KR101639916B1 - 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법 - Google Patents

레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101639916B1
KR101639916B1 KR1020140188500A KR20140188500A KR101639916B1 KR 101639916 B1 KR101639916 B1 KR 101639916B1 KR 1020140188500 A KR1020140188500 A KR 1020140188500A KR 20140188500 A KR20140188500 A KR 20140188500A KR 101639916 B1 KR101639916 B1 KR 101639916B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
carbon steel
low carbon
laser beam
laser
Prior art date
Application number
KR1020140188500A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160078676A (ko
Inventor
구진모
이병호
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020140188500A priority Critical patent/KR101639916B1/ko
Publication of KR20160078676A publication Critical patent/KR20160078676A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101639916B1 publication Critical patent/KR101639916B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시형태는, 0.01~0.05중량%의 탄소(C)를 포함하고, 그 미세조직으로 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 저탄소 강판을 준비하는 단계; 상기 저탄소 강판의 표면에 국부적으로 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 (Ae3+150)℃ 이상으로 국부적으로 가열하는 단계; 및 상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉하는 단계를 포함하는 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법을 제공한다.

Description

레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SELF-QUENCHED LOW CARBON STEEL SHEET}
본 발명은 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, TV 등 가전제품의 패널(panel)로 사용되는 강판에는, 생산 원가 및 무게 절감을 위하여 박물화가 요구된다. 그런데, 이러한 박물화에 따른 부작용으로, 가전제품의 내부로부터 발생하는 발열에 의한 열변형, 판재의 가공시 발생하는 잔류 응력에 의한 변형, 그리고 면 강성 저하로 인해 야기되는 오일 캐닝(oil canning)와 같은 변형이 왕왕 발생하는 문제가 있다. 따라서, 기존에는 상기와 같이 원치 않는 변형이 발생하는 것을 방지하기 위한 한가지 방편으로, 패널의 내부에 브래킷(bracket)을 덧대어 강성을 확보하고자 시도하여 왔으나, 이 경우, 추가 비용이 발생할 뿐만 아니라, 공정이 복잡해지는 단점이 있었다.
한편, 그 대안으로, 약 0.07중량% 이상의 탄소를 함유하는 고강도 DP(Dual Phase) 강을 가전제품의 패널(panel)로 사용하는 방안이 떠오르고 있으나, 탄소 함량의 과다로 인해 용접성이 열위하다는 단점이 있으며, 급냉을 통해 저온 조직을 형성시키는 과정에서 판재의 불균일 냉각에 의해 발생하는 잔류 응력에 의해 웨이브(wave)나 버클(buckle) 등의 표면 결함이 야기되는 등의 단점이 있었다.
본 발명의 일 측면은, 연성 및 강성이 우수한 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 추가적인 과제는 명세서 전반적인 내용에 기재되어 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가지는 자라면 본 발명의 명세서로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태는, 0.01~0.05중량%의 탄소(C)를 포함하고, 그 미세조직으로 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 저탄소 강판을 준비하는 단계; 상기 저탄소 강판의 표면에 국부적으로 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 (Ae3+150)℃ 이상으로 국부적으로 가열하는 단계; 및 상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉하는 단계를 포함하는 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 저탄소 강판은, 중량%로, C: 0.01~0.05%, Si: 1.0% 이하(0% 제외), Mn: 0.5~3.0%, P: 0.02% 이하, S: 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
이때, 상기 저탄소 강판의 두께는 1.0mm 이하인 것이 바람직하다.
이때, 상기 레이저 빔의 조사 면적은 30mm2 이하인 것이 바람직하다.
이때, 상기 레이저 빔의 조사시, 복수의 레이저 빔을 조사할 수 있고, 이 경우, 상기 복수의 레이저 빔 간의 간격은 6mm 이상인 것이 바람직하다.
이때, 상기 레이저 빔의 조사시, 강판의 폭 방향으로 레이저 빔이 조사된 영역과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역이 교대로 이루어지도록 복수의 레이저 빔을 조사할 수 있고, 이 경우, 상기 복수의 레이저 빔의 간격은 6~12mm인 것이 바람직하다.
이때, 상기 방냉시, 방냉 시간은 1초 이상인 것이 바람직하다.
