KR20160082362A - High strength cold rolled steel sheet having excellent surface quality of thin slab, weldability and bendability and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박슬라브 표면 품질, 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 구조 부재로 바람직하게 사용될 수 있는 박슬라브 표면 품질, 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-strength cold-rolled steel sheet having excellent surface quality, weldability and bending workability, and more particularly to a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in surface quality, weldability and bending workability, To a cold-rolled steel sheet and a manufacturing method thereof.
최근 들어 자동차 연비 규제에 대응하기 위하여, 자동차 구조 부재의 고강도화 및 경량화가 빠르게 진행되고 있다. 이러한 자동차 구조 부재는 통상적으로 냉간 프레스 성형에 의해 제조되고, 부품 간 점용접(spot welding)에 의해 조립되어 차체에 장착된다. 따라서, 이러한 자동차 구조 부재로 사용되는 냉연강판은 정밀한 치수 공차를 가져야 하며, 우수한 성형성을 확보하기 위해 높은 연신율 및 적정한 항복강도를 가져야 한다. 이러한 이유로 통상적으로는 이상조직을 갖는 냉연 DP(Dual Phase) 강판, 다상 복합조직을 갖는 냉연 CP(Complex Phase) 강판이 자동차 구조 부재용 강판으로 적용되고 있다.
In recent years, in order to respond to automobile fuel consumption regulations, the strength and weight of automobile structural members are rapidly increasing. Such automotive structural members are typically manufactured by cold press forming, assembled by spot welding between parts and mounted on the vehicle body. Therefore, the cold-rolled steel sheet used as such an automobile structural member must have a precise dimensional tolerance and a high elongation and an appropriate yield strength in order to secure excellent formability. For this reason, a cold phase DP (dual phase) steel sheet having an abnormal structure and a cold phase CP (complex phase) steel sheet having a multi-phase complex structure are usually applied as a steel sheet for an automotive structural member.
고강도 냉연강판 제조에 관한 대표적인 기술로는 특허문헌 1 내지 3이 있다. 그런데, 상기 기술들은 저속 연주에 의해 슬라브를 제조하고, 제조된 슬라브의 재가열을 필수로 실시하는 기존 밀 공정에 의한 냉연강판 제조기술에 관한 것으로써, 고속 연주에 의한 박 슬라브 공정에는 효과적으로 적용하기 어려운 실정이다.
Patent literatures 1 to 3 are representative techniques for manufacturing high-strength cold-rolled steel sheets. However, the above technologies are related to a technique of manufacturing a cold-rolled steel sheet by a conventional milling process in which slabs are manufactured by low-speed performance and reheating of the produced slabs is essentially performed, and it is difficult to effectively apply them to a slab process by high- It is true.
한편, 박 슬라브 공정에 의한 고강도 냉연강판 제조에 관한 대표적인 기술로 특허문헌 4 및 5가 있다. 그런데, 이들 기술 역시 탄소 함량이 높아 고속 연주 공정에는 효과적으로 적용하기 어려운 실정이다.
On the other hand, patent documents 4 and 5 are representative techniques for manufacturing a high-strength cold-rolled steel sheet by the thin slab process. However, since these techniques also have a high carbon content, it is difficult to apply them effectively to a high-speed performance process.
본 발명의 일 측면은, 박슬라브 표면 품질, 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고강도 냉연강판 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
One aspect of the present invention is to provide a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in thin slab surface quality, weldability, and bending workability and a method of manufacturing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 중량 %로, C: 0.04~0.07%, Si: 0.01~0.7%, Mn: 1.5~2.3%, P: 0.001~0.06%, S: 0.001~0.02%, Al: 0.001~0.1%, Cu: 0.0001~0.15%, B: 0.0001~0.005%, N: 0.001~0.013%, Cr: 0.001~0.7%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.05%, V: 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 C, Si, Mn, P 및 Cr의 함량은 하기 관계식 1을 만족하고, 상기 C, Si, Mn, P 및 S의 함량은 하기 관계식 2를 만족하는 고강도 냉연강판을 제공한다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a ferritic stainless steel comprising 0.04 to 0.07% of C, 0.01 to 0.7% of Si, 1.5 to 2.3% of Mn, 0.001 to 0.06% of P, 0.001 to 0.1% of Al, 0.001 to 0.15% of Al, 0.0001 to 0.15% of B, 0.0001 to 0.005% of B, 0.001 to 0.013% of N, 0.001 to 0.7% of Cr, 0.001 to 0.1% The content of C, Si, Mn, P and Cr satisfies the following relational expression 1, and the content of C, Si, Mn, P and S The content of the high-strength cold-rolled steel sheet satisfies the following formula (2).
[관계식 1][Relation 1]
0.001≤0.05-(wt%C)+0.01(wt%Si)+0.01(wt%Mn)-0.06(wt%P)+0.01(wt%Cr)≤0.0250.01 (wt% C) +0.01 (wt% Si) +0.01 (wt% Mn) -0.06 (wt% P) +0.01 (wt% Cr)? 0.025
[관계식 2][Relation 2]
0.1≤{(wt%C)+(wt%Si)/30+(wt%Mn)/20+(wt%P)×2+(Wt%S)×4}≤0.5(Wt% Si) / 30 + (wt% Mn) / 20 + (wt% P) x 2 + (Wt% S) x 4}
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량% 값을 의미함)
(Where the parentheses indicate the weight% values of the respective elements)
또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 중량 %로, C: 0.04~0.07%, Si: 0.01~0.7%, Mn: 1.5~2.3%, P: 0.001~0.06%, S: 0.001~0.02%, Al: 0.001~0.1%, Cu: 0.0001~0.15%, B: 0.0001~0.005%, N: 0.001~0.013%, Cr: 0.001~0.7%, Ti: 0.001~0.1%, Nb: 0.001~0.05%, V: 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 C, Si, Mn, P 및 Cr의 함량은 하기 관계식 1을 만족하고, 상기 C, Si, Mn, P 및 S의 함량은 하기 관계식 2를 만족하는 용강을 4.5~7mpm의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는 단계; 상기 박 슬라브를 200~600mpm의 범위 내에서 등속으로 조압연 및 마무리압연하고, 상기 마무리압연시 800~880℃에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 500~650℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 열연강판을 40~75%의 압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계; 상기 냉연강판을 780~830℃에서 연속 소둔하는 단계; 상기 연속 소둔된 냉연강판을 650~750℃의 1차 냉각종료온도까지 1~10℃/sec의 1차 냉각속도로 1차 냉각하는 단계; 상기 1차 냉각된 냉연강판을 440~560℃의 2차 냉각종료온도까지 5~20℃/sec의 2차 냉각속도로 2차 냉각하는 단계; 및 상기 2차 냉각된 냉연강판을 상기 2차 냉각종료온도에서 과시효 처리하는 단계를 포함하는 고강도 냉연강판의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, there is provided a ferritic stainless steel comprising: 0.04 to 0.07% of C, 0.01 to 0.7% of Si, 1.5 to 2.3% of Mn, 0.001 to 0.06% of P, 0.001 to 0.02% , 0.001 to 0.1% of Cu, 0.0001 to 0.15% of B, 0.0001 to 0.005% of B, 0.001 to 0.013% of N, 0.001 to 0.7% of Cr, 0.001 to 0.1% of Ti, 0.001 to 0.05% of Nb, Wherein the content of C, Si, Mn, P and Cr satisfies the following relational expression 1 and the content of C, Si, Mn, P and S satisfies the following relational expression 2 Is continuously cast at a rate of 4.5 to 7 mpm to obtain a thin slab; Subjecting the thin slab to rough rolling and finish rolling at a constant speed within a range of 200 to 600 mpm and hot rolling at 800 to 880 캜 during the finish rolling to obtain a hot rolled steel sheet; Winding the hot-rolled steel sheet at 500 to 650 ° C; Cold rolling the rolled hot-rolled steel sheet at a reduction ratio of 40 to 75% to obtain a cold-rolled steel sheet; Continuously annealing the cold-rolled steel sheet at 780 to 830 ° C; Cooling the continuously annealed cold rolled steel sheet to a primary cooling end temperature of 650 to 750 ° C at a primary cooling rate of 1 to 10 ° C / sec; Secondarily cooling the primary cooled cold rolled steel sheet to a secondary cooling end temperature of 440 to 560 캜 at a secondary cooling rate of 5 to 20 캜 / sec; And subjecting the secondarily cooled cold-rolled steel sheet to an over-treatment treatment at the secondary cooling termination temperature.
