KR102504647B1 - Ultra high strength cold rolled steel sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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- 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
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Abstract
본 발명은, 고강도 및 고연성 특성을 가지는 초고강도 냉연강판을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고강도 냉연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.15% ~ 0.22%, 실리콘(Si): 1.5% ~ 2.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.015%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 보론(B): 0.0003% ~ 0.0015%, 질소(N) 0% 초과 ~ 0.006%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상, 및 연신율(El): 14% 이상, 및 홀확장성(HER): 30% 이상을 만족하고, 페라이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트, 및 베이나이트가 혼합된 혼합 조직을 포함한다.The present invention provides an ultra-high strength cold rolled steel sheet having high strength and high ductility. According to one embodiment of the present invention, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, in weight%, carbon (C): 0.15% ~ 0.22%, silicon (Si): 1.5% ~ 2.0%, manganese (Mn): 2.0% ~ 3.0%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, titanium (Ti): 0.01% to 0.05%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.015%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, boron (B): 0.0003% to 0.0015%, nitrogen (N) greater than 0% to 0.006%, and the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities, yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP) : 1180 MPa or more, elongation (El): 14% or more, and hole expandability (HER): 30% or more, and includes a mixed structure in which ferrite, retained austenite, martensite, and bainite are mixed.
Description
본 발명의 기술적 사상은 냉연강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고강도 및 고연성 특성을 동시에 갖는 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a cold-rolled steel sheet, and more particularly, to an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet having high strength and high ductility at the same time and a manufacturing method thereof.
자동차의 충돌 안전성과 차체의 경량화를 목적으로, 보다 고강도이면서 동시에 고연성을 갖는 강판이 요구되고 있다. 한편, 자동차용 부품 중 충돌 안전성을 좌우하는 멤버류 및 필러류 부품은 형상이 복잡하여, 이를 제조하기 위해 성형성이 우수하면서고 강도가 높은 초고강도 강이 요구되고 있는 실정이다.For the purpose of collision safety of automobiles and weight reduction of car bodies, steel sheets having higher strength and high ductility are required. On the other hand, member and filler parts, which affect collision safety among automotive parts, have complex shapes, and thus, ultra-high strength steel having excellent formability and high strength is required to manufacture them.
이러한 초고강도 강은, 예를 들어 페라이트 및 마르텐사이트의 두 가지 상으로 연신율을 확보하는 이상강(Dual-phase steel)이 있으나, 상기 이상강은 예를 들어 인장 강도(TS): 980MPa, 신장(EL): 15%, TS x EL= 14700 MPa% 의 기계적 특성을 가지므로, 적절한 성형성을 확보할 수가 없는 한계가 있다.Such ultra-high strength steel includes, for example, dual-phase steel that secures elongation in two phases of ferrite and martensite, but the dual-phase steel has, for example, tensile strength (TS): 980 MPa, elongation ( EL): 15%, TS x EL = 14700 MPa% of mechanical properties, so there is a limit to securing appropriate formability.
또한, 다른 초고강도 강으로서, 소성 변형 시 최종 조직 내에서 잔류 오스테나이트의 상변태를 통하여, 강도 및 연신율을 동시에 확보하는 변태유기소성강(Transformation induced plasticity steel)이 있다. 상기 변태유기소성강은 상기 이상강에 비하여 우수한 연성을 나타내는 고강도 강판이다. 상기 변태유기소성강은 다시 폴리고날 페라이트를 주상(main phase)으로 하여 잔류 오스테나이트를 포함하는 TRIP형 복합 조직강(TPF강)과, 베이니틱 페라이트를 모상(mother phase)으로 하여 잔류 오스테나이트를 포함하는 TRIP형 베이나이트강(TBF강) 등의 여러 종류로 분류된다.In addition, as another ultra-high strength steel, there is a transformation induced plasticity steel that simultaneously secures strength and elongation through phase transformation of retained austenite in the final structure during plastic deformation. The transformation-induced plasticity steel is a high-strength steel sheet exhibiting excellent ductility compared to the ideal steel. The transformation organic plastic steel is a TRIP-type composite structure steel (TPF steel) containing retained austenite with polygonal ferrite as the main phase, and retained austenite with bainitic ferrite as the mother phase. It is classified into several types, such as TRIP-type bainite steel (TBF steel).
상기 변태유기소성강은 경질의 베이나이트 조직에 의해 고강도를 구현하기 용이하다. 또한, 베이나이트 조직 중에는 래스(lath) 형상의 베이니틱 페라이트의 경계에 미세한 잔류 오스테나이트가 생성되기 쉬운 점에서, 매우 우수한 연성을 얻을 수 있다. 그런데, 이러한 TBF강은 전체 연신율이 매우 높은 특성을 얻을 수 있지만, 열처리 조건의 제약으로 인하여 일반 CGL(Continuous Galvanizing Line)에서 생산하기 어려운 단점이 있다. 예를 들어, 과시효 구간의 시간이 일반 CGL 공정에 비하여 긴 시간을 요구하는 것이다. 또한 과시효 구간에서 베이나이트의 변태에 의한 변태 발열에 발생으로 도금욕 통과 시 욕조의 온도가 증가하여 추가적인 표면 품질 문제를 야기할 수 있다.The transformation induced plastic steel is easy to realize high strength due to the hard bainite structure. In addition, since fine retained austenite is easily formed at the boundary of lath-shaped bainitic ferrite in the bainite structure, very excellent ductility can be obtained. By the way, this TBF steel can obtain a very high total elongation, but has a disadvantage that it is difficult to produce in a general CGL (Continuous Galvanizing Line) due to restrictions in heat treatment conditions. For example, the time of the overaging section is longer than that of the general CGL process. In addition, in the overaging section, transformation heat generated by transformation of bainite increases the temperature of the bath when passing through the plating bath, which may cause additional surface quality problems.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 고강도 및 고연성 특성을 가지는 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다The technical problem to be achieved by the technical spirit of the present invention is to provide an ultra-high strength cold-rolled steel sheet having high strength and high ductility and a method for manufacturing the same.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 관점에 의하면, 고강도 및 고연성 특성을 가지는 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet having high strength and high ductility and a manufacturing method thereof are provided.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고강도 냉연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.15% ~ 0.22%, 실리콘(Si): 1.5% ~ 2.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.015%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 보론(B): 0.0003% ~ 0.0015%, 질소(N) 0% 초과 ~ 0.006%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상, 및 연신율(El): 14% 이상, 및 홀확장성(HER): 30% 이상을 만족하고, 페라이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트, 및 베이나이트가 혼합된 혼합 조직을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, in weight%, carbon (C): 0.15% ~ 0.22%, silicon (Si): 1.5% ~ 2.0%, manganese (Mn): 2.0% ~ 3.0%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, titanium (Ti): 0.01% to 0.05%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.015%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, boron (B): 0.0003% to 0.0015%, nitrogen (N) greater than 0% to 0.006%, and the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities, yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP) : 1180 MPa or more, elongation (El): 14% or more, and hole expandability (HER): 30% or more, and may include a mixed structure in which ferrite, retained austenite, martensite, and bainite are mixed. there is.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 15% 범위이고, 상기 잔류 오스테나이트의 분율은 10% ~ 15% 범위이고, 상기 마르텐사이트와 상기 베이나이트의 합의 분율은 75% ~ 90% 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fraction of ferrite is in the range of greater than 0% to 15%, the fraction of retained austenite is in the range of 10% to 15%, and the fraction of the sum of martensite and bainite is 75%. It can range from % to 90%.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고강도 냉연강판은, 중심부와 에지부의 항복강도의 차이가 50 MPa 이하이고, 중심부와 에지부의 인장강도의 차이가 50 MPa 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may have a difference in yield strength between the center and the edge of 50 MPa or less, and a difference in tensile strength between the center and the edge of 50 MPa or less.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고강도 냉연강판은, 내부 산화층의 깊이가 5 μm 이하일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, the depth of the inner oxide layer may be 5 μm or less.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고강도 냉연강판의 제조방법은, (a) 중량%로, 중량%로, 탄소(C): 0.15% ~ 0.22%, 실리콘(Si): 1.5% ~ 2.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.015%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 보론(B): 0.0003% ~ 0.0015%, 질소(N) 0% 초과 ~ 0.006%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 열연강판을 제조하는 단계; (b) 상기 열연강판을 500℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 1차 열처리하는 단계; (c) 상기 1차 열처리된 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; (d) 상기 냉연강판을 870℃ ~ 900℃ 범위의 온도에서 2차 열처리하는 단계; (e) 상기 냉연강판을 다단 냉각하는 단계; 및 (f) 상기 냉각된 냉연강판을 370℃ ~ 430℃ 범위의 온도에서 3차 열처리하는 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the manufacturing method of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, (a) by weight, by weight, carbon (C): 0.15% ~ 0.22%, silicon (Si): 1.5% ~ 2.0 %, manganese (Mn): 2.0% to 3.0%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, titanium (Ti): 0.01% to 0.05%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.015%, sulfur (S ): greater than 0% to 0.005%, boron (B): 0.0003% to 0.0015%, nitrogen (N) greater than 0% to 0.006%, and the remainder to manufacture a hot-rolled steel sheet containing iron (Fe) and other unavoidable impurities. step; (b) first heat-treating the hot-rolled steel sheet at a temperature in the range of 500° C. to 700° C.; (c) manufacturing a cold-rolled steel sheet by cold-rolling the first heat-treated hot-rolled steel sheet; (d) subjecting the cold-rolled steel sheet to a secondary heat treatment at a temperature ranging from 870° C. to 900° C.; (e) step of multi-stage cooling the cold-rolled steel sheet; and (f) subjecting the cooled cold-rolled steel sheet to a third heat treatment at a temperature in the range of 370°C to 430°C.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (a) 단계는, (a-1) 상기 합금 조성을 갖는 강 슬라브를 준비하는 단계; (a-2) 상기 강 슬라브를 1,150℃ ~ 1,250℃ 범위에서 재가열하는 단계; (a-3) 상기 재가열된 강 슬라브를 880℃ ~ 950℃ 범위의 마무리압연 종료온도에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 (a-4) 상기 열연강판을 500℃ ~ 600℃ 범위에서 권취하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the (a) step, (a-1) preparing a steel slab having the alloy composition; (a-2) reheating the steel slab in the range of 1,150 ° C to 1,250 ° C; (a-3) preparing a hot-rolled steel sheet by hot finish-rolling the reheated steel slab at a finish-rolling end temperature in the range of 880° C. to 950° C.; and (a-4) winding the hot-rolled steel sheet at 500°C to 600°C.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (b) 단계는, 배치 어닐링 공정(BAF)을 이용하여 수행되고, 2시간 ∼10시간 동안 유지하여 수행될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step (b) may be performed using a batch annealing process (BAF) and maintained for 2 to 10 hours.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (d) 단계는, 상기 냉연강판을 3℃/초 ~ 10℃/초 범위의 승온속도로 가열하여 870℃ ~ 900℃의 범위의 온도에서 60초 ~ 200초 범위의 시간 동안 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step (d), the cold-rolled steel sheet is heated at a temperature rising rate in the range of 3 ° C. / sec to 10 ° C. / sec, at a temperature in the range of 870 ° C. to 900 ° C. for 60 seconds to 200 ° C. It can be maintained for a period of time in the range of seconds.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (e) 단계는, (e-1) 상기 2차 열처리한 냉연강판을 5℃/초 ~ 10℃/초 범위의 냉각속도로 700℃ ~ 800℃ 범위의 온도로 서냉하는 단계; 및 (e-2) 상기 서냉한 냉연강판을 50℃/초 ~ 100℃/초 범위의 냉각속도로 200℃ ~ 300℃ 범위의 냉각종료온도로 급냉하는 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step (e), (e-1) the cold-rolled steel sheet subjected to the secondary heat treatment at a cooling rate in the range of 5 ° C / sec to 10 ° C / sec in the range of 700 ° C to 800 ° C Slow cooling to temperature; and (e-2) rapidly cooling the slowly cooled cold-rolled steel sheet to a cooling end temperature in the range of 200 °C to 300 °C at a cooling rate in the range of 50 °C/sec to 100 °C/sec.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (f) 단계는, 상기 냉각된 냉연강판을 10℃/초 ~ 20℃/초 범위의 승온속도로 가열하여 370℃ ~ 430℃의 범위의 온도에서 100초 ~ 250초 범위의 시간 동안 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step (f), the cooled cold-rolled steel sheet is heated at a temperature increase rate in the range of 10 ° C. / sec to 20 ° C. / sec, at a temperature in the range of 370 ° C. to 430 ° C. for 100 seconds. It can be held for a time in the range of ~ 250 seconds.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (f) 단계를 수행한 후에, (g) 상기 냉연강판을 용융아연 도금욕에 침지하여 430℃ ~ 470℃의 온도에서 용융아연도금을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, after performing step (f), (g) immersing the cold-rolled steel sheet in a hot-dip galvanizing bath to perform hot-dip galvanizing at a temperature of 430 ° C to 470 ° C; can include more.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (g) 단계를 수행한 후에, (h) 상기 용융아연 도금된 냉연강판을 490℃ ~ 530℃의 범위의 온도에서 10초 ~ 60초 범위의 시간 동안 합금화 열처리를 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, after performing the step (g), (h) alloying the hot-dip galvanized cold-rolled steel sheet at a temperature in the range of 490 ° C to 530 ° C for a time in the range of 10 seconds to 60 seconds It may further include; performing heat treatment.