이때, 상기 레이저 빔 조사 전, 상기 저탄소 강판의 길이 방향으로 장력을 부여하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 실시형태는, 0.01~0.05중량%의 탄소(C)를 포함하고, 주조직으로 페라이트 조직을 가지는 저탄소 강판을 준비하는 단계; 상기 저탄소 강판의 폭 방향 및 길이 방향으로 레이저 빔이 조사된 영역과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역이 교대로 이루어지도록 복수의 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 (Ae3+150)℃ 이상으로 국부적으로 가열하는 단계; 및 상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉하는 단계를 포함하고, 상기 레이저 빔의 조사시, 상기 레이저 빔의 조사면적은 30mm2 이하(0mm2은 제외)이고, 상기 복수의 레이저 빔의 간격은 6~12mm인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 국부적으로 가열하는 단계는, 강판의 길이 방향으로 소정의 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사한 후, 상기 소정의 위치로부터 강판의 길이 방향으로 6~12mm 이격된 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사하는 것을 반복적으로 실시하는 단계이고, 상기 소정의 위치에서 레이저 빔을 조사 후, 상기 소정의 위치로부터 강판의 길이 방향으로 6~12mm 이격된 위치에서 레이저 빔을 조사할 때까지 소요되는 시간은 1초 이상인 것이 바람직하다.
이때, 상기 레이저 빔 조사 전, 상기 저탄소 강판의 길이 방향으로 장력을 부여하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 저탄소 강판은 연성 및 강성이 동시에 우수하여 TV 등 가전제품의 패널(panel)로 바람직하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 발명예 1에 있어서, 레이저 빔이 조사된 영역의 표면 조직을 관찰한 광학 이미지이다.
본 발명자들은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 깊이 있게 연구하던 중, 페라이트 조직인 통상의 저탄소 강판에 국부적으로 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면 온도를 일정 이상의 온도로 가열시킨 후 방냉할 경우, 레이저 빔이 조사된 영역과 레이저 빔이 조사되지 아니한 주위 영역 간의 급격한 온도 구배로 인하여, 주위 영역으로 열이 급속히 방출되어 셀프 ?칭(Self-Quenching) 효과를 얻을 수 있음을 알아내었다. 여기서, 셀프 ?칭이란, 수냉과 같은 특별한 냉각 처리를 실시하지 않고 단순히 대기 중에서 방냉(放冷)하였음에도 불구하고, ?칭의 효과를 얻을 수 있음을 의미한다.
나아가, 상기와 같은 원리를 이용하여 저탄소 강판의 전면에 걸쳐 적절한 조건으로 래이저 패터닝을 실시할 경우, 페라이트 기지에, 마르텐사이트 및/또는 베이나이트와 같은 저온조직이 아일랜드 형태로 존재하는 연성 및 강성이 동시에 우수한 강판을 얻을 수 있음을 알아내었다.
이하, 본 발명의 일 측면인 레이저 경화형 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 저탄소 강판을 준비한다.
상기 저탄소 강판의 탄소 함량은 0.01~0.05중량%인 것이 바람직하다. 강 중 탄소는 강 중 고용되어 강도를 확보하는 역할을 하는 것으로써, 만약 상기 탄소의 함량이 0.01중량% 미만일 경우 탄소에 의한 경화능이 부족하고, 카바이드가 형성되지 않아, 급속 승온과 급속 냉각을 적용한다 하더라도, 마르텐사이트 및/또는 베이나이트와 같은 저온조직이 형성되지 않아, 목적하는 강도 확보가 곤란한 문제가 있다. 반면, 0.05중량%를 초과하는 경우 저탄소 강판을 이용하여 강도를 향상시키고자 하는 본 발명의 목적에 부합하지 않는다.
