KR890003975B1

KR890003975B1 - 복합조직 열연 고장력 강판 및 이의 제법

Info

Publication number: KR890003975B1
Application number: KR8200752A
Authority: KR
Inventors: 도시유끼 가또; 이사오 다까하시; 도시오 이리에; 요오조 오가와
Original assignee: 이와무라 에이로; 가와사끼 세이데쓰 가부시끼가이샤
Priority date: 1981-02-20
Filing date: 1982-02-20
Publication date: 1989-10-14
Also published as: KR830009249A; AU531669B2; DE3272237D1; JPS57137452A; EP0068598A3; JPH021218B2; EP0068598B1; US4561910A; CA1194713A; AU8059482A; EP0068598A2

Abstract

내용 없음.

Description

복합조직 열연 고장력 강판 및 이의 제법

제1도는 영랍연후의 냉각속도와 항복비의 관계에 따른 P의 영향을 도시한 도이다.

제2도는 항복비에 따른 코일권취온도의 영향을 도시한 도이다.

본 발명은 복합조직 열련 고장력 강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 특히 페리이트상(ferrite phrase)및 이 페라이트상에 분산되어 있는 마르텐사이트(잔유 오스텐니이트 함유)등과 같은 제2상으로 구성된 복합상(dual phase)으로 인해 가공성이 양호하고, 인장력이 50내지 80kg/㎟으로 크고, 저항복비(低降伏比)를 갖는 저렴한 복합조직 열련 고장력 강판 및 열압연(熱壓延)후의 열압연판의 냉각과정을 제어시키는 것에 대한 제약을 효과적으로 완화시켜 간단한 방법으로 고장력 강판을 유리하게 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 가공성이 우수한 고장력 강판으로서 페라이트상과 이 페라이트상에 분산되어 있는 제2상으로 구성되 복합조직 강판이 주목되고 있다. 이 강판은 항복강도(Y.S.)가 작고 인장강도(T.S.)는 크기 때문에 (Y.S./T.S.)×100으로 표시되는 항복비(Y.R.)는 작고 연신(El₀)은 복합조직 강판과 동일한 인장강도(T.S.)를 갖는 종래의 강판보다 현저히 크다. 그러나 이러한 특성은 모든 페라이트-마르텐사이트강에 나타나는 것이 아니고 페라이트상의 분율이 70%이상이고 제2상의 분율이 5%이상이며, 특히 퍼얼라이트(pearlite)와 베인나이트(bainite)의 분율이 더 존재할때 수득된다. 이 경우 강은 70%이하의 낮은 Y.R.을 가지며 가공성은 우수하다.

복합조직 강판을 제조하는 방법으로써, 열압연판을 연속어니일링(a,,ealing)시킨 후 냉각시키는 방법 ; 열압연판을 후처리없이 직접 냉각시키는 방법이 공지되어 있는데, 전자의 방법에서는 열처리를 수행하여야 하기 때문에 강판의 생산비가 고가이다. 그러므로 후자의 방법이 주로 최근에 수행되고 있다.

열압연판을 직접 냉각시켜 복합조직 강판을 제조하는 방법으로써 여러가지 방법이 제안되어 있으나, 이 방법은 두 방법으로 보통 대별할 수 있다. 이 방법중 한 방법은 α상과 γ상을 구성하는 복합방의열연판을 코일권취(券取)시킨 후, 냉각과정 동안에 γ상을 마르텐사이트로 변태시킨다. 또 다른 방법으로 페라이트-마르텐사이트 미세조직을 열압연에 후속하는 냉각과정동안 강판내에 형성시킨 후, 강판을 코일권취하는 방법이다.

