KR101455459B1

KR101455459B1 - 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101455459B1
Application number: KR1020120095323A
Authority: KR
Inventors: 강동훈; 김규태; 김민경; 고상기
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-10-27
Also published as: KR20140028649A

Abstract

합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 저항복비 특성을 만족할 수 있는 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%, 망간(Mn) : 1.1 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06, 구리(Cu) : 0.05 ~ 0.2 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.06 중량%, 바나듐(V) : 0.01~0.07 중량%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.02 중량%, 칼슘(Ca) : 0.002 ~ 0.003 중량%, 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 재결정 영역에서 1차 압연하는 단계; (c) 상기 1차 압연된 판재를 FRT(Finishing Rolling Temperature) : 860 ~ 880℃ 조건으로 미재결정 영역에서 2차 압연하는 단계; (d) 상기 2차 압연된 판재의 표면 온도가 450 ~ 500℃가 되도록 1차 냉각하는 단계; (e) 상기 1차 냉각된 판재를 공냉하여, 두께방향 중심부 열에 의해 온도가 600 ~ 650℃가 되도록 하는 단계; 및 (f) 상기 공냉된 판재를 300℃ 미만까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

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

본 발명은 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 저항복비 특성을 만족하는 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 전 세계적으로 지진에 의한 건물 및 구조물들의 파괴를 방지하기 위한 내진용 강판, 즉 저항복비를 가지는 강판 개발의 필요성이 대두되고 있다. 저항복비를 가지면 소성 영역이 상대적으로 길어져 연한 거동으로 지진 피해에 대한 방지 효과에 유리하다.

또한, 최근 자원의 글로벌화에 의해 라인 파이프가 광범위하게 쓰이고 있으며, 이에 따라 API(American Petroleum Institute) 강판에 대해서도 저항복비를 요구하는 경향이 뚜렷해지고 있다.

특히, 고강도 API 강판을 얻기 위해 TMCP(Thermo Mechanical control process) 제조법을 주로 이용하는데, TMCP 제조법을 이용하여 강판을 제조할 경우에는 인장 강도와 항복 강도가 모두 높은 관계로 저항복비를 가지기가 매우 어렵다. 또한, 파이프 상태가 아닌 플레이트 상태에서 저항복비를 보증하기는 상당히 어렵다.

본 발명에 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0018255호(2006.02.28 공개)가 있으며, 상기 선행기술에는 저항복비 고강도 고인성의 후강판과 용접강관 및 그 제조방법이 기재되어 있다.

본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 저항복비 특성을 갖는 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법은 (a) 탄소(C) : 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%, 망간(Mn) : 1.1 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06, 구리(Cu) : 0.05 ~ 0.2 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.06 중량%, 바나듐(V) : 0.01~0.07 중량%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.02 중량%, 칼슘(Ca) : 0.002 ~ 0.003 중량%, 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 판재를 재결정 영역에서 1차 압연하는 단계; (c) 상기 1차 압연된 판재를 FRT(Finishing Rolling Temperature) : 860 ~ 880℃ 조건으로 미재결정 영역에서 2차 압연하는 단계; (d) 상기 2차 압연된 판재의 표면 온도가 450 ~ 500℃가 되도록 1차 냉각하는 단계; (e) 상기 1차 냉각된 판재를 공냉하여, 두께방향 중심부 열에 의해 온도가 600 ~ 650℃가 되도록 하는 단계; 및 (f) 상기 공냉된 판재를 300℃ 미만까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬라브 판재에는 몰리브덴(Mo) : 0.15 중량% 이하가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 1차 냉각은 10~15℃/sec 이하의 속도로 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (f) 단계에서, 상기 2차 냉각은 20~25℃/sec의 속도로 실시하는 것이 바람직하다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판은 탄소(C) : 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%, 망간(Mn) : 1.1 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06, 구리(Cu) : 0.05 ~ 0.2 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.06 중량%, 바나듐(V) : 0.01~0.07 중량%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.02 중량%, 칼슘(Ca) : 0.002 ~ 0.003 중량%, 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 최종 미세조직이 베이나이트, 페라이트 및 마르텐사이트를 포함하는 복합 조직을 갖는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 강판에는 몰리브덴(Mo) : 0.15 중량% 이하가 더 포함되어 있을 수 있다.

본 발명은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 저항복비 특성을 갖는 강판을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 강판은 베이나이트, 페라이트 및 마르텐사이트가 포함된 복합조직을 나타낼 수 있다.

