KR101977474B1

KR101977474B1 - 표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판

Info

Publication number: KR101977474B1
Application number: KR1020170101268A
Authority: KR
Inventors: 김용우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2019-05-10
Also published as: CN110997963A; JP2020530068A; EP3666919A1; US20200377963A1; EP3666919B1; EP3666919A4; PT3666919T; ES2970206T3; WO2019031773A1; JP6952869B2; KR20190016826A

Abstract

열연 강판 표면에 도금 피막을 갖는 도금강판으로서, 상기 열연 강판은 중량%로, C: 0.15~0.25%, Si: 0.5% 이하 (0%는 제외), Mn: 0.5~2.0%, P: 0.03% 이하 (0%는 제외), S: 0.015% 이하 (0%는 제외), Al: 0.05% 이하 (0%는 제외), N: 0.01% 이하 (0%는 제외), Ti: 0.05% 이하 (0%는 제외), B: 0.01% 이하 (0%는 제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하며, 그 미세조직으로, 페라이트 10~30면적%, 펄라이트 20~40면적% 및 베이나이트 35~55면적%를 포함하는 도금강판과 이를 제조하는 방법이 개시된다.
[관계식 1]
0.235[C]+0.0158[Mn]+0.0625[Si]+0.0423[Mo]+0.317[Ti]+1.36[Nb]≤0.075
(여기서, [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)

Description

표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판 {PLATED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT SURFACE QUALITY, STRENGTH AND DUCTILITY}

본 발명은 표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, PEB (Pre-engineered building) 구조물로 바람직하게 이용될 수 있는 표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판에 관한 것이다.

PEB (Pre-engineered building) 공법은 지지 하중을 고려한 최적 설계를 통해 자재 사용을 최소화하는 공법으로, 시공비용 절감 및 공사기간의 단축이 가능한 건축 공법이다. 이러한 PEB 공법에 이용되는 PEB 구조물은 하중에 의한 좌굴 등의 방지를 위해, 우수한 강도를 가질 것이 요구된다. 이에, 일반적으로 PEB구조물로 이용되는 강판의 경우, 강 중 불순물을 최소화시킨 고순도 강에, C, Si, Mn, Ti, Nb, Mo 및 V 등을 첨가함으로써 제조하는 것이 일반적이다.

대표적으로 Ti, Nb, V, Mo 등을 첨가하여 이들 원소의 석출강화를 활용하는 방법 (특허문헌 1, 특허문헌 2), Cr 또는 Mn 등을 다량 첨가하여 강도를 확보하는 방법 (특허문헌 3, 특허문헌 4), Mn 및 Cr 첨가 강을 템퍼어닐링에 의해 충격강도 및 인장특성을 강화하는 방법 (특허문헌 5) 등이 알려져 있다.

추가로, 최근 건설업계는 원가 절감을 위해 구조물의 설계 변경으로 기존 대비 박물 소재를 보다 더 복잡한 형상으로 가공하기를 희망하고 있다. 따라서, 이러한 시장 상황에 대응하기 위해서는 강도뿐만 아니라 연성이 우수한 강판이 필요한 실정이다. 그런데, 앞서 제시한 종래의 기술들은, C, Si, Mn, Cr, Mo 및 W 등의 합금성분에 의한 고용강화나 Ti, Nb, Mo등의 합금성분에 의한 석출강화를 통한 고강도화에만 초점이 맞추어져 있기 때문에 연성 개선에는 한계가 있다.

한편, PEB 구조물은 우수한 내식성을 가질 것이 요구되는 바, 일반적으로 PEB구조물로 이용되는 강판의 표면에는 도금 피막을 형성하게 된다. 이에, PEB구조물로 이용되는 강판의 경우, 도금 전 열연 강판의 표면 품질이 매우 중요한 요소가 되게 되는데, 앞서 제시한 종래의 기술들의 경우, 합금 성분이 과다하여 열간 압연 저항성이 높아 2.0t 미만 박물재 생산 시 고온 압연에 의한 모래형 스케일이 발생하여 도금 품질이 열위한 문제가 있다.

