KR20230094666A - 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판 및 그 제조방법{HIGH STRENGTH AND HIGH FORMABILITY COLD ROLLED STEEL SHEET HAVING DIFFERENT THICKNESS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 세계 각국에서 CO2 배출 제한과 같은 각종 환경 규제 및 에너지 사용 규제에 대한 엄격한 방침을 내놓고 있는 실정이다. 특히, 자동차 산업에 있어서 연비절감과 이를 위한 차체경량화는 필수적으로 이루어지고 있다. 차체 경량화를 위해 고강도강의 개발이 지속적으로 이루어지고 있으며, TS×EL이 25000MPa·% 미만인 AHSS(Advanced High Strength Steel), TS×EL이 25000MPa·% 이상인 UHSS (Ultra High Strength Steel) 등의 강종들이 개발되고 있다.
이러한 강종 개발과는 다른 한편으로, TWB(Tailored Welded Blank) 공법을 통해 차체 경량화를 가져가려는 시도도 이어지고 있다. 상기 TWB 공법은 이종의 강도와 두께의 구현이 가능하도록 하며, 이를 통해 하나의 블랭크 내에서 어느 영역에서는 고강도를 구현하고 다른 영역에서는 딥 드로잉성을 갖는 특성을 부여하는 기술이다. 일반적으로 상기 TWB 후에는 오스테나이트 영역의 온도로 열처리된 후 HPF(Hot Press Forming) 공정을 거치게 된다. 상기 TWB 공법은 주로 자동차의 Door Inner Panel, Center Pillar, Side Member와 같은 부품의 생산에 적용된다. 그러나, 상기 TWB 공법은 서로 다른 두께나 물성을 갖는 2개 이상의 강판을 용접하는 기술로서, 생산성이 낮고, 양호한 용접부 품질을 얻기 위한 제약이 많다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 용접공정 없이도 하나의 강판 내에서 서로 다른 두께를 갖도록 하는 기술이 개발되고 있다.
대표적인 기술로는 특허문헌 1이 있다. 특허문헌 1은 연속 주조 단계에서 길이 방향으로 주편 두께를 변화시키는 기술에 관한 것이다. 이 기술은 목표로 하는 블랭크의 레이아웃에 따라 주조시 롤갭 변화를 통해 두께 변화를 가져가거나, 엣지댐의 위치를 변화하여 폭방향 길이의 변화를 가져가는 것으로서, 이를 통해, 길이 및 폭방향 프로파일을 제어할 수 있다. 그러나, 상기 기술의 경우, 주조품의 길이방향으로 두께 프로파일 변화가 있게 되는데, 상기 주조품을 압연하게 될 경우 장력제어가 용이하지 않다. 얇은 두께 영역에 맞추어 장력을 설정할 경우, 두꺼운 두께 영역에서의 단위장력값이 낮게 되어 사행의 위험성이 있으며, 반대로 두꺼운 두께 영역에 맞추어 장력을 설정할 경우 얇은 두께 영역에 응력이 집중되어 판파단이 일어날 수 있다. 또한, 연속 주조 공정시 롤 갭 변화에 따른 응고 불균일화를 유발시켜 편석층을 다량 함유할 여지가 있다.
또한, 최근에는 특허문헌 2 및 3에 개시된 바와 같이 강판으로부터 블랭크를 제작한 뒤, 두께가 서로 다른 2 이상의 영역을 갖도록 블랭크를 압연하는 TRB(Tailor Rolled Blank) 공법이 개발되었다. 상기 기술은 TWB-HPF의 공법에서 TWB 대신 TRB를 적용한 것으로 볼 수 있다. 다만, 상기 기술은 블랭크 단위로 압연을 하게 됨에 따라 생산성이 저하되는 단점이 있다.
따라서, 양호한 품질 확보는 물론 생산성 저하를 방지할 수 있는, 이종 두께를 갖는 강판의 제조방법이 요구되고 있는 실정이다.