[관계식 1][Relation 1]
0.001≤0.05-(wt%C)+0.01(wt%Si)+0.01(wt%Mn)-0.06(wt%P)+0.01(wt%Cr)≤0.0250.01 (wt% C) +0.01 (wt% Si) +0.01 (wt% Mn) -0.06 (wt% P) +0.01 (wt% Cr)? 0.025
[관계식 2][Relation 2]
0.1≤{(wt%C)+(wt%Si)/30+(wt%Mn)/20+(wt%P)×2+(Wt%S)×4}≤0.5(Wt% Si) / 30 + (wt% Mn) / 20 + (wt% P) x 2 + (Wt% S) x 4}
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량% 값을 의미함)
(Where the parentheses indicate the weight% values of the respective elements)
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점 및 효과는 하기의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
In addition, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The various features and advantages and effects of the present invention will become more fully understood with reference to the following specific embodiments.
본 발명에 따른 냉연강판은 고속 연주 공정에 의하더라도 표면 품질이 우수할 뿐만 아니라, 용접성 및 굽힘 가공성이 매우 우수한 장점이 있다.
The cold-rolled steel sheet according to the present invention is advantageous not only in surface quality but also in weldability and bending workability, even in a high-speed performance process.
도 1은 본 발명에 적용되는 미니밀 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 발명예 1에 따른 냉연강판을 경면 처리한 후, 미세조직을 관찰한 (a) 광학현미경 사진 및 (b) EBSD 이미지이다.
도 3은 본 발명의 발명예 8에 따른 냉연강판을 경면 처리한 후, 미세조직을 관찰한 (a) 광학현미경 사진 및 (b) EBSD 이미지이다.FIG. 1 is a schematic view for explaining a mini-mill process applied to the present invention.
2 is an optical microscope photograph (a) and an EBSD image (b) showing microstructure observed after mirror-finished cold-rolled steel sheet according to Inventive Example 1 of the present invention.
3 is an optical microscope photograph (a) and an EBSD image (b) showing microstructure observed after the cold-rolled steel sheet according to Inventive Example 8 of the present invention is mirror-finished.
본 발명자들은 고속 연주 공정에 의하더라도 표면 품질이 우수할 뿐만 아니라, 용접성 및 굽힘 가공성이 우수한 고강도 냉연강판을 제조하기 위해 연구를 행하던 중, 합금 조성을 적절히 제어하고, 미니밀 공정을 통한 연연속 압연법의 적용과 동시에 기존의 밀 공정보다 낮은 온도에서 마무리 압연 및 등속압연을 통해 표면 품질이 우수할 뿐만 아니라, 용접성 및 굽힘 가공성이 우수한 고강도 냉연강판을 제공할 수 있다는 식견에 근거하여 본 발명을 완성하게 되었다.
The inventors of the present invention conducted research to produce a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in surface quality and excellent in weldability and bending workability even in a high-speed casting process, while controlling the composition of the alloy appropriately, It is possible to provide a high strength cold rolled steel sheet excellent in surface quality and excellent in weldability and bending workability through finish rolling and constant speed rolling at a temperature lower than that of a conventional mill process, .
이하, 본 발명의 일 측면인 박슬라브 표면 품질, 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고강도 냉연강판에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in surface quality, weldability and bending workability of a thin slab, which is one aspect of the present invention, will be described in detail.
먼저, 고강도 냉연강판의 합금 조성 및 성분 범위에 대하여 상세히 설명한다.First, the alloy composition and the component range of the high-strength cold-rolled steel sheet will be described in detail.
탄소(C): 0.04~0.07중량%Carbon (C): 0.04 to 0.07 wt%
탄소는 강 중 탄화물을 형성하거나 혹은 페라이트에 고용되어 냉연강판의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.04중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 고속 연주에 의한 박 슬라브 제조시 불균일한 두께의 응고셀이 형성되어 주편 결함 또는 용강유출과 같은 조업 사고를 유발할 수 있다. 따라서, 상기 탄소 함량은 0.07중량% 이하인 것이 바람직하다.
Carbon is an element that forms carbides in steel or solidifies in ferrite and contributes to the strength improvement of cold rolled steel sheets. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that the content is 0.04 wt% or more. However, when the content is excessive, a coagulated cell having a non-uniform thickness may be formed at the time of manufacturing a thin slab by high-speed performance, which may lead to an accident such as a cast defect or molten steel leakage. Therefore, the carbon content is preferably 0.07 wt% or less.
실리콘(Si): 0.01~0.7중량%Silicon (Si): 0.01 to 0.7 wt%
실리콘은 페라이트 고용강화 및 탄화물 형성을 억제하여 잔류 오스테나이트 안정성을 높여 강판의 연성을 증가시키는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 목표 재질은 확보할 수 있으나, 슬라브 제조시 응고 불균일 반응을 초래하여 표면 품질이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 실리콘 함량은 0.7중량% 이하인 것이 바람직하다.
Silicon is an element that increases the ductility of a steel sheet by enhancing ferrite solid solution strengthening and carbide formation to enhance residual austenite stability. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable to include 0.01 wt% or more. However, if the content is excessive, a target material can be secured, but a non-uniformity of the solidification reaction may occur during the production of the slab, which may lower the surface quality. Accordingly, the silicon content is preferably 0.7% by weight or less.
망간(Mn): 1.5~2.3중량%Manganese (Mn): 1.5 to 2.3 wt%
망간은 페라이트 형성을 억제하고, 오스테나이트 안정성을 높여 저온 변태상의 형성을 용이하게 하여 강의 강도를 증가시킨다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 1.5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 목표 재질은 확보할 수 있으나, 아포정 탄소 범위로 인해 슬라스 제조시 응고 불균일 반응이 초래하여 표면 품질이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 망간 함량은 2.3중량% 이하인 것이 바람직하다.
Manganese inhibits ferrite formation and increases the austenite stability, facilitating the formation of low temperature transformation phases, thereby increasing the strength of the steel. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that it is contained in an amount of not less than 1.5% by weight. However, if the content is excessive, the target material can be secured, but due to the apostatic carbon range, there is a possibility that the surface quality is lowered due to the non-uniformity of the solidification reaction during the manufacture of the slurry. Accordingly, the content of manganese is preferably 2.3 wt% or less.
인(P): 0.001~0.06중량%Phosphorus (P): 0.001 to 0.06 wt%
인은 강판의 강도를 증가시키는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.008중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 연주 및 압연시 결정립계, 상간 입계에 또는 이들 모두에 편석되어 취성을 유발할 수 있고, 프레스 성형성이 열화될 수 있다. 따라서, 상기 인은 0.06중량% 이하인 것이 바람직하다.
Phosphorus is an element that increases the strength of a steel sheet. In order to exhibit such effects in the present invention, the content is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.008% by weight or more. However, if the content is excessive, it may cause brittleness in grain boundaries, intergranular grain boundaries, or both of them at the time of performance and rolling, and press formability may be deteriorated. Therefore, the content of phosphorus is preferably 0.06% by weight or less.