전자의 방법에서 Si, Mn, Cr, Mo등과 같은 다량의 합금원소를 강(鋼)에 첨가시켜 마르텐사이트변태가 일어날때까지 냉각과정동안 안정된 오스텐나트를 유지시키도록 해야하므로 복합조직 강판의 제조비용이 많이 든다. 그러나 이와반대로 후자의 방법은 강에 대한 Si, Mn, Cr등과 같은 합금원소의 첨가량은 감소시킬 수 있지만 페라이트상의 70%이상과 제2상의 5%이상을 함유하는 상기의 이상적 미세조직을 수득하도록 하기 위해 마무리압연조건(

上壓延條件), 압연후 냉각속도, 냉각유형 및 코일권취온도를 엄밀히 제어시키는 것이 필요하다. 그러나 후자의 방법은 상기의 조건들이 엄밀히 제어된다 하더라도 코일퀀취강의 길이 및 폭방향으로 기계적 특성이 불균일하게 되기 쉬운 결점을 가지고 있다.

본 발명자들은 종래기술의 상기 결점을 검토하고 여러시험을 행한 결과, 합금원소로서 아주 값이 싼 P을 사용하는 경우에는 한정적인 열련조건이 필요하지만 극소저건으로 할지라도 페라이트분울이 크고 Y.R.이 70%이하이며 연성이 우수한 복합조직 고장력강판을 어떤 특별한 열처리없이열압연판을 직접 냉각시켜 아주 값싸게 수득할 수 있음을 발견하였다.

후자의 방법에서는 마무리압연온도의 제한 및 마무리압연에 후속하는 냉각단계에 수행하며 저족의 냉각단계를 포함하는 특이한 냉각 유형의 사용은 필수불가결한 조건으로 고료된다. 예로써 일본국 특허공개 제 91934/80호는 마무리압연을 저온에서 수행하여 열압연파을 처음에는 서서히 냉각한 다음 급냉시키지 않는 한 복합조직 강판을 수득할 수 없음을 서술하고 있다. 이 설명과는 대조적으로 본 발명자들은 상기 언급한 강이 0.04%이상의 P를 함유할 경우에 통상의 연속식 열간압연기로 통상의 마무리 압연온도에서 마무리압연시킨 후, 통상의 냉각속도 범위(10 내지 200℃/초)에서 열압연판을 냉각하는 경우에도 70%이상의 페라이트가 형성되며, 오스텐나이트내의 C의 농화 및 Mn의 작용으로 5%이상의 제2상이 페라이트내에 균일하게 분산되는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 더욱 더 연구한 결과, Si는 페라이트변태와 오스텐나이트내의 C의 농화를 촉진하여 마르텐사이트의 형성을 더욱 용이하도록 하며, Cr은 오스텐니이트의 경화능을 증가하도록 하므로써 생성 열압연 강판의 인장강도가 더 증가되는 것을 발견하였다.

본 발명의 제1특징은 0.03 내지 0.15중량%의 C, 0.6 내지 1.8중량%의 Mn, 0.04 내지 0.2중량%의 P, 0.1줄량%이하의 Al, 0.008중량%이하의 S, 나머지는 Fe로 구성되는 조성을 가지며 ; 강판의 단면 면적분율이 70%이상인 페라이트와 이 페라이트에 분산되고 면적분율이 5%이상인 마르텐사이트로 구성된 미세구조를 가지며 ; 항복비가 70%이하인 복합조직 열연 고장력 강판을 제조함에 있다.

본 발명의 두번째 특징은 0.03 내지 0.15줄량%의 C, 0.6 내지 1.8중량%의 Mn, 0.04 내지 0.2중량%의 P,0.10줄량%이하의 AL, 0.008줄량%의 S, 0.2 내지 2.0중량%의 적어도 하나의 Si 및 Cr, 나머지는 Fe로 구성되는 조성을 가지며 ; 강판의 단면 면적분율이 70%이상인 페라이트와 이 페라이트에 분산되고 면적분율이 5%이상인 마르텐사이트로 구성된 미세구조를 가지며 ; 항복비가 70%이하인 복합조직 열연 고장력 강판을 제조함에 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 0.03 내지 0.15중량%의 C, 0.6 내지 1.8중량%의 Mn, 0.008중량%의 S, 0.1중량%이하의 AL, 및 0.04내지 0.2중량%의 P를 함유하는 조성을 갖는 용융강을 제조하고 ; 상기 용융강을 통상적인 방법으로 슬라브(slab)로 형성시키며 ; 슬라브에 대한 가열온도를 1100 내지 1250℃로 유지시키과 마무리 열압연 온도를 780 내지 900℃로 유지시키며 권취온도를 450℃이하로 유지시키고 열압연에 후속하는 냉각의 초기로부터 권취가지의 냉각속도를 10 내지 200℃/초로 융지시키는 조건하에서 슬라브를 열압연시킴을 특징으로 화는 복합조직 열연 고장력 강판을 제조함에 있다.

