KR101938092B1 - Method of manufacturing hot stamping component and hot stamping component manyfactured thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 강재의 제조방법에 관한 것으로, 특히 연신율이 우수한 초고강도 핫 스탬핑 부품의 제조방법 및 이에 의해 제조된 핫 스탬핑 부품에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a steel material, and more particularly, to a method of manufacturing an ultra-high strength hot stamping part having excellent elongation and a hot stamping part manufactured thereby.
최근 자동차 업계는 승객의 안전성 강화를 위해 엄격한 차체 충돌성능을 요구하고 있다. 또한, 환경에 대한 인식이 높아지면서 배기가스 규제에 따른 연비 기준이 강화되어 이에 따른 차체 경량화에 대한 필요성이 지속적으로 높아지고 있다. 이러한 충돌성능 향상과 경량화라는 요구를 동시에 만족하기 위한 노력의 일환으로 고강도 강판의 차체 적용이 지속적으로 증가하고 있다. 자동차의 차체 제조시, 측면충돌을 보강하기 위해 고강도의 부품을 적용하는데, 이는 측면 충돌시 운전자의 생존공간을 확보하는 데 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 차량의 충돌부재로 주로 사용되는 150KPa급 고강도 강재의 경우 측면 충돌시 운전자의 안전을 위협할 수 있기 때문에 충돌 성능을 향상시킬 수 있는 방법이 필요하다. 측면 충돌시 운전자의 안전을 위협하는 취성파탄 현상이 발생하는 하단부에 테일러 웰디드 블랭크(Talyor Welded Blank; TWB) 공법으로 다른 부재를 연결하여 충격을 흡수하거나 성분 첨가를 통해 충돌흡수 능력을 향상시키고 있다.Recently, the automotive industry has demanded rigorous body crash performance to enhance passenger safety. In addition, as environmental awareness increases, fuel efficiency standards based on exhaust gas regulations are strengthened, and accordingly, there is a continuing need for weight reduction of the vehicle. As a result of efforts to meet these demands for improved collision performance and lighter weight, the application of high strength steel sheets to the vehicle body is continuously increasing. In the manufacture of automobiles, high-strength parts are applied to reinforce side impacts, which is crucial in ensuring the survival space of a driver in a side collision. In case of 150KPa high strength steel which is mainly used as a collision member of a vehicle, there is a need for a method for improving the collision performance because it may threaten the safety of the driver in the side collision. In the lower part where a brittle failure occurs which threatens the safety of a driver in the event of a side collision, another member is connected by the method of Talyor Welded Blank (TWB) to improve the collision absorbing ability by absorbing impact or adding components .
이에 관련된 기술로는 대한민국 특허공개공보 제2016-0061560호(2016년 6월 1일 공개, 테일러 웰디드 블랭크 제조방법)가 있다.A related art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0061560 (published on June 1, 2016, Taylor Weldblank).
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 합금 성분의 조절 및 공정 조건의 제어를 통하여 강의 강도 및 연신율을 확보하여 충돌 성능을 향상시킬 수 있는 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a hot stamping part capable of improving crashworthiness by securing strength and elongation of steel through control of alloy components and control of process conditions.
