KR102237622B1 - High-strength hot-rolled steel sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 고장력 열연 강판은, 중량%로, 중량%로, 탄소(C): 0.06~0.10%, 실리콘(Si): 0.55~0.65%, 망간(Mn): 1.6~1.9%, 인(P): 0초과 0.02% 이하, 황(S): 0초과 0.003% 이하, 크롬(Cr): 0.65~0.75%, 니오븀(Nb): 0.015~0.025%, 티타늄(Ti): 0.035~0.045%, 보론(B): 0.0015~0.0025%, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 페라이트와 마르텐사이트를 포함하는 미세조직을 가진다.The high-tensile hot-rolled steel sheet according to an aspect of the present invention is, by weight %, by weight %, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.55 to 0.65%, manganese (Mn): 1.6 to 1.9%, Phosphorus (P): greater than 0 and 0.02% or less, sulfur (S): greater than 0 and less than 0.003%, chromium (Cr): 0.65 to 0.75%, niobium (Nb): 0.015 to 0.025%, titanium (Ti): 0.035 to 0.045 %, boron (B): 0.0015 to 0.0025%, contains the remaining iron (Fe) and other inevitable impurities, and has a microstructure including ferrite and martensite.
Description
본 발명은 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마르텐사이트 및 페라이트의 2상(dual phase) 조직을 포함하는 고장력 열연 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel sheet and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a high-tensile hot-rolled steel sheet including a dual phase structure of martensite and ferrite, and a method of manufacturing the same.
자동차 산업은 경쟁이 심화됨에 따라 자동차 품질에 대한 고급화, 다양화 요구가 높아지고 있으며, 강화되고 있는 안전 및 환경규제에 대한 법규를 만족시키기 위해 강판의 강도를 증가시키고 무게를 줄여 연비 효율을 향상시키기 위한 노력을 계속하고 있다. 최근 철강업계 및 자동차 업계가 관심을 가지고 연구하는 분야는 고강도, 경량화에 집중되고 있으며, 자동차 디자인이 복잡해지고 소비자의 욕구가 다양화됨에 따라 고강도이면서 가공성과 성형성이 우수한 강을 요구하고 있다.As competition intensifies, the demand for high-end and diversification of automobile quality is increasing. In order to increase the strength of the steel plate and reduce the weight, in order to satisfy the strengthening safety and environmental regulations, fuel efficiency is improved. I keep trying. In recent years, the fields that the steel industry and the automobile industry are interested in are focusing on high strength and light weight, and as automobile designs become more complex and consumer needs diversify, steels with high strength and excellent processability and formability are demanded.
자동차 차체 구성부품 중 구조부재로 사용되는 강판은 자동차 외부 충돌로부터 충격을 최대한 흡수하고 견고하게 지지하여 승객을 안전하게 보호할 수 있어야 한다. 또한 최적 설계 범위 내에서 자동차의 전체 중량을 감소시켜 연료 소비 효율, 연비 증대를 위해 고강도 기계적 특성을 가져야 한다.Among automobile body components, the steel plate used as a structural member must be able to safely protect passengers by absorbing the shock as much as possible from external collisions and supporting them firmly. In addition, it should have high-strength mechanical properties to increase fuel consumption efficiency and fuel economy by reducing the total weight of the vehicle within the optimal design range.
더욱이, 자동차의 구조부재용 강판은 구조재로서의 높은 강도뿐만 아니라 프레스 및 롤포밍과 같은 가공성형에 적합하도록 높은 연신율, 굽힘 가공성 및 구멍확장성 등의 특성이 요구된다. Moreover, the steel sheet for structural members of automobiles is required not only to have high strength as a structural material, but also to properties such as high elongation, bending workability, and hole expandability to be suitable for processing molding such as press and roll forming.
이러한 물성을 만족시키기 위하여 자동차 구조부재용 강판은 기본적으로 페라이트(Ferrite), 베이나이트(Baintie), 마르텐사이트(Martensite), 및 템프드 마르텐사이트 상의 조합으로 구성되며, 이들 상의 구성 비율에 따라, DP(Dual Phase)강, TRIP(Transformation Induced Plasticity)강, 복합조직(Complex Phase)강 등으로 분류되어 적용되고 있다.In order to satisfy these properties, the steel sheet for automobile structural members is basically composed of a combination of ferrite, bainite, martensite, and tempered martensite phases, and according to the composition ratio of these phases, DP( Dual phase) steel, TRIP (Transformation Induced Plasticity) steel, and complex phase steel are classified and applied.
이에 관련된 기술로는 대한민국 공개특허공보 제2018-0030184호(2018.03.21 공개, 고성형성 2상 강)가 있다.As a related technology, there is Korean Patent Application Publication No. 2018-0030184 (published on March 21, 2018, high-formability two-phase steel).
