KR101388414B1

KR101388414B1 - Heat treating method for steel sheet using batch annealing furnace

Info

Publication number: KR101388414B1
Application number: KR1020120068727A
Authority: KR
Inventors: 한영철; 박근웅
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2014-04-22
Also published as: KR20140002843A

Abstract

자동차용 강판의 상자소둔 열처리 방법에 관한 것으로, 자동차용으로 사용되기에 적합한 기계적 물성을 가지는 냉연강판의 상자 소둔 열처리 조건을 도출하여 품질이 우수한 자동차용 냉연강판 제조를 위한 상자소둔 열처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 중량%로, 탄소(C) : 0.06~0.10%, 실리콘(Si) : 0.5% 이하, 망간(Mn) : 1.6~2.0%, 인(P) : 0.04% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01~0.05%, 니오븀 : 0.01~0.05%, 질소(N) : 0.006% 이하, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 강판을 가열하는 가열단계; 가열유지온도 625~655℃, 소둔시간 10 ± 1 시간 동안 유지하는 가열유지단계; 및 상기 가열유지된 강판을 냉각하는 냉각단계;를 포함하는 자동차용 강판의 상자소둔 열처리 방법을 제공한다.The present invention relates to a box annealing heat treatment method of automotive steel sheet, and to provide a box annealing heat treatment method for manufacturing automotive cold rolled steel sheet having high quality by deriving the box annealing heat treatment condition of a cold rolled steel sheet having mechanical properties suitable for use in automobiles. It is for.
The present invention, in terms of weight%, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.5% or less, manganese (Mn): 1.6 to 2.0%, phosphorus (P): 0.04% or less, sulfur (S) : 0.005% or less, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, niobium: 0.01% to 0.05%, nitrogen (N): 0.006% or less, a heating step of heating a steel sheet composed of remaining iron (Fe) and unavoidable impurities; A heating and holding step of maintaining the heating and holding temperature of 625 to 655 ° C. for 10 ± 1 hour; And a cooling step of cooling the heated steel sheet.

Description

자동차용 강판의 상자소둔 열처리 방법{HEAT TREATING METHOD FOR STEEL SHEET USING BATCH ANNEALING FURNACE}HEAT TREATING METHOD FOR STEEL SHEET USING BATCH ANNEALING FURNACE

본 발명은 자동차용 강판의 상자소둔 열처리 방법에 관한 것으로, 자동차용으로 사용되기에 적합한 기계적 물성을 가지는 냉연강판의 상자 소둔 열처리 조건을 도출하여 품질이 우수한 자동차용 냉연강판 제조를 위한 상자소둔 열처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
The present invention relates to a box annealing heat treatment method of a steel sheet for automobiles, and to obtain a box annealing heat treatment conditions of a cold rolled steel sheet having mechanical properties suitable for use in automotive box annealing heat treatment method for manufacturing automotive cold rolled steel sheet with excellent quality It is to provide.

냉연 강판(Cold steel sheet)의 소둔열처리 제조공정은 강판을 연속소둔 열처리(Continuous Annealing Line, 이하 CAL)와 상자소둔(Batch Annealing Furnace, 이하 BAF라 함)으로 열처리하는 것으로 크게 나눌 수 있다.The annealing heat treatment manufacturing process of cold steel sheet can be roughly divided into heat treatment of the steel sheet by continuous annealing line (CAL) and box annealing furnace (BAF).

이와 같이 냉연강판을 소둔 열처리하는 목적은 상기 냉연강판의 가공성 향상의 목적도 있지만 가공 후 최종 제품의 기계적 특성을 만족시키기 위해서도 필수적으로 행하고 있다. 이러한 두 가지의 주요 목적에서 행해지는 BAF 소둔열처리 공정특성은 다음과 같다.As such, the purpose of annealing the cold rolled steel sheet is not only to improve the workability of the cold rolled steel sheet but is also essential to satisfy the mechanical properties of the final product after processing. The BAF annealing heat treatment process characteristics performed for these two main purposes are as follows.

상자소둔 열처리 공정은 ① 강판 적재 → ② 분위기 균질화(purging) → ③ 가열(heating) → ④ 가열유지(soaking) → ⑤ 냉각(cooling) → ⑥ 취출 의 과정으로 진행된다.The box annealing heat treatment process consists of ① steel sheet loading → ② atmosphere homogenization → ③ heating → ④ heating → ⑤ cooling → ⑥ taking out.

