KR940001343B1 - 가공성 및 도금밀착성이 우수한 초 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가공성 및 도금밀착성이 우수한 초 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법

본 발명은 내식성이 요구되는 자동차 강판 및 구조물등에 사용되는 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가공성이 우수한 인장강도 60kgf/mm²이상의 초 고강도 용융아연 도금강판을 연속 용융아연도금라인 (이하,"CGL"이라 칭함)에서 제조하는 방법에 관한 것이다.

용융아연 도금강판은 내식성이 요구되는 자동차 강판 및 구조물등에 사용되는데, 통상, 강중의 성분으로 C, Mn, P 외에 Ti, Nb, V등의 특수원소가 단독 또는 복합하여 첨가되어 있는 것이 대부분이다.

인장강도 60kgf/mm²이상의 고장력강의 제조방법으로는 극저탄소강의 복합조직에 의한 강화기구 또는 석출 및 고용강화기구에 의한 방법등이 알려져 있는데, 극저탄소강의 복합조직에 의한 강화가 일반적이며, 석출 및 고용강화에 의한 경우는 강도와 연신율의 균형상의 어려움 때문에 제한되어 있다.

극저탄소강의 복합조직에 의한 강화에 의하여 인장강도 60kgf/mm²이상의 고장력 용융아연 도금강판을 제조하는 방법이 일본 특허 공고 공보(소)60-49698호 등에 제시되어 있으나, 복합조직에 의한 강화에 의하여 고장력강을 제조하기 위해서는 급속냉각을 필요로 하게 되므로 통상의 CGL에서는 제조 불가능하고 별도의 급속냉각설비등이 요구되는 문제점이 있다.

또한, 석출강화 및 고용강화에 의하여 인장강도 60kgf/mm²이상의 고장력 용융아연 도금강판을 제조하는 방법으로는 일본 특허 공고 공보(소)59-5649호 및 (소)63-72860호 등을 들 수 있는데, 이들 방법에서는 규소가 0.3%정도까지 첨가되므로 도금특성이 열화되는 문제점이 있다.

이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 이 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 가공성 및 도금특성이 우수한 인장강도 60kgf/mm²이상의 초 고강도 용융아연 도금강판을 통상의 CGL에서 제조할 수 있는 용융아연 도금강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은, 중량%로, 탄소(C) : 0.10∼0.15%, 망간(Mn) : 0.5∼2.0%, 인(P) : 0.04∼0.06%, 규소(Si) : 0.02% 이하, 질소(N) : 0.003∼0.01%, 및 티타늄(Ti)과 니오븀(Nb)의 합 : 0.1% 이하이고,

상기 티타늄과 나오븀의 원자량의 합이 C와 N과의 원자비[(Ti+Nb)/(C+N)]로 0.09∼0.15의 범위내에 있고, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 알루미늄 킬드강을 통상의 방법으로 열간압연 및 냉간압연을 실시하고 CGL에서 연속소둔한 후 가스분사 방식에 의한 냉각과정을 거친 다음, 통상의 방법으로 용융아연 도금하여 가공성 및 도금밀착성이 우수한 초 고강도 용융아연 도금강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

상기 C는 강도를 증가시키고 효과가 있는 반면에 퍼얼라이트량을 증가시켜 인성 및 연성을 저하시키고 용접성 및 도금밀착성을 해치므로, C의 함량은 0.10∼0.15%로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 Mn은 고용강화 원소로서 강도를 증가시키며 경화능을 좋게 하지만, 0.5% 미만에서는 강화효과가 뚜렷하지 않고, 2.0% 이상에서는 용접성을 저하시키므로, 그 함량은 0.5∼2.0%의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 P는 C 및 N에 의한 고용강화효과를 증대시킬 수 있는 일종의 대체원소로서 첨가되어지지만 첨가량이 너무 많으면 인성을 저해하므로 그 상한선은 0.06%로 한정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 Si는 다량 첨가시 용접성을 저하시킴과 동시에 도금성을 해치므로 그 함량은 0.02% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.

