KR101256523B1 - 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 열연강판 - Google Patents

저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 열연강판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 낮은 함량의 탄소, 높은 함량의 망간 및 크롬을 함유한 강종이 페라이트, 베이나이트 및 미세 크기의 마르텐사이트로 구성된 다상 복합조직을 가지도록 하여 1100MPa 이상의 인장강도와 7% 이상의 연신율을 확보할 수 있는 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법은, 중량%로 C: 0.14 ~ 0.27%, Si: 1.0% 이하(0% 제외), Mn: 2.0 ~ 5.0%, Cr: 0.25 ~ 4%, Al: 0.005 ~ 1.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 제외), N: 0.01% 이하(0% 제외), B: 0.005% 이하(0% 제외), Ti: 0.004 ~ 0.03%, Mo: 0.2% 이하(0% 제외), Nb: 0.05% 이하(0% 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3을 만족하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 재가열한 후 마무리 압연기 출측에서의 온도가 Ar3 변태점 ~ 950℃가 되도록 압연하는 단계; 및 상기 마무리 압연된 열연 스트립을 런아웃 테이블에서 30℃/s 이상의 냉각속도로 650 ~ 780℃로 냉각하고, 5 ~ 10초 동안 1 ~ 10℃/s의 냉각속도로 공냉하며, 30℃/s 이상의 속도로 다시 냉각한 후 400 ~ 700℃에서 권취하는 단계;를 포함한다.

Description

저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 열연강판{METHOD FOR MANUFACTURING LOW YIELD RATIO TYPE HIGH STRENGTH HOT ROLLED STEEL SHEET AND THE STEEL SHEET MANUFACTURED THEREBY}
본 발명은 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 열연강판에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 프레스 또는 롤포밍과 같은 가공 성형에 적합하도록 낮은 항복비를 가지면서도 높은 강도를 유지할 수 있는 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
자동차 차체 구성부품 중 구조부재로 사용되는 강판은 자동차 외부 충돌로부터 충격을 최대한 흡수하고 견고하게 지지하여 승객을 안전하게 보호할 수 있어야 한다. 또한 최적 설계 범위 내에서 자동차의 전체 중량을 감소시켜 연료 소비 효율, 연비 증대를 위해 고강도 기계적 특성을 가져야 한다.
더욱이, 자동차의 구조부재용 강판은 구조재로서의 높은 강도뿐만 아니라 프레스 및 롤포밍과 같은 가공성형에 적합하도록 높은 연신율, 굽힘 가공성 및 구멍확장성 등의 특성이 요구된다. 구체적으로 통상의 열간압연 공정에 의해 1100MPa 이상의 인장강도를 가짐과 동시에 연신율 7% 이상, {(4 ~ 6)R/t [mm/mm]}의 굽힘 가공성을 만족하여야 한다.
이러한 물성을 만족시키기 위하여 자동차 구조부재용 강판은 기본적으로 페라이트(Ferrite), 베이나이트(Baintie), 마르텐사이트(Martensite), 및 템프드 마르텐사이트 상의 조합으로 구성되며, 이들 상의 구성 비율에 따라, DP(Dual Phase)강, TRIP(Transformation Induced Plasticity)강, 복합조직(Complex Phase)강 등으로 분류되어 적용되고 있다.
일본 공개특허 제2010 - 222688호에는 C: 0.03중량% 이상, Mn: 0.7중량% 이상, P: 0.05중량% 이하, S: 0.01중량% 이하를 함유한 강종을 연속주조에 의해 슬라브로 제조하고, 이 슬라브를 고온 재가열 및 열간 압연함에 의해 1000MPa 이상의 고강도 열연강판을 제조하는 방법에 개시되어 있다. 상기한 기계적 특성은 6% < Cr + 3Mn < 9% 범위에서 합금 설계된 강을 Ar3 이상의 온도에서 마무리 압연하고, 400℃ 이하의 온도에서 권취함으로써 얻어지는 마르텐사이트 및 시멘타이트를 포함하는 베이나이트의 복합 조직에 의해 구현된다. 특히, 이 제조방법은 0.02% 실리콘(Si) 및 2% 이상의 크롬(Cr)을 함유하는 강종을 400℃ 이하의 낮은 온도로 권취하는 것을 특징으로 한다.