본 발명의 일 관점은 핫 스탬핑 부품의 제조방법에 관한 것이다. 상기 핫 스탬핑 부품의 제조방법은, (a) 탄소(C): 0.5~1.0 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 0.6~1.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.015 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~1.0 중량%, 보론(B): 0.0015~0.0050 중량%, 티타늄(Ti): 0.03~0.04 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.50 중량%, 니오븀(Nb): 0.02~0.10 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 재가열, 열간 압연, 냉각 및 권취하여 강 판재를 형성하는 단계; (b) 상기 강 판재를 산세, 압연 및 소둔하는 단계; 및 (c) 상기 강 판재를 핫 스탬핑하여 핫 스탬핑 부품을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.One aspect of the invention relates to a method of making a hot stamping component. A method for manufacturing a hot stamping component comprising the steps of: (a) providing a steel sheet having a composition comprising 0.5 to 1.0% by weight of carbon (C), 0.2 to 0.4% by weight of silicon (Si), 0.6 to 1.0% by weight of manganese (Mn) (S): more than 0 and not more than 0.005 wt%, chromium (Cr): 0.1 to 1.0 wt%, boron (B): 0.0015 to 0.0050 wt%, titanium (Ti): 0.03 to 0.04 wt% Hot rolling, cooling and winding a steel slab containing 0.05 to 0.5% by weight of molybdenum (Mo), 0.02 to 0.10% by weight of niobium (Nb) and the balance of Fe and unavoidable impurities, ; (b) pickling, rolling and annealing the steel plate; And (c) hot stamping the steel plate to form a hot stamping part.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 슬라브 판재를 1,220~1,250℃의 온도에서 재가열하는 단계와, 상기 재가열된 슬라브 판재를 900~950℃의 마무리 압연 온도에서 열간 압연하는 단계와, 상기 열간 압연된 강판을 680~800℃의 권취온도에서 권취하는 단계를 포함할 수 있다.In the present invention, the step (a) may include reheating the slab sheet at a temperature of 1,220 to 1,250 ° C., hot-rolling the reheated slab sheet at a finishing rolling temperature of 900 to 950 ° C., And winding the rolled steel sheet at a coiling temperature of 680 to 800 캜.
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 강 판재를 770~1,100℃의 성형온도로 가열하는 단계, 가열된 상기 강 판재를 금형을 이용하여 열간 성형하여 성형품을 형성하는 단계, 상기 성형품을 급냉하는 단계, 및 상기 성형품을 180~220℃의 온도에서 200~350분간 템퍼링하는 단계를 포함할 수 있다.In the step (c) of the present invention, the step (c) may include heating the steel sheet at a molding temperature of 770 to 1,100 ° C, forming the heated steel sheet by hot forming using a metal mold, Quenching the molded article, and tempering the molded article at a temperature of 180 to 220 DEG C for 200 to 350 minutes.
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계 후 형성된 핫 스탬핑 부품은 강재 전체 부피 내 템퍼드(tempered) 마르텐사이트 부피 분율: 30~90%, 및 마르텐사이트+템퍼드 마르텐사이트 부피 분율: 90~100%의 미세 조직을 갖는 것이 바람직하다.In the present invention, the hot stamping component formed after step (c) has a tempered martensite volume fraction of 30 to 90% and a martensite + tempered martensite volume fraction of 90 to 100% in the total volume of the steel, Of the microstructure.
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계 후 형성된 핫 스탬핑 부품은 인장강도(TS):2,400MPa 이상, 항복강도(YS): 1,600MPa 이상, 연신율(EL): 7% 이상의 물성을 갖는 것이 바람직하다.In the present invention, the hot stamping component formed after the step (c) preferably has a tensile strength (TS) of 2,400 MPa or more, a yield strength (YS) of 1,600 MPa or more, and an elongation (EL) .
본 발명의 다른 관점은 핫 스탬핑 부품에 관한 것이다. 상기 핫 스탬핑 부품은 탄소(C): 0.5~1.0 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 0.6~1.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.015 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~1.0 중량%, 보론(B): 0.0015~0.0050 중량%, 티타늄(Ti): 0.03~0.04 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.50 중량%, 니오븀(Nb): 0.02~0.10 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도(TS):2,400MPa 이상, 항복강도(YS): 1,600MPa 이상, 연신율(EL): 7% 이상의 물성을 갖는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the invention relates to hot stamping parts. Wherein the hot stamping part comprises 0.5 to 1.0% by weight of carbon (C), 0.2 to 0.4% by weight of silicon (Si), 0.6 to 1.0% by weight of manganese (Mn) Sulfur (S): more than 0 to 0.005 wt%, chromium (Cr): 0.1 to 1.0 wt%, boron (B): 0.0015 to 0.0050 wt%, titanium: 0.03 to 0.04 wt%, molybdenum (Mo) (YS): 1,600 MPa or more, and an elongation percentage (YS) of 0.05 to 0.50 wt%, niobium (Nb): 0.02 to 0.10 wt%, and balance of iron (Fe) and unavoidable impurities. (EL): 7% or more.
