KR101683987B1 - Precipitation hardening steels having low density, high strength and elongation and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 및 그 제조방법이 소개된다.
본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법은, 중량%로, C : 0.15~0.3%, Mn : 9~10.5%, Al : 5~7%, P : 0.03%이하(0은 제외), S : 0.03%이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강을 연속 주조하여 열간압연 후 권취하는 과정; 850 ~ 950℃ 온도에서 소둔하고 공냉하는 과정; 및 500 ~ 600℃ 온도에서 4 ~ 8시간 시효 후 공냉하는 과정을 포함한다.Precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet and a manufacturing method thereof are introduced.
The precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet production method of the present invention is characterized by comprising 0.15 to 0.3% of C, 9 to 10.5% of Mn, 5 to 7% of Al, and 0.03% or less of P ), S: not more than 0.03% (excluding 0), the remainder being Fe and other unavoidable impurities; Annealing at 850 to 950 ° C and air cooling; And air cooling at a temperature of 500 to 600 DEG C for 4 to 8 hours after aging.
Description
본 발명은 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고강도 및 고연신, 저비중 특성을 갖는 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet having a high strength and a high elongation and a low specific gravity property and a process for producing the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precipitation hardening type high strength and high stretched low specific gravity steel sheet, .
최근 자동차는 CO2 저감 및 배기가스 규제 등의 환경 문제와 더불어 연비 성능 강화를 위해 경량화되고 있는 추세이다.In recent years, automobiles are becoming lighter in weight in order to enhance fuel efficiency, in addition to environmental problems such as CO2 reduction and exhaust gas regulation.
이를 만족시키기 위해 초고장력강의 적용 비율이 점차 증가하고 있는 추세인바, 고망간 TWIP강(Twinning Induced Plasticity Steel)과 같이 고강도, 고연신을 동시에 만족시키는 신강종이 개발되고 있다.As the application ratio of super high tensile strength steadily increases to satisfy this trend, Xinjiang paper which satisfies high strength and high elongation at the same time as Twinning Induced Plasticity Steel is being developed.
그러나, 초고장력강의 경우 낮은 성형성으로 인하여 차체 부품에 적용할 수 있는 부분이 매우 제한적이고, 고망간 TWIP강의 경우 기존 자동차 강판 대비 비중 감소율이 적어 재료 경량화 효과를 얻는데 한계가 존재하는바, 고강도 및 고연신 인장 성질을 동시에 만족시키는 자동차 부품을 얻는데 한계가 존재한다.However, in case of super high tensile steel, the part applicable to the body parts is very limited due to the low formability. In the case of high manganese TWIP steel, there is a limit in obtaining a weight reduction effect due to a small specific gravity reduction rate compared to the existing automotive steel sheet. There is a limit in obtaining an automobile part which simultaneously satisfies the high tensile properties.
따라서, 고강도, 고연신의 인장 성질 및 자동차 부품 경량화를 실현시킬 수 있는 저비중강의 개발이 절실한 실정이다.
Therefore, there is an urgent need to develop a low specific gravity steel capable of realizing tensile properties of high strength and high elongation and lightweight automotive parts.
저비중 강판은 합금조성 측면에서 분류했을 때 두 가지 방향으로 개발되어 왔다.Low specific gravity steel sheets have been developed in two directions when classified in terms of alloy composition.
개발 초기에는 18~32wt%의 망간(Mn), 8~12wt%의 알루미늄(Al),0.7~2wt%의 탄소(C) 합금조성을 갖는 오스테나이트계 고합금 저비중강이 개발되었는바, 약 1000MPa이 넘는 인장강도와 50% 이상의 연신율을 동시에 만족시키는 등, 이는 고강도 및 고연신을 동시에 만족시키는 합금이다.At the beginning of the development, an austenitic high alloy low specific gravity steel having 18 to 32 wt% manganese (Mn), 8 to 12 wt% aluminum (Al) and 0.7 to 2 wt% carbon (C) alloy composition was developed, And an elongation of 50% or more at the same time, which is an alloy satisfying both high strength and high elongation at the same time.
