KR101543857B1

KR101543857B1 - 가공성이 우수한 복합조직강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101543857B1
Application number: KR1020130131282A
Authority: KR
Inventors: 안연상; 한상호; 주세돈; 최을용
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-08-11
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: KR20150050001A

Abstract

가공성이 우수한 복합조직강판 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명은,중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하(0은 제외), N:0.01%이하(0은 제외), Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 강판은 그 내부조직에 소정의 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상이며, 그리고 소정의 [수식 2]에 정의되는 전체 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)가 5%이하인 가공성이 우수한 복합조직강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

가공성이 우수한 복합조직강판 및 그 제조방법{Composite structure steel sheet with superior workability, and its manufacturing method}

본 발명은 주로 자동차 판넬용으로 사용되는 고강도 강판의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 특히 항복비가 낮고 항복비 대비 연성이 우수하여 자동차 외판용으로 사용되는 가공성이 우수한 복합조직강 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 자동차의 충격 안정성 규제 및 연비 효율이 강조되면서 자동차 차체의 경량화 및 고강도화를 동시에 만족시키기 위하여 고장력강이 적극적으로 사용되고 있으며, 이러한 추세를 따라 자동차 외판에서도 고강도강 적용이 확대되고 있다.

현재 대부분 340Mpa급 소부경화강이 자동차 외판에 적용되고 있으나, 일부 490M급 강판이 적용중에 있으며, 계속해서 590MPa급으로 확대 적용될 전망이다.

그런데 외판의 강도가 증가할수록 경량화와 내덴트성은 향상되지만, 강도증가에 따라 가공시 성형성이 나빠지는 단점이 있다. 따라서 최근 자동차 제조사에서는 외판에 고강도강을 적용하면서 부족한 가공성을 보완시키기 위해 항복비(YR=YS/TS)가 낮고, 연성이 우수한 강판을 요구하고 있다.

상술한 두 가지 물성을 만족시키기 위해서는 항복비 대비 연성(El/YR)이 우수한 강판의 개발이 필요하다. 이와 더불어 자동차 외판에 적용하기 위해서는 무엇 보다 강재의 표면품질이 우수하여야 하는데, 고강도를 확보하기 위해 첨가하는 경화능 원소이자 산화성 원소들인 Si과 Mn으로 인해 외판용 도금표면품질의 확보가 어려운 실정이다.

한편 자동차용 강판은 높은 내식성도 요구되기 때문에, 종래부터 자동차용 강판으로 내식성이 우수한 용융아연 도금강판이 사용되어 왔다. 그리고 이러한 강판은 재결정 소둔 및 도금을 동일 라인에서 실시하는 연속 용융아연 도금 설비를 통하여 제조되므로 우수한 내식성을 가지는 강판을 저렴하게 제조할 수 있었다. 또한 용융아연 도금 후에 다시 가열 처리한 합금화 용융아연도금강판의 경우, 우수한 내식성과 더불어 용접성이나 성형성도 우수하다는 점에서 널리 사용되고 있다. 따라서 자동차 외판의 경량화 및 가공성 향상을 위해서는 가공성이 우수한 고장력 냉연강판의 개발이 요구되고 있으며, 이와 더불어 우수한 내식성, 용접성 및 성형성을 갖는 고장력 용융아연도금강판의 개발이 요구되고 있다.

상기 고장력 강판에서 가공성을 향상시킨 종래기술로는 JP2005-264176호에 개시된 발명을 들 수 있다. 상기 종래기술에는 마르텐사이트를 주체로 하는 복합조직으로 이루어진 강판으로서, 가공성을 향상시키기 위해 조직 내부에 입경 1~100nm의 미세 석출 구리 입자를 분산시킨 고장력 강판의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 종래기술은 양호한 미세한 Cu 입자를 석출시키기 위하여 Cu 함량을 2~5%로 과다하게 첨가함으로써 Cu에 기인한 적열 취성이 발생할 수 있으며, 또한 제조비용이 과다하게 상승하는 문제점이 있다.