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

강판

본 발명에 따른 강판 제조 방법에서 슬라브 판재는 탄소(C) : 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%, 망간(Mn) : 1.1 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06, 구리(Cu) : 0.05 ~ 0.2 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.06 중량%, 바나듐(V) : 0.01~0.07 중량%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.02 중량%, 칼슘(Ca) : 0.002 ~ 0.003 중량%, 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 슬라브 판재에는 몰리브덴(Mo) : 0.15 중량% 이하가 더 포함되어 있을 수 있다.

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

탄소(C)

탄소(C)는 강도 확보를 위해 첨가된다.

상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.05 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.05 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 강판 전체 중량의 0.10 중량%를 초과할 경우에는 인성 저하를 야기할 수 있으며, 전기저항용접(ERW)시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있다.

실리콘( Si )

본 발명에서 실리콘(Si)은 알루미늄(Al)과 함께 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘(Si)은 고용강화 효과도 가진다.

상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.2 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.2 중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.3 중량%를 초과하여 다량 첨가시 강의 용접성을 저하시키며, 재가열 및 열간압연 시에 적 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있다.

망간( Mn )

망간(Mn)은 철(Fe)과 유사한 원자 반경을 갖는 치환형 원소로서, 강의 경화능을 향상시키는 역할을 한다.

상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 1.1 ~ 1.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 1.1 중량% 미만일 경우에는 고용강화 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 1.5 중량%를 초과할 경우에는 용접성이 크게 저하될 뿐만 아니라, MnS 개재물 생성 및 중심 편석(center segregation) 발생에 의하여 강판의 연성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.

인(P)

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

그러나, 인(P)은 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하로 제한하였다.

황(S)

황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해한다. 특히, 상기 황(S)은 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하로 제한하였다.

가용성 알루미늄(S- Al )

가용성 알루미늄(S-Al)은 상기의 실리콘과 함께 강 중 탈산을 위해 첨가된다.

상기 가용성 알루미늄(S-Al)이 첨가될 경우, 그 첨가량은 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 가용성 알루미늄(S-Al)의 첨가량이 0.01 중량% 미만을 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 가용성 알루미늄(S-Al)의 첨가량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 연주성이 저해될 수 있다.

구리( Cu )

구리(Cu)는 고용강화에 기여하여 강도를 향상시키는 역할을 한다.

상기 구리(Cu)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.05 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 구리(Cu)의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 구리(Cu)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 강판의 열간가공성을 저하시키고, 용접후 재열균열(Stress Relief Cracking) 감수성을 높이는 문제점이 있다.

니오븀( Nb )

니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강판의 강도와 저온인성을 향상시킨다.

니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.04 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.04 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 강판의 용접성을 저하시키며, 강도와 저온인성은 더 이상 향상되지 않고 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 충격인성을 저하시킬 위험이 있다.

바나듐(V)

바나듐(V)은 고용강화 및 저온에서 니오븀(Nb)과 함께 복합 석출물 형성을 통해 강도 향상에 기여한다.

상기 바나듐은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.07 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 바나듐은 0.01 중량% 이상 첨가될 때, 그 효과를 충분히 발휘한다. 반면, 바나듐을 0.07 중량%를 초과하여 첨가할 경우 제조 비용 상승과 함께 용접성을 저하시키고, 저온에서의 과다한 석출에 의하여 권취시 문제를 발생할 수 있다.

니켈( Ni )

니켈(Ni)은 소입성을 향상시키면서 인성개선에 유효하다.

상기 니켈(Ni)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 니켈(Ni)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 강판의 냉간가공성을 저하시킨다. 또한 과다한 니켈(Ni)의 첨가는 강판의 제조 비용을 크게 상승시킨다.

크롬( Cr )

크롬(Cr)은 강도를 확보하기 위해 첨가되는 유효한 원소이다. 또한, 상기 크롬(Cr)은 담금질성을 증가시키는 역할을 한다.

크롬(Cr)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 크롬(Cr)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우에는 용접성이나 열영향부(HAZ) 인성을 저하시키는 문제점이 있다.

티타늄( Ti )

본 발명에서 티타늄(Ti)은 니오븀(Nb), 바나듐(V)과 함께 석출물 형성원소로서, 슬라브 재가열시 TiN을 형성하여 오스테나이트 결정립 성장을 억제하여 강도를 증대시키는 역할을 한다. 특히, TiN 석출물은 높은 용해온도로 인하여 고온에서 쉽게 용해되지 않으며, 이로 인해 용접 열영향부(HAZ)에서 결정립을 미세화시키는 역할을 한다.