이러한 과정에서 진행되는 재질측면에서의 특성은 1단계인 회복(Recovery), 2단계인 재결정(Recrystallization), 3단계인 결정립성장(Grain growth)으로 구성된다. In this process, the characteristics in terms of materials are composed of recovery in one step, recrystallization in two steps, and grain growth in three steps.

본 발명은 일반재로 사용되는 냉연강판의 기계적 특성을 만족시킬 수 있는 소둔공정상의 가열유지온도와 시간 등의 최적화 조건에 대한 소둔사이클 방안을 구하여 적정 열처리 방법을 강구한 것으로, 상기 BAF소둔 공정의 각각의 과정에 대하여 상세히 설명한다.The present invention is to obtain an annealing cycle method for the optimization conditions such as the heating holding temperature and time in the annealing process that can satisfy the mechanical properties of the cold rolled steel sheet used as a general material, to find the appropriate heat treatment method, Each process is explained in full detail.

먼저 강판을 BAF 로내부의 처리용량과 강종별 및 두께별 그리고 소둔사이클에 적합하게 적재하고 로외곽부를 차폐(shielding)한 후 상온의 분위기가스를 로(furnace) 처리공간(inner-cover)에 투입시켜 환원성 분위기를 조성하고 퍼징(purging)을 행한다. 여기서 분위기가스로는 환원성 분위기 조성을 위하여 보통 질소가스(N2) 또는 수소가스(H2)를 많이 사용하고 있다. 퍼징은 처리공간 내의 산화성 분위기를 제거하여 구상화소둔 처리 후에 발생 되기 쉬운 강판의 산화물 형성을 방지하고 탈탄방지 효과를 갖기 위해 행해지는 전처리 공정이다. 퍼징을 거친 소둔 후의 강판표면은 산화물생성 등이 거의 없으므로 미려하고 깨끗한 특성을 얻을 수 있다.First, the steel sheet is loaded in accordance with the processing capacity, steel type, thickness, and annealing cycle inside the BAF furnace, and the outside of the furnace is shielded, and ambient atmosphere gas at room temperature is introduced into the furnace-cover. To form a reducing atmosphere and purging. Here, as an atmosphere gas, nitrogen gas (N 2) or hydrogen gas (H 2) is commonly used to form a reducing atmosphere. Purging is a pretreatment step performed to remove the oxidative atmosphere in the treatment space to prevent oxide formation of the steel sheet which is likely to occur after the spheroidizing annealing treatment and to have a decarburization prevention effect. Since the surface of the steel sheet after annealing through purging has little oxide generation, beautiful and clean characteristics can be obtained.

다음, 상기 강판을 로내에서 가열하기 위하여 가열장치를 가동시켜 적정 가열속도로 목표로 하는 유지온도까지 단계별로 가열한다. 이때 강판의 용도에 적합한 유지온도와 시간을 각각 설정, 유지시킨다. 이후 통상적인 냉각 사이클에 따라 가열장치를 탈취하고 냉각팬과 냉각수가 부착된 냉각장치를 장착 후 가동시켜 탈취 온도까지 냉각시키며 마지막으로 소재를 이동시켜 취출한다. Next, a heating device is operated to heat the steel sheet in the furnace, and is heated step by step to a target holding temperature at an appropriate heating rate. At this time, the holding temperature and time suitable for the use of the steel sheet are set and maintained respectively. Thereafter, the heating device is deodorized according to a normal cooling cycle, and a cooling device with a cooling fan and cooling water is mounted and operated to cool down to the deodorizing temperature, and finally, the material is moved out and taken out.

관련선행기술로는 공개특허 10-2010-0107820호 (공개일자 2010년 10월 6일) '고장력 강판의 상자소둔 열처리 방법'이 있다.
Related prior arts are disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2010-0107820 (published October 6, 2010) 'Box annealing heat treatment method of high tensile steel sheet'.

