KR20130110627A

KR20130110627A - 고강도 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20130110627A
Application number: KR1020120032740A
Authority: KR
Inventors: 이승하; 고강희; 김성주; 도형협; 양원석; 정준호
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2013-10-10
Also published as: KR101412365B1

Abstract

열열강판 또는 냉연강판을 파이프 형태로 조관한 후 QT(Quenching & Tempering) 열처리를 실시하는 것을 통하여 1.8 ~ 2.0GPa의 강도로 업그레이드할 수 있는 고강도 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 이용하여 열연판재 또는 냉연판재를 제조하는 판재 제조 단계; 상기 열연판재 또는 냉연판재를 파이프 형태로 조관하는 조관 단계; 및 상기 조관된 판재를 800 ~ 1000℃에서 어닐링하고 퀀칭한 후, 150 ~ 550℃에서 1 ~ 30분간 템퍼링하는 QT(Quenching & Tempering) 열처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 강판 및 그 제조 방법 {HIGH STRENGTH STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열연판재 또는 냉연판재를 파이프 형태로 조관한 후 QT(Quenching & Tempering) 열처리를 실시하는 것을 통하여 1.8 ~ 2.0GPa의 강도로 업그레이드할 수 있는 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열연강판은 슬라브 재가열(slab reheating) 과정, 열간압연(hot-rolling) 과정 및 냉각/권취(cooling/coiling) 과정을 통하여 제조된다.

슬라브 재가열 과정에서는 반제품 상태인 슬라브(slab) 판재를 재가열한다.

열간압연 과정에서는 압연롤을 이용하여 고온에서 슬라브 판재를 최종 두께로 압연한다.

냉각/권취 과정에서는 압연이 마무리된 판재를 권취 온도(Coiling Temperature : CT)까지 냉각하여 권취한다.

관련 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제2001-0062875호(2001.07.09 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 내수소 유기균열성이 우수한 유정용 강의 제조 방법이 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 열연판재 또는 냉연판재를 파이프 형태로 조관한 후 QT(Quenching & Tempering) 열처리를 실시하는 것을 통하여 1.8 ~ 2.0GPa의 강도로 업그레이드할 수 있는 고강도 강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 QT(Quenching & Tempering) 열처리에 의하여, 인장강도(TS) : 1,800 ~ 2,000MPa, 항복점(YP) : 1,200 ~ 1,600MPa, 연신율(El) : 7 ~ 10% 및 550 ~ 600 Hv의 표면경도를 만족할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법은 탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 이용하여 열연판재 또는 냉연판재를 제조하는 판재 제조 단계; 상기 열연판재 또는 냉연판재를 파이프 형태로 조관하는 조관 단계; 및 상기 조관된 판재를 800 ~ 1000℃에서 어닐링하고 퀀칭한 후, 150 ~ 550℃에서 1 ~ 30분간 템퍼링하는 QT(Quenching & Tempering) 열처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판은 탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지며, QT(Quenching & Tempering) 열처리에 의하여, 인장강도(TS) : 1,800 ~ 2,000MPa, 항복점(YP) : 1,200 ~ 1,600MPa 및 연신율(El) : 7 ~ 10%를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고강도 강판은 열연판재 또는 냉연판재를 파이프 형태로 조관한 후 QT(Quenching & Tempering) 열처리를 실시하는 것을 통하여 1.8 ~ 2.0GPa의 강도로 업그레이드가 되면서도 7 ~ 10%의 연신율을 만족할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 고강도 강판을 자동차용 강판으로 활용할 경우, 1.8 ~ 2.0GPa의 강도를 가지므로 두께 감소를 통한 경량화에 적극적으로 대응할 수 있는바, 자동차 연비 향상을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 강판은 고강도를 가지면서도 적정 연신율을 가지므로 충돌 구조부재로 활용할 경우 탑승자의 안전성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판을 제조하는 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이다.
도 3은 비교예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 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 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

고강도 강판

본 발명에 따른 고강도 강판은 QT(Quenching & Tempering) 열처리에 의하여, 인장강도(TS) : 1,800 ~ 2,000MPa, 항복점(YP) : 1,200 ~ 1,600MPa 및 연신율(El) : 7 ~ 10%를 확보하는 것을 목표로 한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 고강도 강판은 탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.

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

탄소(C)

탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가되며, QT(Quenching and Tempering) 열처리 후의 강도 확보를 위해서는 중탄 이하로 첨가되는 것이 바람직하다.

탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.30 ~ 0.38 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 탄소의 함량이 0.30 중량% 미만일 경우에는 열처리 전 또는 열처리 후에 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소의 함량이 0.38 중량%를 초과할 경우에는 인성 저하로 목표로 하는 연신율을 확보하는 것이 어려워 성형성이 저하되는 문제가 있다.