일본 공개특허공보 제2011-102434호 일본 공개특허공보 제2004-359974호 유럽 공개특허공보 제1375694호 한국 공개특허공보 제1997-7002384호 국제 공개특허공보 제2011-154831호

본 발명의 여러 목적 중 하나는, 표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은, 열연 강판 표면에 도금 피막을 갖는 도금강판으로서, 상기 열연 강판은 중량%로, C: 0.15~0.25%, Si: 0.5% 이하 (0%는 제외), Mn: 0.5~2.0%, P: 0.03% 이하 (0%는 제외), S: 0.015% 이하 (0%는 제외), Al: 0.05% 이하 (0%는 제외), N: 0.01% 이하 (0%는 제외), Ti: 0.05% 이하 (0%는 제외), B: 0.01% 이하 (0%는 제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하며, 그 미세조직으로, 페라이트 10~30면적%, 펄라이트 20~40면적% 및 베이나이트 35~55면적%를 포함하는 도금강판을 제공한다.

[관계식 1]

0.235[C]+0.0158[Mn]+0.0625[Si]+0.0423[Mo]+0.317[Ti]+1.36[Nb]≤0.075

(여기서, [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)

본 발명의 다른 측면은, 중량%로, C: 0.15~0.25%, Si: 0.5% 이하 (0%는 제외), Mn: 0.5~2.0%, P: 0.03% 이하 (0%는 제외), S: 0.015% 이하 (0%는 제외), Al: 0.05% 이하 (0%는 제외), N: 0.01% 이하 (0%는 제외), Ti: 0.05% 이하 (0%는 제외), B: 0.01% 이하 (0%는 제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하는 슬라브를 1100~1300℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 Ar3℃ 이상의 온도로 마무리 압연하여 열연 강판을 얻는 단계; 상기 열연 강판을 하기 식 1에 의해 정의되는 Vc~(Vc+30)℃/s의 속도로 냉각 후 권취하는 단계; 및 상기 권취된 열연 강판을 용융 도금욕에 침지하여 용융 도금하는 단계를 포함하는 도금강판의 제조방법을 제공한다.

[관계식 1]

0.235[C]+0.0158[Mn]+0.0625[Si]+0.0423[Mo]+0.317[Ti]+1.36[Nb]≤0.075

[식 1] Vc = 158.0 -156.6[C] +246.6[Si] -40.32[Mn] -25.74[Cr] -73.26[Ni] -8820[B] -1483.2[Ti] +1108.8[Nb] -291.6[Mo] -1092.6[V]

(여기서, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [B], [Ti], [Nb], [Mo] 및 [V]은 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%) 를 의미한다)

본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명에 따른 도금강판은 표면 결함이 발생하지 않는 등 표면 품질이 매우 우수할 뿐만 아니라, 항복강도 및 연신율의 밸런스가 우수한 장점이 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1의 (a)는 비교예 2의 도금강판의 표면을 관찰한 사진이고, 도 1의 (b)는 발명예 1의 도금강판의 표면을 관찰한 사진이다.
도 2는 발명예와 비교예의 항복강도에 대한 연신율을 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명의 일 측면인 표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 측면인 표면 품질, 강도 및 연성이 우수한 도금강판은 열연 강판과 열연 강판 표면에 형성된 도금 피막을 포함한다. 도금 피막은 중량%로, Mg: 10% 이하 (0%는 제외), Al: 5% 이하 (0%는 제외), 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

이하, 열연 강판의 합금 성분 및 바람직한 함량 범위에 대해 상세히 설명한다. 후술하는 각 성분의 함량은 특별히 언급하지 않는 한 모두 중량 기준임을 미리 밝혀둔다.

C: 0.15~0.25%

C는 강도를 확보하는데 가장 경제적이며 효과적인 원소이다. 만약, C 함량이 지나치게 낮을 경우 목표하는 강도 확보가 어려울 수 있다. 따라서, C 함량은 0.15% 이상인 것이 바람직하고, 0.16% 이상인 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 함량이 지나치게 과도할 경우 과도한 강도 상승으로 연성이 열화될 수 있다. 따라서, C 함량은 0.25% 이하인 것이 바람직하고, 0.22% 이하인 것이 보다 바람직하다.

