KR960005238B1

KR960005238B1 - 소부경화성과 성형성이 우수한 냉간압연강판 제조방법

Info

Publication number: KR960005238B1
Application number: KR1019930023953A
Authority: KR
Inventors: 정우창; 한성호; 김일영; 이성호
Original assignee: 포항종합제철주식회사; 조말수; 재단법인산업과학기술연구소; 백덕현
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1993-11-11
Publication date: 1996-04-23
Also published as: KR950014345A

Abstract

내용 없음.

Description

소부경화성과 성형성이 우수한 냉간압연강판 제조방법

본 발명은 냉간압연강판의 제조방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 소부경화성과 성형성이 우수한 고장력 냉연강판 제조방법에 관한 것이다.

소부경화성이란 자동차의 차체 제조공정에서 강판을 원하는 형상으로 성형을 한후 도장을 하고 이의 건조를 위해 약 170℃서 20분정도 소부처리를 하게되는데 이 과정에서 강판이 경화되는 성질을 의미한다. 소부경화는 강중에 고용된 침입형 원소인 탄소나 질소가 변형과정에서 생성된 전위를 고착하여 발생되는 변형시효 현상이므로, 고용 탄소 및 질소양이 증가하면 증가한다. 그러나 그 고용량이 과다하면 상온시효가 수반되어 가공중에 스트레쳐 스트레인이 발생되는 문제가 있다. 소부경화형 강판은 연질의 상태에서 원하는 모양으로 성형이 되고 성형후에 강도가 증가되기 때문에, 강도가 증가함에 따라 성형성이 악화되는 종래의 고강도 냉연강판에 비해 이상적인 강화방법으로 기대를 받고 있다. 80년대 초부터 일본을 중심으로 실용화되기 시작한 소부경화강은 최근에 와서 자동차의 배기가스규제와 CAFE(기업별평균연비) 규제강화에 대처하기 위한 수단의 하나로 새로이 주목을 받고있다.

우수한 성형성과 내 덴트성이 요구되는 자동차 외판용에는 상소둔방식에 의해 제조된 저탄소 P첨가 Al-Killed강에 소부경화성을 부여한 강이 주로 사용되어 왔으며, 이것은 상소둔에 의해서 성형성과 소부경화성의 양립이 보다 용이한 때문이다. 연속소둔방식에 의해 제조된 P첨가 Al-Killed강은 비교적 빠른 냉각속도를 이용하기 때문에 소부경화성이 확보가 용이한 반면 급속가열 및 단시간소둔에 의해 성형성이 약화되는 문제점이 있어 가공성이 요구되지 않는 자동차 외판에만 제한되고 있다. 최근 제강기술과 연속소둔기술의 발달에 힘입어 개발된 Ti 혹은 Nb등의 탄질화물 형성원소 첨가 극저탄소 Al-Killed강이 가공성이 요구되는 자동차 외판용으로 다량 사용되고있다.

본 발명은 상기 Ti첨가 극저탄소 Al-Killed강의 합금성분중 탄소,질소,황 및 Ti양을 엄격히 제안하여 연속소둔함으로서 소부경화량 3-5kgf/㎟,, 인장강도 35-40kgf/㎟인 고장력 냉연강판을 제조하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 의하면 중량%(이하 단지 '%'라고 한다)로 C:0.002-0.004%, Mn:0.1-0.4%, P:0.05-0.10%, S:0.004-0.009%, 가용Al:0.02-0.06%, N:0.0015-0.0025%, Ti:0.005-0.026% 함유하면서 또한 Ti양의 범위가 (48/14)NTi(48/14)N+(48/32)S+0.004%의 식을 만족하는 Ti를 함유한 극저질소, 극저황 및 극저탄소의 Al-Killed강을 1200℃정도에서 균일화 처리한 후 900-920℃에서 마무리 열간압연하고, 700-730℃정도에서 권취한 다음, 60-80%의 압하율로 냉연, 800-850℃에서 연속소둔, 0.5-1.5%의 조질압연을 실시함을 포함한 소부경화성과 성형성이 우수한 냉연강판 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 합금성분 및 제조방법에 대해 상세히 설명한다.