본 발명에 있어서, 상기 핫 스탬핑 부품은 강재 전체 부피 내 템퍼드(tempered) 마르텐사이트 부피 분율: 30~90%, 및 마르텐사이트+템퍼드 마르텐사이트 부피 분율: 90~100%의 미세 조직을 가질 수 있다.In the present invention, the hot stamping component may have a microstructure having a tempered martensite volume fraction in the total volume of steel of 30 to 90% and a martensite + tempered martensite volume fraction of 90 to 100% have.
본 발명에 따르면, 합금성분의 함량을 제어하여 핫 스탬핑 가열 중 결정립 미세화를 통해 강도와 연신율을 향상시키고, 핫 스탬핑 가열, 성형 및 급냉 후 소정 조건의 템퍼링으로 미세 탄화물이 형성 및 균일 분포를 유도함으로써 취성에 대한 강도를 확보할 수 있다According to the present invention, by controlling the content of an alloy component, it is possible to improve the strength and elongation through fine grain refinement during hot stamping heating, to induce formation and uniform distribution of fine carbides by tempering under predetermined conditions after hot stamping heating, Strength can be secured against brittleness
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 취성 특성이 향상된 초고강도 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 시 템퍼링 효과에 의한 미세 탄화물 형성에 따른 충돌성능 향상과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 시 결정립 미세화에 따른 충돌성능 향상과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 시 결정립 미세화에 따른 충돌성능 향상과정을 개략적으로 나타낸 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing an ultra-high strength hot stamping component with improved brittleness according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing a process of improving impact performance according to the formation of fine carbides by the tempering effect in the production of hot stamping parts according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing a process of improving impact performance according to grain refinement in manufacturing a hot stamping part according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph schematically illustrating a process of improving impact performance according to grain refinement in manufacturing a hot stamping part according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Throughout this specification, the same or similar components are denoted by the same reference numerals. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
차량의 충돌 부재용 중요 부품인 B-필러(Pillar)는 상부의 충돌 지지부와 하부의 충격 흡수부에 서로 다른 강도의 강재를 사용하여 TWB 및 핫 스탬핑 공법을 통해 구성된다. 상부의 충돌 지지부는 예를 들어 150KPa급 초고강도 강재를 사용하고, 취성이 발생하는 B-필러의 하단부에는 TWB 공법으로 충돌 흡수성능이 좋은 부재를 연결하여 차량 충돌시 충격 흡수능력을 향상시키고 있다. 기존의 150K급 강은 열연, 냉연 공정 후 핫 스탬핑 공정을 통해 100% 마르텐사이트 재질로 생산되도록 개발되었다. 통상 150K급 강은 핫 스탬핑 후 인장 강도 1470MPa, 연신율 5%의 물성을 나타낸다. 150K급 이상 마르텐사이트 강은 템퍼링 또는 소둔열처리를 통해 미세 탄화물을 균일하게 형성함으로써 항복 강도와 연신율이 향상될 수 있다.The B-pillars, which are important parts for the collision member of the vehicle, are constructed by the TWB and hot stamping method using different strength materials for the upper collision support portion and the lower impact absorbing portion. For example, a high-strength steel material of 150 KPa grade is used as the upper collision support member, and a collision-absorbing member is connected to the lower end of the brittle B-pillar by the TWB technique to improve the shock absorption capability in the event of a vehicle collision. The existing 150K class steel was developed to be made of 100% martensite material through hot stamping process after hot rolling and cold rolling process. Generally, a 150K grade steel exhibits a tensile strength of 1470 MPa and an elongation of 5% after hot stamping. The martensitic steel of 150 K or more can be uniformly formed with fine carbides through tempering or annealing, so that yield strength and elongation can be improved.
한편, 250K급 초고강도 강은 탄소 함량이 0.50중량% 이상으로, 핫 스탬핑 후 취성이 매우 강하다. 이를 개선하기 위하여 본 발명은, 핫 스탬핑 강의 성분 및 함량을 제어하여 결정립을 미세화하고 템퍼링 공정의 조건을 제어하여 250K급 강재의 취성 특성을 향상시키고 결과적으로 차체 경량화 및 충돌성능 극대화를 도모할 수 있는 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 제시한다.On the other hand, the 250K super high strength steel has a carbon content of 0.50% by weight or more and is very brittle after hot stamping. In order to achieve the above object, the present invention relates to a hot stamping method for controlling a component of a hot stamped steel to control fineness of a grain and controlling conditions of a tempering process to improve a brittle characteristic of a 250K grade steel, A method of manufacturing a hot stamping component is presented.