한국 공개특허공보 제2016-0119191호 한국 등록특허공보 제1428168호 한국 등록특허공보 제1825427호
본 발명의 일측면은 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 후물부와 박물부를 갖는 냉연강판으로서, 상기 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 200mm 이하이고, Rollover Depth, Burnished Depth 및 Fracture Depth를 포함하는 전단부를 가지며, 상기 Fracture Depth는 전단부 영역의 60% 이하인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 슬라브를 준비하는 단계; 상기 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 권취하여 열연권취코일을 얻는 단계; 상기 열연권취코일을 상온까지 공냉하는 단계; 상기 냉각된 열연권취코일을 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계; 상기 냉연강판에 TRB 공정을 수행하고 연속소둔하거나, 상기 냉연강판을 연속소둔한 뒤 TRB 공정을 수행하는 단계; 및 상기 TRB 공정이 수행된 냉연강판을 냉각하는 단계;를 포함하고, 상기 TRB 공정시, 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 200mm 이하가 되도록 하는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 모식도이다.
도 2는 냉연강판의 전단부 모식도이며, (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 전단부 모식도이고, (b)는 종래의 냉연강판의 전단부 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 제조방법을 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉연강판은 a 두께를 갖는 후물부와 b 두께를 갖는 박물부를 가진다. 상기 후물부와 박물부는 반복적으로 형성될 수 있으며, 이는 냉간압연시 TRB 공정을 적용하여 형성될 수 있다.
이 때, 상기 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)(T)가 200mm 이하인 것이 바람직하다. 상기 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)는 냉간압연시 두께를 변화시킬 때, 후물부로부터 박물부까지 또는 박물부로부터 후물부까지 변화하는 영역에 해당하는 강판의 길이를 의미한다. 상기 후물부와 박물부까지의 거리가 200mm를 초과하는 경우에는 형상 품질이 저하될 수 있다. 상기 후물부와 박물부까지의 거리는 100mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 50mm 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 본 발명에서는 상기 후물부와 박물부까지의 거리의 하한에 대해서 특별히 한정하지 않으나, 제조공정의 한계상 7.9mm 미만이 되기는 어렵다.
또한, 본 발명의 냉연강판은 Rollover Depth, Burnished Depth 및 Fracture Depth를 포함하는 전단부를 가지며, 이 때, 상기 Fracture Depth는 전단부 영역의 60% 이하인 것이 바람직하다. 상기 Rollover Depth는 판재가 전단펀치에 의해 말려들어간 부분의 깊이를 의미하고, Burnished Depth는 전단에 의해 생긴 면의 깊이를 의미하며, Fracture Depth는 파단에 의해 발생된 구간의 깊이를 의미한다. 본 발명은 상기와 같이 Fracture Depth의 영역을 제어함으로써 양호한 표면 품질과 균일한 재질을 확보할 수 있다. 도 2는 냉연강판의 전단부 모식도이며, (a)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 전단부 모식도이고, (b)는 종래의 냉연강판의 전단부 모식도이다. 본 발명의 냉연강판의 경우에는 Fracture Depth가 차지하는 영역이 전단부 영역의 60%이하인 반면, 종래의 TRB의 경우에는 블랭크 단위로 압연을 실시하기 때문에, 상기 Fracture Depth가 차지하는 영역이 전단부 영역의 60%를 초과하는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 종래의 TRB의 경우, 전단부와 전단부 외 영역(이하 '중심부'라고도 함) 간에 재질편차가 심하게 발생하게 된다. 한편, 본 발명의 전단부 영역은 표면으로부터 강판의 길이 방향으로 5mm 이하일 수 있다.
상기 박물부의 두께는 상기 후물부의 두께의 50% 이상일 수 있다. 상기 박물부의 두께가 상기 후물부의 두께의 50% 미만인 경우에는 상기 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 과도하게 과도하게 길어질 수 있을 뿐만 아니라 두께 변화에 대한 장력 제어가 용이하지 않을 수 있다.
