KR20220125755A - 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220125755A
KR20220125755A KR1020210029149A KR20210029149A KR20220125755A KR 20220125755 A KR20220125755 A KR 20220125755A KR 1020210029149 A KR1020210029149 A KR 1020210029149A KR 20210029149 A KR20210029149 A KR 20210029149A KR 20220125755 A KR20220125755 A KR 20220125755A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
rolled steel
mpa
cold
tensile strength
Prior art date
Application number
KR1020210029149A
Other languages
English (en)
Inventor
박봉준
나선형
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020210029149A priority Critical patent/KR20220125755A/ko
Publication of KR20220125755A publication Critical patent/KR20220125755A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02Winding-up or coiling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/04Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
    • C21D8/0421Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing characterised by the working steps
    • C21D8/0436Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272Final recrystallisation annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

본 발명은, 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.01% ~ 0.40%, 실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%, 망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%, 크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%, 니오븀(Nb): 0.001% ~ 0.1%, 바나듐(V): 0.001% ~ 0.1%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.1%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.02%, 질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 항복강도(YP): 340 MPa 이상, 인장강도(TS): 590 MPa 이상, 연신율(EL): 13% 이상, 홀확장성(HER): 23% 이상, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% 이상을 만족한다.

Description

높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법{Ultra high strength cold rolled steel sheet having high elongation and local formality and method of manufacturing the same}
본 발명의 기술적 사상은 냉연강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세조직을 제어하여 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 자동차용 강판의 경우 높은 강도 더불어 우수한 성형성이 지속적으로 요구된다. 이는 자동차의 충돌 성능을 향상하기 위하여 기존 성형도가 낮은 부품 뿐만 아니라 난성형 부품에 대하여도 고강도화가 이루어지기 때문이다. 위와 같은 난성형 부품의 경우 높은 연성과 더불어 우수한 국부 성형성이 요구된다. 국부 성형성의 대표적인 예로 신장 플랜지성을 들 수 있으며, 이는 펀칭 후 확장 등의 가공을 하는 경우 재료가 파괴되지 않는 특성을 의미한다. 일반적으로 신장 플랜지성은 열처리 종료 후 형성되는 상의 상간경도차를 최소화하는 방법으로 개선되었다. 즉, 높은 경도를 가지는 마르텐사이트 대신 비교적 낮은 경도를 가지는 베이나이트로 마르텐사이트를 대체하여 홀확장성을 높이는 방법을 의미한다.
그러나, 이 제조 방법은 경질상의 경도 감소를 보상하기 위하여 베이나이트 분율을 증가시키는 반면 연질상인 페라이트의 분율을 감소시켜 최종적으로 연성을 감소시키는 결과를 가져온다. 그러므로 연성과 국부 성형성을 동시에 확보하기 어려운 방법이다. 연성과 국부 성형성을 동시에 확보하기 위한 종래의 기술은 열처리 후 형성되는 구성상의 분율 및 크기, 각 상 내의 평균 성분 함량 및 연질/경질 조직의 방위차 제어 등 여러 방법으로 제시되었으나, 인장강도 780 MPa 이상급 초고장력강으로의 적용 및 석출경화 효과 이용의 한계 등이 존재한다.
한국특허출원번호 제10-2018-0147172호
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의하면, 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.01% ~ 0.40%, 실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%, 망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%, 크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%, 니오븀(Nb): 0.001% ~ 0.1%, 바나듐(V): 0.001% ~ 0.1%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.1%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.02%, 질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 항복강도(YP): 340 MPa 이상, 인장강도(TS): 590 MPa 이상, 연신율(EL): 13% 이상, 홀확장성(HER): 23% 이상, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% 이상을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 상기 탄소의 함량이 0.01 중량% ~ 0.15 중량% 미만이고, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량은 하기의 수식을 만족할 수 있다.
0.7 ≤ [Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≤ 3.2
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 상기 탄소의 함량이 0.15 중량% 이상 ~ 0.40 중량%이고, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량은 하기의 수식을 만족할 수 있다.
1.4 ≤ [Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≤ 3.2
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 항복강도(YP): 340 MPa ~ 700 MPa, 인장강도(TS): 590 MPa ~ 1100 MPa, 연신율(EL): 13% ~ 33%, 홀확장성(HER): 23% ~ 75%, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% ~ 66,000 MPa%을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 590 MPa 이상 ~ 780 MPa 미만 범위의 인장강도를 가지고, 60,000 MPa% ~ 66,000 MPa% 범위의 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)를 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 780 MPa 이상 ~ 1100 MPa 이하 범위의 인장강도를 가지고, 40,000 MPa% ~ 60,000 MPa% 범위의 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)를 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판은, 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 및 잔류 오스테나이트 중 적어도 어느 하나가 혼합된 혼합 조직을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 페라이트의 분율은 20% ~ 80% 범위이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트의 합의 분율은 20% ~ 80% 범위이고, 상기 잔류 오스테나이트의 분율은 나머지 분율로서 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 페라이트, 상기 베이나이트, 상기 마르텐사이트, 및 상기 잔류 오스테나이트 각각의 상의 평균 결정립도는 1 μm ~ 20 μm 범위일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고장력 냉연강판의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.01% ~ 0.40%, 실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%, 망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%, 크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%, 니오븀(Nb): 0.001% ~ 0.1%, 바나듐(V): 0.001% ~ 0.1%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.1%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.02%, 질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 상기 냉연강판을 700℃ ~ 880℃ 범위의 온도에서 소둔 열처리하는 단계; 및 상기 냉연강판을 3℃/초 ~ 15℃/초 범위의 냉각속도로 450℃ ~ 550℃ 범위의 냉각종료온도로 냉각하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 열연강판을 제조하는 단계는, 상기 합금 조성을 갖는 강 슬라브를 준비하는 단계; 상기 강 슬라브를 1,150℃ ~ 1,300℃ 범위에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 800℃ ~ 1,100℃ 범위의 마무리압연 종료온도에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 상기 열연강판을 400℃ ~ 700℃ 범위에서 권취하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 소둔 열처리하는 단계는, 상기 냉연강판을 1℃/초 ~ 10℃/초 범위의 승온속도로 가열하여 700℃ ~ 880℃의 범위의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 초고장력 냉연강판은 탄소 함량에 따라 실리콘과 알루미늄의 함량을 제어함에 따라, 연성과 신장 플랜지성을 동시에 확보할 수 있고, 따라서 자동차의 성형이 어려운 부품의 고강도화로 인한 차체 경량화를 구현할 수 있다.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고장력 냉연강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
초고장력강은 590 MPa 이상의 인장강도를 가지는 강을 지칭한다. 본 발명의 기술적 사상은 높은 강도를 가짐과 동시에 연성과 성형성이 향상된 초고장력강을 제공하는 것이다.
