KR101615032B1 - 냉연강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 성형성은 유지한채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있는 자동차용 냉연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; (b) 상기 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취하는 단계; (c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 (d) 상기 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; (b) 상기 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취하는 단계; (c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 (d) 상기 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있는 자동차용 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자동차용 강판은 대부분 프레스 가공에 의해서 성혀되므로, 우수한 프레스 성형성이 요구된다. 높은 드로잉성을 요구하는 강판에 있어서 드로잉성을 높이는 방법으로, 탄소(C), 황(S), 질소(N)와 같은 강 중의 미량원소를 최대한 감소시켜 소둔 시 드로잉성에 유리한 (111) 집합조직을 가지는 결정립의 성장을 촉진시키는 방법이 널리 이용되고 있다.
그러나, 성분 첨가를 최대한 억제할 경우 그 항복강도, 인장강도 등이 낮아져, 최근 자동차 연비향상을 위한 경량화 및 안전성 향상을 위해 강판의 강도가 증가하는 추세에 반한다. 또한, 여러 성분을 첨가하여 강판의 강도가 증가하면, 강판의 성형성이 저하되어 자동차에 적용할 수 있는 부품이 한정적이 된다.
이에 고강도 강판의 성형성을 향상 시키기 위해서는 강판의 기계적 성질 가운데 랭크포드값(r-bar)과 연신율(EL)이 높아야 한다. 랭크포드값은 성형하기 쉬운 정도를 나타내는 것으로서, 고강도 강판에서 랭크포드값을 높이기 위해서는 열간압연시 사상 압연을 페라이트역에서 윤활 압연하는 방법이 알려져 있으나, 이 방법의 경우, 페라이트역에서의 열간 윤활 압연을 위해서는 설비의 증가 및 작업성에 많은 부하가 발생한다.
관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0723159호(2007.05.30. 공고)가 있다.
본 발명의 목적은 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있는 자동차용 냉연강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa 및 연신율(EL) : 50% 이상을 갖는 냉연강판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; (b) 상기 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취하는 단계; (c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 (d) 상기 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판은 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되며, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa 및 연신율(EL) : 50% 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법은 고용강화원소인 티타늄(Ti)을 첨가하여 인장강도(TS) 및 항복점(YP)을 증가시킴과 동시에, 연신율(EL) 확보를 위해 니오븀(Nb)을 첨가하여 냉간압연 후, 소둔 열처리시 소둔 열처리 온도는 높이고, 소둔 열처리 시간을 증가시킴으로써, (111) 집합조직을 발달시켜 평균 랭크포드값을 증가시킴으로써, 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 냉연강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖고, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
냉연강판
본 발명에 따른 냉연강판은 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는 것을 목표로 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 냉연강판은 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성된다.
이때, 상기 냉연강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
탄소(C)는 오스테나이트 안정화 원소로써, 강도 확보를 위해 첨가된다. 또한, 탄소(C)는 열연코일에서 펄라이트 조직과 페라이트 내부에 탄화물을 최소화시키고, 결정립을 미세화시킨다.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.0005 ~ 0.002 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.0005 중량% 미만일 경우에는 임계 온도 영역에서 안정한 오스테나이트를 확보하지 못하여 냉각 후 적절한 마르텐사이트 분율이 생성되지 않기 때문에 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.002 중량%를 초과할 경우에는 목표로 하는 연성을 확보할 수 없을 뿐만 아니라, 항복강도가 높아질 수 있다.
실리콘(Si)
실리콘(Si)는 페라이트 안정화 원소로써, 고용강화에 의하여 강도를 증가시키는 한편, 소둔열처리 과정시 시멘타이트의 석출을 억제하고, 탄소가 오스테나이트로 농화되는 것을 촉진시키는 역할을 한다.
다만, 상기 실리콘(Si)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 표면선상이 열화되고, 실리콘 산화물이 농화되어 용접성 및 도금성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0 초과 0.05 중량% 이하의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 고용강화 및 소입성의 증대를 통하여 강의 강도 향상에 기여한다.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.04 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 오스테나이트에서 펄라이트(pearlite) 상으로의 변태를 지연시키는 것이 어려워 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 0.04 중량%를 초과할 경우에는 소둔 과정에서 MnO 등의 산화물을 생성시켜 도금성을 저하시키는 문제가 있다.
인(P)
인(P)은 고용강화에 의하여 강도를 증가시킨다. 또한, 인(P)은 오스테나이트로 탄소 농화를 촉진시키는 역할을 한다.
상기 인(P)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.04 중량%의 함량비로 함유되는 것이 바람직하다. 인(P)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 인(P)의 함량이 0.04 중량%를 초과하는 경우, 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 용접성을 악화시킬 수 있다.
황(S)
황(S)은 망간(Mn)과 반응하여 미세한 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킨다.
다만, 본 발명에 따른 냉연강판에서 황(S)의 함량이 0.01 중량%를 초과하여 다량 함유될 경우에는 고용된 황(S)의 함량이 너무 많아 연성 및 용접성을 저해할 수 있으며, 적열취성의 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 냉연강판 전체 중량의 0 초과 0.01 중량% 이하로 제한하였다.