본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 열간압연에서 냉간압연 공정 사이에 1차 열처리 공정을 추가하여, 열간압연 강판의 조직 불균일성을 제거하고, 미세하고 균일한 조직 제어를 통하여 후속 공정에서 품질 향상을 시킬 수 있다.According to the technical concept of the present invention, by adding the first heat treatment process between the hot rolling and cold rolling processes, the non-uniformity of the hot-rolled steel sheet is removed, and the quality is improved in the subsequent process through fine and uniform structure control. can make it
일반적으로, 1180MPa 이상의 강도를 가지면서 동시에 연신율 및 플랜지 신장성이 요구되는 초고강도강의 경우에는, 상대적으로 합금원소가 다량으로 첨가된다. 특히, 경화능 원소인 탄소(C) 또는 망간(Mn) 등이 첨가되면 열간압연 이후 권취온도 및 권취 이후 냉각 조건에 따라 열연강판의 미세조직이 불균일하게 되고, 따라서 열연 재질의 편차가 발생할 수 있다. 이에 따라 후속 공정인 냉간 압연 및 소둔 열처리에서 이를 극복하기 어렵기 때문에 품질 문제를 야기할 수 있으며, 냉간압연 후 현상 및 두께 편차, 최종 제품의 물성에도 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 상기 1차 열처리를 수행하여 이러한 문제점을 해결할 수 있다.In general, in the case of ultra-high strength steel having a strength of 1180 MPa or more and requiring elongation and flange extensibility at the same time, a relatively large amount of alloying elements are added. In particular, when hardenable elements such as carbon (C) or manganese (Mn) are added, the microstructure of the hot-rolled steel sheet becomes non-uniform depending on the coiling temperature after hot-rolling and the cooling conditions after coiling, and therefore, variations in the hot-rolled material may occur. . Accordingly, since it is difficult to overcome this in the subsequent processes of cold rolling and annealing heat treatment, it may cause quality problems, and may also affect the development and thickness deviation after cold rolling, and the physical properties of the final product. However, this problem can be solved by performing the first heat treatment.
또한, 2차 열처리에서 급속 냉각시 형성된 마르텐사이트는 승온, 유지 및 도금(합금화) 과정시 템퍼링이 되고, 오스테나이트로의 탄소의 재분배가 일어난다. 이러한 오스테나이트로의 합금원소 분배를 통해 오스테나이트의 안정성이 확보되므로, 상온까지의 최종 냉각시 추가적인 마르텐사이트로의 변태가 억제되며, 상온에서의 잔류 오스테나이트가 확보되므로, 고강도 및 고연성 특성을 가지게 할 수 있다. 또한, 경질상인 마르텐사이트가 템퍼링 되면서 상간 경도차 감소 효과로 인한 굽힘성 향상을 추가로 제공할 수 있다.In addition, martensite formed during rapid cooling in the secondary heat treatment is tempered during temperature raising, maintenance, and plating (alloying) processes, and carbon redistribution into austenite occurs. Since the stability of austenite is secured through the distribution of alloying elements into austenite, transformation to additional martensite is suppressed during final cooling to room temperature, and retained austenite is secured at room temperature, thereby providing high strength and high ductility. can have In addition, as the hard phase martensite is tempered, it is possible to further improve bendability due to the effect of reducing the difference in hardness between phases.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 1차 열처리 처리 유무에 따른 항복강도와 인장강도를 나타내는 그래프들이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판에서 권취온도에 따른 내부 산화층의 형성 여부를 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 1차 열처리 처리 유무에 따른 두께 분포를 나타내는 그래프들이다.1 is a process flow chart schematically illustrating a method of manufacturing an ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is graphs showing yield strength and tensile strength according to the presence or absence of primary heat treatment of an ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
3 are scanning electron micrographs showing whether an internal oxide layer is formed according to the coiling temperature in an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the thickness distribution according to the presence or absence of primary heat treatment of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals throughout this specification mean like elements. Further, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.
종래에는, 고강도 및 고연성 냉연강판을 구현하기 위하여, 폴리고날 페라이트를 TBF강에 활용하였고, 잔류 오스테나이트에 의한 변태 유기 소성에 의한 TBF강의 균일하게 연신율을 증가시켰다. 상기 TBF강에서는 베이니틱 페라이트를 얻기 위하여 베이나이트 영역인 320 ~ 450℃에서 180 ~ 600초간 유지할 필요가 있다. 그러나, 도금 강판을 생산하기 위한 CGL라인에서는 이 구간의 길이가 통상적으로 약 60초 내외이므로, 상기 공정을 구현하기 어렵고 생산성이 떨어질 수 있다. 또한 베이나이트 변태는 시간에 의한 확산 변태이므로, 460℃의 아연 도금욕을 통과할 때 베이나이트 변태가 계속 진행되면, 변태 발열에 의하여 상기 아연 도금욕의 온도가 상승되게 되어, 도금표면 품질을 저하시키는 한계가 있다.Conventionally, in order to realize high-strength and high-ductility cold-rolled steel sheets, polygonal ferrite was used in TBF steel, and the elongation of TBF steel was uniformly increased by transformation induced firing by retained austenite. In the TBF steel, in order to obtain bainitic ferrite, it is necessary to hold at 320 to 450 ° C. in the bainitic region for 180 to 600 seconds. However, since the length of this section is usually about 60 seconds in a CGL line for producing coated steel sheets, it is difficult to implement the above process and productivity may decrease. In addition, since the bainite transformation is a diffusion transformation caused by time, if the bainite transformation continues while passing through the 460° C. galvanizing bath, the temperature of the galvanizing bath rises due to the heat of transformation, thereby deteriorating the quality of the plating surface. There are limits to what you can do.
본 발명의 기술적 사상은 상술한 변태유기소성강의 베이니틱 페라이트를 대신하여 마르텐사이트를 적용하여 형성한 고강도 및 고연성 특성의 초고강도 냉연강판을 제공하는 것이다. 일반적으로, 1180 MPa급 이상의 초고강도강의 경우에는, 합금 원소로서, 탄소 또는 망간과 같은 경화능 원소가 첨가되므로, 열간압연 후 권취 이후에 냉각속도에 따라 열연강판의 미세조직의 불균일이 일어나지 쉽다. 이에 따라 열연강판의 재질 편차가 심해져, 후속의 냉간 압연 시 형상 불균일 및 두께 편차 등의 문제가 발생할 수 있다.The technical idea of the present invention is to provide an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet having high strength and high ductility characteristics formed by applying martensite instead of bainitic ferrite of the above-described organic plastic transformation steel. In general, in the case of ultra-high strength steel of 1180 MPa class or higher, since a hardenable element such as carbon or manganese is added as an alloying element, non-uniformity of the microstructure of the hot-rolled steel sheet is likely to occur depending on the cooling rate after coiling after hot rolling. Accordingly, material variation of the hot-rolled steel sheet becomes severe, and problems such as shape irregularity and thickness variation may occur during subsequent cold rolling.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 초고강도 냉연강판의 제조방법은 열간압연과 냉간압연 사이에 1차 열처리를 실시하여 열간압연 시 발생하는 조직의 불균일을 감소시키고, 결과적으로 열처리 후 최종 냉연강판의 물성을 향상시킨다.In order to solve this problem, the manufacturing method of ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to the technical idea of the present invention reduces the non-uniformity of the structure that occurs during hot rolling by performing the primary heat treatment between hot rolling and cold rolling, and as a result heat treatment After that, the physical properties of the final cold-rolled steel sheet are improved.
마르텐사이트의 적용에 대하여 고려해야 할 사항은 하기와 같다. 일반적인 CGL(Continuous Galvanizing Line) 공정에서 베이니틱 페라이트를 마르텐사이트로 대체하기 위한 방법으로서, 아연도금을 수행한 후에 최종 냉각 시 마르텐사이트를 형성시키는 방법이 있다, 그러나, 최종 냉각과정에서 마르텐사이트로 변태하게 되면, 부피 팽창에 의해 연질 페라이트 중에 가동 전위가 도입되고, 이러한 가동 전위는 외부 응력에 용이하게 이동함으로써 낮은 항복강도를 가지게 된다. 따라서, 아연도금을 수행하기 전에 마르텐사이트를 생성시키고, 이후에 아연도금 욕조를 통과하도록 다기 가열함으로써, 항복강도의 증가를 구현할 수 있다. 이때, 냉각온도가 과도하게 낮으면, 모든 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하므로 잔류 오스테나이트에 의한 변태유기소성 효과를 기대할 수 없으므로, 성형성에 불리하게 된다. 따라서, 냉각종점온도(Tq)는 Ms와 Mf 사이의 중간 온도가 바람직하고, 냉각시 생성되는 마르텐사이트 분율을 결정할 수 있다. 상기 마르텐사이트 분율이 70% 이상의 범위를 만족하도록 냉각종점온도를 설정할 필요가 있다.Matters to be considered for the application of martensite are as follows. As a method for replacing bainitic ferrite with martensite in a general CGL (Continuous Galvanizing Line) process, there is a method of forming martensite during final cooling after zinc plating. However, it is transformed into martensite during the final cooling process. When this is done, movable dislocations are introduced into soft ferrite by volume expansion, and these movable dislocations easily move to external stress, thereby having low yield strength. Therefore, it is possible to increase the yield strength by generating martensite before performing galvanizing and then heating the material to pass through the galvanizing bath. At this time, if the cooling temperature is excessively low, since all austenite is transformed into martensite, the transformation-induced plasticity effect by retained austenite cannot be expected, and formability is disadvantageous. Therefore, the cooling end point temperature (Tq) is preferably an intermediate temperature between Ms and Mf, and the martensite fraction generated during cooling can be determined. It is necessary to set the cooling end point temperature so that the martensite fraction satisfies the range of 70% or more.