또다른 종래기술인 일본 공개특허공보 2004-292891호에는 주상인 페라이트와 2상인 잔류 오스테나이트 및 저온변태상인 베이나이트와 마르텐사이트를 함유하는 복합조직으로 이루어진 강판으로서, 연성과 신장 플랜지성이 우수한 복합조직 강판의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나 상기 종래기술은 다량의 Si와 Al을 첨가함으로써 도금품질을 확보하기 어렵고, 제강 및 연주 시 표면품질 확보가 어려운 문제점을 가지고 있다. 또한 변태유기소성으로 인해 초기 YS 값이 높아 항복비가 높으며, 또한 잔류오스테나이트를 만들기 위해 다량 첨가하는 Si과 Al 때문에 외판 수준의 도금 표면품질을 얻기가 어렵다는 문제가 있다.

가공성이 양호한 고장력 용융아연도금강판을 제공하는 대표적인 종래기술로는 국내 공개특허공보 2002-0073564호를 들 수 있다. 상기 종래기술에서는 연질 페라이트와 경질 마르텐사이트의 복합조직을 갖는 강판으로서, 연신율 및 r값(Lankford value)을 개선한 용융아연도금강판의 제조방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 종래기술은 다량의 Si을 첨가함으로써 우수한 도금품질 확보에 어려움이 있고, 다량의 Ti와 Mo를 첨가하여 제조원가가 상승하는 문제가 발생한다.

일본 공개특허공보 제2005-264176호: 가공성이 우수한 고강도강판 및 그 제조방법(출원인: JFE STEEL), 2005. 09. 29. 공개 일본 공개특허공보 제2004-292891호: 피로특성 및 구멍확장성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법(출원인: JFE STEEL), 2004. 10. 21. 공개 대한민국 공개특허공보 제2002-0073564호: 복합조직형 고장력강판, 고장력 도금강판 및 이들의 제조방법(출원인: JFE STEEL), 2002. 09. 27. 공개

따라서 본 발명에서는 자동차 외판용 강판의 가공성을 향상시키기 위하여 합금설계 및 조업조건을 특정화시켜 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트를 페라이트 입내보다는 입계에 최대한 분포시키고, 불가피하게 형성되는 베이나이트 분율을 전체 2상 조직 분율중 3% 미만으로 제어함으로써 항복비 대비 연성(EL/YR) 특성을 크게 향상시킬 수 있는 가공성이 우수한 복합조직강판 및 그 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가공성이 우수한 복합조직강판은,

중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하(0은 제외), N:0.01%이하(0은 제외), Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,

상기 강판은 내부조직에 하기 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상이며, 그리고 하기 [수식 2]에 정의되는 전체 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)가 5%이하이다.

[수식 1]

M(%)={M_gb/(M_gb+M_in)}×100

여기서, M_gb : 페라이트 결정립계에 존재하는 마르텐사이트 갯수

M_in : 페라이트 결정립내에 존재하는 마르텐사이트 갯수

[수식 2]

B(%)=(BA/(MA+BA)×100

여기서, BA: 베이나이트 점유 면적

MA: 마르텐사이트 점유 면적

또한 상기 C의 함량을 0.01~0.1% 범위로 관리함이 바람직하다.

또한 상기 Si의 함량을 0.6% 이하로 관리함이 바람직하다.

또한 상기 베이나이트 점유율(B%)이 3% 이하인 것이 바람직하다.

또한 상기 강판의 전체조직중 마르텐사이트 분율이 2~10%로 제어됨이 바람직하다.

또한 상기 강판은 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)이 60%이상일 수 있다.

또한 본 발명의 가공성이 우수한 복합조직강판 제조방법은,

중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하, N:0.01%이하, Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성되는 강 슬라브를 마련한 후 통상의 조건으로 재가열하는 공정;

상기 재가열된 강 슬라브를 Ar₃ 변태점 이상에서 통상의 조건으로 마무리 열간 압연한 후, 450~700℃의 온도범위에서 권취하는 공정; 및

상기 권취된 강판을 40~65%의 압하율로 냉간압연을 행하고, 이어, 760~830℃의 온도 범위에서 소둔처리함으로써,

그 내부조직에 상기 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상이며, 그리고 상기 [수식 2]에 정의되는 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)가 5%이하인 강판을 제조하는 공정;을 포함한다.

또한 상기 C의 함량을 0.01~0.1% 범위로 관리함이 바람직하다.

또한 상기 Si의 함량을 0.6% 이하로 관리함이 바람직하다.

또한 상기 소둔처리된 강판은 전체조직중 마르텐사이트 분율이 2~10%로 제어됨이 바람직하다.