알루미늄(Al)
알루미늄(Al)은 탈산제로 작용한다.
상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄의 함량이 0.06 중량%를 초과하는 경우에는 제강시 노즐 막힘 문제가 발생할 수 있고, 주조시 Al 산화물 등에 의하여 열간 취성이 발생하여 크랙발생과 연성이 저하되는 문제가 있다.
티타늄(Ti)
본 발명에서 티타늄(Ti)은 TiC, TiN 석출물 형성원소로서, 재가열시 TiC, TiN 등의 고용탄소 및 고용질소를 석출시킨다. 또한, 티타늄은 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.010 ~ 0.045 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.010 중량% 미만일 경우에는 상기의 티타늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.045 중량%를 초과할 경우에는 TiC, TiN 석출물 등이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하되고, 제조되는 강판의 표면 결함을 유발시킬 수 있다.
니오븀(Nb)
니오븀(Nb)은 강력한 탄질화물 형성원소로써, 열간압연 시 강 중에 존재하는 탄소(C), 질소(N) 등과 반응하여 미세한 NbC, NbN 석출물 등을 형성하여 결정립 성장을 억제한다. 또한, 니오븀(Nb)은 결정립 미세화 효과를 통해 강도향상 및 2차 가공취성을 억제하는 효과를 갖는다.
상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.005 ~ 0.015 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.005 중량% 미만일 경우에는 일정량의 고용 탄소량이 과다하여 항복점 연신 및 시효현상이 가속화된다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 강판 전체 중량의 0.015 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소량이 감소하여 소부경화성을 확보하기 어려워질 뿐만 아니라, 결정립 미세화로 인한 항복강도 증가현상이 가속화되어 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 인성을 저하시키는 문제가 있다.
질소(N)
본 발명에서 질소(N)는 불가피한 불순물로서, AlN, TiN 등의 개재물을 형성시켜 강판의 내부 품질을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명에서 질소(N)는 극소량으로 제어하는 것이 바람직하나, 이 경우 제조 비용이 증가하고 관리의 어려움이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 냉연강판 전체 중량의 0.006 중량% 이하로 제한하였다.
냉연강판 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110), 냉각/권취 단계(S120), 냉간압연 단계(S130) 및 소둔 열처리 단계(S140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 열간 압연 단계(S110) 이전에 실시되는 슬라브 재가열 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성된다.
슬라브 재가열 단계에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1100 ~ 1250℃로 재가열한다. 여기서, 상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.
본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1100℃ 미만일 경우에는 조직 균일화 합금성분의 재고용이 충분하지 못하다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 산화스케일과 슬라브 판재의 계면 및 슬라브 판재 내부에 SiO2, MnO, Al2O3 등의 산화물이 다량 생성되어 표면 품질을 저해하는 문제가 있다.
열간압연 단계
열간압연 단계(S110)에서는 재가열된 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하다.
이때, 마무리 압연 온도(FDT)가 850℃ 미만일 경우에는 열간 변형 저항이 급격히 증가될 가능성이 높고, 급격한 상변화에 의해 열간압연중 통판성의 문제를 야기할 수 있다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 조대한 산화 스케일의 발생으로 표면 품질을 저하시키는 문제가 있다.
냉각/권취
냉각/권취 단계(S120)에서는 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취한다. 이러한 권취 온도는 냉간압연 및 재결정 열처리 후 최적의 기계적 물성을 얻기 위한 조직을 얻기 위한 온도에 해당한다.
본 단계에서, 권취 온도가 550℃ 미만일 경우 베이나이트나 마르텐사이트 조직으로 인해 냉간 압연에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 권취 온도가 650℃를 초과할 경우에는 미세조직이 조대해지므로 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.
본 단계에서, 냉각 속도는 10 ~ 50℃/sec로 실시하는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 10℃/sec 미만일 경우에는 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각 속도가 50℃/sec를 초과할 경우에는 조직이 경해져서 인성 확보에 어려움이 따를 수 있다.
냉간 압연
냉간 압연 단계(S130)에서는 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연한다.
이때, 냉간 압하율은 60 ~ 80%로 실시하는 것이 바람직하다. 냉간 압하율이 60% 미만일 경우에는 변형효과가 작고, 반대로 냉간 압하율이 80%를 초과할 경우에는 압연 부하가 커져 제조 비용을 증가시키는 요인으로 작용한다. 또한, 열연코일에서 복합 석출물이 압연 중 분해되어 재결정 초기과정에서 (100) 집합조직이 발달되는데, 이로 인하여 드로잉성을 해치며 강판의 가장자리에 균열이 생기고 판 파단이 일어날 확률이 증가할 수 있다.
소둔 열처리
소둔 열처리 단계(S140)에서는 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 소둔 열처리한다.