본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.15% ~ 0.22%, 실리콘(Si): 1.5% ~ 2.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.015%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 보론(B): 0.0003% ~ 0.0015%, 질소(N) 0% 초과 ~ 0.006%, 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함한다.Ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention, in weight%, carbon (C): 0.15% ~ 0.22%, silicon (Si): 1.5% ~ 2.0%, manganese (Mn): 2.0% ~ 3.0% , aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, titanium (Ti): 0.01% to 0.05%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.015%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, boron (B ): 0.0003% to 0.0015%, nitrogen (N) greater than 0% to 0.006%, and the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities.
이하, 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 성분 원소의 함유량은 모두 강판 전체에 대한 중량%를 의미한다.Hereinafter, the role and content of each component included in the ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to the present invention will be described. At this time, the contents of the component elements all mean weight% with respect to the entire steel sheet.
탄소(C): 0.15% ~ 0.22%Carbon (C): 0.15% to 0.22%
탄소(C)는 강도에 기여하는 원소로, 고용 강화 (solid-solution hardening) 및 마르텐사이트상에 의한 조직 강화에 의해 강도 확보에 기여하는 원소이다. 탄소(C)의 함량이 0.15% 미만인 경우에는, 필요한 면적 비율의 템퍼드 마르텐사이트 상을 얻는 것이 곤란하다. 탄소(C)의 함량이 0.22%를 초과하는 경우에는, 스폿 용접성이 현저하게 열화되고, 템퍼드 마르텐사이트 상이 과도하게 경질화되어 강판의 성형성이 저하되고, 특히 연신 플랜지성이 저하된다. 따라서, 탄소(C)의 함량을 강판 전체 중량의 0.15% ~ 0.22%로 첨가하는 것이 바람직하다.Carbon (C) is an element that contributes to strength, and is an element that contributes to securing strength through solid-solution hardening and structural strengthening by the martensite phase. When the content of carbon (C) is less than 0.15%, it is difficult to obtain a tempered martensite phase of a required area ratio. When the carbon (C) content exceeds 0.22%, spot weldability is remarkably deteriorated, and the tempered martensite phase is excessively hardened, resulting in deterioration in formability of the steel sheet, particularly deterioration in stretch flangeability. Therefore, it is preferable to add the content of carbon (C) to 0.15% to 0.22% of the total weight of the steel sheet.
실리콘(Si): 1.5% ~ 2.0%Silicon (Si): 1.5% to 2.0%
실리콘(Si)은 오스테나이트 중으로의 탄소 농화를 촉진시켜, 잔류 오스테나이트를 안정화시키는 데에 중요한 원소이다. 실리콘(Si)의 함량이 1.5% 미만인 경우에는, 실리콘 첨가 효과가 불충분하다. 실리콘(Si)의 함량이 2.0%를 초과하는 경우에는, 강판이 물러져, 균열이 발생하고, 성형성도 저하된다. 따라서, 실리콘(Si)의 함량을 강판 전체 중량의 1.5% ~ 2.0%로 첨가하는 것이 바람직하다.Silicon (Si) is an important element for stabilizing retained austenite by accelerating carbon enrichment into austenite. When the content of silicon (Si) is less than 1.5%, the effect of adding silicon is insufficient. When the content of silicon (Si) exceeds 2.0%, the steel sheet becomes brittle, cracks occur, and formability is also reduced. Therefore, it is preferable to add silicon (Si) in an amount of 1.5% to 2.0% of the total weight of the steel sheet.
망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%Manganese (Mn): 2.0% to 3.0%
망간(Mn)은 ??칭(quenching)성을 향상시키는 원소로, 강도에 기여하는 템퍼드 마르텐사이트 상의 확보를 용이하게 한다. 망간(Mn)의 함량이 2.0% 미만인 경우에는, 망간 첨가 효과가 불충분하다. 망간(Mn)의 함량이 3.0%를 초과하는 경우에는, 강판이 과도하게 경질화되어 고온에서의 연성이 부족하여, 슬라브 균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 망간(Mn)의 함량을 강판 전체 중량의 2.0% ~ 3.0%로 첨가하는 것이 바람직하다.Manganese (Mn) is an element that improves quenching properties and facilitates securing the tempered martensite phase contributing to strength. When the content of manganese (Mn) is less than 2.0%, the effect of adding manganese is insufficient. When the content of manganese (Mn) exceeds 3.0%, the steel sheet is excessively hardened and lacks ductility at high temperatures, and cracks may occur in the slab. Therefore, it is preferable to add manganese (Mn) in an amount of 2.0% to 3.0% of the total weight of the steel sheet.
알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%Aluminum (Al): 0.01% to 0.05%
알루미늄(Al)은 주로 탈산의 목적으로 첨가되고, 탄화물의 생성을 억제하여, 잔류 오스테나이트상을 생성시키는 데에 유효하고, 강도-연신 균형을 향상시키는 데에 유효한 원소이다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.01% 미만인 경우에는, 알루미늄 첨가 효과가 불충분하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.05% 를 초과하는 경우에는, 알루미나 등의 개재물 증가에 의해 강판의 가공성이 열화될 수 있다. 따라서, 알루미늄(Al)의 함량을 강판 전체 중량의 0.01% ~ 0.05%로 첨가하는 것이 바람직하다.Aluminum (Al) is an element that is added mainly for the purpose of deoxidation, and is effective in suppressing the formation of carbides to form a retained austenite phase and improving the strength-elongation balance. When the content of aluminum (Al) is less than 0.01%, the effect of adding aluminum is insufficient. When the content of aluminum (Al) exceeds 0.05%, workability of the steel sheet may deteriorate due to an increase in inclusions such as alumina. Therefore, it is preferable to add aluminum (Al) in an amount of 0.01% to 0.05% of the total weight of the steel sheet.
티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%Titanium (Ti): 0.01% to 0.05%
티타늄(Ti)은 탄질화물이나 황화물을 형성하여, 강도의 향상에 유효하다. 또한, 티타늄은 질소와 결합하여 티타늄 질화물(TiN)로 석출시킴으로써 보론 질화물(BN)의 형성을 억제할 수 있으므로, 티타늄(Ti)은 보론(B)에 의한 ??칭성을 발현시키는 데에 유효하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.01% 미만인 경우에는, 티타늄 첨가 효과가 불충분하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.05% 이상인 경우에는, 페라이트상 중에 과도하게 석출물이 생성되어, 석출 강화가 과도하게 작용하여, 강판의 연신이 저하될 수 있다. 따라서, 티타늄(Ti)의 함량을 강판 전체 중량의 0.01% ~ 0.05%로 첨가하는 것이 바람직하다.Titanium (Ti) forms carbonitrides and sulfides and is effective in improving strength. In addition, since titanium can suppress the formation of boron nitride (BN) by combining with nitrogen to precipitate titanium nitride (TiN), titanium (Ti) is effective in expressing quenchability by boron (B) . When the content of titanium (Ti) is less than 0.01%, the effect of adding titanium is insufficient. When the content of titanium (Ti) is 0.05% or more, excessive precipitates are generated in the ferrite phase, and precipitation strengthening acts excessively, so that elongation of the steel sheet may deteriorate. Therefore, it is preferable to add the content of titanium (Ti) to 0.01% to 0.05% of the total weight of the steel sheet.
인(P): 0% 초과 ~ 0.015%Phosphorus (P): greater than 0% to 0.015%
인(P)은 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 스폿 용접성에 악영향을 미치기 때문에, 최대한 저감시키는 것이 바람직하다. 그러나, 인(P)을 과도하게 저감시키면, 제강 공정에서의 생산 능률이 저하되어 고비용이 된다. 따라서, 인(P)의 함량을 강판 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.015%로 제한하는 것이 바람직하다.Phosphorus (P) is an element that is unavoidably contained in the manufacture of steel, and since it adversely affects spot weldability, it is desirable to reduce it as much as possible. However, when phosphorus (P) is excessively reduced, the production efficiency in the steelmaking process is lowered and the cost becomes high. Therefore, it is preferable to limit the content of phosphorus (P) to more than 0% to 0.015% of the total weight of the steel sheet.
황(S): 0% 초과 ~ 0.005%Sulfur (S): greater than 0% to 0.005%
황(S)은 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 입계에 편석되어 열간 취성(hot short embrittlement)을 일으키기 쉽게 한다. 또, 망간 황화물(MnS) 등의 황화물계 개재물 (sulfide inclusion)을 형성하며, 상기 황화물계 개재물은, 냉간 압연에 의해 전신(展伸) 되고, 강판을 변형시킬 때의 균열의 기점이 되어, 강판의 국부 변형능(local deformability)을 저하시킨다. 그러나, 황(S)을 과도하게 저감시키면, 공업적으로 곤란하며, 제강 공정에 있어서의 탈황 비용의 증가를 수반한다. 따라서, 황(S)의 함량을 강판 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.005%로 제한하는 것이 바람직하다.Sulfur (S) is an element that is unavoidably contained in the manufacture of steel, and segregates at grain boundaries to easily cause hot short embrittlement. In addition, sulfide-based inclusions such as manganese sulfide (MnS) are formed, and the sulfide-based inclusions are transformed by cold rolling and become the starting point of cracks when deforming the steel sheet. It reduces the local deformability of However, excessive reduction of sulfur (S) is industrially difficult and involves an increase in desulfurization cost in the steelmaking process. Therefore, it is preferable to limit the content of sulfur (S) to more than 0% to 0.005% of the total weight of the steel sheet.
보론(B): 0.0003% ~ 0.0015%Boron (B): 0.0003% to 0.0015%
보론(B)은 ??칭성을 높여 템퍼드 마르텐사이트 상, 및 잔류 오스테나이트상의 확보에 기여하여, 우수한 강도-연신 밸런스를 얻기 위해 필요하다. 보론(B)의 함량이 0.0003% 미만인 경우에는, 보론 첨가 효과가 불충분하다. 보론(B)의 함량이 0.0015% 이상인 경우에는, 상기 효과가 포화된다. 따라서, 보론(B)의 함량을 강판 전체 중량의 0.0003% ~ 0.0015%로 첨가하는 것이 바람직하다.Boron (B) contributes to securing the tempered martensite phase and the retained austenite phase by increasing the quenching property, and is necessary to obtain an excellent strength-elongation balance. When the content of boron (B) is less than 0.0003%, the effect of adding boron is insufficient. When the content of boron (B) is 0.0015% or more, the effect is saturated. Therefore, it is preferable to add boron (B) in an amount of 0.0003% to 0.0015% of the total weight of the steel sheet.
질소(N): 0% 초과 ~ 0.006%Nitrogen (N): >0% to 0.006%
질소(N)는 내시효성을 열화시키는 원소로, 질소 량이 0.006 ％를 초과하면 내시효성의 열화가 현저해진다. 또, 질소(N)는 보론(B)과 결합하여 BN을 형성하여 보론(B)을 소비한다. 이 때문에, 질소(N)는 고용 보론(B)에 의한 ??칭성을 저하시켜, 소정의 면적 비율의 템퍼드 마르텐사이트 상을 확보하는 것을 곤란하게 한다. 또한, 질소(N)는 페라이트 중에서 불순물 원소로서 존재하며, 변형 시효에 의해 연성을 저하시킨다. 따라서, 질소(N)의 함량은 낮은 편이 바람직하다. 한편, 질소(N)의 함량의 과도한 저감은 제강 공정에 있어서의 탈질 비용의 증가를 수반할 수 있다. 이 때문에, 질소(N)의 함량의 하한은 0.0001 ％ 정도로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 질소(N)의 함량을 강판 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.006%로 제한하는 것이 바람직하다.Nitrogen (N) is an element that deteriorates endoscopic properties, and when the amount of nitrogen exceeds 0.006%, the endoscopic properties are significantly deteriorated. In addition, nitrogen (N) combines with boron (B) to form BN, consuming boron (B). For this reason, nitrogen (N) lowers the quenchability by solid solution boron (B), making it difficult to secure a tempered martensite phase of a predetermined area ratio. Also, nitrogen (N) exists as an impurity element in ferrite and reduces ductility by strain aging. Therefore, it is preferable that the nitrogen (N) content is low. On the other hand, excessive reduction of nitrogen (N) content may be accompanied by an increase in denitrification cost in the steelmaking process. For this reason, it is preferable to set the lower limit of the nitrogen (N) content to about 0.0001%. Therefore, it is preferable to limit the content of nitrogen (N) to more than 0% to 0.006% of the total weight of the steel sheet.