한국 공개특허 제2010 - 0047021호에 의하면, C: 0.08 ~ 0.20중량%, Si: 0.0005 ~ 1.0중량%, Mn: 1.5 ~ 2.5중량%, Al: 0.0005 ~ 0.1중량%, Cr: 0.5중량% 이하 및 기타 합금원소를 함유하는 강 슬라브를 12000℃의 온도로 재가열하고, 850 ~ 950℃ 온도에서 마무리 압연한 후 상온 ~ 300℃ 온도까지 30 ~ 100℃/sec의 냉각속도로 냉각 및 권취함으로써 인장강도 1250MPa 및 연신율 14% 정도의 열연강판을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이들 제조방법에 따르면, 낮은 권취온도로 인해 높은 권취 장력이 요구되고 급속 냉각에 따른 열연강판의 형상불량이 발생될 위험이 있으며 이로 인해 압연 가능한 판재의 두께 범위에 제약이 있어 왔다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 낮은 함량의 탄소, 높은 함량의 망간 및 크롬을 함유한 강종이 페라이트, 베이나이트 및 미세 크기의 마르텐사이트로 구성된 다상 복합조직을 가지도록 하여 1100MPa 이상의 인장강도와 7% 이상의 연신율을 확보할 수 있는 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법은, 중량%로 C: 0.14 ~ 0.27%, Si: 1.0% 이하(0% 제외), Mn: 2.0 ~ 5.0%, Cr: 0.25 ~ 5.0%, Al: 0.001 ~ 1.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 제외), N: 0.02% 이하(0% 제외), B: 0.005% 이하(0% 제외), Ti: 0.004 ~ 0.03%, Mo: 0.2% 이하(0% 제외), Nb: 0.06% 이하(0% 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3을 만족하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 재가열한 후 마무리 압연기 출측에서의 온도가 Ar3 변태점 ~ 950℃가 되도록 압연하는 단계; 및 상기 마무리 압연된 열연 스트립을 런아웃 테이블에서 10℃/s 이상의 냉각속도로 650 ~ 780℃로 냉각하고, 5 ~ 10초 동안 0.5 ~ 10℃/s의 냉각속도로 공냉하며, 10℃/s 이상의 속도로 다시 냉각한 후 400 ~ 700℃에서 권취하는 단계;를 포함한다.
상기한 방법으로 제조된 열연강판은 강판의 조직 중에 베이나이트와 마르텐사이트의 총 분율이 75% 이상이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트 중 적어도 하나 이상이 30% 이상이며, 나머지는 페라이트 5 ~ 20%, 오스테나이트 1 ~ 5%로 구성된다.
또한, 상기 열연강판은 상기 마르텐사이트는 3㎛ 이하의 상 크기를 가지고, 상기 베이나이트가 6 ~ 12㎛의 상 크기를 가지도록 구성된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저항복비형 고강도 용융아연도금강판의 제조방법은, 중량%로 C: 0.14 ~ 0.27%, Si: 1.0% 이하(0% 제외), Mn: 2.0 ~ 5.0%, Cr: 0.25 ~ 5.0%, Al: 0.001 ~ 1.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 제외), N: 0.01% 이하(0% 제외), B: 0.005% 이하(0% 제외), Ti: 0.004 ~ 0.03%, Mo: 0.2% 이하(0% 제외), Nb: 0.06% 이하(0% 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3을 만족하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 재가열한 후 마무리 압연기 출측에서의 온도가 Ar3 변태점 ~ 950℃가 되도록 압연하는 단계; 상기 마무리 압연된 열연 스트립을 런아웃 테이블에서 10℃/s 이상의 냉각속도로 650 ~ 780℃로 냉각하고, 5 ~ 10초 동안 0.5 ~ 10℃/s의 냉각속도로 공냉하며, 10℃/s 이상의 속도로 다시 냉각한 후 400 ~ 700℃에서 권취하는 단계; 및 권취된 열연강판을 산세 공정 후에 450 ~ 500℃로 가열된 용융아연 도금욕에 연속 침지시켜 도금하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기한 방법으로 제조된 용융아연도금강판은, 강판의 조직 중에 베이나이트와 마르텐사이트(템프드 마르텐사이트 포함)의 총 분율이 70% 이상이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트 중 적어도 하나 이상이 30% 이상이며, 나머지는 페라이트 10 ~ 30%, 오스테나이트 1 ~ 5%로 구성된다.