본 발명의 목적은 인장강도 590 MPa 이상, 항복강도 390 MPa 이상, 연신율(El) 19% 이상의 물성을 만족시킬 수 있는 자동차용 강판의 상자소둔열처리 방법을 제공함을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a box annealing heat treatment method for automotive steel sheet that can satisfy the physical properties of tensile strength of 590 MPa or more, yield strength of 390 MPa or more, elongation (El) of 19% or more.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로, 탄소(C) : 0.06~0.10%, 실리콘(Si) : 0% 초과 0.5% 이하, 망간(Mn) : 1.6~2.0%, 인(P) : 0% 초과 0.04% 이하, 황(S) : 0% 초과 0.005% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01~0.05%, 니오븀 : 0.01~0.05%, 질소(N) : 0% 초과 0.006% 이하, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 강판을 가열하는 가열단계; 가열유지온도 625~655℃, 소둔시간 10 ± 1 시간 동안 유지하는 가열유지단계; 및 상기 가열유지된 강판을 냉각하는 냉각단계;를 포함하는 자동차용 강판의 상자소둔 열처리 방법을 제공한다.The present invention for achieving this purpose, in weight%, carbon (C): 0.06 ~ 0.10%, silicon (Si): more than 0% 0.5% or less, manganese (Mn): 1.6 ~ 2.0%, phosphorus (P) : More than 0% and 0.04% or less, sulfur (S): more than 0% and 0.005% or less, aluminum (Al): 0.01 to 0.05%, niobium: 0.01 to 0.05%, nitrogen (N): more than 0% and 0.006% or less A heating step of heating the steel sheet made of iron (Fe) and unavoidable impurities; A heating and holding step of maintaining the heating and holding temperature of 625 to 655 ° C. for 10 ± 1 hour; And a cooling step of cooling the heated steel sheet.

상기 가열단계는 12 ± 1 시간 동안 실시되고, 상기 냉각단계는 28 ± 1 시간 동안 실시되는 것이 바람직하다.The heating step is carried out for 12 ± 1 hour, the cooling step is preferably carried out for 28 ± 1 hour.

상기 가열단계는 3시간까지 300℃ ± 5℃ 로 가열하고, 8시간까지 610℃ ± 5℃ 로 가열하고, 12시간까지 650℃ ± 5℃ 로 가열하는 것이 바람직하다.The heating step is preferably heated to 300 ° C ± 5 ° C for up to 3 hours, to 610 ° C ± 5 ° C for up to 8 hours, and to 650 ° C ± 5 ° C for up to 12 hours.

상기 냉각단계는 냉각시작 후 6시간까지 570℃ ± 5℃ 로 냉각하고, 10시간까지 460℃ ± 5℃ 로 냉각하고, 16시간까지 350℃ ± 5℃ 로 냉각하고, 28시간까지 50℃ ± 5℃ 로 냉각하는 것이 바람직하다.
The cooling step is cooled to 570 ℃ ± 5 ℃ up to 6 hours after the start of cooling, to 460 ℃ ± 5 ℃ up to 10 hours, to 350 ℃ ± 5 ℃ up to 16 hours, 50 ℃ ± 5 up to 28 hours It is preferable to cool to ° C.

그리고, 본 발명은 중량%로, 탄소(C) : 0.06~0.10%, 실리콘(Si) : 0% 초과 0.5% 이하, 망간(Mn) : 1.6~2.0%, 인(P) : 0% 초과 0.04% 이하, 황(S) : 0% 초과 0.005% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01~0.05%, 니오븀 : 0.01~0.05%, 질소(N) : 0% ㅊ초과 006% 이하, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 가열유지온도 625~655℃ 에서 소둔시간 10 ± 1 시간 동안 상자소둔 열처리되어, 인장강도(TS) : 590 ~610 MPa, 항복강도(YP) : 390~410 MPa, 연신율(EL) : 19% 이상 의 물성을 나타내는 자동차용 냉연강판을 제공한다.
In addition, the present invention is a weight%, carbon (C): 0.06 ~ 0.10%, silicon (Si): more than 0% 0.5% or less, manganese (Mn): 1.6 ~ 2.0%, phosphorus (P): more than 0% 0.04 % Or less, sulfur (S): more than 0% and 0.005% or less, aluminum (Al): 0.01 to 0.05%, niobium: 0.01 to 0.05%, nitrogen (N): 0% over 006%, remaining iron (Fe) It consists of inevitable impurities and is heat-annealed for 10 ± 1 hours at annealing time at the heating and holding temperature of 625 ~ 655 ℃, tensile strength (TS): 590 ~ 610 MPa, yield strength (YP): 390 ~ 410 MPa, elongation (EL): Provide cold rolled steel sheet for automobiles exhibiting more than 19% of physical properties.