성형성으로서 신장 플랜지성을 측정하는 인자 중에 하나는 홀확장성이며, 상기 홀확장성의 측정 방법은 다음과 같다.
강판에 펀칭을 통하여 초기 구멍 직경(D0, mm)을 가지는 구멍을 형성하고, 관통 크랙이 형성될 때까지 확장한 후에, 최종 구멍 직경(Df, mm)을 측정하여 다음과 같은 식으로 계산한다.
홀확장성 = (Df - D0)/D0 x 100 (%)
본 발명의 기술적 사상에 따른 초장력강은 연성과 성형성(신장 플랜지성)을 동시에 향상시키기 위하여 하기와 같은 기준을 만족하여야 한다.
1) 인장강도 590 MPa 이상 내지 780 MPa 미만을 가지는 초장력강의 경우에는 하기의 수식을 만족한다.
인장강도 x (연신율 + 홀확장성) ≥ 60,000 MPa%
2) 인장강도 780 MPa 이상을 가지는 초장력강의 경우에는 하기의 수식을 만족한다.
인장강도 x (연신율 + 홀확장성) ≥ 40,000 MPa%
또한, 본 발명의 기술적 사상에 따른 초장력강은 탄소 함량에 따라 실리콘과 알루미늄의 함량을 제한할 수 있다.
1) 탄소 함량이 0.15 중량% 미만인 경우에는, 실리콘과 알루미늄의 첨가함량은 하기의 수식을 만족한다.
[Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≥ 0.7
2) 탄소 함량이 0.15 중량% 이상인 경우에는, 실리콘과 알루미늄의 첨가함량은 하기의 수식을 만족한다.
[Si (중량%)] + [Al (중량%]] ≥ 1.4
전산모사를 통한 분석 결과에 따르면, 계면에서의 탄소의 재분배는 온도뿐만 아니라, 실리콘의 함량에도 영향을 받을 수 있다. 따라서, 상간 계면에서의 탄소의 함량을 최소화하기 위하여 실리콘 및 알루미늄의 함량을 적절히 제어하는 것이 바람직하다. 참고로, 알루미늄은 실리콘과 동일한 효과를 가진다. 따라서, 상술한 바와 같이, 탄소 함량을 제어하여 상간 계면에서의 국부적인 경도차이를 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 상술한 조건에 따라 실리콘과 알루미늄 첨가량을 제어하여 TRIP 성질을 증가시키고, 페라이트 내 고용강화 효과 등 연신율과 홀확장성을 동시에 확보할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상에 따른 초고장력 냉연강판에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 초고장력 냉연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.01% ~ 0.40%, 실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%, 망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%, 크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%, 니오븀(Nb): 0.001% ~ 0.1%, 바나듐(V): 0.001% ~ 0.1%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.1%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.02%, 질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 초고장력 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 성분 원소의 함유량은 모두 강판 전체에 대한 중량%를 의미한다.
탄소(C): 0.01% ~ 0.40%
탄소는 냉각 중 오스테나이트 상변태 억제 등 강도를 증가시키고, 잔류 오스테나이트를 안정시키는 주요 원소로 변태유기소성(TRIP) 효과를 활용하는 경우 연성을 증가시킬 수 있다. 상기 탄소의 함량이 0.01% 미만인 경우에는, 목표 강도와 연신율을 동시에 얻기 어려울 수 있다. 상기 탄소의 함량이 0.40%를 초과하는 경우에는, 상간 계면에 농화되어 신장 플랜지성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 탄소의 함량을 강판 전체 중량의 0.01% ~ 0.40%로 첨가하는 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%
실리콘의 경우 페라이트 안정화 원소로 잘 알려져 있어 냉각 중 페라이트 분율을 높여 연성을 증가시키는 원소로 잘 알려져 있다. 또한 탄화물의 형성 억제력이 매우 크기 때문에 베이나이트 형성 시 잔류 오스테나이트 내 탄소 농도 증가를 통한 변태유기소성(TRIP) 효과를 확보하기 위한 필수 원소로 알려져 있다. 상기 실리콘의 함량이 0.3% 미만인 경우에는, 오스테나이트와 페라이트 내의 탄소의 이동도가 저하될 수 있다. 상기 실리콘의 함량이 2.5%를 초과하는 경우에는, 제조과정에서 Mn2SiO4 등 산화물을 형성하여 도금성이 저해되고, 탄소당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 실리콘의 함량을 강판 전체 중량의 0.3% ~ 2.5%로 첨가하는 것이 바람직하다.
