KR101467051B1 - 2상조직강 제조 방법 - Google Patents

2상조직강 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101467051B1
KR101467051B1 KR1020120122416A KR20120122416A KR101467051B1 KR 101467051 B1 KR101467051 B1 KR 101467051B1 KR 1020120122416 A KR1020120122416 A KR 1020120122416A KR 20120122416 A KR20120122416 A KR 20120122416A KR 101467051 B1 KR101467051 B1 KR 101467051B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel
ecap
transformation temperature
annealing
present
Prior art date
Application number
KR1020120122416A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140056764A (ko
Inventor
김종철
황성두
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020120122416A priority Critical patent/KR101467051B1/ko
Publication of KR20140056764A publication Critical patent/KR20140056764A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101467051B1 publication Critical patent/KR101467051B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

초미세립을 가지며, 내마모성이 우수한 2상조직강 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 2상조직강 제조 방법은 열간압연 또는 냉간압연이 수행된 강을 A3 변태 온도 이상에서 1차 어닐링하는 단계; 상기 어닐링된 강을 A1 변태 온도 이하에서 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리하는 단계; 및 상기 ECAP 처리된 강을 A1 변태 온도 이상에서 2차 어닐링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

2상조직강 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING DUAL PHASE STEEL}
본 발명은 2상조직강(DP강) 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리를 이용하여 초미세립을 가지며 내마모성이 우수한 DP강 제조 방법에 관한 것이다.
최근 구조재료의 기계적 성질을 향상시키기 위한 방안으로 결정립 미세화와 합금원소 첨가 등의 많은 연구가 진행되고 있다.
그 중 합금원소 첨가에 의한 기계적 성질을 향상시키는 방법은 연성과 인성의 감소, 비싼 제조원가 그리고 재활용이 어렵다는 단점을 지니고 있다.
이에 반해, 1㎛ 이하의 초미세립(UFG; Ultra Fine Grained) 재료는 차세대 구조용 재료로서 큰 잠재력을 가지고 있다. 그 이유는 결정립 크기가 매우 작아지면 상온에서의 강도와 연성 그리고 저온에서의 변형 및 초소성 등 향상된 기계적 성질을 얻을 수 있기 때문이다.
한편, 2상조직강은 연질의 페라이트 기지 내에 제2상인 마르텐사이트가 분산되어 페라이트의 우수한 연성과 마르텐사이트의 높은 강도를 동시에 가지고 있는 강이다. 또한, 2상조직강은 낮은 항복비를 가져 우수한 성형성을 보이며, 뛰어난 피로 및 충격저항성 등의 훌륭한 기계적 성질을 가지고 있다.
따라서, 2상조직강이 초미세립으로 이루어져 있다면 보다 우수한 물성, 특히 내마모성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 관련된 배경기술로는, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0046689호(2011.05.06. 공개)에 개시된 저항복비 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법이 있다.
본 발명의 목적은 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리를 이용하여 초미세립을 가져 기계적 물성, 특히 내마모성이 우수한 2상조직강을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 2상조직강 제조 방법은 열간압연 또는 냉간압연이 수행된 강을 A3 변태 온도 이상에서 1차 어닐링하는 단계; 상기 어닐링된 강을 A1 변태 온도 이하에서 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리하는 단계; 및 상기 ECAP 처리된 강을 A1 변태 온도 이상에서 2차 어닐링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강은 탄소(C) : 0.13~0.18중량%, 망간(Mn) : 0.3~0.6중량%, 인(P) : 0중량% 초과 내지 0.04중량% 이하, 황(S) : 0중량% 초과 0.05중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 것을 이용할 수 있다.
상기 2차 어닐링은 A1 변태 온도 ~ A3 변태 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 2차 어닐링 이후, 상기 강을 마르텐사이트 온도역까지 수냉할 수 있다.
본 발명에 따른 2상조직강 제조 방법에 의하면, 열간압연 또는 냉간압연 이후, 1차 어닐링, ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리 및 2차 어닐링을 통하여 페라이트 결정립이 1㎛ 이하인 초미세립을 갖는 2상 조직강을 제조할 수 있다.
제조된 2상 조직강의 경우, 초미세립을 통하여 기계적 특성, 특히 내마모성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2상조직강 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 냉간압연된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에 따라 열처리된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 1에 따라 열처리된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 5는 비교예 2에 따라 열처리된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3에 따라 열처리된 시편의 스트레인-스트레스 곡선을 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 열처리된 시편에 대한 저하중시의 마모 속도를 나타낸 것이다.