황(S): 0.001~0.02중량%Sulfur (S): 0.001 to 0.02 wt%
황은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로써, 슬라브 표면 결함을 유발할 뿐만 아니라, 강판의 연성 및 용접성을 저하시키는 원소이다. 따라서, 상기 황은 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하나, 제조 공정상 0.001중량% 미만으로 제어하기는 매우 곤란하다. 한편, 상기 황 함량이 0.02중량%을 초과하는 경우에는 강 중 MnS 개재물이 과다 형성될 수 있고, 이러한 MnS 개재물은 연주 응고 중 편석되어 고온 크랙을 유발할 수 있어 강판의 연성 및 용접성을 저해할 수 있다. 따라서, 상기 황 함량은 0.001~0.02중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
Sulfur is an inevitably contained impurity in steel, which not only induces surface defects on the slab but also deteriorates the ductility and weldability of the steel sheet. Therefore, it is preferable to reduce the amount of sulfur as much as possible, but it is very difficult to control the sulfur content to less than 0.001% by weight in the production process. On the other hand, when the sulfur content is more than 0.02% by weight, MnS inclusions in the steel may be excessively formed, and such MnS inclusions may segregate during performance solidification and cause high-temperature cracking, which may hinder ductility and weldability of the steel sheet . Therefore, the sulfur content preferably ranges from 0.001 to 0.02% by weight.
알루미늄(Al): 0.001~0.1중량%Aluminum (Al): 0.001 to 0.1 wt%
알루미늄은 강 중 산소와 반응하여 강의 청정성 개선에 기여하며, 탄화물 형성을 억제하여 잔류 오스테나이트의 안정성을 높임으로써 연성 향상에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 강 중 질소와 반응하여 AlN을 형성함으로써, 박 슬라브 제조시 코너 크랙을 유발하여 슬라브 또는 강판의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 알루미늄 함량은 0.1중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.07중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
Aluminum contributes to improving the cleanliness of the steel by reacting with oxygen in the steel, and contributing to ductility improvement by restraining formation of carbide and increasing the stability of retained austenite. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that it is contained in an amount of 0.001% by weight or more. However, when the content is excessive, AlN is formed by reacting with nitrogen in the steel, thereby causing corner cracks in manufacturing thin slabs, thereby deteriorating the quality of slabs or steel sheets. Therefore, the aluminum content is preferably 0.1 wt% or less, and more preferably 0.07 wt% or less.
구리(Cu): 0.0001~0.15중량%Copper (Cu): 0.0001 to 0.15 wt%
구리는 강판의 내식성을 증가시키며, 석출물을 형성하거나 혹은 미세조직 내 고용되어 강판의 강도를 증가시킨다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.0001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.01중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 슬라브 제조 과정에서 표면에 액상으로 농화되어 주편 결함을 발생시킬 수 있으며, 열연강판 표면에 스케일을 잔존시켜 산세 품질을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 구리 함량은 0.15중량% 이하인 것이 바람직하다.
Copper increases the corrosion resistance of the steel sheet and forms precipitation or is dissolved in the microstructure to increase the strength of the steel sheet. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.0001% by weight or more, more preferably 0.01% by weight or more. However, if the content is excessive, the slab may be concentrated into a liquid phase on the surface during the slab manufacturing process to cause a defective cast steel, and the scale may remain on the surface of the hot-rolled steel sheet to lower the pickling quality. Therefore, the copper content is preferably 0.15 wt% or less.
보론(B): 0.0001~0.005중량%Boron (B): 0.0001 to 0.005% by weight
보론은 강판의 제조과정에서 오스테나이트 변태를 지연시켜 강의 경화능을 증가시키는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.0001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.001중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 강의 경화능이 지나치게 증가하여 강의 연성 저하 및 굽힘 가공성의 저하를 초래할 수 있다. 따라서, 상기 보론 함량은 0.005중량% 이하인 것이 바람직하다.
Boron is an element that increases the hardenability of steel by delaying the austenite transformation during the manufacturing process of the steel sheet. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.0001% by weight or more, more preferably 0.001% by weight or more. However, when the content is excessive, the hardening ability of the steel is excessively increased, which may lead to a decrease in the ductility of the steel and a deterioration in the bending workability. Therefore, the boron content is preferably 0.005 wt% or less.
질소(N): 0.001~0.013중량%Nitrogen (N): 0.001 to 0.013 wt%
질소는 오스테나이트 안정화 및 질화물 형성 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.0030중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 석출물 형성 원소와 반응하여 석출 강화 효과를 증가시키지만, 연성의 급격한 하락을 초래할 수 있다. 따라서, 상기 질소 함량은 0.013중량% 이하인 것이 바람직하다.
Nitrogen is an austenite stabilizing and nitriding element. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.0030% by weight or more. However, if the content is excessive, the precipitation strengthening effect is increased by reacting with the precipitate-forming element, but it may cause a drastic decrease in ductility. Therefore, the nitrogen content is preferably 0.013 wt% or less.
크롬(Cr): 0.001~0.7중량%Cr (Cr): 0.001-0.7 wt%
크롬은 경화능을 증가시켜 강의 강도를 증가시키는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.030중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 강판의 연성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 크롬 함량은 0.7중량% 이하인 것이 바람직하다.
Chromium is an element that increases the strength of steel by increasing its hardenability. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.030% by weight or more. However, if the content is excessive, there is a problem that the ductility of the steel sheet is lowered. Therefore, the chromium content is preferably 0.7% by weight or less.
티타늄(Ti): 0.001~0.1중량%Titanium (Ti): 0.001 to 0.1 wt%
티타늄은 강 중 탄질화물을 형성하여 강의 강도를 증가시키는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.01중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 강판의 연성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 티타늄 함량은 0.1중량% 이하인 것이 바람직하다.
Titanium is an element that increases the strength of steel by forming carbonitride in the steel. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.01% by weight or more. However, if the content is excessive, not only the production cost increases but also the ductility of the steel sheet deteriorates. Therefore, the titanium content is preferably 0.1 wt% or less.
니오븀(Nb): 0.001~0.05중량%Niobium (Nb): 0.001 to 0.05 wt%
니오븀은 강 중 탄질화물을 형성하여 고온에서 오스테나이트 결정립을 미세화하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.01중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 과도한 (Ti,Nb)CN 형성으로 인해 슬라브의 취성을 유발하거나 높은 압연 변형 저항으로 열연강판의 제조를 어렵게 하고, 강판의 연성을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 니오븀 함량은 0.05중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.03중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
Niobium is an element that forms carbonitride in steel to refine the austenite grains at high temperatures. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.01% by weight or more. However, if the content is excessive, not only the manufacturing cost is increased but also the brittleness of the slab is caused by excessive (Ti, Nb) CN formation or the production of the hot-rolled steel sheet is difficult by the high rolling deformation resistance, There is a problem of deterioration. Accordingly, the niobium content is preferably 0.05 wt% or less, and more preferably 0.03 wt% or less.
바나듐(V): 0.001~0.1중량%Vanadium (V): 0.001 to 0.1 wt%
바나듐은 강 중 탄질화물을 형성하여 고온에서 오스테나이트 결정립을 미세화하는 원소이다. 한편, 바나듐의 결정립 미세화 효과는 니오븀에 비해 작지만, 석출 온도가 낮아 주로 페라이트 결정립에서 석출하기 때문에 주편 슬라브의 크랙 발생을 저감시키는데 매우 효과적이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 과도한 석출물 형성으로 인해 열연강판의 제조를 어렵게 하는 문제가 있다. 따라서, 상기 바나듐 함량은 0.1중량% 이하인 것이 바람직하고, 0.07중량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
Vanadium is an element that forms a carbonitride in the steel to refine the austenite grains at high temperatures. On the other hand, the effect of grain refinement of vanadium is smaller than that of niobium, but because the precipitation temperature is low, it mainly precipitates in the ferrite grains, which is very effective in reducing cracking of the cast slab. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that it is contained in an amount of 0.001% by weight or more. However, when the content is excessive, not only the production cost is increased but also the production of the hot-rolled steel sheet becomes difficult due to the formation of excessive precipitates. Accordingly, the vanadium content is preferably 0.1 wt% or less, and more preferably 0.07 wt% or less.
상기 조성 이외에 나머지는 Fe이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다. 한편, 상기 조성 이외에 유효한 성분의 첨가가 배제되는 것은 아니다.
The rest of the composition is Fe. However, in the ordinary manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically referred to in this specification, as they are known to one of ordinary skill in the art. On the other hand, addition of an effective component other than the above-mentioned composition is not excluded.