한편, 본 발명에서는 강 중 탄소의 함량을 제외하고는 저탄소 강판의 합금 조성 및 그 성분 범위에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, Si, Mn, P 및 S는 강 중 불가피하게 함유되는 조성으로써, 예를 들어, 아래와 같은 범위로 포함될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
Si: 0.1중량% 이하(0중량% 제외)
Si은 고용강화에 의한 강의 강도 향상에 도움을 주나, 다량 첨가되는 경우에는 스케일 결함의 증가로 인하여 표면 품질의 저하를 초래하므로, 그 함량을 1.0중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Mn: 0.1~3.0중량%
Mn은 고용강화에 의한 강의 강도 향상과 경화능 향상에 도움을 주며, 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.1중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 중심편석 혹은 미소편석 등의 편석이 심해져 제품의 품질에 악영향을 미치므로, 그 함량을 3.0중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
P: 0.02중량% 이하(0중량% 제외)
P는 고용강화에 의해 강도 향상에 도움을 주는 원소이나, 그 함량이 과다할 경우, 강의 충격 특성을 열화시키며, 황산 내식성을 크게 저하시키므로, 그 함량을 0.02중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
S: 0.01중량% 이하(0중량% 포함)
S는 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로써, 열간 취성을 유발하는 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하며, 그 함량을 0.01중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
상기 조성 이외에 나머지는 Fe이다. 한편, 상기 조성 이외에 유효한 성분의 첨가가 배제되는 것은 아니다.
상기 저탄소 강판은 주조직으로 페라이트 조직을 가지는 것이 바람직하다. 상기 페라이트 조직은 연성이 우수하여, 추후 레이저 경화형 강판의 우수한 연성을 확보하는데 도움을 준다. 여기서, 주조직으로 페라이트 조직을 가진다는 의미는, 면적분율로, 50% 이상(100% 포함), 보다 바람직하게는 70% 이상(100% 포함), 보다 더 바람직하게는 80% 이상(100% 포함)이 페라이트 조직으로 이루어짐을 의미한다. 한편, 상기 페라이트 조직 외 잔부 조직에 대해서는 특별히 한정하지 아니하며, 예를 들면, 펄라이트 조직을 포함할 수 있다.
이후, 상기 저탄소 강판의 표면에 국부적으로 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 Ae3℃ 이상으로 가열한다. 이는, 상기 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 미세조직을 오스테나이트로 완전히 변태시키기 위함이다.
만약, 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도가 (Ae3+150)℃ 미만일 경우에는, 레이저 빔 조사시 오스테나이트로 완전히 변태되지 않을 수 있는 문제가 있다. 참고로, Ae3는 하기 식 1로부터 계산할 수 있다.
[식 1]
Ae3(℃) = 914.571225 - 95.248586 × (wt%C) - 43.500955 × (wt%Mn) + 26.384959 × (wt%Si) - 10.339311 × (wt%Cr) + 12.1215417 × (wt%Mo) - 40.219016 × (wt%Ni) + 21.159447 × (wt%C) × ( wt%Mn) - 23.090133 × (wt%C) × (wt%Si) + 4.7956047 × (wt%C) × (wt%Cr)
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 의미한다.)
이후, 상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉한다. 상기와 같이 레이저 빔의 조사에 의해 표면온도가 (Ae3+150)℃ 이상으로 가열된 강판을 방냉시키면, 가열된 강판은 마르텐사이트 또는 베이나이트가 형성되는 최소냉각속도인 임계냉각속도 이상으로 냉각되어 강판의 조직은 오스테나이트에서 마르텐 사이트 및/또는 베이나이트로 변태된다.
한편, 상기와 같이 레이저 빔을 조사하여 국부적으로 가열하고 방냉하되, 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 제어하는 것만으로도 셀프 ?칭(Self-quenching) 효과를 충분히 확보할 수 있으나, 아래의 조건을 제어함으로써 그 효과를 보다 극대화할 수 있다.
상기 저탄소 강판의 두께는 1.0mm 이하(0mm 제외)인 것이 바람직하다. 만약, 저탄소 강판의 두께가 지나치게 두꺼울 경우, 강판 표면의 조직은 충분히 변태시킬 수 있으나, 강판의 두께 방향으로 균질한 조직을 형성시키기 곤란할 수 있다.