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 안정적인 저항복비의 DP 강 특성을 나타낼 수 있는 고장력 열연 강판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.An object to be solved by the present invention is to provide a high-tensile hot-rolled steel sheet capable of exhibiting DP steel characteristics of a stable resistance recovery ratio, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 측면에 따른 고장력 열연 강판은, 중량%로, 중량%로, 탄소(C): 0.06~0.10%, 실리콘(Si): 0.55~0.65%, 망간(Mn): 1.6~1.9%, 인(P): 0초과 0.02% 이하, 황(S): 0초과 0.003% 이하, 크롬(Cr): 0.65~0.75%, 니오븀(Nb): 0.015~0.025%, 티타늄(Ti): 0.035~0.045%, 보론(B): 0.0015~0.0025%, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 페라이트와 마르텐사이트를 포함하는 미세조직을 가진다.The high-tensile hot-rolled steel sheet according to an aspect of the present invention is, by weight %, by weight %, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.55 to 0.65%, manganese (Mn): 1.6 to 1.9%, Phosphorus (P): greater than 0 and 0.02% or less, sulfur (S): greater than 0 and less than 0.003%, chromium (Cr): 0.65 to 0.75%, niobium (Nb): 0.015 to 0.025%, titanium (Ti): 0.035 to 0.045 %, boron (B): 0.0015 to 0.0025%, contains the remaining iron (Fe) and other inevitable impurities, and has a microstructure including ferrite and martensite.
일 실시 예에 있어서, 상기 고장력 열연 강판은 상기 열연 강판은 항복강도 580 MPa~680MPa, 인장강도 980 MPa 이상, 연신율 9% 이상을 가질 수 있다.In one embodiment, the high-tensile hot-rolled steel sheet may have a yield strength of 580 MPa to 680 MPa, a tensile strength of 980 MPa or more, and an elongation of 9% or more.
본 발명의 다른 측면에 따른 고장력 열연 강판의 제조 방법은, 중량%로, 중량%로, 탄소(C): 0.06~0.10%, 실리콘(Si): 0.55~0.65%, 망간(Mn): 1.6~1.9%, 인(P): 0초과 0.02% 이하, 황(S): 0초과 0.003% 이하, 크롬(Cr): 0.65~0.75%, 니오븀(Nb): 0.015~0.025%, 티타늄(Ti): 0.035~0.045%, 보론(B): 0.0015~0.0025%, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 슬라브 재가열 온도: 1,180~1,220℃에서 재가열하는 단계; 재가열된 상기 강 슬라브를 880~920℃에서 열간 압연하여 열연 판재를 얻는 단계; 및 상기 열연 판재를 권취 온도: 480~520℃까지 냉각한 후 권취하는 단계를 포함한다.,A method of manufacturing a high-tensile hot-rolled steel sheet according to another aspect of the present invention is in weight %, in weight %, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.55 to 0.65%, manganese (Mn): 1.6 to 1.9%, phosphorus (P): more than 0 and less than 0.02%, sulfur (S): more than 0 and less than 0.003%, chromium (Cr): 0.65 to 0.75%, niobium (Nb): 0.015 to 0.025%, titanium (Ti): 0.035 to 0.045%, boron (B): 0.0015 to 0.0025%, reheating the steel slab containing the remaining iron (Fe) and other inevitable impurities at the slab reheating temperature: 1,180 to 1,220°C; Hot rolling the reheated steel slab at 880 to 920°C to obtain a hot rolled sheet; And cooling the hot-rolled sheet material to a coiling temperature: 480 to 520° C. and then winding.,
일 실시 예에 있어서, 상기 권취 후 열연 강판은, 페라이트와 마르텐사이트를 포함하는 미세조직을 가질 수 있다. In one embodiment, the hot-rolled steel sheet after winding may have a microstructure including ferrite and martensite.
본 발명에 따르면, 합금성분 및 그 함량을 적절히 제어함으로써 권취온도가 480℃ ~ 520℃의 고온에서도 저항복비의 DP 강 특성을 안정적으로 구현할 수 있으며, 이에 따라 DP 강 제조시 마르텐사이트를 형성시키기 위해 압연 이후 저온에서권취할 때, 냉각 과정에서 공급된 물이 열연 강판의 표면에 결함을 형성하던 문제를 해소할 수 있다.According to the present invention, by appropriately controlling the alloy component and its content, it is possible to stably implement the characteristics of the DP steel with a resistance ratio even at a high temperature of 480°C to 520°C, and accordingly, in order to form martensite when manufacturing the DP steel When winding at a low temperature after rolling, the problem that water supplied during the cooling process forms defects on the surface of the hot-rolled steel sheet can be solved.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 초고장력 열연 강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 시편의 조직 사진이며, 도 3은 본 발명의 일 비교예에 따르는 시편의 조직 사진이다. 1 is a process flow diagram schematically showing a method of manufacturing an ultra-high tensile hot-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a photograph of a tissue of a specimen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a photograph of a tissue of a specimen according to a comparative example of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein. The same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the present specification. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