Si: 0.5% 이하(0은 제외)

Si은 용강의 탈산 및 고용 강화에 의한 강도 상승에 기여하나, 본 발명에서는 의도적으로 첨가하지는 않으며, Si을 첨가하지 않더라도 물성 확보 측면에서 큰 지장은 없다. 한편, 그 함량이 지나치게 과도할 경우 열연 강판 표면에 Si에 의한 적스케일이 형성되어 표면 품질이 저하되고, 도금 품질이 저하될 수 있다.

Mn: 0.5~2.0%

Mn은 강을 고용 강화시키는데 효과적인 원소로서, 적정 강도 확보를 위해서는 0.5% 이상 첨가될 필요가 있고, 바람직하게는 0.6% 이상 첨가될 필요가 있다. 다만, 그 함량이 지나치게 과도할 경우 연주 공정에서 중심 편석부가 발생할 위험이 있다. 따라서, Mn 함량은 2.0% 이하인 것이 바람직하고, 1.8% 이하인 것이 보다 바람직하다.

P: 0.03% 이하 (0%는 제외)

P는 강 중 불가피하게 포함되는 불순물로써, 가능한 한 그 함량을 낮게 관리함이 바람직하다. 특히, 그 함량이 과도할 경우 용접성 열화 및 강의 취성이 발생할 위험이 커지며, 본 발명에서는 그 함량을 0.03% 이하로 관리한다.

S: 0.015% 이하 (0%는 제외)

S는 강 중 불가피하게 포함되는 불순물로써, 가능한 한 그 함량을 낮게 관리함이 바람직하다. 특히, 그 함량이 과도할 경우 Mn 등과 결합하여 비금속 개재물을 형성할 수 있고, 강의 취성이 발생할 위험이 커지는 바, 본 발명에서는 그 함량을 0.015% 이하로 관리한다.

Al: 0.05% 이하 (0%는 제외)

Al은 용강의 탈산에 기여하나, 본 발명에서는 의도적으로 첨가하지는 않으며, Al을 첨가하지 않더라도 물성 확보 측면에서 큰 지장은 없다. 한편, 그 함량이 과도할 경우 연주시 노즐 막힘 현상 등이 발생할 수 있는 바, 본 발명에서는 그 함량을 0.05% 이하로 관리한다.

N: 0.01% 이하 (0%는 제외)

N은 강의 강도 향상에 기여하나, 본 발명에서는 의도적으로 첨가하지는 않으며, N을 첨가하지 않더라도 물성 확보 측면에서 큰 지장은 없다. 한편, 그 함량이 과도할 경우 강의 취성이 발생할 위험이 커지는 바, 본 발명에서는 그 함량을 0.01% 이하로 관리한다.

Ti: 0.05% 이하 (0%는 제외)

Ti은 강중에 TiN으로 존재하여 열간압연을 위한 가열과정에서 결정립이 성장되는 것을 억제하는 효과가 있다. 또한, 보론 첨가강에서 B이 N와 반응하지 않도록, N를 없애주는 역할을 한다. 다만, 그 함량이 과도할 경우에는 과도한 TiN 석출에 의해 연주 시 노즐 막힘의 위험이 있다. 따라서, Ti 함량은 0.05% 이하인 것이 바람직하고, 0.04% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.03% 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 본 발명에서는 Ti 함량의 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 충분한 결정립 성장 억제 효과 확보를 위한 측면에서, 그 하한을 0.01%로 한정할 수는 있다.

B: 0.01% 이하 (0%는 제외)

B은 Si의 대체원소로서 함유되기도 하며, 극히 미량으로 담금질성을 향상시키고 결정립계를 강화시켜 강도를 향상시킨다. 다만, 그 함량이 과도할 경우에는 과도한 BN 석출에 의한 표면 품질 열위의 위험이 있다. 따라서, B 함량은 0.01% 이하인 것이 바람직하고, 0.008% 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.005% 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 본 발명에서는 B 함량의 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 충분한 담금질성 확보를 위한 측면에서, 그 하한을 0.0005%로, 보다 바람직하게는 0.001%로 한정할 수는 있다.