이는 오스테나이트 결정립 내부에 (Fe,Mn)3AlC 조성을 갖는 k-carbide라는 석출물이 20~40nm의 미세한 사이즈로 석출되어 가공 경화율을 높이기 때문인 것으로 밝혀졌다. 그러나, 이러한 합금은 높은 합금 원소 함량으로 인하여 비싼 가결과 제조 공정 상의 문제점을 가지고 있는 단점이 존재하여 실용화하는데 한계를 가지고 있는 단점이 존재한다.This is because the precipitate called k-carbide having a (Fe, Mn) 3AlC composition in the austenite grains is precipitated in a fine size of 20 to 40 nm to increase the work hardening rate. However, such an alloy has disadvantages in that it has a problem of expensive casting and manufacturing process due to a high alloy element content, and thus there is a disadvantage that it is limited in practical use.
이후, 3~6wt% 망간, 5~7wt%의 알루미늄, 0.1~0.5wt%의 탄소 합금 조성을 갖는 페라이트계 저합금 저비중강이 개발되었는데, 이는 상대적으로 합금 원소의 비율이 낮아 고합금 저비중강에서 나타났던 문제점을 해결하면서 경량 원소인 알루미늄의 함량을 적정 수준 유지하여 경량화 효과를 기대하였으나, 연성이 매우 열위하여 심지어 열간 압연 중에도 강판에 크랙이 발생하는 문제점이 존재한다.Thereafter, a ferrite based low alloyed steel having a composition of 3 to 6 wt% manganese, 5 to 7 wt% of aluminum and 0.1 to 0.5 wt% of a carbon alloy has been developed. This is because the ratio of the alloy element is relatively low, However, there is a problem that cracks are generated in the steel sheet even during hot rolling because the ductility is very high.
이는 결정립계를 따라 석출된 조대한 크기의 k-carbide가 변형 중 크랙의 진원지로 작용하여 연성을 저하시키는 역할을 하기 때문으로 밝혀졌다.This is because the coarse-sized k-carbides precipitated along the grain boundaries act as the epicenter of the cracks during deformation, thereby reducing ductility.
이를 극복하기 위해 특정 온도에서의 열처리를 통해 약 중반 수준의 연신율을 갖는 제품이 개발되었지만, 고합금 저비중강의 연신율과 비교하면 열위한 수준이다.In order to overcome this, a product having a mid-level elongation rate was developed through heat treatment at a specific temperature, but it is at a level comparable to the elongation of a high alloy low-strength steel.
Juornal of Alloys and Compounds vol. 574, 299p~304p에 실린 'Isothermal precipitation behavior of k-carbide in the Fe-9Mn-6Al-0.15C lightweight steel with a multiphase microstructure'에서는, Fe-9Mn-6Al-0.15C의 합금 조성을 갖는 강에서 등온 유지 시간에 따라 상변태 거동이 어떻게 진행되는지에 대하여 이론적으로는 규명하고 있을 뿐, 열처리 조건 및 미세조직에 따른 기계적 물성에 관하여는 어떠한 내용도 제시되어 있지 않는바, 본 발명자는 고강도, 고연신의 인장 성질 및 자동차 부품 경량화를 실현할 수 있는 방법에 대한 연구 끝에 본 발명에 이르게 되었다.Juornal of Alloys and Compounds vol. Isothermal precipitation behavior of k-carbide in the Fe-9Mn-6Al-0.15C lightweight steel with a multiphase microstructure ", which is listed in Journal of the Korean Society of Precision Engineering, 574, 299p-304p The present inventor has found that the present inventors have found that there is no description about how the phase transformation behavior progresses according to time, and the present inventor has found that the tensile properties of high strength and high stretching And a method for realizing reduction in weight of automobile parts.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as adhering to the prior art already known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 높은 경량 원소 함량을 통해 기존 강판 재료 대비 경량화되고, 항복, 인장강도가 상승되는 것은 물론, 높은 수준의 연신율을 확보할 수 있는 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve such conventional problems, the present invention has been made to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a precipitation hardening type high strength and high stretching low- And a method of manufacturing the same.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판은, 중량%로, C : 0.15~0.3%, Mn : 9~10.5%, Al : 5~7%, P : 0.03%이하(0은 제외), S : 0.03%이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도 787MPa 이상이면서, 연신율 40% 이상인 것을 특징으로 한다.The precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet according to the present invention comprises 0.15 to 0.3% of C, 9 to 10.5% of Mn, 5 to 7% of Al, 0.03 to 0.3% of P, (Excluding 0), S: not more than 0.03% (excluding 0), and the balance of Fe and other unavoidable impurities, and has a tensile strength of 787 MPa or more and an elongation of 40% or more.