한편, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금설계시, 상기 C, Si, Mn, P 및 Cr의 함량은 하기 관계식 1을 만족하도록 하는 것이 바람직하다. 하기 관계식 1은 불균일 응고 반응을 최소화하여 고속 연주가 가능한 합금 원소의 조합을 인자화한 것으로, 그 값이 지나치게 낮을 경우, 충분한 경화능을 확보하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 0.001 이상으로 제어하는 것이 바람직하고, 0.01 이상으로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 값이 지나치게 높을 경우, 제조원가가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 0.025 이하로 제어하는 것이 바람직하다.On the other hand, when designing an alloy of a steel material having the above-mentioned composition range, it is preferable that the contents of C, Si, Mn, P and Cr satisfy the following relational expression (1). The following relational expression 1 is obtained by minimizing the non-uniform solidification reaction and factoring a combination of alloying elements capable of high-speed performance. When the value is too low, there is a problem that it is difficult to secure sufficient curing ability. Therefore, it is preferable to control it to 0.001 or more, and more preferably to control it to 0.01 or more. However, if the value is too high, there is a problem that the manufacturing cost increases. Therefore, it is preferable to control it to 0.025 or less.
[관계식 1][Relation 1]
0.001≤0.05-(wt%C)+0.01(wt%Si)+0.01(wt%Mn)-0.06(wt%P)+0.01(wt%Cr)≤0.0250.01 (wt% C) +0.01 (wt% Si) +0.01 (wt% Mn) -0.06 (wt% P) +0.01 (wt% Cr)? 0.025
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량% 값을 의미함)
(Where the parentheses indicate the weight% values of the respective elements)
또한, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금 설계시, 상기 C, Si, Mn, P 및 S의 함량은 하기 관계식 2를 만족하도록 하는 것이 바람직하다. 하기 관계식 2는 점 용접성을 나타내는 탄소 당량을 인자화한 것으로, 그 값이 지나치게 낮을 경우, 강의 경화능 확보가 어려워 재질을 확보하는데 어려움이 있다. 따라서, 0.1 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 다만, 그 값이 지나치게 높을 경우, 재질 확보는 용이하지만 고속 연주가 곤란한 문제가 있다. 따라서, 0.5 이하로 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable that the content of C, Si, Mn, P, and S satisfy the following relational expression 2 when designing an alloy of a steel material having the above-described composition range. The following formula 2 is obtained by factoring the carbon equivalent showing the spot weldability. When the value is too low, it is difficult to secure the hardenability of the steel, making it difficult to secure the material. Therefore, it is preferable to control it to 0.1 or more. However, if the value is too high, it is easy to secure the material, but there is a problem that it is difficult to play at high speed. Therefore, it is preferable to control it to 0.5 or less.
[관계식 2][Relation 2]
0.1≤{(wt%C)+(wt%Si)/30+(wt%Mn)/20+(wt%P)×2+(Wt%S)×4}≤0.5(Wt% Si) / 30 + (wt% Mn) / 20 + (wt% P) x 2 + (Wt% S) x 4}
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량% 값을 의미함)
(Where the parentheses indicate the weight% values of the respective elements)
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금 설계시, 상기 C, N, Ti, Nb 및 V의 함량은 하기 관계식 3을 만족하도록 하는 것이 보다 바람직하다. 하기 관계식 3을 석출물을 형성하는 원소들의 함량을 적절하게 조합하여 석출 효과를 최대화하여 외관 품질에 불량이 작은 소재를 확보하기 위한 것이다. 만약, 그 값이 지나치게 낮을 경우에는 목표하는 재질을 확보하는데 어려움이 있다. 따라서, 0.03 이상으로 제어하는 것이 바람직하고, 0.1 이상으로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 값이 지나치게 높을 경우에는 제조 원가의 급격한 증가를 초래한다. 따라서, 0.8 이하로 제어하는 것이 바람직하고, 0.5 이하로 제어하는 것이 보다 바람직하다. According to one embodiment of the present invention, it is more preferable that the content of C, N, Ti, Nb, and V satisfy the following relational expression (3) when designing an alloy of a steel material having the above- The following relation (3) is satisfied in order to maximize the precipitation effect by appropriately combining the contents of the elements forming the precipitate, thereby securing a material having a poor appearance quality. If the value is too low, it is difficult to secure the target material. Therefore, it is preferable to control it to 0.03 or more, and more preferably to control it to 0.1 or more. On the other hand, if the value is too high, the manufacturing cost will increase sharply. Therefore, it is preferable to control to 0.8 or less, more preferably to 0.5 or less.
[관계식 3][Relation 3]
0.03≤[{(mol%Ti)/+(mol%Nb)+(mol%V)}/{(mol%C)+(mol%N)}]≤0.8(Mol% Ti) / + (mol% Nb) + (mol% V)} / {(mol% C) + (mol% N)}]
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)
(Wherein the parentheses represent the weight% of the element divided by the atomic weight of the element)
본 발명의 냉연강판의 미세조직은 면적분율로, 30~55%의 페라이트(ferrite), 25~65%의 베이나이트(bainite) 및 5~20%의 마르텐사이트(martensite)를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 30~40%의 페라이트(ferrite), 45~65%의 베이나이트(bainite) 및 5~15%의 마르텐사이트(martensite)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 미세조직을 확보함으로써, 780MPa 이상의 인장강도, 0.4~0.9의 항복비 및 14% 이상의 연신율을 확보할 수 있다.
The microstructure of the cold-rolled steel sheet of the present invention may contain 30 to 55% of ferrite, 25 to 65% of bainite and 5 to 20% of martensite in an area fraction, More preferably 30 to 40% of ferrite, 45 to 65% of bainite and 5 to 15% of martensite. By securing the microstructure as described above, a tensile strength of 780 MPa or more, a yield ratio of 0.4 to 0.9, and an elongation of 14% or more can be secured.
본 발명의 냉연강판은 TiC 및 (Ti,Nb)CN 석출물을 포함하는데, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 이들의 평균 크기는 20nm 이하(0nm 제외)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 10nm 이하(0nm 제외)일 수 있다. 고속 연주에 의해 상대적으로 빠른 냉각속도로 응고 및 연속적으로 냉각되는 경우에 주편 내 미세조직에 석출하는 석출물은 석출 지연 효과에 의해 상대적으로 낮은 온도에서 미세하게 석출할 수 있기 때문인 것으로 추측된다.
The cold rolled steel sheet of the present invention includes TiC and (Ti, Nb) CN precipitates, according to one embodiment of the present invention, their average size may be 20 nm or less (excluding 0 nm), more preferably 10 nm or less Except for 0 nm). It is presumed that the precipitates precipitating in the microstructure of the cast steel can be finely precipitated at a relatively low temperature due to the precipitation delay effect when coagulation and continuous cooling are performed at a relatively fast cooling rate by the high-speed performance.
또한, 본 발명의 냉연강판은 (Cu.Mn)S 개재물을 포함하는데, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 (Cu,Mn)S 개재물의 평균 크기는 20nm 이하(0nm 제외)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 10nm 이하(0nm 제외)일 수 있다. 상기 언급된 것과 유사한 이유로 (Cu,Mn)S 개재물의 크기가 매우 미세한 것으로 추측된다.
According to an embodiment of the present invention, the average size of the (Cu, Mn) S inclusions may be 20 nm or less (excluding 0 nm), and the (Cu, Mn) More preferably 10 nm or less (excluding 0 nm). It is assumed that the size of the (Cu, Mn) S inclusions is very fine for the reasons similar to those mentioned above.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 박슬라브 표면 품질, 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a high-strength cold-rolled steel sheet excellent in surface quality, weldability, and bending workability of a thin slab, which is another aspect of the present invention, will be described in detail.
먼저, 본 발명에 적용되는 미니밀 공정에 대하여 상세히 설명한다. First, the mini-milling process applied to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 적용되는 미니밀 공정을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 적용되는 미니밀 공정은 연속주조, 조압연, 마무리압연, 냉각 및 권취 단계로 구성되며, 이후, 통상적인 설비를 통해 냉간압연 및 연속 소둔 단계를 거쳐 냉연강판으로 제조된다. 이때, 상기 미니밀 공정에서의 각 단계의 조업 조건을 제어하되, 조압연-마무리압연-권취의 구동속도(질량유속)가 동일하도록 제어함으로써 등속압연하되, 코일박스를 사용하는 단속적인 열간압연 방법을 적용하거나, 또는 코일박스 사용이 없는 연속적인 방법으로 열연강판을 얻는 것을 특징으로 한다.
