KR20070073858A - High-tensile, air-hardenable steel with excellent deformation properties - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 청구항 1에 따른, 특히, 경량 차량의 제조용으로서, 우수한 성형성(shaping property)을 가지는 고강도의 공기 경화강(air-hardening steel)에 관한 것이다.The present invention relates to a high strength air-hardening steel according to claim 1, in particular for the manufacture of lightweight vehicles, having excellent shaping properties.
자동차 시장의 경쟁이 치열해짐에 따라, 차량 소유주의 편의 및 보호성을 유지시키는 동시에, 플리트(fleet) 소비를 감소시키는 방법에 대한 연구가 계속되고 있다. 충돌 사고시 뿐만 아니라, 조작중에 정적 및 동적 응력에 노출되는 경우에도 모든 차량 부품의 중량 보존은 각각의 구조체의 실질적으로 유효한 거동에 있어서 중요한 역할을 한다. 유효한 거동 특성을 얻기 위해, 제조자들은 제조 및 조작하는 동안 각각의 구조체의 거동을 향상시키는 동시에, 얻을 수 있는 고강도강 및 초고강도강(super high strength steel)의 벽 두께를 감소시키는 방법을 이용한다. 이러한 강(steel)은 강도, 연성(ductility), 인성(toughness), 에너지 흡수성, 및 가공성(workability), 예컨대, 냉간 압출 가공(through cold forming), 용접, 및/또는 표면 처리와 관련하여 비교적 많은 수요를 충족시켜야 한다.As the competition in the automotive market is fierce, research continues on how to reduce fleet consumption while maintaining vehicle owner comfort and protection. The weight conservation of all vehicle components plays an important role in the practically effective behavior of each structure, not only in the event of a crash, but also during exposure to static and dynamic stresses during operation. In order to obtain effective behavior properties, manufacturers use a method of improving the behavior of each structure during manufacture and operation, while at the same time reducing the wall thickness of high strength steel and super high strength steel that can be obtained. Such steels are relatively high in terms of strength, ductility, toughness, energy absorption, and workability, such as through cold forming, welding, and / or surface treatment. It must meet the demand.
방식(corrosion protection)의 필요성이 높아짐에 따라, 이들 강의 표면에 별도의 방식 코팅, 예컨대, 통상적인 용융 아연 도금(hot dip galvanizing), 및 고온 아연 도금(high-temperature galvanizing)에 의해 아연 코팅함으로써, 추가적인 처리를 수행해야 한다.As the need for corrosion protection increases, the surfaces of these steels are coated by separate anticorrosive coatings such as conventional hot dip galvanizing, and high-temperature galvanizing. Additional processing must be performed.
전술한 통상적인 요건과는 별개로, 강은 템퍼링 상태(tempered state)에서 다음과 같은 기계적 특성값에 도달해야 한다:Apart from the conventional requirements mentioned above, the steel must reach the following mechanical property values in the tempered state:
RR elel 및 R And R p0.2p0.2 : 700∼850[㎫]: 700 to 850 [MPa]
RR mm :: 800∼1000[㎫] 800 to 1000 [MPa]
AA 8080 :: ≥11[%], 및 ≧ 11 [%], and
AA 55 :: ≥13[%]. ≥ 13 [%].
종래에는 이러한 적용 범위에 상응하는 강으로서, 통상적으로 금속 시트 두께값이 비교적 큰 강, 물로 템퍼링된 고강도 세립강(water-tempered high strength fine grained steel), 다상의 강(polyphase steel), 또는 알루미늄과 같은 그 밖의 재료를 이용해 왔다.Conventionally, steels corresponding to this application range typically include steels with relatively large metal sheet thickness values, water-tempered high strength fine grained steel, polyphase steels, or aluminum. The same other material has been used.
종래의 강을 이용하는 경우, 실질적인 구조 중량이 문제가 된다. 한편, 다상의 초고강도강을 이용하는 경우에는 기본 경도(base hardness)가 높기 때문에, 용접성 및 전성이 불량하다는 문제점이 있다. 또한, 물로 템퍼링된 강은 고가의 제조비가 들기 때문에, 비경제적이다.When using conventional steel, substantial structural weight becomes a problem. On the other hand, in the case of using the multiphase ultra high strength steel, since the base hardness is high, there is a problem in that weldability and malleability are poor. In addition, steel tempered with water is uneconomical because of the high production cost.