열연 강판의 중 DP 강, 특히 마르텐사이트와 페라이트로 구성되어 있는 경우, 마르텐사이트를 형성시키기 위해서는 압연이후 ROT 상에서 급냉 후 100℃ 이하의 낮은 온도에서 권취할 필요가 있다. 압연 후의 급냉은 통상 열연 강판의 전단에서 냉각수를 뿌려서 강판을 냉각하는 수냉으로 이루어진다. 권취 온도가 480℃ 이상의 고온에서는 열연 강판의 온도가 높기 때문에 강판에 뿌려진 물이 기화되지만, 이보다 저온에서 권취할 때는 급냉에 의해 열연 강판에 웨이브(wave)가 발생하여 열연 강판 위에 물이 고여 물이 제거되지 않을 수 있다. 상기 제거되지 않은 물은, 권취 이후에 코일 내부에 존재하게 되며, 결국 냉각을 위해 뿌려지는 물이 열연 강판 표면에 러스트 핏(rust pit)을 만들어 산세 이후 피팅(pitting)성 표면 결함이 된다. 이를 방지하기 위해 일반적으로 높은 온도에서 권취된 코일사이 적치, 압연 이후 바로 열연 SPM(Skin Pass mill) 또는 산세 등의 공정을 진행한다. 그러나 이를 생산 공정을 증가시키고 생산 단가를 상승시키기 때문에 높은 권취온도에서 권취하더라도 마르텐사이트가 안정적으로 형성되는 성분계의 개발이 필요한 상황이다.Among the hot rolled steel sheets, DP steel, in particular, if it is composed of martensite and ferrite, in order to form martensite, it is necessary to wind up at a low temperature of 100°C or less after rapid cooling on the ROT after rolling. The rapid cooling after rolling generally consists of water cooling in which cooling water is sprayed at the front end of the hot-rolled steel sheet to cool the steel sheet. When the coiling temperature is higher than 480℃, the hot-rolled steel sheet is hot, so the water sprayed on the steel sheet vaporizes, but when winding at a lower temperature, the hot-rolled steel sheet generates waves due to rapid cooling, which causes water to accumulate on the hot-rolled steel sheet. May not be removed. The unremoved water is present in the coil after winding, and eventually, water sprayed for cooling creates a rust pit on the surface of the hot-rolled steel sheet, resulting in pitting surface defects after pickling. In order to prevent this, in general, a process such as hot rolling SPM (Skin Pass mill) or pickling is performed immediately after stacking and rolling between coils wound at a high temperature. However, since this increases the production process and increases the production cost, it is necessary to develop a component system in which martensite is stably formed even when winding at a high winding temperature.
초고장력 열연 강판Ultra high tensile hot rolled steel sheet
본 발명의 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 보론(B)을 첨가하여 ROT 상에서 페라이트 변태를 지연시켜, 낮은 온도까지 오스테나이트를 안정화시킴으로써 권취 이후 서냉시에도 페라이트와 마르텐사이트의 혼합 조직이 구현되도록 하였다.As a result of repeating research to solve the above problems, the inventors of the present invention delayed ferrite transformation on the ROT by adding boron (B), and stabilized austenite to a low temperature. The mixed structure of was to be implemented.
합금설계의 경우 오스테나이트 형성을 유리하게 하기 위해 높은 함량의 탄소(C)를 첨가하고, 권취 이후 탄화물 형성을 억제하기 위해 실리콘(Si)을 첨가하며, 페라이트 형성 억제를 위해 보론(B)을 첨가하며, 결정립 미세화 및 석출 강화를 통한 강도 형성을 위해서는 석출형 원소인 티타늄(Ti) 및 니오븀(Nb)의 첨가한다.In the case of alloy design, a high content of carbon (C) is added to favor austenite formation, silicon (Si) is added to suppress carbide formation after winding, and boron (B) is added to suppress ferrite formation. In addition, titanium (Ti) and niobium (Nb), which are precipitation-type elements, are added to form strength through grain refinement and precipitation strengthening.
구체적으로, 본 발명의 초고장력 열연 강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.06~0.10%, 실리콘(Si): 0.55~0.65%, 망간(Mn): 1.6~1.9%, 인(P): 0초과 0.02% 이하, 황(S): 0초과 0.003% 이하, 크롬(Cr): 0.65~0.75%, 니오븀(Nb): 0.015~0.025%, 티타늄(Ti): 0.035~0.045%, 보론(B): 0.0015~0.0025%, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다, 상기 열연 강판은 항복강도 580 MPa~680MPa, 인장강도 980 MPa 이상, 연신율 9% 이상을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 열연 강판은 0.7 이하의 저항복비를 가질 수 있다.Specifically, the ultra-high-strength hot-rolled steel sheet of the present invention, by weight, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.55 to 0.65%, manganese (Mn): 1.6 to 1.9%, phosphorus (P) : More than 0 and less than 0.02%, sulfur (S): more than 0 and less than 0.003%, chromium (Cr): 0.65 to 0.75%, niobium (Nb): 0.015 to 0.025%, titanium (Ti): 0.035 to 0.045%, boron ( B): 0.0015 ~ 0.0025%, contains the remaining iron (Fe) and other inevitable impurities, the hot-rolled steel sheet may have a yield strength of 580 MPa ~ 680 MPa, a tensile strength of 980 MPa or more, and an elongation of 9% or more. Accordingly, the hot-rolled steel sheet may have a resistance recovery ratio of 0.7 or less.
이하에서는, 본 발명의 일 구체예에 따른 초고장력 열연 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대해 상세히 설명한다 (각 성분의 함량은 전체 강판에 대한 중량%로서, 이하에서는 %로 표시함).Hereinafter, the role and content of each component included in the ultra-high-tensile hot-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described in detail (the content of each component is a weight% of the total steel sheet, hereinafter expressed as %) .
