KR960005237B1 - Making method of super high strength cold rolling steel sheet - Google Patents

Abstract

The cold rolled steel sheet for automobile has good ductility and high tensile strength of 100 to 1400kg/mm2. It is used for door impact beam, rail, and reinforcing material of automotive bumper. The fundamental composition of the steel slab consists of, in weight percent, 0.1 to 0.2% carbon, 0.3 to 1.0% silicon, 1.5 to 2.5% manganese, sulfur not exceeding 0.008%, 0.02 to 0.10% acid soluble aluminum, 0.10 to 0.30% molybdenum, and 0.02 to 0.07% niobium and/or 0.3 to 0.5% chromium as the additive agent, with iron as the balance. The steel sheet is produced by (1)heating the steel slab having the same chemical composition as mentioned above as a starting material to the temperature of 1150 to 1250deg.C (2)final hot rolling the slab at 880 to 920deg.C, (3)hot reeling at 500 to 650deg.C, (4)cold rolling under a reduction ratio of 40 to 60%, (5)continuous annealing at 780 to 880deg.C for over 30sec, (6)cooling at the speed of over 10deg.C/sec, and (7)overaging at 450 to 600deg.C within 10 min.

Description

연성이 우수한 초고강도 냉연강판 제조방법Manufacturing method of super high strength cold rolled steel sheet with excellent ductility

본 발명은 자동차용 강판에 사용되는 연성이 우수한 초고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 자동차의 범퍼 보강재, 도어충격빔과 레일등에 사용되는 연성이 우수한 인장강도 100-140kg/ ㎟급 초고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an ultra-high strength cold rolled steel sheet having excellent ductility used in automotive steel sheets, and more particularly, to a ductile strength of a vehicle, such as a bumper reinforcement, a door impact beam, and a rail, a tensile strength of 100-140kg / mm2 grade. It relates to a manufacturing method of ultra high strength cold rolled steel sheet.

최근 승용차의 충돌시 안정성확보를 위한 차체보강이 급속도로 이루어지고 있다. 그 일례로서 충돌방향에 따라 가장 충격을 많이 받는 해당 차체 부위에 대한 보강이 이루어지고 있는데, 정면 충돌의 경우는 범퍼와 대쉬보드를 보강빔으로 연결하여 범퍼에서 받는 충격을 보강빔이 흡수하도록 하고 있으며, 측면 충돌시는 도어의 보강을 위하여 도어내부에 종래 연질냉연강판으로 제작된 보강빔이 부착하고 있다.Recently, the body reinforcement for securing the stability in the collision of passenger cars is being made rapidly. As an example, reinforcement is performed on the part of the body that is most impacted according to the collision direction. In the case of the frontal collision, the reinforcement beam absorbs the impact received from the bumper by connecting the bumper and the dashboard with the reinforcement beam. In the case of side impact, a reinforcement beam made of a conventional soft cold rolled steel sheet is attached to the inside of the door to reinforce the door.

또한, 차체 전체의 구조적인 안정성 및 경량화를 목적으로 레일등 구조재에 적용중인 강판의 강도를 높이는 경향이 증가되고 있다. 상기에 열거된 자동차 부품의 경우 종래에 사용되어 왔던 고강도 냉연강판의 인장강도 수준은 60-100kg/ ㎟수준으로 그 제조방법들을 살펴보면 다음과 같은 방법들이 있다.In addition, the tendency to increase the strength of the steel sheet being applied to structural materials such as rails for the purpose of structural stability and light weight of the entire vehicle body is increasing. In the case of the automobile parts listed above, the tensile strength level of the high strength cold rolled steel sheet that has been conventionally used is 60-100 kg / mm 2, and the manufacturing methods are as follows.

첫째, 냉간압연에 의한 가공경화를 이용하는 방법이 있는데, 이 방은 냉간압연후 회복소둔을 실시하여 소둔후 조직을 미재결정조직으로 하는 방법으로, 강도확보를 위한 합금첨가가 적다는 이점이 있기 때문에 용접성이 상대적으로 우수하고, 압연시 용접부과단증에 기인한 작업성 저하를 방지할 수 있다. 그러나, 강도확보에 비하여 연성이 동급 강종에서 가장 나쁘고 항복강도대 인장강도비인 항복비가 매우 높아 성형후 형상동결성이 떨어지는 단점이 있으며, 또한, 회복소둔시 온도에 따른 안정적재질 확보를 위하여 소둔온도 범위를 확대하고자 Ti등 재결정지연원소를 다량 첨가하는 경향이 있는데, 이는 연주식 Ti 산화물형성에 따른 작업성 악화등이 문제가 되고 있다.First, there is a method of using work hardening by cold rolling, which is a method of recovering annealing after cold rolling to make the recrystallized structure after annealing, which has the advantage of less alloying to secure strength. The weldability is relatively excellent, and it is possible to prevent workability deterioration due to weld breakage during rolling. However, compared with securing strength, the ductility is the worst in the class of steel and the yield ratio, which is the yield strength to tensile strength ratio, is very high.Therefore, there is a drawback in shape freezing after molding, and also annealing temperature range to secure stable material according to temperature during recovery annealing. There is a tendency to add a large amount of recrystallization delay elements such as Ti to expand, which is a problem such as deterioration of workability due to the formation of a playable Ti oxide.