망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%
망간의 경우 오스테나이트 안정화 원소로 저온상의 분율을 증가시키고 고용 강화 효과로 강의 강도를 증가시키는 원소로 사용된다. 상기 망간의 함량이 1.0% 미만인 경우에는, 망간 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 상기 망간의 함량이 10.0%를 초과하는 경우에는, MnS등 개재물의 형성이나 편석으로 인한 가공성 저하가 발생하고 탄소당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 망간의 함량을 강판 전체 중량의 1.0% ~ 10.0%로 첨가하는 것이 바람직하다.
알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%
알루미늄의 경우 페라이트 변태 형성, 탄화물 형성 억제 및 탄소의 이동도 증가 등 실리콘과 동일한 효과를 가지는 원소로 알려져 있다. 상기 알루미늄의 함량이 0.01% 미만인 경우에는, 알루미늄 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 상기 알루미늄의 함량이 0.7% 를 초과하는 경우에는, 소둔 온도 증가 등 공정 부하가 증가될 수 있다. 따라서, 알루미늄의 함량을 강판 전체 중량의 0.01% ~ 0.7%로 첨가하는 것이 바람직하다.
크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%
크롬은 페라이트 및 펄라이트의 고온 상변태 억제 효과가 높으며, 오스테나이트 소입성 향상을 위하여 첨가된다. 상기 크롬의 함량이 0.001% 미만인 경우에는, 크롬 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 상기 크롬의 함량이 2.0%를 초과하는 경우에는, 소입성이 감소될 수 있다. 따라서, 크롬은 강판 전체 중량의 0.001% ~ 2.0%로 첨가하는 것이 바람직하다.
몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%
몰리브덴은 석출경화 효과를 가져올 뿐만 아니라, 페라이트 및 베이나이트 등의 변태를 지연시켜 오스테나이트 소입성을 향상시키기 때문에 첨가한다. 상기 몰리브덴의 함량이 0.001% 미만인 경우에는, 몰리브덴 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 상기 몰리브덴의 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는, 소재 원가가 상승될 수 있다. 따라서, 몰리브덴은 강판 전체 중량의 0.001% ~ 0.5%로 첨가하는 것이 바람직하다.
티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%
티타늄은 고온 TiN 형성으로 AlN의 형성을 억제하고 Ti(C,N) 등의 형성으로 결정립 크기 미세화 효과를 가져온다. 상기 티타늄의 함량이 0.001% 미만인 경우에는, 티타늄 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 상기 티타늄의 함량이 0.1%를 초과하는 경우에는, 모상 내 탄소 함량이 감소될 수 있다. 따라서, 티타늄은 강판 전체 중량의 0.001% ~ 0.1%로 첨가하는 것이 바람직하다.
니오븀(Nb) 및 바나듐(V): 각각 0.001% ~ 0.1%
니오븀 및 바나듐은 석출 강화 원소로서 강도의 증가 및 결정립 미세화 효과를 제공할 수 있다. 상기 니오븀 및 바나듐의 함량이 각각 0.001% 미만인 경우에는, 니오븀 및 바나듐의 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 상기 니오븀 및 바나듐의 함량이 각각 0.1%를 초과하는 경우에는, 강의 제조원가가 크게 증가할 수 있으며 압연 시 많은 석출로 인하여 압연부하가 크게 증가할 수 있고, 연신율이 저하될 수 있다. 따라서, 니오븀 및 바나듐은 각각 강판 전체 중량의 0.001% ~ 0.1%로 첨가하는 것이 바람직하다.
인(P): 0% 초과 ~ 0.1%
인은 강의 제조 과정에서 포함되는 불순물로서, 슬라브 중심 편석에 의한 내부식성 저하 문제로 인하여 함유량을 제한하였다. 따라서, 인의 함량을 강판 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.
황(S): 0% 초과 ~ 0.02%
황은 강의 제조 과정에서 포함되는 불순물로서, FeS, MnS 등과 같은 비금속 개재물을 형성하여 인성 및 용접성을 저하시킬 수 있으므로 함유량을 제한하였다. 따라서, 황의 함량을 강판 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.02%로 제한하는 것이 바람직하다.
질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%
질소는 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 충격 특성과 연신율을 낮추고, 용접부 인성을 크게 저하시킬 수 있으므로 함유량을 제한하였다. 따라서, 질소의 함량을 강판 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.04%로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 초고장력 냉연강판의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제강 과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않은 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.
상기 초고장력 냉연강판은, 상기 탄소의 함량이 0.01 중량% ~ 0.15 중량% 미만이고, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량은 하기의 수식을 만족할 수 있다.
0.7 ≤ [Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≤ 3.2
상기 초고장력 냉연강판은, 상기 탄소의 함량이 0.15 중량% 이상 ~ 0.40 중량%이고, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량은 하기의 수식을 만족할 수 있다.
1.4 ≤ [Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≤ 3.2
전술한 합금 조성의 구체적인 성분 및 이들의 함량 범위를 제어하고, 후술하는 제조 방법을 통해 제조된 초고장력 냉연강판은, 예를 들어 항복강도(YP): 340 MPa 이상, 인장강도(TS): 590 MPa 이상, 연신율(EL): 13% 이상, 홀확장성(HER): 23% 이상, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% 이상을 만족할 수 있다.
