KR20150061209A - High-strength cold-rolled steel sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인장강도 150Kg급의 초 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a cold-rolled steel sheet and a manufacturing method thereof, and more particularly to an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 150 kg and a manufacturing method thereof.
자동차의 범퍼 빔을 제조하기 위한 냉연강판은 고강도가 요구되며, 부품의 형상 가공을 롤 포밍 방법을 사용하기 때문에 굽힘성이 매우 중요하다. 또한 충돌시 에너지 흡수를 위해서는 취성파단이 발생하지 않도록 인성 및 연신율을 확보하는 것도 중요하다. 그리고 초고장력강으로 갈수록 수소취성 발생 가능성이 높기 때문에서 내수소취성을 가지는 소재의 개발이 필요한 실정이다.A cold-rolled steel sheet for manufacturing a bumper beam of an automobile is required to have high strength, and the bending property is very important because the roll forming method is used to shape the parts. It is also important to ensure toughness and elongation so that brittle fracture does not occur for energy absorption during impact. And the possibility of hydrogen embrittlement is high as the material goes into super high tensile steel. Therefore, it is necessary to develop a material having hydrogen embrittlement resistance.
관련선행기술로는 대한민국 등록특허 10-1100516호 (등록일자 2011년 12월 22일) '자동차용 범퍼빔 및 그 제조방법'이 있다.
Related Prior Art Korean Patent Registration No. 10-1100516 (registered on Dec. 22, 2011) entitled " Automobile bumper beam and its manufacturing method "
본 발명의 목적은 자동차 범퍼빔 제조에 적합한 인장강도 150kg 급 초 고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an ultra-high strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 150 kg suitable for manufacturing automobile bumper beams and a method of manufacturing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 내수소취성 및 굽힘가공성 그리고 연신율이 우수한 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide an ultra-high strength cold-rolled steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance, bending workability and elongation, and a method for producing the same.
본 발명은 중량%로, 탄소(C) : 0.23 ~ 0.27 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 2.0 ~ 2.5 중량%, 알루미늄(Al) : 0.02 ~ 0.04 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.09~1.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04~0.07, 티타늄(Ti) 0.01~0.03 중량%, 보론(B) : 0.002~0.003 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 열연강판을 냉간압연하는 단계; 상기 냉간압연된 강판을 가열하여 Ac3점 이상의 오스테나이트 단상역에서 소둔 처리하는 단계; 상기 소둔 처리된 강판을 Ms점 이하의 마르텐사이트 온도역까지 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 강판을 상기 마르텐사이트 온도역에서 템퍼링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises 0.23 to 0.27 wt% of carbon (C), 0.1 to 0.2 wt% of silicon (Si), 2.0 to 2.5 wt% of manganese (Mn), 0.02 to 0.04 wt% of aluminum (Al) (Fe) and unavoidable impurities (Fe) are contained in an amount of 0.09 to 1.1 wt%, molybdenum (Mo), 0.04 to 0.07 wt% of niobium (Nb), 0.01 to 0.03 wt% Cold rolling a hot rolled steel sheet made of impurities; Annealing the cold-rolled steel sheet in a single phase of austenite having a Ac3 point or more by heating; Cooling the annealed steel sheet to a martensite temperature range of Ms or less; And tempering the cooled steel sheet at a temperature in the martensite temperature range.
상기 소둔처리는 850~860 ℃에서 실시되는 것이 바람직하며, The annealing treatment is preferably performed at 850 to 860 ° C,
상기 냉각은 600~650℃ 까지 -5℃/sec 냉각속도로 1차 서냉한 후, 템퍼링 온도까지 -10℃/sec-40℃/sec 의 냉각속도로 실시되는 것이 바람직하다. The cooling is preferably carried out at a cooling rate of -10 ° C / sec-40 ° C / sec until the tempering temperature after first cooling to 600 ° C to 650 ° C at a cooling rate of -5 ° C / sec.
또한, 상기 템퍼링은 150~300℃에서 200~400초 동안 실시되는 것이 바람직하다.Also, the tempering is preferably performed at 150 to 300 DEG C for 200 to 400 seconds.