이에 따라, 종래의 강이 가지는 문제점의 해결책으로서, 강을 단순히 공랭(air-cooling)한 다음, 예를 들면, 소정 재료의 특성으로서 필요한 요건을 충족 시키기 위해, 열처리함으로써 얻어지는 공기 경화강 재료가 개발되어 왔다.Accordingly, as a solution to the problem of conventional steel, an air hardened steel material obtained by simply air-cooling the steel and then heat-treating it, for example, to meet the necessary requirements as properties of a predetermined material, has been developed. Has been.
강을 냉간 압연한 후, 적어도 복수의 섹션(section)에서 공기 경화 효과를 유발하기 위한 속도로, 상기 강을 공랭하는 경우, 예컨대, 후드 타입의 어닐링로(annealing furnace)에서 후속적인 소프트 어닐링 공정(soft annealing process)을 수행함으로써, 또는 어닐링에 의해 균질화함으로써, 냉간 가공성을 얻을 수 있다. 다른 예를 들면, 경우에 따라, 소정의 절연 후드에서 각각 촘촘하게 와인딩된 코일을 서서히 냉각시키는 경우, 열간 압연 후에 냉간 가공성이 유지될 수 있다.After cold rolling the steel, the air is cooled in at least a plurality of sections at a rate to induce an air hardening effect, such as a subsequent soft annealing process (e.g., in a hood type annealing furnace) Cold workability can be obtained by performing a soft annealing process or by homogenizing by annealing. As another example, in some cases, when gradually cooling the coils each tightly wound in a predetermined insulating hood, cold workability can be maintained after hot rolling.
또한, 냉간 가공 또는 냉간 성형(cold shaping) 후, 열처리에 의해, 바람직하기로는 고온 아연 도금에 의해, 공기 경화, 및 후속적인 템퍼링 공정을 수행할 수 있다.Furthermore, after cold working or cold shaping, it is possible to carry out an air hardening, and subsequent tempering processes by heat treatment, preferably by hot galvanizing.
본 명세서에서 용어 "냉간 가공"은 다음과 같은 프로세스 변형예와 관련된 것이다:As used herein, the term "cold processing" relates to the following process variants:
a) 딥 드로잉(deep drawing)함으로써, 또는 후속의 선택적인 템퍼링 처리와 함께 딥 드로잉함으로써, 핫 스트립(hot strip)의 각각의 구조체를 직접 제조;a) direct fabrication of each structure of a hot strip by deep drawing or by deep drawing with subsequent optional tempering treatment;
b) 각각의 드로잉 및 어닐링 공정에 의해 튜브로 추가적으로 가공하는 단계. 이후, 상기 튜브는 다시 성형된 후, 예컨대, 굽힘 가공(bending), 내고압 성형(IHF: internal high-pressure forming) 등에 의해 부품으로 템퍼링됨;b) further processing into tubes by respective drawing and annealing processes. The tube is then molded again and tempered into parts, for example by bending, internal high-pressure forming (IHF), or the like;
c) 통합된(후드) 어닐링 공정과 함께, 핫 스트립을 콜드 스트립(cold strip)으로 추가적으로 가공함. 그런 다음, 상기 콜드 스트립에 딥 드로잉 공정, 또는 a)에서와 같은 딥 드로잉 공정 등을 수행함.c) The hot strip is further processed into a cold strip, with an integrated (hood) annealing process. Then, a deep drawing process or a deep drawing process as in a) is performed on the cold strip.
열간 성형 또는 냉간 성형된 금속 시트 및 튜브에 있어서, 고온 어닐링된, 냉간 성형성 공기 경화강의 통상적인 특성은 다음과 같다:For hot formed or cold formed metal sheets and tubes, the typical properties of hot annealed, cold formable air hardened steels are as follows:
RR elel 및 R And R p0.2p0.2 : 330∼500[㎫]: 330 to 500 [MPa]
RR mm :: 480∼620[㎫] 480-620 [MPa]
AA 8080 :: ≥20[%], 및 ≧ 20 [%], and
AA 55 :: ≥22[%]. ≧ 22 [%].