상기 초고강도 냉연강판의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제강 과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않은 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.The remaining components of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet are iron (Fe). However, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in a normal steelmaking process, this cannot be excluded. Since these impurities are known to anyone skilled in the ordinary manufacturing process, not all of them are specifically mentioned in this specification.
전술한 합금 조성의 구체적인 성분 및 이들의 함량 범위를 제어하고, 후술하는 제조 방법을 통해 제조된 초고강도 냉연강판은, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상, 및 연신율(El): 14% 이상, 및 홀확장성(HER): 30% 이상을 만족할 수 있다. 상기 초고강도 냉연강판은, 항복강도(YS): 850 MPa ~ 1100 MPa, 인장 강도(TS): 1180 MPa ~ 1300 MPa, 연신율(EL):14% ~ 25%, 및 홀확장성(HER): 30% ~ 50%를 만족할 수 있다.The ultra-high strength cold-rolled steel sheet manufactured by controlling the specific components and their content ranges of the above-described alloy composition and using the manufacturing method described later has yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more, and elongation. (El): 14% or more, and hole expandability (HER): 30% or more may be satisfied. The ultra-high strength cold-rolled steel sheet has yield strength (YS): 850 MPa to 1100 MPa, tensile strength (TS): 1180 MPa to 1300 MPa, elongation (EL): 14% to 25%, and hole expandability (HER): 30% to 50% can be satisfied.
상기 초고강도 냉연강판은, 페라이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트, 및 베이나이트가 혼합된 혼합 조직을 가질 수 있다. 상기 페라이트의 분율은, 예를 들어 0% 초과 ~ 15% 범위일 수 있다. 상기 잔류 오스테나이트의 분율은, 예를 들어 10% ~ 15% 범위일 수 있다. 상기 마르텐사이트와 상기 베이나이트의 합의 분율은, 나머지 분율로서 포함될 수 있고, 예를 들어 75% ~ 90% 범위일 수 있다. 상기 분율은 미세조직 사진을 이미지 분석기를 통하여 도출한 면적비율을 의미한다.The ultra-high strength cold-rolled steel sheet may have a mixed structure in which ferrite, retained austenite, martensite, and bainite are mixed. The fraction of the ferrite may be, for example, greater than 0% to 15%. The fraction of the retained austenite may be, for example, in the range of 10% to 15%. The fraction of the sum of the martensite and the bainite may be included as the remaining fraction, and may be, for example, in the range of 75% to 90%. The fraction means an area ratio derived from a microstructure photograph through an image analyzer.
상기 초고강도 냉연강판은, 중심부와 에지부의 항복강도의 차이(ΔYS)가, 예를 들어 50 MPa 이하일 수 있고, 예를 들어 0 MPa 내지 50 MPa 범위일 수 있다. 또한, 상기 초고강도 냉연강판은, 중심부와 에지부의 인장강도의 차이(ΔTS)가, 예를 들어 50 MPa 이하일 수 있고, 예를 들어 0 MPa 내지 50 MPa 범위일 수 있다.In the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, the difference (ΔYS) between the yield strength of the center and the edge portion may be, for example, 50 MPa or less, and may be, for example, in the range of 0 MPa to 50 MPa. In addition, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may have a difference in tensile strength (ΔTS) between the center portion and the edge portion, for example, 50 MPa or less, and may be, for example, in the range of 0 MPa to 50 MPa.
상기 초고강도 냉연강판은, 내부 산화층의 깊이가, 예를 들어 5 μm 이하일 수 있고, 예를 들어 상기 내부 산화층이 형성되지 않거나 또는, 예를 들어 0 μm 초과 내지 5 μm 범위일 수 있다.In the ultra-high-strength cold-rolled steel sheet, the depth of the internal oxide layer may be, for example, 5 μm or less, for example, the internal oxide layer may not be formed, or may be, for example, greater than 0 μm to 5 μm.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판의 제조방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing an ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
초고강도 냉연강판의 제조방법Manufacturing method of ultra-high strength cold-rolled steel sheet
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flow chart schematically illustrating a method of manufacturing an ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 제조방법은, 상기 조성의 강재를 이용하여 열연강판을 제조하는 단계(S110), 상기 열연강판을 1차 열처리하는 단계(S120); 상기 열연강판을 냉간 압연하여 냉연강판을 제조하는 단계(S130); 상기 냉연강판을 2차 열처리하는 단계(S140); 상기 냉연강판을 다단 냉각하는 단계(S150); 및 상기 냉연강판을 3차 열처리하는 단계(S160);를 포함한다.Referring to FIG. 1, the method for manufacturing an ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention includes manufacturing a hot-rolled steel sheet using the steel material having the above composition (S110), and first heat-treating the hot-rolled steel sheet (S120). ); manufacturing a cold-rolled steel sheet by cold-rolling the hot-rolled steel sheet (S130); Secondary heat treatment of the cold-rolled steel sheet (S140); Step of multi-stage cooling the cold-rolled steel sheet (S150); and subjecting the cold-rolled steel sheet to a third heat treatment (S160).
또한, 상기 초고강도 냉연강판의 제조방법은, 상기 냉연강판을 용융아연 도금하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 초고강도 냉연강판의 제조방법은, 상기 용융아연 도금하는 단계를 수행한 후에 상기 용융아연 도금된 냉연강판을 합금화 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the manufacturing method of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may further include the step of hot-dip galvanizing the cold-rolled steel sheet. In addition, the manufacturing method of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may further include alloying and heat-treating the hot-dip galvanized cold-rolled steel sheet after performing the hot-dip galvanizing step.
열연강판 제조단계(S110)Hot-rolled steel sheet manufacturing step (S110)
상기 합금 조성을 갖는 강 슬라브를 준비하고, 상기 강 슬라브를, 예를 들어 1,150℃ ~ 1,250℃ 범위의 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)에서 재가열한다. 이러한 재가열을 통해, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다. 상기 재가열 온도가 1,150℃ 미만인 경우에는, 열간압연하중이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 상기 재가열 온도가 1,250℃를 초과하는 경우에는, 표면 스케일량이 증가하여 재료의 손실로 이어질 수 있고, 에너지가 낭비될 수 있다.A steel slab having the alloy composition is prepared, and the steel slab is reheated at a reheating temperature (Slab Reheating Temperature, SRT) in the range of, for example, 1,150 ° C to 1,250 ° C. Through such reheating, re-dissolution of components segregated during casting and re-dissolution of precipitates may occur. When the reheating temperature is less than 1,150° C., a problem in which the hot rolling load rapidly increases may occur. When the reheating temperature exceeds 1,250° C., the amount of surface scale increases, which may lead to loss of material and waste of energy.
상기 재가열 후 통상의 방법으로 열간압연을 행하고, 예를 들어 880℃ ~ 950℃ 범위의 마무리압연 종료온도(finish delivery temperature, FDT)에서 열간 마무리 압연을 수행하여 열연강판을 제조할 수 있다. 상기 마무리 압연 종료온도가 880℃ 미만인 경우에는, 페라이트와 펄라이트의 밴드상 조직(band structure)이 생성될 수 있다. 상기 마무리 압연 종료온도가 950℃를 초과할 경우에는, 스케일 생성의 증가되고, 결정 입경이 조대화되어, 조직의 미세 균일화가 어려울 수 있다.After the reheating, hot rolling is performed in a conventional manner, and a hot-rolled steel sheet may be manufactured by performing hot finish rolling at a finish delivery temperature (FDT) in the range of, for example, 880° C. to 950° C. When the finish rolling end temperature is less than 880° C., a band structure of ferrite and pearlite may be formed. When the finish rolling end temperature exceeds 950° C., scale generation is increased and the crystal grain size is coarsened, making it difficult to finely homogenize the structure.
이어서, 상기 열연강판을, 예를 들어 500℃ ~ 600℃ 범위의 권취온도까지 냉각한다. 상기 냉각은 공냉 또는 수냉 모두 가능하며, 예를 들어 10℃/초 ~ 30℃/초의 냉각속도로 냉각할 수 있다. 냉각 속도가 빠를수록 평균 결정립도 감소에 유리하다. 상기 냉각은 권취 온도까지 냉각하는 것이 바람직하다.Subsequently, the hot-rolled steel sheet is cooled to a coiling temperature in the range of, for example, 500°C to 600°C. The cooling may be performed by air cooling or water cooling, and may be performed at a cooling rate of, for example, 10° C./sec to 30° C./sec. The faster the cooling rate, the more advantageous the average grain size is reduced. The cooling is preferably cooled to the coiling temperature.
이어서, 상기 열연강판을, 예를 들어 500℃ ~ 600℃ 범위의 권취온도(coiling temperature, CT)에서 권취한다. 상기 귄취온도의 범위는 냉간 압연성, 표면 성상의 관점에서 선택할 수 있다. 상기 권취온도가 500℃ 미만인 경우에는, 마르텐사이트 등의 경질상이 과도하게 생성되어 열연강판의 재질이 과도하게 증가하여 냉간압연 시 압연 부하가 현저하게 증가 할 수 있다. 상기 권취 온도가 600℃를 초과할 경우에는, 페라이트-펄라이트 밴드구조가 심해져 최종 제품의 미세조직의 불균일성을 초래할 수 있다. 또한, Si, Mn등의 산화성 원소가 많이 포함되어있는 강의 특성에 의하여 열연강판에 내부 산화층이 발달하게 된다. 이는 후속 냉간 압연 및 열처리 공정 중에 강판의 표면 크랙을 유발하고 일부 내부 산화층이 탈락하여 노내 롤에 부착하여 덴트 결함 등을 유발 할 수 있다. 또한, 최종 열처리 후 제품의 굽힘성 및 홀확장성(HER) 특성이 나빠진다. Subsequently, the hot-rolled steel sheet is wound at a coiling temperature (CT) ranging from 500° C. to 600° C., for example. The range of the winding temperature can be selected from the viewpoints of cold rolling properties and surface properties. When the coiling temperature is less than 500° C., a hard phase such as martensite is excessively generated, and the material of the hot-rolled steel sheet is excessively increased, so that the rolling load during cold rolling may significantly increase. When the coiling temperature exceeds 600° C., the ferrite-pearlite band structure becomes severe, which may result in non-uniformity of the microstructure of the final product. In addition, an internal oxide layer develops in the hot-rolled steel sheet due to the characteristics of the steel containing a large amount of oxidizing elements such as Si and Mn. This may cause surface cracks of the steel sheet during the subsequent cold rolling and heat treatment processes, and may cause dent defects or the like by detaching some of the internal oxide layer and attaching to the rolls in the furnace. In addition, the bendability and hole expandability (HER) characteristics of the product deteriorate after the final heat treatment.
1차 열처리 단계(S120)1st heat treatment step (S120)
상기 열연강판을, 예를 들어 500℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서, 예를 들어 2 ~ 10 시간 동안 1차 열처리한다. 상기 1차 열처리 단계는, 열간 압연 후 냉간 압연 전에 열연강판의 미세 조직의 영향을 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 1차 열처리 온도는, 예를 들어 500℃ ~ 650℃ 범위일 수 있다.The hot-rolled steel sheet is subjected to a primary heat treatment at a temperature in the range of, for example, 500° C. to 700° C., for 2 to 10 hours, for example. The first heat treatment step can effectively control the influence of the microstructure of the hot-rolled steel sheet after hot rolling and before cold rolling. In addition, the primary heat treatment temperature may be, for example, in the range of 500 °C to 650 °C.