상기 후물부의 길이(L)가 200mm 이상일 수 있다. 상기 후물부의 길이(L)가 200mm 미만인 경우에는 공정 제어가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
본 발명에서는 상기 냉연강판의 폭(W)에 대해서 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 1800mm 이하일 수 있고, 두께는 0.4~2.0mm일 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 냉연강판의 합금조성에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 중량%로, C: 0.02~0.1%, Si: 0.5%이하(0%는 제외), Mn: 1.2~2.0%, Cr: 0.4%(0%를 포함), Ti: 0.2%이하(0%는 제외), Nb: 0.1%이하(0%는 제외), 알루미늄(sol.Al): 0.02~0.06%, Mo: 0.2%이하(0%는 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
C: 0.02~0.1%
탄소(C)는 강도를 확보함과 동시에 복합조직을 갖는 강판을 제조하는데 중요한 원소이며, 특히 고용강화 및 2상 조직중 하나인 마르텐사이트 형성을 위해 첨가되는 매우 중요한 원소이다. 또한, C는 석출원소와 결합하여 미세 탄화물을 생성함으로써 강도 향상에 기여한다. 상기 C 함량이 0.02% 미만인 경우에는 전술한 강화 효과가 충분하지 않아 590MPa 이상의 강도를 확보하기 어려울 수 있고, 0.1%를 초과하는 경우에는 강도가 과도하게 증가할 수 있을 뿐만 아니라, 적정 항복비를 얻기 곤란할 수 있다.
Si: 0.5%이하(0%는 제외)
실리콘(Si)은 페라이트 안정화 원소로서 냉각중 페라이트 변태를 촉진시키며, 이를 통해, 연신율을 향상시키는 원소이다. 또한, 강도 확보에 유용한 원소이다. 그러나, 상기 Si의 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는 표면 스케일 결함을 유발할 뿐만 아니라 도금강판의 표면특성을 저하시킬 수 있다.
Mn: 1.2~2.0%
망간(Mn)은 강중 황을 완전히 MnS로 석출시켜 FeS의 생성에 의한 열간취성을 방지함과 더불어 강을 고용강화시키는 원소이다. 상기 Mn의 함량이 1.2% 미만이면 2상 조직중 하나인 마르텐사이트 형성이 불리하여 본 발명에서 목표로 하는 강도 확보가 어려울 수 있으며, 반면, 2.0%를 초과하게 되면 용접성, 열간압연성 등의 문제가 발생될 가능성이 높고, 동시에 경화능을 증가시켜 마르텐사이트를 보다 용이하게 형성시킬 수 있어 연신율의 감소를 가져올 수 있다. 또한, 미세조직 내 Mn-Band(Mn 산화물의 띠)가 과도하게 형성되어 가공 크랙 발생 위험이 높아지는 문제가 있다.
Cr: 0.5%이하(0%를 포함)
크롬(Cr)은 대표적인 경화능 원소로서, 강도 확보를 위해 첨가될 수 있다. 그러나, 상기 Cr의 함량이 0.5를 초과하게 되면 본 발명이 목표로 하는 강도를 초과할 수 있으며, 나판의 관통형 부식이 발생할 수 있다.
Ti: 0.2%이하(0%는 제외)
티타늄(Ti)은 미세 탄화물 형성원소로써 항복강도 및 인장강도의 확보에 기여한다. 또한, Ti은 질화물 형성원소로써 강중 N를 TiN으로 석출시켜 AlN 석출을 억제하는 효과가 있어 연주시 크랙이 발생할 위험성을 저감시키는 장점이 있다. 그러나, 상기 Ti의 함량이 0.2%를 초과하면 조대한 탄화물이 석출되고, 강중 탄소량 저감에 의하여 강도 및 연신율이 감소될 수 있으며, 연주시 노즐 막힘을 야기할 수 있다.