상기 레이저 빔의 조사 면적은 30mm2 이하(0mm2은 제외)인 것이 바람직하다. 물론, 레이저 빔의 조사 면적이 상기의 범위를 초과한다고 하여도 레이저 빔이 조사된 영역 중 주변부는 셀프 ?칭 효과를 충분히 누릴 수 있다. 그러나, 레이저 빔이 조사된 영역 중 중앙부에서는, 주변부로의 열 방출이 용이하지 않아 마르텐사이트 형성에 필요한 임계냉각속도 확보가 곤란하며, 이로 인해 셀프 ?칭 효과를 누리기가 곤란할 수 있다. 한편, 상기 레이저 빔의 조사 면적이 작을수록 셀프 ?칭 효과 확보에 유리한 바, 본 발명에서는 상기 레이저 빔의 조사 면적의 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
상기 레이저 빔의 조사시, 복수의 레이저 빔을 조사할 수 있는데, 이 경우, 상기 복수의 레이저 빔 간의 간격을 6mm 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 만약, 복수의 레이저 빔 간의 간격이 지나치게 좁을 경우, 레이저 빔이 조사된 영역으로부터 주위 영역으로의 열 방출이 용이하지 않아 마르텐사이트 형성에 필요한 임계냉각속도 확보가 곤란하며, 이로 인해 셀프 ?칭 효과를 누리기가 곤란할 수 있다. 한편, 상기 복수의 레이저 빔 간의 간격이 넓을수록 셀프 ?칭 효과 확보에 유리한 바, 본 발명에서는 상기 복수의 레이저 빔 간의 간격의 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
상기 레이저 빔 조사 전, 상기 저탄소 강판의 길이 방향으로 장력을 부여하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 레이저 빔 조사시 국부적인 온도 편차가 발생하기 때문에, 레이저 저탄소 강판을 제조하는 과정에서 열변형이 발생할 수 있다. 이때, 상기와 같이 레이저 빔 조사 전, 상기 저탄소 강판의 길이 방향으로 장력을 부여하는 단계를 실시할 경우, 열변형의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉하는 단계에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 단순히 상기 국부적으로 가열된 강판을 대기 중에서 방치하는 것만으로 본 발명의 효과를 충분히 누릴 수 있다. 다만, 상기 저탄소 강판의 충분한 강성 확보를 위하여 강판의 전반에 걸쳐 다수회에 걸쳐 연속적으로 레이저 빔을 조사하는 경우를 가정할 때, 하나의 레이저 빔을 조사한 후, 다음 레이저 빔을 조사할 때까지 소요되는 시간을 의미하는, 방냉 시간은 1초 이상으로 관리하는 것이 바람직하다. 이는, 강판 전체의 온도가 마르텐사이트 변태온도(Ms) 이하로 되도록 함으로써 셀프 ?칭 효과를 극대화하기 위함이다.
한편, 상기와 같은 원리를 이용하여 상기 저탄소 강판의 전면에 걸쳐 적절한 조건으로 레이저 패터닝을 실시할 경우, 페라이트 및 펄라이트 기지에, 마르텐사이트 및/또는 베이나이트와 같은 저온조직이 아일랜드 형태로 존재하는 연성 및 강성이 동시에 우수한 강판을 얻을 수 있다.
상기 래이져 패터닝의 바람직한 일 실시형태로써 다음과 같은 방법에 의해 레이져 패터닝을 실시할 수 있다.
즉, 상기 저탄소 강판의 폭 방향 및 길이 방향으로 레이저 빔이 조사된 영역과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역이 교대로 이루어지도록 복수의 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 (Ae3+150)℃ 이상으로 국부적으로 가열한 후, 상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉함으로써, 페라이트 및 펄라이트 기지에, 마르텐사이트 및/또는 베이나이트와 같은 저온조직이 아일랜드 형태로 존재하는 연성 및 강성이 동시에 우수한 강판을 얻을 수 있다.
이때, 상기 레이저 빔의 조사시, 상기 레이저 빔의 조사면적은 30mm2 이하(0mm2은 제외)이고, 상기 복수의 레이저 빔의 간격은 6~12mm인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 국부적으로 가열하는 단계는, 강판의 길이 방향으로 소정의 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사한 후, 상기 소정의 위치로부터 강판의 길이 방향으로 6~12mm 이격된 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사하는 것을 반복적으로 실시하는 단계일 수 있으며, 이때, 상기 소정의 위치에서 레이저 빔을 조사 후, 상기 소정의 위치로부터 강판의 길이 방향으로 6~12mm 이격된 위치에서 레이저 빔을 조사할 때까지 소요되는 시간은 1초 이상으로 제어하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사하는 단계를 반복하여 레이저 패터닝을 실시할 경우, 연속 공정 상에서 연성 및 강성이 동시에 우수한 강판을 얻을 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
( 실시예 )
먼저, 하기 표 1의 조성 및 기계적 물성을 가지며, 페라이트 단상조직을 가지는 통상의 저탄소 강판(두께: 1.0mm)을 준비하였다.