본 발명의 성분벙위 한정은 다음과 같은 이유에 근거를 한 것이다.

C는 강의 강도를 확보하고 마르텐사이트를 생성시키기 위하여 최소한 0.03%으이 양을 필요로 하지만, 0.15%이상을 사용할 때 강의 용접성 및 인성이 현저히 저하되기 때문에 C의 양을 0.03 내지 0.15%로 한정한다. Mn은 오스텐나이트의 안정성을 고취시키며, 최종적으로 5%이상의 마르텐사이트를 형성하기 어렵고, 70%이하의 Y.R.을 수득하기 어렵다. 이 때문에 Mn량을 0.6 내지 1.8%로 제한하여야 한다.

P는 본 발명에 특히 중요한 원소로서, 0.04%이상의 P가 사용될 때, 저함량의 P를 갖는 복합조직 강판을 제조하는 종래의 방법에 필연적인 제한인 열압연판을 냉각시키는데 필요한 엄밀한 냉각유형의 제한과 마무리압연온도의 제한을 해소시킬뿐만 아니라, 최종으로 70%이상의 페라이트가 생성되며, 오스텐나이트중의 C의 농화와 Mn의 작용에 의하여 형성된 5%이상의 마르텐사이트가 페라이트내에 분산되어 강판의 항복비를 낮게 한다.

제1도에서, C는 0.05 내지 0.13%, Mn을 0.8 내지 1.7% 함유하는 강슬라브를 1100 내지 1250℃까지 가열시키고 연속식 열간압연기로 780 내지 900℃에서 마무리압연시킨 후, 10 내지 200℃/초의 범위의 냉각속도로 생성 열압연판을 냉각시키고 다음에 450℃이하, 바람직하게는 400내지 100℃의 온도에서 코일권위시켜 제조한 강판의 Y.R.을 나타낸 도이다. 제1도로부터 알 수 있듯이, 0.01 내지 0.02% 정도로 낮은 P을 함유하는 강에서는 냉각속도가 크면, 생성 강판 70%이상의 Y.R.을 갖지만 ; 0.04%이상의 P을 함유하는 강에서는 냉각속도가 커도 생성 강판은 70%이하으이 Y.R.을 갖는다.

이와같은 현상은 0.04%이상의 P을 함유하는 강에서는 고냉각속도에서도 70%이상의 페라이트가 생성되지만 0.01 내지 0.02정도로 ㄴ낮은 P을 함유하는 강에서는 70%이상의 페라이트가 생성되지 않고 다량의 베인나이트가 생성된다는 사실에 기초한다. 그러므로 최소한 0.04%이상의 P가 필요하다. 그러나 0.2%이상의 P가 사용될 때, 페라이트는 P의 작용에 의해 초과적으로 강화되어 Y.R.은705이상이 된다. 더우기 생성 강판은 형성시기에 취약하여 부서지기 쉬우므로 P의 상한치를 0.2%로 하여야 한다.

Al은 탈산화원소로서 사용된다. 최소한 0.01%의 Al을 사용하는 것이 효과적이지만 0.1%이상의 Al의 사용은 개재물을 증가시켜 바람직하지 않으므로 Al은 0.1%를 초과하지 않는 량으로 사용되어야 한다.