Nb: 0.1%이하(0%는 제외)
니오븀(Nb)은 오스테나이트 입계에 편석되어 소둔열처리시 오스테나이트 결정립의 조대화를 억제하고, 미세한 탄화물을 형성하여 강도 증가에 기여하는 원소이다. 그러나, 상기 Nb의 함량이 0.1%를 초과하면 조대한 탄화물이 석출되고, 강중 탄소량 저감에 의하여 강도 및 연신율이 감소될 수 있으며, 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.
sol.Al: 0.02~0.06%
알루미늄(sol.Al)은 제강시 탈산을 위한 원소이다. 그러나, 상기 sol.Al의 함량이 0.02%를 미만인 경우에는 초과하면 상술한 탈산 효과를 충분히 얻기 곤란할 수 있고, 0.06%를 초과하는 경우에는 결정립이 미세화되어 강도가 상승하는 효과는 있으나 연속주조 또는 제강 조업시 개재물의 과다 형성으로 인해 도금강판 표면 불량이 발생할 가능성이 높아질 수 있다.
Mo: 0.2%이하(0%는 제외)
몰리브덴(Mo)은 탄화물을 형성하는 원소로서, Ti, Nb, V 등의 탄·질화물 형성원소와 복합첨가 시 석출물의 크기를 미세하게 유지하여 항복강도 및 인장강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한, Mo은 오스테나이트가 펄라이트로 변태되는 것을 지연시킴과 동시에 페라이트의 미세화 및 강도 향상을 위해 첨가하는 원소이다. 이러한 Mo는 강의 경화능을 향상시켜 마르텐사이트를 결정입계(grainboundary)에 미세하게 형성시켜 항복비 제어가 가능한 장점이 있다. 다만, 상기 Mo의 함량이 0.2%를 초과하는 경우에는 지나친 결정립 미세화 효과와 고용강화 효과로 인해 오히려 강의 연성이 저하되는 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 고가의 원소로서 경제성이 떨어질 수 있다.
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.
또한, 본 발명의 냉연강판은 면적%로, 페라이트: 70%이상 및 잔부 베이나이트와 마르텐사이트 중 1종 이상인 미세조직을 가질 수 있다. 상기 페라이트의 분율이 70% 미만인 경우에는 본 발명이 얻고자 하는 강도와 연성 밸런스를 확보하기 어려울 수 있다.
전술한 바와 같이 제공되는 본 발명의 냉연강판은 인장강도(TS)×연신율(El)이 16000MPa·%이상이고, 연신율이 15%이상이며, 전단부 피로 강도가 270Pa 이상이고, 표면 조도(Ra): 2.0mm 이상 및 직경: 1mm 이상인 표면 결함이 10개/m2 이하이며, 전단부와 중심부 간에 항복강도 편차가 20MPa 이하로서, 우수한 강도, 성형성 및 표면품질과 낮은 재질편차를 가질 수 있다. 이를 통해, 자동차용 구조부재와 같이 충돌 안정성 및 경량화가 요구되는 제품에 바람직하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 냉연강판은 판재 또는 코일의 형태를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 제조방법을 나타내는 모식도이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉연강판의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 슬라브를 준비한다. 본 발명에서는 상기 슬라브 준비 공정에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 당해 기술분야에서 통상적으로 행하여지는 정련 공정 및 연속주조 공정을 통해 슬라브를 준비할 수 있다.
이후, 상기 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 얻는다. 상기 열간압연시, 마무리압연 출구측 온도는 Ar3이상 1000℃이하일 수 있다. 상기 마무리압연 출구측 온도가 Ar3 미만인 경우에는 열간 변형 저항이 급격히 증가되고, 면내 이방성의 증가 및 성형성이 열화될 수 있다. 반면, 상기 마무리압연 출구측 온도가 1000℃를 초과하는 경우에는 압연 하중이 감소하는 등 생산성에 유리하나 너무 두꺼운 산화 스케일이 발생할 수 있다.
이후, 상기 열연강판을 권취하여 열연권취코일을 얻는다. 상기 권취시, 권취온도는 400~700℃일 수 있다. 상기 권취온도가 400℃ 미만인 경우 과다한 마르텐사이트 또는 베이나이트가 생성되어 열연강판의 과다한 강도 상승을 초래함으로써 냉간압연시 부하로 인한 형상불량 등의 문제가 발생할 수 있다. 반면, 700℃를 초과하게 되면 표면 스케일의 증가로 산세성이 열화될 수 있다.