또한, 상기 용융아연도금강판은 상기 마르텐사이트는 1.5㎛ 이하의 상 크기를 가지고, 상기 베이나이트 및 템프드 마르텐사이트 중 하나 이상이 1 ~ 8㎛의 상 크기를 가지도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제조방법에 따르면, 인장강도 1100Mpa 이상, 연신율 7% 이상의 저항복비형 고강도 열연강판 또는 용융아연도금강판을 열간압연의 공정부하를 저감하면서 제조할 수 있는 경제적 프로세스를 제공해 준다.
이러한 제조 프로세스에 제조된 열연강판 또는 용융아연도금강판을 자동차용 구조부재 부품으로 사용할 경우 가공성이 우수할 뿐만 아니라 차체 경량화를 통해 연비 개선에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 재질 특성을 만족하는 범위를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 열연강판의 미세조직 사진.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 용융아연도금강판의 미세조직 사진.
이하에서 본 발명의 기술구성을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 저항복비형 고강도 열연강판의 조성은, 중량%로 C: 0.14 ~ 0.27%, Si: 1.0% 이하, Mn: 2.0 ~ 5.0%, Cr: 0.25 ~ 5.0%, Al: 0.001 ~ 1.0%, P: 0.02% 이하, S: 0.01% 이하, N: 0.02% 이하, B: 0.005% 이하, Ti: 0.004 ~ 0.03%, Mo: 0.2% 이하, Nb: 0.06% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다. 각 원소의 기능 및 함량 범위에 대해 간단히 설명한다.
탄소(C)는 0.14 ~ 0.27%로 제한한다. 강 중 C는 탄화물을 형성하거나 혹은 페라이트에 고용되어 강도를 증가시키는 원소이다. 그 함량이 0.14% 미만인 경우는 자동차 구조부재로서 본 발명에서 목표하는 강도의 확보가 어렵다. 반면에 0.27%를 초과하면 강판의 용접성 열화 및 타 합금원소 첨가량에 의존하여 가공성을 저하시킨다.
규소(Si)는 1.0% 이하로 제한한다. 강 중 Si는 페라이트 고용강화 및 탄화물 형성을 억제하여 잔류 오스테나이트 안정성을 높여 연신율을 증가시킨다. 적정 Mn을 함유하는 강에 첨가되면 제강시 개재물의 부상 분리에 효과적이다. 반면에 1.0%를 초과하면 Al 합금원소와 유사하게 용융아연 도금중에 강판 표면에 농화되어 강판의 도금성을 저해할 수 있다. 또한, 본 발명강의 적절한 성분 조합에서 과다한 Si의 첨가는 열연강도를 크게 증가시켜 열간압연 조업에 어려움을 초래할 수 있다.
망간(Mn)은 2.0 ~ 5.0%로 제한한다. 강 중 Mn은 페라이트 형성을 억제하며 오스테나이트 안정성을 높여 저온 변태상의 형성을 용이하게 함으로써 강도를 증가 시킨다. 그 함량이 2.0% 미만인 경우는 본 발명강이 목표하는 강도 확보가 어렵고, 5.0%를 초과하면 연주 슬라브 및 열연 강판의 내부 및/또는 외부에 편석대를 형성시켜 크랙의 발생과 전파를 유발해 강판의 최종품질을 저하시킬 수 있다.
크롬(Cr)은 0.25 ~ 5.0%로 제한한다. 강 중 Cr은 오스테나이트의 변태를 억제함에 강의 소입성을 증가시키는데, 그 함량이 0.25% 미만이면 그 외의 소입성 강화 원소 첨가량의 증대를 초래하거나 목표 강도의 확보에 어려움이 있다. 반면 5.0%를 초과하면 느린 냉각속도에서 저온변태상의 형성을 용이하게 하여 강도를 증가시키는 반면에 연신율을 급격하게 감소시켜 가공성을 저하시킨다.
알루미늄(Al)은 0.001 ~ 1.0%로 제한한다. 강 중 Al은 강판의 표면에 농화되어 도금성을 나쁘게 할 수 있는 반면 소지철 조직 내에 잔류오스테나이트 상을 형성시켜 강도 및 연신율의 균형을 확보하는데 효과적이다. 그 함량이 0.001% 미만이면 목표로 하는 강도와 연신율의 균형을 맞추기 어렵고, 그 함량이 1%를 초과하면 인장강도가 저하되어 강도 확보에 어려움이 있다.