핫 hot 스탬핑Stamping 부품의 제조방법 How to make parts
본 발명의 일 관점은 취성 특성이 향상된 초고강도 핫 스탬핑 부품의 제조방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a method of manufacturing an ultrahigh strength hot stamping component having improved brittleness characteristics.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 취성 특성이 향상된 초고강도 핫 스탬핑 부품의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing an ultra-high strength hot stamping component with improved brittleness according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 핫 스탬핑 부품의 제조방법은 슬라브 재가열/ 마무리 압연/ 냉각 및 권취 단계(S100), 산세/압연/소둔 단계(S200), 및 핫 스탬핑/템퍼링 단계(S300)를 포함한다.1, the method of manufacturing the hot stamping component includes a slab reheating / finishing rolling / cooling and winding step (S100), a pickling / rolling / annealing step (S200), and a hot stamping / tempering step (S300) .
슬라브 재가열/ 마무리 압연/ 냉각 및 Slab Reheating / Finishing Rolling / Cooling and 권취Coiling 단계(S100) In step S100,
본 발명의 핫 스탬핑 부품의 제조를 위해 먼저, 열연판재를 형성하는 슬라브 재가열/ 마무리 압연/ 냉각 및 권취 단계(S100)를 실시한다In order to manufacture the hot stamping part of the present invention, first, a slab reheating / finishing rolling / cooling and winding step (S100) for forming a hot rolled sheet is performed
슬라브 재가열 단계(S110)에서는 연속 주조 공정을 통해 확보한 강 슬라브 판재를 슬라브 재가열 온도(SRT; Slab Reheating Temperature): 1,220 ~ 1,250℃에서 재가열하는 것을 통하여, 주조 시 편석된 성분을 재고용하게 된다. 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1,220℃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못해 합금 원소의 균질화 효과를 크게 보기 어렵다는 문제점이 있다. 슬라브 재가열 온도(SRT)는 고온일수록 균질화에 유리하나, 1,250℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정 입도가 증가하여 강도 확보가 어려울 뿐만 아니라 소부경화능 및 내시효성도 감소하고, 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조 비용만 상승할 수 있다.In the slab reheating step (S110), the steel slab plate obtained through the continuous casting process is reheated at a slab reheating temperature (SRT) of 1,220 to 1,250 ° C to reuse the segregated components during casting. When the slab reheating temperature (SRT) is lower than 1,220 DEG C, the segregated components are not sufficiently reused during casting, and thus the homogenization effect of the alloying elements is hardly seen. The higher the temperature of the slab reheating temperature (SRT), the better the homogenization. However, if the temperature is higher than 1,250 ° C., the austenite crystal grain size increases and the hardening strength and the hardenability and the endurance are decreased. Can be increased.
본 발명에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 강 슬라브 판재는, 탄소(C): 0.5~1.0 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 0.6~1.0 중량%, 인(P): 0 초과 0.015 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.1~1.0 중량%, 보론(B): 0.0015~0.0050 중량%, 티타늄(Ti): 0.03~0.04 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.50 중량%, 니오븀(Nb): 0.02~0.10 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함한다.In the method of manufacturing a hot stamping part according to the present invention, the semi-finished steel slab plate to be subjected to the hot rolling process is composed of 0.5 to 1.0% by weight of carbon (C), 0.2 to 0.4% by weight of silicon (Si) (S): more than 0 to 0.005 wt%, chromium (Cr): 0.1 to 1.0 wt%, boron (B): 0.0015 to 0.1 wt% (Fe) and unavoidable impurities are contained in an amount of 0.01 to 0.0050 wt%, titanium (Ti): 0.03 to 0.04 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.50 wt%, niobium (Nb)
본 발명의 일 관점인 열연강판의 제조방법에 있어서, 상기 슬라브에 포함되는 성분의 조성을 제어하는 것이 필요한데, 그 이유에 대해 상세히 설명한다.In the method for manufacturing a hot-rolled steel sheet, which is one aspect of the present invention, it is necessary to control the composition of the components contained in the slab, and the reason thereof will be described in detail.