상기 조성 이외에 나머지는 Fe이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불가피한 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다. 한편, 상기 조성 이외에 유효한 성분의 첨가가 배제되는 것은 아니다.

한편, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금 설계시, 하기 관계식 1을 만족하도록 제어함이 바람직하다. 하기 관계식 1은 강판의 표면 품질을 인자화한 것으로써, 하기 관계식 1을 만족할 경우, 열간 압연 저항 감소에 따라 열간압연 마무리 온도를 900℃ 미만으로 확보할 수 있으며, 이에 따라, 열간압연 중 고온형 스케일 미발생으로 최종 도금 후 표면 품질이 우수한 도금강판을 확보할 수 있게 된다. 만약, 하기 관계식 1을 만족하지 않는 경우, 열간압연시 고온형 스케일이 발생하여 도금 품질이 열화될 수 있다.

[관계식 1]

0.235[C]+0.0158[Mn]+0.0625[Si]+0.0423[Mo]+0.317[Ti]+1.36[Nb]≤0.075

이하, 강판의 미세조직에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 도금강판의 소지가 되는 열연 강판은, 그 미세조직으로 페라이트 10~30면적%, 펄라이트 20~40면적% 및 베이나이트 35~55면적%를 포함하며, 보다 바람직하게는, 페라이트 15~25면적%, 펄라이트 25~35면적% 및 베이나이트 40~50면적%를 포함할 수 있다. 만약, 상기와 같은 상 분율이 확보되지 아니할 경우, 강도 혹은 연성의 저하로 인해 목표하는 강도 및 연성의 밸런스를 확보하기 어려울 수 있다.

일 예에 따르면, 페라이트의 평균 결정립 크기는 20μm 이하(0μm 제외)일 수 있고, 보다 바람직하게는, 15μm 이하(0μm 제외)일 수 있다. 만약, 페라이트의 평균 결정립 크기가 20μm를 초과할 경우에는 목적하는 강도 확보가 어려울 수 있다. 한편, 페라이트의 평균 결정립 크기가 작을수록 강도 확보에 유리하므로, 본 발명에서는 그 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 여기서 결정립 크기란 강의 일 단면을 관찰하여 검출한 입자들의 원 상당 직경(equivalent circular diameter)을 의미한다.

일 예에 따르면, 펄라이트의 평균 콜로니 크기는 30μm 이하(0μm 제외)일 수 있고, 보다 바람직하게는, 20μm 이하(0μm 제외)일 수 있다. 만약, 펄라이트의 콜로니 크기가 30μm를 초과할 경우에는 연성이 열위하여 목적하는 우수한 강도x연성의 조합 확보가 어려울 수 있으며, 특히 굽힘 성형성이 열위하여 최종 제품 제작 시 크랙이 발생할 우려가 있다. 한편, 펄라이트의 평균 콜로니 크기가 작을수록 강도 확보에 유리하므로, 본 발명에서는 그 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 여기서 콜로니 크기란 펄라이트의 내부를 관찰하여 검출한 방위차 15도 이상의 경각입계로 구분되는 입자들의 원 상당 직경(equivalent circular diameter)을 의미한다.

한편, 본 발명에서는 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트 외 잔부 조직에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 경우에 따라, 마르텐사이트, 시멘타이트 및 잔류 오스테나이트 중 1종 이상의 제2상을 더 포함할 수 있다. 다만, 이러한 제2상은 모두 경한 상들로 그 면적율이 지나치게 높아질 경우 강도가 높고 연성이 낮아 강도x연성의 조합이 열위할 우려가 있는 바, 이들의 면적율의 합은 10% 이하로 제어함이 바람직하고, 5% 이하로 제어함이 보다 바람직하다.

