 통과시켜 용융아연도금강판을 제조할 수 있다.

상기 용융아연도금 욕은 아연(Zn)을 주 원료로 포함하며, 여기에 일정 분율의 알루미늄(Al) 및/또는 마그네슘(Mg)이 함유되어도 무방하다. 일 예로서, 상기 용융아연도금 욕은 알루미늄(Al): 0.01~5중량% 및 잔부 Zn과 불가피한 불순물을 포함하는 도금욕일 수 있다.

한편, 본 발명은 필요에 따라 상기 아연도금을 완료하여 얻은 아연도금강판에 대해 합금화 열처리하는 공정을 더 행할 수 있으며, 이로부터 합금화 아연도금강판을 얻을 수 있다.

상기 합금화 열처리 공정 조건에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 통상의 조건이면 무방하다. 다만, 한 가지 예로서, 480~600℃의 온도범위에서 합금화 열처리 공정을 수행할 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 나타낸 합금조성을 가지는 강 슬라브를 1200℃의 온도에서 1시간 가열한 후, 890~910℃의 온도 범위 내에서 마무리 열간압연하여 각각의 열연강판을 제조하였다. 상기 마무리 열간압연 직후 30~50℃/s의 냉각속도로 특정 온도까지 냉각한 후 권취하였다. 이때, 열연강판의 두께는 대략 2.6mm 였으며, 모든 열연강판의 권취 온도는 Ms+20℃~Bs 범위 내였다.

이후, 권취된 열연강판을 상온까지 냉각한 다음, 염산(HCl)을 이용하여 산세처리한 다음, 55%의 냉간압하율로 냉간압연하여 각각의 냉연강판을 제조하였다. 이후, 각각의 냉연강판을 820℃에서 소둔 열처리한 다음, 460℃의 용융아연도금욕(0.2%Al-잔부 Zn 및 불가피한 불순물) 내에 침지하여 각각의 용융아연도금강판을 제조하였다.

상기에 따라 제조된 각각의 용융아연도금강판에 대해 기계적 물성과 내부 조직(소지강판에 해당)을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 기계적 물성으로는 인장강도(TS)를 측정하였으며, ASTM 인장시험편을 이용하여 만능 인장시험기를 통해 측정하였다.

상기 내부 조직은 소둔 열처리된 냉연강판으로부터 시편을 채취한 다음, 상기 시편을 연마한 후 나이탈(nital) 에칭하여 주사전자현미경(SEM)을 통해 각 상의 면적을 산출하였다.

한편, 각 강판의 표면품질을 평가하기 위하여, 각각의 소둔 열처리된 냉연강판에 대해 표면외관을 화상처리한 다음, 미도금 부분의 크기를 측정하여 다음의 기준으로 등급을 부여하였다. 이때, 2등급까지를 적용 가능한 범위로 평가하였다.

·1등급: 미도금 결함 없음

·2등급: 미도금 평균 지름이 1mm 미만

·3등급: 미도금 평균 지름이 1mm 이상~2mm 미만

·4등급: 미도금 평균 지름이 2mm 이상~3mm 미만

·5등급: 미도금 평균 지금이 3mm 이상

또한, 염소 분위기 하에서 크랙 발생 여부를 평가하였으며, 이때 자동차사의 염소 분위기 하 크랙 발생 평가법을 이용하였다.

구체적으로, 가로(150mm)×세로(150mm)의 사각형 시편을 준비한 후, 상기 시편의 중앙에 10mm 직경의 구멍을 형성시켰다. 이후, 각각의 시편을 0.1N HCl 용액(pH 1.0) 내에 100시간 동안 침지시킨 다음, 용액으로부터 꺼내어 시편 중간 구멍의 단면에서 크랙 발생 여부를 확인하였다.