S는 0.008%이하의 양으로 사용된다. 왜냐하면 S가 0.008를 초과할때, 생성 강판의 가공성은 열간압연시 형성된 MnS의 연신개재물의 존재로 인하여 매우 불량하기 때문이다. 예로써, Ca 및 미시메탈(mischmetal)등과 같은 회토류금속(REM)은 MnS를 구형으로 형성시켜 생성강판의 가공성을 증진시켜 준다. 이때문에 REM 및 Ca를 자주 사용할 수 있다. REM/S및 Ca/S비가 각각 2/1 및 1/1이하일때, REM 또는 Ca의 효과가 나타나지 않지만, 반면 이들의 비가 각각 5/1 및 3/1이상일때, 대형의 개재물이 형성되어 생성강판의 가공성에 악영향을 준다. 이때문에 REM/S 및 Ca/S비가 각각 2/1 내지 5/1 및 1/1 및 3/1의 범위내에서 존재하여야 한다.

상기 언급한 기본적인 원소이외에, Si 또는 Cr 단독 또는 혼합하여 하기 이유를 근거로 하여 본 발명의 강내에 함유시킬 수 있다. Si는 페라이트변태를 촉진시켜 오스텐나이트중에 C를 농화시키므로써 마르텐사이트변태를 쉽게 야기시킨다. Cr은 옷텐나이트를 안정화시켜 마르텐사이트의 경화성을 증가시킨다. 이러한 효과는 Si 또는 Cr 단독 또는 혼합하여 총중량중 0.2%이상을 사용하므로써 수득할 수 있다. 그러나 이 양이 2%를 초과할 때 페라이트는 강화되어 불만족한 베인나이트변태가 촉진되므로 Si 또는C 단독 또는 이의 혼합물은 총중량중 0.12 내지 2.0%의 양으로 존재시켜야 한다.

상기 언급한 조성을 갖는 용융강은 통상적인 강 제조방법으로 용융강을 인고트로 한 다음 슬라브로 만들거나, 연속 주조법으로 직접 슬라브로 형성시킬 수 있다.

다음에 본 발명의 방법에서의 압연조건을 설명한다. 슬라브 가열온도는 통상의 열안연 경우와 유사하게 1100 내지 1250℃로 제한되어 있는데, 이러한 이유는 본 발명에서 정의한 조성을 갖는 강슬라브를 상기 온도범위로 가열시킨 후, 통상의 열간압연기로 열압연시킬 경우, 단지 거칠게 압연된 강을 780 내지 900℃(이 온도는 1100 내지 1250℃의 상기 언급한 가열온도범위에서 기인됨)의 마무리 압연 온도범위에서 마무리 압연시킨 다음, 열압연판을 10 내지 200℃/초의 통상의 냉각속도록 냉각시키므로서 어떤 특별한 유형의 제한없이 70%이상의 페라이트분율을 수득할 수 있다는 사실때문이다. 그러나 슬라브를 상기 제한된 슬라브 가열온도범위보다 높거나 낮게 가열하여 압연시킬 경우, 마무리 압연온도, 냉각속도, 열압연엥 후속하는 냉각의 유형을 다양하게 하여도 최종 생성물에서 70%이상의 페라이트분율을 수득할 수 없고 베인나이트 미세구조가 최종생성물에 함유되어 있다. 이러한 사실은 슬라브를 가열할때 오스텐나이트가 크고 작은 입자들의 혼합물 형태로 존재하기 때문이고, 이러한 불균일구조는 열압연을 슬라브 가열후에 행한다 하더라도 해소되지 않기 때문이다. 따라서 슬라브 가열온도는 1100 내지 1250℃로 제한하여야 한다.