본 발명의 도금강판은 항복강도가 높은 장점이 있으며, 일 예에 따르면, 450~600MPa의 항복강도를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 도금강판은 강도 및 연성의 밸런스가 우수한 장점이 잇으며, 일 예에 따르면, 항복강도 및 연신율의 곱이 8,500MPa·% 이상일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 도금강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 바람직한 일 예로써, 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 일 측면인 강도 및 연성이 우수한 도금강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 전술한 성분계를 갖는 슬라브를 1100~1300℃로 재가열한다. 만약, 재가열 온도가 1100℃ 미만인 경우 후속 공정인 열간 압연 공정에서 압연 부하가 지나치게 커질 수 있으며, 반면, 1300℃를 초과할 경우 일부 오스테나이트 결정립의 비정상 성장에 의한 부분적으로 조대화로 인해 최종 미세조직의 결정립 크기가 균질하지 못할 우려가 있다. 한편, 본 발명에서는 슬라브 재가열 시간에 대해서는 특별히 한정하지 않으며 통상의 조건이면 무방하다. 제한되지 않는 일 예로써, 슬라브 재가열 시간은 100~400분일 수 있다.

다음으로, 재가열된 슬라브를 조압연 후, 오스테나이트 단상역 온도에서 마무리 압연하여 열연 강재를 얻는다. 여기서, 조압연이란 마무리 압연 전에 행해지는 일련의 중간 압연 과정을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 조압연의 구체적인 조건에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 통상의 조건이면 무방하다. 제한되지 않는 일 예로써, 재가열된 슬라브 두께 대비 조압연된 슬라브의 두께는 10~25%일 수 있으며, 조압연 온도는 마무리 압연 온도가 확보될 수 있는 충분히 높은 온도로 설정될 수 있다.

일 예에 따르면, 마무리 압연은 하기 식 2에 의해 정의되는 (FDT-20)℃ 내지 (FDT+20)℃의 범위에서 실시될 수 있다. 만약, 마무리 압연 온도가 FDT+20℃를 초과하는 경우, 슬라브의 오스테나이트 결정립이 조대화되어 최종 페라이트 결정립 및 펄라이트 콜로니의 크기가 조대하여 강도가 저하될 수 있고, 이로 인해 목적하는 우수한 강도x연성의 조합 확보가 어려울 수 있다. 이에 반해, 마무리 압연 온도가 FDT-20℃ 미만인 경우, 이상역 압연에 의한 혼립 조직 발생으로 인해 연성이 저하될 수 있으며, 열간 압연 시 압연 하중이 크게 증가하여 생산성이 저하될 수 있다. 아울러, 상기 혼립 조직이란 입도가 다른 결정립이 혼재하는 것을 의미한다. 한편, 상기의 온도 범위에서 마무리 압연시, 마무리 압연된 열연 강재의 오스테나이트 조직은 10~40μm의 평균 결정립 크기를 갖게 된다.

[식 2] FDT (℃) = 1002.1-353[C]+43.9[Si]-74.1[Mn]-20.4[Cu]-19.9[Cr]-45.6[Ni]-80[Mo]

(여기서, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cu], [Cr], [Ni] 및 [Mo] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)

다음으로, 열연 강판을 하기 식 1로 정의되는 Vc℃/s 이상 (Vc+30)℃/s 이하의 냉각 속도로 냉각한 후, 권취한다. 만약, 냉각 속도가 Vc℃/s 미만일 경우, 페라이트 및 펄라이트의 분율이 본 발명에서 제한하는 범위를 초과하여 원하는 강도 확보가 어려울 수 있다. 반면, (Vc +30)℃/s를 초과하는 경우에는 베이나이트나 2상의 분율이 본 발명의 제한 범위를 상회하여 연성이 떨어져 우수한 (항복강도 x 연성)의 조합을 얻을 수 없게 된다.