둘째로는, 냉간압연후 소둔온도를 Al 변태점 이상으로 하여 가열시 오스테나이트를 형성한 다음, 적절한 냉각속도에 의하여 오스테나이트를 저온 조직(마르텐사이트, 베이나이트)으로 변태시킴으로써 조직에 의한 강화를 도모하는 방법을 들 수 있다. 이 방법의 경우 가열온도와 냉각방법에 따라 여러가지 종류의 복합조직강 또는 단상조직강이 얻어지는데, 대표적인 것으로는, 가열온도를 A3 이상 온도로 하여 급냉한 경우의 마르텐사이트 단상조직강이, 가열온도를 A1과 A3 사이로 하고 급냉한 경우의 페라이트-마르텐사이트의 이상 조직강이 있다.Secondly, after the cold rolling, the annealing temperature is above the Al transformation point to form austenite upon heating, and then the austenite is transformed into low-temperature tissues (martensite, bainite) at an appropriate cooling rate, thereby enhancing the structure. How to do this. In this method, various types of composite or single phase steels are obtained according to the heating temperature and the cooling method. Typical examples are martensitic single phase tissue steels when the heating temperature is A3 or higher and rapidly quenched. There is an abnormal texture steel of ferrite-martensite when quenching between A1 and A3.

이러한 변태조직강의 제조시 중요한 사항은 강도가 저항조직의 체적분율에 비례하기 때문에 요구되는 강도수준을 얻기 위해서는, 우선 필요로 하는 저온 조직의 분율을 정해야 하고, 그 다음에는 소둔 가열시 그 이상의 분율을 오스테나이트를 얻지 않으면 안된다는 것이다. 또한, 소둔가열시 이렇게 조성된 오스테나이트가 냉각시 저온조직으로 변태되는 과정에서 원하는 조직 즉, 마르텐사이트나 베이나이트 조직이 얻어지도록 적절한 냉각이 이루어져야 하며, 적절한 냉각속도는 합금성분과 소둔가열시 형성된 오스테나이트의 크기에 의하여 결정되므로, 이러한 강종을 제조하기 위해서는 제조설비의 냉각특성에 따른 합금설계와 소둔온도 설정이 중요하며, 그 중에서도 합금 설계가 주로 고려된다. 합금설계시 고려되는 것은 냉각시 저온 조직이 용이하게 형성되도록 하는 원소, 즉 소입성이 큰 원소의 첨가량이며, 이 양에 의하여 저온 조직을 얻는데 필요한 최소한의 냉각속도가 결정된다. 저합금의 경우 수냉과 같이 매우 빠른 속도의 냉각이 필요하고, 고합금의 경우는 공냉과 같은 비교적 서냉에 의해서도 저온조직이 얻어진다. 그러나 동일한 분율의 저온조직을 가지고 있는 강을 제조한다고 해도 합금량에 따른 냉각과정에 따라 재질이 상이하고, 고합금형의 경우에는 연성이 우수한 반면, 저합금형에 비하여, 장출 연신성과 용접성이 낮은 문제점이 있다.An important point in the production of these metamorphic steels is that the strength is proportional to the volume fraction of the resistive tissue. Therefore, in order to obtain the required strength level, it is necessary to first determine the required fraction of the low-temperature tissue, and then the higher fraction during annealing heating. You have to get austenite. In addition, during the annealing heating process, the austenite thus formed is transformed into a low-temperature structure during cooling, and thus, appropriate cooling must be performed to obtain a desired structure, that is, martensite or bainite structure, and an appropriate cooling rate is formed during alloying and annealing heating. Since it is determined by the size of the austenite, the alloy design and the annealing temperature setting according to the cooling characteristics of the manufacturing equipment is important to manufacture such steel grades, and the alloy design is mainly considered. What is considered in the alloy design is the addition amount of the element which makes it easy to form the low-temperature structure during cooling, that is, the element with high quenchability, and this amount determines the minimum cooling rate required to obtain the low-temperature structure. In the case of low alloys, very fast cooling is required, such as water cooling, and in the case of high alloys, low temperature structure is obtained even by relatively slow cooling such as air cooling. However, even if the steel having the same fraction of low temperature structure is manufactured, the materials are different depending on the cooling process according to the alloying amount, and the high alloy mold has excellent ductility, but the elongation elongation and weldability are lower than those of the low alloy mold. There is this.