상기 초고장력 냉연강판은, 예를 들어 항복강도(YP): 340 MPa ~ 700 MPa, 인장강도(TS): 590 MPa ~ 1100 MPa, 연신율(EL): 13% ~ 33%, 홀확장성(HER): 23% ~ 75%, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% ~ 66,000 MPa%을 만족할 수 있다.
상기 초고장력 냉연강판은, 590 MPa 이상 ~ 780 MPa 미만 범위의 인장강도를 가지고, 60,000 MPa% ~ 66,000 MPa% 범위의 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)를 만족할 수 있다.
또는, 상기 초고장력 냉연강판은, 780 MPa 이상 ~ 1100 MPa 이하 범위의 인장강도를 가지고, 40,000 MPa% ~ 60,000 MPa% 범위의 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)를 만족할 수 있다.
상기 초고장력 냉연강판은, 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 및 잔류 오스테나이트가 혼합된 혼합 조직을 포함할 수 있다. 상기 페라이트의 분율은, 예를 들어 20% ~ 80% 범위일 수 있고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트의 합의 분율은, 예를 들어 20% ~ 80% 범위일 수 있다. 상기 베이나이트는 템퍼드 베이나이트를 포함할 수 있고, 상기 마르텐사이트는 템퍼드 마르텐사이트를 포함할 수 있다. 상기 잔류 오스테나이트의 분율은, 나머지 분율로서 포함될 수 있고, 예를 들어 0% ~ 30% 범위일 수 있다. 상기 미세조직에 잔류 오스테나이트를 포함하지 않을 수 있다. 상기 분율은 미세조직 사진을 이미지 분석기를 통하여 도출한 면적비율을 의미한다. 또한, X-선 분석을 이용하여 상기 면적비율을 확인할 수 있다.
또한, 초고장력 냉연강판은, 티타늄, 바나듐, 및 니오븀 등의 탄화물이나 질화물로 구성된 석출물을 포함할 수 있다.
상기 페라이트, 상기 베이나이트, 상기 마르텐사이트, 및 상기 잔류 오스테나이트 각각의 상의 평균 결정립도는, 예를 들어 1 μm ~ 20 μm 범위일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초고장력 냉연강판의 제조방법에 관하여 설명한다.
초고장력 냉연강판의 제조방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고장력 냉연강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명에 따른 제조방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품은 예시적으로 슬라브(slab)일 수 있다. 반제품 상태의 슬라브는 제강공정을 통해 소정의 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 확보할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고장력 냉연강판의 제조방법은, 상기 조성의 강재를 이용하여 열연강판을 제조하는 단계(S110); 상기 열연강판을 냉간 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계(S120); 상기 냉연강판을 소둔 열처리하는 단계(S130); 및 상기 냉연강판을 냉각하는 단계(S140);를 포함한다.
열연강판 제조단계(S110)
상기 합금 조성을 갖는 강 슬라브를 준비하고, 상기 강 슬라브를, 예를 들어 1,150℃ ~ 1,300℃ 범위의 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)에서 재가열한다. 이러한 재가열을 통해, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생하여 균질화하고, 열간 압연이 가능한 상태로 만들 수 있다. 상기 재가열 온도가 1,150℃ 미만인 경우에는, 편석의 재고용이 불충분할 수 있고, 열간압연 부하가 증가될 수 있다. 상기 재가열 온도가 1,300℃를 초과하는 경우에는, 오스테나이트 결정립의 크기가 증가될 수 있고, 온도 상승에 따른 공정비용이 상승할 수 있다. 상기 재가열 시간은, 예를 들어 1 시간 ~ 4 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 재가열 시간이 1 시간 미만인 경우에는, 편석의 균질화가 불충분할 수 있다. 상기 재가열 시간이 4 시간을 초과하는 경우에는, 오스테나이트 결정립의 크기가 증가될 수 있고, 온도 상승에 따른 공정비용이 상승할 수 있다.
상기 재가열 후 통상의 방법으로 열간압연을 행하고, 예를 들어 800℃ ~ 1,100℃ 범위의 마무리압연 종료온도(finish delivery temperature, FDT)에서 열간 마무리 압연을 수행하여 열연강판을 제조할 수 있다. 상기 마무리 압연 종료온도가 800℃ 미만인 경우에는, 페라이트 또는 펄라이트가 생성될 수 있다. 상기 마무리 압연 종료온도가 1,100℃를 초과할 경우에는, 스케일 생성의 증가되고, 결정 입경이 조대화되어, 조직의 미세 균일화가 어려울 수 있다.
이어서, 상기 열연강판을, 예를 들어 400℃ ~ 700℃ 범위의 권취온도까지 냉각한다. 상기 냉각은 공냉 또는 수냉 모두 가능하며, 예를 들어 1℃/초 ~ 100℃/초의 냉각속도로 냉각할 수 있다. 냉각 속도가 빠를수록 평균 결정립도 감소에 유리하다. 상기 냉각은 권취 온도까지 냉각하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 열연강판을, 예를 들어 400℃ ~ 700℃ 범위의 권취온도(coiling temperature, CT)에서 권취한다. 상기 귄취온도의 범위는 냉간 압연성, 표면 성상의 관점에서 선택할 수 있다. 상기 권취온도가 400℃ 미만인 경우에는, 마르텐사이트 등의 경질상이 과도하게 생성되어 열연강판의 재질이 과도하게 증가하고, 코일의 형상 등에 문제가 발생하거나, 냉간압연 시 압연 부하가 현저하게 증가 할 수 있다. 상기 권취 온도가 700℃를 초과할 경우에는, 권취 시 석출물의 조대화 및 표면 품질 이상이 발생할 수 있다.