본 발명의 특징과 이를 달성하기 위한 방법은 첨부되는 도면과, 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해진다. 그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하기 위함이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2상조직강 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 2상조직강 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 2상조직강 제조 방법은 1차 어닐링 단계(S110), ECAP 처리 단계(S120) 및 2차 어닐링 단계(S130)를 포함한다.
먼저, 1차 어닐링 단계(S110)에서는 열간압연 혹은 냉간압연된 강을 A3 변태 온도 이상에서 대략 2~4시간 정도 어닐링 처리하여, 강의 조직을 균질화시킨다. 어닐링 후에는 공냉 또는 수냉이 수행될 수 있다.
이때, 상기 강은 탄소(C) : 0.13~0.18중량%, 망간(Mn) : 0.3~0.6중량%, 인(P) : 0중량% 초과 0.04중량% 이하, 황(S) : 0중량% 초과 0.05중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 것을 이용할 수 있다.
탄소(C)는 강도 확보에 기여하는 원소이다. 상기 탄소는 강 전체 중량의 0.13~0.18중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소의 첨가량이 0.13중량% 미만일 경우 충분한 마르텐사이트 분율을 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소의 첨가량이 0.18 중량%를 초과하면 인성 및 용접성을 저하시키는 문제점이 있다.
망간(Mn)은 인성을 열화시키지 않고 강도를 향상시키는데 유용한 원소이다.
상기 망간은 강 전체 중량의 0.3~0.6중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 0.3중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 0.6중량%를 초과하면 용접성이 저하되는 문제점이 있다.
인(P)과 황(S)은 과다 함유될 경우, 적열취성을 유발하거나 인성을 크게 저하시킨다. 이에 인(P)의 함량을 0중량% 초과 내지 0.04중량% 이하로 제한하였고, 황(S)의 함량을 0중량% 초과 내지 0.05중량% 이하로 제한하였다.
다음으로, ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리 단계(S120)에서는 1차 어닐링된 강을 ECAP 장치에 투입하여 강소성 처리한다. ECAP 처리의 경우, 널리 알려진 바와 같이 강에 전단 변형이 가해져 단면적 감소 없이 강 내부에 심한 소성변형을 부과시킬 수 있다.
이때, ECAP 효과를 높이기 위하여, ECAP 처리는 A1 변태 온도 이하에서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, ECAP 처리 후에는 수냉 또는 공냉이 수행될 수 있다.
한편, 강이 직사각형 형태라면 강을 1회 ECAP 처리한 후, 90° 회전시켜서 다시 1회 ECAP 처리하는 방식과 같이 짝수회 실시하는 것이 바람직하다. 이 경우, 짝수번째 가공마다 강의 외형을 유지할 수 있다.
ECAP 처리에 의하여 강재는 초미세립화될 수 있다.
다음으로, 2차 어닐링 단계(S130)에서는 ECAP 처리된 강을 A1 변태 온도 이상에서 대략 10분 내지 2시간동안 2차 어닐링한다. 2차 어닐링 이후에는 마르텐사이트 온도역까지 냉각이 수행된다. 냉각은 펄라이트 등으로의 원하지 않는 변태를 방지하면서 마르텐사이트가 형성될 수 있도록 수냉 방식이 바람직하다.
2차 어닐링이 수행되지 않는 경우, 최종 미세조직이 페라이트+펄라이트 조직이 되어, 목표로 하는 페라이트+마르텐사이트 2상조직강을 제조할 수 없으므로, 2차 어닐링은 필수적이라고 볼 수 있다.
2차 어닐링은 A3 변태 온도 이상의 오스테나이트 단상역에서 수행될 수 있으나, 이 경우 결정립이 다시 조대화될 수 있다. 따라서, 2차 어닐링은 A1 변태 온도 ~ A3 변태 온도, 즉 오스테나이트-페라이트 2상역에서 실시되는 것이 바람직하다.
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. 강의 열처리
(1) 실시예 1
중량%로, 탄소(C) : 0.15%, 망간(Mn) : 0.5%, 인(P) : 0.03%, 황(S) : 0.01% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 냉연재를 1200℃에서 1시간동안 1차 어닐링한 후 상온까지 10℃/sec의 평균 냉각 속도로 수냉하였다. 이후, 500℃에서 ECAP 처리를 하였다. 이때, 4각형 시편에 대하여 1회 ECAP 수행후 90° 회전하여 다시 1회 수행하는 방식으로 4회 ECAP 처리한 후 공냉하였다. 이후, 730℃에서 10분동안 2차 어닐링을 수행하고 수냉방식으로 20℃/sec의 평균냉각속도로 마르텐사이트 온도영역까지 냉각하였다.
(2) 비교예 1
강 조성은 실시예 1과 동일하며, 1200℃에서 1시간동안 유지후 상온까지 공냉하였다.
(3) 비교예2
ECAP 처리를 하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 열처리를 수행하였다.
(4) 비교예 3
2차 어닐링을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 열처리를 수행하였다.
2. 특성 평가
도 2는 냉간압연된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다. 도 3은 실시예 1에 따라 열처리된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다. 도 4는 비교예 1에 따라 열처리된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다. 도 5는 비교예 2에 따라 열처리된 시편의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 실시예 1에 따라 열처리된 시편(도 3)의 경우, 나머지 시편(도 2, 도 4 및 도 5)에 비하여 결정립이 매우 미세한 것을 볼 수 있다.
도 6은 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3에 따라 열처리된 시편의 스트레인-스트레스 곡선을 나타낸 것이다.
도 6을 참조하면, 실시예 1에 따라 열처리된 시편의 경우, 강도가 가장 향상되어, 인장강도가 가장 높은 것을 볼 수 있다.
도 7은 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 열처리된 시편에 대한 저하중시의 마모 속도를 나타낸 것이다.
도 7을 참조하면, 실시예 1의 경우가 하중에 대한 마모 속도가 가장 느린 것을 볼 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 DP강의 경우, 초미세립을 가지면서 매우 우수한 내마모성을 나타낸다고 것을 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 (4)