실리콘(Si)

실리콘(Si)의 경우, 0.5 중량%를 초과하여 다량 첨가시 강의 용접성을 떨어뜨리고 재가열 및 열간압연 시에 적 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있으며, 용접후 도금성을 저해할 수 있다. 이는 전기저항용접(ERW)시 실리콘과 망간의 함량비가 1 : 4 ~ 1 : 10 사이로 일정 범위 내에 들어야 용접부 균열 발생이 현저히 감소하기 때문이다.

따라서, 실리콘은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.5 중량% 이하의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 펄라이트상 생성을 억제하고 오스테나이트 형성 및 내부에 탄소 농화를 촉진하여 잔류 오스테나이트 형성에 기여하며, 강판의 담금질성을 높이고 담금질 후에 강도를 안정적으로 확보하는데 효과적인 원소이다.

망간은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 1.0 ~ 1.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 1.0 중량% 미만일 경우에는 탄소의 함량이 높아도 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간의 함량이 1.5 중량%를 초과할 경우에는 비금속개재물의 양이 증가하여 표면특성이 저하되고, 크랙 발생 등의 결함이 발생할 수 있다. 또한 중심 편석, 미소 편석 등의 편석 현상이 심해져서 성형성이 저하될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 고강도 강판에서 실리콘과 망간은 1 : 4 ~ 1 : 10의 함량비로 첨가하는 것이 바람직한 데, 이는 전기저항용접(ERW)시 실리콘과 망간의 첨가비가 1 : 4 ~ 1 : 10사이로 일정 범위 내에 들어야 용접부 균열 발생이 현저히 감소하기 때문이다. 상기 실리콘과 망간의 함량비가 1 : 4 미만일 경우 혹은 1 : 10을 초과할 경우, 고온에서 MnO, SiO₂ 산화물을 과다하게 생성시킴으로써 전기저항용접시 훅 크랙(Hook crack)을 유발하여 용접부 품질을 크게 저하시키는 문제점이 있다.

인(P)

인(P)은 시멘타이트 형성을 억제하고, 강도를 증가시키기 위해 첨가된다.

그러나, 인은 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강판 전체 중량의 0.02 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해하고, 망간과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시키는 원소이다.

따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강판 전체 중량의 0.01 중량% 이하로 제한하였다.

알루미늄(Al)

알루미늄(Al)은 질소(N)와 반응하여 미세한 AlN 석출물을 형성하여 결정립미세화와 더불어 석출강화에 의해 강도 향상에 기여하는 원소이다.

상기 알루미늄은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 AlN 석출물의 양이 줄어들어 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 알루미늄의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 연주 공정에 어려움이 발생하여 생산성을 저하시키며, 항복 강도를 과도하게 상승시키는 문제가 있다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 강력한 탄질화물 형성 원소로서, 고용탄소와 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 향상시키는 역할을 한다. 특히, 티타늄(Ti)은 보론(B)이 질화 석출물로 석출되는 것을 방해하여 강 중에 보론이 고용 상태로 존재하게 함으로써, 보론이 강의 경화능을 향상시키는 역할을 한다.

상기 티타늄은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 석출을 하지 않고 남은 고용탄소와 고용질소로 인해 시효경화가 발생하는 문제가 있다. 반대로, 티타늄의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 TiC가 석출되기 때문에, 용접열영향부(HAZ)인성을 저하시키는 문제점이 있다.

크롬(Cr)

크롬(Cr)은 페라이트 안정화 원소로 강도 향상에 기여한다. 또한, 크롬은 카본 활동도(carbon activity) 및 입계 이동도(boundary mobility)를 감소시켜 구상화로의 변화를 방지함으로써, 탈탄(decarburization) 및 미세조직의 조대화를 억제한다.

상기 크롬은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 1.0 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 크롬의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬의 함량이 1.0 중량%를 초과할 경우에는 용접 열영향부(HAZ)의 인성 열화를 초래할 뿐만 아니라 가공성을 저해하는 문제점이 있다.

질소(N)

질소(N)는 고로 또는 전기로 공정에서 불가피하게 첨가되는 원소로 제어 대상이 된다. 또한, 질소가 강 중에 과다 함유되면 상온 내시효성을 확보가 어려워지고, BN(보론 질소 화합물)이 형성되어 열처리 경화성을 저하시키는 원인으로 작용한다. 따라서, 본 발명에서는 질소의 함량을 강판 전체 중량의 0.010 중량% 이하로 제한하였다.

보론(B)

보론(B)은 연속냉각변태시 오스테나이트의 페라이트로의 변태를 지연시킴으로써, 열연 강판의 담금질성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 담금질 후 강도의 안정적인 확보 효과를 더욱 증대시키는 원소이다.