셋째로는, 소둔가열시 형성된 오스테나이트 부를 냉각후에도 잔류시켜 연성을 개선시키는 방법이 있는데, 이 방법에 의하면, 강중에 C:0.2% 중량%(이하, "%"라 칭함) 이상, Si:1.5-2.5%,Al:1.0%이상의 원소를 다량 첨가하여, 연속소둔후 과시효온도를 마르텐사이트 변태온도이상 상부베이나이트 변태온도이하로 유지시키고, 이때 오스테나이트가 베이나이트로 변태하는 것을 억제하면서 오스테나이트로 탄소가 농화되도록 하면, 그후 냉각과정에서 마르텐사이트로 변태가 억제되어 상온에서도 오스테나이트가 잔류한다는 것이다. 그러나, 이 강종의 경우 Si,Al을 다량첨가하기 때문에, 압연시 변형저항이 상승하여 압연하종이 제약을 받으므로, 두께가 얇은 강판의 제조가 곤란하고 연속공정인 경우 용접성에 문제가 있다.Third, there is a method of improving the ductility by remaining the austenite portion formed during annealing heating after cooling. According to this method, C: 0.2% by weight or more (hereinafter referred to as "%") in steel, Si: 1.5 By adding a large amount of -2.5%, Al: 1.0% or more elements, the overaging temperature after continuous annealing is maintained above the martensite transformation temperature and below the upper bainite transformation temperature, and at this time, the austenite is suppressed from being converted to bainite If the carbon is concentrated by nitrous, then the transformation to martensite is suppressed in the cooling process so that austenite remains at room temperature. However, in the case of this steel grade, since a large amount of Si and Al is added, the deformation resistance increases during rolling, and thus the rolling sub-type is restricted. Therefore, it is difficult to manufacture a thin steel sheet and there is a problem in weldability in the continuous process.

따라서, 본 발명은 강슬라브 조성, 열간압연 및 냉간압연 조건을 제어함으로써, 종래에 방법에 의하여 제조된 초고강도 냉연강판에 비해 용접성, 압연성등 제조공정상 작업성이 우수하고 인장강도의 확보가 용이하며 연성이 우수한 초고강도 냉연강판의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is excellent in workability in the manufacturing process, such as weldability, rolling properties and easy to secure tensile strength compared to the ultra-high strength cold rolled steel sheet manufactured by the method by controlling the steel slab composition, hot rolling and cold rolling conditions And to provide a method of manufacturing an ultra-high strength cold rolled steel sheet excellent in ductility, the purpose is.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본발명은 냉간압연 강판의 제조방법에 있어서, 중량%로, C:0.1-0.2%, Si:0.3-1.0%, Mn:1.5-2.5%, S:0.008%이하, 산가용성 Al:0.02-0.10%, 및 Mo:0.10-0.30%인 기본조성에 0.02-0.07%의 Nb 및 0.3-0.5%의 Cr을 단독 또는 복합 첨가하고, 잔부 Fe로 조성된 강 슬라브를 슬라브 가열온도:1150-1250℃, 열연마무리온도:880-920℃의 조건에서 열간압연을 하여 500-650℃온도에서 권취한 다음, 40-60%의 압하율로 냉간압연하여 780-880℃의 온도에서 30초이상 연속 소둔하고, 10℃/초 이상의 속도로 냉각한후, 450-600℃의 온도에서 10분이내로 과시효처리하는 것을 특징으로 하는 연성이 우수한 초고강도 냉간압연의 제조방법에 관한 것이다.The present invention, in the manufacturing method of cold-rolled steel sheet, in weight%, C: 0.1-0.2%, Si: 0.3-1.0%, Mn: 1.5-2.5%, S: 0.008% or less, acid-soluble Al: 0.02-0.10 %, And Mo: 0.10-0.30% in the basic composition of 0.02-0.07% Nb and 0.3-0.5% Cr alone or in combination, and the steel slab composed of the balance Fe slab heating temperature: 1150-1250 ℃, Hot finishing temperature: hot-rolled under the condition of 880-920 ℃, wound at 500-650 ℃ temperature, cold-rolled at a reduction rate of 40-60% and continuously annealed for 30 seconds at the temperature of 780-880 ℃, After cooling at a rate of 10 ° C / sec or more, the present invention relates to a super high strength cold rolled manufacturing method excellent in ductility, characterized in that overaging treatment within 10 minutes at a temperature of 450-600 ° C.

이하, 본 발명에 의한 강 슬라브의 성분조성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the composition of the steel slab according to the present invention will be described in detail.

상기 강슬라브 중의 탄소는 저온 조직의 양과 탄화물형성원소와의 석출물 형성에 관계하여 강도상승에 기여하는 원소로, 탄소량이 증가할수록 저온조직과 탄화물의 양이 증가한다. 따라서, 탄소함유량이 0.1%이하에서는 강도 확보가 곤란하고, 0.2%이상에서는 용접성이 악화되고 연성이 감소하므로 탄소의 조성범위는 0.1-0.2%로 하는 것이 바람직하다.Carbon in the steel slab is an element that contributes to the increase in strength in relation to the formation of precipitates between the amount of the low temperature structure and the carbide forming element, and the amount of the low temperature structure and the carbide increases as the amount of carbon increases. Therefore, it is difficult to secure the strength when the carbon content is 0.1% or less, and the weldability deteriorates and the ductility decreases when the carbon content is 0.2% or more. Therefore, the composition range of carbon is preferably 0.1-0.2%.