또한 상기 소둔처리된 강판의 베이나이트 점유율(B%)이 3% 이하인 것이 바람직하다.

또한 상기 소둔처리된 강판은 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)이 60%이상일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 합금설계 및 조업조건을 최적화하여 항복비 대비 연성 값(EL/YR)을 크게 향상시킬 수 있는 냉연강판 및 용융아연도금용 복합조직강판을 제조함에 유용한 효과가 있다.

따라서 강판의 고가공성이 요구되는 자동차용 외판재로 다양하게 이용될 수 있으며, 아울러 재질 및 도금 특성을 일시에 확보할 수 있으므로 다양한 냉연 및 도금강판 제조에도 효과적으로 적용할 수 있는 이점이 있다.

이하에서 다양한 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 기술구성을 보다 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 가공성이 우수한 복합조직강판은, 중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하(0은 제외), N:0.01%이하(0은 제외), Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성된다. 이하에서는 각 합금원소의 특성 및 조성 범위의 임계적 의의에 대해 간단히 설명한다.

C는 본 발명에서 강도에 기여하는 마르텐사이트 조직을 확보하는 데 있어 매우 중요한 성분이다. 만일 그 함량이 0.1중량%(이하, %라 한다)를 초과하게 되면, 아포정영역에 해당 되어 연주 크랙을 유발할 수 있을 뿐만 아니라 오스테나이트 영역을 확장함으로써 최종 조직에서 베이나이트 조직 분율을 최소화하기 위한 소둔온도의 범위가 제한되며, 아울러 용접성이 나빠져 실적용이 곤란하다는 한계가 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 C의 함량을 0.1% 이하로 제한함이 바람직하다.

보다 바람직하게는 상기 C의 함량을 0.01~0.1%로 제어하는 것이다. 이는 C함량이 0.01 미만이 되면 본 발명에서 목표로 하는 강도를 확보함에 어려움이 있기 때문이다.

Mn은 고용강화 원소로 강도 상승에 기여할 뿐만 아니라 강 중 S를 MnS로 석출시켜 열간압연 시 S에 의한 판파단 발생 및 고온 취화를 억제시키는 중요한 역할을 한다. 또한 마르텐사이트 형성을 촉진시키는 강력한 경화능 원소로서 복합조직 의 형성을 촉진시킨다. 그러나 만일 그 함량이 2%를 초과할 경우 강력한 산화성 원소로 강판표면에 미도금 발생으로 인해 도금 표면품질을 저해하고, 판의 길이 방향에 Mn band가 형성되어 가공크랙이 발생할 경향이 높아 본 발명에서는 그 함량을 2%이하로 제한함이 바람직하다.

P는 성형성을 크게 해치지 않으면서 강도 확보에 가장 유리한 원소다. 그러나 과잉의 P첨가는 취성 파괴 발생 가능성을 현저히 높여 열간압연 도중 슬라브의 판파단의 발생가능성이 증가할 뿐만 아니라 도금 표면 특성을 저해하는 원소로 작용하며, 반면에 그 첨가량이 적으면 강화효과로서 P영향이 전혀 고려되지 못하여 목적강도를 확보할 수 없을 수 있다.

따라서 본 발명에서는 이를 고려하여 상기 P의 함량을 0.01~0.07%로 제한함이 바람직하다.

S와 N은 강 중 불순물 원소로써 불가피하게 첨가되는 원소들이기 때문에 가능한 한 낮게 관리하는 것이 중요하다. 또한 우수한 용접 특성을 확보하기 위하여 그 함량들을 가능한 한 적게 관리함이 바람직하나, 이에 따라 강의 정련 비용이 높아지게 된다. 그러므로 조업조건이 가능한 범위인 S 함량 0.01% 이하, N 함량 0.01% 이하로 유지되도록 함이 바람직하다.

Si은 목적하는 강도에 따라 적절히 그 함량을 조정할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 Si 함량을 1.0%이하로 제한함이 바람직하다. 만일 Si 함량이 1.0%를 초과하면 소둔공정 중 Si이 표면에 농화 되어 미도금이 발생하게 되므로 도금 표면 특성에 매우 불리하여 표면품질확보에 문제가 있기 때문이다.

보다 바람직하게는 상기 Si함량을 0.6% 이하로 제한하는 것이다.