그리고, 본 발명은 중량%로, 탄소(C) : 0.23 ~ 0.27 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 2.0 ~ 2.5 중량%, 알루미늄(Al) : 0.02 ~ 0.04 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.09~1.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04~0.07, 티타늄(Ti) 0.01~0.03 중량%, 보론(B) : 0.002~0.003 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 인장강도 1500MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.23 to 0.27% by weight of carbon (C), 0.1 to 0.2% by weight of silicon (Si), 2.0 to 2.5% by weight of manganese (Mn) (Fe), 0.002 to 0.003% by weight of boron (B), and 0.001 to 0.003% by weight of boron (B), 0.09 to 1.1% by weight of molybdenum (Mo), 0.04 to 0.07% by weight of niobium (Nb) And unavoidable impurities, and having a tensile strength of 1500 MPa or more.
상기 냉연강판은 항복강도(YP) 1100 ~ 1200 MPa, 연신율(EL) 7.5% 이상 및 굽힘가공성 1.5 R 이하의 기계적 물성을 갖는다.
The cold-rolled steel sheet has mechanical properties such as a yield strength (YP) of 1100 to 1200 MPa, an elongation (EL) of 7.5% or more, and a bending workability of 1.5 R or less.
본 발명은 범퍼빔 제조에 적합한 인장강도 150kg 급 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention provides an ultra-high strength cold-rolled steel sheet having a tensile strength of 150 kg suitable for manufacturing a bumper beam and a method of manufacturing the same.
본 발명은 인장강도150kg급 초고강도 냉연강판의 성분계와 제조방법을 제공한다.The present invention provides a component system of a high strength cold rolled steel sheet having a tensile strength of 150 kg and a manufacturing method thereof.
본 발명에 따른 초고강도 냉연강판은 수소취성이 우수하며 굽힘가공성이 우수한 효과를 가져온다.
The ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to the present invention has excellent hydrogen embrittlement and excellent bending workability.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 냉연강판의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 소둔, 냉각 및 템퍼링의 실시예의 시간과 온도를 나타낸 그래프.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an ultra-high strength cold rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the time and temperature of the annealing, cooling and tempering embodiments of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인장강도 150kg 급 초고강도 냉연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a high strength cold rolled steel sheet having a tensile strength of 150 kg according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 초고강도 냉연강판은 인장강도(TS) : 1500 ~ 1600 MPa, 항복점(YP) : 1100 ~ 1200 MPa, 연신율(EL) : 7.5% 이상 및 굽힘가공성 : 1.5R 이하를 갖는 것을 목표로 한다.The ultrahigh-strength cold-rolled steel sheet according to the present invention is intended to have a tensile strength (TS) of 1500 to 1600 MPa, a yield point (YP) of 1100 to 1200 MPa, an elongation (EL) of 7.5% or more and a bending workability of 1.5R or less do.
이를 위해, 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판은 탄소(C) : 0.23 ~ 0.27 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 2.0 ~ 2.5 중량%, 알루미늄(Al) : 0.02 ~ 0.04 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.09~1.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04~0.07, 티타늄(Ti) 0.01~0.03 중량%, 보론(B) : 0.002~0.003 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
The ultra-high strength cold-rolled steel sheet according to the present invention comprises 0.23 to 0.27 wt% of carbon (C), 0.1 to 0.2 wt% of silicon (Si), 2.0 to 2.5 wt% of manganese (Mn) 0.02 to 0.04 weight% of molybdenum, 0.09 to 1.1 weight% of molybdenum, 0.04 to 0.07 weight% of niobium (Nb), 0.01 to 0.03 weight% of titanium (Ti), 0.002 to 0.003 weight% (Fe) and inevitable impurities.
이하, 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
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.
탄소(C)Carbon (C)
탄소(C)는 강 중의 침입형 고용강화 원소로써, 마르텐사이트 조직강에서는 고용강화 뿐만 아니라 오스테나이트에 농화되어 냉연 열처리시 마르텐사이트 형성 및 강도증가에 기여한다.Carbon (C) is an intrinsic solid solution strengthening element in steel. It is hardened not only in solid solution strengthening but also in austenite in martensitic structure steel, and contributes to martensite formation and strength increase during cold rolling heat treatment.