탄소(C) : 0.06~0.10 % Carbon (C): 0.06~0.10%
탄소(C)는 강의 강도 확보를 위해 첨가된다. 탄소(C)는 냉각 중 오스테나이트 상변태 억제 등 강의 강도를 증가시키고 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 주요 원소로 사용된다. 일 구체예에서, 상기 탄소(C)는 강판 전체 중량의 0.06~0.10% 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 탄소를 0.06% 미만으로 포함시 강판의 강도 확보가 어려우며, 0.10%를 초과하여 포함시 인성 및 연성이 열화될 수 있다.Carbon (C) is added to secure the strength of the steel. Carbon (C) is used as a major element to increase the strength of steel and stabilize residual austenite, such as suppressing austenite phase transformation during cooling. In one embodiment, the carbon (C) is preferably added to 0.06 to 0.10% of the total weight of the steel sheet. When the carbon is included in an amount of less than 0.06%, it is difficult to secure the strength of the steel sheet, and when it is included in an amount exceeding 0.10%, toughness and ductility may be deteriorated.
실리콘(Si) : 0.55~0.65% Silicon (Si): 0.55~0.65%
실리콘(Si)은 강의 탈산을 위해 포함되며, 강도 상승의 효과를 가진다. 실리콘(Si)은 또한 페라이트 안정화 원소로 잘 알려져 있어 냉각 중 페라이트 분율을 높여 연성을 증가시키는 원소로 알려져 있다. 또한, 탄화물의 형성 억제력이 매우 크기 때문에 베이나이트 형성 시 잔류 오스테나이트 내 탄소 농도 증가를 통한 TRIP 효과를 확보하기 위한 필수 원소이다. 일 구체예에서 상기 실리콘(Si)은 강 슬라브 전체 중량에 대하여 0.55~0.65%의 함량으로 포함된다. 상기 실리콘을 0.55% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.65%를 초과하여 포함시 강의 연성 및 인성이 저하될 수 있다.Silicon (Si) is included for deoxidation of steel and has an effect of increasing strength. Silicon (Si) is also well known as a ferrite stabilizing element and is known as an element that increases the ferrite fraction during cooling to increase ductility. In addition, since the inhibiting power of the formation of carbide is very high, it is an essential element for securing the TRIP effect by increasing the carbon concentration in the retained austenite during the formation of bainite. In one embodiment, the silicon (Si) is included in an amount of 0.55 to 0.65% based on the total weight of the steel slab. When the silicon is included in an amount of less than 0.55%, the effect of the addition is insignificant, and when it is included in an amount exceeding 0.65%, the ductility and toughness of the steel may be deteriorated.
망간(Mn) : 1.6~1.9%Manganese (Mn): 1.6~1.9%
망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소로서, 저온상의 분율을 증가시키고 고용 강화 효과로 강의 강도를 증가시키는 원소로 사용되었다. 일 구체예에서 상기 망간(Mn)은 상기 강 슬라브 전체 중량에 대하여 1.6~1.9% 포함된다. 상기 망간을 1.6% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 1.9%를 초과하여 포함시 저온 충격인성이 저하될 수 있다.Manganese (Mn) is an austenite stabilizing element, and has been used as an element that increases the fraction of the low-temperature phase and increases the strength of steel with a solid solution strengthening effect. In one embodiment, the manganese (Mn) is contained in 1.6 to 1.9% based on the total weight of the steel slab. When the manganese is included in an amount of less than 1.6%, the effect of addition thereof is insignificant, and when it is included in an amount of more than 1.9%, low-temperature impact toughness may be deteriorated.
인(P): 0초과 0.02% 이하Phosphorus (P): greater than 0 and less than 0.02%
인(P)은 시멘타이트 형성을 악제하고 강도를 증가시키기 위해 첨가된다. 다만, 인(P)의 함량이 본 발명에 따른 강재 전체 중량의 0.02%를 초과할 경우에는 용접성을 악화시켜 슬라브 중심 편석에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서, 인(P)은 전체 강재 중량의 0 초과 0.02% 이하로 함유량을 제어한다.Phosphorus (P) is added to suppress cementite formation and increase strength. However, when the content of phosphorus (P) exceeds 0.02% of the total weight of the steel according to the present invention, it may deteriorate weldability and cause final material deviation due to the slab center segregation. Therefore, in the embodiment of the present invention, the content of phosphorus (P) is controlled to be greater than 0 and 0.02% or less of the total weight of the steel material.
황(S): 0초과 0.003% 이하Sulfur (S): more than 0 and less than 0.003%
황(S)은 강판의 담금질성을 높여 담금질 후의 강도의 안정화를 높이는 효과를 갖지만, 부식환경에서 강재로의 수소 흡수를 조장하며, 수소취성에 의한 균열의 기점이 되는 MnS과 같은 황화물을 형성하기 때문에 최소화하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서 황(S)은 전체 강재 중량의 0 초과 0.003% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.Sulfur (S) increases the hardenability of the steel sheet and has the effect of enhancing the stability of the strength after quenching, but it promotes the absorption of hydrogen into the steel material in a corrosive environment and forms sulfides such as MnS, which are the starting points of cracks due to hydrogen embrittlement. Therefore, it is desirable to minimize it. In the embodiment of the present invention, the sulfur (S) is preferably controlled to more than 0 and 0.003% or less of the total weight of the steel.
