KR101290426B1

KR101290426B1 - 고강도 열연강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101290426B1
Application number: KR1020110063275A
Authority: KR
Inventors: 한성경; 도형협; 서용기
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-07-26
Also published as: KR20130002208A

Abstract

강도 및 성형성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 열연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0.02 중량% 이하 및 황(S) 0.01 중량% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(FDT) 800~950℃로 열간압연하는 단계; (c) 상기 열간압연된 판재를 페라이트 온도 영역까지 1차 냉각한 후, 상기 페라이트 온도 영역에서 3초 이상 유지하는 단계; 및 (d) 상기 1차 냉각 및 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 열연강판 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH HOT-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE HOT-ROLLED STEEL SHEET}

본 발명은 자동차 부품 등에 적용되는 고강도 열연강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 및 열연 공정 제어를 통하여 냉연 및 열처리 공정없이도 인장강도 900MPa 이상 및 연신율 15% 이상을 나타낼 수 있는 가공성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자동차 업계는 연비 향상 및 CO₂ 저감을 위하여 소재의 경량화를 요구하고 있다. 이에 따라, 자동차 부품에 적용되는 강판은 경량화를 위하여 고강도화되고 있다.

자동차 부품에 적용되는 강판은 주로 열연강판 혹은 냉연강판이 이용된다.

이중 열연강판은 통상 슬라브 재가열 과정, 열간압연 과정 및 냉각 과정을 통하여 제조된다.

또한, 냉연강판은 상기의 열연강판 제조 과정에 추가로, 산세 처리 과정, 냉간 압연 과정 및 소둔열처리 과정을 통하여 제조된다.

본 발명의 목적은 합금성분 및 열연공정 제어를 통하여 고강도 및 가공성을 확보할 수 있는 고강도 열연강판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉연 및 열처리 공정이 적용되지 않고도, 인장강도 900MPa 이상 및 연신율 15% 이상을 갖는 가공성이 우수한 고강도 열연강판을 제공하는 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 열연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0.02 중량% 이하 및 황(S) 0.01 중량% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(FDT) 800~950℃로 열간압연하는 단계; (c) 상기 열간압연된 판재를 페라이트 온도 영역까지 1차 냉각한 후, 상기 페라이트 온도 영역에서 3초 이상 유지하는 단계; 및 (d) 상기 1차 냉각 및 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 열연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0.02 중량% 이하 및 황(S) 0.01 중량% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 단면 면적률로, 마르텐사이트 50% 이상 및 페라이트 : 50% 이하를 포함하는 복합조직을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고강도 열연강판 제조 방법은 열간압연온도 조절 및 냉각 제어를 통하여 조직이 마르텐사이트로서 인장강도 900MPa 이상의 초고강도를 갖는 열연강판을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 냉각 중간에 페라이트 온도 영역에서 일정 시간 유지 과정을 포함함으로써 충분한 페라이트를 형성할 수 있다. 따라서, 최종 제조되는 열연강판은 인장강도 900MPa 이상의 초고강도를 가지면서도 15% 이상의 우수한 연신율을 가질 수 있어 가공성이 우수한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 열연강판 제조 방법은 합금원소 저감과 더불어, 냉연 공정, 열처리 공정을 거치지 않고 열연공정만으로도 고강도 및 가공성을 확보할 수 있어, 강판 제조 비용을 크게 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 열연강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 열연시편의 표면 미세조직 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따라 제조된 열연시편의 두께 방향 1/4 위치(1/4t)의 미세조직 사진이다.
도 4는 실시예 1에 따라 제조된 열연시편의 두께 방향 중심 위치(1/2t)의 미세조직 사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

고강도 열연강판

본 발명에 따른 고강도 열연강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0.02 중량% 이하 및 황(S) 0.01 중량% 이하를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 열연강판은 강도 또는 가공성 확보를 위하여, 중량%로, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 열연강판은 설파이드(sulfide) 개재물의 구상화를 위하여 크롬(Cr) : 0.005~0.03%, 지르코늄(Zr) : 0.01~0.04% 및 칼슘(Ca) : 0.001~0.005% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 합금 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 제강 과정 등에서 발생하는 불가피한 불순물로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 고강도 열연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.