탄소(C): 0.5~Carbon (C): 0.5 - 1.0중량%1.0 wt%
탄소(C)는 핫 스탬핑 후 인장 강도를 확보하기 위한 목적으로 첨가되는 원소이다. 일 구체예에서, 상기 탄소(C)는 강 슬라브 전체 중량의 0.5~1.0중량% 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 첨가량이 0.5중량% 미만일 경우 충분한 강도 확보가 어려워 장시간 템퍼링이 어려우며, 초정 페라이트 형성으로 인해 슬라브에 크랙이 발생할 가능성이 높아진다. 반대로, 탄소(C)의 첨가량이 1.0중량%를 초과하는 경우 연신율 확보가 어려우며, 취성 발생의 위험성이 높아진다.Carbon (C) is an element added for the purpose of ensuring tensile strength after hot stamping. In one embodiment, the carbon (C) is preferably added in an amount of 0.5 to 1.0 wt% of the total weight of the steel slab. When the addition amount of carbon (C) is less than 0.5% by weight, it is difficult to secure sufficient strength, so that it is difficult to perform the tempering for a long period of time and the possibility of cracks in the slab due to the formation of the superfine ferrite becomes high. On the other hand, when the addition amount of carbon (C) exceeds 1.0% by weight, it is difficult to secure the elongation and the risk of brittleness is increased.
실리콘(silicon( SiSi ): 0.2~): 0.2 ~ 0.4중량%0.4 wt%
실리콘(Si)은 탈산제로 작용하며 페라이트 안정화 원소로서, 페라이트 형성을 유도함으로써 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다. 일 구체예에서, 상기 실리콘(Si)은 강 슬라브 전체 중량의 0.2~0.4중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 실리콘을 0.2 중량% 미만으로 첨가할 경우 등온 변태시 시멘타이트의 형성을 억제하기 어려워 연신율 향상 효과를 얻을 수 없고, 0.4 중량%를 초과하여 포함시 압연 부하가 증가하거나 편석이 발생할 수 있다.Silicon (Si) acts as a deoxidizer and is effective in improving the toughness and ductility of steel by inducing ferrite formation as a ferrite stabilizing element. In one embodiment, the silicon (Si) is preferably added in an amount of 0.2 to 0.4 weight percent of the total weight of the steel slab. If the amount of silicon added is less than 0.2 wt%, it is difficult to suppress the formation of cementite during isothermal transformation, and the effect of improving the elongation can not be obtained. If it exceeds 0.4 wt%, the rolling load may increase or segregation may occur.
망간(Mn): 0.6~Manganese (Mn): 0.6 ~ 1.0중량%1.0 wt%
망간(Mn)은 실리콘(Si)과 마찬가지로 탈산 효과와 인장강도 및 충격인성에 영향을 주는 성분이다. 또한, 망간은 철과 유사한 원자 직경을 갖는 치환형 원소로서 고용강화에 매우 효과적인 원소이다. 또한 망간은 강의 경화능을 향상시키는 역할을 한다. 상기 망간은 강 슬라브 전체 중량의 0.6~1.0중량%의 함량으로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 0.6중량% 미만에서는 첨가에 따른 상기 효과를 기대할 수 없으며, 1.0중량%를 초과하면 경화능이 향상되어 최종 조직이 저온 미세조직이 발현될 가능성이 높아진다.Manganese (Mn), like silicon (Si), is a component that affects deoxidation, tensile strength and impact toughness. In addition, manganese is a substitutional element having an atomic diameter similar to iron, and is an element highly effective for solid solution strengthening. Manganese also plays a role in improving the hardenability of the steel. The manganese is preferably added in an amount of 0.6 to 1.0% by weight based on the total weight of the steel slab. When the content of manganese (Mn) is less than 0.6% by weight, the above effect can not be expected due to the addition. When the content of manganese (Mn) exceeds 1.0% by weight, the hardenability is improved and the possibility of the low-
인(P): 0 초과-(P): exceeding 0 - 0.015중량%0.015 wt% 이하 Below
인(P)은 강의 용접성을 악화시키고 슬라브 중심 편석에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 상기 인의 함량의 강 슬라브 전체 중량의 0.015중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.The phosphorus (P) causes the weldability of the steel to deteriorate and causes the final material deviation due to slab center segregation. Therefore, it is preferable to limit the phosphorus content to 0.015% by weight or less of the total weight of the steel slab.