탄소는 고용강화와 고부경화효과를 가진다. 탄소함량이 0.002% 이하일 경우 인장강도가 부족하게 되고 또한 충분한 소부경화성이 얻어지지 않는다. 그러나 탄소양이 0.004%이상이면 고용탄소양이 과디하게 되어 상온 내시효성이 확보되지 않아 성형시 스트레쳐 스트레인이 발생하게 되고 연성과 성형성도 나빠진다.

망간은 황에 의한 강의 열간취성을 방지하기 위해 0.1%이상 첨가되어야 하나, 0.4% 이상으로 첨가되면 Mn의 고용경화에 의해 재질이 경화되거나 성형성이 악화된다.

인은 고용경화효과가 가장 큰 치환형 합금원소로서 충분한 고용경화를 위해 0.05%이상 첨가되어야 하나 0.1% 이상으로 첨가되면 용접성이 나빠지며 또한 결정립계에 편석하여 재료를 취하시키는 문제점이 있다.

황은 고온에서 Ti계 황화물로 석출하기 때문에 황의 양의 변화가 심하면 Ti양의 변화도 커지게되어 제강공정에서 적정 소부경화양을 얻기위한 Ti양의 제어가 어렵게 된다. 따라서 황의 양의 성분범위를 좁게 관리할수록 안정된 소부경화양을 얻을수 있으며, 또한 Ti양을 낮추기 위해서 그 상한을 0.009%이하로 제한하는 것이 좋다.

알루미늄은 강의 탈산을 위해 첨가하나 0.06% 이상으로 과디하게 첨가하면 재질경화의 요인으로 된다.

질소는 고온에서 질화물, TiN으로 석출하기 때문에 질소의 양이 변화하면 전체 Ti양중에서 TiN으로 석출되는 Ti양도 변화하게 된다. 따라서 적정 소부경화양을 안정하게 얻기 위해서는 질소의 성분범위를 좁게 관리하여 Ti양의 변화를 최소로 하여야 한다. 따라서 질소의 하한은 제강공정에서 실용상 제조가 용이한 0.0015%로 하고 상한양은 0.0025%로 제한하여야 안정된 소부경화성을 얻을 수 있다.

Ti는 고온에서 질화물과 황화물을 형성하기 때문에 Ti양이 너무 적으면 강중의 질소와 황을 고정하지 못해 극저탄소 Al-Killed강과 동일한 강으로되어 소부경화양은 크지만 우수한 성형성과 내시효성의 확보가 불가능하게 된다. 그러나 Ti 양이 너무 과다하면 강중의 질소와 황의 고정은 물론 모든 고용탄소를 탄화물로 석출시키기 때문에 소부경화성을 얻을수 없게된다. 따라서 질소와 황의 양과 더불어 좁은 범위로 Ti양의 범위를 (48/14)NTi(48/14)N+(48/32)S+0.004%로 제한할 필요가 있으며 가장 바람직하게는 Ti 양을 제어하는게 필요하다. 안정된 소부경화성을 얻기 위해서는 Ti양의 범위를 (48/14)NTi(48/14)N+(48/32)S로 하는것이 좋다. 여기서 0.004는 0.001%의 고용탄소를 고정할 수 있는 Ti양에 해당되는 것으로 강중 탄소중 최대 0.001%의 탄소가 Ti에 의해 석출되어도 소부경화양에는 큰 변화를 주지 않는 값에 해당한다.

상기 조성으로 전로에서 용해된후 연속주조된 슬라브는 열간압연의 오스테나이트 조직이 충분히 균질화될 수 있는 1200℃정도에서 가열한후 Ar₃온도직상인 900-920℃에서 열간압연을 마무리한다. 이때 열연마무리온도가 900℃이하로 되면 열연코일의 상(top)·하(tail)부 및 가장자리가 페라이트 단상영역으로 되어 디프드로잉성이 나빠지게 된다.

Ti첨가 극저탄소강을 소재로 하는 소부경화강에서도 열연판에 고용탄소가 잔존하게 되므로 이 고용탄소에 의해 악회될 가능성이 있는 디프드로잉성을 보상하기 위해 열연판의 권취는 700-730℃의 고온이 바람직하며, 보다 바람직한 온도는 720-730℃이다.