상기 C : 0.15~0.25%, Mn : 9~10%, Al : 5~6%인 것을 특징으로 한다.0.15 to 0.25% of C, 9 to 10% of Mn and 5 to 6% of Al.
상기 C : 0.2~0.3%, Mn : 9.5~10.5%, Al : 6~7%인 것을 특징으로 한다.0.2 to 0.3% of C, 9.5 to 10.5% of Mn and 6 to 7% of Al.
본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판은 페라이트 결정립을 따라 K 탄화물이 존재하는 것을 특징으로 한다.The precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet of the present invention is characterized in that K carbide exists along the ferrite crystal grains.
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상기 K 탄화물은 페라이트 조직과 층상 구조를 이루면서 형성된 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판.Wherein the K carbide is formed in a layered structure with a ferrite structure, and the precipitation hardening type high strength and highly oriented low specific gravity steel.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법은 중량%로, C : 0.15~0.3%, Mn : 9~10.5%, Al : 5~7%, P : 0.03%이하(0은 제외), S : 0.03%이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강을 연속 주조하여 열간압연 후 권취하는 과정; 850 ~ 950℃ 온도에서 소둔하고 공냉하는 과정; 및 500 ~ 600℃ 온도에서 4 ~ 8시간 시효 후 공냉하는 과정을 포함한다.In order to achieve the above object, the precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet manufacturing method according to the present invention comprises 0.15 to 0.3% of C, 9 to 10.5% of Mn, 5 to 7% of Al, % Or less (excluding 0), S: 0.03% or less (excluding 0), and the remainder is Fe and other unavoidable impurities; Annealing at 850 to 950 ° C and air cooling; And air cooling at a temperature of 500 to 600 DEG C for 4 to 8 hours after aging.
상기 C : 0.15~0.25%, Mn : 9~10%, Al : 5~6%인 것을 특징으로 한다.0.15 to 0.25% of C, 9 to 10% of Mn and 5 to 6% of Al.
상기 C : 0.2~0.3%, Mn : 9.5~10.5%, Al : 6~7%인 것을 특징으로 한다.0.2 to 0.3% of C, 9.5 to 10.5% of Mn and 6 to 7% of Al.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 아래와 같은 효과를 구현할 수 있게 된다.According to the present invention, the following effects can be realized.
첫째, 높은 경량 원소 함량을 통해 기존 강판 재료 대비 낮은 밀도의 경량화 된 강을 제조할 수 있는 이점이 있다.First, there is an advantage in that a lightweight steel having a low density compared to a conventional steel sheet material can be produced through a high lightweight element content.
둘째, 적정 시간 시효를 통한 석출 경화를 실현하여 항복, 인장강도를 상승시켜 강의 고강도화를 달성함과 동시에, 높은 수준의 연신율을 확보할 수 있는 이점이 있다.Second, precipitation hardening through proper time aging is realized to increase the yield and tensile strength, thereby achieving high strength of steel and securing a high level of elongation.