독일특허 102 21487 B4에는 경량 차량의 제조시, 성형 부품으로서 이용하기 위한, 공기 경화강 재료의 용도에 대해 기재되어 있으며, 상기 재료는 주원소로서, C (0.09∼0.13%), Si (0.15∼0.30%), Mn (1.10∼1.60%), Cr (1.0∼1.6%), Mo (0.30∼0.60%), 및 V (0.12∼0.25%), 및 부수적인 강(steel) 원소를 포함하는 잔량의 철을 포함한다.German Patent 102 21487 B4 describes the use of an air hardened steel material for use as a molded part in the manufacture of light vehicles, the material being C (0.09 to 0.13%), Si (0.15 to 0.30%), Mn (1.10-1.60%), Cr (1.0-1.6%), Mo (0.30-0.60%), and V (0.12-0.25%), and residual amounts of ancillary steel elements Contains iron.
Co-Mo-V계의 이러한 합금은 전술한 용도로서 요구되는 기계적 특성 뿐만 아니라, 양호한 내템퍼링성(tempering resistance), 및 아연 도금능(galvanizing capability)을 보유할 수 있지만, Cr의 함량이 1.0∼1.6%로 비교적 높기 때문에, 특히, 고주파 유도식(HFI: high frequency induction) 용접 공정을 주로 이용하여 제조된 튜브의 경우에는 용융심(weld seam) 내에 바람직하지 않은 크롬-카바이드 석출물이 생성될 수 있다. 이러한 석출물에 의해 용접심에 크랙(crack)이 발생할 수 있기 때문에, 용접된 튜브를 성형 공정에 의해 추가적으로 가공하는 경우, 또는 조작하는 동안, 상기 용접된 구조체가 상당한 기계적 응력에 노출되는 경우에는 상 기 구조체가 조기에 파손될 수 있다. 아울러, 비교적 높은 함량의 크롬을 이용하기 때문에, 더 많은 비용이 소요된다.Such alloys of Co-Mo-V system can possess not only the mechanical properties required for the above-mentioned applications, but also have good tempering resistance and galvanizing capability, but the Cr content is 1.0 to Since it is relatively high at 1.6%, undesirable chromium-carbide precipitates may be produced in the weld seam, especially for tubes made mainly using high frequency induction (HFI) welding processes. . Cracks may occur in the weld seam due to such precipitates, and therefore, when the welded tube is further processed by a forming process, or during operation, the welded structure is exposed to significant mechanical stress. The structure may break prematurely. In addition, since a relatively high content of chromium is used, more cost is required.
유럽특허 0 576 107 B1에는 감소된 Cr 함량을 가지는 공기 경화강으로서, 아연 도금되지 않은 심리스 구조 튜브(seamless ungalvanized structural tube)를 제조하기 위한, 예를 들면, 자동차 제조에 있어서, 도어 보강재로서 이용되는 공기 경화강에 대해 기재되어 있다. 이러한 Mn-Si-Ti-B계 합금은 주원소로서, C (0.15∼0.30%), Mn (2.05∼3.35%), Si (0.50∼0.80%), Cr (0.5∼1.0%), Mo (최대 0.6%), Ti (0.01∼0.05%), B (0.0015∼0.0035%), 및 N (0.002∼0.015%), 및 부수적인 강 원소를 포함하는 잔량의 철을 포함한다.EP 0 576 107 B1 describes an air hardened steel having a reduced Cr content, which is used as a door reinforcement for the production of seamless, ungalvanized structural tubes, for example in automobile manufacturing. Described for air hardened steels. Such Mn-Si-Ti-B-based alloys are main elements such as C (0.15 to 0.30%), Mn (2.05 to 3.35%), Si (0.50 to 0.80%), Cr (0.5 to 1.0%), and Mo (maximum). 0.6%), Ti (0.01-0.05%), B (0.0015-0.0035%), and N (0.002-0.015%), and the balance of iron, including ancillary steel elements.