탄소(C)

탄소(C)는 강의 강도 증가에 기여하는 원소이다.

상기 탄소는 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.04~0.16중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소 첨가량이 0.04중량% 미만인 경우, 원하는 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소 첨가량이 0.16중량%를 초과하는 경우, 용접성 및 인성이 저하되는 문제점이 있다.

실리콘(Si)

실리콘(Si)은 강도 확보에 기여하며, 또한 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.

상기 실리콘은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.2~0.6중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.2중량% 미만일 경우 실리콘 첨가에 따른 탈산 효과 및 강도 향상 효과가 불충분하다. 반대로 실리콘의 첨가량이 0.6 중량%를 초과할 경우 용접성 및 도금성이 저하되는 문제점이 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 강의 강도 및 인성을 증가시키고 강의 소입성을 증가시키는 원소로서, 망간의 첨가는 탄소의 첨가보다도 강도 상승시 연성의 저하가 적다.

상기 망간은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.4~1.8중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간이 첨가량이 0.4중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 1.8중량%를 초과하는 경우, MnS계 비금속개재물을 과다하게 생성하여, 용접시 크랙 발생 등 용접성을 저하시키는 문제점이 있다.

인(P)

인(P)은 강도 향상에 일부 기여한다. 그러나, 인은 강판 제조시 편석 가능성이 큰 원소로서, 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 용접성을 악화시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 인의 함량을 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.02 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 망간과 결합하여 MnS 와 같은 비금속개재물을 형성하여 용접성을 저해하고, 성형시 가공성을 저해하는 요소이다.

따라서, 본 발명에서는 황의 함량을 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.01 중량% 이하로 제한하였다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 티타늄계 질화물(TiN) 등의 석출물 형성원소로서 바나듐(V)과 함께 강도 향상에 기여하고, 아울러, 결정립 미세화를 통하여 저온 충격인성 향상에도 기여한다. 또한 티타늄(Ti)은 황(S)과 결합하여 구형의 개재물을 형성함으로써 긴 띠 형태의 MnS 개재물 형성을 방지할 수 있다.

상기 티타늄은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.005~0.08중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄은 0.005중량% 이상 첨가될 때 그 효과를 충분히 발휘한다. 다만, 본 발명에서 티타늄의 첨가량이 0.08중량%를 초과하는 경우, 제조되는 열연강판의 표면 결함을 유발하는 문제점이 있다.

니오븀(Nb)

니오븀(Nb)은 석출물 형성원소로서 강도 확보에 유효하게 작용한다. 특히, Nb(C,N)과 같은 니오븀계 석출물은 1200℃ 정도의 가열로에서 고용된 후 열간압연 중 미세하게 석출하여 강의 강도를 효과적으로 증가시킨다.

상기 니오븀은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.005~0.05중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀의 첨가량 0.005중량% 미만일 경우 니오븀 첨가에 따른 효과가 불충분하다. 반대로, 니오븀의 함량이 0.05중량%를 초과할 경우 가공성을 저하시키는 문제점이 있다.

보론(B)

보론(B)은 강력한 소입성 원소로서, 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.0003중량% 정도의 미량을 첨가한 경우에도 마르텐사이트 형성에 크게 기여한다. 다만, 보론이 0.003중량%를 초과하여 첨가될 경우, 인성을 저해하는 문제점이 있다.

따라서, 상기 보론은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.0003~0.003중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

크롬(Cr)

크롬(Cr)은 페라이트를 안정화하여 연신율을 향상시키며, 강도 향상에 기여하는 원소이다.

상기 크롬은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.005~0.03중량%로 첨가되는 것이 바람직하다.

크롬의 첨가량이 0.005중량% 미만일 경우, 크롬 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 크롬의 첨가량이 0.03중량%를 초과하는 경우, 강도와 연성의 균형이 깨질 수 있다.

지르코늄(Zr)

지르코늄(Zr)은 MnS 형성시 핵생성 위치로 작용하며, 설파이드 개재물의 구상화를 통하여 가공성 확보에 기여한다.

상기 지르코늄(Zr)은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.01~0.04중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 지르코늄의 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우 지르코늄 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 지르코늄의 첨가량이 0.04중량%를 초과할 경우 더 이상의 첨가 효과 증가 없이 강판 제조 비용 상승을 초래한다.