강중 Si은 소입성을 약간 증가시켜 저온조직을 얻기 위한 최소냉각속도를 약간 느리게 완화시키는 효과외에, 과시효동안 오스테나이트가 베이나이트로 변태되는 것을 억제할 뿐 아니라, 탄소의 오스테나이트로의 농화를 조장하는 효과가 있다. 그러나, Si이 1.0% 이상 다량첨가되면, 압연성 및 내식성을 악화시키고, Mn/Si비가 5이하가 될때, 플래쉬버트(Flash butt) 용접성이 열화되는 문제가 있다. 0.3%이하에서는 오스테나이트 잔류 및 연성향상 효과가 감소하므로 Si의 함유량은 0.3-1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.In addition to the effect of a slight increase in quenchability, Si in steel slightly slows down the minimum cooling rate to obtain low-temperature structure, and not only prevents austenite from transforming to bainite during overaging, but also condenses carbon into austenite. It has the effect of promoting it. However, when a large amount of Si is added in an amount of 1.0% or more, there is a problem that deterioration of rollability and corrosion resistance, and deterioration of flash butt weldability when the Mn / Si ratio is 5 or less. Below 0.3%, the austenite retention and ductility enhancing effect is reduced, so the Si content is preferably limited to 0.3-1.0%.

또한, 상기 Mn은 오스테나이트의 소입성을 상승시키는 주된 원소로서, 저온조직을 얻기 위한 임계냉각속도는 감소시키고 페라이트에 고용되어 강도를 상승시킨다. 저온조직을 얻기위한 입계냉각속도는 각 합금원소의 소입성을 Mn 당량으로 환산한 값으로 계산할 수 있는데, 통상 Mn 당량이 증가할수록 느린 냉각속도에서도 저온조직이 얻어진다.In addition, Mn is a main element for increasing the hardenability of austenite, and the critical cooling rate for obtaining a low-temperature structure is reduced and is dissolved in ferrite to increase strength. The grain boundary cooling rate for obtaining the low temperature structure can be calculated by converting the hardenability of each alloying element into Mn equivalents. In general, as the Mn equivalent increases, the low temperature structure is obtained even at a slow cooling rate.

Mn 당량환산식은 Mn당량=Mn%+0.45Si%+1.3Cr%+2.67Mo%이며, 이때 임계냉각속도는 log(임계속도)=3.95-1.73Mn당량의 식에 의하여 구해진다. 따라서, 연속소둔후 통상 확보가능한 냉각속도(10℃/sec이상)에서 저온조직을 얻기 위해서 Mn당량이 적어도 1.65이상이 되어야 한다. 더욱이 강도의 추가상승을 위하여 그 이상의 Mn을 첨가하는데, Mn이 너무 높으면 용접성이 악화되고 합금비용도 증가하므로 상한율 2.5%로 제한하는 것이 바람직하다.The Mn equivalent conversion equation is Mn equivalent = Mn% + 0.45 Si% + 1.3 Cr% + 2.67 Mo%, where the critical cooling rate is obtained by the formula of log (continuity) = 3.95-1.73 Mn equivalent. Therefore, the Mn equivalent should be at least 1.65 or more in order to obtain a low temperature structure at a cooling rate (10 ° C./sec or more) that can usually be obtained after continuous annealing. Furthermore, more Mn is added to further increase the strength. If Mn is too high, the weldability is deteriorated and the alloy cost is increased, so it is preferable to limit the upper limit to 2.5%.

강중의 S 함량이 0.008% 이하로 제한하는 것이 바람직한데, 그이유는 S 함량이 0.008%이상에서 열간 취성을 일으키는 원인이 되며, 연성을 악화시키기 때문이다.It is preferable to limit the S content in the steel to 0.008% or less, because the S content causes hot brittleness at 0.008% or more, and worsens the ductility.

상기 산가용성 Al은 탈산을 위하여 첨가되며, 산가용성 Al의 함유량이 0.02%이하에서는 탈산이 완전하게 이루어지지 않고, 0.1%이상에서는 Al에 의한 제강성결함이 발생하거나 열간취성의 문제점이 있으므로 범위를 0.02%-0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.The acid-soluble Al is added for deoxidation, and the acid-soluble Al content is less than 0.02%, the deoxidation is not completely performed, and at 0.1% or more, steelmaking defects occur due to Al or there is a problem of hot brittleness. It is desirable to limit it to 0.02% -0.1%.