강종 합금 조성(중량%) 기계적 물성
C Si Mn P S 인장강도
(MPa)		 연신율
(%)
A 0.005 0.032 0.23 0.01 0.005 298 48
B 0.02 0.033 0.21 0.01 0.004 312 40
C 0.04 0.030 0.22 0.01 0.005 315 42
상기 저탄소 강판을 패이오프 릴(pay-off reel)과 스킨패스 롤(skin pass roll) 사이에 위치시켜, 길이 방향으로 장력을 부여한 상태에서, 레이저 패터닝 열처리를 실시하였다. 보다 구체적으로는, 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사하고, 2초 후 강판의 길이 방향으로 8mm 이격된 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사하였다. 이때, 복수의 레이저 빔 간의 간격은 8mm로, 레이저 빔의 조사 면적은 30mm2으로 일정하게 하였다.
한편, 상기 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도는 1100℃가 되도록 제어하였다. 레이저 빔의 조사는 6kW의 고출력 다이오드 레이져를 continuous wave 모드로 0.11초 조사되었다(승온 가능 속도가 1,000~10,000K/s).
이후, 얻어진 레이저 경화형 강판의 기계적 물성을 측정한 후, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
강종 기계적 물성 비고
인장강도(MPa) 연신율(%)
A 280 40 비교예1
B 418 35 발명예1
C 432 30 발명예2
표 2를 참조할 때, 본 발명이 제안하는 조건을 만족하는 발명예 1 및 2는 인장강도가 100MPa 이상 향상되어 연성 및 강성이 동시에 우수하게 나타남을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1의 경우, 탄소 함량이 지나치게 낮아 레이저 패터닝 열처리 효과를 얻을 수 없음을 확인할 수 있다.
한편, 도 1은 발명예 1에 있어서, 레이저 빔이 조사된 영역의 표면 조직을 관찰한 광학 이미지이다. 도 1을 참조할 때, 레이저 빔이 조사된 영역은 마르텐사이트 조직으로 변태되었음을 확인할 수 있다.

Claims (10)

  1. 중량%로, C: 0.01~0.05%, Si: 0.1% 이하(0% 제외), Mn: 0.1~3.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 주조직으로 페라이트 조직을 가지는 저탄소 강판을 준비하는 단계;
    상기 저탄소 강판의 길이 방향으로 장력을 부여하는 단계;
    상기 길이 방향으로 장력이 부여된 저탄소 강판의 표면에 국부적으로 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 (Ae3+150)℃ 이상으로 국부적으로 가열하는 단계; 및
    상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉하는 단계를 포함하는 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 저탄소 강판의 두께는 1mm 이하(0mm는 제외)인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 조사 면적은 30mm2 이하(0mm2은 제외)인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔의 조사시, 복수의 레이저 빔을 조사하며, 상기 복수의 레이저 빔 간의 간격은 6mm 이상인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 방냉시, 방냉 시간은 1초 이상인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 중량%로, C: 0.01~0.05%, Si: 0.1% 이하(0% 제외), Mn: 0.1~3.0%, P: 0.02% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 주조직으로 페라이트 조직을 가지는 저탄소 강판을 준비하는 단계;
    상기 저탄소 강판의 길이 방향으로 장력을 부여하는 단계;
    상기 길이 방향으로 장력이 부여된 저탄소 강판의 폭 방향 및 길이 방향으로 레이저 빔이 조사된 영역과 레이저 빔이 조사되지 않은 영역이 교대로 이루어지도록 복수의 레이저 빔을 조사하여 레이저 빔이 조사된 저탄소 강판의 표면온도를 (Ae3+150)℃ 이상으로 국부적으로 가열하는 단계; 및
    상기 국부적으로 가열된 저탄소 강판을 방냉하는 단계를 포함하고,
    상기 레이저 빔의 조사시, 상기 레이저 빔의 조사면적은 30mm2 이하(0mm2은 제외)이고, 상기 복수의 레이저 빔의 간격은 6~12mm인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 국부적으로 가열하는 단계는, 강판의 길이 방향으로 소정의 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사한 후, 상기 소정의 위치로부터 강판의 길이 방향으로 6~12mm 이격된 위치에서 강판의 폭 방향으로 복수의 레이저 빔을 동시에 조사하는 것을 반복적으로 실시하는 단계이고,
    상기 소정의 위치에서 레이저 빔을 조사 후, 상기 소정의 위치로부터 강판의 길이 방향으로 6~12mm 이격된 위치에서 레이저 빔을 조사할 때까지 소요되는 시간은 1초 이상인 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법.