이후, 상기 열연권취코일을 상온까지 서냉한다. 상기 서냉시, 평균 냉각속도는 0.1℃/s 이하일 수 있다. 상기 평균 냉각속도가 0.1℃/s를 초과하는 경우에는 오스테나이트의 핵생성 사이트가 되는 미세 탄화물이 충분히 형성되지 않거나 분산되지 않을 수 있다.
이후, 상기 냉각된 열연권취코일을 냉간압연하여 냉연강판을 얻는다. 상기 냉간압연시, 냉간압하율은 40~80%일 수 있다. 상기 냉간압하율이 40% 미만인 경우는 재결정 구동력이 약화되어 양호한 재결정립을 얻는데 문제가 발생할 소지가 크며 형상 교정이 어려울 수 있다. 반면, 상기 냉간압하율이 80%를 초과하는 경우에는 강판 에지(edge)부의 크랙이 발생할 가능성이 높고, 압연 하중이 급격히 증가할 수 있다.
이후, 상기 냉연강판에 TRB 공정을 수행하고 연속소둔하거나, 상기 냉연강판을 연속소둔한 뒤 TRB 공정을 수행한다. 이 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 TRB 공정시, 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 200mm 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 이를 위한 방법에 대해서 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 반경(r)이 35~300mm인 롤을 이용하고, 압연속도를 10~50mpm(m/min)의 범위로 제어하는 방법을 이용할 수 있다. 상기 압연속도가 10mpm 미만일 경우 AGC(Automatic Gauge Control)와 장력 제어가 어렵게 될 수 있고, 50mpm를 초과하는 경우에는 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 강판의 길이 대비 과도하게 길어질 수 있다. 한편, 상기 TRB 공정시, 4-Hi 이상으로 구성되는 가역식 압연기를 이용할 수 있는데, 이를 통해, 장력 제어나 롤갭 제어를 용이하게 할 수 있다. 상기 연속소둔시, 연속소둔온도는 770~850℃일 수 있다. 상기 연속소둔을 통해 재결정과 동시에 페라이트와 오스테나이트 이상조직을 형성하고, 탄소가 재분배되도록 할 수 있다. 상기 연속소둔온도가 770℃ 미만일 경우 충분한 재결정이 이루어지지 않게 되고 이로 인해 오스테나이트 형성이 불균일하게 이루어지게 된다. 반면, 850℃을 초과하는 경우에는, 과다한 오스테나이트가 형성되어 냉각시 다량의 베이나이트가 포함되어 연성이 저하되고, 목표하는 강도를 초과할 수 있다.
이후, 상기 TRB 공정이 수행된 냉연강판을 냉각한다. 상기 냉각은 상기 TRB 공정이 수행된 냉연강판을 630~670℃까지 2~20℃/s의 평균 냉각속도로 1차 냉각하는 단계; 및 상기 1차 냉각된 TRB 냉연강판을 250~300℃까지 3~30℃/s의 평균 냉각속도로 2차 냉각하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 1차 냉각정지온도가 630℃ 미만인 경우에는 탄소의 확산 활동도가 낮아 페라이트 내 탄소 농도가 높아지며, 오스테나이트 내 탄소 농도는 낮아짐에 따라 최종 제품에서 경질상의 분율이 과도하게 높아져, 연신율이 저하되고 강도가 과도하게 상승하여 가공시 크랙 발생 가능성이 높아질 수 있다. 반면, 670℃를 초과하는 경우에는 2차 냉각시 지나치게 높은 냉각속도가 요구되며, 이로 인해 탄소 확산이 충분히 일어나지 않을 수 있다. 상기 1차 냉각속도가 2℃/s 미만인 경우에는 생산성이 저하되는 단점이 있고, 20℃/s를 초과하는 경우에는 경질상 분율이 과도하게 높아지는 단점이 있다. 상기 2차 냉각정지온도가 250℃ 미만인 경우에는 결정상의 분율이 과도하게 높아지는 단점이 있고, 300℃를 초과하는 경우에는 경질상을 충분히 확보하지 못하게 되어 강도가 저하되는 단점이 있다. 상기 2차 냉각속도가 3℃/s 미만인 경우에는 연질상 분율이 과도하게 높아질 수 있고, 30℃/s를 초과하는 경우에는 경질상의 분율이 과도하게 높아질 수 있다.