[식 1]

Vc = 158.0 -156.6[C] +246.6[Si] -40.32[Mn] -25.74[Cr] -73.26[Ni] -8820[B] -1483.2[Ti] +1108.8[Nb] -291.6[Mo] -1092.6[V]

일 예에 따르면, 권취는 하기 식 3에 의해 정의되는 (CT-20)℃ 내지 (CT+20)℃의 범위에서 실시될 수 있다. 만약, 권취 온도가 (CT+20)℃를 초과하는 경우, 조대한 페라이트 및 펄라이트가 형성되어 항복강도가 저하될 수 있으며, 목적하는 (항복강도 x 연신율) 값을 수득할 수 없을 수 있다. 반면, 권취 온도가 CT-20℃ 미만인 경우, 연성이 열위해 질 수 있다. 보다 더 구체적으로, 권취온도가 CT-20℃ 미만인 경우, 베이나이트가 과도하게 형성되어 본 발명의 제시하는 분율을 초과하여 항복강도는 증가하지만, 연성이 열위하게 되어, 목적하는 (항복강도 x연신율) 값을 얻을 수 없을 수 있다. 따라서, 상기 온도 범위에서 권취 온도를 제어하고 냉각하는 경우, 본 발명이 제안하는 바람직한 미세조직을 가지는 열연강판을 수득할 수 있다.

[식 3]

CT = 751.7-357.3[C]-85.3[Mn]-35[Si]-73[Cr]-36[Ni]-84.4[Mo]

(여기서, 상기 [C], [Mn], [Si], [Cr], [Ni] 및 [Mo] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)

다음으로, 권취된 열연 강판을 중량%로 Mg: 10% 이하(0은 제외), Al: 5% 이하(0은 제외), 및 잔부는 Zn 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 용액으로 용융 도금하여 용융 도금강판을 제조한다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.

( 실시예 )

하기 표 1에 기재된 성분계(각각의 강종에 있어서 불순물인 P, S의 함량은 각각 0.03중량% 이하, 0.015중량% 이하로 관리함)를 갖는 강 슬라브를 1200℃로 가열하고, 하기 표2에 기재되어 있는 열간마무리 압연온도로 열간마무리 압연을 행하여 열연 강판을 얻었다. 그 후, 열연강판을 하기 표2에 기재되어 있는 권취온도까지 냉각속도(CR, ℃/s)로 냉각을 행한 후, 권취하였다. 이후, 권취된 열연강판을 용융 도금을 실시하였다.

이후, 제조된 도금 강판의 미세조직을 분석하고, 기계적 물성을 평가하였으며, 그 결과를 표3에 나타내었다. 하기 표 3의 미세조직 중 F는 페라이트, P는 펄라이트, B는 베이나이트를 의미하고, 결정립 크기 중 F 는 페라이트의 평균 결정립 크기이고, P는 펄라이트의 평균 콜로니 크기를 의미하며, 하기 표 3의 기계적 물성 중 YP는 항복강도, TS는 인장강도, El은 연신율을 의미한다.

또한, 도금 후 표면 품질을 육안으로 측정하여 그 결과를 표 3에 함께 나타내었으며, 스케일이나 티어스 마크 등의 표면 결함이 검출되는 경우를 "X"로 표면 결함이 미검출된 경우를 "O"로 평가하였다.

강종	합금 조성 (중량%)											관계식 1
강종	C	Si	Mn	s.Al	Cr	Ni	B	Ti	Nb	Mo	V	관계식 1
발명강1	0.18	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.071
발명강2	0.17	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.069
발명강3	0.19	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.074
발명강4	0.18	0.06	1.05	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.071
발명강5	0.18	0.06	1.15	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.072
발명강6	0.18	0.06	1.1	0.035	0	0	0.001	0.025	0	0	0	0.071
발명강7	0.18	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0018	0.025	0	0	0	0.071
발명강8	0.18	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0.022	0	0	0	0.070
발명강9	0.18	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0.028	0	0	0	0.072
비교강1	0.22	0	0.8	0.035	0	0	0.0015	0	0	0	0	0.064
비교강2	0.22	0.06	1	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.079
비교강3	0.16	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0	0.02	0	0	0.086
비교강4	0.16	0.06	1.3	0.035	0	0	0	0	0	0	0	0.062
비교강5	0.18	0.06	1.1	0.035	0	0	0.0015	0.025	0	0	0	0.071