FIG. 1 is a schematic view for explaining a mini-mill process applied to the present invention. As shown in FIG. 1, the mini-mill process applied to the present invention comprises continuous casting, rough rolling, finishing rolling, cooling and winding steps, and then subjected to cold rolling and continuous annealing steps through ordinary equipment, . At this time, an intermittent hot rolling method using a coil box is carried out by controlling the operating conditions of each step in the mini-mill process so that the driving speed (mass flow rate) of the rough rolling-finishing rolling- Or a hot-rolled steel sheet is obtained in a continuous manner without using a coil box.
도 1의 미니밀 공정을 보다 상세히 설명하면, 연속 주조기(10)에서는 30~150mm 두께의 박 슬라브(a)가 얻어진다. 이는 기존 밀의 연속 주조기에서 생산하는 200mm 이상의 두께를 갖는 슬라브와 대비하여 상당히 얇은 두께를 가지며, 이러한 슬라브를 박 슬라브(thin slab)라고 한다. 상기 박 슬라브는 연속적인 과정으로 바로 조압연기(20)로 이송되어 조압연되기 때문에 슬라브 자체의 열원을 그대로 이용할 수 있어 에너지 절감이 가능하고, 이러한 과정에 의해 연주 및 조압연 과정에서 일어날 수 있는 미세조직 및 석출물 형성의 천이 과정이 기존 밀과 대비하여 다르게 되며, 최종적으로 제조되는 강판의 기계적 물성이 달라지게 된다. 한편, 상기 박 슬라브의 두께가 150mm를 초과하는 경우에는 기존 밀 대비 차이가 적어지게 되고, 30mm 미만인 경우에는 주편의 온도 하락이 급격하게 일어나 균일한 조직을 형성하기 어렵다. 이를 해결하기 위해서는 부가적으로 가열 설비를 설치할 수는 있으나, 이는 생산 원가를 향상시키는 요인이 되므로, 가능한 배제하는 것이 바람직하다.
1, the thin slab a having a thickness of 30 to 150 mm is obtained in the continuous casting machine 10. This is considerably thinner than a slab having a thickness of 200 mm or more produced by a continuous casting machine of a conventional mill, and this slab is called a thin slab. Since the thin slab is transferred to the
또한, 상기 박 슬라브는 조압연기(20) 및 마무리압연기(50)에서 원하는 최종 두께로 압연되고, 런아웃 테이블(ROT)(60)을 통해 냉각된 다음, 권취기(70)에서 일정한 온도로 권취됨으로써 열연강판으로 제조된다. 본 발명은 앞서 언급한 바와 같이, 조압연기(20)-마무리압연기(50)-권취기(60)의 가동 속도가 동일하도록 제어하여 등속압연하는 것을 특징으로 하며, 연주속도와 압연속도가 차이가 나게 될 경우, 이 차이를 보상하기 위해, 마무리압연기(50)의 앞에 코일 박스(40)를 설치하여 유도 가열기(30)를 통과한 바 플레이트(bar plate)(b)를 1차 권취하도록 구성할 수도 있다.
The thin slabs are further rolled to a desired final thickness at roughing and finishing
이하, 각 단계의 구체적인 조업 조건에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, specific operating conditions of each step will be described in detail.
먼저, 전술한 합금 조성을 만족하는 용강을 준비한 뒤, 연속주조기(10)에서4.5~7mpm(meter per minute)의 속도로 연속주조하여 박 슬라브를 얻는다. 주조 속도를 4.5mpm 이상으로 제어하는 까닭은, 주조와 압연 과정이 연결되어 이루어지기 때문에 목표 압연 온도를 확보하기 위해서는 일정 수준 이상의 주조 속도가 요구되기 때문이다. 다만, 주조 속도가 지나치게 빠를 경우에는, 용강 탕면 불안정에 의한 조업 성공율이 저감될 우려가 있으므로, 상기 주조 속도는 7mpm 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
First, molten steel satisfying the alloy composition described above is prepared and then continuously cast in a continuous casting machine 10 at a rate of 4.5 to 7 mpm (meter per minute) to obtain a thin slab. The reason why the casting speed is controlled to be 4.5 mpm or more is that a casting speed higher than a certain level is required to secure the target rolling temperature because the casting and rolling processes are connected. However, when the casting speed is excessively high, there is a possibility that the operation success rate due to instability of the molten steel bath surface is reduced. Therefore, it is preferable to control the casting speed to 7 mpm or less.
이후, 상기 연속주조에 의해 얻어진 박 슬라브를 2~4개의 압연 스탠드로 구성되는 조압연기(20)에 의해 조압연한 후, 상기 조압연을 통해 얻어진 바 플레이트(b)를 마무리압연기(60)에서 마무리압연하여 열연강판을 얻는다.
Thereafter, the thin slabs obtained by the continuous casting are rough-rolled by a
이때, 등속압연을 통해 연속주조부터 권취공정까지 동일한 매스 플로우(mass flow)가 될 수 있도록 제어함이 바람직하며, 압연 속도는 200~600mpm의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하며, 300~500mpm의 범위 내로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이는, 압연속도가 과도하게 느릴 경우 열연강판의 온도 확보가 곤란하며, 과도하게 빠를 경우 압연 제어시 오작동에 의한 판파단과 같은 조업 사고가 일어날 수 있으며, 열연 온도를 목표 온도로 제어하기 곤란하기 때문이다.
At this time, it is preferable to control the mass flow to be the same mass flow from the continuous casting to the winding process through the constant velocity rolling. It is preferable to control the rolling speed within the range of 200 to 600 mpm and within the range of 300 to 500 mpm It is more preferable to control it. This is because it is difficult to secure the temperature of the hot-rolled steel sheet when the rolling speed is excessively low, and it is difficult to control the hot-rolled steel sheet temperature to the target temperature when the rolling speed is excessively fast, to be.
한편, 본 발명은 마무리 압연 온도를 기존 밀 공정보다 낮은 온도인 880℃ 이하(보다 바람직하게는 850℃ 이하)로 낮게 제어함을 특징으로 하는데, 이는 연연속압연 조업의 안정도를 높이고, 마무리압연시 발생할 수 있는 열연 스케일 결함 발생을 최소화하기 위함이다. 뿐만 아니라, 이러한 저온 압연은 미재결정 오스테나이트의 분율을 증가시켜 결정립 미세화에도 도움이 된다. 다만, 마무리 압연온도가 지나치게 낮을 경우에는 압연 부하가 증가할 우려가 있는 바, 상기 마무리 압연온도는 800℃ 이상으로 제어함이 바람직하며, 830℃ 이상으로 제어함이 보다 바람직하다.
Meanwhile, the present invention is characterized in that the finishing rolling temperature is controlled to be lower than 880 ° C. (more preferably, 850 ° C. or lower) which is lower than a conventional milling process. This increases the stability of continuous continuous rolling operation, This is to minimize the occurrence of the hot-rolled scale defects that can occur. In addition, such a low-temperature rolling increases the fraction of the non-recrystallized austenite, which is also beneficial to grain refinement. However, if the finishing rolling temperature is too low, the rolling load may increase. The finishing rolling temperature is preferably controlled to 800 ° C or higher, and more preferably 830 ° C or higher.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조압연기 입측에서 박 슬라브의 표면 온도(즉, 조압연시 박 슬라브의 인입온도)는 1000~1200℃일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1000~1100℃일 수 있다. 상기 박 슬라브의 표면 온도가 1000℃ 미만인 경우에는 조압연 하중의 증가 및 조압연 과정에서 바 플레이트 에지부에 크랙이 발생할 우려가 있고, 이 경우 열연강판의 에지부 결함을 초래할 우려가 있다. 한편, 상기 박 슬라브의 표면 온도가 1200℃를 초과하는 경우에는 열연 스케일 발생에 따른 표면 품질 저하 또는 주편의 미응고에 따른 슬라브 형상 변형이 일어날 우려가 있다.