본 발명은 상자소둔 열처리 최적 조건을 도출하여, 요구되는 기계적 물성 범위인 인장강도 590 MPa 이상, 항복강도 390 MPa 이상, 연신율(El) 19% 이상의 기계적 물성을 만족하는 자동차용 냉연 강판을 제공하는 효과를 가져온다.
The present invention derives the optimum conditions for box annealing heat treatment, and provides an automotive cold rolled steel sheet that satisfies the mechanical properties of the required mechanical properties, such as tensile strength of 590 MPa or more, yield strength of 390 MPa or more, and elongation (El) of 19% or more. Bring it.

도 1은 가열유지온도 730℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 2는 가열유지온도 710℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 3은 가열유지온도 690℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 4는 가열유지온도 670℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 5는 가열유지온도 660℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 6은 가열유지온도 650℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 7은 가열유지온도 640℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프,
도 8은 가열유지온도 630℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 그래프임.1 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature 730 ℃ heating holding time 10 hours,
2 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature of 710 ℃ heating holding time 10 hours,
Figure 3 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature 690 ℃ heating holding time 10 hours,
4 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature 670 ℃ heating holding time 10 hours,
5 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature of 660 ℃ heating holding time 10 hours,
6 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature 650 ℃ heating holding time 10 hours,
7 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature 640 ℃ heating holding time 10 hours,
8 is a graph showing the process conditions when the heating holding temperature 630 ℃ heating holding time 10 hours.

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.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉연강판의 상자소둔 열처리 방법에 관하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the box annealing heat treatment method of the cold rolled steel sheet for automobiles according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 표 1과 같은 성분계를 가지는 열연재를 이용하여 인장강도 590 MPa 이상, 항복강도 390 MPa 이상, 연신율(El) 19% 이상의 기계적 물성을 만족하는 냉연재를 제조할 수 있는 상자소둔 열처리 조건을 도출하기 위한 것으로, 먼저 성분계에 관하여 살펴본다.
The present invention is an annealing heat treatment condition that can be used to produce a cold rolled material that satisfies the mechanical properties of tensile strength 590 MPa or more, yield strength 390 MPa or more, elongation (El) of 19% or more using a hot rolled material having a component system as shown in Table 1 In order to derive the first, we will look at the component system.

본 발명은, 중량%로, 탄소(C) : 0.06~0.10%, 실리콘(Si) : 0% 초과 0.5% 이하, 망간(Mn) : 1.6~2.0%, 인(P) : 0% 초과 0.04% 이하, 황(S) : 0% 초과 0.005% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01~0.05%, 니오븀 : 0.01~0.05%, 질소(N) : 0% 초과 0.006% 이하, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 냉연강판을 이용하여 자동차용 강판에서 요구되는 물성을 만족하도록 하는 상자소둔 열처리 방법을 제공한다.
In the present invention, in terms of weight%, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): more than 0% and 0.5% or less, manganese (Mn): 1.6 to 2.0%, phosphorus (P): more than 0% and 0.04% Sulfur (S): more than 0% and 0.005% or less, aluminum (Al): 0.01 to 0.05%, niobium: 0.01 to 0.05%, nitrogen (N): more than 0% and 0.006% or less, inevitable with the rest of iron (Fe) It provides a box annealing heat treatment method to satisfy the physical properties required in the steel sheet for automobiles using a cold rolled steel sheet made of impurities.

이하, 본 발명에 따른 자동차용 냉연 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the cold rolled steel sheet for automobiles according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가된다. Carbon (C) is added to ensure strength.

상기 탄소는 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.06 ~ 0.10 중량%로 첨가되는 것이 바람직하며, 탄소의 함량이 0.06 중량% 미만일 경우 강도 보충을 위하여 첨가되는 다른 합금원소에도 불구하고 일정수둔 이상의 인장강도를 확보하기 어려우며, 탄소의 함량이 0.10 중량%를 초과할 경우 인성이 상대적으로 크게 저하되는 문제점이 있다.
The carbon is preferably added in 0.06 ~ 0.10% by weight of the total weight of the hot rolled steel sheet according to the present invention, the tensile strength of more than a certain annealing in spite of other alloying elements added for strength supplementation when the carbon content is less than 0.06% by weight It is difficult to secure, and when the content of carbon exceeds 0.10% by weight, there is a problem that the toughness is relatively reduced.