한편, 본 발명에서는 전술한 공정을 통해 얻어지는 냉연강판을 열간성형 또는 냉간성형하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 공정을 통해 상기 냉연강판을 적정 형상으로 성형함으로써 자동차 부품 등으로 바람직하게 적용할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.
(실시예)
C: 0.07%, Si: 0.3%, Mn: 1.9%, Cr: 0.25%, Ti: 0.01%, Nb: 0.02%, sol.Al: 0.03%, Mo: 0.04%를 포함하는 슬라브를 준비한 뒤, 마무리압연 출구측 온도가 950±50℃가 되도록 열간압연하여 열연강판을 얻고, 600℃에서 권취하여 열연권취코일을 얻은 뒤, 0.1℃/s의 평균 냉각속도로 상온까지 냉각하였다. 이후, 상기 열연권취코일을 50%의 냉간압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻었다. 이후, 하기 표 1에 기재된 조건(후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)으로, 상기 냉연강판에 TRB 공정을 수행하고 800℃에서 연속소둔하거나(발명예 1), 상기 냉연강판을 800℃에서 연속소둔한 뒤 TRB 공정을 수행하였다(발명예 2). 이후, 상기 TRB 공정이 수행된 냉연강판을 660℃까지 15℃/s의 평균 냉각속도로 1차 냉각하고, 이어서, 270℃까지 15℃/s의 평균 냉각속도로 2차 냉각하였다. 한편, 상기 TRB 공정시 압연 속도는 하기 표 1에 나타내었다.
한편, 비교예 1로는 상기 냉간압연을 통해 얻어진 냉연강판을 블랭킹하여 얻은 블랭크에 대하여, 발명예 1과 같은 공정을 행하였다.
비교예 2로는 상기 냉간압연을 통해 얻어진 냉연강판에 대하여 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 본 발명 범위를 벗어나도록 한 뒤, 발명예 1과 같은 공정을 행하였다.
전술한 발명예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 대하여 전단부에서 Fracture Depth 영역이 차지하는 분율과 미세조직 및 기계적 물성을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 기재하였다.
전단부의 Fracture Depth 영역은, 냉연강판의 압연방향 전단부의 단면을 Optical microscopy를 통해 측정하였다.
미세조직은 나이탈 에칭 후 SEM을 통해 측정하였다.
중심부의 인장강도, 항복강도, 연신율과 에지부의 연신율 및 중심부와 에지부의 항복강도 편차는 냉연강판의 중심부와 에지부로부터 시편을 채취하여 인장시험을 행함으로써 측정하였다. 피로강도는 냉연강판의 전단부로부터 시편을 채취하여 MTS 10ton fatigue tester를 활용하여 측정하였다. 이 때, 시험 조건은 상온에서 R=-1, sine waveform의 15Hz 주기를 갖는다.
표층결함수는 냉연강판의 표면에 1m2당 표면 조도(Ra)가 2.0mm 이상이고, 직경 1mm 이상인 결함을 육안으로 관찰하여 측정하였다.
구분 후물부와
박물부까지의 거리
(mm)		 TRB
압연 속도 (mpm)		 전단부 내
Fracture Depth의 비율(%)		 미세조직(면적%)
페라이트 마르텐사이트+베이나이트
발명예1 31.2 30 50 84 16
발명예2 35.1 30 51 85 15
비교예1 32.3 30 69 84 16
비교예2 202.3 60 61 86 14
구분 중심부 에지부 중심부와 에지부의
항복강도 편차(MPa)		 표층
결함수
(개/m2)		 전단부
항복강도
(MPa)		 인장강도
(MPa)		 연신율
(%)		 연신율
(%)		 피로강도
(MPa)
발명예1 369 649 27 26 4 2 311
발명예2 431 651 25 21 7 4 301
비교예1 365 659 25 17 54 15 252
비교예2 356 635 28 19 15 11 277
상기 표 1 및 2에서 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 조건을 만족하는 발명예 1 및 2의 경우에는 우수한 기계적 물성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 중심부와 에지부의 항복강도 편차가 낮고 표층결함이 적은 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1 및 2의 경우에는 본 발명이 제안하는 조건을 만족하지 않음에 따라 중심부와 에지부의 항복강도 편차가 크고 표층결함 또한 많은 것을 확인할 수 있다.