열압연판의 코일권취온도(C.T.)는 450℃이하로 제한하여야 한다. 제2도는 본 발명에 따른 0.08% -1.3% M0.09% P강의 슬라브를 1100 내지 1250℃온도로 가열하고, 거친 압연판을 780 내지 900℃의 온도에서 마무리 압연시키고, 열압연판을 10 내지 200℃/초이 평균냉각속도로 냉각하였을 경우에 있어서의 코일권취온도(C.T.)와항복비의 관계를 나타낸다. 제2도에서 Y.R.은 실질적으로 전술한 열연조건 범위내의 C.T.에 좌우되며, C.T.가 450℃보다 높지 않을 때에 한하여 70%이하의 Y.R.이 수득될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 사실은 450℃이상의 C.T.는 강내의 퍼얼라이트 변태를 야기시킨다는 사실을 근거한 것이다. C.T.가 450℃이하일때, 코일권취전 본 발명의 조성을 갖는 강에 70%이상의 페라이트가 생성됨으로 인해 오스텐나이트 부분에 C가 풍부해지고, 권취전이나 후에 Mn의 효과와 더불어 마르텐사이트 변태가 야기됨으로써 Y.R.이 감소된다. 이 때문에 C.T.는 450℃이하로 제한되어야 한다.

하기의 실시예는 본 발명을 설명한 것이지 이들을 제한하고저 한 것은 아니다.

[실시예 1]

하기 표 1에 표시된 조성을 가지며 나며지가 Fe인 용융강을 전로에서 제조하고, 용융강을 중량이 20톤인 인고트로 만든 다음, 이 인고트를 두께가 200mm이고 폭이 910mm인 슬라브로 만들었다.

[표 1(a)]

[표 1(b)]

주 : * 나머지는 베인나이트 또는 퍼얼라이트이다.

각 슬라브를 1200℃까지 가열시킨 후, 4스텐드(stand)의 조압연기(

壓延機)와 7스텐드잉 마무리 압연기로 구성되는 연속식 열간 압연기를 사용하여 하기 열압연조건하에서 2.6mm의 두께를 갖는 코일로 열압연시켰다.

마무리 열압연온도 800~850℃

코일 권취 온도 300~380℃

열압연후 냉각초기

에서 코일권취까지 30~80℃/초

의평균냉각속도

JIS No. 5인장시험용 시편조각을압연방향에 수직으로 코일을 절단하여 수득하고 인장시험을 행하였다. 수득된 결과는 표 1에 표시하였다. 본 발명의 시료변호 1&은 항복비가 50 내지 65%이고 항복연신은 없었다. 비교시료번호 8~13은 C,Mn 및 P의 함량이 본 발명의 범주에 벗어나며, 고 항복비 및 항복신장을 나타내었다. 시료번호 1~7을 시료번호 8~13과 비교할때, 상기 시료들이 동일 인장강도를 가질 경우, 본 발명은 연신이 비교강보다 크며, 전자의 강이 후자의 강보다 연성이 우수하다.

[실시예 2]

0.09% 1.4% Mn-0.09% P-0.035% Al-0.002% S, 나머지가 Fe인 용융강을 200톤 용량의 전로에서 제조하고, 연속주조법을 사용하여 이 용융강을 200mm두께, 1020mm폭 및 25톤 중량의 8개의 슬라브로 만들었다. 각 슬라브를 8스텐드의 거친 압여니와 7스텐드의 마무리 압연기로 된 연속식 열간 압연기로 표 2의 압연조건하에서 2.9mm두께의 코일로 열간압연시켰다. 표 2의 E시료강에서 마무리 열압연도인 840℃에서 수냉개시온도인 700℃까지의 냉각조건은 공랭이다.

표 3은 표 2에 나타낸 코일로부터 절단한 시험조각에 대하여 인장시험을 행한 결과이다.

본 발명에서 정의한 압연조건하에서 슬라브를 열압연시켜 수득산 모든 시료강 A~E는 Y.R.이 70%이하이며, 항복신장은 나타나지 않았지만, 본 발명의 범주에서 벗어난 조건하에서 열압연시켜 수득한 모든 시료강 F,G, 및 H는 시료강 F내에 페라이트-퍼얼라이트 미세구조형성 및 시료강 G 및 H내에 페라이트-베인나이트 미세구조의 형성때문에 항복비가 크가. 더우기 시료강 F,G, 및 H는 동일한 T.S.를 가질 경우, 시료강 A~E보다 El이 낮다.