이 분야에서 널리 알려진 통상의 방법으로 산세를 거친 열간압연판은 60-80%의 냉간압하율로 0.6-1.2mm두께까지 냉간압연한 후 연속소둔을 실시한다. 소둔온도는 재결정이 완료되고 충분히 페라이트의 결정립 성장이 일어날수 있는 800-850℃가 적당하다. 소둔온도가 850℃이상으로 되면 고온소둔으로 인해 연속소둔시 장력제어가 어렵게 되거나 버너수명이 감소되는등 작업성이 악화되게 된다.

상기 고온소둔판은 0.5-1.5%의 조질압연을 행하는데, 만일 0.5%의 압하율로 조질압연을 행하게 되면 형상교정이 안되고 소부경화강의 내시효성확보가 불가능하게 되며, 또한 1.5% 이상으로 조질압연을하면 압연기의 부하가 발생될 뿐아니라 항복강도의 상승으로 형상동결성이 악화되고 주름이 발생되기 쉽기 때문에 바람지하지 않다. 상기 방법에 의해 제조된 고장력냉연강판은 소부경화양 3-5kgf/㎟,인장강도 35-40kgf/㎟를 나타낸다. 이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1은 질소,황,탄소 및 Ti를 염격하게 제안한 본 발명강과 비교강의 화학성분을 나타낸 것으로 1-3번강이 발명강, 4-8강이 비교강이다.

[표 1]

상기 표1의 강을 하기 표2의 열연,냉연,연속소둔 및 조질연압조건에 따라 제조하여 각각의 기계적 성질을 측정하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다. 표 2에서 FDT는 열연 마무리온도, CT는 열연권취온도를 의미한다.

[표 2]

[표 3]

＊상기는 성형지수이다.

상기 표3에 의하면 탄소 0.0024-0.0036%,인 0.07%,황 0.005-0.007%,N 0.0017-0.0022%,Ti 0.013-0.016%이면서 또한 Ti양의 범위가 (48/14)NTi(48/14)N+(48/32)S+0.004%의 식을 만족하도록 Ti를 제어한 발명강 1,2 및 3번은 소부경화양 3.5-4.6kgf/㎟, 1.5 , 인장강도 35-40kgf/㎟, 연신율 36-40%를 나타냄으로서 발명강에 의해 소부경화성과 성형성이 우수한 고장력 냉연강판을 제조할 수 있음을 알 수 있다.

반면 4번강은 인의 함량이 낮아 인장강도 28kgf/㎟인 연질 냉연강판에 해당되며, 또한 Ti양이 (48/14)N+(48/32)S+0.004보다 커서 소부경화가 얻어지지 않았다.

5번은 Ti양이 0.013%로서 0.005-0.026%사이에 있고 또한 Ti함량이 (48/14)N+(48/32)S+0.004보다 적어 Ti의 성분 규제범위를 잘 만족하고 있으나 강중 탄소양이 0.0014%로서 탄소하한인 0.002%보다 적기 때문에 소부경화성은 1.2kgf/㎟로 매우 낮은 값을 나타내었다.

6,7 및 8번강은 탄소함량이 0.002% 이하일뿐 아니라 Ti함량도 규제 상한값인 (48/14)N+(48/32)S+0.004%보다 커서 인장강도가 35kgf/㎟ 이하일뿐 아니라 소부경화도 전혀 얻어지지 않았다.

Claims

중량%로, C:0.002-0.004%, Mn:0.1-0.4%, P:0.05-0.10%, S:0.004-0.009%, 가용(Souble)Al:0.02-0.06%, N:0.0015-0.0025%, Ti:0.005-0.026%이면서 또한 Ti양의 범위가 (48/14)NTi(48/14)N+(48/32)S+0.004%의 식을 만족하도록 Ti를 첨가한 극저질소,극저황 및 극저탄소의 Al-Killed강 슬라브를 1200℃이상에서 균일화 처리하여 900-920℃의 마무리 압연온도로 연간압연하고, 700-730℃의 온도에서 권취한 다음, 60-80%의 압하율로 냉간압연,800-850℃의 온도에서 연속소둔,0.5-1.5%의 조질압연을 실시하여 소부경화량 3-5kgf/㎟, 1.5 ,인장강도 35-40㎟,로 함을 특징으로 하는 소부경화량과 성형성이 우수한 냉간 압연강판의 제조방법.