실리콘(Si)Silicon (Si)

실리콘은 강도 확보에 기여하며, 특히, 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다. Silicon contributes to strength and, in particular, serves as a deoxidizer to remove oxygen in the steel.

상기 실리콘은 고유의 탈산 효과 및 표면 품질 등을 고려할 때 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.5 중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 함량이 0.5 중량%를 초과할 경우 강의 용접후 도금성을 저해할 수 있으며, 열간압연 시에 적 스케일(red scales)을 생성시킴으로써 표면 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
The silicon is preferably added at 0.5% by weight or less of the total weight of the hot rolled steel sheet according to the present invention in consideration of inherent deoxidation effect and surface quality. If the content of silicon exceeds 0.5% by weight may inhibit the plating property after welding of the steel, there is a problem in reducing the surface quality by generating red scales during hot rolling.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 고용강화 원소로써 매우 효과적이며, 강의 경화능을 향상시켜서 강도 확보에 효과적인 원소이다. 또한 망간은 오스테나이트 안정화 원소로서, 페라이트, 펄라이트 변태를 지연시킴으로써 페라이트 결정립 미세화에 기여한다. Manganese (Mn) is very effective as a solid solution strengthening element, and is an effective element for securing strength by improving the hardenability of steel. In addition, manganese is an austenite stabilizing element, which contributes to the refinement of ferrite grains by retarding ferrite and pearlite transformation.

상기 망간은 강도 향상 효과 및 중심 편석 유발 등을 고려할 때 본 발명에 따른 고장력 강판 전체 중량의 1.6 ~ 2.0 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 1.6 중량% 미만일 경우 고용강화 효과가 미미하고, 반대로 망간의 첨가량이 2.0 중량%를 초과하면 용접성이 저하되며, 아울러 MnS 개재물 성 및 중심 편석(center segregation) 발생에 의하여 강의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
The manganese is preferably added in an amount ratio of 1.6 to 2.0% by weight of the total weight of the high tensile strength steel sheet according to the present invention in consideration of the strength improving effect and the center segregation. If the amount of manganese is less than 1.6% by weight, the effect of solid solution strengthening is insignificant.On the contrary, if the amount of manganese is more than 2.0% by weight, the weldability is deteriorated, and the toughness of the steel is greatly increased by MnS inclusion and center segregation. There is a problem of deterioration.

인(P)In (P)

인(P)은 시멘타이트 형성을 억제하고, 강도를 증가시키기 위해 첨가된다. Phosphorous (P) is added to inhibit cementite formation and increase strength.

그러나, 인은 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 되므로, 상기 인(P)은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.04 중량% 이하의 범위 내에서 제한적으로 첨가되는 것이 바람직하다.
However, since phosphorus deteriorates weldability and causes final material variation by slab center segregation, the phosphorus (P) is in the range of 0.04% by weight or less of the total weight of the hot rolled steel sheet according to the present invention. It is preferred to add in a limited manner.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해하고, 망간과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시키는 원소이다. Sulfur (S) inhibits the toughness and weldability of steel, and forms an MnS non-metallic inclusion by binding with manganese, thereby generating cracks during steel processing.

따라서, 황(S)의 함량은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0.005 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Therefore, the content of sulfur (S) is preferably limited to 0.005% by weight or less of the total weight of the hot rolled steel sheet according to the present invention.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

가용성 알루미늄(Al)은 탈산재로 사용되는 동시에 실리콘(Si)과 같이 시멘타이트 석출을 억제하고 오스테나이트를 안정화하는 역할을 하는 원소로써, 열연 강판의 결정립계와 탄화물을 미세하게 만들기 때문에 강 중의 불필요한 고용 질소(N)를 AlN으로 석출시켜 강도를 상승시킨다.Soluble aluminum (Al) is used as a deoxidizer and at the same time plays a role in inhibiting cementite precipitation and stabilizing austenite, such as silicon (Si). (N) is precipitated with AlN to increase the strength.