상기 티타늄은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.005 ~ 0.02 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.005 중량% 미만이면 상기의 티타늄 첨가 효과가 미미하고, 티타늄의 함량이 0.02 중량%를 초과하면 TiN석출물이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하되고, 제조되는 API 열연강판의 표면 결함을 유발시킬 수 있다.

칼슘( Ca )

칼슘(Ca)은 CaS를 형성시켜 강중의 황의 함량을 낮추고, 아울러 MnS 편석을 감소시켜 강의 청정도 및 황의 입계편석을 감소시켜 재가열 균열에 대한 저항성을 증가시키는 역할을 한다.

상기 칼슘(Ca)은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.002 ~ 0.003 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 칼슘(Ca)의 함량이 0.002 중량% 미만일 경우, 황의 함량이 극소가 되도록 제어하여야 하는 문제점이 있다. 반대로 칼슘(Ca)의 함량이 0.003 중량%를 초과할 경우 CaO와 같은 개재물을 형성시키는 문제점이 있다.

질소(N)

질소(N)는 불가피한 불순물로써, 0.008 중량%를 초과하여 다량 함유될 경우 고용 질소가 증가하여 강판의 충격특성 및 연신율을 떨어뜨리고 용접부의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하로 제한하였다.

몰리브덴( Mo )

본 발명에서 몰리브덴(Mo)은 담금질성을 높이는 것과 동시에 템퍼링 연화 저항을 높이고, 강도 상승에 유효한 원소이다.

상기 몰리브덴(Mo)이 첨가될 경우, 그 첨가량은 강판 전체 중량의 0.15 중량% 이하인 것이 바람직하다. 몰리브덴(Mo)의 첨가량이 0.15 중량%를 초과하는 경우 항복비가 증가될 수 있다.

강판 제조 방법

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

도 1을 참조하면, 도시된 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 1차 압연 단계(S120), 2차 압연 단계(S130), 1차 냉각 단계(S140), 공냉 단계(S150) 및 2차 냉각 단계(S160)을 포함한다. 이때, 슬라브 재가열 단계(S110)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위해서는 실시하는 것이 더 바람직하다.

슬라브 재가열

슬라브 재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열한다. 이러한 슬라브 판재의 재가열을 통하여, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다.

본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1200℃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.

1차 압연, 2차 압연

본 발명에서 압연은 1차 압연과 2차 압연으로 이루어진다.

1차 압연 단계(S120)에서는 재가열된 판재를 오스테나이트 재결정 영역에서 1차 압연한다.

2차 압연 단계(S130)에서는 1차 압연된 판재를 FRT(Finishing Rolling Temperature) : 860 ~ 880℃ 조건으로 2차 압연한다.

본 단계에서, 마무리 열간압연온도(FRT)가 860℃ 미만일 경우에는 이상역 압연이 발생하여 균일하지 못한 조직이 형성됨으로써 저온 충격인성을 크게 저하시킬 수 있다. 반대로, 마무리 열간압연온도(FRT)가 880℃를 초과할 경우에는 연성 및 인성은 우수하나, 강도가 급격히 저하되는 문제가 있다.

이때, 2차 압연은 누적압하율이 40 ~ 50%가 되도록 실시될 수 있다. 상기 누적압하율이 40% 미만일 경우에는 균일하면서도 미세한 조직을 확보하는 것이 어려워 강도 및 충격인성의 편차가 심하게 발생할 수 있다. 반대로, 누적압하율이 50%를 초과할 경우에는 압연 공정 시간이 길어져 생선성이 저하되는 문제가 있다.

1차 냉각

1차 냉각 단계(S140)에서는 2차 압연된 판재의 표면 온도가 450~500℃가 되도록 1차 냉각한다. 본 발명에서 1차 냉각은 1차 및 2차 압연된 판재의 표면 온도가 450 ~ 500℃가 되도록 냉각함으로써, 베이나이트 조직을 형성시킨다.

본 단계에서, 1차 냉각종료온도가 450℃ 미만일 경우에는 강의 제조비용이 증가하며, 충분한 강도를 확보할 수 있으나, 연성을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각종료온도가 500℃를 초과할 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.

또한, 본 단계에서, 냉각 속도는 15℃/sec 이하로 실시하는 것이 바람직하며, 이때, 10~15℃/sec로 실시하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 냉각 속도가 15℃/sec를 초과할 경우에는 냉각 제어가 어려우며, 과도한 냉각으로 경제성이 저하될 수 있다.