따라서, 탄소(C)는 본 발명에 따른 인장강도 150kg 급 초고강도 냉연강판 전체 중량의 0.23 ~ 0.27 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.23 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 발휘하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.27 중량%를 초과할 경우에는 마르텐사이트 강도 증가에 따른 취성 발생 문제 및 점용접성이 열위해지는 문제점이 있다.
Therefore, carbon (C) is preferably added at a content ratio of 0.23 to 0.27% by weight based on the total weight of the high strength cold rolled steel sheet having a tensile strength of 150 kg according to the present invention. When the content of carbon (C) is less than 0.23% by weight, it may be difficult to exhibit the above effect. On the other hand, when the content of carbon (C) exceeds 0.27% by weight, the problem of brittleness due to an increase in the strength of martensite and the spot weldability are poor.
실리콘(Si)Silicon (Si)
실리콘(Si)은 고용강화 원소로서, 오스테나이트 내의 탄소 농화를 촉진하며, 잔류 오스테나이트가 분해되어 탄화물을 형성하는 것을 억제 하는 효과가 있다. 상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.1 중량% 미만일 경우에는 탄화물 형성 억제 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 강판 전체 중량의 0.2 중량%를 초과할 경우에는 소재 표면에 Mn2SiO4상 및 SiO2상을 형성하여 도금 젖음성을 저하시켜 외관 표면을 저하시키는 문제가 있다.
Silicon (Si) is a solid solution strengthening element, which promotes carbon concentration in austenite and inhibits the formation of carbides by decomposition of the retained austenite. The silicon (Si) is preferably added in an amount of 0.1 to 0.2% by weight based on the total weight of the ultrahigh strength cold rolled steel sheet according to the present invention. When the content of silicon (Si) is less than 0.1% by weight of the total weight of the steel sheet, the carbide formation inhibiting effect can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of silicon (Si) exceeds 0.2% by weight of the total weight of the steel sheet, the Mn 2 SiO 4 phase and the SiO 2 phase are formed on the surface of the steel sheet to lower the plating wettability.
망간(Mn)Manganese (Mn)
망간(Mn)은 고용강화 효과가 있으며, 특히 오스테나이트를 안정화하여 마르텐사이트를 얻기 위해 첨가되는 원소이다. 또한 강 중의 황과 결합하여 MnS를 석출시켜 FeS의 생성에 의한 열간취성을 방지하며, 연성의 손상 없이 입자를 미세화시키는 역할을 한다.Manganese (Mn) has a solid solution strengthening effect, and is an element added to stabilize austenite to obtain martensite. It also binds with sulfur in the steel to precipitate MnS to prevent hot brittleness due to the formation of FeS and to refine the particles without damaging the ductility.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판 전체 중량의 2.0 ~ 2.5 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 2.0 중량% 미만일 경우에는 목표로 하는 강도를 확보 할 수 없으며 반대로, 망간(Mn)의 함량이 강판 전체 중량의 2.5 중량%를 초과할 경우에는 강도 과다 및 에지크랙 등이 발생하고 MnO 등 표면 산화물에 의한 미도금 결함이 발생할 수 있다.
The manganese (Mn) is preferably added at a content ratio of 2.0 to 2.5% by weight based on the total weight of the ultra high strength cold rolled steel sheet according to the present invention. If the content of manganese (Mn) is less than 2.0 wt% of the total weight of the steel sheet, the desired strength can not be secured. On the other hand, when the content of manganese (Mn) exceeds 2.5 wt% Edge cracks and the like may occur and unplated defects due to surface oxides such as MnO may occur.
알루미늄(Al)Aluminum (Al)
알루미늄(Al)은 강 중의 탈산제로 사용되며, 열간압연시 질소(N)와 질화물 AlN을 석출하여 결정립 성장을 억제하는 역할을 한다.Aluminum (Al) is used as a deoxidizer in steel, and nitrogen (N) and nitride AlN are precipitated during hot rolling to suppress grain growth.
상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판 전체 중량의 0.02 ~ 0.04 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 강판 전체 중량의 0.02 중량% 미만일 경우에는 상기의 탈산 효과를 제대로 발휘하기 어려우며 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 강판 전체 중량의 0.06 중량%를 초과할 경우에는 제강 및 연주 조업시 개재물이 과다 형성되며, 도금표면에 불량이 발생하는 문제를 야기할 수 있다.