인(P)은 0.02% 이하로 제한한다. 강 중 P는 결정립계 및/또는 상간 입계에 편석되어 취성을 유발할 수 있다. 따라서, P의 함량은 0.02% 이하로 가능한 한 낮게 유지한다.
황(S)은 0.01% 이하로 제한한다. 강 중 S는 MnS 비금속 개재물 및 연주 응고 중에 편석되어 고온 크랙을 유발할 수 있다. 따라서, S의 함량은 0.01% 이하로 가능한 한 낮게 유지한다.
질소(N)는 0.02% 이하로 제한한다. 강 중 N는 질화물 형성 원소이다. 강 중에 Cr 첨가량이 많아지면 강 중에 N의 함량도 증가되는 경향이 있다. 따라서 본 발명에서는 질소의 함량을 가능한 낮게 유지하되 그 함량을 0.02% 이하로 제한한다.
보론(B)은 0.005% 이하로 제한한다. 강 중 B는 강의 경화능을 증가시키는 원소이다. 적정한 함량이 첨가되면 페라이트 형성을 억제하여 경화능 증대에 효과적이지만 과다하게 함유되면 오스테나이트 재결정 온도를 상승시키며 용접성을 나쁘게 한다.
티타늄(Ti)은 0.004 ~ 0.03%로 제한한다. 강 중 Ti은 용강에 함유된 질소(N)와 반응하여 저온에서 형성하는 석출물의 함량 내지 분포를 변화시킬 수 있다. 그 함량이 0.004% 미만에서는 미세한 AlN 및/또는 BN 석출물의 과다 석출에 따른 주조 슬라브의 연성 감소를 초래하여 슬라브 품질을 저하시킨다. 반면에 그 함량이 0.03%를 초과하면 조대한 TiN 석출물의 형성에 따른 결정립 미세화 효과를 기대하기 어렵다.
몰리브덴(Mo)은 0.2% 이하로 제한한다. 강 중 Mo은 Cr과 유사하게 페라이트 형성을 억제하고 오스테나이트 형성을 촉진하여 소입성을 증가시키는 원소이다. 따라서, 강도 증가에 효과적이지만 Cr보다 상대적으로 고가의 원소이므로 그 함량을 0.2% 이하로 제한한다.
니오븀(Nb)은 0.06% 이하로 제한한다. 강 중 Nb은 탄화물을 형성하여 고온에서 오스테나이트 결정립을 미세화하는 원소이다. 또한 페라이트에 고용되어 강도를 증가시킨다. 반면에 그 함량이 0.06%를 초과하면 과다한 NbC, (Ti,Nb)CN 등을 형성하여 연주 슬라브의 저온 취성을 유발할 수 있다.
본 발명은 상기한 성분 이외에 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다. 이 밖에, 제선 및 제강 공정에서 여러 가지 성분 제어를 통해 Ni, Co, W, V, Sb 등이 포함될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따르면 상기 합금원소가 C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3의 관계식을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 관계식은 본 발명에서 요구하는 기본 재질을 확보하기 위한 성분 관계를 경험적 수치로서 얻은 것이다. 즉, 상기 관계식에 의해 계산된 값이 5.3보다 낮으면 강의 경화능이 저하되므로 마르텐사이트 또는 베이나이트와 같은 저온변태조직의 상 분율이 저하되어 본 발명에서 요구하는 강도를 확보할 수 없게 된다. 부연 설명하면, 강도를 확보하기 위해 400℃ 이하의 낮은 온도를 목표로 런아웃 테이블에서의 냉각 및 권취는 저온 변태상 형성에 따른 잠열 발생으로 열연판의 국부적인 위치에 소성변형 불균일도를 증가시켜 형상 품질의 열화 및 재질 편차를 초래할 수 있다. 본 발명의 강종은 상대적으로 낮은 함량의 탄소 및 높은 함량의 망간 및 크롬의 성분계로 구성되나, 상기한 관계식을 만족하는 경우에는 원하는 강도 및 연신율을 확보할 수 있는 것이다.
본 발명의 성분계를 만족하는 여러 가지 강종을 가지고 상기한 관계식를 계산해 본 결과, 도 1에서 보듯이 상기 관계식에 의해 계산된 값이 적어도 5.3 이상인 영역에서 페라이트 + 베이나이트 + 마르텐사이트를 가진 안정적 재질의 강종이 얻어짐을 알 수 있었다.