알루미늄(Sol.Al)은 본 발명의 강 전체 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 알루미늄(Sol.Al)의 함량이 0.01 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 질소에 의한 고용강화효과가 동반되어 재질편차제어에 불리할 수 있고, 반대로 알루미늄(Al)의 함량이 0.05 중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 제강시 노즐 막힘, 주조시 Al 산화물 등에 의하여 열간 취성과 연성이 저하될 수 있다.
Aluminum (Sol.Al) is preferably added at 0.01 to 0.05% by weight of the total weight of the steel of the present invention. If the content of aluminum (Sol.Al) is added less than 0.01% by weight, it may be disadvantageous to control the material deviation due to the solid solution strengthening effect by nitrogen, on the contrary, the content of aluminum (Al) exceeds 0.05% by weight When added, hot brittleness and ductility may be reduced due to nozzle clogging during steelmaking and Al oxide during casting.

니오븀 (Nb)Niobium (Nb)

니오븀은 고용될 경우 페라이트 안정화 원소로서 냉각 간 페라이트 변태 시 페라이트내 카바이트 형성을 억제하여 연신율 확보에 유리하지만 탄소와 질소 성분계가 동반 될 경우 석출물을 형성하여 냉간압연 후 재결정시 핵생성 위치로 작용하여 최종적으로 결정립 미세화를 일으키게 된다. 이는 항복강도 및 인장강도를 향상시키는 효과가 있으며 0.01% 미만으로 첨가될 경우 석출물의 형성양이 적어져 강도확보가 불가하며, 0.05% 를 초과하여 첨가될 경우 인성이 저하되어 성형성 확보에 불리하다.
Niobium is a ferrite stabilizing element when it is dissolved, which is advantageous for securing elongation by inhibiting the formation of carbide in ferrite during the transformation of ferrite during cooling, but when carbon and nitrogen are combined, it forms a precipitate and acts as a nucleation site when recrystallization after cold rolling. This causes grain refinement. It has the effect of improving the yield strength and tensile strength, and when it is added below 0.01%, the amount of precipitates is formed to be less secured, and when it is added more than 0.05%, toughness is lowered, which is disadvantageous in securing moldability. .

상술한 바와 같은 조성을 가지는 열연재를 총 18가지의 조건으로 상자소둔 열처리를 수행한후, 기계적 물성을 평가하였다.After carrying out the box annealing heat treatment of the hot rolled material having the composition as described above in a total of 18 conditions, the mechanical properties were evaluated.

상자소둔 열처리 싸이클은 45시간 싸이클을 사용하였으며, 가열유지 온도와 가열 유지시간에 변화를 주어 실험하였다.
The box annealing heat treatment cycle was used for 45 hours, and the experiment was performed by changing the heat holding temperature and the heat holding time.

도 1 내지 도 8은 8가지 상자소둔 열처리 공정 조건을 나타낸 그래프이다.1 to 8 are graphs showing eight box annealing heat treatment process conditions.

도 1은 가열유지온도 730℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 1 shows the process conditions when the heating holding temperature 730 ℃ heating holding time 10 hours.

도 1을 살펴보면, 전체 열처리 공정은 45시간 싸이클로 이루어지며, 12시간의 가열단계(setp1~3), 10시간의 유지단계(step4), 그리고 28시간의 냉각단계(step5~8)로 이루어진다. 여기서의 각각의 단계에서 오차범위는 ± 1시간 정도 허용될 수 있다.Referring to Figure 1, the entire heat treatment process consists of a 45-hour cycle, consisting of a heating step (setp1 ~ 3) of 12 hours, a holding step (step4) of 10 hours, and a cooling step (steps 5-8) of 28 hours. At each step here, the margin of error can be tolerated by ± 1 hour.

먼저 가열단계를 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 730℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.First, the heating step is performed by heating to 300 ° C. for 3 hours after the start of heating (step 1), heating to 610 ° C. for 8 hours (step 2), and heating to 730 ° C. for 13 hours (step 3). Here each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 730℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 730 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), the cooling step of 28 hours is carried out.