강번	합금조성 (중량%)										구분
강번	C	Mn	Si	Al	P	S	Sn	Ni	Cr	N	구분
1	0.15	2.3	0.59	0.5	0.013	0.004	0	0	0.6	0.003	비교예 1
2	0.16	2.4	0.45	0.6	0.010	0.004	0	0	0.7	0.015	비교예 2
3	0.19	2.4	0.42	0.5	0.010	0.004	0	0	0.8	0.005	비교예 3
4	0.25	2.2	0.93	0.5	0.009	0.004	0	0	0.9	0.005	비교예 4
5	0.18	2.1	0.82	0.6	0.013	0.004	0	0	1.0	0.007	비교예 5
6	0.17	2.1	0.51	0.7	0.014	0.004	0.015	0.3	0.3	0.008	비교예 6
7	0.17	2.9	0.42	0.6	0.011	0.004	0.19	0.8	0.1	0.015	발명예 1
8	0.18	2.7	0.38	0.5	0.013	0.004	0.11	0.3	0.2	0.016	발명예 2
9	0.14	2.6	0.40	0.6	0.015	0.004	0.18	0.5	0.3	0.014	발명예 3
10	0.12	2.6	0.91	0.5	0.011	0.004	0.22	0.2	0.4	0.015	발명예 4
11	0.15	2.2	0.85	0.6	0.011	0.004	0.15	0.6	0.5	0.018	발명예 5

구분	미세조직 (면적%)			물성 평가
구분	B	M	F	TS(MPa)	표면등급	내지연파괴특성
비교예 1	36	47	17	1180	4	크랙 발생
비교예 2	39	49	12	1210	4	크랙 발생
비교예 3	35	54	11	1192	4	크랙 발생
비교예 4	34	45	21	1195	4	크랙 발생
비교예 5	40	52	8	1128	4	크랙 발생
비교예 6	38	47	15	1195	4	크랙 미발생
발명예 1	35	49	16	1221	2	크랙 미발생
발명예 2	35	46	19	1185	2	크랙 미발생
발명예 3	38	44	18	1190	2	크랙 미발생
발명예 4	34	49	17	1192	2	크랙 미발생
발명예 5	39	50	11	1225	2	크랙 미발생

상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 합금조성 및 제조조건을 모두 만족하는 발명예들은 1180MPa 이상의 초고강도를 가지면서, 표면특성 및 내지연파괴 특성이 우수함을 확인할 수 있다.

반면, 강 중에 Sn과 Ni을 함유하지 않고, Cr의 함량이 과도한 비교예 1 내지 5는 표면 특성 및 내지연파괴 특성이 모두 열위함을 확인할 수 있다.

한편, 비교예 6은 Sn, Ni을 모두 함유하지만, Sn의 함량이 0.10% 미만으로 충분히 함유되지 못함에 의해 표면 특성이 열위한 결과를 보였다.

Claims

소지강판 및 상기 소지강판의 적어도 일면에 아연계 도금층을 포함하며,
상기 소지강판은 중량%로, 탄소(C): 0.08~0.25%, 실리콘(Si): 0.3~1.0%, 망간(Mn): 1~3%, 알루미늄(Al): 0.5~2.0%, 질소(N): 0.01~0.03%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 니켈(Ni): 0.2~1.0%, 주석(Sn): 0.10~0.25%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
미세조직으로 면적분율 30~40%의 베이나이트, 40~50%의 마르텐사이트 및 잔부 페라이트를 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판.
제 1항에 있어서,
상기 소지강판은 크롬(Cr)을 0.2~0.5중량%로 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판.
제 1항에 있어서,
상기 아연도금강판은 1180MPa 이상의 인장강도를 갖는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판.
중량%로, 탄소(C): 0.08~0.25%, 실리콘(Si): 0.3~1.0%, 망간(Mn): 1~3%, 알루미늄(Al): 0.5~2.0%, 질소(N): 0.01~0.03%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 니켈(Ni): 0.2~1.0%, 주석(Sn): 0.10~0.25%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 준비하는 단계;
상기 강 슬라브를 1100~1250℃의 온도범위로 가열하는 단계;
상기 가열된 강 슬라브를 Ar3 이상에서 마무리 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판은 30~50℃/s의 냉각속도로 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)+20℃~베이나이트 변태 개시온도(Bs)의 온도범위로 냉각한 후 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 산세 후 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계;
상기 냉연강판을 Ac1~Ac3의 온도범위에서 소둔 열처리하는 단계; 및
상기 소둔 열처리된 냉연강판을 아연도금처리하는 단계
를 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 권취된 열연강판을 산세 전, 상온까지 냉각하는 단계를 더 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 냉간압연은 30% 이상의 냉간압하율로 행하는 것인 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 아연도금처리는 상기 냉연강판을 중량%로, 430~490℃의 아연계 용융도금욕에 침지하여 행하는 것인 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판의 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 강 슬라브는 크롬(Cr)을 0.2~0.5중량%로 포함하는 표면품질 및 크랙 저항성이 우수한 초고강도 아연도금강판의 제조방법.