열간압연이 종료되면, 상기 열연강판은 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 및 펄라이트가 혼합된 미세구조를 가질 수 있다.
냉연강판 제조단계(S120)
상기 열연강판을 표면 스케일 층을 제거하기 위하여 산으로 세정하는 산세 처리를 수행한다. 이어서, 상기 열연강판을, 예를 들어 40% ~ 80%의 평균 압하율로 냉간압연을 실시하여 냉연강판을 형성한다. 상기 평균 압하율이 높을수록, 조직 미세화 효과로 인한 성형성이 상승되는 효과가 있다. 상기 평균 압하율 40% 미만인 경우에는, 균일한 미세조직을 얻기 어렵다. 상기 평균 압하율이 80%를 초과하는 경우에는, 롤 힘이 증가되어 공정부하가 증가된다. 상기 냉간압연에 의하여 최종 생산되는 강판의 두께를 가질 수 있다. 냉연강판의 조직은 열연강판의 조직이 연신된 형상의 조직을 가질 수 있다.
소둔 열처리 단계(S130)
상기 냉연강판을 통상의 서냉각 구간이 있는 연속 소둔로에서 소둔 열처리한다. 상기 소둔 열처리는 오스테나이트 단상 조직을 형성하기 위하여 수행된다. 소둔 열처리 온도와 시간은 오스테나이트 결정립 크기에 영향을 주며, 따라서, 냉연강판의 강도에 큰 영향을 끼칠 수 있다.
상기 소둔 열처리는, 예를 들어 1℃/초 ~ 10℃/초 범위의 승온속도로 가열한다. 상기 승온속도가 1℃/초 미만인 경우에는, 목표하는 소둔 열처리 온도까지 도달하기에 장시간이 소요되어, 생산 효율성이 저하되며 결정립의 크기가 커질 수 있다.
상기 소둔 열처리는, 예를 들어 700℃ ~ 880℃의 범위의 온도에서, 예를 들어 800℃ ~ 860℃의 범위의 온도에서, 예를 들어 30초 ~ 120초 범위의 시간 동안 유지하여 수행될 수 있다. 상기 소둔 열처리 온도가 700℃ 미만인 경우에는, 원하는 미세조직을 형성할 수 없다. 상기 소둔 열처리 온도가 880℃를 초과하는 경우에는, 오스테나이트 결정립이 조대하게 되어 강도가 저하될 수 있다. 상기 소둔 열처리 온도가800℃ ~ 860℃의 범위의 온도에서 미세하고 균일한 결정립도를 형성할 수 있다.
상기 소둔 열처리 시간이 120초를 초과하는 경우에는. 열처리 효율이 감소될 수 있다. 상기 소둔 열처리 시간이 30초 미만인 경우에는, 상기 소둔 열처리 효과가 불충분할 수 있다.
냉각 단계(S140)
상기 소둔 열처리한 냉연강판을, 예를 들어 3℃/초 ~ 15℃/초 범위의 냉각속도로, 예를 들어 450℃ ~ 550℃ 범위의 냉각종료온도로 냉각한다.
소둔 및 냉각이 종료되면, 상기 냉연강판은 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 및 잔류 오스테나이트가 혼합된 미세구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 초고장력 냉연강판은 용융아연 도금강판 및 합금화 용융아연 도금강판으로 제조될 수 있다.
용융아연 도금단계
상기 초고장력 냉연강판을 용융아연 도금욕에 침지하여, 냉연강판 표면에 용융아연 도금층이 형성되어 용융아연 도금강판을 형성할 수 있다. 상기 냉연강판을, 예를 들어 250℃ ~ 550℃의 범위의 온도에서 용융아연 도금을 수행한다. 이어서, 상온으로 냉각시켜 용융아연 도금강판을 제조할 수 있다.
합금화 열처리단계
상기 용융아연 도금된 냉연강판을, 예를 들어 450℃ ~ 650℃의 범위의 온도에서 합금화 열처리를 실시될 수 있다. 상기 조건으로 합금화 열처리시 용융아연 도금층이 안정적으로 성장되면서, 도금층의 밀착성이 우수할 수 있다. 상기 합금화 열처리 온도가 450℃ 미만인 경우에는, 합금화가 충분히 진행되지 못해 용융아연 도금층의 건전성이 저하될 수 있다. 상기 합금화 열처리 온도가 650℃를 초과하는 경우에는, 이상역 온도 구간으로 넘어가게 되면서 재질의 변화가 발생할 수 있다. 이어서, 상온으로 냉각시켜 합금화 용융아연 도금강판을 제조할 수 있다.
실험예
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
하기 표 1 및 표 2의 조성(단위: 중량%)을 갖는 강을 준비하고, 소정의 열연 및 냉연 공정 및 열처리 공정을 거쳐 실시예들과 비교예들에 따른 냉연강판을 준비하였다. 잔부는 철(Fe)이다.