강중의 Mo은 소임성 상승효과가 매우 높고 압연시 변형저항을 크게 상승시키지 않으면 소둔조건과 관계없이 강도상승에도 효과적인 원소이다. 또한, 과시효처리과정에서 오스테나이트의 베이나이트 변태를 지연시키는 역활도 하며, Nb,Cr등의 복합 첨가하는 경우 강도상승 효과가 현저히 증가하는 경향이 있기 때문에, Mo을 기본조성으로 하여 Nb, Cr을 단독 또는 복합첨가하는 것이 바람직하다. Mo의 첨가에 의한 소입성 증가는 0.1%로 충분하지만, 고용강화 또는 석출강화효과를 위하여 연성을 크게 저하시키지 않는 0.3%이하로 첨가하는 것이 바람직하다.Mo in steel is an element that is very effective in increasing the strength regardless of annealing conditions unless the synergistic synergistic effect is very high and the deformation resistance during rolling is not greatly increased. It also plays a role in delaying bainite transformation of austenite during the overaging process, and when Nb, Cr, etc. are added, the strength increase effect tends to be remarkably increased. It is preferable to add or alone. The increase in quenchability by addition of Mo is sufficient at 0.1%, but it is preferable to add it at 0.3% or less that does not significantly reduce ductility for solid solution strengthening or precipitation strengthening effect.

강중의 Nb는 열간압연중 미세한 석출물을 형성하여 강도 상승에 기여할뿐 아니라, 입도를 미세화시키는 효과가 있기 때문에 오스테나이트의 잔류에도 효과적이다.Nb in the steel not only contributes to the increase in strength by forming fine precipitates during hot rolling, but is also effective in retaining austenite since it has an effect of miniaturizing the particle size.

Nb의 함유량의 경우 0.02-0.07%로 하는 것이 바람직한데, 그이유는 Nb 함유량이 0.02%이하에서는 강도상승효과가 매우 낮고, 0.07% 이상에서는 재결정지연이 현저하여 소둔온도를 상승시키며 연성저하가 크기 때문이다.In the case of Nb content, it is preferable to set it as 0.02-0.07%. For this reason, the strength increase effect is very low when the Nb content is less than 0.02%, and the recrystallization delay is remarkable at 0.07% or more, which increases the annealing temperature and the ductility decrease is large. Because.

또한, 강중의 Cr은 소입성이 우수하고 석출강화원소로도 효과적이며, 오스테나이트 형성원소로서, 변태점을 저하시키기 때문에, 주어진 소둔온도와 탄소량에서도 저온조직 분율을 증가시킬 수 있으며, 페라이트에서의 탄소용해량을 감소시켜 항복강도를 낮추는 효과가 있다. 특히, Cr은 Mn,Mo와 마찬가지로 베이나이트변태의 개시 및 종료를 지연시켜 과시효시 오스테나이트 분해를 억제함으로써 잔류 오스테나이트양을 증가시키는 효과가 있다. 따라서, Cr 함유량이 0.3% 이하에서는 강화효과와 베이나이트 변태 지연효과가 적고, 0.5% 이상에서는 Al 변태점 상승 및 압연성 저하등 조업성이 열화되기 때문에, Cr 함유량은 0.3-0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.In addition, Cr in steel has excellent hardenability and is effective as a precipitation strengthening element, and as austenite forming element, since it lowers the transformation point, it is possible to increase the low temperature tissue fraction even at a given annealing temperature and carbon content. It has the effect of lowering the yield strength by reducing the amount of carbon dissolved. In particular, Cr has the effect of increasing the amount of retained austenite by delaying the start and end of bainite transformation, like Mn and Mo, to inhibit austenite decomposition during overaging. Therefore, when the Cr content is 0.3% or less, the reinforcing effect and the bainite transformation delay effect are small, and when the Cr content is 0.5% or more, the operability such as the increase of the Al transformation point and the deterioration of the rolling property deteriorates, so the Cr content should be limited to 0.3-0.5%. desirable.

이하, 상기한 조성을 갖는 본발명의 강슬라브에 대한 열간 압연 및 냉각압연 조건에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the hot rolling and cold rolling conditions for the steel slab of the present invention having the above composition will be described in detail.

본 발명은 저온조직에 의하여 항복강도가 비교적 낮고 인장강도가 높을 뿐 아니라. 페라이트내에 Nb,Cr,Mo등의 탄화물을 분산시킴으로써 페라이트와 저온조직간의 경도차이를 감소시켜 장출연신성이 우수하고, 연속소둔후 과시효처리조건에 따른 강도 저하에도 불구하고 강도확보가 용이한 것으로 특징으로 하며, 이와같은 특성을 얻기 위하여 열간 압연조건을 다음과 같이 제한하는 것이 바람직하다.The present invention not only yields relatively low yield strength and high tensile strength due to the low temperature structure. By dispersing carbides such as Nb, Cr and Mo in ferrite, the hardness difference between ferrite and low-temperature structure is reduced, so it is excellent in elongation elongation, and it is easy to secure the strength despite the decrease in strength due to the over-aging treatment condition after continuous annealing. It is preferable to limit the hot rolling conditions as follows in order to obtain such characteristics.