심리스 튜브의 제조용으로서 알려져 있는 상기 강은, 비교적 고함량의 C 및 Mn을 포함하기 때문에, 상기 강의 기본적인 용접능(welding capability)이 제한되는 한편, 0.8% 이하의 고함량의 Si를 포함하기 때문에, 고온 딥핑(hot dipping) 또는 고온 아연 도금에 의해 아연 도금능이 크게 제한된다는 단점이 있다.Since the steel known for the manufacture of seamless tubes contains relatively high contents of C and Mn, the basic welding capability of the steel is limited, while it contains a high content of Si of 0.8% or less, There is a disadvantage that the zinc plating ability is greatly limited by hot dipping or hot zinc plating.
또한, 인-하우스 테스트(in-house test)로부터 확인되는 바와 같이, 전술한 유럽특허문헌에 따른 강은 바나듐을 포함하지 않기 때문에, 예컨대, 고온 아연 도금의 경우와 같이, 높은 온도, 예를 들면, 550℃ 이상의 온도에 노출되는 경우, 공기 경화강으로서 요구되는 강도보다 훨씬 낮은 값으로 저하되므로, 필수적인 내템퍼링성(tempering resistance)을 얻을 수 없다.In addition, as confirmed from the in-house test, the steel according to the above-mentioned European patent document does not contain vanadium, and therefore, for example, in the case of high temperature galvanizing, for example, at a high temperature, for example, , When exposed to a temperature of 550 ° C. or higher, is lowered to a value much lower than the strength required as air hardened steel, and thus, essential tempering resistance cannot be obtained.
통상적으로 알려진 바와 같이, 충분한 내템퍼링성을 얻기 위한 필수 요건은 충분한 양의 Cr 카바이드, Mo 카바이드, 및/또는 V 카바이드, 또는 카본 나이트라 이드(carbon nitride)를 생성하는 것이며, 이렇게 함으로써, 입자계에서의 석출로 인한, 고온에서의 슬립 전위(slip dislocatoin)를 방지할 수 있다. 이러한 공정을 2차 경화(secondary hardening) 공정이라고 한다.As is commonly known, the essential requirement to obtain sufficient temper resistance is to produce a sufficient amount of Cr carbide, Mo carbide, and / or V carbide, or carbon nitride, whereby Slip dislocatoin at high temperatures due to precipitation at can be prevented. This process is called secondary hardening process.
독일특허 44 46 709 A1에는 중공형 프로파일(hollow profile)의 열간 성형된 심리스 튜브, 예컨대, 도어 보강재용으로서 이용되는 튜브를 제조하기 위한, 공기 경화강의 용도에 대해 기재되어 있다.German patent 44 46 709 A1 describes the use of air hardened steel for producing hollow profiles of hot formed seamless tubes, such as tubes used for door reinforcement.
전술한 독일특허문헌에 따른 강 합금은 주원소로서, C (0.17∼0.28%), Mn (1.30∼2.50%), Si (0.30∼0.49%), Cr (≤0.49%), Mo (0.20∼0.40%), Ni (0.05∼0.19%), Ti (0.02∼0.07%), B (0.0015∼0.0050%), Nb (0.01∼0.10%), V (0.01∼0.10%), 및 N (≤0.015%), 및 부수적인 강 원소를 포함하는 잔량의 철을 포함한다. 아울러, V+Nb+Ti의 총 합계량은 0.15%를 초과하지 않는다.The steel alloy according to the above-mentioned German patent document is a main element, C (0.17 to 0.28%), Mn '(1.30 to 2.50%), Si (0.30 to 0.49%), Cr (≤0.49%), Mo (0.20 to 0.40) %), Ni (0.05 to 0.19%), Ti (0.02 to 0.07%), B (0.0015 to 0.0050%), Nb (0.01 to 0.10%), V (0.01 to 0.10%), and N (≤0.015%) , And residual iron containing incidental steel elements. In addition, the total total amount of V + Nb + Ti does not exceed 0.15%.
Nb와 Ni가 첨가된 이러한 합금은 필요한 요건을 충족시키는 공기 경화강으로서는 고가이며, C의 함량이 비교적 높기 때문에, 용접에 어려움이 있다. 또한, 상기 강은 아연 도금능에 치명적인 영향을 끼치는 실리콘의 함량이 0.30 내지 0.49%이다.Such alloys in which Nb and Ni are added are expensive as air hardened steels satisfying the necessary requirements, and have a high content of C, which makes welding difficult. In addition, the steel has a silicon content of 0.30 to 0.49%, which has a fatal effect on zinc plating ability.