크롬(Cr) : 0.65~0.75%Chrome (Cr): 0.65~0.75%
상기 크롬(Cr)은 페라이트 및 펄라이트의 고온 상변태 억제 효과가 높은 원소로서 오스테나이트의 소입성 향상을 위하여 첨가되었다. 그러나, 크롬(Cr)의 함유량이 0.65％ 미만이면 상술한 효과를 얻지 못하며 크롬(Cr)의 함유량이 0.75％를 초과하면 열연판 어닐링 및 냉연판 어닐링으로 탄화물이 구상화되기 어려워져, 높은 변형 속도에서의 변형에 있어서 바늘 형상의 탄화물을 기점으로 해서 깨짐이 발생하고, 드로잉이 저하된다.The chromium (Cr) is an element having a high effect of inhibiting phase transformation at high temperature of ferrite and pearlite, and was added to improve the hardenability of austenite. However, if the content of chromium (Cr) is less than 0.65%, the above-described effect cannot be obtained, and if the content of chromium (Cr) exceeds 0.75%, it is difficult to spheroidize the carbide by hot-rolled sheet annealing and cold-rolled sheet annealing. In the deformation of the needle-shaped carbide as a starting point, cracking occurs, and drawing is deteriorated.
니오븀(Nb): 0.015~0.025%Niobium (Nb): 0.015~0.025%
상기 니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 강의 강도 증가에 영향을 미치는 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강의 강도와 저온인성을 향상시킨다. 또한, 니오븀(Nb)은 재가열온도를 높여 재고용율을 상승시키고 압연 중 미재결정 영역에서의 압하량을 증가시켜 결정립 미세화로 강의 강도 및 충격인성 향상효과가 있다. 일 구체예에서, 상기 니오븀은 상기 강판 전체 중량에 대하여 0.015~0.025%로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 니오븀을 0.015% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.025%를 초과하여 포함시 탄화물 형성으로 인해 항복강도를 상승시켜 가공성을 오히려 저하시킬 수 있다.The niobium (Nb) combines with carbon (C) and nitrogen (N) at a high temperature to form carbides or nitrides that affect the increase in strength of the steel. Niobium-based carbides or nitrides suppress grain growth during rolling to refine grains, thereby improving the strength and low-temperature toughness of steel. In addition, niobium (Nb) has an effect of improving the strength and impact toughness of steel through grain refinement by increasing the reheating temperature, increasing the re-use rate, and increasing the amount of reduction in the non-recrystallized region during rolling. In one embodiment, the niobium is preferably added in an amount of 0.015 to 0.025% based on the total weight of the steel sheet. When the niobium is included in an amount of less than 0.015%, the addition effect is insignificant, and when it is included in an amount of more than 0.025%, the yield strength may be increased due to the formation of carbides, thereby reducing workability.
티타늄(Ti): 0.035~0.045%Titanium (Ti): 0.035~0.045%
상기 티타늄(Ti)은 탄소(C)와 결합하여 강의 강도 증가에 영향을 미치는 탄화물을 형성한다. 티타늄(Ti)은 고온 TiN 형성으로 AlN의 형성을 억제하고 Ti(C, N) 등의 형성으로 결정립 크기 미세화 효과를 가져온다. 일 구체예에서, 상기 티타늄은 강판 전체 중량의 0.035~0.045%로 첨가하는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.035% 미만으로 첨가되는 경우 충분한 강화 효과를 얻을 수 없으며, 0.045%를 초과하는 경우 제조 단가가 상승할 뿐만 아니라, 연성 확보에 어려움이 있다.The titanium (Ti) is combined with carbon (C) to form a carbide that affects the strength increase of the steel. Titanium (Ti) suppresses the formation of AlN by formation of high-temperature TiN, and the formation of Ti (C, N), etc. brings about a grain size refinement effect. In one embodiment, the titanium is preferably added in an amount of 0.035 to 0.045% of the total weight of the steel sheet. When the content of titanium is less than 0.035%, a sufficient reinforcing effect cannot be obtained, and when it exceeds 0.045%, manufacturing cost increases and it is difficult to secure ductility.
보론(B): 0.0015~0.0025%Boron (B): 0.0015~0.0025%
보론(B)은 강력한 소입성 원소로서, 인(P)의 편석을 막아 강도를 향상시키는 역할을 한다. 인(P)의 편석이 발생할 경우 2차가공취성이 발생할 수 있으므로, 보론(B)을 첨가하여 인(P)의 편석을 막아 가공취성에 대한 저항성을 증가시킨다. Boron (B) is a strong quenching element, and serves to improve strength by preventing segregation of phosphorus (P). When phosphorus (P) segregation occurs, secondary processing embrittlement may occur. Therefore, boron (B) is added to prevent segregation of phosphorus (P) to increase resistance to processing embrittlement.
보론의 함량이 0.0015% 미만으로 첨가되는 경우, 상술한 효과를 발휘할 수 없으며, 0.0025%를 초과하여 과다하게 함유되면 오스테나이트 재결정 온도를 상승시키며 용접성을 나쁘게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 열연 강판에서는 보론(B)의 함량을 0.0015~0.0025%로 제어하는 것이 바람직하다.When the boron content is added in an amount of less than 0.0015%, the above-described effect cannot be exhibited, and when it is contained in excess of 0.0025%, the austenite recrystallization temperature is increased and weldability is deteriorated. Therefore, in the hot-rolled steel sheet according to the present invention, it is preferable to control the content of boron (B) to 0.0015 to 0.0025%.