공냉

공냉 단계(S150)에서는 판재를 페라이트 온도 영역에 해당하는 600 ~ 650℃까지 공냉함으로써, 페라이트 조직을 형성시킨다. 이때, 공냉 단계(S150)는 별도의 가열 공정 없이도 판재의 중심부의 열이 표면으로 전달되어, 표면부의 온도가 상승하는 것을 이용할 수 있다.

2차 냉각

2차 냉각 단계(S160)에서는 판재를 300℃미만 까지 냉각한다. 본 발명에서 2차 냉각은 300℃미만까지 냉각함으로써, 마르텐사이트 조직을 형성시킨다.

본 단계에서, 2차 냉각종료온도가 300℃ 이상일 경우에는 마르텐사이트 형성이 어려워서 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.

또한, 본 단계에서, 냉각 속도는 25℃/sec 이하로 실시하는 것이 바람직하며, 이때, 20~25℃/sec로 실시하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 냉각 속도가 20℃/sec를 초과할 경우에는 냉각 제어가 어려우며, 과도한 냉각으로 경제성이 저하될 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 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들을 제조하였다. 이후, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 시편들에 대하여 인장시험을 수행하였다. 또한, 비교예 1과 실시예 1은 10mm두께의 시편을 사용하였으며, 비교예 2와 실시예 2는 25mm의 두께의 시편을 사용하였다.

[표 1] (단위 : 중량%)

[표 2]

[표 3]

표 1 내지 3을 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 시편의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이. 베이나이트와 페라이트 및 마르텐사이트로 형성된 것을 알 수 있다.

반면, 도 3을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2와 비교하여 대부분의 합금 성분은 유사한 함량으로 첨가되나, 몰리브덴(Mo)이 첨가되지 않으며, 1차 냉각 온도 및 냉각 속도가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어하는 비교예 1에 따라 제조된 시편들의 경우, 페라이트와 베이나이트 및 펄라이트로 형성된 것을 알 수 있다.

따라서, 실시예 1 및 실시예 2에 따라 제조된 시편들의 경우 인장강도(TS) : 540MPa 이상, 및 항복비(YR) : 80% 이하를 모두 만족하는 저항복비를 갖을 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 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 1차 압연 단계
S130 : 2차 압연 단계
S140 : 1차 냉각 단계
S150 : 공냉 단계
S160 : 2차 냉각 단계

Claims

(a) 탄소(C) : 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%, 망간(Mn) : 1.1 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06, 구리(Cu) : 0.05 ~ 0.2 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.06 중량%, 바나듐(V) : 0.01~0.07 중량%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.02 중량%, 칼슘(Ca) : 0.002 ~ 0.003 중량%, 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 단계;
(b) 상기 재가열된 판재를 재결정 영역에서 1차 압연하는 단계;
(c) 상기 1차 압연된 판재를 FRT(Finishing Rolling Temperature) : 860 ~ 880℃ 조건으로 미재결정 영역에서 2차 압연하는 단계;
(d) 상기 2차 압연된 판재의 표면 온도가 450 ~ 500℃가 되도록 1차 냉각하는 단계;
(e) 상기 1차 냉각된 판재를 공냉하여, 두께방향 중심부 열에 의해 온도가 600 ~ 650℃가 되도록 하는 단계; 및
(f) 상기 공냉된 판재를 300℃ 미만까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 슬라브 판재에는
몰리브덴(Mo) : 0.15 중량% 이하가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 (d) 단계에서,
상기 1차 냉각은 10~15℃/sec 이하의 속도로 실시하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 (f) 단계에서,
상기 2차 냉각은 20~25℃/sec의 속도로 실시하는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
탄소(C) : 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%, 망간(Mn) : 1.1 ~ 1.5 중량%, 인(P) : 0 중량% 초과 ~ 0.02 중량% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과 ~ 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06, 구리(Cu) : 0.05 ~ 0.2 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04 ~ 0.06 중량%, 바나듐(V) : 0.01~0.07 중량%, 니켈(Ni) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 크롬(Cr) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 티타늄(Ti) : 0.005 ~ 0.02 중량%, 칼슘(Ca) : 0.002 ~ 0.003 중량%, 질소(N) : 0 중량% 초과 ~ 0.008 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며,
최종 미세조직이 베이나이트, 페라이트 및 마르텐사이트를 포함하는 복합 조직을 갖고, 인장강도(TS) : 540MPa 이상, 및 항복비(YR) : 80% 이하로 나타내는 것을 특징으로 하는 강판.
제5항에 있어서,
상기 강판에는
몰리브덴(Mo) : 0.15 중량% 이하가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 강판.
삭제