통상적으로 열간 압연공정에서 권취 온도의 변화에 따라 열연강판의 미세 조직 및 물성에 영향을 미친다. 또한, 권취 이후 코일의 냉각 속도에 따라서도 동일한 영향을 미칠 수 있다. 상기 권취 온도의 경우, 강판 전체 폭/길이 방향에 대하여 균일하게 제어하기가 어렵고, 또한, 권취 이후에 야드에서 냉각 시 계절적 요인 이나 주변 코일의 적치 여부 등에 의하여 냉각 속도의 변화가 발생할 수 있어, 열연강판의 재질 편차가 심하게 발생하는 경우가 있다. 이러한 열연강판의 물성 변화에 의하여 후속되는 냉간압연 공정에서도 그 영향이 지속적으로 나타나므로, 최종 제품의 품질에 미치는 영향이 크다. 이러한 열연강판의 재질 편차 혹은 미세조직의 영향을 제거하고자, 상기 1차 열처리 단계를 실시한다.In general, the microstructure and physical properties of the hot-rolled steel sheet are affected by the change in coiling temperature in the hot rolling process. Also, the cooling rate of the coil after winding may have the same effect. In the case of the coiling temperature, it is difficult to control uniformly in the entire width/length direction of the steel sheet, and also, when cooling in the yard after coiling, a change in cooling rate may occur due to seasonal factors or whether or not surrounding coils are stacked, hot rolling In some cases, the material variation of the steel sheet may be severe. Since the change in physical properties of the hot-rolled steel sheet continuously affects the subsequent cold rolling process, it has a great impact on the quality of the final product. In order to remove the influence of material variation or microstructure of the hot-rolled steel sheet, the first heat treatment step is performed.
상기 1차 열처리에 의하여, 상기 열연강판은 연질화될 수 있고, 후속의 냉간 압연에서 압연 하중이 줄어 들고, 고장력강을 냉간 압연하는 경우에 흔히 발생하는 두께 편차를 감소시킬 수 있고, 형상 제어를 용이하게 수행할 수 있다.By the primary heat treatment, the hot-rolled steel sheet can be softened, the rolling load in the subsequent cold rolling can be reduced, the thickness deviation that often occurs when high-strength steel is cold-rolled can be reduced, and shape control can be easily performed. can be done
상기 1차 열처리 온도가 500℃ 미만인 경우에는, 열연강판이 충분히 연질화되지 않으며, 최종적으로 얻어지는 냉연강판에 대한 열간 압연 후의 조직의 영향을 제거할 수 없다. 또한, 상기 1차 열처리 후의 조직이 불균일한 조직으로 형성된다. 즉, 강판의 중심부와 엣지부의 조직이 불균일한 조직을 보이며, 물성 역시 상이하게 나타나므로, 냉간 압연 시 형상 및 두께 품질에 악영향을 미칠 수 있다.When the temperature of the first heat treatment is less than 500° C., the hot-rolled steel sheet is not sufficiently softened, and the effect of the structure after hot rolling on the finally obtained cold-rolled steel sheet cannot be eliminated. In addition, the structure after the first heat treatment is formed into a non-uniform structure. That is, since the structure of the center and the edge of the steel sheet shows non-uniform structure and physical properties are also different, shape and thickness quality may be adversely affected during cold rolling.
상기 1차 열처리 온도가 700℃ 초과하는 경우에는, 미세 조직이 페라이트 및 오스테나이트의 2상이 되기 때문에, 냉각 후의 열연강판의 강도가 상승한다. 강판 조직은 탄소(C) 농도가 불균일한 조직이 되고, 후속의 2차 열처리 중에, 오스테나이트가 조대하고 불균일 분포되어, 균일 미세한 조직이 얻어지지 않는다. 여기서, 탄소 농도가 불균일한 조직이란, 탄소 농도가 낮은 페라이트상 중에 탄소 농도가 높은 조대한 시멘타이트가 분포하는 조직을 지칭한다. 또한, 결정 입계에 인(P)이 편석되고, 강판이 취화되어 연신 및 연신 플랜지성이 현저하게 저하된다. 또한, 열연공정에서 내부 산화층이 관찰되지 않은 경우에도, 높은 열처리 온도에 의하여 1차 열처리 후 강판 표면층에 내부 산화층이 형성 될 수 있다.When the temperature of the first heat treatment exceeds 700° C., the microstructure becomes a two-phase ferrite and austenite, so the strength of the hot-rolled steel sheet after cooling increases. The steel sheet structure becomes a structure in which the carbon (C) concentration is non-uniform, and austenite is coarsely and non-uniformly distributed during the subsequent secondary heat treatment, so that a uniform fine structure is not obtained. Here, the structure with non-uniform carbon concentration refers to a structure in which coarse cementite with a high carbon concentration is distributed in a ferrite phase with a low carbon concentration. In addition, phosphorus (P) is segregated at grain boundaries, and the steel sheet is embrittled, so that stretching and stretching flanging properties are remarkably deteriorated. In addition, even when an internal oxide layer is not observed in the hot rolling process, an internal oxide layer may be formed on the surface layer of the steel sheet after the first heat treatment by a high heat treatment temperature.
상기 1차 열처리를 500℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 실시함으로써, 시멘타이트는 조대화되지 않고, 균일 미세하고 치밀하게 열연강판 내에 존재하게 된다. 결과적으로, 냉간 압연 후에 최종적으로 얻어지는 조직은 미세한 결정립이 되어, 우수한 연신 플랜지성 및 굽힘성이 얻어질 수 있다.By carrying out the primary heat treatment at a temperature in the range of 500 ° C to 700 ° C, cementite is not coarsened, and exists in a uniformly fine and dense hot-rolled steel sheet. As a result, the structure finally obtained after cold rolling becomes a fine crystal grain, and excellent stretch flangeability and bendability can be obtained.
또한, 상기 1차 열처리를 실시할 때, 배치 어닐링 공정(BAF)을 활용할 경우, 열처리 시간은 2시간 ∼10시간 정도 유지하여 수행할 수 있다. 상기 1차 열처리 시간이 2 시간 미만인 경우에는, 열연강판 코일의 내부까지 원하는 온도로의 열전달이 충분치 않기 때문에 의도했던 대로 강판 전체로의 즉, 폭 방향 및 길이방향으로의 균일한 조직을 얻을 수 없으므로, 열간압연 후의 조직의 영향을 제거할 수 없다. 상기 1차 열처리 시간이 10 시간을 초과하는 경우에는, 시멘타이트의 성장이 과도하게 진행되고, 생산성이 저해될 수 있다.In addition, when performing the first heat treatment, when using a batch annealing process (BAF), the heat treatment time may be maintained at about 2 to 10 hours. If the first heat treatment time is less than 2 hours, heat transfer to the desired temperature is not sufficient to the inside of the hot-rolled steel sheet coil, so that a uniform structure throughout the steel sheet, that is, in the width and length directions, cannot be obtained as intended. , the effect of the structure after hot rolling cannot be eliminated. If the primary heat treatment time exceeds 10 hours, cementite growth may be excessively performed and productivity may be impaired.
냉연강판 제조단계(S130)Cold-rolled steel sheet manufacturing step (S130)
상기 1차 열처리된 열연강판을 산으로 세정하는 산세 처리를 수행한다. 이어서, 상기 산세 처리된 열연강판을, 예를 들어 40% ~ 70%의 평균 압하율로 냉간압연을 실시하여 냉연강판을 형성한다. 상기 평균 압하율이 높을수록, 조직 미세화 효과로 인한 성형성이 상승되는 효과가 있다. 상기 평균 압하율 40% 미만인 경우에는, 균일한 미세조직을 얻기 어렵다. 상기 평균 압하율이 70%를 초과하는 경우에는, 롤 힘이 증가되어 공정부하가 증가된다.Pickling is performed to clean the hot-rolled steel sheet subjected to the first heat treatment with an acid. Then, the pickled hot-rolled steel sheet is subjected to cold rolling at an average reduction ratio of, for example, 40% to 70% to form a cold-rolled steel sheet. The higher the average reduction ratio, the higher the moldability due to the microstructure effect. When the average reduction ratio is less than 40%, it is difficult to obtain a uniform microstructure. When the average reduction ratio exceeds 70%, the roll force is increased and the process load is increased.
2차 열처리 단계(S140)2nd heat treatment step (S140)
상기 냉연강판을 통상의 서냉각 구간이 있는 연속 소둔로에서 2차 열처리한다. 상기 2차 열처리는 소둔 열처리로 지칭될 수 있다. 상기 2차 열처리는, 예를 들어 3℃/초 ~ 10℃/초 범위의 승온속도로 가열하고, 예를 들어 870℃ ~ 900℃의 범위의 온도에서, 예를 들어 60초 ~ 200초 범위의 시간 동안 유지하는 2차 열처리를 진행한다.The cold-rolled steel sheet is subjected to secondary heat treatment in a continuous annealing furnace having a normal slow cooling section. The secondary heat treatment may be referred to as an annealing heat treatment. The secondary heat treatment is, for example, heating at a heating rate in the range of 3 ° C. / sec to 10 ° C. / sec, for example, at a temperature in the range of 870 ° C. to 900 ° C., for example, in the range of 60 seconds to 200 seconds A second heat treatment is carried out to hold for a period of time.
상기 2차 열처리의 시작 온도는 오스테나이트 단상역에서 또는 오스테나이트+페라이트 이상역 두 가지 조건에서 수행할 수 있다. 그러나, 상기 870℃ ~ 900℃의 범위의 온도는 오스테나이트 단상역 구간에서 열처리를 진행한다. 이는 단상역 구간에서 열처리한 후, 급랭을 통하여 최종 미세조직 내에 마르텐사이트 상을 충분하게 확보하여 최종 초고강도 냉연강판의 목표 재질을 얻기 위함이다.The starting temperature of the secondary heat treatment may be performed in two conditions of the austenite single phase region or the austenite+ferrite ideal region. However, at a temperature in the range of 870 ° C to 900 ° C, heat treatment is performed in the austenite single phase region. This is to obtain the target material of the final ultra-high strength cold-rolled steel sheet by sufficiently securing the martensite phase in the final microstructure through rapid cooling after heat treatment in the single-phase section.
다단 냉각 단계(S150)Multi-stage cooling step (S150)
상기 2차 열처리한 냉연강판을 다단 냉각한다. 상기 냉각하는 단계는 하기의 두 단계로 수행될 수 있다.The cold-rolled steel sheet subjected to the secondary heat treatment is cooled in multiple stages. The cooling step may be performed in the following two steps.
먼저, 상기 2차 열처리한 냉연강판을, 예를 들어 5℃/초 ~ 10℃/초 범위의 냉각속도로, 예를 들어 700℃ ~ 800℃로 서냉한다. 상기 서냉하는 단계에서는, 상기 2차 열처리를 수행하는 중에 최종 초고강도 냉연강판의 미세조직 내에 목표량의 페라이트 상을 확보하기 위함이며, 이에 따라 최종 미세조직의 소성 특성을 확보하게 된다. 또한, 상기 서냉 조건에 따라 페라이트가 존재하지 않는 미세조직도 형성될 수 있다.First, the cold-rolled steel sheet subjected to the secondary heat treatment is slowly cooled at a cooling rate in the range of, for example, 5°C/sec to 10°C/sec, for example, 700°C to 800°C. In the step of slow cooling, it is to secure a target amount of ferrite phase in the microstructure of the final ultra-high strength cold-rolled steel sheet during the secondary heat treatment, and accordingly, the plastic properties of the final microstructure are secured. In addition, a microstructure in which ferrite does not exist may be formed according to the slow cooling condition.