칼슘(Ca)

칼슘(Ca)은 황(S)과의 높은 친화도를 가진다. 이를 통하여 칼슘의 첨가는 구형의 CaS를 형성시켜 강중의 황의 함량을 낮추고, 또한, MnS 개재물의 생성을 방해하여 가공성 향상에 기여한다.

상기 칼슘은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.001~0.005중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 칼슘의 첨가량이 0.001중량% 미만일 경우, 그 첨가효과가 불충분하다. 반대로, 칼슘의 첨가량이 0.005중량%를 초과하는 경우 과도한 CaS가 생성되거나, 또는 원하지 않는 CaO가 생성되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 고강도 열연강판은 전술한 성분계 및 후술하는 열연공정 제어를 통하여, 마르텐사이트를 단면 면적률로 50% 이상 포함하고, 페라이트를 50% 이하 포함하는 2상 이상의 복합조직을 가질 수 있다. 또한, 상기의 마르텐사이트 및 페라이트 외에 베이나이트 및 잔류 오스테나이트 등이 일부 형성되어 있을 수 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 고강도 열연강판은 인장강도 900MPa 이상 및 연신율 15% 이상을 가질 수 있다.

마르텐사이트가 단면 면적률로 50% 미만으로 포함되면 탄소 등 합금성분 첨가량이 상대적으로 적은 것을 감안할 때, 900MPa 이상의 인장강도를 확보하기 어렵다. 또한, 페라이트가 단면 면적률로 30% 이상 포함되지 않으면 15% 이상의 연신율 확보가 어려우며, 이를 고려할 때 페라이트는 단면 면적률로 30% 이상 포함되는 것이 바람직하다.

고강도 열연강판 제조 방법

이하, 본 발명에 따른 고강도 열연강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 열연강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열연강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120) 및 1차 냉각 / 유지 단계(S130) 및 2차 냉각 단계(S140)를 포함한다.

슬라브 재가열

슬라브 재가열 단계(S110)는 반제품 상태의 슬라브 판재의 재가열을 통하여, 주조시 편석된 성분 및 석출물을 재고용한다.

재가열의 대상이 되는 슬라브 판재는 전술한 바와 같이, 중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0.02 중량% 이하 및 황(S) 0.01 중량% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. 또한, 슬라브 판재는 중량%로, 크롬(Cr) : 0.005~0.03%, 지르코늄(Zr) : 0.01~0.04% 및 칼슘(Ca) : 0.001~0.005% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 조성을 갖는 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음, 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.

슬라브 재가열은 1150~1250℃의 온도에서 2~4시간동안 실시되는 것이 바람직하다. 슬라브 재가열 온도가 1150℃ 미만이면 슬라브 판재의 온도가 낮아 압연 부하가 커지는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1250℃를 초과하면 오스테나이트 결정립이 조대화되어, 강도 확보가 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 재가열 온도 범위를 만족한다고 하더라도, 슬라브 재가열 시간이 2시간 미만이면 재가열 효과를 충분히 얻기 어려우며, 반대로 슬라브 재가열 시간이 4시간을 초과하면 과도한 가열로 인하여 오스테나이트 결정립 조대화 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

열간압연

열간압연 단계(S120)에서는 슬라브 판재를 열간압연한다.

열간압연 단계(S120)에서 마무리 압연 온도(FDT)는 800~950℃인 것이 바람직하다. 상기 온도 범위에서 열간압연이 마무리될 경우, 열간압연 후 냉각 전 강판의 조직이 오스테나이트 상이 될 수 있다. 마무리 압연 온도가 950℃를 초과할 경우 오스테나이트 결정립이 조대화되어 변태후 페라이트 결정립 미세화가 충분히 이루어지지 않으며, 이에 따라 강도 확보가 어려워질 수 있다. 또한, 마무리 온도가 800℃ 미만이면, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

1차 냉각 / 유지

1차 냉각 / 유지 단계(S130)에서는 열간압연된 판재를 페라이트 온도 영역까지 냉각한 후, 페라이트 온도 영역에서 3초 이상 유지함으로써 충분한 페라이트를 확보한다. 여기서 유지는 일정한 온도로 유지하는 것 뿐만 아니라 공냉하는 것도 포함된다.