The aluminum (Al) is preferably added in an amount of 0.02 to 0.04% by weight based on the total weight of the ultrahigh strength cold rolled steel sheet according to the present invention. If the content of aluminum (Al) is less than 0.02% by weight of the total weight of the steel sheet, it is difficult to exhibit the above deoxidation effect. On the contrary, when the content of aluminum (Al) The inclusions are excessively formed at the time of operation and a problem may occur that the plating surface is defective.
몰리브덴(Mo)Molybdenum (Mo)
몰리브덴(Mo)은 경화능 증가를 통해 강도 향상에 기여하며 입계 취성을 억제하는 효과를 가져온다.Molybdenum (Mo) contributes to the improvement of strength by increasing the hardenability and it has the effect of inhibiting grain boundary embrittlement.
몰리브덴은 탄소와의 강한 인력으로 입계에 Fe23(C,B) 석출물 형성을 억제함으로써 보론(B)의 경화능 효과를 강화한다. 또한 입계 P 편석을 억제하고 입계를 강화시킴으로써 마르텐사이트 취성파단을 억제하는 효과를 가져온다. Molybdenum enhances the hardening effect of boron (B) by inhibiting the formation of Fe23 (C, B) precipitates in the grain boundary by strong attraction with carbon. Further, by suppressing grain boundary P segregation and strengthening grain boundaries, the effect of suppressing brittle fracture of martensite is obtained.
상기 몰리브덴은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.09 중량% 이상 첨가될 때, 강도 향상 및 입계 강화 효과에 기여한다. 다만, 몰리브덴(Mo)의 함량이 1.1 중량%를 초과할 경우 그 효과가 포화되어 경제성이 저하되므로, 몰리브덴의 함량은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.09 ~ 1.1 중량%인 것이 바람직하다.
When molybdenum is added in an amount of 0.09% by weight or more based on the total weight of the steel sheet according to the present invention, the molybdenum contributes to strength improvement and grain boundary strengthening effect. However, when the content of molybdenum (Mo) exceeds 1.1% by weight, the effect is saturated and the economical efficiency is lowered. Therefore, the content of molybdenum is preferably 0.09 to 1.1% by weight of the total weight of the steel sheet according to the present invention.
니오븀(Nb)Niobium (Nb)
니오븀(Nb)은 석출물 형성원소로서 강의 인성 및 수소취성에 큰 영향을 주는 원소 이다. 특히, 니오븀계 석출물들은 1200℃ 정도의 슬라브 재가열 과정에서 고용된 후 열간압연 중 미세하게 석출하여 마르텐사이즈 조직을 미세화 시켜 파괴 인성을 효과적으로 증가시킨다. 또한 균일하고 미세한 부정합NbC 석출물에 의한 수소취성 억제 효과를 발휘한다.Niobium (Nb) is a precipitate-forming element and is an element that greatly affects toughness and hydrogen embrittlement of steel. In particular, the niobium precipitates are dissolved in the slab reheating process at a temperature of about 1200 ° C, and are finely precipitated during hot rolling, thereby finely dividing the martensite structure to effectively increase the fracture toughness. And exhibits hydrogen embrittlement inhibiting effect by uniform and fine unmatched NbC precipitates.
니오븀이 0.04 중량% 미만으로 첨가되면 수소취성 억제 효과가 부족해지며, 니오븀이 0.07 중량%를 초과하여 첨가되면 과다한 석출물 형성에 의하여 열연강판의 강도가 증가하여 냉간압연시 압연성을 크게 저하시킬 수 있다. 따라서, 니오븀은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.04~0.07 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.
When niobium is added in an amount less than 0.04% by weight, the hydrogen embrittlement inhibiting effect becomes insufficient. When the niobium is added in an amount exceeding 0.07% by weight, the strength of the hot-rolled steel sheet is increased due to the formation of excessive precipitates, . Therefore, niobium is preferably added at a content ratio of 0.04 to 0.07% by weight based on the total weight of the steel sheet according to the present invention.