셋째, 초고장력강의 성형성 부족으로 적용하기 어려웠던 부품에 적용할 수 있는 이점이 있다.Third, there is an advantage that it can be applied to parts which are difficult to apply due to the lack of formability of ultra high tensile steel.
도 1은 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법을 나타낸 도면,
도 2는 기존 시효 열처리 전 강판의 미세조직을 나타낸 도면,
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 온도 및 시간 범위 내에서 시효 열처리 후에는 페라이트 결정립계를 따라 K 탄화물이 석출된 모습을 살필 수 있다.
도 3은 본 발명의 온도 및 시간 범위 내에서 시효 열처리 후 페라이트 결정립계를 따라 K 탄화물이 석출된 모습
도 4는 본 발명의 온도 및 시간 범위 내에서 시효 열처리 후 페라이트 결정립계를 따라 K 탄화물이 석출된 모습을 고배율로 살펴본 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a precipitation hardening type high strength and highly oriented low specific gravity steel sheet manufacturing method,
2 is a view showing a microstructure of a conventional steel sheet before aging heat treatment,
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that the K carbide precipitates along the ferrite grain boundaries after the aging heat treatment within the temperature and time range described above.
Fig. 3 is a view showing the precipitation of K carbide along the ferrite grain boundaries after the aging heat treatment within the temperature and time range of the present invention
FIG. 4 is a view showing a state in which K carbide is precipitated along the ferrite grain boundaries at a high magnification after aging heat treatment within the temperature and time range of the present invention. FIG.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판을 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a precipitation hardening type high strength and highly oriented low specific gravity steel sheet according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판은, 중량%로, C : 0.15~0.3%, Mn : 9~10.5%, Al : 5~7%, P : 0.03%이하(0은 제외), S : 0.03%이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.The precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet according to the present invention comprises 0.15 to 0.3% of C, 9 to 10.5% of Mn, 5 to 7% of Al, 0.03% or less of P (excluding 0) S: 0.03% or less (excluding 0), and the balance includes Fe and other unavoidable impurities.
망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소로써 다량의 망간이 강에 첨가되면 오스테나이트 분율을 증가시켜 연신율을 증대시킨다. 또한, 망간은 철의 치환형 원소로써 격자 구조 내에서 치환형 고용체로 자리잡아 강도를 증가시키는 역할을 하는바, 본 발명에서는 망간 함량을 기존 저합금 저비중강(3~6wt%) 대비 증가시켜 합금을 설계하였다. Manganese (Mn) is an austenite stabilizing element and when a large amount of manganese is added to steel, the austenite fraction is increased to increase the elongation. In addition, manganese is a substitutional element of iron and plays a role of increasing the strength by being substituted solid solution in the lattice structure. In the present invention, manganese content is increased compared to conventional low alloyed low alloy steel (3 to 6 wt%) Alloy.
망간의 함량이 9% 미만일 경우 연신율이 감소하고, 10.5%를 초과하면 원가가 상승됨과 동시에, 제조과정 중 용탕 온도 저하 등의 문제가 야기되므로, 그 함량은 9~10.5%로 제한한다.If the content of manganese is less than 9%, the elongation rate decreases. If the content exceeds 10.5%, the cost increases and at the same time, the content of manganese is lowered to 9 to 10.5%.
알루미늄(Al)은 그 비중이 약 2.7로써 철의 약 1/3에 해당하는 대표적인 경량원소이다. 이러한 알루미늄은 강력한 페라이트 안정화 원소로써 페라이트 분율을 증가시키고, 철(Fe)와 탄소(C)를 결합하여 적용 온도 대에서 석출물을 형성, 강도를 높이는 역할을 한다. 따라서, 알루미늄 함량을 최대화하여 경량화 및 고강도화를 구현하는 것이 바람직하다.Aluminum (Al) has a specific gravity of about 2.7 and is a representative lightweight element corresponding to about 1/3 of iron. This aluminum increases the ferrite fraction as a strong ferrite stabilizing element and binds iron (Fe) and carbon (C) to form precipitates and increase strength at the applied temperature range. Therefore, it is desirable to realize weight reduction and high strength by maximizing aluminum content.