  10. 삭제
KR1020140188500A 2014-12-24 2014-12-24 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법 KR101639916B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140188500A KR101639916B1 (ko) 2014-12-24 2014-12-24 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140188500A KR101639916B1 (ko) 2014-12-24 2014-12-24 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160078676A KR20160078676A (ko) 2016-07-05
KR101639916B1 true KR101639916B1 (ko) 2016-07-15

Family

ID=56501849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140188500A KR101639916B1 (ko) 2014-12-24 2014-12-24 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101639916B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014521833A (ja) 2011-07-25 2014-08-28 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド 薄鋼板の局所的熱処理による生産物及びプロセス

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0673439A (ja) * 1992-08-28 1994-03-15 Toyota Motor Corp 高密度エネルギー源の照射による高強度化特性に優れた高加工性鋼板
JPH0673438A (ja) * 1992-08-28 1994-03-15 Toyota Motor Corp 高密度エネルギー源の照射による高強度化特性に優れた高加工性鋼板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014521833A (ja) 2011-07-25 2014-08-28 マグナ インターナショナル インコーポレイテッド 薄鋼板の局所的熱処理による生産物及びプロセス

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160078676A (ko) 2016-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220298598A1 (en) Method for producing a high strength steel sheet having improved strength and formability and obtained sheet
US11618931B2 (en) Method for producing a high strength steel sheet having improved strength, ductility and formability
JP6291289B2 (ja) 鋼板形状および形状凍結性に優れた高強度冷延鋼板およびその製造方法
EP3164522B1 (en) Method for producing a high strength coated steel sheet having improved strength, ductility and formability
KR101850122B1 (ko) 복합조직강, 복합조직강으로 제조된 냉연 평판 제품 및 제조 방법
KR101848876B1 (ko) 복합조직강, 복합조직강으로 제조된 냉연 평판 제품 및 제조 방법
US10995383B2 (en) Method for producing a high strength coated steel sheet having improved strength and ductility and obtained sheet
JP4291860B2 (ja) 高強度鋼板およびその製造方法
US20190071745A1 (en) High-strength cold rolled steel sheet with excellent yield strength and ductility, coated steel plate, and method for manufacturing same
KR101858853B1 (ko) 용접성이 우수한 전봉강관용 열연강판 및 이의 제조방법
WO2002022904A1 (fr) Plaque en acier ecroui presentant une tres haute resistance a la traction et procede de production
JP2013227624A (ja) 加工性に優れる高強度冷延鋼板の製造方法
KR101696052B1 (ko) 내식성이 우수한 열간성형 부재 및 그 제조방법
KR101657797B1 (ko) 소부경화능이 우수한 고버링성 고강도 열연강판 및 이의 제조방법
KR101639916B1 (ko) 레이저 경화형 저탄소 강판의 제조방법
KR101999019B1 (ko) 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
JPH1180890A (ja) 高強度熱延鋼板及びその製造方法
KR101518571B1 (ko) 고강도 및 고인성 비조질 선재 및 그 제조방법
CN110402298A (zh) 高强度冷轧钢板和其制造方法
JP2005226081A (ja) 機械的性質が均一な高強度熱延鋼板の製造方法
JP2006022390A (ja) 高強度冷延鋼板及びその製造方法
KR20190078233A (ko) 레이저 경화형 저탄소 강판 및 그 제조방법
JP2010111910A (ja) 強度変動の小さい高強度冷延鋼板の製造方法
KR20240044568A (ko) 우수한 강도 및 성형성을 갖는 냉연강판 및 그 제조방법
KR20200076045A (ko) 굽힘가공성이 향상된 고탄소강 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190709

Year of fee payment: 4