황(S): 0 초과-Sulfur (S): greater than 0 - 0.005중량%0.005 wt% 이하 Below
황(S)은 인(P)과 함께 불순물 원소로서 강의 인성 및 용접성을 악화시키고 망간과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시키는 원소이다. 따라서, 일 구체예에서, 황의 함량을 강 슬라브 전체 중량의 0.005중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. Sulfur (S) is an impurity element as well as phosphorus (P), which deteriorates the toughness and weldability of steel and forms an MnS nonmetallic inclusion by binding with manganese, thereby generating a crack during processing of steel. Thus, in one embodiment, it is desirable to limit the content of sulfur to 0.005 wt.% Or less of the total weight of the steel slab.
크롬(chrome( CrCr ): 0.1~1.0 ): 0.1 to 1.0 중량%weight%
크롬(Cr)은 강의 소입성 및 강도 확보를 목적으로 첨가하는 원소이다. 본 발명의 일 구체예에서, 상기 크롬(Cr)은 강 슬라브 전체 중량의 0.1~1.0중량%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 함량이 0.1중량% 미만일 경우 첨가 효과가 미미하며, 1.0중량%를 초과하는 경우 인성이 저하되어 원가 측면에서 불리하다.Chromium (Cr) is an element added for the purpose of ensuring the ingot strength and strength of steel. In one embodiment of the present invention, it is preferable that the chromium (Cr) is added in a range of 0.1 to 1.0 wt% of the total weight of the steel slab. When the content of chromium (Cr) is less than 0.1% by weight, the effect of addition is insignificant. When the content of chromium (Cr) exceeds 1.0% by weight, the toughness is deteriorated.
보론(B): 0.0015~0.0050 Boron (B): 0.0015 to 0.0050 중량%weight%
보론(B)은 핫 스탬핑 후 강도를 확보하기 위하여 첨가한다. 본 발명의 일 구체예에서, 상기 보론(B)은 강 슬라브 전체 중량의 0.0015~0.005중량%의 함량으로 첨가하는 것이 바람직하다. 보론(B)의 함량이 0.0015중량% 미만일 경우 마르텐사이트 분율을 확보하기 어려워 강도를 확보하기 어려우며, 보론(B)의 함량이 0.005중량%를 초과할 경우 취성 발생의 위험이 높아진다.Boron (B) is added for ensuring strength after hot stamping. In one embodiment of the present invention, the boron (B) is preferably added in an amount of 0.0015 to 0.005 wt% of the total weight of the steel slab. When the content of boron (B) is less than 0.0015% by weight, it is difficult to ensure the strength because of difficulty in securing the martensite fraction. When the content of boron (B) exceeds 0.005% by weight, the risk of brittleness increases.
티타늄(titanium( TiTi ): 0.03~0.04 ): 0.03 to 0.04 중량%weight%
티타늄(Ti)은 탄소와 결합하여 강의 강도 증가에 영향을 미치는 탄화물을 형성한다. 특히, 핫 스탬핑 열처리 후 석출물 형성에 의한 소입성 강화 및 재질 향상을 목적으로 첨가된다. 본 발명의 일 구체예에서, 상기 티타늄은 강 슬라브 전체 중량의 0.03~0.04중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.03중량% 미만으로 첨가되는 경우 충분한 강화 효과를 얻을 수 없으며, 0.04중량%를 초과하는 경우 제조 단가가 상승할 뿐만 아니라, 연성 확보에 어려움이 있어 연신율이 하락할 위험이 있다.Titanium (Ti) bonds with carbon to form carbides that affect the strength of the steel. Particularly, it is added for the purpose of strengthening the entrapment property by the formation of the precipitate after the hot stamping heat treatment and improving the material. In one embodiment of the present invention, the titanium is preferably added in an amount of 0.03 to 0.04% by weight based on the total weight of the steel slab. When the content of titanium is less than 0.03% by weight, a sufficient strengthening effect can not be obtained. When the content of titanium exceeds 0.04% by weight, not only the manufacturing cost is increased but also the ductility is difficult to secure.