상기 Ti은 C에 우선하여 N과 S와 결합하여 강의 성질을 향상시키고, 슬라브 가열시 오스테나이트의 성장을 효과적으로 억제시키고, 압연시 페라이트를 미세하고 균일하게 하는데 기여하는 성분이다.

상기 Ti은 석출물 효과는 매우 우수하지만, 그 첨가량이 0.01% 이하인 경우에는 티타늄 석출물량이 적어 강화효과를 크게 기대할 수 없고, 첨가량이 너무 많으면 아연도금 부착량을 열화시키므로, Ti의 첨가량은 Nb과의 함량이 0.1% 이하가 되도록 한정하는 것이 바람직하다.

상기 Nb은 탄소의 강화효과를 크게 대체시킬 수 있으며, 강중의 탄소를 효과적으로 고착하는 작용을 하는데, Nb 첨가량의 경우 Nb이 고온에서 니오븀카아바이드(NbC), 니오븀 나이트 라이드(NbN) 형태로 석출하여 오스테나이트의 재결정과 성장을 억제시켜 재결정온도를 상승시키고 현저한 결정립 미세화 효과와 석출강화 효과를 나타내며, 아연도금 밀착성면에서도 우수하지만 냉간압연 후 재결정을 시키기 위해서 다소 높은 오도가 필요하게 되므로, 그 상한은 상기 Ti과의 합이 0.1% 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 Ti과 Nb의 함량은 (C+N)에 대한 원자비로 0.09∼0.15의 범위로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 원자비가 0.09 미만인 경우에는 Ti(C, N) 및 Nb(C, N)과 같은 미세한 석출물에 의한 분산 분포를 충분히 얻을 수 없으므로 목표하는 강도의 확보가 곤란하고, 그 원자비가 0.15를 초과하게 되면 고용 Ti 및 Nb양이 증가함에 따라 목표이상의 강도 확보는 가능하지만 항복점 상승, 인장강도 상승, 연신율 저하와 같은 재질열화가 우려되고 합금철 첨가량이 증대되므로 제조원가 상승의 단점이 있기 때문이다.

상기 N은 Ti 및 Nb 첨가강에 있어서 탄소와 같이 미세한 석출물을 형성하므로 강도확보에 유리하나, N의 함량이 너무 많게 되면, 연신율 저하를 초래하므로 N함량의 상한값은 0.01% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 본 발명의 알루미늄 킬드강 슬라브를 통상적인 방법으로 연간압연 하는데, 슬라브재가열온도는 1200℃이상, 열간마무리 압연온도는 900℃ 전후, 열연권취온도는 550-650℃로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 슬라브 재가열 온도를 1200℃ 이상으로 설정하는 것이 바람직한 이유는 제강후 조대석출된 Ti 및 Nb 석출물을 재가열중 다시 용해시켜 소성 유기 석출을 이용하여 분산 분포시키는 것이 비교적 소량의 Ti 및 Nb 첨가로도 높은 강도 수준을 얻을 수 있으므로 연속주조후 Ti 및 Nb 석출물을 충분히 용해시키기 위함이다.

상기 권취온도가 650℃ 이상인 경우에는 열간압연중 석출되는 미세한 Ti 및 Nb 석출물이 성장하게 될뿐만 아니라 결정립의 성장이 야기되며, 권취온도가 550℃ 미만일 경우 목표로 하는 강도 수준의 확보는 가능하지만, 열간압연 후 런 아웃 테이블(Run-Out Table)상에서 과도한 냉각이 필요하게 되므로 냉각 주수량이 증가되어 제조원가의 상승 및 냉각수 설비 용량의 증가가 필연적으로 수반되므로 열연권취온도는 550-650℃의 온도 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 열간압연된 열연강판은 통상의 방법으로 냉각압연하는데, 보다 바람직하게는, 75% 정도의 입하율로 냉각압연하는 것이다.