According to an embodiment of the present invention, the surface temperature of the thin slab at the side of the rough rolling mill may be 1000 to 1200 ° C, have. If the surface temperature of the thin slab is less than 1000 캜, the rough rolling load may increase and cracks may be generated in the bar plate edge portion in the rough rolling process. In this case, there is a fear that the edge portion of the hot rolled steel sheet may be defective. On the other hand, when the surface temperature of the thin slab is more than 1200 ° C, the surface quality may be deteriorated due to the generation of the hot-rolled scale, or the slab shape may be deformed due to the non-solidification of the cast steel.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 조압연시 누적 압하율은 60~90%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 60~80%일 수 있다. 조압연시 누적 압하율이 높을수록 본 발명에서 목표로 하는 우수한 박슬라브 표면 품질을 갖는 강판을 제조하는데 유리하다. 또한, 조압연시 누적 압하율이 높을수록 연주 주편(박 슬라브) 내부에 형성된 연주 미세조직 및 합금 성분 분포를 균일하게 하는데 도움이 된다. 이러한 효과를 확보하기 위해서는 누적 압하율을 60% 이상으로 제어하는 것이 바람직하다. 다만, 누적 압하율이 지나치게 높을 경우 압연 변형 저항이 커져 조업상에 어려움을 유발할 수 있으므로, 상기 누적 압하율은 90% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
According to an embodiment of the present invention, the cumulative rolling reduction during the rough rolling may be 60 to 90%, more preferably 60 to 80%. The higher the cumulative rolling reduction rate in rough rolling, the more advantageous is the production of a steel sheet having excellent thin slab surface quality aimed at in the present invention. In addition, the higher the cumulative reduction ratio in the rough rolling, the more uniform the distribution of the microstructure and the alloy composition formed in the cast slab (thin slab). In order to secure such effect, it is desirable to control the cumulative reduction ratio to 60% or more. However, if the cumulative reduction ratio is excessively high, the rolling deformation resistance may become large, which may cause difficulty in operation. Therefore, the cumulative reduction ratio is preferably controlled to 90% or less.
이후, 상기 열연강판을 런아웃테이블(ROT, 60)에서 목표로 하는 권취 온도까지 연속 냉각하고, 권취기(70)에서 권취한다. 이때, 냉각속도는 당해 기술분야에서 통상적인 범위를 가질 수 있다.
Thereafter, the hot-rolled steel sheet is continuously cooled from the run-out table (ROT) 60 to a target coiling temperature, and is wound by a
권취 온도는 500~650℃인 것이 바람직하고, 550~600℃인 것이 보다 바람직하다. 만약, 권취온도가 500℃ 미만인 경우에는 불규칙 형상의 페라이트가 형성되어 미세조직의 불균일성이 증가될 수 있으며, 반면, 650℃를 초과하는 경우에는 펄라이트 형성에 따른 굽힘가공성 열화를 초래할 수 있다.
The coiling temperature is preferably 500 to 650 占 폚, more preferably 550 to 600 占 폚. If the coiling temperature is less than 500 캜, irregularly shaped ferrite may be formed and non-uniformity of the microstructure may be increased. On the other hand, if the coiling temperature exceeds 650 캜, bending workability may be deteriorated due to formation of pearlite.
상기 권취 후에는 열연강판을 산세하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이를 통해 열연강판의 표면에 형성된 스케일을 제거할 수 있다. 상기 산세공정은 당해 기술분야에서 행하여지는 통상의 방법을 모두 이용할 수 있다.
The step of picking up the hot-rolled steel sheet may further include the step of picking up the hot-rolled steel sheet, whereby the scale formed on the surface of the hot-rolled steel sheet can be removed. The pickling process may be carried out by any of the usual methods in the art.
이후, 상기 권취된 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 얻는다. 이때, 압하율은 40~75%인 것이 바람직하며, 50~65%인 것이 보다 바람직하다. 만약, 압하율이 40% 미만인 경우에는 소둔시 재결정이 일어나지 아니할 위험이 있으며, 반면 75%를 초과하는 경우에는 압연 변형 저항이 크게 증가하여 압연이 어려워지는 문제가 있다.
Thereafter, the rolled hot-rolled steel sheet is cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet. At this time, the reduction ratio is preferably 40 to 75%, more preferably 50 to 65%. If the reduction rate is less than 40%, there is a risk that recrystallization does not occur during annealing, whereas when the reduction rate exceeds 75%, the rolling deformation resistance increases greatly and rolling becomes difficult.
이후, 상기 냉연강판을 연속 소둔한다. 이때, 소둔 온도는 780~830℃인 것이 바람직하고, 800~820℃인 것이 보다 바람직하다. 만약, 소둔 온도가 780℃ 미만인 경우에는 목표 인장강도 확보에 어려움이 있으며, 반면, 830℃를 초과하는 경우에는 본 발명에서 목표하는 적정한 베이나이트 분율 확보에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 도금강판의 표면 품질 저하를 초래할 우려가 있다.
Thereafter, the cold-rolled steel sheet is continuously annealed. At this time, the annealing temperature is preferably 780 to 830 ° C, and more preferably 800 to 820 ° C. If the annealing temperature is lower than 780 占 폚, it is difficult to secure the target tensile strength. On the other hand, if the annealing temperature is higher than 830 占 폚, it is difficult to secure a proper bainite fraction targeted by the present invention. There is a possibility of causing deterioration.
이후, 상기 연속 소둔된 냉연강판을 650~750℃의 1차 냉각종료온도까지 1~10℃/sec의 1차 냉각속도로 1차 냉각한다. 본 단계는 페라이트 조직의 형성으로 적정한 강의 연성을 확보하기 위한 것이다.
Thereafter, the continuously annealed cold rolled steel sheet is primarily cooled to a primary cooling end temperature of 650 to 750 ° C at a primary cooling rate of 1 to 10 ° C / sec. This step is for securing the ductility of the steel by forming a ferrite structure.
만약, 1차 냉각종료온도가 650℃ 미만이거나 750℃를 초과하는 경우에는 목표하는 강도 및 연성을 확보하기 어렵다. 한편, 1차 냉각속도가 1℃/sec 미만일 경우에는 페라이트 분율이 지나치게 증가하여 목표 강도를 확보하기 어려우며, 반면, 10℃/sec를 초과하는 경우에는 과도한 냉각으로 인해 페라이트 변태가 억제되고, 마르텐사이트 분율의 증가를 초래하여 연성이 급격하게 감소하는 문제가 있다. 또한,
If the primary cooling end temperature is less than 650 ° C or exceeds 750 ° C, it is difficult to secure the desired strength and ductility. On the other hand, when the primary cooling rate is less than 1 캜 / sec, the ferrite fraction excessively increases and it is difficult to secure the target strength. On the other hand, when the primary cooling rate exceeds 10 캜 / sec, the ferrite transformation is suppressed due to excessive cooling, Resulting in an increase in the fraction and a drastic decrease in ductility. Also,
이후, 상기 1차 냉각된 냉연강판을 440~560℃의 2차 냉각종료온도까지 5~20℃/sec의 2차 냉각속도로 2차 냉각한다.
Thereafter, the primary cooled cold rolled steel sheet is secondarily cooled to a secondary cooling end temperature of 440 to 560 ° C at a secondary cooling rate of 5 to 20 ° C / sec.
2차 냉각종료온도는 본 발명에서 중요하게 관리하는 요소 중 하나로, 만약 2차 냉각종료온도가 지나치게 낮을 경우, 목표하는 적정한 베이나이트 분율 확보에 어려움이 있다. 따라서, 상기 2차 냉각종료온도는 440℃ 이상으로 제어함이 바람직하고, 450℃ 이상으로 제어함이 보다 바람직하다. 반면, 2차 냉각종료온도가 지나치게 높을 경우, 과도한 페라이트가 도입되어 목표하는 강도 확보에 어려움이 있다. 따라서, 상기 2차 냉각종료온도는 560℃ 이하로 제어함이 바람직하고, 530℃ 이하로 제어함이 보다 바람직하다.