냉각단계는, 냉각시작 후 6시간까지 570℃ 로 냉각하고(step5), 10시간까지 460℃ 로 냉각하고(step6), 16시간까지 350℃ 로 냉각하고(step7), 28시간까지 50℃ 로 냉각하는(step8) 방식으로 이루어진다.
The cooling stage is cooled to 570 ° C. for up to 6 hours after the start of cooling (step 5), to 460 ° C. for up to 10 hours (step 6), to 350 ° C. for up to 16 hours (step 7) and to 50 ° C. for up to 28 hours. (Step8).

도 2은 가열유지온도 710℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the process conditions when the heating holding temperature of 710 ℃ heating holding time 10 hours.

도 2를 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 710℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ±5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to Figure 2, the heating is performed by heating to 300 ° C up to 3 hours (step 1), up to 8 hours to 610 ° C (step2), 13 hours to 710 ° C (step3). Wherein each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 710℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 710 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), a cooling step of 28 hours is carried out.

도 3은 가열유지온도 690℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the process conditions when the heating holding temperature 690 ℃ heating holding time 10 hours.

도 3을 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 690℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to FIG. 3, the heating is performed at 300 ° C. for up to 3 hours after the start of heating (step 1), at 610 ° C. for up to 8 hours (step 2), and at 690 ° C. for up to 13 hours (step 3). Here each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 690℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 690 ° C. for 10 hours in the holding step (step 4), a cooling step of 28 hours is performed.

도 4는 가열유지온도 670℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the process conditions when the heating holding temperature 670 ℃ heating holding time 10 hours.

도 4를 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 670℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, the heating is performed at 300 ° C. for up to 3 hours after the start of heating (step 1), at 610 ° C. for up to 8 hours (step 2), and at 670 ° C. for up to 13 hours (step 3). Here each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 670℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 670 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), the cooling step of 28 hours is carried out.

도 5는 가열유지온도 660℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 5 shows the process conditions when the heating holding temperature 660 ℃ heating holding time 10 hours.

도 5를 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 660℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, the heating is performed at 300 ° C. for up to 3 hours after the start of heating (step 1), at 610 ° C. for up to 8 hours (step 2), and at 660 ° C. for up to 13 hours (step 3). Here each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 660℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 660 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), the cooling step of 28 hours is carried out.

도 6은 가열유지온도 650℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 6 shows the process conditions when the heating holding temperature 650 ℃ heating holding time 10 hours.

도 6을 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 650℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the heating is performed at 300 ° C. for up to 3 hours after the start of heating (step 1), at 610 ° C. for up to 8 hours (step 2), and at 650 ° C. for up to 13 hours (step 3). Here each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 650℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 650 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), the cooling step of 28 hours is carried out.

도 7은 가열유지온도 640℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.Figure 7 shows the process conditions when the heating holding temperature 640 ℃ heating holding time 10 hours.

도 7을 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 640℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7, heating is performed at 300 ° C. for up to 3 hours after the start of heating (step 1), at 610 ° C. for up to 8 hours (step 2), and at 640 ° C. for up to 13 hours (step 3). Here each temperature may have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 640℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 640 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), the cooling step of 28 hours is carried out.

도 8은 가열유지온도 630℃ 가열유지시간 10시간인 경우의 공정조건을 나타낸 것이다.8 shows the process conditions in the case of the heating holding temperature of 630 ° C. and the heating holding time of 10 hours.

도 8을 살펴보면, 가열 시작 후 3시간 까지 300℃ 로 가열하고(step 1), 8시간까지 610℃ 로 가열하고(step2), 13시간까지 630℃ 로 가열하는(step3) 방식으로 이루어진다. 여기서 각각의 온도는 ± 5 ℃ 범위의 오차를 가질 수 있다.Referring to FIG. 8, heating is performed at 300 ° C. for up to 3 hours after the start of heating (step 1), at 610 ° C. for up to 8 hours (step 2), and at 630 ° C. for up to 13 hours (step 3). Here each temperature can have an error in the range of ± 5 ° C.

유지단계에서 10시간 동안 630℃ 의 온도를 유지한 후(step4), 28시간의 냉각단계가 진행된다.After maintaining the temperature of 630 ℃ for 10 hours in the holding step (step4), a cooling step of 28 hours is carried out.

표 2는 상기와 같은 8가지 상자소둔 열처리 공정을 거친 강판의 물성 측정 결과를 나타낸 것이다.
Table 2 shows the measurement results of the physical properties of the steel sheet subjected to the eight box annealing heat treatment process as described above.