강종	FDT(℃)	마무리 압연온도(℃)	CT(℃)	권취온도 (℃)	Vc (℃/sec)	CR (℃/sec)	비고
발명강1	860	870	591	580	50	55	발명예1
발명강2	863	870	595	580	52	57	발명예2
발명강3	856	860	588	580	48	53	발명예3
발명강4	863	870	596	580	52	57	발명예4
발명강5	856	865	587	580	48	53	발명예5
발명강6	860	870	591	580	54	59	발명예6
발명강7	860	870	591	580	47	52	발명예7
발명강8	860	870	591	580	54	59	발명예8
발명강9	860	870	591	580	45	50	발명예9
비교강1	865	870	605	590	78	70	비교예1
비교강2	853	900	586	580	48	53	비교예2
비교강3	867	900	599	580	112	70	비교예3
비교강4	852	860	582	580	95	70	비교예4
비교강5	860	870	591	520	50	55	비교예5

비고	표면 품질	미세조직 (면적%)			결정립크기 (μm)		기계적 물성
비고	표면 품질	F	P	B	F	P	YP (MPa)	TS (MPa)	EL (%)	YP* EL
발명예1	○	20	30	45	9	12	510	615	18.5	9440
발명예2	○	22	29	44	10	13	496	604	18.7	9281
발명예3	○	18	31	46	9	11	525	626	18.3	9594
발명예4	○	22	29	43	11	14	493	602	18.7	9216
발명예5	○	18	31	47	9	9	528	629	18.3	9657
발명예6	○	25	29	42	14	13	471	584	19.1	8982
발명예7	○	17	31	47	8	7	534	634	18.1	9693
발명예8	○	25	28	41	13	14	470	584	19.1	8977
발명예9	○	15	32	49	8	6	551	647	17.9	9855
비교예1	○	37	25	33	15	15	376	511	20.2	7602
비교예2	X	18	31	47	22	36	529	629	18.1	9592
비교예3	X	37	25	33	21	32	374	510	20.5	7676
비교예4	○	20	30	45	11	17	373	508	20.7	7730
비교예5	○	20	15	60	12	13	615	698	11.2	6888

표3에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 제안하는 합금 조성 및 제조 조건을 모두 만족하는 개발강 1 내지 9의 경우, 표면 결함 미발생으로 표면 품질이 우수하였으며, 항복강도와 연신율의 곱이 8,500MPa·% 이상으로 강도 및 연성의 밸런스가 우수하게 나타났다.

이에 반해, 비교예1 및 4의 경우, 냉각속도(CR)가 본 발명의 제한 범위에 미달하여 페라이트 분율이 높아졌고, 이로 인해 항복강도가 낮아져 항복강도와 연신율의 곱이 열위하였다.

비교예 2의 경우, 관계식 1이 본 발명의 제한 범위를 초과하여 열간 마무리 압연온도(FDT)가 본 발명의 제한 범위를 초과하였고, 스케일에 의한 표면 결함 발생으로 도금 표면이 열위하였다.

비교예3의 경우, 관계식1 및 냉각 속도가 본 발명의 제한 범위를 모두 벗어나서, 표면 품질도 열위하였고 항복강도와 연신율의 곱 또한 열위하게 나타났다.

비교예 5의 경우, 권취온도가 본 발명의 제한 범위를 벗어나서, 강도가 과도하게 높아 연신율이 열위하였고, 그 결과 항복강도와 연신율의 곱이 열위하였다.

한편, 도 1의 (a)는 비교예 2의 도금강판의 표면을 관찰한 사진이고, 도 1의 (b)는 발명예 1의 도금강판의 표면을 관찰한 사진이다. 또한, 도 2는 발명예와 비교예의 항복강도에 대한 연신율을 도시한 그래프이다.