이하에서는 상기와 같이 조성되는 강을 본 발명에 따라 저항복비형 고강도 열연강판으로 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 조성의 용강을 통상의 연주 방법으로 슬라브를 제조한다. 이 슬라브를 재가열한 후 조압연 및 마무리 압연을 차례로 실시한다. 마무리 압연시에 마무리 압연기 출측에서의 온도가 Ar3 변태점 ~ 950℃가 되도록 하는 것이 바람직하다. 최종 마무리 압연 온도가 Ar3 변태점 미만이 되면 2상역 압연으로 인해 혼립조직이 형성되어 최종 미세조직이 불균일해지고, 이로 인해 가공성이 열화될 수 있다. 또한, 최종 마무리 압연 온도가 950℃를 초과하면 가공경화의 효과가 저하되어 후속하는 냉각 공정에서 마르텐사이트 함량이 저하되므로 원하는 재질 및 강도 확보가 어렵다.
한편, 상기 마무리 압연된 열연 스트립은 런아웃 테이블에서 10℃/s 이상의 냉각속도로 650 ~ 780℃로 냉각하고, 0.5 ~ 10초 동안 1 ~ 10℃/s의 냉각속도로 공냉하며, 10℃/s 이상의 속도로 다시 냉각한 후 400 ~ 700℃에서 권취한다. 이러한 다단 냉각 방식은 베이나이트와 마르텐사이트 상 분율을 증가시켜 본 발명에서 목표로 하는 강도를 확보할 수 있도록 해준다.
먼저, 1차 급냉 후에 650 ~ 780℃의 온도 범위에서 일정 시간 동안 서냉(공냉)하는 것은 원하는 상 분율의 페라이트 조직을 얻기 위한 냉각 조건이다. 650℃ 이하의 온도에서 서냉을 하면 적정 분율의 페라이트 조직을 확보하기 어려워 연신율 또는 가공성의 저하를 초래할 수 있다. 반면에, 780℃를 초과하는 온도에서 서냉을 하면 펄라이트의 상 분율이 증가하여 강도 저하를 피할 수 없게 되는 등 원하는 재질 특성을 얻을 수 없게 된다.
1차 급냉 후 400 ~ 700℃에서 권취함으로써 베이나이트와 마르텐사이트가 주상인 최종 조직을 얻을 수 있다. 본 발명은 상술한 종래기술과 달리 400℃ 이상의 온도에서 권취함으로써 권취장력과 같은 공정부하를 저감시켜 준다.
한편, 상기 서냉(공냉) 단계에서는 적정 페라이트 분율 및 미세 석출물을 생성하기 위하여 1 ~ 10℃ 냉각 속도로 하는 것이 바람직하다.
이러한 방법으로 제조된 본 발명의 저항복비형 고강도 열연강판은, 강판의 조직 중에 베이나이트와 마르텐사이트의 총 분율이 75% 이상이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트 중 적어도 하나 이상이 30% 이상이며, 나머지는 페라이트 5 ~ 20%, 오스테나이트 1 ~ 5%로 구성된다.
이와 같이 본 발명의 열연강판은 주상인 베이나이트와 마르텐사이트의 총 분율이 높기 때문에 고강도를 나타낼 뿐만 아니라, 페라이트, 잔류 오스테나이트 조직이 포함된 복합 조직으로서 필요한 연신율을 확보할 수 있는 것이다.
또한, 상기 마르텐사이트는 3㎛ 이하의 상 크기를 가지고, 상기 베이나이트 또는 마르텐사이트 중 하나 이상이 6 ~ 12㎛의 상 크기를 가진다. 다단 냉각 과정 중 비교적 고온에서 생성된 베이나이트 및 초기 마르텐사이트 상은 나머지 마르텐사이트 상보다 결정립의 크기가 상대적으로 조대화되어 강도 및 연신율의 균형을 확보해 준다.
한편, 상기한 방법으로 제조된 열연강판을 산세 공정 후에 450 ~ 500℃로 가열된 용융아연 도금욕에 연속 침지시켜 저항복비형 고강도 용융아연도금강판으로 제조할 수 있다.
이러한 용융아연도금강판은 강판의 조직 중에 베이나이트와 마르텐사이트(템프드 마르텐사이트 포함)의 총 분율이 70% 이상이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트 중 적어도 하나 이상이 30% 이상이며, 나머지는 페라이트 10 ~ 30%, 오스테나이트 1 ~ 5%으로 구성된다.