본 발명은, 경제적인 비용의 합금을 이용하여, 바람직한 기계적 특성을 얻을 수 있는 동시에, 용접성, 아연 도금성, 및 내템퍼링성이 우수할 뿐만 아니라, 특히, HFI 용접능을 얻을 수 있으며, 우수한 성형성, 특히, 경량 차량의 제조용으로서 우수한 성형성을 나타내는 고강도 공기 경화강을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, by using an alloy of economical cost, can obtain the desired mechanical properties, at the same time excellent in weldability, zinc plating, and temper resistance, in particular, HFI welding ability, and excellent molding It is an object of the present invention to provide a high-strength air-hardened steel exhibiting excellent moldability, particularly for production of lightweight vehicles.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
C 0.07 내지 ≤0.15 질량%,C 0.07 to ≤0.15 mass%,
Al ≤0.05 질량%,Al ≤ 0.05 mass%,
Si 0.15 내지 ≤0.30 질량%,Si 0.15 to ≤0.30 mass%,
Mn 1.60 내지 ≤2.10 질량%,Mn 1.60-≤2.10 mass%,
P ≤0.020 질량%,P ≤0.020 mass%,
S ≤0.010 질량%,S ≤0.010 mass%,
N 0.0030 내지 ≤0.0150 질량%,N 0.0030 to ≤0.0150 mass%,
Cr 0.50 내지 ≤1.0 질량%,Cr 0.50 to ≤1.0 mass%,
Mo 0.30 내지 ≤0.60 질량%,Mo 0.30 to ≦ 0.60 mass%,
Ti 0.010 내지 ≤0.050 질량%,Ti 0.010 to ≤0.050 mass%,
V 0.12 내지 ≤0.20 질량%,V 0.12 to ≦ 0.20 mass%,
B 0.0015 내지 ≤0.0040 질량%, 및B 0.0015 to ≤0.0040 mass%, and
부수적인 강(steel) 원소를 포함하는 잔량의 철을 포함하는 강을 제공한다.Provided is a steel comprising a residual amount of iron comprising incidental steel elements.
본 발명에 따른, 경량 차량 제조용 고강도 공기 경화강에서, 상기 합금은 HFI 용접을 수행하는 동안, 바람직하지 않은 크롬-카바이드가 용접심에 석출되지 않으면서, 우수한 용접능을 나타내는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 공기 경화강은 종래의 심리스 튜브용 공기 경화강에 비해 우수한 성형성을 나타내는 한편, 감소된 C 및 Mn의 함량을 가지기 때문에, 우수한 용접능을 나타낸다.In the high-strength air-hardened steel for light vehicle manufacturing according to the present invention, the alloy is characterized in that during the HFI welding, undesired chromium-carbide does not precipitate at the weld seam, and exhibits excellent weldability. The air hardened steel of the present invention exhibits excellent formability compared to conventional air hardened steel for seamless tubes, while having a reduced content of C and Mn, thus showing excellent weldability.
아울러, 본 발명의 공기 경화강은 감소된 Si 함량을 가지기 때문에, 상기 강의 아연 도금능을 얻을 수 있으며, V가 첨가되어 있기 때문에, 내템퍼링성을 얻을 수 있다.In addition, since the air hardened steel of the present invention has a reduced Si content, the zinc plating ability of the steel can be obtained, and since V is added, tempering resistance can be obtained.
광범위한 실험실 테스트를 수행한 결과, Cr-Mo-Ti-B계의 복합 합금을 이용함으로써, 상기 공기 경화 효과에 있어서 관건이 되는 Cr 함량을 결정적이지 않은 수준으로 저하시켜, 상기 강의 공기 경화능을 향상시키는 동시에, HFI 용접을 수행하는 동안 크롬-카바이드의 석출을 방지할 수 있다는 것이 확인되었다.As a result of extensive laboratory tests, the Cr-Mo-Ti-B composite alloy is used to lower the Cr content, which is a key factor in the air hardening effect, to an indefinite level, thereby improving the air hardenability of the steel. At the same time, it has been found that precipitation of chromium-carbide can be prevented while performing HFI welding.