  1. 탄소(C) : 0.13~0.18중량%, 망간(Mn) : 0.3~0.6중량%, 인(P) : 0중량% 초과 0.04중량% 이하, 황(S) : 0중량% 초과 0.05중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 열간압연 또는 냉간압연이 수행된 강을 A3 변태 온도 이상에서 1차 어닐링하는 단계;
    상기 어닐링된 강을 A1 변태 온도 이하에서 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 처리하는 단계; 및
    상기 ECAP 처리된 강을 A1 변태 온도 이상에서 2차 어닐링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2상조직강 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 어닐링은 A1 변태 온도 ~ A3 변태 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 2상조직강 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2차 어닐링 이후, 상기 강을 마르텐사이트 온도역까지 수냉하는 것을 특징으로 하는 2상조직강 제조 방법.
KR1020120122416A 2012-10-31 2012-10-31 2상조직강 제조 방법 KR101467051B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120122416A KR101467051B1 (ko) 2012-10-31 2012-10-31 2상조직강 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120122416A KR101467051B1 (ko) 2012-10-31 2012-10-31 2상조직강 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140056764A KR20140056764A (ko) 2014-05-12
KR101467051B1 true KR101467051B1 (ko) 2014-12-02

Family

ID=50887846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120122416A KR101467051B1 (ko) 2012-10-31 2012-10-31 2상조직강 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101467051B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080097121A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 한양대학교 산학협력단 강소성 가공을 이용한 중·고탄소강의 구상화 방법, 강소성장치 및 이로써 얻어진 구상화 중·고탄소강

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080097121A (ko) * 2007-04-30 2008-11-04 한양대학교 산학협력단 강소성 가공을 이용한 중·고탄소강의 구상화 방법, 강소성장치 및 이로써 얻어진 구상화 중·고탄소강

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140056764A (ko) 2014-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220220596A1 (en) Martensitic steels with 1700 to 2200 mpa tensile strength
UA126200C2 (uk) Високоміцна холоднокатана листова сталь, яка характеризується високою деформованістю, і спосіб її виготовлення
WO2013132796A1 (ja) 高強度冷延鋼板及びその製造方法
US11198928B2 (en) Method for producing high silicon dual phase steels with improved ductility
KR102029561B1 (ko) 망간강 제품의 열 처리 방법 및 특수 합금을 갖는 망간강 제품
US20140147329A1 (en) High silicon bearing dual phase steels with improved ductility
JP4833698B2 (ja) ダイクエンチ用高強度鋼板
WO2013051714A1 (ja) 鋼板及びその製造方法
KR101568519B1 (ko) 전단변형부 성형이방성 및 내피로특성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법
US20150040636A1 (en) Wire rod and steel wire for springs having high corrosion resistance, method of manufacturing steel wire for springs, and method of manufacturing springs
KR101467051B1 (ko) 2상조직강 제조 방법
KR102387484B1 (ko) 고강도 강판 및 그 제조 방법
CN116018421A (zh) 具有优异的生产率和成本降低效果的高强度奥氏体不锈钢及其生产方法
KR20160024681A (ko) 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법
KR101597411B1 (ko) 강판 및 그 제조 방법
KR101597418B1 (ko) 고강도 열연강판 및 그 제조 방법
KR101634010B1 (ko) 고강도 강판 및 그 제조 방법
KR101657800B1 (ko) 신장플랜지성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101412293B1 (ko) 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법
KR20160079471A (ko) 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법
KR20150060211A (ko) 자동차 외판용 냉연강판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171107

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181017

Year of fee payment: 5