The secondary cooling termination temperature is one of the important factors to be managed in the present invention. If the secondary cooling termination temperature is too low, it is difficult to secure the target proper bainite fraction. Therefore, it is preferable to control the secondary cooling termination temperature to 440 캜 or higher, and more preferably to 450 캜 or higher. On the other hand, when the secondary cooling end temperature is excessively high, excessive ferrite is introduced, making it difficult to secure the desired strength. Therefore, it is preferable to control the secondary cooling termination temperature to 560 캜 or lower, and more preferably to 530 캜 or lower.
이후, 상기 2차 냉각종료온도까지 냉각된 냉연강판을 과시효 처리한다. 이때, 과시효 처리 시간은 1~5분인 것이 바람직하고, 2~3분인 것이 보다 바람직하다. 만약, 과시효 처리 시간이 1분 미만인 경우에는 탄소의 불충분한 재분배로 베이나이트 분율이 불충분하여 목표하는 항복비 확보에 어려움이 있고, 5분을 초과하는 경우에는 과도한 베이나이트 형성으로 목표하는 강도 및 연성 확보에 어려움이 있다.
Thereafter, the cold-rolled steel sheet cooled to the secondary cooling termination temperature is over-treated. At this time, the over-treatment time is preferably 1 to 5 minutes, more preferably 2 to 3 minutes. If the overtreatment treatment time is less than 1 minute, insufficient redistribution of carbon results in insufficient bainite fraction, which makes it difficult to obtain the desired yield ratio. If the treatment time exceeds 5 minutes, It is difficult to secure ductility.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the description of these embodiments is intended only to illustrate the practice of the present invention, but the present invention is not limited thereto. And the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably deduced therefrom.
(( 실시예Example ))
하기 표 1 및 2의 조성을 갖는 용강을 준비한 뒤, 표 3에 기재된 조건으로 5mpm의 주조 속도로 연속주조하여 80mm 두께의 박 슬라브를 제조하고, 이 박 슬라브를 연연속으로 조압연, 마무리압연, 권취, 냉간압연, 연속 소둔, 냉각 및 과시효 처리하여 냉연강판을 제조하였다. 이때, 박슬라브의 인입온도는 1100℃로, 조압연시 누적 압하율은 63%로, 압연시 압연 속도는 400mpm으로, 마무리 압연온도는 850℃로, 냉간압연시 압하율은 60%로, 1차 냉각종료온도는 650℃, 1차 냉각속도는 5℃/sec로, 2차 냉각속도는 8℃/sec로, 과시효 처리 시간은 3분으로 일정하게 하였다. 여기서, 하기의 강종 A 내지 F는 모두 슬라브 표면 품질이 우수하여 연연속 주조가 가능하였다.
Molten steels having the compositions shown in Tables 1 and 2 were prepared and continuously cast at a casting speed of 5 mpm under the conditions described in Table 3 to prepare thin slabs each having a thickness of 80 mm and the thin slabs were continuously subjected to rough rolling, , Cold rolling, continuous annealing, cooling, and hot rolling. At this time, the pulling temperature of the thin slab was 1100 ° C, the cumulative rolling reduction rate in rough rolling was 63%, the rolling speed in rolling was 400mpm, the finish rolling temperature was 850 ° C, the reduction rate in cold rolling was 60% The secondary cooling rate was 8 ° C / sec, and the overfiring time was 3 minutes. The secondary cooling rate was 5 ° C / sec. Here, all of the following steel types A to F were excellent in slab surface quality, and continuous casting was possible.
이후, 이렇게 제조된 냉연강판에 대하여 재질, 90°굽힙가공성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다. 이때, 강판의 재질의 측정은 JIS 5호 시편을 폭방향으로 1/4 지점에서 압연 방향과 직각 방향으로 채취되어 측정되었다. 하기 표 4에서, YS, TS, El, YR은 각각 항복강도, 인장강도, 연신율, 항복비를 의미하며, 굽힘가공성의 경우, R/t=0인 경우 "○", R/t>0인 경우 "×"로 평가하였다.
Then, the cold-rolled steel sheet thus manufactured was measured for its material and 90 ° bending workability, and the results are shown in Table 3 below. At this time, the measurement of the material of the steel sheet was conducted by taking JIS No. 5 specimen in a direction perpendicular to the rolling direction at a quarter point in the width direction. In Table 4, YS, TS, El and YR mean yield strength, tensile strength, elongation and yield ratio, respectively. In the case of bending workability, "R"Quot; x ".
②= {(wt%C)+(wt%Si)/30+(wt%Mn)/20+(wt%P)×2+(wt%S)×4}
③= [{(mol%Ti)+(mol%Nb)+(mol%V)}/{(mol%C)+(mol%N)}](Wt% C) +0.01 (wt% Si) +0.01 (wt% Mn) -0.06 (wt% P) +0.01 (wt% Cr)
2 = (wt% C) + (wt% Si) / 30 + (wt% Mn) / 20 + (wt%
(Mol% C) + (mol% N)}) / (mol% Ti) + (mol%
표 3을 참조할 때, 본 발명이 제안하는 합금 조성 및 제조 조건을 모두 만족하는 발명예 1 내지 9의 경우, 박 슬라브의 표면 품질이 우수하여 연연속 주조가 가능할 뿐만 아니라, 780MPa 이상의 인장강도를 가져 강도가 매우 우수하고, 90°굽힘가공에서 크랙이 발생하지 않아 굽힘 가공성이 매우 우수함을 확인할 수 있다.
In the case of Inventive Examples 1 to 9, which satisfy both the alloy composition and the manufacturing conditions proposed by the present invention, the surface quality of the thin slab is excellent and continuous casting is possible, and a tensile strength of 780 MPa or more It is confirmed that the bending workability is excellent because the strength is very high and cracks are not generated in the 90 ° bending process.
이에 반해, 비교예 1 및 3은 소둔 온도가 너무 높고, 비교예 2는 과시효 온도가 너무 낮아, 굽힘 가공성 및 용접성이 열위하게 나타났으며, 비교예 4 및 5는 관계식 3을 만족하지 않아 강도가 열위하게 나타났다.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3, the annealing temperature was too high, and the over-heat effect temperature was too low in Comparative Example 2, so that the bending workability and weldability were poor. In Comparative Examples 4 and 5, .
도 2는 본 발명의 발명예 1에 따른 냉연강판을 경면 처리한 후, 미세조직을 관찰한 (a) 광학현미경 사진 및 (b) EBSD 이미지이고, 도 3은 본 발명의 발명예 8에 따른 냉연강판을 경면 처리한 후, 미세조직을 관찰한 (a) 광학현미경 사진 및 (b) EBSD 이미지이다. 제시된 EBSD 사진에서 검은색 부분은 마르텐사이트 조직, 밝은 회색 부분은 페라이트 조직, 회색 부분은 동일한 방위의 베이나이트 래스를 갖는 베이나이트 조직에 해당한다. 도 2 및 3을 참조할 때, 본 발명에 따른 냉연강판은 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트를 포함하는 복합조직을 가짐을 확인할 수 있으며, 마르텐사이트에 비하여 베이나이트의 면적분율이 더 높게 나타남을 확인할 수 있다.FIG. 2 is a photograph (a) of an optical microscope and (b) an EBSD image showing microstructure observed after mirror-finishing a cold-rolled steel sheet according to Inventive Example 1 of the present invention, (A) an optical microscope photograph and (b) an EBSD image showing microstructure observed after mirror-finished steel sheets. In the proposed EBSD photograph, the black part corresponds to the bainite structure having martensite structure, the light gray part has ferrite structure, and the gray part has bainite with the same orientation. 2 and 3, it can be seen that the cold-rolled steel sheet according to the present invention has a composite structure including ferrite, bainite and martensite, and it is confirmed that the area fraction of bainite is higher than that of martensite .