[표 2]

[표 3]

주 : * 나머지는 베인나이트 또는 퍼얼라이트이다.

상기 실시예에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면, 적절한 복합구조를 갖는 강판은 열압연에 따른 마무리 열압연 온도 및 냉각유형에 관해 어떤 엄격한 제약없이 열압연 강판을 단지 코일권취시켜 수득할수 있고, 이 강판은 저항복비와 고연성을 갖는 고인장강으로 유용하다. 특히 이 강판은 성분원소로서 값싼 인을 사용하기 때문에 생산비가 저렴하며 공업적으로 아주 유용하다.

더우기 본 발명의 방법에 따르면 압연후 냉각제어에 있어서의 엄격한 제약을 제품성능을 하락시킴이 없이 대폭적으로 완화시킬 수 있어 이러한 종류의 강판은 값싸게 생산할 수 있다.

Claims

0.03 내지 0.15중량%의 C, 0.6 내지 1.8중량%의 Mn, 0.04 내지 0.2중량%의 P, 0.1중량%이하의 Al, 0.008중량% S, 나머지는 Fe로 구성되는 조성을 가지며 ; 강판의 단면 면적분율이 70%이상인 페리이트와 이 페라이트에 분산되고 면적분율이 5%이상인 마르텐사이트로 구성된 미세조직을 가지며 ; 항복비가 70%이하임을 특징으로 하는 복합조직 열연 고장력 강판.
0.03 내지 0.15중량%의 C, 0.6 내지 1.8중량%의 Mn, 0.04 내지 0.2중량%P, 0.10중량%이하의 Al, 0.008중량%이하의 S, 0.2 내지 2.0중량의 적어도 하나의 Si및 Cr, 나머지는 Fe로 구성되는 조성을 가지며 ; 강판의 단면 면적분율이 70%이상인 페라이트와 이 페라이트에 분산되고 면적분율이 5%이상인 마르텐사이트로 구성된 미세조직을 가지며 ; 항복비가 70%이하임을 특징으로 하는 복합조직 열연 고장력 강판.
0.03 내지 0.15중량%의 C, 0.6 내지 108중량%의 Mn, 0.008중량%이하의 S, 0.1중량%이하의 Al 및 0.04 내지 0.2중량%의 P를 함유하는 조성을 갖는 용융강을 제조하고 ; 상기 용융강을 통상적인 방법으로 슬라브(slab)로 형성ㅅ키며 ; 이 슬라브에 대한 가열온도를 1100 내지 1250℃로 유지시키고 마무리 열압연온도를 780 내지 900℃로 유지시키며 권취온도를 450℃이하로 유지시키고 열압연에 후속하는 냉각의 초기로부터 권취까지의 냉각속도를 10내지 200℃/초로 유지시키는 조건하에서 슬라브를 열압연시킴을 특징으로하는 복합조직 열연 고장력 강판의 제조방법.
0.03 내지 0.15중량%의 C, 0.6 내지 1.8중량%의 Mn, 0.04 내지 0.2중량%의 P, 0.1중량%이하의 Al, 0.008중량%이하의 S, 0.2 내지 2.0중량%의 적어도 하나의 Si 및 Cr을 함유하는 조성을 갖는 용융강을 제조하고 ; 상기 용융강을 통상적인 방법으로 슬라브(slab)로 형성시키며 ; 이 슬라브에 대한 가열온도를 1100 내지 1250℃로 유지시키고 마무리 열압연온도를 780 내지 900℃로 유지시키며 권취온도를 450℃이하로 유지시키고 열압연에 후속하는 냉각의 초기로부터 권취까지의 냉각속도를 10 내지 200℃/초로 유지시키는 조건하에서 슬라브를 열압연시킴을 특징으로 하는 복합조직 열연 고장력 강판의 제조방법.