종래의 심리스 튜브용 강의 경우, 보론 나이트라이드 석출물이 발생하지 않도록 하고, 첨가한 붕소의 효과를 효과를 얻기 위해서는 질소가 티타늄과 완전히 반응해야 하는 데 반해, 본 발명에 따른 합금의 조성은, Cr 또는 Mo와 같은 기타 합금 원소에 의해서도 질소 고정이 달성될 수 있다는 것을 토대로 한다.In the case of conventional seamless tube steel, in order to prevent boron nitride precipitates from occurring and to obtain the effect of the added boron, nitrogen must react with titanium completely, whereas the composition of the alloy according to the present invention is Cr or It is based on the fact that nitrogen fixation can also be achieved by other alloying elements such as Mo.
따라서, 질소를 기준으로 티타늄을 과량으로 첨가할 필요가 없다. 본 발명에 따르면, 강이 높은 템퍼링 온도에 노출되는 경우, 바나듐을 첨가함으로써, V(C,N) 타입의 바나듐-카본-나이트라이드이 석출되며, 2차 경화 공정에 의해 강도의 저하를 방지할 수 있다.Thus, there is no need to add an excess of titanium on the basis of nitrogen. According to the present invention, when the steel is exposed to a high tempering temperature, by adding vanadium, vanadium-carbon-nitride of V (C, N) type is precipitated, and the decrease in strength can be prevented by the secondary curing process. have.
먼저, 서로 다른 합금 조성을 가지는 공지된 2종의 공기 경화강을 이용하여, 테스트를 수행하였다. Cr-Mo-V계 합금(변형예 1)과, Mn-Si-Ti-B계 합금(변형예 2 및 3)을 대조군으로서 이용하여, 이들의 특성을 확인하였다.First, the test was carried out using two known air hardened steels having different alloy compositions. These properties were confirmed using Cr-Mo-V type alloy (Modification 1) and Mn-Si-Ti-B type alloy (Modification 2 and 3) as a control.
변형예 1의 경우에는 요구되는 기계-기술적 특성이 충족되기는 하지만, 1.4%의 높은 Cr 함량으로 인해, 위에서 설명한 바와 같이, 바람직하지 않은 크롬-카바이드 석출물이 생성됨으로써, 고품질의 HFI 용접심의 형성이 억제되며, 이로써, 길이 방향으로 용접된 튜브가 얻어진다.In the case of variant 1, although the required mechanical-technical properties are met, the high Cr content of 1.4% results in the formation of undesirable chromium-carbide precipitates, as described above, thereby inhibiting the formation of high quality HFI weld seams. Thus, a tube welded in the longitudinal direction is obtained.
변형예 2는, 아연 도금되지 않은 형태로, 심리스 튜브의 제조에 이용되는 경우만을 나타낸 것이다. 변형예 2의 강은 특히 소량의 카바이드 생성 원소, 주로 크롬을 포함한다.Variation 2 shows only the case where it is used for the manufacture of the seamless tube in a non-galvanized form. The steel of variant 2 especially contains a small amount of carbide generating elements, mainly chromium.
변형예 3은 변형예 2에 비해 Si 및 Mn 함량이 낮지만, C의 함량은 약간 증가된 것이다.Variation 3 has a lower Si and Mn content than Variation 2, but C content is slightly increased.
이들 Mn-Si-Ti-B계의 합금은, 고강도값을 얻기 위해서 필요하기는 하지만, 아연 도금 처리를 곤란하게 하는 Si 원소를 과량으로 포함한다는 단점이 있다. 따라서, 상기 재료의 강도는 약 550℃의 온도에서 필요한 강도보다 훨씬 낮은 값으로 저하됨으로써, 내템퍼링성이 얻어지지 않는다.These Mn-Si-Ti-B-based alloys are required to obtain high strength values, but have a disadvantage in that they contain an excessive amount of Si element which makes zinc plating difficult. Thus, the strength of the material is lowered to a value much lower than the required strength at a temperature of about 550 ° C., whereby temper resistance is not obtained.
V-Ti-B계의 변형예 4 및 변형예 5는 "소프트(soft)" 상태에서의 전술한 요건을 충족시키는 기계적 특성값을 나타낸다.Variations 4 and 5 of the V-Ti-B system show mechanical property values that meet the above requirements in the "soft" state.