산가용성 Al은 강의 입도 미세화와 탈산을 위해서 첨가되는 원소이다. 그러나 함량이 0.02% 미만이면 통상의 안정된 상태로 killed강을 제조할 수 없으며, 그 함량이 0.1%를 초과하면 결정립 미세화 효과로 강도 상승에는 유리하지만 제강 연주 조업시 개재물 과다 형성으로 인하여 도금 강판의 표면 불량 발생 가능성이 높아질 뿐만 아니라 제조 원가 상승을 초래할 수 있다.

이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 산가용성 Al 함량을 0.02~0.1%로 제한함이 바람직하다.

Cr은 강의 경화능을 향상시키고 고강도를 확보하기 위해 첨가하는 성분이나, 열간압연 과정에서 Cr₂₃C₆와 같은 조대한 Cr계 탄화물은 형성함으로써 소둔 후 마르텐사이트 조직의 조대화를 유발한다. 이에 따라 제조된 강판의 연성 저하를 유발하기 때문에 본 발명에서는 상기 Cr의 함량을 0.8% 이하로 제한함이 바람직하다.

Mo은 오스테나이트가 펄라이트로 변태되는 것을 지연시킴과 동시에 페라이트 미세화 및 강도 향상을 위하여 첨가하는 성분이다. 그러나 그 함량이 0.2%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 연성이 저하되기 때문에, 본 발명에서는 상기 Mo의 함량을 0.2% 이하로 제한함이 바람직하다.

Sb는 MnO, SiO₂, Al₂O₃ 등의 산화물에 대한 표면 농화를 억제하여 표면 결함을 저하시키며, 온도 상승 및 열연 공정 변화에 따른 표면 농화물의 조대화를 억제하는데 탁월한 효과가 있다. 그런데 상기 Sb의 함량이 0.005% 미만인 경우 상기의 효과를 확보하기 어렵고, 반면에 그 첨가량이 계속 증가하여도 상술한 효과는 크게 증가하지 않을 뿐만 아니라 제조비용과 가공성 열화 등의 문제를 초래할 수 있다.

본 발명에서는 이를 고려하여 상기 Sb의 함량을 0.005~0.1%로 제한함이 바람직하다.

B은 P 첨가에 의한 2차가공취성을 방지하기 위해 첨가하는 것이 바람직한데, 0.003%를 초과시 오히려 연신율 저하를 수반하므로 그 함량을 제한한다.

다음으로, 본 발명의 복합조직 강판은 우수한 가공성을 확보하기 위해서 상기 합금 조성에 더하여, 하기와 같은 미세조직 및 상분율 제어 조건을 만족할 필요가 있다. 이하, 미세조직 사이즈와 분포에 대해 설명한다.

먼저 본 발명에서는 상기 복합조직강판은 그 내부조직에 하기 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상일 것이 요구된다.

[수식 1]

M(%)={M_gb/(M_gb+M_in)}×100

M_in : 페라이트 결정립내에 존재하는 마르텐사이트 갯수

본 발명자의 연구결과에 의하면, 그 분포도에 있어서 페라이트 결정립내에 존재하는 마르텐사이트 대비 페라이트 결정립계에 존재하는 마르텐사이트 점유비가 높을수록 낮은 항복비를 유지하면서 연성을 향상시키는데 기여함을 발견하였다. 이러한 발견에 근거하여 상기와 같은 분포도 조건을 제시하는 것이다.

결정립계 마르텐사이트 점유비(M%)가 90% 이상에서는 항복강도 대비 연신율(EL/YR)을 60% 이상 확보 가능하고, 그 이하에서는 목적하는 값을 얻을 수 없다. 이는 페라이트 입내에 존재하는 마르텐사이트가 가공시 전위의 진행을 현저히 방해하여 항복강도가 인장강도 대비 빠르게 진행되기 때문이며, 또한 페라이트 입내에 마르텐사이트가 형성되면서 페라이트 입내에 지나치게 많은 전위를 발생시켜 가공시 가동 전위의 이동을 방해함으로써 페라이트의 연성을 저해하기 때문이다.

또한 본 발명에서는 상기 복합조직강판은 하기 [수식 2]에 정의되는 전체 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)를 5%이하로 할 것이 요구된다.