1차 냉각은 대략 50~200℃/sec 정도의 냉각속도로 페라이트 온도 영역까지 냉각될 수 있으나, 냉각속도가 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 유지 온도는 650~750℃인 것이 바람직하다. 유지 온도가 650℃ 미만이거나, 유지 온도가 750℃를 초과하는 경우, 제조되는 열연강판의 최종 미세조직에 페라이트가 30% 이상 포함되기 어려우며, 따라서 가공성 확보가 어렵다.

또한 페라이트 온도 영역에서의 유지 시간은 3초 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5~10초를 제시할 수 있다. 유지 시간이 3초 미만인 경우, 페라이트 변태가 불충분하여 가공성을 확보하기 어렵다. 다만, 유지 시간이 10초를 초과하는 경우 과다한 페라이트 변태로 인하여 제조되는 열연강판의 인장강도가 900MPa에 미치지 못할 수 있다.

2차 냉각 / 유지

2차 냉각 단계(S140)에서는 목표로 하는 재질을 확보하기 위하여, 1차 냉각 / 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 냉각한다.

냉각 종료 온도는 마르텐사이트 온도 영역에 해당하는 450℃ 이하가 될 수 있고, 바람직하게는 50~350℃이다. 냉각 종료 온도가 350℃를 초과하는 경우 충분한 마르텐 사이트 확보가 어려워질 수 있고, 냉각 종료 온도가 50℃ 미만일 경우 충분한 페라이트를 확보하기 어려워질 수 있기 때문이다.

2차 냉각에서, 냉각 속도는 100 ~ 300℃/sec인 것이 바람직하다. 한편, 냉각 속도가 100℃/sec 미만일 경우 단면조직 면적률로 50% 이상의 마르텐사이트를 갖는 조직을 확보하기 어렵다. 반대로, 냉각 속도가 300℃/sec를 초과할 경우, 강판의 인성 등이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 방법으로 제조되는 열연강판은 미세 조직 측면에서, 마르텐사이트를 단면 면적률 50% 이상의 주상으로 하며, 50% 이하, 보다 구체적으로는 30~50%의 페라이트를 포함하는 복합조직을 가질 수 있다. 복합조직에는 상기의 마르텐사이트 및 페라이트 뿐만 아니라, 일부 베이나이트 혹은 잔류 오스테나이트가 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 열연강판은 상기 마르텐사이트 및 페라이트를 포함하는 복합조직을 가짐에 따라, 기계적 특성 측면에서, 900MPa 이상의 인장강도 및 15% 이상의 연신율을 가질 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 열연시편의 제조

표 1에 기재된 조성을 갖는 실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따른 열연 시편을 대략 2mm 두께로 제조하였다. 시편 규격은 JIS 5호에 의거하였다.

각 시편을 가열로에 투입하여 1200℃에서 3시간동안 가열한 후, 마무리압연온도 800℃로 열간압연을 수행하였다. 이후, 각 시편에 따라 다음과 같이 냉각 공정을 수행하였다.

실시예 1 : 50℃/sec의 냉각속도로 700℃까지 냉각 후, 7초 유지, 200℃의 냉각속도로 300℃까지 냉각

실시예 2 : 50℃/sec의 냉각속도로 750℃까지 냉각 후, 5초 유지, 150℃냉각속도로 250℃까지 냉각

실시예 3 : 50℃/sec의 냉각속도로 650℃까지 냉각 후, 10초 유지, 100℃냉각속도로 250℃까지 냉각

비교예 1 : 150℃의 냉각속도로 300℃까지 냉각

비교예 2 : 50℃/sec의 냉각속도로 750℃까지 냉각 후, 5초 유지, 150℃냉각속도로 250℃까지 냉각

비교예 3 : 50℃/sec의 냉각속도로 700℃까지 냉각 후, 7초 유지, 100℃의 냉각속도로 300℃까지 냉각

[표 1] (단위 : 중량%)

2. 기계적 특성 평가

표 2는 실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따라 제조된 시편 각각의 인장시험 결과를 나타낸 것이다.

[표 2]

표 2를 참조하면, 본 발명에서 제시한 조건을 만족하는 실시예 1~3에 따른 열연 시편의 경우, 인장강도 900MPa 이상 및 연신율 15% 이상을 나타내는 것을 볼 수 있다.