이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

열연 강판 표면에 도금 피막을 갖는 도금강판으로서,
상기 열연 강판은 중량%로, C: 0.15~0.25%, Si: 0.5% 이하 (0%는 제외), Mn: 0.5~2.0%, P: 0.03% 이하 (0%는 제외), S: 0.015% 이하 (0%는 제외), Al: 0.05% 이하 (0%는 제외), N: 0.01% 이하 (0%는 제외), Ti: 0.05% 이하 (0%는 제외), B: 0.01% 이하 (0%는 제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하며,
그 미세조직으로, 페라이트 10~30면적%, 펄라이트 20~40면적% 및 베이나이트 35~55면적%를 포함하는 도금강판.
[관계식 1]
0.235[C]+0.0158[Mn]+0.0625[Si]+0.0423[Mo]+0.317[Ti]+1.36[Nb]≤0.075
(여기서, [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)
제1항에 있어서,
상기 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트의 분율의 합은 90면적% 이상인 도금강판.
제1항에 있어서,
상기 페라이트의 평균 결정립 크기는 20μm 이하 (0μm 제외)인 도금강판.
제1항에 있어서,
상기 펄라이트의 평균 콜로니 크기는 30μm 이하(0μm 제외)인 도금강판.
제1항에 있어서,
상기 도금 피막은 중량%로, Mg: 10% 이하 (0%는 제외), Al: 5% 이하 (0%는 제외), 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하는 도금강판.
제1항에 있어서,
상기 도금강판은 450~600MPa의 항복강도를 갖는 도금강판.
제1항에 있어서,
상기 도금강판의 항복강도 및 연신율의 곱은 8,500MPa·% 이상인 도금강판.
제1항에 있어서,
상기 열연 강판은 판두께 2.0mm 미만의 박물재인 도금강판.
중량%로, C: 0.15~0.25%, Si: 0.5% 이하 (0%는 제외), Mn: 0.5~2.0%, P: 0.03% 이하 (0%는 제외), S: 0.015% 이하 (0%는 제외), Al: 0.05% 이하 (0%는 제외), N: 0.01% 이하 (0%는 제외), Ti: 0.05% 이하 (0%는 제외), B: 0.01% 이하 (0%는 제외), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하는 슬라브를 1100~1300℃로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 슬라브를 Ar3℃ 이상의 온도로 마무리 압연하여 열연 강판을 얻는 단계;
상기 열연 강판을 하기 식 1에 의해 정의되는 Vc~(Vc+30)℃/s의 속도로 냉각 후 권취하는 단계; 및
상기 권취된 열연 강판을 용융 도금욕에 침지하여 용융 도금하는 단계;
를 포함하여,
페라이트 10~30면적%, 펄라이트 20~40면적% 및 베이나이트 35~55면적%를 포함하는 미세조직을 갖는 도금강판을 얻는 도금강판의 제조방법.
[관계식 1]
0.235[C]+0.0158[Mn]+0.0625[Si]+0.0423[Mo]+0.317[Ti]+1.36[Nb]≤0.075
(여기서, [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)
[식 1] Vc = 158.0 -156.6[C] +246.6[Si] -40.32[Mn] -25.74[Cr] -73.26[Ni] -8820[B] -1483.2[Ti] +1108.8[Nb] -291.6[Mo] -1092.6[V]
(여기서, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cr], [Ni], [B], [Ti], [Nb], [Mo] 및 [V]은 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%) 를 의미한다)
제9항에 있어서,
상기 마무리 압연은 하기 식 2에 의해 정의되는 (FDT-20)℃ 내지 (FDT+20)℃의 범위에서 실시되는 도금강판의 제조방법.
[식 2] FDT (℃) = 1002.1-353[C]+43.9[Si]-74.1[Mn]-20.4[Cu]-19.9[Cr]-45.6[Ni]-80[Mo]
(여기서, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cu], [Cr], [Ni] 및 [Mo] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)
제9항에 있어서,
상기 권취는 하기 식 3에 의해 정의되는 (CT-20) ℃ 내지 (CT+20)℃의 범위에서 실시되는 도금강판의 제조방법.
[식 3]
CT = 751.7-357.3[C]-85.3[Mn]-35[Si]-73[Cr]-36[Ni]-84.4[Mo]
(여기서, 상기 [C], [Mn], [Si], [Cr], [Ni] 및 [Mo] 각각은 강판에 함유된 해당 원소의 함량(중량%)를 의미한다)
제9항에 있어서,
상기 용융 도금욕은 중량%로, Mg: 10% 이하 (0%는 제외), Al: 5% 이하 (0%는 제외), 잔부 Zn 및 불가피한 불순물을 포함하는 도금강판의 제조방법.