본 발명의 초고장력 열연 강판의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 철강 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.The remaining component of the ultra-high tensile hot-rolled steel sheet of the present invention is iron (Fe). However, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in the normal steel manufacturing process, this cannot be excluded. Since these impurities are known to anyone of ordinary skill in the steel manufacturing process, all the contents are not specifically mentioned in the present specification.
본 발명의 열연 강판에 따르면, 탄소(C)의 함량을 높여 오스테나이트 형성을 유리하게 하고, 실리콘(Si)의 함량을 제어하여 권취 이후 탄화물 형성을 억제한다. 또한, 보론(B)을 적정 함량으로 첨가함으로써 ROT 상에서 페라이트 변태를 지연시켜 낮은 온도까지 오스테나이트를 안정화시켜 권취 이후 페라이트와 마르텐사이트를 포함하는 미세조직이 구현되도록 한다. 또한, 결정립 미세화 및 석출 강화를 통한 강도 향상을 위해 티타늄(Ti) 및 니오븀(Nb)을 적정 함량으로 첨가한다.According to the hot-rolled steel sheet of the present invention, the austenite formation is advantageous by increasing the content of carbon (C), and the formation of carbides after winding is suppressed by controlling the content of silicon (Si). In addition, by adding boron (B) in an appropriate amount, the ferrite transformation is delayed on the ROT to stabilize austenite to a low temperature, so that a microstructure including ferrite and martensite is realized after winding. In addition, titanium (Ti) and niobium (Nb) are added in an appropriate amount in order to improve strength through grain refinement and precipitation strengthening.
이상에서 설명한 본 발명의 고장력 열연 강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 그 일 구체예로서 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다.The high-tensile hot-rolled steel sheet of the present invention described above may be manufactured by various methods, and the manufacturing method is not particularly limited. However, as a specific example, it may be manufactured by the following method.
초고장력 열연 강판의 제조방법Manufacturing method of ultra-high tensile hot rolled steel sheet
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 초고장력 열연 강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 흐름도이다.1 is a process flow diagram schematically showing a method of manufacturing an ultra-high tensile hot-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 초고장력 열연 강판의 제조방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간 압연 단계(S120), 그리고 냉각 및 권취 단계(S130)를 포함한다. 이하, 상기 본 발명의 열연 강판의 제조방법을 단계별로 보다 상세히 설명한다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing an ultra-high tensile hot-rolled steel sheet according to the present invention includes a slab reheating step (S110), a hot rolling step (S120), and a cooling and winding step (S130). Hereinafter, the method of manufacturing the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described in more detail step by step.
슬라브 재가열 단계(S110)Slab reheating step (S110)
슬라브 재가열 단계(S110)는, 중량%로, 탄소(C): 0.06~0.10%, 실리콘(Si): 0.55~0.65%, 망간(Mn): 1.6~1.9%, 인(P): 0초과 0.02% 이하, 황(S): 0초과 0.003% 이하, 크롬(Cr): 0.65~0.75%, 니오븀(Nb): 0.015~0.025%, 티타늄(Ti): 0.035~0.045%, 보론(B): 0.0015~0.0025%, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 슬라브 재가열 온도(SRT): 1,180~1,220℃의 조건에서 2시간 이상 가열하여 주조시 편석된 성분을 재고용시키는 단계이다.The slab reheating step (S110) is, in% by weight, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.55 to 0.65%, manganese (Mn): 1.6 to 1.9%, phosphorus (P): more than 0 0.02 % Or less, sulfur (S): more than 0 and 0.003% or less, chromium (Cr): 0.65 to 0.75%, niobium (Nb): 0.015 to 0.025%, titanium (Ti): 0.035 to 0.045%, boron (B): 0.0015 It is a step to re-dissolve the segregated components during casting by heating the steel slab containing ~0.0025%, remaining iron (Fe) and other inevitable impurities for 2 hours or more under the conditions of slab reheating temperature (SRT): 1,180 to 1,220°C.
슬라브 재가열 온도가 1,180℃ 미만일 경우 열간압연 시 압연부하가 야기되며, 첨가된 티타늄(Ti) 및 니오븀(Nb)이 충분히 재고용되지 못하므로 석출물의 조대화가 발생하여 충분한 강도 확보가 어려워진다. 또한, 슬라브 재가열 온도가 1,220℃를 초과하면 결정립의 조대화로 인해 강판의 강도가 저하될 수 있다.If the slab reheating temperature is less than 1,180°C, rolling load is caused during hot rolling, and since added titanium (Ti) and niobium (Nb) are not sufficiently re-used, coarsening of precipitates occurs, making it difficult to secure sufficient strength. In addition, when the slab reheating temperature exceeds 1,220°C, the strength of the steel sheet may decrease due to coarsening of crystal grains.