이때, 소둔 열처리는 소둔을 수행하는 SS(Soaking Section) 구간과, 냉각을 수행하는 RQS(Roll Quenching Section) 구간과, 과시효 처리하는 OAS(Over Aging Section) 구간을 포함하는 연속소둔라인에서 수행될 수 있다.
즉, 냉간 압연된 판재는 연속 소둔 라인의 SS 구간에서 850 ~ 900℃까지 가열하여 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리한 후, RQS 구간에서 소둔 열처리된 판재를 1 ~ 15℃/sec의 속도로 480 ~ 540℃까지 냉각하고 나서, OAS 구간에서 냉각된 판재를 460 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 과시효 처리하게 된다.
이때, 상기 SS 구간에서의 연속소둔은 재결정과 결정립 성장을 통하여 (111) 집합조직을 발달시켜 드로잉성을 향상시키고 미세한 복합 석출물을 재용해시켜 고용탄소를 용출하도록 한다.
특히, 소둔 열처리는 20 ~ 40℃/sec의 속도로 급속 가열한 후, 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 소둔 열처리 온도가 850℃ 미만이거나, 또는 연속소둔 시간이 5분 미만일 경우에는 연성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 소둔 열처리 온도가 900℃를 초과하거나, 또는 연속소둔 시간이 10분을 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 크기 증가로 인하여 강판의 물성이 저하될 수 있다.
또한, RQS 구간에서의 냉각종료온도가 480℃ 미만일 경우에는 재질 불균일의 문제가 발생할 수 있다. 반대로, RQS 구간에서의 냉각종료온도가 540℃를 초과할 경우에는 냉각 과정에서 오스테나이트가 페라이트, 베이나이트로 변태할 수 있다.
한편, OAS 구간에서는 460 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 유지하는 것이 바람직하다. 과시효대(Over Aging Section)에서 460℃ 미만의 온도로 유지되거나, 또는 100초 미만으로 유지될 경우에는 항복비가 상승하는 문제가 있다. 반대로, 과시효대에서 540℃를 초과하는 온도로 유지되거나, 또는 200초를 초과할 경우에는 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 외판재용 냉연강판 제조 방법은 소둔 열처리 단계(S140) 이후에 실시되는 용융아연도금 및 합금화 열처리 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 용융아연도금 및 합금화 열처리 단계에서는 과시효 처리된 판재를 480 ~ 560℃에서 용융아연도금 및 합금화 열처리한다. 합금화 열처리 온도가 480℃ 미만으로 너무 낮을 경우에는 적정 합금화도 및 도금층의 안정적 성장을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 합금화 열처리 온도가 560℃를 초과할 경우에는 재질 저하가 발생할 수 있다.
상기의 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 냉연강판은 고용강화원소인 티타늄(Ti)을 첨가하여 인장강도(TS) 및 항복점(YP)을 증가시킴과 동시에, 연신율(EL) 확보를 위해 니오븀(Nb)을 첨가하여 냉간압연 후, 소둔 열처리시 소둔 열처리 온도는 높이고, 소둔 열처리 시간을 증가시킴으로써, (111) 집합조직을 발달시켜 평균 랭크포드값을 증가시킴으로써, 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있다.
이 결과, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 냉연강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖고, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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. 시편의 제조
표 1의 조성 및 표 2의 공정 조건으로 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따른 시편을 제조하였다.
[표 1] (단위 : 중량%)
[표 2]
2. 기계적 물성 평가
표 3은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조되는 시편들에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
[표 3]
표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 3에 따른 시편들의 경우, 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우에는 연신율은 목표값을 상회하는 값으로 측정되어 성형성은 좋으나, 인장강도 및 항복점이 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우, 평균 랭크포드값(r-bar)이 목표값에 미달하는 1.80 및 1.92로 각각 측정되었다.
또한, 실시예 1 ~ 3에 따른 시편들의 경우, 페라이트 평균 결정립 사이즈가 33.7 ~ 37.1㎛를 갖는데 반해, 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우, 48.9㎛ 및 52.6㎛로 각각 측정되었다.
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 : 열간압연 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S130 : 냉간압연 단계
S140 : 소둔 열처리 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S130 : 냉간압연 단계
S140 : 소둔 열처리 단계
Claims (5)
- (a) 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계;
(b) 상기 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취하는 단계;
(c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및
(d) 상기 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;를 포함하고,
상기 (d) 단계는,
(d-1) 상기 냉간압연된 판재를 연속 소둔 라인에서 850 ~ 900℃까지 가열하여 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;
(d-2) 상기 소둔 열처리된 판재를 1 ~ 15℃/sec의 속도로 480 ~ 540℃까지 냉각하는 단계; 및
(d-3) 상기 냉각된 판재를 460 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 과시효 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
- 삭제
- 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되며,
인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa 및 연신율(EL) : 50% 이상을 가지며,
최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 상기 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
- 삭제
- 제3항에 있어서,
상기 냉연강판은
평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
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| KR1020140144553A KR101615032B1 (ko) | 2014-10-23 | 2014-10-23 | 냉연강판 및 그 제조 방법 |
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