즉, 슬라브 가열온도의 경우 온도가 너무 낮으면 슬라브내의 Mn,P등 일부 원소의 편석대의 해소가 어렵고, 온도가 너무 높으면 Nb등 슬라브내의 석출물들이 완전히 재용해되어 가열도중 오스테나이트의 조대화가 일어나 재질이 열화되기 때문에, 성분편석을 해소하고 일부 석출물이 부분적으로 재용해되도록 하기 위해서는 적정 슬라브 가열온도범위를 1150-1250℃로 하는 것이 바람직하다. 이 슬라브 가열 온도범위에서는 Cr 탄화물은 완전히 재용해되지만, Nb 탄화물은 미세한 것은 재용해되고 조대한 것은 일부 잔존하여 압연중 또는 권취시 미세하게 석출하므로서 강도상승에 기여하게 된다.That is, in the case of slab heating temperature, if the temperature is too low, it is difficult to solve the segregation zone of some elements such as Mn and P in the slab. If the temperature is too high, the precipitates in the slab such as Nb are completely redissolved and coarsening of austenite during heating occurs. It is preferable to set the appropriate slab heating temperature range to 1150-1250 ° C. in order to eliminate component segregation and to partially re-dissolve the segregation because the material deteriorates. In this slab heating temperature range, Cr carbides are completely redissolved, but Nb carbides are redissolved finely and some of the coarse remain, which contributes to the increase in strength due to fine precipitation during rolling or winding.

상기한 열간압연 조건중 열연마무리온도는 압연이 오스테나이트 단상역에서 마무리가 된후, 런 아웃 테이블(run out table)상에서 퍼얼라이트변태지점과 수냉대가 일치하도록 하기 위하여 통상 압연온도 보다 약간 높은 880℃이상으로 하였으며, 너무 높으면 두께가 얇은 제품의 경우압연온도 확보가 곤란하고 압연후 형상불량이 발생하기 용이하므로 열연 마무리온도를 920℃로 제한하는 것이 바람직하다.In the above hot rolling conditions, the hot finishing temperature is 880 ° C or higher, which is slightly higher than the rolling temperature in order to make the perlite transformation point coincide with the water cooling zone on the run out table after the rolling is finished in the austenitic single-phase zone. If the thickness is too high, it is preferable to limit the hot rolling finish temperature to 920 ° C. because it is difficult to secure a rolling temperature and easily cause a shape defect after rolling.

또한, 권취온도는 열연판 조직이 미세할수록 소둔후 오스테나이트의 잔류량이 증가하고 소입성이 증가하기 때문에, 미세조직을 얻기 위하여 상한 온도를 650℃이하로 하고, 하한 온도는 급냉에 의한 코일의 형상 불량 억제와 저온조직인 마르텐사이트가 형성됨으로써 열연판의 강도상승으로 냉간압연성이 악화되는 것으로 방지하며, 강종의 탄화물형성원소인 Cr,Nb,Mo등의 석출물형성에 의한 강도상승을 최대화하기 위하여 500℃로 제한하는 것이 바람직 하다.In addition, the coiling temperature of the hot rolled sheet structure is fine, the residual amount of austenite after annealing increases and the hardenability increases, so the upper limit temperature is below 650 ℃ to obtain a microstructure, the lower temperature is the shape of the coil by rapid cooling By suppressing defects and forming martensite, which is a low temperature structure, it prevents the cold rolling from deteriorating due to the increase in strength of the hot rolled sheet, and in order to maximize the increase in strength due to the formation of precipitates such as Cr, Nb and Mo, which are carbide forming elements of steel, It is preferable to limit to ℃.

한편, 냉각압연율은 소둔시 재결정온도와 소둔후 고온의 결정립도에 영향을 미치며, 통상 재결정을 일으키기 위해서는 냉간압연시 최소한 어느 정도 이상의 변형을 주어야만 하는데, 이런 최소 변형량을 임계변형량이라고 하고, 이 임계변형량은 냉간압연전 결정립도에 크게 영향을 받는다. 본발명강의 경우 열연판의 결정립도가 석출물 형성원소의 첨가로 매우 작기 때문에, 40%정도의 냉간압하율에서도 재결정이 충분히 일어나고, 압하율이 너무 높으면 냉간압연성이 문제가 되기 때문에, 냉간 압하율은 60% 이하에서 실시되는 것이 바람직하다.On the other hand, the cold rolling rate affects the recrystallization temperature at the time of annealing and the grain size of the high temperature after the annealing. Usually, in order to cause recrystallization, at least a certain amount of deformation must be given at the time of cold rolling. Such minimum deformation amount is called a critical strain amount. Is strongly influenced by the grain size before cold rolling. In the present invention, since the grain size of the hot rolled sheet is very small due to the addition of precipitate forming elements, recrystallization sufficiently occurs even at about 40% of the cold rolling rate, and if the rolling rate is too high, the cold rolling property becomes a problem. It is preferably carried out at 60% or less.