열간 압연 단계(S120)Hot rolling step (S120)
열간 압연 단계(S120)는 재가열된 강 슬라브를 열간 압연하여 열연 판재를 제조하는 단계이다. 본 발명의 일 구체예에서, 상기 재가열된 강 슬라브를 마무리 압연 온도: 880~920℃에서 열간 압연할 수 있다. 마무리 압연 온도가 920℃를 초과하면 강판의 표면 스케일 발생으로 인해 강판의 품질이 저하될 우려가 발생하며, 고온 압연으로 인해 결정립의 크기가 증가하여 원하는 강도 확보가 불가능해진다. 또한, 마무리 압연 온도가 880℃ 미만인 경우에는 이상영역의 압연에 의해 혼립 조직의 발생으로 강판의 가공성을 확보하기 어려우며 압연공정에 부하를 야기할 수 있다.The hot rolling step (S120) is a step of manufacturing a hot-rolled sheet material by hot rolling the reheated steel slab. In one embodiment of the present invention, the reheated steel slab may be hot-rolled at a finish rolling temperature: 880 to 920°C. When the finish rolling temperature exceeds 920°C, there is a concern that the quality of the steel sheet may be deteriorated due to the occurrence of surface scale of the steel sheet, and the size of crystal grains increases due to high-temperature rolling, making it impossible to secure the desired strength. In addition, when the finish rolling temperature is less than 880°C, it is difficult to secure workability of the steel sheet due to the generation of a mixed structure due to rolling in an abnormal region, and a load may be caused in the rolling process.
냉각 및 권취 단계(S130)Cooling and winding step (S130)
냉각 및 권취 단계(S130)는 상기 열간 압연하여 얻은 열연 판재를 권취 온도: 580~620℃까지 냉각한 후 권취하는 단계이다. 마무리 압연 후의 냉각은 전단 급냉으로 이루어지며, 조대한 결정립 성장을 최대한 억제할 수 있도록 10~30℃/sec의 평균 냉각속도에서 냉각하는 것이 바람직하다. 10℃/sec 이하의 냉각속도에서는 충분한 냉각이 이루어지지 않아 고온에서 생성되는 스케일을 야기할 가능성이 있으며, 30℃/sec 이상의 냉각속도에서는 저온 조직을 생성시켜 연성을 저하시킬 수 있다.The cooling and winding step (S130) is a step of cooling the hot-rolled sheet material obtained by hot rolling to a winding temperature: 580 to 620°C and then winding. Cooling after finish rolling is performed by shear quenching, and cooling is preferably performed at an average cooling rate of 10 to 30°C/sec so as to suppress the growth of coarse grains as much as possible. At a cooling rate of 10°C/sec or less, sufficient cooling may not be performed, resulting in scale generated at a high temperature. At a cooling rate of 30°C/sec or more, a low-temperature structure may be formed, thereby reducing ductility.
냉각 후의 권취 온도는 480~520℃가 바람직하다. 본 발명의 강종의 경우 480℃ 미만의 온도에서 권취가 이루어질 경우 베이나이트와 같은 저온 조직이 생성되고, 취성이 강한 저온 조직에 의해 에지부에 크랙이 발생할 가능성이 커지므로 580℃ 이상의 온도에서 권취가 이루어져야 한다. 또한, 520℃를 초과하여 권취할 경우네는 냉각대에서 미변태되었다가 권취 이후 발생하는 펄라이트 분율이 급증하게 되어 강의 형상에 이상이 발생할 가능성이 크다.The coiling temperature after cooling is preferably 480 to 520°C. In the case of the steel type of the present invention, when winding is performed at a temperature of less than 480°C, a low-temperature structure such as bainite is created, and the possibility of cracking at the edge portion is increased by a low-temperature structure with strong brittleness. It must be done. In addition, when winding exceeding 520°C, there is a high possibility that abnormalities in the shape of the steel may occur because the fraction of pearlite generated after winding after untransformation in the cooling zone increases rapidly.
상기한 과정으로 제조된 본 발명의 열연 강판은 페라이트와 마르텐사이트가 적절히 포함된 미세 조직을 갖는다.The hot-rolled steel sheet of the present invention manufactured by the above-described process has a microstructure that properly contains ferrite and martensite.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하나, 이는 본 발명의 바람직한 실시예일뿐 본 발명의 범위가 이러한 실시예의 기재범위에 의하여 제한되는 것은 아니다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples, but these are only preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the scope of description of these examples. Contents not described herein can be sufficiently technically inferred by those skilled in this technical field, and thus description thereof will be omitted.
실시예Example
하기 표 1의 조성비(단위: 중량%)를 갖는 강 슬라브를 준비하고, 강 슬라브 시편들에 대해 각각 슬라브 재가열 온도: 1,200℃에서 재가열한 다음, 표 2에 제시된 바와 같이 마무리 압연 온도: 900℃에서 압연하였다. 이후에, 동일한 조건의 전단급랭으로 냉각을 진행하되, 권취 온도의 조건을 나누어 실시예와 비교예 1 및 2로 분류하여 진행하였다. 실시예의 경우, 상기 열연 판재를 권취 온도: 500℃에서 권취하였으며, 비교예는 400℃에서 권취하였다.A steel slab having a composition ratio (unit: wt%) of Table 1 was prepared, and the slab reheating temperature for each of the steel slab specimens was reheated at 1,200°C, and then, as shown in Table 2, the finish rolling temperature: at 900°C. Rolled. Thereafter, cooling was performed by shear quenching under the same conditions, but the conditions of the coiling temperature were divided and classified into Examples and Comparative Examples 1 and 2. In the case of the Example, the hot-rolled sheet was wound at a winding temperature: 500°C, and in the comparative example, 400°C.