[수식 2]

B(%)=(BA/(MA+BA)×100

여기서, BA: 베이나이트 점유 면적

MA: 마르텐사이트 점유 면적

본 발명에서 전체 2상 조직중 베이나이트 면적비(B%)를 낮게 제어하는 것이 중요한데, 이는 베이나이트가 마르텐사이트에 비해서 베이나이트 입내에 있던 고용원소인 C과 N가 쉽게 전위에 고착되어 전위의 이동을 방해하고 불연속 항복거동을 나타내므로써 항복비를 현저하게 증가시키기 때문이다. 그런데 전체 2상 조직중 베이나이트 면적비(%)가 5%이하인 경우에는 항복비 대비 연신율 (EL/YR) 특성을 60% 이상으로 확보할수 있는 반면, 그 면적비가 5%를 초과하면 상술한 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)을 60% 이상으로 할 수가 없다. 보다 바람직하게는, 상기 면적비를 3%이하로 제한하는 것이다.

나아가, 본 발명에서는 상기 강판은 전체조직중 마르텐사이트 분율이 2~10%로 관리함이 바람직하다. 상기 강판의 내부조직을 전자현미경으로 관찰한 결과, 마르텐사이트 분율이 2% 미만인 경우에는 강도확보가 쉽지않고, 10%를 초과하면 강도가 너무 높아 원하는 가공성을 확보하기가 힘들기 때문이다.

이상에서 설명한 합금원소의 조성범위 및 미세조직 분포를 갖는 복합조직강판은 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트를 페라이트 입내보다는 입계에 최대한 분포시키고, 불가피하게 형성되는 베이나이트 분율을 전체 2상 조직 분율중 5% 이하로 제어함으로써 항복비 대비 연성(EL/YR) 특성을 크게 향상시켜 자동차 외판재용 강판의 가공성 등을 개선할 수 있다.

이하, 본 발명의 가공성이 우수한 복합조직강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 복합조직강 제조방법은, 중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하, N:0.01%이하, Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성되는 강 슬라브를 마련한 후 통상의 조건으로 재가열하는 공정; 상기 재가열된 강 슬라브를 Ar₃ 변태점 이상에서 통상의 조건으로 마무리 열간 압연한 후, 450~700℃의 온도범위에서 권취하는 공정; 및 상기 권취된 강판을 40~65%의 압하율로 냉간압연을 행하고, 이어, 760~830℃의 온도 범위에서 소둔하는 공정;을 포함한다.

먼저 본 발명에서는 상기와 같이 조성된 강 슬라브를 통상의 조건으로 재가열한다. 일한 슬라브 재가열공정은 후속하는 압연공정을 원활히 수행하고, 목표로 하는 강판의 물성을 충분히 얻기 위하여 강 슬라브를 가열하는 공정이다. 본 발명은 이러한 재가열조건에 특별히 제한되지 않으며, 통상의 재가열조건이면 족하다. 그 일예로 1100-1300℃의 온도범위에서 재가열하는 것이다.

이어, 본 발명에서는 상기 재가열된 강 슬라브를 Ar₃ 변태점 이상에서 통상의 조건으로 마무리 열간 압연한다. 본 발명은 이때 특정한 열간압연 조건에 제한되지 않으며 통상의 열간 압연온도를 이용할 수 있다. 그 일예로 800~1000℃의 온도범위에서 마무리 열간압연할 수 있다.

이후, 본 발명에서는 상기 마무리 열간 압연된 강판을 450~700℃의 온도 범위에서 권취한다. 만일 상기 권취온도가 450℃ 미만이면 과다한 마르텐사이트 또는 베이나이트가 생성되어 열연강판의 과다한 강도 상승을 초래함으로써 냉간압연 시 부하로 인한 형상불량 등의 제조상의 문제가 발생할 수 있다. 반면, 700℃를 초과하면 Si, Mn 및 B등의 용융아연도금의 젖음성을 저하시키는 원소들에 의한 표면농화가 심해질 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 권취온도를 450~700℃ 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