알루미늄이 5% 미만으로 첨가되면 경량화 및 고강도화에 미치는 영향이 미미하며, 7%를 초과하여 첨가되면, FeAl 또는 Fe2Al5 등의 경한 금속간 화합물을 형성하여 취성을 일으키는 문제점이 존재하는바, 이를 감안하여 알루미늄 함량은 5~7% 첨가한다.When aluminum is added in an amount of less than 5%, the effect on weight reduction and high strength is insignificant. When added in an amount exceeding 7%, there is a problem of forming a mild intermetallic compound such as FeAl or Fe 2 Al 5 and causing brittleness, Taking this into consideration, aluminum content should be 5 ~ 7%.
탄소(C)는 강에 강도를 부여하기 위해 사용되는 원소로, 침입형 고용체의 역할을 하거나 탄화물을 석출시켜 강도를 높이는 역할을 한다. 본 발명에서는 탄소를 0.15~0.3% 범위 내에서 첨가하는데 , 0.15% 미만의 탄소 함량을 가질 경우 강도가 저하되거나 연신율 증대 역할을 하는 주요 조직인 오스테나이트의 분율이 감소하는 문제가 생기고, 탄소의 농도가 0.3%를 초과하면 용접성의 문제가 생기므로 상술한 범위 내에서 탄소의 농도를 조절하여 첨가한다.Carbon (C) is an element that is used to impart strength to steel, and plays a role of interstitial solid solution, or plays a role of precipitating carbide to increase strength. In the present invention, carbon is added in the range of 0.15 to 0.3%. When the carbon content is less than 0.15%, there arises a problem that the strength is decreased or the fraction of austenite, which is the main structure which plays a role of increasing the elongation, is decreased. If it exceeds 0.3%, the problem of weldability is caused. Therefore, the concentration of carbon is adjusted within the above-mentioned range.
인(P) 및 황(S)은 강에 존재하는 대표적인 불순 원소인데, 강 내부에 존재하는 경우 취성을 일으키는 등 연성에 악영향을 미치므로, 그 함량은 0.03% 미만으로 제한한다.
Phosphorus (P) and sulfur (S) are typical impurity elements present in the steel. When they are present in the steel, they have an adverse effect on the ductility causing brittleness, so their content is limited to less than 0.03%.
본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판의 탄소는 0.2~0.3%, 망간은 9.5~10.5%, 알루미늄은 6~7%로 첨가할 수도 있다.The precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet of the present invention may contain 0.2 to 0.3% of carbon, 9.5 to 10.5% of manganese and 6 to 7% of aluminum.
상술한 바와 같이, 망간은 연신율 및 강도에 중요한 기능을 하는 원소인 반면, 함량이 증가하는 경우 원가가 상승하고, 용탕 온도가 저하되는 문제점도 존재한다. 이러한 점을 고려하여 연신율을 극대화할 필요가 있는 경우에는 망간 함량을 9.5% 이상으로 조절하되, 그 단점을 고려하여 10.5%는 초과하지 않도록 한다.As described above, manganese is an element that plays an important role in the elongation and strength, but when the content is increased, the cost is increased and the melt temperature is lowered. Considering this point, if it is necessary to maximize the elongation, the content of manganese should be adjusted to 9.5% or more, but not exceed 10.5% in consideration of the disadvantage.
알루미늄 역시 경량화, 고강도화라는 장점 및 취성이라는 단점을 고려하여, 첨가되는 양을 조절할 수 있는데, 경량화 및 고강도 구현을 위해 7% 범위까지 첨가량을 증가시킬 수도 있다.Aluminum can also be added in an amount of 7% in order to achieve weight reduction and high strength in consideration of light weight, high strength, and brittleness.