실시예, 비교예의 시편에 대해 미세조직을 관찰한 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 실시예 및 비교예 1은 재질 특성을 측정하여 표 3에 나타내었다.Table 2 shows the results of observing the microstructure of the specimens of Examples and Comparative Examples. In addition, Examples and Comparative Example 1 are shown in Table 3 by measuring the material properties.
표 2의 미세조직에서 F는 페라이트, M은 마르텐사이트, B는 베이나이느를 각각 지칭함.In the microstructure of Table 2, F denotes ferrite, M denotes martensite, and B denotes bainine.
(MPa)Yield strength
(MPa)
(MPa)The tensile strength
(MPa)
(%)Elongation
(%)
상기 표 1 내지 표 3를 참고하면, 본 발명에서 제시하는 합금 원소의 조성비에서, 열간 압연 후 권취 온도의 하한치에 미치지 못하는 400℃ 조건의 비교예의 경우, 베이나이트 단일 상의 미세조직을 확보함으로써, 본 발명의 DP 강을 확보하지 못하였다.Referring to Tables 1 to 3, in the case of the comparative example at 400°C, which does not reach the lower limit of the coiling temperature after hot rolling, in the composition ratio of the alloying elements presented in the present invention, by securing the microstructure of a single bainite phase, It was not possible to secure the DP steel of the invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 시편의 조직 사진이며, 도 3은 본 발명의 일 비교예에 따르는 시편의 조직 사진이다. 구체적으로, 도 2는 실시예의 조직 사진이며, 도 3은 비교예의 조직 사진이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예 의 경우, 페라이트와 마르텐사이트의 조직을 확보했으며, 비교예의 경우, 베이나이트의 조직을 확보했음을 확인할 수 있다.2 is a photograph of a tissue of a specimen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a photograph of a tissue of a specimen according to a comparative example of the present invention. Specifically, FIG. 2 is a photograph of a tissue of an example, and FIG. 3 is a photograph of a tissue of a comparative example. Referring to FIGS. 2 and 3, it can be seen that in the case of the embodiment, the structure of ferrite and martensite was secured, and in the case of the comparative example, the structure of bainite was secured.
표 3을 참조하면, 실시예의 경우, 항복강도 목표치 580 내지 680 MPa을 만족하였으며, 인장강도 목표치 980 MPa 이상을 만족하였다. 이에 따라, 0.7 이하의 저항복비 목표치를 만족시켰다. 또한 연신율의 목표치인 9%이상을 만족하였다.Referring to Table 3, in the case of the Example, the yield strength target value of 580 to 680 MPa was satisfied, and the tensile strength target value of 980 MPa or more was satisfied. Accordingly, the target value of the resistance recovery ratio of 0.7 or less was satisfied. In addition, the elongation target of 9% or more was satisfied.
반면에, 열간 압연 후 권취 온도의 하한치에 미치지 못한 비교예의 경우, 항복비 0.99로서 저항복비의 목표치인 0.7를 초과하였다. 연신율도 7.7%를 나타내어 목표치에 미달함으로써, 성형성이 열위된 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the comparative example that did not reach the lower limit of the winding temperature after hot rolling, the yield ratio was 0.99, which exceeded the target value of the resistance recovery ratio of 0.7. The elongation also showed 7.7%, which was less than the target value, thereby confirming that the moldability was inferior.
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.In the above, the embodiments of the present invention have been described mainly, but various changes or modifications may be made at the level of those skilled in the art. These changes and modifications can be said to belong to the present invention as long as they do not depart from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should be determined by the claims set forth below.
Claims (5)
재가열된 상기 강 슬라브를 880~920℃에서 열간 압연하여 열연 판재를 얻는 단계; 및
상기 열연 판재를 권취 온도: 480~520℃까지 냉각한 후 권취하는 단계를 포함하고,
상기 권취 후 열연 강판은, 페라이트와 마르텐사이트로 이루어지는 미세조직을 가지며,
상기 열연 강판은 항복강도 580 MPa~680MPa, 인장강도 980 MPa 이상, 연신율 9% 이상이고, 0.7 이하의 저항복비를 가지는 것을 특징으로 하는
고장력 열연 강판의 제조방법.In% by weight, carbon (C): 0.06 to 0.10%, silicon (Si): 0.55 to 0.65%, manganese (Mn): 1.6 to 1.9%, phosphorus (P): greater than 0 and 0.02% or less, sulfur (S): More than 0, 0.003% or less, chromium (Cr): 0.65 to 0.75%, niobium (Nb): 0.015 to 0.025%, titanium (Ti): 0.035 to 0.045%, boron (B): 0.0015 to 0.0025%, remaining iron (Fe ) And reheating the steel slab containing other inevitable impurities at the slab reheating temperature: 1,180 to 1,220°C;
Hot rolling the reheated steel slab at 880 to 920°C to obtain a hot rolled sheet; And
Including the step of winding the hot-rolled sheet material after cooling to a winding temperature: 480 ~ 520 ℃,
The hot-rolled steel sheet after the winding has a microstructure consisting of ferrite and martensite,
The hot rolled steel sheet has a yield strength of 580 MPa ~ 680 MPa, a tensile strength of 980 MPa or more, an elongation of 9% or more, and a resistance yield ratio of 0.7 or less.
Manufacturing method of high-tensile hot-rolled steel sheet.
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