강종 C Si Mn P S Al
A 0.071 1.54 1.48 0.001 0.0018 0.061
B 0.083 0.01 1.47 0.010 0.0011 0.036
C 0.082 2.20 1.50 0.015 0.0019 0.027
D 0.085 1.53 1.22 0.016 0.0016 0.024
E 0.186 1.03 1.53 0.001 0.0014 0.487
F 0.183 1.15 1.77 0.011 0.0013 0.025
G 0.089 0.20 2.16 0.012 0.0021 0.022
H 0.079 0.55 2.48 0.007 0.0010 0.311
I 0.119 0.53 2.42 0.015 0.0013 0.334
J 0.126 0.308 2.432 0.014 0.0017 0.034
강종 Cr Mo Ti Nb V N
A 0.005 0.002 0.002 0.002 0.007 0.006
B 0.005 0.002 0.002 0.002 0.004 0.006
C 0.005 0.002 0.002 0.002 0.005 0.006
D 0.004 0.002 0.002 0.040 0.004 0.006
E 0.004 0.002 0.002 0.038 0.005 0.006
F 0.005 0.002 0.002 0.002 0.005 0.006
G 0.380 0.05 0.002 0.002 0.002 0.004
H 0.980 0.07 0.042 0.002 0.004 0.004
I 0.390 0.01 0.030 0.003 0.004 0.005
J 0.400 0.07 0.002 0.002 0.002 0.006
표 1 및 2를 참조하면, 강종 A 내지 강종 D는 인장강도 590 MPa 이하의 경우이고, 강종 E 내지 강종 G는 인장강도 780 MPa 이하의 경우이고, 강종 H 내지 강종 J는 인장강도 980 MPa 이하의 경우이다. 강종 A, 강종 D, 강종 E, 강종 H, 및 강종 I는 본 발명의 기술적 사상에 따라 제시한 조성 범위 내이고, 강종 B, 강종 C, 강종 F, 강종 G, 및 강종 J는 본 발명의 기술적 사상에 따라 제시한 조성 범위를 벗어나는 비교예들이다.
상기 강종 B는 상기 실리콘의 함량이 0.01 중량%로서 목표 조성의 하한인 0.3 중량%에 비하여 작고, 또한 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 0.046 중량%로서 목표 수치인 0.7에 비하여 작은 경우이다.
상기 강종 C는 상기 실리콘의 함량이 2.2 중량%로서 목표 조성의 상한인 0.2 중량%에 비하여 큰 경우이다.
상기 강종 F는 상기 탄소의 함량이 0.15 중량% 이상인 경우로서, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 1.175 중량%로서 목표 수치인 1.4에 비하여 작은 경우이다.
상기 강종 G는 상기 실리콘의 함량이 0.20 중량%로서 목표 조성의 하한인 0.3 중량%에 비하여 작고, 또한 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 0.222 중량%로서 목표 수치인 0.7에 비하여 작은 경우이다.
상기 강종 J는 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 0.342 중량%로서 목표 수치인 0.7에 비하여 작은 경우이다.
표 3는 본 발명의 실시예들과 비교예들에 따른 냉연강판들을 제조 시의 변화되는 공정 조건 값들을 나타낸다. 상기 변화된 공정 조건 값들은 냉간 압하량, 소둔 온도, 냉각종료온도이다.
강종 구분 냉간 압하량
(%)
소둔 온도
(℃)
냉각종료온도
(℃)
A 비교예1 62 800 480
A 비교예2 62 830 480
A 실시예1 62 860 480
A 비교예3 65 800 480
A 실시예2 65 830 480
A 실시예3 65 860 480
A 실시예4 68 800 480
A 실시예5 68 830 480
A 실시예6 68 860 480
B 비교예4 62 800 480
B 비교예5 62 830 480
B 비교예6 62 860 480
C 비교예7 62 800 480
C 비교예8 62 830 480
C 비교예9 62 860 480
D 실시예7 62 800 480
D 실시예8 62 830 480
D 실시예9 62 860 480
E 실시예10 50 800 450
E 실시예11 50 830 450
E 실시예12 50 860 450
F 비교예10 50 800 490
F 비교예11 50 830 490
F 비교예12 50 860 490
G 비교예13 57 790 490
H 실시예13 50 790 480
H 실시예14 50 810 480
H 실시예15 50 830 480
I 비교예14 50 810 480
I 실시예16 50 810 500
I 실시예17 50 830 480
I 실시예18 50 830 500
J 비교예15 50 815 500
표 4는 상기 제조된 냉연강판의 항복강도(YS), 인장강도(TS), 연신율(EL), 홀확장성(HER), 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)을 나타낸다.
강종 구분 항복강도
(MPa)
인장강도
(MPa)
연신율
(%)
홀확장성
(%)
TSx
(EL+HER)
(MPa%)
A 비교예1 343 642 29.7 56.5 55340
A 비교예2 347 643 30.3 61.5 59027
A 실시예1 352 640 28.1 71.0 63424
A 비교예3 347 654 30.8 50.5 53170
A 실시예2 353 657 31.1 63.5 62152
A 실시예3 358 646 31.1 69.0 64665
A 실시예4 347 652 30.9 68.0 64483
A 실시예5 349 648 32.7 69.0 65902
A 실시예6 355 648 32.2 65.5 63310
B 비교예4 360 455 35.5 80.0 52553
B 비교예5 362 454 34.8 81.0 52573
B 비교예6 374 468 35.0 67.0 47736
C 비교예7 381 735 27.6 47.5 55199
C 비교예8 378 739 29.1 43.5 53651
C 비교예9 375 738 28.0 49.0 56826
D 실시예7 484 627 29.7 74.5 65333
D 실시예8 465 625 29.1 65.5 61000
D 실시예9 452 622 30.3 69.0 61765
E 실시예10 490 810 26.6 24.5 41647
E 실시예11 485 799 27.3 26.5 42986
E 실시예12 479 787 28.4 27.0 43600
F 비교예10 358 840 22.4 20.5 36036
F 비교예11 362 835 23.3 16.5 33233
F 비교예12 398 838 19.4 22.5 35112
G 비교예13 497 813 19.4 22.9 34359
H 실시예13 556 996 14.7 32.6 47111
H 실시예14 670 1064 13.0 35.2 51285
H 실시예15 693 1091 13.8 38.7 57278
I 비교예14 561 1049 15.8 19.0 36505
I 실시예16 584 1069 16.0 23.0 41691
I 실시예17 555 1025 16.3 26.0 43358
I 실시예18 583 1063 15.2 24.0 41670
J 비교예15 650 1030 14.0 15.0 29870
표 4를 참조하면, 비교예로 선택된 강종 B, 강종 C, 강종 F, 강종 G, 및 강종 J에 대한 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)이 60,000 MPa% 미만이거나 또는 40,000 MPa% 미만으로 나타났다.