또한, 실시예 1에 따라 제조된 시편의 표면, 1/4t(두께 방향 1/4 위치) 및 1/2t(두께 방향 중심 위치)에서의 미세조직 사진(도 2 내지 도 4)을 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 시편은 마르텐사이트와 페라이트를 포함하고, 두께 방향으로 중심 쪽의 마르텐사이트 분율이 더욱 높아지며, 전체적으로 마르텐사이트가 단면 면적률로 50% 이상인 것을 볼 수 있다.

반면, 실시예 1에 따라 제조된 시편과 조성은 동일하나 냉각 중간에 유지 과정이 포함되지 않는 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 강도는 매우 높았으나, 연신율이 크게 저하되었다.

또한, 티타늄, 니오븀 및 보론 모두 포함되지 않은 비교예 2에 따라 제조된 열연 시편의 경우, 강도가 목표치에 미치지 못하였다.

또한, 니오븀만이 0.1중량% 포함된 비교예 3에 따라 제조된 시편의 경우, 강도 및 연신율이 목표치에 미치지 못하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고강도 열연강판 제조 방법은 냉연 공정 및 열처리 공정을 적용하지 않고도, 합금량 저감 및 열연 공정 제어를 통하여 마르텐사이트, 페라이트를 포함하는 복합조직을 형성함으로써, 인장강도 900MPa 이상의 초고강도를 가지면서 또한 연신율 15% 이상으로 가공성이 우수한 열연강판을 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 고강도 열연강판은 냉연강판 등에 비하여 상대적으로 낮은 제조 비용으로도 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있어, 자동차 부품 소재 등으로 활용되기에 적합하다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 1차 냉각 및 유지 단계
S140 : 2차 냉각 단계

Claims

(a) 중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0 중량% 초과~0.02 중량% 이하 및 황(S) : 0 중량% 초과~0.01 중량% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계;
(b) 상기 재가열된 판재를 마무리압연온도(FDT) 800~950℃로 열간압연하는 단계;
(c) 상기 열간압연된 판재를 페라이트 온도 영역까지 1차 냉각한 후, 상기 페라이트 온도 영역에서 3초 이상 유지하는 단계; 및
(d) 상기 1차 냉각 및 유지된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
중량%로, 크롬(Cr) : 0.005~0.03%, 지르코늄(Zr) : 0.01~0.04% 및 칼슘(Ca) : 0.001~0.005% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는
상기 슬라브 판재를 슬라브재가열온도(SRT) 1150~1250℃로 2~4시간동안 재가열하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는
상기 열간압연된 판재를 650~750℃까지 1차 냉각하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는
상기 페라이트 온도 영역에서 5~10초 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계는
상기 1차 냉각 및 유지된 판재를 50~350℃까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 (d) 단계는
상기 1차 냉각 및 유지된 판재를 100~300℃/sec의 냉각 속도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판 제조 방법.
중량%로, 탄소(C) : 0.04~0.16%, 실리콘(Si) : 0.2~0.6%, 망간(Mn) : 0.4~1.8%, 인(P) : 0 중량% 초과~0.02 중량% 이하 및 황(S): 0중량% 초과~0.01 중량% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.005~0.08%, 니오븀(Nb) : 0.005~0.05% 및 보론(B) : 0.0003~0.0030% 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
단면 면적률로, 마르텐사이트 50% 이상 및 페라이트 : 50% 이하를 포함하는 복합조직을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.
제8항에 있어서,
상기 강판은
중량%로, 크롬(Cr) : 0.005~0.03%, 지르코늄(Zr) : 0.01~0.04% 및 칼슘(Ca) : 0.001~0.005% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.
제8항에 있어서,
상기 강판의 복합조직은
상기 페라이트가 단면 면적률로 30% 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.
제8항에 있어서,
상기 강판의 복합조직은
상기 마르텐사이트 및 페라이트 합산으로 단면 면적률이 100% 미만이고,
나머지 조직에 베이나이트 및 잔류 오스테나이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.
제8항에 있어서,
상기 강판은
인장강도 : 900MPa 이상 및 연신율 15% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 열연강판.