이어서, 상기 서냉한 냉연강판을, 예를 들어 50℃/초 이상의 냉각속도로, 예를 들어 50℃/초 ~ 100℃/초 범위의 냉각속도로, 예를 들어 200℃ ~ 300℃의 냉각종료온도로 급랭한다. 또한, 상기 냉각종료온도에서, 예를 들어 5초 ~ 20초 동안 유지한다. 상기 급랭하는 단계에서는, 상기 냉각종료온도의 제어를 통해, 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시켜 최종 재질 확보를 용이하게 하기 위함이며, 이러한 급랭단계에서 발생할 수 있는 원하지 않는 상변태를 억제하기 위해 50℃/초 이상의 냉각속도가 요구된다.Then, the slow-cooled cold-rolled steel sheet is cooled at a cooling rate of, for example, 50°C/sec or more, for example, at a cooling rate in the range of 50°C/sec to 100°C/sec, for example, at a cooling rate of 200°C to 300°C. cool down to temperature In addition, at the cooling end temperature, for example, it is maintained for 5 seconds to 20 seconds. In the quenching step, through the control of the cooling end temperature, austenite is transformed into martensite to facilitate securing the final material, and to suppress unwanted phase transformation that may occur in this quenching step, 50 ° C. / A cooling rate of more than a second is required.
3차 열처리 단계(S160)3rd heat treatment step (S160)
상기 냉각된 냉연강판을, 예를 들어 10℃/초 ~ 20℃/초 범위의 승온속도로 재가열하여, 예를 들어 370℃ ~ 430℃의 범위의 온도에서 100초 ~ 250초 범위의 시간 동안 유지하여 3차 열처리를 수행한다. 상기 3차 열처리는 재가열 열처리로 지칭될 수 있다. 상기 3차 열처리에서는, 잔류 오스테나이트 내 탄소 농축이 진행되고, 마르텐사이트 템퍼링을 통한 강도 및 연신율을 확보할 수 있다.The cooled cold-rolled steel sheet is reheated at a heating rate in the range of, for example, 10°C/sec to 20°C/sec, and maintained at a temperature in the range of, for example, 370°C to 430°C for a time in the range of 100 seconds to 250 seconds. to perform a third heat treatment. The third heat treatment may be referred to as reheat heat treatment. In the tertiary heat treatment, carbon concentration in retained austenite proceeds, and strength and elongation can be secured through martensitic tempering.
상기 단계(S160)를 종료한 후에, 상온으로 냉각하여 상기 초고강도 냉연강판을 완성할 수 있다.After the step (S160) is finished, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may be completed by cooling to room temperature.
또한, 상기 초고강도 냉연강판은 용융아연 도금강판 및 합금화 용융아연 도금강판으로 제조될 수 있다.In addition, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may be made of a hot-dip galvanized steel sheet and an alloyed hot-dip galvanized steel sheet.
용융아연 도금단계Hot-dip galvanizing step
상기 3차 열처리 단계의 온도는 용융아연 도금 욕조의 온도에 비하여 낮으므로, 용융아연 도금단계를 더 수행함으로써, 용융아연 도금강판을 형성할 수 있다. 상기 냉연강판을 용융아연 도금욕에 침지하여, 냉연강판 표면에 용융아연 도금층이 형성되어용융아연 도금강판을 형성할 수 있다. 상기 냉연강판을, 예를 들어 10℃/초 ~ 20℃/초 범위의 승온속도로 가열하여, 예를 들어 430℃ ~ 470℃의 범위의 온도에서 30초 ~ 100초 범위의 시간 동안 유지하여 용융아연 도금을 수행한다. 이어서, 1℃/초 ~ 100℃/초의 냉각속도로 상온으로 냉각시켜 용융아연 도금강판을 제조할 수 있다.Since the temperature of the tertiary heat treatment step is lower than the temperature of the hot-dip galvanizing bath, a hot-dip galvanized steel sheet may be formed by further performing the hot-dip galvanizing step. A hot-dip galvanized steel sheet may be formed by immersing the cold-rolled steel sheet in a hot-dip galvanizing bath to form a hot-dip galvanized layer on the surface of the cold-rolled steel sheet. The cold-rolled steel sheet is melted by heating it at a heating rate in the range of, for example, 10°C/sec to 20°C/sec, and maintaining it at a temperature in the range of, for example, 430°C to 470°C for a time in the range of 30 seconds to 100 seconds. galvanizing is carried out; Subsequently, a hot-dip galvanized steel sheet may be manufactured by cooling to room temperature at a cooling rate of 1° C./sec to 100° C./sec.
합금화 열처리단계alloying heat treatment step
상기 용융아연 도금된 냉연강판을, 예를 들어 490℃ ~ 530℃의 범위의 온도에서 10초 ~ 60초 범위의 시간 동안 합금화 열처리를 실시될 수 있다. 상기 단계는(S180), 이전의 용융아연 도금 단계(S170)를 수행한 후에 냉각하지 않고 연속하여 수행할 수 있다. 상기 조건으로 합금화 열처리시 용융아연 도금층이 안정적으로 성장되면서, 도금층의 밀착성이 우수할 수 있다. 상기 합금화 열처리 온도가 490℃ 미만인 경우에는, 합금화가 충분히 진행되지 못해 용융아연 도금층의 건전성이 저하될 수 있다. 상기 합금화 열처리 온도가 530℃를 초과하는 경우에는, 이상역 온도 구간으로 넘어가게 되면서 재질의 변화가 발생할 수 있다. 이어서, 상온으로 냉각시켜 합금화 용융아연 도금강판을 제조할 수 있다.Alloying heat treatment may be performed on the hot-dip galvanized cold-rolled steel sheet, for example, at a temperature in the range of 490 °C to 530 °C for a time in the range of 10 seconds to 60 seconds. The above step (S180) may be continuously performed without cooling after performing the previous hot-dip galvanizing step (S170). During the alloying heat treatment under the above conditions, while the hot-dip galvanized layer is stably grown, the adhesion of the plating layer may be excellent. When the alloying heat treatment temperature is less than 490° C., alloying may not sufficiently proceed, and the integrity of the hot-dip galvanized layer may deteriorate. When the alloying heat treatment temperature exceeds 530° C., a change in material may occur while passing to an ideal temperature range. Then, by cooling to room temperature, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet can be manufactured.
제조된 상기 초고강도 냉연강판의 최종 상온 미세조직은 (페라이트)+(마르텐사이트+베이나이트)+ 잔류 오스테나이트 세 가지 상의 복합 미세조직이다. 상기 페라이트의 분율은, 예를 들어 0% 초과 ~ 15% 범위일 수 있다. 상기 잔류 오스테나이트의 분율은, 예를 들어 10% ~ 15% 범위일 수 있다. 상기 마르텐사이트와 상기 베이나이트의 합의 분율은, 나머지 분율로서 포함될 수 있고, 예를 들어 75% ~ 90% 범위일 수 있다.The final room temperature microstructure of the manufactured ultra-high strength cold-rolled steel sheet is a composite microstructure of three phases (ferrite) + (martensite + bainite) + retained austenite. The fraction of the ferrite may be, for example, greater than 0% to 15%. The fraction of the retained austenite may be, for example, in the range of 10% to 15%. The fraction of the sum of the martensite and the bainite may be included as the remaining fraction, and may be, for example, in the range of 75% to 90%.
여기에서, "마르텐사이트+베이나이트"는 마르텐사이트로 모두 구성하는 것이 강도를 보상하는 측면에서 재질적으로 바람직하지만, 광학적으로 확인이 어렵기에 정확한 구성비를 파악하기 어려우므로, 마르텐사이트와 베이나이트의 합으로 기재하기로 한다. 그러나, 상기 냉각종료온도 및 냉각속도를 통해 제작된 인장강도를 고려하면, 대부분이 마르텐사이트로 구성된 것으로 분석된다. 상기 베이나이트는 마르텐사이트의 강도 보상 능을 저해할 수 있지만, 특별히 상한과 하한 분율을 지정하지 않는다. Here, "martensite + bainite" is materially preferable to compose all of martensite in terms of compensating for strength, but it is difficult to determine the exact composition ratio because it is difficult to confirm optically. to be written as a sum. However, considering the tensile strength produced through the cooling end temperature and cooling rate, it is analyzed that most of them are composed of martensite. The bainite may inhibit the strength compensating ability of martensite, but the upper and lower limit fractions are not specifically specified.
상기 잔류 오스테나이트는, 강판의 강도 및 연신율 모두를 확보할 수 있는 핵심적인 조직이기 때문에 10% ~ 15% 존재하는 것이 바람직하다. 전단면 비율 향상을 위해 입계가 서로 연결되지 않은 단절된 구조 및 결정립 형상이 중요하다. 결정립계 상에 존재하는 잔류 오스테나이트의 분율은 60% 이하 및 장단축비 2.5 이상의 오스테나이트 분율은 40% 이하일 필요가 있다.The retained austenite is preferably present in an amount of 10% to 15% because it is a key structure capable of securing both strength and elongation of the steel sheet. In order to improve the shear area ratio, a disconnected structure and crystal grain shape in which grain boundaries are not connected to each other are important. The fraction of retained austenite present on grain boundaries needs to be 60% or less, and the fraction of austenite with a long-short axis ratio of 2.5 or more needs to be 40% or less.
상기 페라이트는, 공정조건에 따라 확보되지 않을 수 있지만, 강판의 소성을 확보할 필요가 있을 때 형성하는 것이 바람직하다.Although the above ferrite may not be secured depending on process conditions, it is preferable to form it when it is necessary to secure the plasticity of the steel sheet.
제조된 상기 초고강도 냉연강판의 물성은, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상, 및 연신율(El): 14% 이상, 및 홀확장성(HER): 30% 이상을 만족할 수 있다.The physical properties of the manufactured ultra-high strength cold-rolled steel sheet, yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more, elongation (El): 14% or more, and hole expandability (HER): 30% or more can be satisfied.
제조된 상기 초고강도 냉연강판의 재질에 영향을 주는 요인으로는 결정립 미세화에 의한 강도 증가 및 잔류 오스테나이트 안정도 확보, 석출 경화에 따른 강도 증가, 변태유기소성현상에 따른 잔류 오스테나이트의 상변태에 인한 강도 및 연신율 확보 및 기본 기지 마르텐사이트 자체로 인한 강도 증가 요인 등이 있다. Factors influencing the material of the manufactured ultra-high strength cold-rolled steel sheet include increased strength due to crystal grain refinement, securing stability of retained austenite, increased strength due to precipitation hardening, and strength due to phase transformation of retained austenite due to induced transformation plasticity. and factors such as securing elongation and increasing strength due to the base matrix martensite itself.
실험예Experimental example
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred experimental example is presented to aid understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
하기 표 1의 조성(단위: 중량%)을 갖는 강을 준비하고, 소정의 열연 및 냉연 공정을 거쳐 실시예들과 비교예들에 따른 냉연강판을 준비하였다. 잔부는 철(Fe)이다.Steel having the composition (unit: wt%) shown in Table 1 below was prepared, and cold-rolled steel sheets according to Examples and Comparative Examples were prepared through predetermined hot-rolling and cold-rolling processes. The remainder is iron (Fe).
표 1을 참조하면, 강종 X 및 강종 Y는 상술한 본 발명의 조성 범위 내에 포함되는 경우이고, 강종 Z는 탄소 함량이 0.238 중량%로서 본 발명의 범위를 벗어난 경우이다. Referring to Table 1, steel type X and steel type Y are cases included within the above-described composition range of the present invention, and steel type Z is a case where the carbon content is 0.238% by weight and is outside the range of the present invention.