상기 보론은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.0005 ~ 0.0050 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 보론의 함량이 0.0005 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 상기의 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 보론의 함량이 0.0050 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 보론 산화물의 형성으로 강판의 표면 품질을 저해하는 문제를 유발할 수 있다.

고강도 강판 제조 방법

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판을 제조하는 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

도 1을 참조하면, 도시된 고강도 강판 제조 방법은 판재 제조 단계(S110), 조관 단계(S120) 및 QT 열처리 단계(S130)를 포함한다.

판재 제조

판재 제조 단계(S110)에서는 탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 이용하여 열연판재 또는 냉연판재를 제조한다.

이때, 열연판재는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃에서 재가열하는 과정와, 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 800 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하는 과정과, 상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 500 ~ 700℃까지 냉각하여 권취하는 과정을 포함할 수 있다. 여기서, 슬라브 재가열 과정은 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위해서는 실시하는 것이 더 바람직하다.

본 발명에 따른 고강도 강판에서 실리콘과 망간은 1 : 4 ~ 1 : 10의 함량비로 첨가하는 것이 바람직한 데, 이는 전기저항용접(ERW)시 실리콘과 망간의 첨가비가 1 : 4 ~ 1 : 10사이로 일정 범위 내에 들어야 용접부 균열 발생이 현저히 감소하기 때문이다. 상기 실리콘과 망간의 함량비가 1 : 4 미만일 경우 혹은 1 : 10을 초과할 경우, 고온에서 MnO, SiO₂ 산화물을 과다하게 생성시킴으로써 전기저항용접시 훅 크랙(Hook crack)을 유발하여 용접부 품질을 크게 저하시키는 문제점이 있다.

한편, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정입도가 증가하여 최종 미세 조직의 페라이트가 조대화되어 강도 확보가 어려울 수 있으며, 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조비용만 상승할 수 있다.

마무리 압연온도(FDT)가 800℃ 미만일 경우에는 이상역 압연이 발생하여 균일하지 못한 조직이 형성됨으로써 저온 충격인성을 크게 저하시킬 수 있다. 반대로, 마무리 압연온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 연성 및 인성은 우수하나, 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다.

권취 온도(CT)가 500℃ 미만일 경우에는 열연 상태에서의 강도가 증가하여 가공성이 저하 되어 인성 확보가 어려운 문제점이 있다. 반대로, 권취 온도(CT)가 700℃를 초과할 경우에는 열연 코일 표면에 고온 산화물이 생성되어 어려움이 따를 수 있다.

한편, 냉연판재는 상기의 과정으로 제조되는 열연판재를 산세 과정, 냉간압연 과정, 소둔 열처리 과정 등을 실시하는 것을 통하여 제조된 것일 수 있다.

조관

조관 단계(S120)에서는 열연판재 또는 냉연판재를 일정한 형상을 갖도록 조관한다. 이러한 조관을 실시하는 것에 의하여, 열연판재 또는 내연판재는 파이프 형태로 제조될 수 있다.

QT 열처리

QT 열처리 단계(S130)에서는 원하는 형상으로 조관된 판재를 800 ~ 1000℃에서 어닐링하여 오스테나이트를 형성한 후, 퀀칭(Qenching)하여 마르텐사이트로 변태시킨다. 이후, 인성을 향상시키기 위한 목적으로, 150 ~ 550℃에서 1 ~ 30분간 템퍼링(Tempering) 공정을 실시한다.

본 단계에서, 어닐링 온도가 800℃ 미만일 경우에는 오스테나이트 형성이 불충분하여 마르텐사이트로 충분히 변태되지 못함으로써, 강도가 저하되는 문제가 있다. 반대로, 어닐링 온도가 1000℃를 초과할 경우에는 생산 원가 상승 및 오스테나이트의 조대화로 원하는 강도를 확보할 수 없게 된다.

특히, 퀀칭은 30 ~ 400℃/sec의 평균 냉각속도로 실시하는 것이 바람직하다. 퀀칭 속도가 30℃/sec 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 퀀칭 속도가 400℃/sec를 초과할 경우에는 강도 확보에는 유리하나 그 퀀칭 속도를 구현할 수 있는 방법이 없고 인성이 급격히 저하되는 문제가 따를 수 있다.

한편, 템퍼링 온도가 150℃ 미만일 경우에는 그 효과가 미미하며 반대로, 템퍼링 온도가 550℃를 초과할 경우에는 과도한 템퍼링 공정이 수행되어 열처리된 강판의 기계적 특성이 저하될 우려가 있다.

상기의 과정(S110 ~ S130)으로 제조되는 강판은 조관 후 QT(Quenching & Tempering) 열처리를 실시하는 것에 의하여, 인장강도(TS) : 1,800 ~ 2,000MPa, 항복점(YP) : 1,200 ~ 1,600MPa 및 연신율(El) : 7 ~ 10%를 만족하는 강종으로 업그레이드될 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. 시편의 제조

표 1 및 표 2에 기재된 조성과 표 3에 기재된 공정 조건으로 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따른 시편을 제조하였다. 이때, 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따라 제조된 시편의 경우, 각각의 조성을 갖는 잉곳을 제조하고, 이를 압연모사시험기를 이용하여 가열, 열간압연, 냉각(수냉) 등의 열연공정을 모사하고 권취로에 장입하였다. 이후, 권취로에 장입된 실시예 1~3에 따라 제조된 시편에 대해서는 어닐링한 후 퀀칭(Quenching)하고, 템퍼링을 실시하였다. 반면, 비교예 1~2에 따라 제조된 시편에 대해서는 어닐링한 후 퀀칭(Quenching)만을 수행하였다. 즉, 비교예 1~2에 따라 제조된 시편에 대해서는 템퍼링을 수행하지 않았다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2] (단위 : 중량%)

[표 3]

2. 기계적 물성 평가

표 4는 실시예 1~3 및 비교예 1~2에 따라 제조된 시편의 기계적 물성에 대한 평가 결과를 나타낸 것이다.

[표 4]

표 1 내지 표 4를 참조하면, 실시예 1~3에 따라 제조된 시편들의 경우, 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 1,800 ~ 2,000MPa, 항복점(YP) : 1,200 ~ 1,600MPa, 연신율(EL) : 7 ~ 10% 및 550 ~ 600 Hv의 표면경도를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.

반면, 실시예 1과 비교하여 대부분의 합금 성분은 유사한 함량으로 첨가되나, 니오븀(Nb)이 더 첨가되며, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 보론(B)이 첨가되지 않으며, 템퍼링을 실시하지 않은 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우에는 인장강도(TS), 항복점(YP) 및 표면경도는 목표값을 만족하였으나, 연신율(EL)이 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 1과 비교하여 대부분의 합금 성분은 유사한 함량으로 첨가되나, 니오븀(Nb)이 더 첨가되며, 크롬(Cr) 및 보론(B)이 첨가되지 않으며, 템퍼링을 실시하지 않은 비교예 2에 따라 제조된 시편의 경우 역시, 인장강도(TS), 항복점(YP) 및 표면경도는 목표값을 만족하였으나, 연신율(EL)이 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다.

한편, 도 2는 실시예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이고, 도 3은 비교예 1에 따라 제조된 시편에 대한 최종 미세조직을 나타낸 사진이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 최종 미세조직이 페라이트 및 마르텐사이트를 포함하는 복합 조직을 갖는 것을 확인할 수 있다.

반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 최종 미세조직이 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트를 포함하는 복합조직을 갖는 것을 확인할 수 있다.

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 : 판재 제조 단계
S120 : 조관 단계
S130 : QT 열처리 단계

Claims

탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 이용하여 열연판재 또는 냉연판재를 제조하는 판재 제조 단계;
상기 열연판재 또는 냉연판재를 파이프 형태로 조관하는 조관 단계; 및
상기 조관된 판재를 800 ~ 1000℃에서 어닐링하고 퀀칭한 후, 150 ~ 550℃에서 1 ~ 30분간 템퍼링하는 QT(Quenching & Tempering) 열처리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재에는
상기 실리콘(S)과 망간(Mn)이 1 : 4 ~ 1 : 10의 함량비로 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 열연판재 제조 단계는
상기 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃에서 재가열하는 단계와,
상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 800 ~ 950℃조건으로 마무리 열간 압연하는 단계와,
상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 500 ~ 700℃까지 냉각하여 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 QT 열처리 단계에서,
상기 퀀칭은 30 ~ 400℃/sec의 속도로 실시하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
탄소(C) : 0.30 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si) : 0.5 중량% 이하, 망간(Mn) : 1.0 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.05 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 1.0 중량%, 질소(N) : 0.01 중량% 이하, 보론(B) : 0.0005 ~ 0.0050 중량% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지며,
QT(Quenching & Tempering) 열처리에 의하여, 인장강도(TS) : 1,800 ~ 2,000MPa, 항복점(YP) : 1,200 ~ 1,600MPa 및 연신율(El) : 7 ~ 10%를 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.
제5항에 있어서,
상기 강판은
상기 실리콘(S)과 망간(Mn)이 1 : 4 ~ 1 : 10의 함량비로 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.
제5항에 있어서,
상기 강판은
550 ~ 600 Hv의 표면경도를 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.