탄소는 강도 및 연신율을 고려하여 그 하한치를 0.2% 이상으로 조절할 수도 있다.
Carbon may be adjusted to a lower limit of 0.2% or more in consideration of strength and elongation.
본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판의 탄소는 0.15~0.25%, 망간은 9~10%, 알루미늄은 5~6%로 조절하여 첨가할 수도 있다.The precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel of the present invention may be added in a content of 0.15 to 0.25% carbon, 9-10% manganese, and 5 to 6% aluminum.
연신율보다 용탕 온도 제어 및 경제성을 고려한다면, 망간 함량은 9~10% 범위로 조절될 수도 있다. 다만, 9% 범위는 목표로 하는 연신율을 얻기 위한 최소한의 하한치이다.Considering the control of the temperature of the molten metal and the economical efficiency over the elongation, the manganese content may be adjusted in the range of 9 to 10%. However, the 9% range is the minimum lower limit for achieving the desired elongation.
알루미늄 역시 경량화 및 고강도, 취성과 관련된 기준을 보다 엄격하게 제어할 필요가 있는 경우 그 함량을 6%이하로 제한하는 것이 바람직하다.It is also desirable to limit the content of aluminum to 6% or less when it is necessary to more strictly control the criteria relating to light weight, high strength and brittleness.
탄소 함량은 오스테나이트 분율 및 용접성 등의 문제를 고려하여 0.15~0.25% 범위로 조절할 수도 있다.
The carbon content may be adjusted in the range of 0.15 to 0.25% in consideration of problems such as the austenite fraction and weldability.
이하에서는 본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a precipitation hardening type high strength and highly oriented low specific gravity steel sheet producing method of the present invention will be described.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법은, 중량%로, C : 0.15~0.3%, Mn : 9~10.5%, Al : 5~7%, P : 0.03%이하(0은 제외), S : 0.03%이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강을 연속 주조하여 열간압연 후 권취하고, 850 ~ 950℃ 온도에서 소둔, 공냉한 후, 500 ~ 600℃ 온도에서 4 ~ 8시간 시효 후 공냉하는 과정을 포함한다.As shown in FIG. 1, the precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet producing method of the present invention comprises 0.15 to 0.3% of C, 9 to 10.5% of Mn, 5 to 7% of Al, : 0.03% or less (excluding 0), S: 0.03% or less (excluding 0), and the remainder is Fe and other unavoidable impurities. The steel is continuously rolled, hot rolled, annealed at 850 to 950 ° C, Air cooling, aging at 500 to 600 ° C for 4 to 8 hours, followed by air cooling.
상술한 바와 같이, 탄소는 0.2~0.3%, 망간은 9.5~10.5%, 알루미늄은 6~7%로 조절되어 첨가될 수 있고, 탄소는 0.15~0.25%, 망간은 9~10%, 알루미늄은 5~6%로 조절하여 첨가될 수도 있다.As described above, carbon can be added in a controlled amount of 0.2 to 0.3%, manganese 9.5 to 10.5% and aluminum 6 to 7%, carbon 0.15 to 0.25%, manganese 9 to 10%, aluminum 5 To 6% by weight.
연신율을 증대시키고, 석출물을 생성시키는 조직인 오스테나이트의 분율을 최대로 하기 위해 850℃ 이상의 온도에서 소둔을 진행하되, 결정립 크기가 과도하게 상승하여 강도 및 연신율에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위해 소둔 온도는 950℃를 초과하지 않도록 한다.Annealing is carried out at a temperature of 850 ° C or higher in order to increase the elongation and to maximize the fraction of austenite which is a structure that forms a precipitate. In order to prevent the grain size from excessively increasing to adversely affect strength and elongation, Do not exceed 950 ℃.
소둔된 강을 다시 500~600℃ 범위에서 4~8 시간 동안 시효를 실시한 후 공냉한다.The annealed steel is again aged at 500 to 600 ° C for 4 to 8 hours and then air-cooled.