변형예 4 및 5의 경우, Mo 분율을 약간 증가시키고, V를 첨가함으로써, 변형예 2 및 3에 비해서 내템퍼링성을 향상시킬 수 있다.In the case of the modifications 4 and 5, by slightly increasing the Mo fraction and adding V, the tempering resistance can be improved as compared with the modifications 2 and 3.
변형예 2 및 3에 비해 Mo 함량이 0.56%로 증가된 변형예 4의 경우, 충분한 내템퍼링성이 얻어지지 않는다.In the case of the modified example 4 in which the Mo content was increased to 0.56% compared to the modified examples 2 and 3, sufficient tempering resistance was not obtained.
변형예 5의 경우, 내템퍼링성을 향상시키기 위해서 Mo 함량을 0.63%로 약간 증가시키고, Cr 함량을 1.15%로 약간 증가시켰다. 템퍼링 상태에서, 상기 요건은 약 550℃ 이하의 템퍼링 온도에서는 충족되나, 상기 온도보다 높은 온도에서는 강도가 약간 상승함으로써, 전술한 요건이 충족되지 않는다는 것을 확인할 수 있다.In the case of modification 5, the Mo content was slightly increased to 0.63% and the Cr content was slightly increased to 1.15% in order to improve the tempering resistance. In the tempering state, the above requirement is met at tempering temperatures of about 550 ° C. or less, but at higher temperatures the strength slightly increases, thus confirming that the above requirement is not met.
이러한 점을 토대로 하여, 본 발명의 따른 합금의 조성은 전술한 바와 같이 정해지며, 특히, 다음과 같은 분석 범위인 것이 바람직하다:On the basis of this, the composition of the alloy according to the invention is determined as described above, in particular, preferably within the following analysis range:
C 0.08 내지 ≤0.10,C 0.08 to ≤0.10,
Al ≤0.05,Al ≤0.05,
Si 0.20 내지 ≤0.30,Si 0.20 to ≤0.30,
Mn 1.80 내지 ≤2.00,Mn 1.80 to ≤ 2.00,
P ≤0.020,P ≤0.020,
S ≤0.010,S ≤0.010,
N 0.0030 내지 ≤0.0125,N 0.0030 to ≤0.0125,
Cr 0.70 내지 ≤0.80,Cr 0.70 to ≤ 0.80,
Mo 0.40 내지 ≤0.50,Mo 0.40 to ≤ 0.50,
Ti 0.020 내지 ≤0.030,Ti 0.020 to ≤0.030,
V 0.13 내지 ≤0.17,V 0.13 to ≤ 0.17,
B 0.0025 내지 ≤0.0035, 및B 0.0025 to ≤0.0035, and
부수적인 강 원소를 포함하는 잔량의 철.Residual iron containing incidental steel elements.
본 발명에 따른 합금 조성으로 제조된 1.5 ㎜ 두께의 콜드 스트립, 및 60×1.5 ㎜의 튜브의 특성을 소프트 상태, 및 템퍼링 상태에서 각각 측정하여, 기계적 요건, 및 용접능 및 아연 도금능과 관련된 요건을 충족시키는지에 대해 확인하였다.The characteristics of the 1.5 mm thick cold strips and 60 × 1.5 mm tubes produced in the alloy composition according to the invention were measured in the soft and tempered states, respectively, so that the mechanical requirements and the requirements relating to weldability and zinc plating capability were obtained. It was checked whether it met.
상기 강의 화학적 조성은 다음과 같다:The chemical composition of the steel is as follows:
상기 콜드 스트립의 소프트 상태, 및 각각 다른 템퍼링 온도에서 템퍼링된 상태에서의 기계적 특성값은 다음과 같다:The mechanical properties of the cold strip in the soft state and in the tempered state at different tempering temperatures are as follows:
1) 각각의 경우에 있어서의 템퍼링 시간은 15분이며, 템퍼링 후, 공랭시킴. 1) The tempering time in each case is 15 minutes, followed by air cooling after tempering.