또한, 상기 마르텐사이트는 1.5㎛ 이하의 상 크기를 가지고, 상기 베이나이트 또는 템프드 마르텐사이트 중 하나 이상이 1 ~ 8㎛의 상 크기를 가지는 것은 상기한 열연강판의 미세조직의 경우와 유사하다.
이하에서, 본 발명의 기술효과를 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
강종 C Si Mn Cr Al P S N B Ti Mo Nb 관계식
발명강1 0.152 0.255 2.710 1.015 0.017 0.010 0.0093 0.0042 0.0022 0.020 - 0.050 6.250
발명강2 0.158 0.263 3.014 1.024 0.014 0.010 0.0022 0.0048 0.0018 0.020 0.021 0.053 6.749
발명강3 0.161 0.021 2.774 1.007 0.006 0.011 0.0055 0.0035 0.0020 0.017 0.085 0.049 6.424
발명강4 0.175 0.235 2.762 1.012 0.012 0.012 0.0059 0.0065 0.0010 0.015 0.020 0.031 6.362
발명강5 0.178 0.054 2.665 0.998 0.018 0.015 0.0052 0.0107 0.0006 0.004 0.033 0.029 6.205
발명강6 0.160 0.031 2.896 1.205 0.004 0.011 0.0070 0.0061 0.0019 0.013 0.082 0.029 6.999
발명강7 0.164 0.936 3.028 0.998 0.005 0.010 0.0040 0.003 0.0020 0.014 0.020 0.029 6.724
발명강8 0.198 0.029 4.920 4.122 0.007 0.010 0.0040 0.007 0.0020 0.013 0.002 0.034 15.826
비교강1 0.173 0.258 2.785 0.102 0.036 0.010 0.0099 0.0042 0.0013 0.019 - 0.046 4.577
비교강2 0.151 0.010 2.720 0.498 0.014 0.011 0.0097 0.0040 0.0021 0.019 - 0.048 5.299
비교강3 0.141 0.010 2.690 0.256 0.016 0.011 0.0098 0.0038 0.0022 0.020 0.240 0.048 4.930
[관계식] C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3

강종		 재가열온도
(℃)		 압연종료온도
(℃)		 권취
온도
(℃)		 항복강도
(YS)
(MPa)		 인장강도(TS)
(MPa)		 연신율
(EI)
(%)		 항복비
(YS/TS)
R/t
도금성
발명예1 발명강1 >1200 910 600 711 1142 11.5 0.62 1.5 ○
발명예2 발명강2 >1200 910 600 765 1251 10.4 0.61 1.8 ○
발명예3 발명강3 >1200 930 600 773 1101 10.2 0.70 1.5 ○
발명예4 발명강3 >1200 870 680 739 1142 11.2 0.65 1.5 ○
발명예5 발명강3 >1200 910 700 740 1137 11.3 0.65 1.5 ○
발명예6 발명강4 >1200 930 680 750 1137 10.8 0.67 1.5 ○
발명예7 발명강4 >1200 910 720 710 1115 10.3 0.64 1.5 ○
발명예8 발명강5 >1200 910 400 722 1181 8.93 0.61 1.5 ○
발명예9 발명강6 >1200 910 700 773 1182 9.85 0.65 1.5 ○
발명예10 발명강7 >1200 910 700 835 1320 10.49 0.63 1.8 △
발명예11 발명강8 >1200 910 700 884 1696 7.65 0.52 1.8 △
비교예1 비교강1 >1200 910 600 631 901 11.8 0.70 1.2 ○
비교예2 비교강2 >1200 910 600 656 886 12.9 0.74 1.2 ○
비교예3 비교강3 >1200 910 600 709 911 11.3 0.78 1.2 ○
위 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 성분계와 관계식을 만족하는 강종(발명강 1 내지 8)과 본 발명의 성분계 또는 관계식을 만족하지 않은 강종(비교강1 내지 3)을 각각 준비하고, 표 2에 개시된 바와 같이 본 발명의 공정 조건에 맞추어 열연강판을 각각 제조하였다.
실험 결과, 발명강 1 내지 8을 사용하여 실시한 경우인 발명예1 내지 11은 모두 1100MPa 이상의 인장강도와 7% 이상의 연신율을 나타내므로, 본 발명에서 목적으로 하는 자동차 구조부재용 고강도 열연강판으로 적합하게 사용될 수 있다. 도 2는 이 중 발명예8을 따라 제조된 열연강판의 미세조직 사진으로서, 왼쪽은 400℃ 권취 및 오른쪽은 700℃ 권취한 강의 SEM 사진이다. 도 2에서 본 발명의 열연강판은 베이나이트 + 마르텐사이트 주상에 페라이트 등이 일부 포함된 복합조직임을 확인할 수 있다. 도 3은 상기 열연강판을 사용하여 제조한 용융아연도금강판의 미세조직 사진이다.