4 시간 이하로 시효를 할 경우 석출경화 효과가 미미하고, 8 시간을 초과하여 시효를 할 경우 연신율 감소로 인해 성형성이 저하되기 때문에, 시효시간은 4~8 시간 범위에서 진행한다.When the aging time is less than 4 hours, the precipitation hardening effect is insignificant. When the aging time exceeds 8 hours, the elongation rate is decreased and the formability is lowered. Therefore, the aging time is in the range of 4 to 8 hours.
또한 시효 열처리가 500℃ 미만 혹은 600℃ 초과 범위에서 진행되면 석출물이 제대로 형성되지 않으므로, 시효 열처리 온도는 상술한 범위 내에서 진행되어야 한다.If the aging heat treatment is carried out at a temperature lower than 500 ° C or higher than 600 ° C, precipitates are not formed properly. Therefore, the aging heat treatment temperature should be within the above-mentioned range.
도 2에 도시된 바와 같이, 시효 열처리 전 미세조직은 페라이트, 오스테나이트, 마르텐사이트를 포함하고 있다.As shown in Fig. 2, the microstructure before aging heat treatment includes ferrite, austenite, and martensite.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 온도 및 시간 범위 내에서 시효 열처리 후에는 페라이트 결정립계를 따라 K 탄화물이 석출된 모습을 살필 수 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that the K carbide precipitates along the ferrite grain boundaries after the aging heat treatment within the temperature and time range described above.
또한 오스테나이트와 마르텐사이트로 구성된 영역에 검은색 형태로 새로운 상이 형성되는 것을 살필 수 있는데, 이는 K 탄화물과 페라이트가 층상 구조로 존재하는 것이다.It can also be seen that a new phase is formed in a black form in the area consisting of austenite and martensite, in which K carbide and ferrite exist in a layered structure.
본 발명자는 인장 시험을 통하여 본 발명의 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법에 의해 생산된 강판의 물성을 나타내었다.The present inventors have shown the physical properties of the steel sheet produced by the precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet manufacturing method of the present invention through a tensile test.
인장시편은 ASTM E8M 규격의 서브 사이즈(subsize) 시편으로 제작하였고, 인장시험은 INTRON 3382 시험기를 이용하여 10-3/S 스트레인 레이트(strain rate)로 진행하였다.Tensile specimens were made with ASTM E8M subsize specimens and tensile tests were carried out with a strain rate of 10 -3 / S using an INTRON 3382 tester.
실시예 1 내지 실시예 3에 나타난 바와 같이, 787~833MPa 수준의 인장강도와, 40~50% 수준의 연신율을 동시에 확보할 수 있었다.As shown in Examples 1 to 3, the tensile strength at the level of 787 to 833 MPa and the elongation at the level of 40 to 50% can be secured at the same time.
시효 열처리를 진행하지 않은 비교예 1의 경우, 60% 정도의 연신율을 확보할 수는 있었지만, 인장강도는 633MPa로 실시예 대비 열위함으로 알 수 있었다. 시효 시간을 4시간 미만으로 진행한 비교예 2의 경우 석출 경화가 충분하게 진행되지 않아 강도가 700MPa로 실시예보다 열위하였다.In the case of Comparative Example 1 in which the aging heat treatment was not carried out, it was possible to secure an elongation of about 60%, but the tensile strength was found to be 633 MPa, compared to the Example. In Comparative Example 2 in which the aging time was less than 4 hours, the precipitation hardening did not proceed sufficiently, and the strength was 700 MPa, which was lower than that in the Example.
비교예 3 및 비교예 4와 같이, 8시간을 초과하여 시효 열처리를 진행하는 경우 인장강도가 900MPa 이상 수준으로 확보되나, 연신율이 급격하게 감소됨을 알 수 있었다.As shown in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, when the aging heat treatment was performed for more than 8 hours, the tensile strength was maintained at 900 MPa or more, but the elongation was drastically reduced.