상기와 같이 냉간압연된 냉연강판을 CGL에서 연속소둔한 후 가스 분사방식에 의한 냉각과정을 거친 다음, 통상의 방법으로 용융아연 도금하는데, 이때, 소둔온도는 720-780℃로 설정하는 것이 바람직하고, 입욕온도는 460℃ 정도로 설정하는 것이 바람직하다.

그리고 아연도금은 미량의 알루미늄과 납을 포함하고 있으며 도금처리는 통상의 방법에 따라 행하게 된다.

본 발명의 용융아연 도금강판은 연속소둔라인(CAL)과는 달리 소둔열처리 후 급속냉각이 안되고 가스분사방식에 의하여 냉각처리하는 CGL에서 제조되므로 복합조직(Dual phase)에 의한 강화에 의해 강도를 증가시키는 것이 아니라 고용강화 및 석출강화에 의해 강도가 증가된다.

또한, 본 발명의 용융아연 도금강판은 연속소둔을 거친 후 곧바로 용융아연도금욕에서 아연도금이 되는 제조과정을 거치므로 상소둔과정에서 나타날 수 있는 장시간 소둔으로 인한 석출물의 조대화 및 기지금속과의 부정합현상을 억제할 수 있어 합금첨가량을 상소둔재에 비하여 감소시키더라도 석출강화 효과를 얻을 수 있다.

고용강화 및 석출강화형 고강도강은 일반적으로 복합조직강에 비하여 동일인장강도에서 항복강도가 높으므로 본 발명의 용융아연 도금강판은 심한 가공이 필요치 않고 충격흡수등을 필요로 하며 고강도를 요하는 부품에 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

하기표 1과 같은 성분으로 조성되는 알루미늄 킬드강 슬라브를 1250℃로 가열하고 900℃의 열간마무리압연 및 590℃의 열연권취온도 조건으로 열간압연한 다음, 이 열연강판을 75%의 압하율로 냉간압연하였다. 다음에, 상기 냉연강판을 CGL에서 720-780℃의 소둔온도로 연속소둔한 다음, 입욕온도를 460℃로 하여 용융아연도금을 행하고, 기계적 성질 및 도금특성을 측정하고, 그 측정결과를 하기 표2에 나타내었다.

하기 표 2의 도금특성은 180^o굽힘시험에 의해 도금밀착성의 양호 여부 및 도금층균열발생 유무로 표시하였다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조성범위에 해당되는 발명재(A-E)는 60kgf/mm²이상의 인장강도 및 우수한 연신율을 나타냄과 동시에 도금밀착성도 양호하게 나타나고 도금층균열도 발생되지 않는 반면에, 본 발명의 조성을 벗어나는 비교재(1-7)의 경우에도 인장강도가 60kgf/mm²이하이거나, 연신율이 미달되거나, 도금성이 불량하게 나타남을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 강의 성분을 적절하게 설계함으로써 가공성 및 도금특성이 우수한 인장강도 60kgf/mm²이상의 초 고강도 용융아연 도금강판을 통상의 CGL에서 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중량%로, 탄소(C) : 0.10-0.15%, 망간(Mn) : 0.8-1%, 인(P) : 0.04-0.06%, 규소(Si) : 0.02% 이하, 질소(N) : 0.003∼0.01%, 및 티타늄(Ti)와 니오븀(Nb)의 합 : 0.1% 이하이고, 상기 티타늄과 니오븀의 원자량의 합이 C와 N과의 원자비[(Ti+Nb)/(C+N)]로 0.09∼0.15의 범위내에 있고, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 알루미늄 킬드강을 통상의 방법으로 열간압연 및 냉각압연을 실시하고, CGL에서 연속소둔한 후 가스분사 방식에 의한 냉각과정을 거친 다음, 통상의 방법으로 용융아연 도금하는 것을 특징으로 하는 가공성 및 도금밀착성이 우수한 초 고강도 용융아연 도금강판의 제조방법.