후속하여, 본 발명에서는 상기 권취된 열연강판을 산세한 후 40~80%의 압하율로 냉간압연을 실시한다. 만일 상기 냉간 압하율이 40% 미만이면 목표로 하는 두께를 확보하기 어려울 뿐만 아니라 강판의 형상교정이 어려운 반면, 80%를 초과하게 되면 강판 에지(edge)부의 크랙이 발생할 가능성이 높고 냉간압연 부하를 가져오는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 냉간압하율을 40~80%로 제한하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에서는 상기 냉간압연된 강판을 760~830℃의 온도범위에서 연속 소둔로 또는 합금화 용융 도금 연속로에서 연속 소둔을 실시한다. 상기 연속 소둔 단계는 재결정과 동시에 페라이트와 오스테나이트를 형성하고 탄소를 분배하기 위한 것이다. 만일 상기 연속 소둔온도가 760℃ 미만이면 충분한 재결정이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 충분한 오스테나이트를 형성하기 어려워 본 발명에서 목표로 하는 강도를 확보하기 어렵다. 반면, 830℃를 초과하면 생산성 하락 및 과다한 오스테나이트가 형성되어 냉각 후 베이나이트가 포함되어 연성이 저하될 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 연속 소둔 온도를 760~830℃로 제한하는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, 상기 연속 소둔을 10~1000초 동안 실시하는 것이다.

한편 본 발명에서는 상기와 같은 연속 소둔 공정을 통하여 그 내부조직이 상기 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상이고, 상기 [수식 2]에 정의되는 전체 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)가 5%이하인 냉연강판을 제조할 수 있다. 상기 조직제어 및 그 수치 한정에 대한 설명은 상술한 바와 같다.

또한 본 발명에서는 상기 소둔 처리된 강판은 전체조직중 마르텐사이트 분율을 2~10%로 관리함이 바람직하다.

(실시예)

이하, 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 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.

하기 [표 1]과 같은 조성을 갖는 강 슬라브들을 마련한 후, 1050-1250℃의 온도범위로 재가열하고 Ar₃ 변태점 온도 이상인 850~950℃ 온도범위에서 마무리 열간 압연하였다. 이와 같이 열간 압연된 강판들을 산세후 하기 [표 2]와 같은 조건으로 권취한 후, 40~80%의 압하율로 냉간 압연하였으며, 이후 연속 소둔을 실시하여 냉연 강판을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 각각의 강판에 대한 기계적 특성과 도금특성을 평가하였으며, 그 결과를 또한 하기 [표 2]에 나타내었다. 한편 본 실시예에서 인장시험은 JIS규격을 이용 C방향으로 실험을 행하였다.

	조성성분(중량%)
	C	Si	Mn	Cr	Mo	P	S	Sol.Al	B	N
비교강A	0.091	0.05	1.99	0.02	0.005	0.013	0.005	0.026	0.0004	0.004
비교강B	0.072	0.05	1.59	0.01	0.005	0.012	0.004	0.018	0.0004	0.0038
발명강A	0.055	0.08	1.62	0.02	0.051	0.012	0.005	0.024	0.0005	0.005
발명강B	0.051	0.04	1.64	0.46	0.009	0.012	0.005	0.02	0.0012	0.004
발명강C	0.029	0.05	1.61	0.50	0.005	0.013	0.005	0.012	0.0005	0.0045

	권취 온도 (℃)	소둔 온도 (℃)	입계 마르텐 사이트 점유비 (M%)	2상중 베이나이트 면적비 (B%)	마르텐 사이트 분율 (%)	항복 강도 (MPa)	인장 강도 (MPa)	연성 (%)	항복비 대비 연신율값 (EL/YR)	미도금 발생 유무	비고
비교강 A	503	770	75.1	5.1	14.75	367	640	28	48.8	무	비교예1
비교강 A	650	843	69.4	8.9	10.59	398	618	26	40.3	유	비교예2
비교강 B	503	790	62.3	12.7	7.1	351	505	28.2	40.5	무	비교예3
비교강 B	710	841	53.2	14.6	5.4	366	495	27.5	37.1	유	비교예4
발명강 A	550	773	90.4	1.9	4.7	271	545	33.7	67.8	무	발명예1
발명강 A	640	851	80.1	8.6	2.8	310	523	28.4	47.9	유	비교예5
발명강 B	560	773	93.0	1.1	5.8	224	543	30.3	73.5	무	발명예2
발명강 B	602	790	92.7	2.0	3.4	233	547	30.4	71.4	무	발명예3
발명강 C	590	771	95.9	0.0	2.3	212	483	35.6	81.1	무	발명예4
발명강 C	673	789	96.8	0.2	2.2	224	480	35.5	76.1	무	발명예5

상기 [표 1], [표 2]에 나타난 바와 같이, 강 조성 성분범위가 본 발명의 범위를 벗어나거나 강 내부조직이 본 발명의 범주를 벗어난 비교예 1-5의 경우, 모두 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)이 60% 미만으로 본 발명에서 목표로 하는 강판의 가공성을 확보할 수 없음을 알 수 있다. 나아가, 비교예 2, 4-5의 경우 강판의 도금 특성 또한 나빠 미도금이 발생함을 알 수 있다.