표 2의 결과를 살펴보면, 열처리공정조건#1~#5는 연신율은 목표치인 26% 이상을 만족하나, 인장강도와 항복강도가 부족한 결과를 나타냈다.Looking at the results of Table 2, the heat treatment process conditions # 1 ~ # 5, the elongation meets the target value of 26% or more, but showed a result that the tensile strength and yield strength is insufficient.

가열유지온도가 낮아질 수록 항복강도와 인장 강도는 상승하고, 연신율은 낮아지는 것을 알 수 있다.It can be seen that as the heating and holding temperature is lowered, the yield strength and tensile strength increase, and the elongation decreases.

본 발명은 자동차용 강판을 양산하기 위한 최적의 상자소둔 열처리 공정 조건을 도출하기 위한 것인데, 요구물성치인 인장강도 590 MPa 이상, 항복강도 390 MPa 이상, 연신율(El) 19% 이상의 범위를 만족하는 상자소둔 열처리 공정은 가열유지온도 630~650℃, 가열유지시간 10시간의 경우이다.
The present invention is to derive the optimum box annealing heat treatment process conditions for mass production of automotive steel sheet, a box that satisfies the requirements of the tensile strength 590 MPa or more, yield strength 390 MPa or more, elongation (El) 19% or more Annealing heat treatment process is the case of heating holding temperature 630 ~ 650 ℃, heating holding time 10 hours.

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.While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

Claims

탄소(C) : 0.06~0.10%, 실리콘(Si) : 0% 초과 0.5% 이하, 망간(Mn) : 1.6~2.0%, 인(P) : 0% 초과 0.04% 이하, 황(S) : 0% 초과 0.005% 이하, 알루미늄(Al) : 0.01~0.05%, 니오븀 : 0.01~0.05%, 질소(N) : 0% 초과 0.006% 이하, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 강판을 가열하는 가열단계;
가열유지온도 625~655℃, 소둔시간 10 ± 1 시간 동안 유지하는 가열유지단계; 및
상기 가열유지된 강판을 냉각하는 냉각단계;를 포함하며,
상기 가열단계는 12 ± 1 시간 동안 실시되고, 상기 냉각단계는 28 ± 1 시간 동안 실시되고,
상기 가열단계는 3시간까지 300℃ ± 5℃ 로 가열하고, 8시간까지 610℃ ± 5℃ 로 가열하고, 12시간까지 650℃ ± 5℃ 로 가열하며,
상기 냉각단계는 냉각시작 후 6시간까지 570℃ ± 5℃ 로 냉각하고, 10시간까지 460℃ ± 5℃ 로 냉각하고, 16시간까지 350℃ ± 5℃ 로 냉각하고, 28시간까지 50 ± 5℃ 로 냉각하는 것을 특징으로 하는 일반재용 냉연강판의 상자소둔 열처리 방법.Carbon (C): 0.06 ~ 0.10%, Silicon (Si): More than 0% and 0.5% or less, Manganese (Mn): 1.6 ~ 2.0%, Phosphorus (P): More than 0% and 0.04% or less, Sulfur (S): 0 More than 0.005% or less, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, niobium: 0.01% to 0.05%, nitrogen (N): more than 0% and more than 0.006%, heating to heat a steel plate composed of remaining iron (Fe) and unavoidable impurities step;
A heating and holding step of maintaining the heating and holding temperature of 625 to 655 ° C. for 10 ± 1 hour; And
And a cooling step of cooling the heated steel sheet.
The heating step is carried out for 12 ± 1 hour, the cooling step is carried out for 28 ± 1 hour,
The heating step is heated to 300 ℃ ± 5 ℃ up to 3 hours, to 610 ℃ ± 5 ℃ up to 8 hours, to 650 ℃ ± 5 ℃ up to 12 hours,
The cooling step is cooled to 570 ℃ ± 5 ℃ up to 6 hours after the start of cooling, to 460 ℃ ± 5 ℃ up to 10 hours, to 350 ℃ ± 5 ℃ up to 16 hours, 50 ± 5 ℃ up to 28 hours Box annealing heat treatment method for a cold rolled steel sheet for general materials characterized in that the cooling by.

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