티타늄(Ti)Titanium (Ti)
티타늄 (Ti) 원소는 강력한 탄질화물 형성 원소로서, 결정립미세화를 통한 고강도화 효과가 있다. 특히 티타늄은 TiN 우선 석출을 통해서 BN 석출을 억제한다. BN이 석출되면 보론(B)의 경화능 효과가 감소하게 된다. The titanium (Ti) element is a strong carbonitride-forming element and has an effect of strengthening the grain by grain refinement. In particular, titanium inhibits BN precipitation through preferential precipitation of TiN. When BN is precipitated, the effect of the curing ability of boron (B) decreases.
상기 티타늄의 함량은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.03 중량%인 것이 바람직하다. 티타늄이 0.01 중량% 미만으로 첨가되면 그 효과가 불충분하다. 반대로, 티타늄이 0.03 중량%를 초과할 경우 그 효과가 포화되어 경제성을 저해한다.
The content of titanium is preferably 0.01 to 0.03% by weight based on the total weight of the steel sheet according to the present invention. If the amount of titanium is less than 0.01% by weight, the effect is insufficient. On the contrary, when the content of titanium exceeds 0.03% by weight, the effect is saturated and the economical efficiency is deteriorated.
보론(B)Boron (B)
보론(B)은 소입성 원소로서, 본 발명에서 소둔처리 후 냉각시에 강의 마르텐사이트 형성에 크게 기여한다.Boron (B) is an ingenious element and contributes greatly to the formation of martensite of steel during cooling after annealing treatment in the present invention.
특히, 보론은 페라이트 변태를 지연함으로써 저속 냉각 조건에서도 마르텐사이트가 형성되는데 크게 기여한다.In particular, boron significantly contributes to formation of martensite even under low-speed cooling conditions by retarding ferrite transformation.
상기 보론은 강판 전체 중량의 0.002~0.003중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 보론의 첨가량이 0.002중량% 미만일 경우, 페라이트 변태 지연 효과가 불충분하여 저속 냉각 조건에서 충분한 마르텐사이트 분율을 확보하기 어렵다. 반대로, 보론의 첨가량이 0.003중량%를 초과하여 첨가될 경우, 그 효과가 포화되어 냉각속도 감소의 효과가 없으며 강의 인성을 저해하는 문제점이 있다.
The boron is preferably added in an amount of 0.002 to 0.003% by weight based on the total weight of the steel sheet. When the addition amount of boron is less than 0.002% by weight, the ferrite transformation retarding effect is insufficient, and it is difficult to secure a sufficient martensite fraction under low-speed cooling conditions. On the other hand, when the addition amount of boron is more than 0.003 wt%, the effect is saturated and there is no effect of decreasing the cooling rate and the toughness of the steel is deteriorated.
상기 냉연강판은 보론, 니오븀, 몰리브덴 등의 합금 조성을 통하여 냉연강판 제조시 850℃ 고온 소둔 처리 후 600~650℃ 까지 서냉한 후, 150~300℃ 까지 -10℃/s~-40℃/s 의 속도로 냉각하여 템퍼링을 수행함으로써 미세하고 인성이 향상된 마르텐사이트 조직 형성을 통해 인장강도 1500MPa, 연신율7.5% 이상을 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 강판에 대한 90 굽힘 시험 결과, 1.4R(굽힘 반경)에서도 크랙이 발생하지 않아 굽힘 특성이 우수하였다.
The cold-rolled steel sheet is annealed at a high temperature of 850 ° C during the production of a cold-rolled steel sheet through an alloy composition of boron, niobium and molybdenum, cooled to 600 to 650 ° C and then cooled to 150 to 300 ° C at a temperature of -10 ° C / Speed cooling and tempering, it is possible to exhibit a tensile strength of 1500 MPa and an elongation of 7.5% or more through the formation of fine and tough martensite structure. Further, as a result of the 90-bending test on the steel sheet according to the present invention, cracking did not occur even at 1.4R (bending radius), and the bending property was excellent.
이하 본 발명에 따른 초고강도 냉연강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing an ultra high strength cold rolled steel sheet according to the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a high-strength steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시된 고강도 강판 제조 방법은 냉간압연 단계(S110), 소둔 처리 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 템퍼링 단계(S140)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the method for manufacturing a high strength steel sheet includes a cold rolling step (S110), an annealing step (S120), a cooling step (S130), and a tempering step (S140).