상기 강종 B는 인장강도가 590 MPa 미만으로 나타났고, 이에 따라 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 60,000 MPa%을 만족하지 못하였다. 이러한 결과는 상기 실리콘의 함량이 목표 수치에 비하여 낮고, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 목표 수치에 비하여 낮기 때문으로 분석된다.
상기 강종 C는 인장강도가 590 MPa 이상으로 나타났으나, 연신율과 홀확장성이 낮게 나타났으며, 이에 따라 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 60,000 MPa%을 만족하지 못하였다. 이러한 결과는 상기 실리콘의 함량이 목표 수치에 비하여 높기 때문으로 분석된다.
상기 강종 F는 인장강도가 780 MPa 이상으로 나타났으나, 홀확장성이 낮게 나타났으며, 이에 따라 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 40,000 MPa%을 만족하지 못하였다. 이러한 결과는 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 목표 수치에 비하여 낮기 때문으로 분석된다.
상기 강종 G는 인장강도가 780 MPa 이상으로 나타났으나, 홀확장성이 낮게 나타났으며, 이에 따라 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 40,000 MPa%을 만족하지 못하였다. 이러한 결과는 상기 실리콘의 함량이 목표 수치에 비하여 낮고, 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 목표 수치에 비하여 낮기 때문으로 분석된다.
상기 강종 J는 인장강도가 980 MPa 이상으로 나타났으나, 홀확장성이 낮게 나타났으며, 이에 따라 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 40,000 MPa%을 만족하지 못하였다. 이러한 결과는 상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량이 목표 수치에 비하여 낮기 때문으로 분석된다.
실시예로 선택된 강종 A, 강종 D, 강종 E, 강종 H, 및 강종 I에 대한 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)이 60,000 MPa% 미만이거나 또는 40,000 MPa% 미만으로 대부분 나타났다.
반면, 인장 강도가 590MPa 이상으로 상대적으로 저강도인 상기 강종 A에서는, 인장강도가 590 MPa 이상 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 60,000 MPa%을 만족하는 경우도 나타나고, 또한 만족하지 못하는 경우도 나타났다. 상기 60,000 MPa%을 만족하지 못하는 경우는, 비교예1 및 비교예2와 같이 냉간 압하량이 62%로 상대적으로 낮고 소둔 온도가 800℃ 및 830℃로 상대적으로 낮은 경우에 나타났고, 또한, 비교예3과 같이 냉간 압하량이 65%이고, 소둔 온도가 800℃ 인 경우이었다. 따라서, 상기 60,000 MPa%을 만족하기 위하여, 냉간 압하량이 작은 경우에는 소둔 온도가 상승될 필요가 있다.
인장 강도가 980MPa 이상으로 상대적으로 고강도인 상기 강종 I에서는, 인장강도가 980 MPa 이상 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성) 값이 40,000 MPa%을 만족하는 경우도 나타나고, 또한 만족하지 못하는 경우도 나타났다. 상기 40,000 MPa%을 만족하지 못하는 경우는, 비교예14와 같이 냉간 압하량이 50%, 소둔 온도가 810℃이고, 냉각종료온도가 480℃로 상대적으로 낮은 경우에 나타났다. 따라서, 40,000 MPa%을 만족하기 위하여, 냉각종료온도가 상승될 필요가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (12)

  1. 중량%로, 탄소(C): 0.01% ~ 0.40%, 실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%, 망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%, 크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%, 니오븀(Nb): 0.001% ~ 0.1%, 바나듐(V): 0.001% ~ 0.1%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.1%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.02%, 질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
    항복강도(YP): 340 MPa 이상, 인장강도(TS): 590 MPa 이상, 연신율(EL): 13% 이상, 홀확장성(HER): 23% 이상, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% 이상을 만족하는,
    초고장력 냉연강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초고장력 냉연강판은,
    상기 탄소의 함량이 0.01 중량% ~ 0.15 중량% 미만이고,
    상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량은 하기의 수식을 만족하는,
    0.7 ≤ [Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≤ 3.2,
    초고장력 냉연강판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 초고장력 냉연강판은,
    상기 탄소의 함량이 0.15 중량% 이상 ~ 0.40 중량%이고,
    상기 실리콘과 상기 알루미늄의 총 함량은 하기의 수식을 만족하는,
    1.4 ≤ [Si (중량%)] + [Al (중량%)] ≤ 3.2,
    초고장력 냉연강판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 초고장력 냉연강판은,
    항복강도(YP): 340 MPa ~ 700 MPa, 인장강도(TS): 590 MPa ~ 1100 MPa, 연신율(EL): 13% ~ 33%, 홀확장성(HER): 23% ~ 75%, 및 인장강도 x (연신율 + 홀확장성): 40,000 MPa% ~ 66,000 MPa%을 만족하는,
    초고장력 냉연강판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초고장력 냉연강판은,
    590 MPa 이상 ~ 780 MPa 미만 범위의 인장강도를 가지고,
    60,000 MPa% ~ 66,000 MPa% 범위의 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)를 만족하는,
    초고장력 냉연강판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 초고장력 냉연강판은,
    780 MPa 이상 ~ 1100 MPa 이하 범위의 인장강도를 가지고,
    40,000 MPa% ~ 60,000 MPa% 범위의 인장강도 x (연신율 + 홀확장성)를 만족하는,
    초고장력 냉연강판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 초고장력 냉연강판은,
    페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, 및 잔류 오스테나이트 중 적어도 어느 하나가 혼합된 혼합 조직을 포함하는,
    초고장력 냉연강판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 페라이트의 분율은 20% ~ 80% 범위이고,
    상기 베이나이트와 마르텐사이트의 합의 분율은 20% ~ 80% 범위이고,
    상기 잔류 오스테나이트의 분율은 나머지 분율로서 포함되는,
    초고장력 냉연강판.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 페라이트, 상기 베이나이트, 상기 마르텐사이트, 및 상기 잔류 오스테나이트 각각의 상의 평균 결정립도는 1 μm ~ 20 μm 범위인,
    초고장력 냉연강판.