연속 소둔은 780-880℃의 온도에서 30초이상 균열한 뒤 10℃/초 이상의 속도로 냉각하는것이 바람직한데, 그이유는 소둔온도가 780℃이하로 되면 균일시 조직이 페라이트와 오스테나이트의 이상조직이 되어 소둔후 조직의 균일성이 저하하고 조대화됨으로써 장출연신성이 나빠지고 NbC의 경우 재용해가 되지 않아 연성을 저하시키며, 880℃이상의 연속소둔 온도는 이 온도가 연속소둔설비에서 확보가능한 최대온도이므로 작업성에 문제가 있기 때문이다. 또한, 냉각속도는 10℃/초 이상으로 냉각하는 것이 바람직한데, 그이유는 냉각속도가 10℃/초 이하인 경우 오스트나이트가 퍼얼라이트로 변태하여 저온조직이 얻어지지 않기 때문이다.For continuous annealing, it is desirable to cool at a rate of 10 ° C / sec after cracking for more than 30 seconds at a temperature of 780-880 ° C. The reason for this is that when the annealing temperature is lower than 780 ° C, the structure becomes abnormal in ferrite and austenite. After annealing, the uniformity of the tissue decreases and the coarsening decreases the elongation elongation, and in the case of NbC, it is not re-dissolved and the ductility is lowered. This is because there is a problem in workability because the maximum temperature. In addition, the cooling rate is preferably cooled to 10 ° C / sec or more because the austenite is transformed to pearlite when the cooling rate is 10 ° C / sec or less, so that a low temperature structure is not obtained.

상기 과시효처리 온도는 450-600℃의 범위가 바람직한데, 그이유는 과시효처리 온도가 600℃이상이면 냉각중 퍼얼라이트로 변태가 억제된 오스테나이트가 상부 베이나이트 변태하여 연성과 장출연신성 및 용접성을 악화시키고, 450℃이하인 경우 경질의 마르텐사이트 형성에 따라 연성이 저하하거나 냉각 조건이 엄격하여 설치비용이 증대하기 때문이다.The overaging temperature is preferably in the range of 450-600 ° C. The reason is that when the overaging temperature is 600 ° C or higher, austenite, which is transformed into perlite during cooling, is transformed into upper bainite, resulting in ductility and elongation elongation. And deterioration of weldability, and when it is 450 ° C. or lower, ductility decreases due to formation of hard martensite or strict cooling conditions increase installation cost.

상기 과시효처리 시간의 경우 10분 이내로 하는 것바람직한데, 그이유는 강중에 Mo.Cr등을 첨가하여 베이나이트 변태 개시시간을 연장하였기 때문에, 통상의 10분 이내의 과시효처리에서는 전형적인 하부베이나이트가 형성되지 않기 때문이다.In the case of the overage treatment time, it is preferable to set it within 10 minutes. The reason for this is that since the start time of bainite transformation is extended by adding Mo.Cr or the like to the steel, it is a typical bottom bay in the normal overage treatment within 10 minutes. This is because no knight is formed.

상기한 조성 성분 및 조건을 통하여 제조된 본 발명강은 페라이트-베이나이틱 페라이트-잔류오스테나이트-마르텐사이트로 구성되는 혼합조직에 Nb,Mo,Cr탄화물이 페라이트에 석출되어 있는 석출강화형 복합 조직강으로, 특히 Si함량이 1.0% 로 높아짐에 따라 베이나이트 반응에 따른 철탄화물형성이 억제됨으로써 잔류 오스테나이트가 증가하여 우수한 인장강도를 확보하면서도 총연신율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.The steel of the present invention manufactured through the above-described composition components and conditions is a precipitation-reinforced composite structure in which Nb, Mo, Cr carbides are precipitated in ferrite in a mixed structure composed of ferrite-bainitic ferrite-residual austenite-martensite. In particular, as the Si content is increased to 1.0%, iron carbide formation due to bainite reaction is suppressed, so that the retained austenite is increased, thereby improving the total elongation while securing excellent tensile strength.