Claims (13)
상기 C, Si, Mn, P 및 Cr의 함량은 하기 관계식 1을 만족하고, 상기 C, Si, Mn, P 및 S의 함량은 하기 관계식 2를 만족하는 고강도 냉연강판.
[관계식 1]
0.001≤0.05-(wt%C)+0.01(wt%Si)+0.01(wt%Mn)-0.06(wt%P)+0.01(wt%Cr)≤0.025
[관계식 2]
0.1≤{(wt%C)+(wt%Si)/30+(wt%Mn)/20+(wt%P)×2+(Wt%S)×4}≤0.5
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량% 값을 의미함)
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains 0.04 to 0.07% of C, 0.01 to 0.7% of Si, 1.5 to 2.3% of Mn, 0.001 to 0.06% of P, 0.001 to 0.02% of S, 0.001 to 0.1% 0.001 to 0.03% of Cr, 0.001 to 0.7% of Cr, 0.001 to 0.1% of Ti, 0.001 to 0.05% of Nb, 0.001 to 0.1% of V and the balance of Fe and unavoidable impurities / RTI >
Wherein the content of C, Si, Mn, P and Cr satisfies the following relational expression 1 and the content of C, Si, Mn, P and S satisfies the following relational expression (2).
[Relation 1]
0.01 (wt% C) +0.01 (wt% Si) +0.01 (wt% Mn) -0.06 (wt% P) +0.01 (wt% Cr)? 0.025
[Relation 2]
(Wt% Si) / 30 + (wt% Mn) / 20 + (wt% P) x 2 + (Wt% S) x 4}
(Where the parentheses indicate the weight% values of the respective elements)
상기 C, N, Ti, Nb 및 V의 함량은 하기 관계식 3을 만족하는 고강도 냉연강판.
[관계식 3]
0.03≤[{(mol%Ti)/+(mol%Nb)+(mol%V)}/{(mol%C)+(mol%N)}≤0.8
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량%를 해당 원소의 원자량으로 나눈 값을 의미함)
The method according to claim 1,
The content of C, N, Ti, Nb and V satisfies the following relational expression (3).
[Relation 3]
(Mol% Ti) / + (mol% Nb) + (mol% V)} / {(mol%
(Wherein the parentheses represent the weight% of the element divided by the atomic weight of the element)
상기 냉연강판의 미세조직으로 면적분율로, 30~55%의 페라이트(ferrite), 25~65%의 베이나이트(bainite) 및 5~20%의 마르텐사이트(martensite)를 포함하는 고강도 냉연강판.
The method according to claim 1,
A high strength cold rolled steel sheet comprising 30 to 55% of ferrite, 25 to 65% of bainite and 5 to 20% of martensite in an area fraction based on the microstructure of the cold-rolled steel sheet.
상기 냉연강판은 TiC 및 (Ti,Nb)CN 석출물을 포함하며, 상기 TiC 및 (Ti,Nb)CN 석출물의 평균 크기는 20nm 이하(0nm 제외)인 고강도 냉연강판.
The method according to claim 1,
Wherein the cold-rolled steel sheet comprises TiC and (Ti, Nb) CN precipitates, and the average size of the TiC and (Ti, Nb) CN precipitates is 20 nm or less (excluding 0 nm).
상기 냉연강판은 (Cu.Mn)S 개재물을 포함하며, 상기 상기 (Cu,Mn)S 개재물의 평균 크기는 20nm 이하(0nm 제외)인 고강도 냉연강판.
The method according to claim 1,
Wherein the cold-rolled steel sheet comprises (Cu.Mn) S inclusions and the average size of the (Cu, Mn) S inclusions is 20 nm or less (excluding 0 nm).
상기 냉연강판은, 인장강도가 780MPa 이상인 고강도 냉연강판.
The method according to claim 1,
The cold-rolled steel sheet has a tensile strength of 780 MPa or more.
상기 박 슬라브를 200~600mpm의 범위 내에서 등속으로 조압연 및 마무리압연하고, 상기 마무리압연시 800~880℃에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 500~650℃에서 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 40~75%의 압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계;
상기 냉연강판을 780~830℃에서 연속 소둔하는 단계;
상기 연속 소둔된 냉연강판을 650~750℃의 1차 냉각종료온도까지 1~10℃/sec의 1차 냉각속도로 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 냉연강판을 440~560℃의 2차 냉각종료온도까지 5~20℃/sec의 2차 냉각속도로 2차 냉각하는 단계;
상기 2차 냉각된 냉연강판을 상기 2차 냉각종료온도에서 과시효 처리하는 단계를 포함하는 고강도 냉연강판의 제조방법.
[관계식 1]
0.001≤0.05-(wt%C)+0.01(wt%Si)+0.01(wt%Mn)-0.06(wt%P)+0.01(wt%Cr)≤0.025
[관계식 2]
0.1≤{(wt%C)+(wt%Si)/30+(wt%Mn)/20+(wt%P)×2+(Wt%S)×4}≤0.5
(여기서, 소괄호는 각각 해당 원소의 중량% 값을 의미함)
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains 0.04 to 0.07% of C, 0.01 to 0.7% of Si, 1.5 to 2.3% of Mn, 0.001 to 0.06% of P, 0.001 to 0.02% of S, 0.001 to 0.1% 0.001 to 0.03% of Cr, 0.001 to 0.7% of Cr, 0.001 to 0.1% of Ti, 0.001 to 0.05% of Nb, 0.001 to 0.1% of V and the balance of Fe and unavoidable impurities Wherein the content of C, Si, Mn, P and Cr satisfies the following relational expression 1 and the content of C, Si, Mn, P and S satisfies the following relational expression 2 at a rate of 4.5 to 7 mpm To obtain a thin slab;
Subjecting the thin slab to rough rolling and finish rolling at a constant speed within a range of 200 to 600 mpm and hot rolling at 800 to 880 캜 during the finish rolling to obtain a hot rolled steel sheet;
Winding the hot-rolled steel sheet at 500 to 650 ° C;
Cold rolling the rolled hot-rolled steel sheet at a reduction ratio of 40 to 75% to obtain a cold-rolled steel sheet;
Continuously annealing the cold-rolled steel sheet at 780 to 830 ° C;
Cooling the continuously annealed cold rolled steel sheet to a primary cooling end temperature of 650 to 750 ° C at a primary cooling rate of 1 to 10 ° C / sec;
Secondarily cooling the primary cooled cold rolled steel sheet to a secondary cooling end temperature of 440 to 560 캜 at a secondary cooling rate of 5 to 20 캜 / sec;
And subjecting the secondarily cooled cold-rolled steel sheet to an over-treatment treatment at the secondary cooling termination temperature.
[Relation 1]
0.01 (wt% C) +0.01 (wt% Si) +0.01 (wt% Mn) -0.06 (wt% P) +0.01 (wt% Cr)? 0.025
[Relation 2]
(Wt% Si) / 30 + (wt% Mn) / 20 + (wt% P) x 2 + (Wt% S) x 4}
(Where the parentheses indicate the weight% values of the respective elements)
상기 박 슬라브는 30~150mm의 두께를 갖는 고강도 냉연강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the thin slab has a thickness of 30 to 150 mm.
상기 조압연시, 박 슬라브의 인입온도는 1000~1200℃인 고강도 냉연강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method for manufacturing a high-strength cold-rolled steel sheet according to claim 1, wherein the rolled slab has an inlet temperature of 1000 to 1200 ° C.
상기 조압연시, 누적 압하율은 60~90%인 고강도 냉연강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the cumulative rolling reduction is 60 to 90% at the time of rough rolling.
상기 권취 후, 상기 열연강판을 산세하는 단계를 더 포함하는 고강도 냉연강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Further comprising the step of pickling the hot-rolled steel sheet after the winding.
상기 2차 냉각종료온도는 450~530℃인 고강도 냉연강판의 제조방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the secondary cooling finishing temperature is 450 to 530 캜.
상기 과시효 처리시, 과시효 처리 시간은 1~5분인 고강도 냉연강판의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the overexposure treatment time is 1 to 5 minutes in the overexposure treatment.
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