한편 강 조성성분범위가 본 발명의 요건을 충족하고, 그 미세조직이 발명의 범위를 충족하는 발명예 1-5의 경우 모두 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)이 60% 이상으로 목표로 하는 강판의 가공성을 확보할 수 있음을 알 수 있으며, 아울러 도금 특성 또한 양호함을 알 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), Cr:0.8%이하(0은 제외), Mo:0.2%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하(0은 제외), N:0.01%이하(0은 제외), Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강판으로서,
상기 강판은 그 내부조직에 하기 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상이고, 하기 [수식 2]에 정의되는 전체 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)가 5%이하이며, 그리고 상기 강판은 그 전체조직중 마르텐사이트 분율이 2~10%인 가공성이 우수한 복합조직강판.
[수식 1]
M(%)={M_gb/(M_gb+M_in)}×100
여기서, M_gb: 페라이트 결정립계에 존재하는 마르텐사이트 갯수
M_in: 페라이트 결정립내에 존재하는 마르텐사이트 갯수
[수식 2]
B(%)=(BA/(MA+BA)×100
여기서, BA: 베이나이트 점유 면적
MA: 마르텐사이트 점유 면적
제 1항에 있어서, 상기 C의 함량을 0.01~0.1% 범위로 제한함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판.
제 1항에 있어서, 상기 Si의 함량을 0.6% 이하로 제한함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 베이나이트 점유율(B%)가 3% 이하인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판.
제 1항에 있어서, 상기 강판은 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)이 60%이상인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판.
중량%로 C:0.1%이하(0은 제외), Mn:1.8%이하(0은 제외), Cr:0.8%이하(0은 제외), Mo:0.2%이하(0은 제외), P:0.01~0.07%, S:0.01%이하, N:0.01%이하, Si:1.0%이하(0은 제외), 산가용성 Al:0.02~0.1%, Sb: 0.005~0.1%, B:0.003%이하(0은 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하여 조성되는 강 슬라브를 마련한 후 통상의 조건으로 재가열하는 공정;
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar₃ 변태점 이상에서 통상의 조건으로 마무리 열간 압연한 후, 450~700℃의 온도범위에서 권취하는 공정; 및
상기 권취된 강판을 40~65%의 압하율로 냉간압연을 행하고, 이어, 760~830℃의 온도 범위에서 소둔처리함으로써,
그 내부조직에 하기 [수식 1]에 정의되는 페라이트 결정립계에 존재하는 평균 입경 1㎛ 미만의 미세 마르텐사이트의 점유비(M%)가 90% 이상이고, 하기 [수식 2]에 정의되는 2상 조직중 베이나이트의 면적비(B%)가 5%이하이며, 그리고 그 전체조직중 마르텐사이트 분율이 2~10%인 강판을 제조하는 공정;을 포함하는 가공성이 우수한 복합조직강판 제조방법.
[수식 1]
M(%)={M_gb/(M_gb+M_in)}×100
여기서, M_gb: 페라이트 결정립계에 존재하는 마르텐사이트 갯수
M_in: 페라이트 결정립내에 존재하는 마르텐사이트 갯수
[수식 2]
B(%)=(BA/(MA+BA)×100
여기서, BA: 베이나이트 점유 면적
MA: 마르텐사이트 점유 면적
제 7항에 있어서, 상기 Si의 함량을 0.6% 이하로 제한함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판 제조방법.
삭제
제 7항에 있어서, 상기 소둔처리된 강판의 베이나이트 점유율(B%)이 3% 이하인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판 제조방법.
제 7항에 있어서, 상기 소둔처리된 강판은 항복비 대비 연신율 값(EL/YR)이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 복합조직강판 제조방법.