표 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉연강판의 열간압연 및 1차 열처리 영향을 검토하기 위하여, 열간압연조건 및 1차 열처리 조건과 그에 따른 특성변화를 나타내는 표이다. 표 2의 경우에, 표 1의 상기 강종 Y를 선택하였다.Table 2 is a table showing hot rolling conditions and primary heat treatment conditions and consequent changes in characteristics in order to examine the effects of hot rolling and primary heat treatment on cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention. In the case of Table 2, the steel grade Y of Table 1 was selected.
(MPa)ΔYS
(MPa)
(MPa)ΔTS
(MPa)
산화층
깊이
(μm)interior
oxide layer
depth
(μm)
(℃)FDT
(℃)
(℃)CT
(℃)
(℃)temperature
(℃)
(hr)hour
(hr)
표 2를 참조하면, 실험예4 내지 실험예8은 본 발명의 범위에 따른 열처리들을 수행한 경우들이다. 실험예1 내지 실험예3 및 실험예9는 비교예로서 본 발명의 범위를 벗어난 경우들로서, 벗어난 조건에 대하여는 밑줄로 구분되어 있다.Referring to Table 2, Experimental Examples 4 to 8 are cases in which heat treatments were performed according to the scope of the present invention. Experimental Example 1 to Experimental Example 3 and Experimental Example 9 are cases outside the scope of the present invention as comparative examples, and conditions outside the scope are separated by underlines.
여기에서, ΔYS는 냉연강판의 중심부와 에지부의 항복강도의 차이를 의미하며, ΔTS는 냉연강판의 중심부와 에지부의 인장강도의 차이를 의미한다. 따라서, ΔYS와 ΔTS가 차이가 없는 것이 바람직하다. 상기 초고강도 냉연강판은, 중심부와 에지부의 항복강도의 차이(ΔYS)가, 예를 들어 50 MPa 이하일 수 있고, 예를 들어 0 MPa 내지 50 MPa 범위일 수 있다. 또한, 상기 초고강도 냉연강판은, 중심부와 에지부의 인장강도의 차이(ΔTS)가, 예를 들어 50 MPa 이하일 수 있고, 예를 들어 0 MPa 내지 50 MPa 범위일 수 있다.Here, ΔYS means the difference between the yield strength of the center and the edge of the cold-rolled steel sheet, and ΔTS means the difference between the tensile strength of the center and the edge of the cold-rolled steel sheet. Therefore, it is preferable that there is no difference between ΔYS and ΔTS. In the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, the difference (ΔYS) between the yield strength of the center and the edge portion may be, for example, 50 MPa or less, and may be, for example, in the range of 0 MPa to 50 MPa. In addition, the ultra-high strength cold-rolled steel sheet may have a difference in tensile strength (ΔTS) between the center portion and the edge portion, for example, 50 MPa or less, and may be, for example, in the range of 0 MPa to 50 MPa.
실험예1 및 실험예2는 1차 열처리를 수행하지 않은 경우이며, 실험예1은 권취온도가 650℃, 실험예2는 권취온도가 530℃인 경우로서, 즉, 1차 열처리를 수행하지 않은 경우에는 권취온도에 무관하게 ΔYS와 ΔTS가 매우 크게 나타났다. 반면, 내부 산화층은 실험예1에서는 12 μm이었으나, 실험예2에서는 발생하지 않았다. 따라서, 상기 내부 산화층은 낮은 권취온도에서는 발생하지 않거나 작은 깊이로 형성되는 것으로 분석된다.In Experimental Example 1 and Experimental Example 2, the first heat treatment was not performed, and in Experimental Example 1, the coiling temperature was 650 ° C, and in Experimental Example 2, the coiling temperature was 530 ° C, that is, in which the first heat treatment was not performed. In this case, ΔYS and ΔTS were very large regardless of the winding temperature. On the other hand, the inner oxide layer was 12 μm in Experimental Example 1, but did not occur in Experimental Example 2. Therefore, it is analyzed that the inner oxide layer does not occur at a low coiling temperature or is formed with a small depth.
실험예3은 권취온도가 650℃이고, 1차 열처리를 650℃에서 수행한 경우이다. 본 경우에는, ΔYS와 ΔTS가 매우 크게 나타났고, 내부 산화층 또한 11 μm로 크게 형성되었다. 따라서, 권취온도를 650℃ 미만으로 할 필요가 있으며, 이에 따라 권취온도는 500℃ ~ 600℃ 범위인 것이 바람직하다.Experimental Example 3 is a case where the coiling temperature is 650 ° C and the first heat treatment is performed at 650 ° C. In this case, ΔYS and ΔTS were very large, and the inner oxide layer was also formed as large as 11 μm. Therefore, it is necessary to set the coiling temperature to less than 650° C., and accordingly, the coiling temperature is preferably in the range of 500° C. to 600° C.
실험예4, 실험예5 및 실험예6은 권취온도가 530℃이고, 1차 열처리를 650℃에서 수행하고, 1차 열처리 시간을 변화시킨 경우이다. 상기 1차 열처리 시간은 각각 2 시간, 6시간, 및 10 시간이었다. 상기 실험예4, 실험예5 및 실험예6의 결과에서, ΔYS와 ΔTS가 10 MPa 이하의 낮은 값을 나타내었으며, 내부 산화층은 5 μm 이하의 작은 깊이로서 형성되었다. 이에 따라, 1차 열처리 시간은 2 시간 내지 10 시간 범위인 것이 바람직하다.Experimental Example 4, Experimental Example 5, and Experimental Example 6 are cases in which the coiling temperature is 530 ° C, the first heat treatment is performed at 650 ° C, and the first heat treatment time is changed. The first heat treatment times were 2 hours, 6 hours, and 10 hours, respectively. In the results of Experimental Example 4, Experimental Example 5, and Experimental Example 6, ΔYS and ΔTS showed low values of 10 MPa or less, and the inner oxide layer was formed with a small depth of 5 μm or less. Accordingly, the first heat treatment time is preferably in the range of 2 hours to 10 hours.
실험예7, 실험예8 및 실험예9는 권취온도가 530℃이고, 1차 열처리를 6시간 수행하고, 1차 열처리 온도를 변화시킨 경우이다. 상기 1차 열처리 온도는 각각 600℃, 500℃, 및 400℃ 이었다. 상기 실험예7 및 실험예9의 결과에서, ΔYS와 ΔTS가 20 MPa 이하의 낮은 값을 나타내었으며, 내부 산화층은 5 μm 이하의 작은 깊이로서 형성되었다. 반면, 실험예9의 결과에서는, ΔYS와 ΔTS가 50 MPa 이상의 큰 값을 나타내었고, 내부 산화층은 형성되지 않았다. 이에 따라, 1차 열처리 온도는 500℃ 이상인 것이 바람직하며, 500℃ ~ 700℃ 범위의 온도인 것이 바람직하다.In Experimental Example 7, Experimental Example 8, and Experimental Example 9, the coiling temperature is 530° C., the primary heat treatment is performed for 6 hours, and the primary heat treatment temperature is changed. The primary heat treatment temperatures were 600 °C, 500 °C, and 400 °C, respectively. In the results of Experimental Example 7 and Experimental Example 9, ΔYS and ΔTS showed low values of 20 MPa or less, and the inner oxide layer was formed with a small depth of 5 μm or less. On the other hand, in the results of Experimental Example 9, ΔYS and ΔTS showed large values of 50 MPa or more, and no internal oxide layer was formed. Accordingly, the first heat treatment temperature is preferably 500 ° C or higher, and preferably a temperature in the range of 500 ° C to 700 ° C.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 1차 열처리 처리 유무에 따른 항복강도와 인장강도를 나타내는 그래프들이다.2 is graphs showing yield strength and tensile strength according to the presence or absence of primary heat treatment of an ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 표 2의 실험예1, 실험예2, 및 실험예5의 중앙부와 에지부의 항복강도와 인장강도의 변화가 예시적으로 나타나있다. 표 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 1차 열처리 처리하지 않은 실험예1 및 실시예2에서는 항복강도의 차이(ΔYS) 및 인장강도의 차이(ΔTS)가 매우 크게 나타났으며, 반면, 1차 열처리 처리하지 않은 실험예5에서는, 항복강도의 차이(ΔYS) 및 인장강도의 차이(ΔTS)가 거의 나타나지 않았다.Referring to FIG. 2, changes in yield strength and tensile strength of the central portion and the edge portion of Experimental Example 1, Experimental Example 2, and Experimental Example 5 of Table 2 are exemplarily shown. As described with reference to Table 2, in Experimental Example 1 and Example 2, which were not subjected to the first heat treatment, the difference in yield strength (ΔYS) and tensile strength (ΔTS) was very large, whereas the first heat treatment In Experimental Example 5, which was not treated, the difference in yield strength (ΔYS) and the difference in tensile strength (ΔTS) hardly appeared.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판에서 권취온도에 따른 내부 산화층의 형성 여부를 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.3 are scanning electron micrographs showing whether an internal oxide layer is formed according to the coiling temperature in an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 650℃ 권취온도의 실험예1에서는 12 μm의 내부 산화층이 형성되었다. 530℃ 권취온도의 실험예2에서는 내부 산화층이 형성되지 않았다. 표 2의 다른 실험예들에서 권취온도에 따라 내부 산화층의 두껍게 또는 얇게 형성되거나 또는 형성되지 않았다.Referring to FIG. 3, in Experimental Example 1 at a coiling temperature of 650° C., an internal oxide layer of 12 μm was formed. In Experimental Example 2 at a coiling temperature of 530° C., no internal oxide layer was formed. In the other experimental examples of Table 2, the internal oxide layer was formed thickly or thinly or not formed according to the winding temperature.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 1차 열처리 처리 유무에 따른 두께 분포를 나타내는 그래프들이다.Figure 4 is a graph showing the thickness distribution according to the presence or absence of primary heat treatment of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 1차 열처리 처리를 수행하지 않은 실험예1은 최종 냉연강판의 두께 편차가 크게 나타났다. 반면, 1차 열처리 처리를 수행한 실험예5는 최종 냉연강판의 두께 편차가 상대적으로 작게 나타났다.Referring to FIG. 4, Experimental Example 1 in which the primary heat treatment was not performed showed a large thickness deviation of the final cold-rolled steel sheet. On the other hand, in Experimental Example 5 in which the primary heat treatment was performed, the thickness deviation of the final cold-rolled steel sheet was relatively small.
표 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉연강판의 열처리 영향을 검토하기 위하여, 열처리 조건들을 나타내는 표이다. Table 3 is a table showing heat treatment conditions in order to examine the effect of heat treatment on cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
시간
(sec)maintain
hour
(sec)
속도
(℃/초)Quenching
speed
(℃/sec)
온도
(℃)Quenching
temperature
(℃)
온도
(℃)reheat
temperature
(℃)
시간
(sec)maintain
hour
(sec)
표 3을 참조하면, 실험예10 및 실험예11은 본 발명의 범위에 따른 열처리들을 수행한 경우들이다. 실험예12 내지 실험예13은 비교예로서 본 발명의 범위를 벗어난 경우들로서, 벗어난 조건에 대하여는 밑줄로 구분되어 있다.Referring to Table 3, Experimental Example 10 and Experimental Example 11 are cases in which heat treatment was performed according to the scope of the present invention. Experimental Examples 12 to 13 are Comparative Examples that are out of the scope of the present invention, and the conditions outside the scope are underlined.
표 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표 3의 냉연강판의 기계적 특성을 나타내는 표이다.Table 4 is a table showing the mechanical properties of the cold-rolled steel sheets of Table 3 according to an embodiment of the present invention.
(MPa)yield strength
(MPa)
(MPa)tensile strength
(MPa)
(%)elongation rate
(%)
(%)Hall expandability
(%)
표 4를 참조하면, 실험예10 및 실험예11은 본 발명의 범위의 열처리 조건들인 경우로서, 모든 기계적 특성이 목표 범위에 포함된다.Referring to Table 4, Experimental Example 10 and Experimental Example 11 are heat treatment conditions within the range of the present invention, and all mechanical properties are included in the target range.