Claims (17)

  1. 후물부와 박물부를 갖는 냉연강판으로서,
    상기 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 200mm 이하이고,
    Rollover Depth, Burnished Depth 및 Fracture Depth를 포함하는 전단부를 가지며, 상기 Fracture Depth는 전단부 영역의 60% 이하인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 박물부의 두께는 상기 후물부의 두께의 50% 이상인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 후물부의 길이가 200mm 이상인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉연강판의 폭은 1800mm 이하이고, 두께는 0.4~2.0mm인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉연강판은 중량%로, C: 0.02~0.1%, Si: 0.5%이하(0%는 제외), Mn: 1.2~2.0%, Cr: 0.5%이하(0%를 포함), Ti: 0.2%이하(0%는 제외), Nb: 0.1%이하(0%는 제외), sol.Al: 0.02~0.06%, Mo: 0.2%이하(0%는 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉연강판은 면적%로, 페라이트: 70%이상 및 잔부 베이나이트와 마르텐사이트 중 1종 이상인 미세조직을 갖는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉연강판은 인장강도(TS)×연신율(El)이 16000MPa·%이상이고, 연신율이 15%이상이며, 전단부 피로 강도가 270MPa 이상이고, 표면 조도(Ra): 2.0mm 이상 및 직경: 1mm 이상인 표면 결함이 10개/m2 이하이며, 전단부와 전단부 외 영역 간에 항복강도 편차가 20MPa 이하인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판.
  8. 슬라브를 준비하는 단계;
    상기 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
    상기 열연강판을 권취하여 열연권취코일을 얻는 단계;
    상기 열연권취코일을 상온까지 서냉하는 단계;
    상기 냉각된 열연권취코일을 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계;
    상기 냉연강판에 TRB 공정을 수행하고 연속소둔하거나, 상기 냉연강판을 연속소둔한 뒤 TRB 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 TRB 공정이 수행된 냉연강판을 냉각하는 단계;를 포함하고,
    상기 TRB 공정시, 후물부와 박물부까지의 거리(transition zone)가 200mm 이하가 되도록 하는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 슬라브는 중량%로, C: 0.02~0.1%, Si: 0.5%이하(0%는 제외), Mn: 1.2~2.0%, Cr: 0.5%이하(0%를 포함), Ti: 0.2%이하(0%는 제외), Nb: 0.1%이하(0%는 제외), sol.Al: 0.02~0.06%, Mo: 0.2%이하(0%는 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 열간압연시, 마무리압연 출구측 온도는 Ar3이상 1000℃이하인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 권취시, 권취온도는 400~700℃인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 서냉시, 평균 냉각속도는 0.1℃/s 이하인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉간압연시, 냉간압하율은 40~80%인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 연속소둔시, 연속소둔온도는 770~850℃인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 TRB 공정시 압연 속도는 10~50mpm인, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  16. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉각은 상기 TRB 공정이 수행된 냉연강판을 630~670℃까지 2~20℃/s의 평균 냉각속도로 1차 냉각하는 단계; 및 상기 1차 냉각된 TRB 냉연강판을 250~300℃까지 3~30℃/s의 평균 냉각속도로 2차 냉각하는 단계;를 포함하는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
  17. 청구항 8에 있어서,
    상기 냉각 후, 상기 냉연강판을 열간성형 또는 냉간성형하는 단계를 추가로 포함하는, 이종 두께를 갖는 고강도 고성형성 냉연강판의 제조방법.
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