본 발명에 따른 냉연강판은 상기의 합금 조성, 즉, 중량%로, 탄소(C) : 0.23 ~ 0.27 중량%, 실리콘(Si) : 0.1 ~ 0.2 중량%, 망간(Mn) : 2.0 ~ 2.5 중량%, 알루미늄(Al) : 0.02 ~ 0.06 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.09~1.1 중량%, 니오븀(Nb) : 0.04~0.07, 티타늄(Ti) 0.01~0.03 중량%, 보론(B) : 0.002~0.003 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 열연강판으로부터 제조된다.
The cold-rolled steel sheet according to the present invention comprises 0.23 to 0.27% by weight of carbon (C), 0.1 to 0.2% by weight of silicon (Si), 2.0 to 2.5% by weight of manganese (Mn) (Al): 0.02 to 0.06 wt%, molybdenum: 0.09 to 1.1 wt%, niobium: 0.04 to 0.07, titanium (Ti): 0.01 to 0.03 wt%, boron (B): 0.002 to 0.003 By weight and the balance of iron (Fe) and inevitable impurities.
상기 열연강판은 상기 조성을 갖는 강 슬라브를 1200℃ ± 50℃의 온도로 재가열하고, 870℃의 마무리압연온도로 열간압연한 후, 600℃ 까지 냉각하여 권취함으로써 제조할 수 있다. 그러나, 상기 각 과정은 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 다양한 열연강판 제조 방법으로 실시될 수 있다.
The hot-rolled steel sheet can be produced by reheating the steel slab having the above composition to a temperature of 1200 ° C ± 50 ° C, hot rolling it at a finish rolling temperature of 870 ° C, and then cooling it to 600 ° C and winding. However, each of the above processes is not particularly limited and can be carried out by various known hot-rolled steel sheet manufacturing methods.
냉간압연 단계(S110)에서는 열연강판을 냉간에서 압연하여 강판 최종 두께로 가공한다. 냉간압연의 압하율은 열연강판의 두께와 목표하는 강판 최종 두께에 따라 대략 50~70% 정도로 정해질 수 있다. In the cold rolling step (S110), the hot-rolled steel sheet is cold-rolled and processed to the final thickness of the steel sheet. The reduction rate of the cold rolling can be set to about 50 to 70% depending on the thickness of the hot-rolled steel sheet and the final thickness of the steel sheet to be targeted.
냉간 압연 전에 열연강판의 스케일을 제거하기 위하여 산세(acid pickling)를 수행한 다음 오일로 도포하여 강판 표면의 산화를 방지할 수 있다.
To remove the scale of the hot-rolled steel sheet prior to cold rolling, acid pickling may be performed and then coated with oil to prevent oxidation of the surface of the steel sheet.
소둔 처리Annealing treatment
소둔 처리 단계(S120)에서는 냉간압연된 강판을 Ac3 변태점 이상의 오스테나이트 단상역으로 가열하여 소둔 처리한다.In the annealing treatment step (S120), the cold-rolled steel sheet is annealed by heating it to the austenite single phase in the Ac3 transformation point or higher.
소둔을 통하여 오스테나이트 결정립 사이즈를 제어할 수 있으며, 이를 통하여 후술하는 냉각 단계(S130)에서 목표로 하는 마르텐사이트 조직을 확보할 수 있다.The size of the austenite grains can be controlled through the annealing, and the target martensite structure can be secured in the cooling step (S130) described later.
본 발명에서는 냉간압연된 강판을 Ac3점 이상의 오스테나이트 단상역에서 소둔 처리한다. 오스테나이트 단상역에서의 소둔 처리에 의하여 탄화물을 완전히 용해하고 오스테나이트 내 탄소가 균일하게 분포하도록 한다. 소둔 처리 온도는 Ac3점 ~ Ac3점+100℃인 것이 바람직하다. 소둔 처리 온도가 Ac3 미만인 경우, 오스테나이트-페라이트 이상역 소둔으로 인하여 목표로 하는 강도 및 굽힘가공성을 확보할 수 없다. 소둔 처리 온도가 Ac3점+100℃를 초과하면 오스테나이트 결정립 사이즈 증가에 따라 강판의 물성이 저하될 수 있으며, 표면산화가 증가하여 도금성 또한 저해한다.