한편, 비교강 1 내지 3을 사용하여 실시한 비교예 1 내지 3은 상대적으로 인장강도가 낮고 연신율도 상당히 높은 편이어서 1100Mpa 이상의 인장강도를 요구하는 자동차 구조부재용으로 사용되기에 부적합하였다.

Claims (6)

  1. 중량%로 C: 0.14 ~ 0.27%, Si: 1.0% 이하(0% 제외), Mn: 2.0 ~ 5.0%, Cr: 0.25 ~ 5.0%, Al: 0.001 ~ 1.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 제외), N: 0.02% 이하(0% 제외), B: 0.005% 이하(0% 제외), Ti: 0.004 ~ 0.03%, Mo: 0.2% 이하(0% 제외), Nb: 0.06% 이하(0% 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3을 만족하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조하는 단계;
    상기 슬라브를 재가열한 후 마무리 압연기 출측에서의 온도가 Ar3 변태점 ~ 950℃가 되도록 압연하는 단계; 및
    상기 마무리 압연된 열연 스트립을 런아웃 테이블에서 10℃/s 이상의 냉각속도로 650 ~ 780℃로 냉각하고, 5 ~ 10초 동안 0.5 ~ 10℃/s의 냉각속도로 공냉하며, 10℃/s 이상의 속도로 다시 냉각한 후 400 ~ 700℃에서 권취하는 단계;를 포함하는 저항복비형 고강도 열연강판의 제조방법.
  2. 청구항 1의 제조방법으로 제조되고, 강판의 조직 중에 베이나이트와 마르텐사이트의 총 분율이 75% 이상이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트 중 적어도 하나 이상이 30% 이상이며, 나머지는 페라이트 5 ~ 20%, 오스테나이트 1 ~ 5%인 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 열연강판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마르텐사이트는 3㎛ 이하의 상 크기를 가지고, 상기 베이나이트가 6 ~ 12㎛의 상 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 열연강판.
  4. 중량%로 C: 0.14 ~ 0.27%, Si: 1.0% 이하(0% 제외), Mn: 2.0 ~ 5.0%, Cr: 0.25 ~ 5.0%, Al: 0.001 ~ 1.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 제외), N: 0.02% 이하(0% 제외), B: 0.005% 이하(0% 제외), Ti: 0.004 ~ 0.03%, Mo: 0.2% 이하(0% 제외), Nb: 0.06% 이하(0% 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고, C + 1.5Mn + 2Cr + Mo + B ≥ 5.3을 만족하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 제조하는 단계;
    상기 슬라브를 재가열한 후 마무리 압연기 출측에서의 온도가 Ar3 변태점 ~ 950℃가 되도록 압연하는 단계;
    상기 마무리 압연된 열연 스트립을 런아웃 테이블에서 10℃/s 이상의 냉각속도로 650 ~ 780℃로 냉각하고, 5 ~ 10초 동안 0.5 ~ 10℃/s의 냉각속도로 공냉하며, 10℃/s 이상의 속도로 다시 냉각한 후 400 ~ 700℃에서 권취하는 단계; 및
    권취된 열연강판을 산세 공정 후에 450 ~ 500℃로 가열된 용융아연 도금욕에 연속 침지시켜 도금하는 단계;를 포함하는 저항복비형 고강도 용융아연도금강판의 제조방법.
  5. 청구항 4의 제조방법으로 제조되고, 강판의 조직 중에 베이나이트와 마르텐사이트(템프드 마르텐사이트 포함)의 총 분율이 70% 이상이고, 상기 베이나이트와 마르텐사이트 중 적어도 하나 이상이 30% 이상이며, 나머지는 페라이트 10 ~ 30%, 오스테나이트 1 ~ 5%인 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 용융아연도금강판.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 마르텐사이트는 1.5㎛ 이하의 상 크기를 가지고, 상기 베이나이트 및 템프트 마르텐사이트 중 하나 이상이 1 ~ 8㎛의 상 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 저항복비형 고강도 용융아연도금강판.

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