이하, 실시예를 통하여 본발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

[실시예]EXAMPLE

하기표 1과 같은 조성을 갖는 강 슬라브를 제조한 후, 1200℃의 온도에서 60분간 가열한 다음, 열연마무리 온도를 900℃의 온도에서 열간압연하고, 그후 수냉에 의해 550℃로 권취하여, 그 권취된 열연강편을 산세한 후, 55%의 입하율로 냉간압연하여 1.2mm 두께의 냉연판을 제조하고, 이 냉연판을 소재로 하기표 2와 같은 온도에서 40초간 균일한 가열을 한 다음, 700℃까지 서냉한 후, 20℃/초의 속도로 하기표2와 같은 과시효처리 온도까지 냉각하고, 200초간 과시효처리 한 냉연강판 시편에 대하여 각각의 기계적 성질을 측정하고, 그 결과를 하기표2에 나타내었다.After preparing a steel slab having a composition as shown in Table 1, and then heated for 60 minutes at a temperature of 1200 ℃, hot-rolled temperature is hot rolled at a temperature of 900 ℃, and then wound up to 550 ℃ by water cooling, the winding After pickling the hot rolled steel strips, they were cold rolled at a 55% loading rate to produce a cold rolled sheet having a thickness of 1.2 mm, and then uniformly heated at a temperature as shown in Table 2 for 40 seconds, and then 700 After cooling slowly to ℃, the mechanical properties of the cold rolled steel specimens, which were cooled to the overaging temperature as shown in Table 2 at a rate of 20 ° C / sec and overaged for 200 seconds, were measured, and the results are shown in Table 2 below. Shown in

[표 1]TABLE 1

[표 2]TABLE 2

상기표2에 나타난 바와같이, 본 발명의 조성 및 열처리조건을 만족하는 발명강의 경우 인장강도가 100-140kg/ ㎟ 수준을 가지면서 총연신율이 10-18%의 우수한 가공성을 가지는 반면, 본 발명의 조성을 만족하면서도 열처리 조건이 벗어나는 비교강의 경우, 발명강에 비해 인장강도가 낮거나 총연신율이 떨어짐을 알 수 있었다.As shown in Table 2, in the case of the invention steel that satisfies the composition and heat treatment conditions of the present invention, the tensile strength has a level of 100-140kg / mm 2, while the total elongation is excellent in processability of 10-18%, In comparison steel that satisfies the composition but deviates from the heat treatment conditions, it was found that the tensile strength was lower or the total elongation was lower than that of the inventive steel.

또한, 복합 조직강인 종래강(61-63) 및 소성유기 변태강(TRIP 강)인 종래강(71-73)의 경우 인장강도 및 총연신율이 본 발명강에 비하여 비슷하지만, 두께가 얇은 강판의 제조가 곤란하고, 사용상 용접성에 문제가 많으므로 바람직하지 않았다.In addition, in the case of conventional steel (61-63), which is a composite tissue steel, and conventional steel (71-73), which is a plastic organic transformation steel (TRIP steel), although the tensile strength and the total elongation are similar to those of the present invention, the production of a thin steel sheet Is not preferable because it is difficult and there are many problems in weldability in use.

상술한 바와같이 본발명은 인장강도 100-140kg/ ㎟수준을 가지면서도 총연신율이 10-18%의 우수한 가공성을 가지는 초고강도 냉연강판을 제공할 수 있어 자동차용 구조부재, 보강재등의 용도로 적용이 가능하고 차체 안정성 및 경량화에 현저한 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention can provide an ultra high strength cold rolled steel sheet having a tensile strength of 100-140kg / mm2 and having an excellent elongation of 10-18%, which is applied to structural parts of automobiles and reinforcement materials. This is possible and has a remarkable effect on body stability and weight reduction.

Claims (1)

냉간압연 강판의 제조방법에 있어서, 중량%로, C:0.1-0.2%,Si:0.3-1.0%,Mn:1.5-2.5%,S:0.008%이하, 산가용성 Al:0.02-0.10%및 Mo:0.10-0.30%인 기본조성에 0.02-0.01%의 Nb 및 0.3-0.5%의 Cr을 단독 또는 복합첨가 하고, 잔부 Fe로 조성된 강 슬라브를 슬라브 가열온도:1150-1250℃, 열연마무리 온도:880-920℃의 조건에서 열간압연을 하여 500-650℃온도에서 권취한 다음, 40-60%의 압하율로 냉간압연하여 780-880℃의 온도에서 30초 이상 연속 소둔하고, 10℃ / 초이상의 속도로 냉각한 후, 450-600℃의 온도에서 10분이내로 과시효처리하는 것을 특징으로 하는 연성이 우수한 초고강도 냉간 압연 강판의 제조방법.In the method for producing a cold rolled steel sheet, in weight%, C: 0.1-0.2%, Si: 0.3-1.0%, Mn: 1.5-2.5%, S: 0.008% or less, acid-soluble Al: 0.02-0.10% and Mo : Slab heating temperature: 1150-1250 ℃, hot polishing temperature: steel slab composed of 0.02-0.01% Nb and 0.3-0.5% Cr alone or in combination, and the balance Fe added to the basic composition of 0.10-0.30%. Hot-rolled at 880-920 ℃ and wound at 500-650 ℃, then cold-rolled at 40-60% reduction rate and continuously annealed at 780-880 ℃ for more than 30 seconds, 10 ℃ / second After cooling at the above-mentioned speed, the super-high strength cold-rolled steel sheet having excellent ductility, characterized in that overaging treatment within 10 minutes at a temperature of 450-600 ℃.