In the present invention, the cold-rolled steel sheet is subjected to annealing in a single phase of austenite having an Ac3 point or higher. The carbide is completely dissolved by the annealing treatment in the austenite single phase region so that the carbon in the austenite is uniformly distributed. The annealing temperature is preferably from Ac 3 point to Ac 3 point + 100 ° C. When the annealing treatment temperature is less than Ac3, the desired strength and bending workability can not be secured due to the reverse annealing of the austenite-ferrite and the like. If the annealing temperature exceeds Ac 3 point + 100 ° C, the physical properties of the steel sheet may deteriorate as the austenite grain size increases, and the surface oxidation may be increased to deteriorate the plating performance.
냉각Cooling
냉각 단계(S130)에서는 소둔 처리된 강판을 Ms점 이하의 마르텐사이트 온도역까지 냉각한다.In the cooling step (S130), the annealed steel sheet is cooled to the martensite temperature range of Ms points or less.
본 발명의 경우, 1차로 600~650℃까지 서냉한 후, 추가적으로 마르텐사이트 온도역(150~300?) 까지 냉각하는 것을 특징으로 한다.In the case of the present invention, it is first cooled to 600 to 650 ° C, and further cooled to a martensite temperature range (150 to 300 ° C).
1차 서냉시의 냉각속도는 -5℃/s 이하의 속도인 것이 바람직하고, 마르텐사이트 온도역 까지의 추가 냉각은 -10℃/s ~ -40℃/s 인 것이 바람직하다.It is preferable that the cooling rate in the first cold standby state is a rate of -5 ° C / s or lower, and the additional cooling to the martensitic temperature state is preferably -10 ° C / s to -40 ° C / s.
냉각 종료온도는 200 ~ 250℃인 것이 보다 바람직하다. 냉각 종료온도가 250℃를 초과하는 경우 충분한 강도 및 굽힘 가공성 확보가 어렵다. 반대로, 냉각 종료 온도가 200℃미만에서는 강의 인성 확보 및 연신율 확보가 어렵다.
The cooling end temperature is more preferably 200 to 250 ° C. When the cooling end temperature exceeds 250 캜, it is difficult to secure sufficient strength and bending workability. On the other hand, when the cooling end temperature is less than 200 占 폚, it is difficult to secure the toughness of the steel and secure the elongation.
도 2는 본 발명에 적용되는 소둔, 냉각 및 템퍼링의 실시예를 나타낸 것이다. Fig. 2 shows an embodiment of annealing, cooling and tempering applied to the present invention.
템퍼링Tempering
템퍼링 단계(S140)에서는 상기 냉각 단계(S130)에서 형성된 경질의 조직을 템퍼링 열처리함으로써 강에 인성을 부여하고, 연신율을 확보한다. In the tempering step S140, the hard tissue formed in the cooling step S130 is subjected to tempering heat treatment to impart toughness to the steel, thereby securing the elongation.
상기 템퍼링은 200~300초동안 실시되는 것이 바람직하다. 템퍼링 시간이 200초 미만일 경우, 충분한 템퍼링 효과를 얻을 수 없으며 반대로, 템퍼링 시간이 400초를 초과하는 경우, 생산성이 문제될 수 있다.
Preferably, the tempering is performed for 200 to 300 seconds. If the tempering time is less than 200 seconds, a sufficient tempering effect can not be obtained. On the contrary, if the tempering time exceeds 400 seconds, productivity may be a problem.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
1. 시편의 제조1. Preparation of specimens
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정조건으로. 실시예 1 및 비교예1~2에 따른 냉연 강판을 제조하였다.With the composition shown in Table 1 and the process conditions shown in Table 2. A cold-rolled steel sheet according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was produced.
보다 구체적으로는, 표 1에 기재된 조성(단위:중량%)을 갖는 슬라브를 제조한 후, 1200℃에서 2시간동안 재가열하고, 마무리압연온도 870℃로 열간압연한 후 5℃/sec의 냉각속도로 600℃까지 냉각하여 열연강판을 제조하였다. 이후, 산세처리 후 60%의 압하율로 냉간압연을 실시하고, 표 2에 기재된 소둔 처리, 냉각 및 템퍼링을 실시하였다.