실험예12는 1차 열처리 유지 시간이 10분으로 짧은 경우로서, 열간압연 조직의 균질화가 일어나지 못하여, 홀확장성이 저하됨을 알 수 있다.Experimental Example 12 is a case where the primary heat treatment holding time is as short as 10 minutes, and it can be seen that the hole expandability is lowered because the hot-rolled structure does not homogenize.
실험예13은 1차 열처리 온도가 750℃로 높은 경우로서, 열간압연 조직의 균질화가 일어나지 못하여, 홀확장성이 저하됨을 알 수 있다.Experimental Example 13 is a case where the first heat treatment temperature is as high as 750 ° C., and it can be seen that the hole expandability is lowered because the hot-rolled structure is not homogenized.
실험예14는 2차 열처리를 수행한 후 냉각종료온도가 50℃로 낮은 경우로서, 마르텐사이트 경질상이 너무 많이 생성되어, 강도가 높으나, 연신율이 저하됨을 알 수 있다.Experimental Example 14 is a case where the cooling end temperature is as low as 50° C. after performing the secondary heat treatment, and it can be seen that too much martensite hard phase is generated, so that the strength is high, but the elongation is lowered.
실험예15는 3차 열처리의 재가열 유지시간이 500 초로 긴 경우로서, 마르텐사이트의 템퍼링이 과도하게 진행되고, 잔류 오스테나이트가 유지되지 못하여 연신율이 저하됨을 알 수 있다.Experimental Example 15 is a case where the reheating holding time of the tertiary heat treatment is as long as 500 seconds, and it can be seen that martensite is excessively tempered and retained austenite is not maintained, resulting in a decrease in elongation.
실험예16은 강종 Z로서 탄소(C) 함량이 높은 경우로서, 1180MPa 이상의 높은 강도를 나타내지만, 연신율이 저하됨을 알 수 있다.Experimental Example 16 is a steel type Z with a high carbon (C) content, and exhibits high strength of 1180 MPa or more, but it can be seen that the elongation is reduced.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the foregoing embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be clear to those skilled in the art to which it pertains.
Claims (12)
항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상, 및 연신율(El): 14% 이상, 및 홀확장성(HER): 30% 이상을 만족하고,
페라이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트, 및 베이나이트가 혼합된 혼합 조직을 포함하고,
상기 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 15% 범위이고, 상기 잔류 오스테나이트의 분율은 10% ~ 15% 범위이고, 상기 마르텐사이트와 상기 베이나이트의 합의 분율은 75% ~ 90% 범위이고,
상기 마르텐사이트의 분율이 70% 이상인,
초고강도 냉연강판.In weight percent, carbon (C): 0.15% to 0.22%, silicon (Si): 1.5% to 2.0%, manganese (Mn): 2.0% to 3.0%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, titanium ( Ti): 0.01% to 0.05%, Phosphorus (P): >0% to 0.015%, Sulfur (S): >0% to 0.005%, Boron (B): 0.0003% to 0.0015%, Nitrogen (N) 0% Excess ~ 0.006%, and the balance includes iron (Fe) and other unavoidable impurities,
Yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more, elongation (El): 14% or more, and hole expandability (HER): 30% or more,
It includes a mixed structure in which ferrite, retained austenite, martensite, and bainite are mixed,
The fraction of ferrite is in the range of greater than 0% to 15%, the fraction of retained austenite is in the range of 10% to 15%, and the fraction of the sum of martensite and bainite is in the range of 75% to 90%,
The fraction of martensite is 70% or more,
Ultra-high-strength cold-rolled steel sheet.
상기 초고강도 냉연강판은, 중심부와 에지부의 항복강도의 차이가 50 MPa 이하이고, 중심부와 에지부의 인장강도의 차이가 50 MPa 이하인,
초고강도 냉연강판.According to claim 1,
The ultra-high strength cold-rolled steel sheet has a difference in yield strength between the center and the edge of 50 MPa or less, and a difference in tensile strength between the center and the edge of 50 MPa or less.
Ultra-high-strength cold-rolled steel sheet.
상기 초고강도 냉연강판은, 내부 산화층의 깊이가 5 μm 이하인,
초고강도 냉연강판.According to claim 1,
In the ultra-high strength cold-rolled steel sheet, the depth of the inner oxide layer is 5 μm or less,
Ultra-high-strength cold-rolled steel sheet.
(b) 상기 열연강판을 500℃ ~ 700℃ 범위의 온도에서 2시간 ∼10시간 동안 유지하여 1차 열처리하는 단계;
(c) 상기 1차 열처리된 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계;
(d) 상기 냉연강판을 3℃/초 ~ 10℃/초 범위의 승온속도로 가열하여 870℃ ~ 900℃의 범위의 온도에서 60초 ~ 200초 범위의 시간 동안 유지하여 2차 열처리하는 단계;
(e) 상기 냉연강판을 다단 냉각하는 단계로서,
(e-1) 상기 2차 열처리한 냉연강판을 5℃/초 ~ 10℃/초 범위의 냉각속도로 700℃ ~ 800℃ 범위의 온도로 서냉하는 단계; 및
(e-2) 상기 서냉한 냉연강판을 50℃/초 ~ 100℃/초 범위의 냉각속도로 200℃ ~ 300℃ 범위의 냉각종료온도로 급냉하고 상기 냉각종료온도에서 5초 ~ 20초 동안 유지하는 단계;를 포함하는 상기 다단 냉각하는 단계; 및
(f) 상기 냉각된 냉연강판을 10℃/초 ~ 20℃/초 범위의 승온속도로 가열하여 370℃ ~ 430℃ 범위의 온도에서 100초 ~ 250초 범위의 시간 동안 유지하여 3차 열처리하는 단계;를 포함하되,
상기 (a) 단계는,
(a-1) 상기 합금 조성을 갖는 강 슬라브를 준비하는 단계;
(a-2) 상기 강 슬라브를 1,150℃ ~ 1,250℃ 범위에서 재가열하는 단계;
(a-3) 상기 재가열된 강 슬라브를 880℃ ~ 950℃ 범위의 마무리압연 종료온도에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및
(a-4) 상기 열연강판을 500℃ ~ 600℃ 범위에서 권취하는 단계를 포함하되,
상기 (a-3)단계와 상기 (a-4) 단계 사이에 10℃/초 ~ 30℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계;를 더 포함하는, 초고강도 냉연강판의 제조방법으로서,
상기 초고강도 냉연강판의 제조방법으로 제조한 초고강도 냉연강판은,
항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상, 및 연신율(El): 14% 이상, 및 홀확장성(HER): 30% 이상을 만족하고,
페라이트, 잔류 오스테나이트, 마르텐사이트, 및 베이나이트가 혼합된 혼합 조직을 포함하고,
상기 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 15% 범위이고, 상기 잔류 오스테나이트의 분율은 10% ~ 15% 범위이고, 상기 마르텐사이트와 상기 베이나이트의 합의 분율은 75% ~ 90% 범위이고,
상기 마르텐사이트의 분율이 70% 이상인,
초고강도 냉연강판의 제조방법.(a) by weight, by weight, carbon (C): 0.15% to 0.22%, silicon (Si): 1.5% to 2.0%, manganese (Mn): 2.0% to 3.0%, aluminum (Al): 0.01 % to 0.05%, Titanium (Ti): 0.01% to 0.05%, Phosphorus (P): >0% to 0.015%, Sulfur (S): >0% to 0.005%, Boron (B): 0.0003% to 0.0015% , manufacturing a hot-rolled steel sheet containing nitrogen (N) greater than 0% to 0.006%, and the balance containing iron (Fe) and other unavoidable impurities;
(b) first heat-treating the hot-rolled steel sheet by maintaining it at a temperature in the range of 500° C. to 700° C. for 2 to 10 hours;
(c) manufacturing a cold-rolled steel sheet by cold-rolling the first heat-treated hot-rolled steel sheet;
(d) subjecting the cold-rolled steel sheet to a second heat treatment by heating the cold-rolled steel sheet at a heating rate in the range of 3°C/sec to 10°C/sec and maintaining the temperature in the range of 870°C to 900°C for a time in the range of 60 seconds to 200 seconds;
(e) multi-stage cooling of the cold-rolled steel sheet,
(e-1) slowly cooling the secondary heat-treated cold-rolled steel sheet to a temperature in the range of 700 °C to 800 °C at a cooling rate in the range of 5 °C / sec to 10 °C / sec; and
(e-2) The slowly cooled cold-rolled steel sheet is rapidly cooled to a cooling end temperature in the range of 200 ° C to 300 ° C at a cooling rate in the range of 50 ° C / sec to 100 ° C / sec, and maintained at the cooling end temperature for 5 seconds to 20 seconds The multi-stage cooling step comprising; and
(f) third heat treatment by heating the cooled cold-rolled steel sheet at a heating rate in the range of 10 ° C. / sec to 20 ° C. / sec and maintaining it at a temperature in the range of 370 ° C. to 430 ° C. for a time in the range of 100 seconds to 250 seconds including;
In step (a),
(a-1) preparing a steel slab having the alloy composition;
(a-2) reheating the steel slab in the range of 1,150 ° C to 1,250 ° C;
(a-3) preparing a hot-rolled steel sheet by hot finish-rolling the reheated steel slab at a finish-rolling end temperature in the range of 880° C. to 950° C.; and
(a-4) including the step of winding the hot-rolled steel sheet in the range of 500 ° C to 600 ° C,
Cooling at a cooling rate of 10 ° C / sec to 30 ° C / sec between the step (a-3) and the step (a-4);
The ultra-high strength cold-rolled steel sheet manufactured by the manufacturing method of the ultra-high strength cold-rolled steel sheet,
Yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more, elongation (El): 14% or more, and hole expandability (HER): 30% or more,
It includes a mixed structure in which ferrite, retained austenite, martensite, and bainite are mixed,
The fraction of ferrite is in the range of greater than 0% to 15%, the fraction of retained austenite is in the range of 10% to 15%, and the fraction of the sum of martensite and bainite is in the range of 75% to 90%,
The fraction of martensite is 70% or more,
Manufacturing method of ultra high strength cold rolled steel sheet.
상기 (b) 단계는, 배치 어닐링 공정(BAF)을 이용하여 수행되는,
초고강도 냉연강판의 제조방법.According to claim 5,
Step (b) is performed using a batch annealing process (BAF),
Manufacturing method of ultra high strength cold rolled steel sheet.
상기 (f) 단계를 수행한 후에,
(g) 상기 냉연강판을 용융아연 도금욕에 침지하여 430℃ ~ 470℃의 온도에서 용융아연도금을 수행하는 단계;를 더 포함하는,
초고강도 냉연강판의 제조방법.According to claim 5,
After performing step (f) above,
(g) immersing the cold-rolled steel sheet in a hot-dip galvanizing bath to perform hot-dip galvanizing at a temperature of 430 ° C to 470 ° C; further comprising,
Manufacturing method of ultra high strength cold rolled steel sheet.
상기 (g) 단계를 수행한 후에,
(h) 상기 용융아연 도금된 냉연강판을 490℃ ~ 530℃의 범위의 온도에서 10초 ~ 60초 범위의 시간 동안 합금화 열처리를 수행하는 단계;를 더 포함하는,
초고강도 냉연강판의 제조방법.
According to claim 11,
After performing step (g) above,
(h) performing alloying heat treatment on the hot-dip galvanized cold-rolled steel sheet at a temperature in the range of 490 ° C to 530 ° C for a time in the range of 10 seconds to 60 seconds; further comprising,
Manufacturing method of ultra high strength cold rolled steel sheet.
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