비교예 5 내지 비교예 8과 같이, 망간 또는 알루미늄 함량이 본 발명의 수치범위와 다른 경우, 인장강도 및 연신율 모두 실시예 대비 낮은 수준으로 형성되고, 비교예 9와 같이 탄소 함량이 낮은 경우 강도 및 연신율 모두 열위하였으며, 비교예 10과 같이 탄소 함량이 높을 경우에는 강도는 실시예와 동등 수준으로 형성되나, 연신율이 저하되었다.When the content of manganese or aluminum is different from the numerical range of the present invention as in Comparative Examples 5 to 8, the tensile strength and the elongation are both lower than those of the Examples. When the carbon content is low as in Comparative Example 9, When the carbon content was high as in Comparative Example 10, the strength was formed at the same level as in Example, but the elongation was decreased.
비교예 11과 같이 현재 부품으로 적용되는 강판의 물성을 고려한다면, 고강성화 및 경량화를 동시에 만족할 수 있는 강판을 부품에 적용할 수 있을 것으로 예측된다.Considering the physical properties of the steel sheet applied to the present part as in the comparative example 11, it is expected that the steel sheet which can satisfy both the high strength and the light weight can be applied to the parts.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
Claims (9)
(Excluding 0), S: not more than 0.03% (excluding 0), and the remainder being Fe (Al), 0.03% And other unavoidable impurities, and has a tensile strength of 787 MPa or more and an elongation of 40% or more.
상기 C : 0.15~0.25%, Mn : 9~10%, Al : 5~6%인 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판.
The method according to claim 1,
Wherein the precipitation hardening type high strength and high elongation low specific gravity type steel has the composition of C: 0.15 to 0.25%, Mn: 9 to 10%, and Al: 5 to 6%.
상기 C : 0.2~0.3%, Mn : 9.5~10.5%, Al : 6~7%인 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판.
The method according to claim 1,
Wherein the precipitation hardening type high strength and high orientation low specific gravity steel sheet is characterized by comprising 0.2 to 0.3% of C, 9.5 to 10.5% of Mn, and 6 to 7% of Al.
페라이트 결정립을 따라 K 탄화물이 존재하는 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A precipitation hardening type high strength and high stretch low specific gravity steel sheet characterized by presence of K carbide along the ferrite crystal grains.
상기 K 탄화물은 페라이트 조직과 층상 구조를 이루면서 형성된 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판.
The method of claim 4,
Wherein the K carbide is formed in a layered structure with a ferrite structure, and the precipitation hardening type high strength and highly oriented low specific gravity steel.
850 ~ 950℃ 온도에서 소둔하고 공냉하는 과정; 및
500 ~ 600℃ 온도에서 4 ~ 8시간 시효 후 공냉하는 과정을 포함하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법.
(Excluding 0), S: not more than 0.03% (excluding 0), and the remainder being Fe (Al), 0.03% And other unavoidable impurities are continuously cast and rolled after hot rolling;
Annealing at 850 to 950 ° C and air cooling; And
And a step of air cooling after aging at a temperature of 500 to 600 ° C for 4 to 8 hours, and a method of producing a precipitation hardening type high strength and highly oriented low specific gravity steel sheet.
상기 C : 0.15~0.25%, Mn : 9~10%, Al : 5~6%인 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법.
The method of claim 7,
Wherein the precipitation hardening type high strength and high oriented low specific gravity steel sheet comprises 0.15 to 0.25% of C, 9 to 10% of Mn, and 5 to 6% of Al.
상기 C : 0.2~0.3%, Mn : 9.5~10.5%, Al : 6~7%인 것을 특징으로 하는, 석출 경화형 고강도 및 고연신 저비중 강판 제조방법.The method of claim 7,
Wherein the content of C is 0.2 to 0.3%, Mn is 9.5 to 10.5%, and Al is 6 to 7%.
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