More specifically, a slab having the composition (unit: wt%) shown in Table 1 was prepared, reheated at 1200 ° C for 2 hours, hot-rolled at a finish rolling temperature of 870 ° C and cooled at a cooling rate of 5 ° C / To 600 ° C to produce a hot-rolled steel sheet. Thereafter, cold rolling was carried out at a reduction ratio of 60% after the pickling treatment, and the annealing treatment, cooling and tempering described in Table 2 were carried out.
2. 물성 평가2. Property evaluation
실시예 1 및 비교예 1~2에 따른 냉연 강판의 물성을 표 3에 나타내었다.The properties of the cold-rolled steel sheet according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 3.
표 3을 참조하면, 실시예 1에 따른 냉연강판의 경우, 인장강도 1500 MPa 이상, 항복강도(YP) 1100 ~ 1200 MPa, 연신율(EL) : 7.5% 이상 및 굽힘가공성 : 1.5R 이하의 기계적 물성을 나타내었다.
Table 3 shows that the cold-rolled steel sheet according to Example 1 had a tensile strength of 1500 MPa or more, a yield strength (YP) of 1100 to 1200 MPa, an elongation (EL) of 7.5% or more and a bending workability of 1.5R or less Respectively.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
S110 : 냉간압연 단계
S120 : 소둔처리 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 템퍼링 단계S110: Cold rolling step
S120: Annealing step
S130: cooling step
S140: Tempering step
Claims (7)
상기 냉간압연된 강판을 가열하여 Ac3점 이상의 오스테나이트 단상역에서 소둔 처리하는 단계;
상기 소둔 처리된 강판을 Ms점 이하의 마르텐사이트 온도역까지 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 강판을 상기 마르텐사이트 온도역에서 템퍼링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
(C): 0.23 to 0.27 wt%, silicon (Si): 0.1 to 0.2 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 2.5 wt%, aluminum (Al): 0.02 to 0.04 wt%, molybdenum (Fe) and unavoidable impurities, in the range of 0.09 to 1.1% by weight, Mo: 0.09 to 1.1% by weight, niobium Nb: 0.04 to 0.07%, titanium Cold-rolling the hot-rolled steel sheet;
Annealing the cold-rolled steel sheet in a single phase of austenite having a Ac3 point or more by heating;
Cooling the annealed steel sheet to a martensite temperature range of Ms or less; And
And tempering the cooled steel sheet at a temperature in the martensite temperature range.
상기 소둔처리는
850~860℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The annealing treatment
Wherein the heat treatment is performed at a temperature of 850 to 860 占 폚.
상기 냉각은
600℃~650℃ 까지 -5℃/sec 냉각속도로 1차 서냉한 후,
템퍼링 온도까지 -10℃/sec ~ -40℃/sec 의 냉각속도로 실시되는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The cooling
Cooled at a cooling rate of -5 ° C / sec from 600 ° C to 650 ° C,
Wherein the cooling is carried out at a cooling rate of from -10 DEG C / sec to -40 DEG C / sec up to the tempering temperature.
상기 템퍼링은
150~300℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The tempering
Wherein the heat treatment is carried out at 150 to 300 占 폚.
상기 템퍼링은
200~400초동안 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The tempering
Wherein the annealing is performed for 200 to 400 seconds.
인장강도 1500MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
(C): 0.23 to 0.27 wt%, silicon (Si): 0.1 to 0.2 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 2.5 wt%, aluminum (Al): 0.02 to 0.04 wt%, molybdenum (Fe) and unavoidable impurities, in a range of 0.09 to 1.1% by weight, Mo: 0.09 to 1.1% by weight, niobium Nb: 0.04 to 0.07%, titanium (Ti) 0.01 to 0.03% under,
And a tensile strength of 1500 MPa or more.
상기 냉연강판은
항복강도(YP) 1100 ~ 1200 MPa, 연신율(EL) 7.5% 이상 및 굽힘가공성 1.5 R 이하의 기계적 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.The method according to claim 6,
The cold-
Wherein the steel sheet has mechanical properties such as yield strength (YP) of 1100 to 1200 MPa, elongation (EL) of 7.5% or more, and bending workability of 1.5R or less.
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