이 때, 상기 템퍼링 공정은, 용융 아연 도금을 수행하는 동안 "소프트" 상태로부터 열처리하는 공정을 시뮬레이션한 공정이다. 전술한 결과로부터, 아연 도금한 후에도, 소프트 상태의 강의 특성과 관련된 요건에 충족된다는 것을 알 수 있다.At this time, the tempering process simulates a process of heat treatment from the "soft" state during the hot dip galvanizing. From the above results, it can be seen that even after galvanizing, requirements relating to the properties of the steel in the soft state are satisfied.
상기 콜드 스트립을 920℃에서 15분간 오스테나이트화(austenitizing)한 다음, 실온으로 냉각한 후, 각각 다른 템퍼링 온도에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 열처리를 수행한 경우, 상기 콜드 스트립의 각각의 템퍼링 상태에서의 기계적 특성값은 다음과 같다:Austenitic the cold strip for 15 minutes at 920 ° C., and then cooled to room temperature, followed by tempering at different tempering temperatures, at each tempering state of the cold strip. The mechanical properties of are as follows:
1)920℃에서 15분간 오스테나이트화 + 실온으로 냉각 + 15분간 템퍼링한 다음, 공랭함. 1) Austenitization + cooling to room temperature + tempering for 15 minutes at 920 ° C, followed by air cooling.
그 결과, 상기 강은 적어도 700℃의 온도까지 높은 내템퍼링성을 나타낸다는 것이 확인되었다.As a result, it was confirmed that the steel exhibits high temper resistance up to a temperature of at least 700 ° C.
소프트 상태에서 측정한 상기 튜브의 기계적 특성값은 다음과 같다:The mechanical properties of the tube measured in the soft state are as follows:
상기 튜브를 930℃에서 오스테나이트화한 다음, 실온으로 냉각한 후, 각각 다른 템퍼링 온도에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 열처리를 수행한 경우, 상기 튜브의 템퍼링 상태에서의 기계적 특성값은 다음과 같다:When the tube was subjected to an austenitization at 930 ° C., followed by cooling to room temperature and then tempering at different tempering temperatures, the mechanical properties at the tempering state of the tube were as follows:
본 발명에 따른 강의 테스트 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 강은 자동차 산업에 이용하기에 바람직한 특성을 가질 뿐만 아니라, 높은 강도와 함께, 에나멜링(enameling)이 필요한 모든 용도로서 이용하기에 바람직하다. 바람직하기로는, 상기 강의 에나멜링 온도를 900℃보다 높은 온도로 하여, 후속적인 냉각 공정을 수행하는 동안 공기 경화에 의해 고강도를 얻을 수 있다. 이러한 에나멜링 및 공기 경화된 강의 이용 분야를 예시하면, 가전제품 산업 또는 화학 장치 제조 산업 분야를 들 수 있다.As can be seen from the test results of the steel according to the present invention, the steel not only has desirable properties for use in the automotive industry, but is also suitable for use in all applications requiring enameling with high strength. . Preferably, the enameling temperature of the steel is higher than 900 ° C. so that high strength can be obtained by air curing during the subsequent cooling process. Illustrative applications of such enameled and air hardened steels include the consumer electronics industry or the chemical device manufacturing industry.
본 발명에 따른 공기 경화강은 다음과 같은 바람직한 특성을 가진다:Air hardened steel according to the present invention has the following desirable properties:
- 소프트 상태에서 대단히 양호한 냉간 성형능,-Very good cold forming ability in soft state
- 소프트 및 공기 경화된 상태에서 대단히 양호한 용접능,Very good weldability in soft and air-cured conditions
- 대단히 양호한 HFI 용접능,-Very good HFI welding ability,
- CDC(cathodic dip-coating), 용융 아연 도금(hot-galvanizing), 및 고온 아연 피복과 같은 종래의 코팅 공정에 의해 쉽게 코팅할 수 있음,Easy coating by conventional coating processes such as cathodic dip-coating, hot-galvanizing, and hot zinc coating,
- 대단히 양호한 에나멜링능(enameling capability),Very good enameling capability,
- 용접된, 정적 및 동적으로 높은 응력을 받는 구조체로서의 용도,As a welded, statically and dynamically high stressed structure,
- 동종의 합금에 비해 경제적인 가격.-Economical price compared to similar alloys.
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