  10. 중량%로, 탄소(C): 0.01% ~ 0.40%, 실리콘(Si): 0.3% ~ 2.5%, 망간(Mn): 1.0% ~ 10.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.7%, 크롬(Cr): 0.001% ~ 2.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.001% ~ 0.1%, 니오븀(Nb): 0.001% ~ 0.1%, 바나듐(V): 0.001% ~ 0.1%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.1%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.02%, 질소(N): 0% 초과 ~ 0.04%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 열연강판을 제조하는 단계;
    상기 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계;
    상기 냉연강판을 700℃ ~ 880℃ 범위의 온도에서 소둔 열처리하는 단계; 및
    상기 냉연강판을 3℃/초 ~ 15℃/초 범위의 냉각속도로 450℃ ~ 550℃ 범위의 냉각종료온도로 냉각하는 단계;를 포함하는,
    초고장력 냉연강판의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열연강판을 제조하는 단계는,
    상기 합금 조성을 갖는 강 슬라브를 준비하는 단계;
    상기 강 슬라브를 1,150℃ ~ 1,300℃ 범위에서 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 강 슬라브를 800℃ ~ 1,100℃ 범위의 마무리압연 종료온도에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및
    상기 열연강판을 400℃ ~ 700℃ 범위에서 권취하는 단계;를 포함하는,
    초고장력 냉연강판의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 소둔 열처리하는 단계는,
    상기 냉연강판을 1℃/초 ~ 10℃/초 범위의 승온속도로 가열하여 700℃ ~ 880℃의 범위의 온도에서 수행되는,
    초고장력 냉연강판의 제조방법.
KR1020210029149A 2021-03-05 2021-03-05 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법 KR20220125755A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210029149A KR20220125755A (ko) 2021-03-05 2021-03-05 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210029149A KR20220125755A (ko) 2021-03-05 2021-03-05 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220125755A true KR20220125755A (ko) 2022-09-14

Family

ID=83278849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210029149A KR20220125755A (ko) 2021-03-05 2021-03-05 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220125755A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101594670B1 (ko) 연성이 우수한 고강도 냉연강판, 용융아연도금강판 및 이들의 제조방법
JP5042232B2 (ja) 成形性及びメッキ特性に優れた高強度冷延鋼板、これを用いた亜鉛系メッキ鋼板及びその製造方法
JP2022513964A (ja) 加工性に優れた冷延鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板、及びこれらの製造方法
EP2762581A1 (en) Hot-rolled steel sheet and method for producing same
KR102020407B1 (ko) 고항복비형 고강도 강판 및 이의 제조방법
KR20110119285A (ko) 고강도 냉연강판, 아연도금강판 및 이들의 제조방법
KR20140047960A (ko) 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
JP2023554277A (ja) 延性及び成形性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法
KR20150075306A (ko) 굽힘 가공성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법
KR101830538B1 (ko) 항복비가 우수한 초고강도 강판 및 그 제조방법
KR20220089453A (ko) 점용접성 및 성형성이 우수한 초고장력 냉연강판, 초고장력 도금강판 및 그 제조방법
JP2023071938A (ja) 延性及び加工性に優れた高強度鋼板、及びその製造方法
KR102468051B1 (ko) 연성이 우수한 초고강도 강판 및 그 제조방법
JP7022825B2 (ja) 冷間成形性に優れた超高強度高延性鋼板及びその製造方法
KR20220071035A (ko) 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR20220125755A (ko) 높은 연성과 국부 성형성을 가지는 초고장력 냉연강판 및 그 제조방법
KR20200062428A (ko) 냉연 도금 강판 및 그 제조방법
KR20190079299A (ko) 고강도 냉연 강판 및 그 제조방법
KR102373222B1 (ko) 우수한 홀확장성과 굽힘성을 가지는 고강도 냉연강재 및 그 제조방법
KR102209569B1 (ko) 고강도 고연성 강판 및 그 제조방법
KR101185269B1 (ko) 버링 가공성이 우수한 780MPa급 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법
KR101149193B1 (ko) 도금성과 가공성이 우수한 강판 및 그 제조방법
KR20240105031A (ko) 우수한 성형성을 가지는 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR20230066166A (ko) 내충돌성능 및 성형성이 우수한 고강도 강판 및 이의 제조방법
KR20240106704A (ko) 고강도 및 고성형성 강판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination