KR20140098900A

KR20140098900A - 고강도 극후물 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140098900A
Application number: KR1020130010891A
Authority: KR
Inventors: 이동진; 고상기; 권승오; 황성두
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-11

Abstract

우수한 변형시효충격 인성을 갖는 고강도 극후물 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 극후물 강판 제조 방법은, 중량%로, 탄소(C) : 0.07~0.12%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~2.0%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 니오븀(Nb) : 0.01~0.04%, 티타늄(Ti) : 0.003~0.02%, 질소(N) : 0.005% 이하, 구리(Cu) : 0.4% 이하, 니켈(Ni) : 1.0% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.5% 이하 및 칼슘(Ca) : 0.05% 이하를 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1000~1200℃에서 재가열하는 단계; 상기 슬라브 판재를 오스테나이트 재결정 영역에서 40% 이상의 압하율 조건으로 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 650~900℃에서 2차 압연하여, 두께 70~120mm의 판재를 형성하는 단계; 및 상기 2차 압연된 판재를 가속냉각 방식으로 200~500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고강도 극후물 강판 및 그 제조 방법 {HIGH STRENGTH THICK STEEL PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고강도 극후물 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 및 공정 제어를 통하여, 고강도와 함께 우수한 변형시효 충격인성을 갖는 고강도 극후물 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 유가의 상승과 더불어 해양구조물 수요가 급격히 증가하고 있다. 이와 함께 해양구조물 제조를 위하여 수십 mm 이상의 두께를 갖는 극후물 강판의 사용량 역시 증가하고 있다.

이러한 극후물 강판의 경우, 합금성분 및 제조공정에 따라 강판의 미세조직 및 재질특성 변동폭이 매우 크다. 특히, 극후물 강판의 경우 변형시효에 의해 모재의 변형을 수반하며, 이에 의해 충격인성이 좋지 못한 문제점이 있다.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0062693호(2010.06.10. 공개)에 개시되어 있는 저온 충격인성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법이 있다.

본 발명의 목적은 합금성분 및 공정 제어를 통하여 고강도와 함께 변형시효 충격인성이 우수한 고강도 극후물 강판 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고강도 및 변형시효 충격인성이 우수하여 해양구조용으로 활용할 수 있는 고강도 극후물 강판을 제공하는 것이다.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 극후물 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.07~0.12%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~2.0%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 니오븀(Nb) : 0.01~0.04%, 티타늄(Ti) : 0.003~0.02%, 질소(N) : 0.005% 이하, 구리(Cu) : 0.4% 이하, 니켈(Ni) : 1.0% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.5% 이하 및 칼슘(Ca) : 0.05% 이하를 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1000~1200℃에서 재가열하는 단계; 상기 슬라브 판재를 오스테나이트 재결정 영역에서 40% 이상의 압하율 조건으로 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 650~900℃에서 2차 압연하여, 두께 70~120mm의 판재를 형성하는 단계; 및 상기 2차 압연된 판재를 가속냉각 방식으로 200~500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 슬라브 판재는, 1.5 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 및 1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.5 (여기서, [Ca], [S], [Ti] 및 [N]은 Ca, S, Ti 및 N의 중량%)를 만족하는 범위에서 상기 Ca, S, Ti 및 N을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 2차 압연은 30~60%의 잔압하율 및 0.5~0.7의 형상 계수(shape factor) 조건으로 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각은 2~8℃/sec의 평균냉각속도로 수행되는 것이 바람직하다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 극후물 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.07~0.12%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~2.0%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 니오븀(Nb) : 0.01~0.04%, 티타늄(Ti) : 0.002~0.03%, 질소(N) : 0.005% 이하, 구리(Cu) : 0.4% 이하, 니켈(Ni) : 1.0% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.5% 이하 및 칼슘(Ca) : 0.05% 이하를 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 70~120mm 두께를 가지며, 방위차(misorientation)가 15° 이상인 결정립의 체적 분율이 60% 이상이고, 방위차가 15° 미만인 결정립의 체적 분율이 40% 미만인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고강도 극후물 강판은, 1.5 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 및 1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.5 (여기서, [Ca], [S], [Ti] 및 [N]은 Ca, S, Ti 및 N의 중량%)를 만족하는 범위에서 상기 Ca, S, Ti 및 N을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고강도 극후물 강판은, 평균 결정립 사이즈가 10㎛ 이하인 침상 페라이트 및 하부 베이나이트를 부피 분율로 50% 이상 포함하는 미세조직을 가질 수 있다.

또한, 상기 고강도 극후물 강판은, 인장강도가 590MPa 이상이고, 5% 변형에 대한 파면 천이 온도(vTrs)가 -40℃ 이하인 변형시효 충격인성을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 고강도 극후물 강판 제조 방법에 의하면, 탄소, 니오븀, 티타늄, 구리, 니켈, 몰리브덴, 칼슘 등의 합금 성분 조절 및 압연, 냉각 등의 공정 제어를 통하여, 인장강도 590MPa 이상과 함께 -40℃에서 변형시효 충격인성이 우수한 고강도 극후물 강판을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 극후물 강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 극후물 강판의 두께방향 중심부 단면 사진을 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 5는 실시예 1에 따라 제조된 극후물 강판의 두께 방향 각 지점에서의 방위차(고경각)를 나타낸 것이다.

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.

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

고강도 극후물 강판

본 발명에 따른 고강도 극후물 강판은, 중량%로, 탄소(C) : 0.07~0.12%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~2.0%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 니오븀(Nb) : 0.01~0.04%, 티타늄(Ti) : 0.003~0.02%, 질소(N) : 0.005% 이하, 구리(Cu) : 0.4% 이하, 니켈(Ni) : 1.0% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.5% 이하 및 칼슘(Ca) : 0.05% 이하를 포함한다.

상기 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 제강 공정 등에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.

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

탄소(C)

본 발명에서 탄소(C)는 강판의 강도를 확보하기 위해 첨가된다.

상기 탄소는 강판 전체 중량의 0.07~0.12중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소의 첨가량이 0.07중량% 미만인 경우 강판의 강도가 불충분하다. 반대로, 탄소의 첨가량이 0.12중량%를 초과하면 강판의 변형시효 충격인성 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.

실리콘(Si)

실리콘(Si)은 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한 실리콘은 고용강화를 통한 강판의 강도 향상에 기여한다.

상기 실리콘은 강판 전체 중량의 0.05~0.3중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.05중량% 미만인 경우, 실리콘 첨가에 따른 탈산 효과가 불충분하다. 반대로, 실리콘의 첨가량이 0.3중량%를 초과하는 경우, 강판 표면에 산화물을 다량 형성하여 강판의 도금특성을 저해하고 용접성을 저하시키는 문제점이 있다.

망간(Mn)

망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소이며, 결정립을 미세화시켜 강도 및 저온 충격인성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 망간은 강판 전체 중량의 1.2~2.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 1.2중량% 미만인 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 2.0중량%를 초과하는 경우, 변형시효 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.

인(P)

인(P)은 강도 향상에 일부 기여하나, 변형시효 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로서 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다.

이에 본 발명에서는 인의 함량을 강판 전체 중량의 0.015중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 상기 인(P)과 함께 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 유화물계 개재물(MnS)을 형성하여 변형시효 충격인성을 저하시킨다.

이에 본 발명에서는 황의 함량을 강판 전체 중량의 0.005중량% 이하로 제한하였다.

니오븀(Nb)

니오븀(Nb)은 탄소(C), 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 이는 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화 시키므로 강도와 변형시효 충격인성을 향상시킨다.

상기 니오븀은 강판 전체 중량의 0.01~0.04중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀의 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우 상기의 니오븀 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀의 첨가량이 0.04중량%를 초과할 경우 강판 제조시 연주성, 압연성 등이 저하될 수 있다.

티타늄(Ti)

티타늄(Ti)은 강판의 결정립을 미세화하고, 변형시효 충격인성 향상 등에 기여한다.

상기 티타늄은 강판 전체 중량의 0.003~0.02중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄의 첨가량이 0.003중량% 미만인 경우 변형시효 충격인성 향상 등의 효과가 불충분하다. 반대로, 티타늄의 첨가량이 0.02중량%를 초과하면 고용 티타늄이 탄소(C)와 결합하여 탄화물을 형성하게 되어 오히려 변형시효 충격인성을 저하시키는 문제점이 발생할 수 있다.

특히, 상기 티타늄은 1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.5 (여기서, [Ti] 및 [N]은 Ca, S, Ti 및 N의 중량%)를 만족하는 함량으로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 1.5 > [Ti]/[N]인 경우, 자유 질소(Free N)의 영향에 의하여 강판 품질이 저하될 수 있다. 반대로, [Ti]/[N] > 4.5인 경우, 변형시효 충격인성이 저하될 수 있다.

질소(N)

질소(N)는 강 내부에 개재물을 발생시켜 강판의 내부 품질을 저하시킨다.

이에 본 발명에서는 질소의 함량을 강판 전체 중량의 0.005중량% 이하로 제한하였다.

구리(Cu)

구리(Cu)는 두께방향 중심부 강도 상승 및 변형시효 충격인성 향상에 기여한다.

상기 구리의 첨가량은 강판 전체 중량의 0.4중량% 이하인 것이 바람직하다. 구리의 첨가량이 0.4중량%를 초과하는 경우, 표면결함을 유발시킬 수 있다.

니켈(Ni)

니켈(Ni)은 강판의 강도 및 변형시효 충격인성 향상에 기여한다.

상기 니켈의 첨가량은 강판 전체 중량의 1.0중량% 이하인 것이 바람직하다. 니켈의 첨가량이 1.0중량%를 초과하는 경우, 적열취성을 유발하는 문제점이 나타날 수 있다.

몰리브덴(Mo)

몰리브덴(Mo)은 고용강화 효과를 통하여 강도 향상에 기여한다.

상기 몰리브덴은 강판 전체 중량의 0.5중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 몰리브덴의 첨가량이 0.5중량%를 초과하는 경우에는 변형시효 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.

칼슘(Ca)

칼슘(Ca)은 CaS를 형성시켜 강중의 황의 함량을 낮추고, MnS 개재물의 생성을 방해함으로써 강, 특히 두께방향 중심부의 충격인성 저하를 방지한다.

상기 칼슘은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.05 중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 칼슘의 첨가량이 0.05 중량%를 초과하는 경우, 원하지 않는 CaO가 생성되는 문제점이 있다.

특히, 칼슘은 1.5 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5(상기 식에서 [Ca] 및 [S]는 Ca 및 S의 중량%)를 만족하는 범위 내에서 첨가되는 것이 보다 바람직하다. 상기 칼슘의 첨가 범위에서 CaS 형성에 의한 저온 충격인성이 충분히 발휘될 수 있다. [Ca] / [S] < 1.5 인 경우, CaS 생성량이 불충분하여 칼슘의 첨가 효과가 불충분하다. 또한, [Ca] / [S] > 2.5인 경우, 칼슘 투입량 대비 더 이상 효과가 향상되지 않는다.

본 발명에 따른 고강도 극후물 강판은 상기 성분들 및 후술하는 공정 제어에 의하여 70~120mm 두께를 가지며, 기계적인 특성 측면에서, 인장강도 590MPa 이상, 5% 변형에 대한 파면 천이 온도(vTrs)가 -40℃ 이하인 변형시효 충격인성을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 극후물 강판은 미세구조의 일측면에서, 방위차(misorientation, 고경각)가 15° 이상인 결정립의 체적 분율이 60% 이상이고, 방위차가 15° 미만인 결정립의 체적 분율이 40% 미만이다. 방위차는 입계(Grain Boundary)를 사이에 둔 2개 결정립의 방위가 어긋나는 정도를 의미한다. 이러한 방위차가 15° 이상인 결정립의 체적 분율이 60% 이상인 것을 통하여 충격시 특정 방향으로 균열전파를 어렵게 하여 인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고강도 극후물 강판은 미세구조의 다른 측면에서, 평균 결정립 사이즈가 10㎛ 이하, 보다 구체적으로는 1~10㎛인 침상 페라이트 및 하부 베이나이트를 부피 분율로 50% 이상 포함하는 미세조직을 가질 수 있다. 나머지 조직은 폴리고날 페라이트, 상부 베이나이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트 등이 될 수 있다. 이러한 높은 분율의 침상 페라이트 및 하부 베이나이트 미세조직을 통하여 인장강도 590MPa 이상의 고강도를 얻을 수 있으며, 또한 변형시효 충격인성을 향상시킬 수 있다.

고강도 극후물 강판의 제조 방법

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 극후물 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고강도 극후물 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 1차 압연 단계(S120), 2차 압연 단계(S130) 및 냉각 단계(S140)를 포함한다.

슬라브 재가열

먼저, 슬라브 재가열 단계(S110)에서는 전술한 조성을 갖는, 반제품 상태의 슬라브 판재를 재가열한다.

이때, 슬라브 재가열은 1000~1200℃에서 대략 1~3시간동안 실시되는 것이 바람직하다. 슬라브 재가열 온도가 1200℃를 초과하는 경우, 초기 오스테나이트의 성장에 의하여, 특히 두께 방향으로 조직 및 재질 편차가 증가할 수 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도가 1000℃ 미만인 경우, 압연성이 저하되어 강판의 길이 및 폭 방향으로 재질 편차가 커질 수 있다.

1차 압연

다음으로, 1차 압연 단계(S120)에서는 재가열된 판재를 오스테나이트 재결정 영역인 1000~1200℃에서 1차 압연한다.

이때, 1차 압연은 40% 이상의 압하율 조건, 즉 강압하 조건에서 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 강압하 조건의 1차 압연을 통하여, 제조되는 강판의 두께 방향 중심부 변형을 극대화하고, MnS 편석대의 수소가 제거될 수 있으며, 이를 통하여 두께 방향 중심부의 강도 및 인성을 향상시킬 수 있으며, 할 수 있다.

2차 압연

다음으로, 2차 압연 단계(S130)에서는 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정 영역인 650~900℃에서 2차 압연하여, 두께 70~120mm의 판재를 형성한다.

2차 압연의 종료 온도는 650℃ 이상인 것이 바람직하다. 2차 압연의 종료 온도가 650℃ 미만인 경우, 이상역 압연에 의해 혼립 조직이 발생하여 강판 물성을 저하시킬 수 있다.

또한, 2차 압연은 30~60%의 잔압하율((A-B)/A X 100, 여기서 A는 2차 압연 개시 시점의 판재 두께, B는 2차 압연 종료 시점의 판재 두께) 조건으로 수행되는 것이 바람직하다.

2차 압연의 잔압하율이 30% 미만일 경우, 균일하면서도 미세한 조직을 확보하기 어려우며, 두께방향 중심부 조직이 조대화되어 변형시효 충격인성이 저하될 수 있다. 반대로, 2차 압연이 60%를 초과하는 경우, 항복강도 증가로 인하여 내진 특성 등이 저하될 수 있다.

또한, 2차 압연은 하기 식 1에 의해 정해지는 형상 계수(shape factor)가 0.5~0.7이 되도록 실시되는 것이 바람직하다.

[식 1]

Shape factor =

(여기서, R은 압연롤의 반지름을 의미하고, t₀는 압연롤 입측 판재 두께를 의미하며, t_i는 압연롤 출측 판재 두께)

2차 압연에서 shape factor가 0.5 미만일 경우, 강도 및 변형시효 충격인성이 저하될 수 있다. 반대로, 2차 압연에서 형상 계수가 0.7을 초과하는 경우, 항복강도 증가로 내진 특성 등이 저하될 수 있다.

냉각

다음으로, 냉각 단계(S140)에서는 2차 압연된 판재를 가속냉각 방식으로 200~500℃까지 냉각한다.

냉각 냉각종료 온도가 200℃ 미만인 경우 마르텐사이트 등의 저온변태조직이 다량 형성되어 충격인성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 냉각 종료 온도가 500℃를 초과할 경우 조대한 미세조직의 형성 등으로 인하여 강도가 불충분해지는 문제가 있다.

또한, 냉각은 2~8℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 2℃/sec 미만인 경우 극후물 강판의 특성상 복열에 의하여 결정립 성장이 촉진되어 강도가 저하될 수 있다. 반대로, 냉각 속도가 8℃/sec를 초과하는 경우, 두께방향 표면부와 중심부 간의 냉각속도 차이가 지나치게 증가하는 문제점이 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 기술분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 강판의 제조

표 1에 기재된 성분들을 포함하고 나머지 철과 불순물로 이루어지는 300mm 두께의 슬라브 판재를 제조한 후, 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따른 극후물 강판을 제조하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2]

2. 물성 평가 결과

표 3은 제조된 강판의 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.

인장강도는 JIS 4호 시험편에 의거 측정하였다.

변형시효 충격인성은 실시예 1~3 및 비교예 1~3에 따라 제조된 강판에 5％의 변형을 부여하고 250℃에서 1시간의 시효 처리를 실시한 후, 다양한 온도에서 샤르피 충격 시험을 행하고, 파면 천이 온도(vTrs)를 측정하였다. 파면 천이 온도가 낮을수록 변형시효 충격인성이 우수하다고 볼 수 있다.

[표 3]

표 2 및 표 3을 참조하면, 실시예 1~3에 따라 제조된 극후물 강판 및 비교예 1~3에 따른 극후물 강판 모두 70~120mm의 두께 및 인장강도 590MPa 이상을 나타내었다.

그러나, 실시예 1~3에 따른 극후물 강판의 경우, 5% 변형에 대한 파면 천이온도가 -40℃ 이하를 나타내었으나, 비교예 1~3에 따른 극후물 강판의 경우 그렇지 못하였다. 비교예 1에 따른 극후물 강판의 경우, 티타늄, 칼슘 등의 함량이 불충분한 것이라 볼 수 있고, 비교예 2에 따른 극후물 강판의 경우, 1차 압연에서 40% 이상의 강압하율이 적용되지 않았기 때문이라 볼 수 있다. 또한, 비교예 3에 따른 극후물 강판의 경우, Ti/N 비율이 4.5를 초과하였기 때문이라 볼 수 있다.

3. 미세조직

도 2는 실시예 1에 따라 제조된 극후물 강판의 두께방향 중심부 단면 사진을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 극후물 강판의 경우, 침상형이면서 10㎛ 미만의 미세한 페라이트 및 하부 베이나이트가 주된 조직으로 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.

도 3 내지 도 5는 실시예 1에 따라 제조된 극후물 강판의 두께 방향 각 지점에서의 방위차(고경각)를 나타낸 것이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 극후물 강판의 경우 두께 방향 모든 지점에서 방위차가 15° 이상인 부분이 60% 이상인 것을 볼 수 있다.

본 발명에 따른 고강도 극후물 강판은 이러한 미세조직으로 인하여 강도 및 변형시효 충격인성이 우수하다고 볼 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.

Claims

중량%로, 탄소(C) : 0.07~0.12%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~2.0%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 니오븀(Nb) : 0.01~0.04%, 티타늄(Ti) : 0.003~0.02%, 질소(N) : 0.005% 이하, 구리(Cu) : 0.4% 이하, 니켈(Ni) : 1.0% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.5% 이하 및 칼슘(Ca) : 0.05% 이하를 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1000~1200℃에서 재가열하는 단계;
상기 슬라브 판재를 오스테나이트 재결정 영역에서 40% 이상의 압하율 조건으로 1차 압연하는 단계;
상기 1차 압연된 판재를 650~900℃에서 2차 압연하여, 두께 70~120mm의 판재를 형성하는 단계; 및
상기 2차 압연된 판재를 가속냉각 방식으로 200~500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재는, 1.5 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 및 1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.5 (여기서, [Ca], [S], [Ti] 및 [N]은 Ca, S, Ti 및 N의 중량%)를 만족하는 범위에서 상기 Ca, S, Ti 및 N을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 2차 압연은 30~60%의 잔압하율 및 0.5~0.7의 형상 계수(shape factor) 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 냉각은 2~8℃/sec의 평균냉각속도로 수행되는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판 제조 방법.
중량%로, 탄소(C) : 0.07~0.12%, 실리콘(Si) : 0.05~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~2.0%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 니오븀(Nb) : 0.01~0.04%, 티타늄(Ti) : 0.002~0.03%, 질소(N) : 0.005% 이하, 구리(Cu) : 0.4% 이하, 니켈(Ni) : 1.0% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.5% 이하 및 칼슘(Ca) : 0.05% 이하를 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고,
70~120mm 두께를 가지며,
방위차(misorientation)가 15° 이상인 결정립의 체적 분율이 60% 이상이고, 방위차가 15° 미만인 결정립의 체적 분율이 40% 미만인 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판.
제5항에 있어서,
상기 고강도 극후물 강판은, 1.5 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 및 1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.5 (여기서, [Ca], [S], [Ti] 및 [N]은 Ca, S, Ti 및 N의 중량%)를 만족하는 범위에서 상기 Ca, S, Ti 및 N을 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 고강도 극후물 강판은, 평균 결정립 사이즈가 10㎛ 이하인 침상 페라이트 및 하부 베이나이트를 부피 분율로 50% 이상 포함하는 미세조직을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 고강도 극후물 강판은,
인장강도가 590MPa 이상이고,
5% 변형에 대한 파면 천이 온도(vTrs)가 -40℃ 이하인 변형시효 충격인성을 갖는 것을 특징으로 하는 고강도 극후물 강판.