몰리브덴(molybdenum( MoMo ): 0.05~0.50 ): 0.05 to 0.50 중량%weight%
몰리브덴(Mo)은 오스테나이트 결정립 성장 온도 증가로 결정립을 미세화하는 역할을 한다. 일 구체예에서, 상기 몰리브덴(Mo)은 강 슬라브 전체 중량의 0.05~0.50중량%로 첨가하는 것이 바람직하다. 몰리브덴(Mo)이 0.05중량% 미만으로 첨가될 경우 소입성 효과 및 석출물 미세화 효과를 충분히 발휘할 수 없으며, 0.5중량%를 초과하여 첨가될 경우 원가 측면에서 불리하다.Molybdenum (Mo) serves to refine the crystal grains by increasing the austenite grain growth temperature. In one embodiment, the molybdenum (Mo) is preferably added in an amount of 0.05-0.50 wt% of the total weight of the steel slab. When molybdenum (Mo) is added in an amount of less than 0.05 wt%, the effect of the incombustibility and the effect of refining the precipitate can not be sufficiently exhibited, and when added in an amount exceeding 0.5 wt%, the cost is disadvantageous.
니오븀(Niobium ( NbNb ): 0.02~0.10 ): 0.02 to 0.10 중량%weight%
니오븀(Nb)은 탄소와 결합하여 강의 강도 증가에 영향을 끼치는 산화물을 형성한다. 일 구체예에서 상기 니오븀은 상기 강 슬라브 전체 중량의 0.02~0.1중량% 포함된다. 니오븀을 0.02중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.1중량%를 초과하여 포함시 탄화물 형성으로 인해 항복강도를 상승시켜 가공성을 오히려 저하될 수 있다.Niobium (Nb) bonds with carbon to form oxides that affect the strength of the steel. In one embodiment, the niobium comprises 0.02-0.1 wt% of the total weight of the steel slab. If the content of niobium is less than 0.02% by weight, the effect of the addition is insignificant. If the niobium content is more than 0.1% by weight, the yield strength may be increased due to the formation of carbides.
열간 압연 단계(S120)는 상기 재가열된 강 슬라브를 열간 압연하여 열연 판재를 제조하는 단계로서, 재가열된 강 슬라브를 마무리 압연 온도(Finishing Delivery Temperature: FDT): 900 ~ 950℃의 조건으로 열간 압연한다.The hot rolling step S120 is a step of hot-rolling the reheated steel slab to produce a hot-rolled steel sheet, wherein the reheated steel slab is hot-rolled at a finishing delivery temperature (FDT) of 900 to 950 ° C .
이때, 마무리 압연 온도(FDT)가 900℃ 미만으로 너무 낮으면, 이상영역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 문제가 있을 뿐만 아니라 급격한 상 변화에 의해 열간압연 중 통판성의 문제가 발생한다. 마무리 압연 온도(FDT)도 슬라브 재가열온도(SRT)와 마찬가지로 고온일수록 균질화에 유리하며 SRT 및 패스(pass) 수에 따라 결정되나, 마무리 압연 온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되어 소부경화능 및 내시효성이 감소할 수 있다.At this time, if the finishing rolling temperature (FDT) is too low to be lower than 900 占 폚, there is a problem that blended structure due to the abnormal region rolling occurs, and also there is a problem of ductility during hot rolling due to abrupt phase change. The finishing rolling temperature (FDT) is also advantageous for homogenization as the slab reheating temperature (SRT) is similar to the slab reheating temperature (SRT), and is determined according to the SRT and the number of passes. When the finishing rolling temperature (FDT) So that the hardening ability and endurance can be reduced.
냉각 및 권취 단계(S130)에서는 열간 압연된 판재를 권취 온도(Coiling Temperature: CT): 680 ~ 800℃까지 냉각하여 권취한다. 마무리 압연 후의 냉각은 공냉, 수냉 모두 가능하며, 조대한 결정립 성장을 최대한 억제할 수 있도록 10~30℃/sec의 평균 냉각속도에서 냉각하는 것이 바람직하다. 10℃/sec 이하의 냉각속도에서는 충분한 냉각이 이루어지지 않아 고온에서 생성되는 스케일을 야기할 가능성이 있으며, 30℃/sec 이상의 냉각속도에서는 저온 조직을 생성시켜 연성을 저하시킬 수 있다.In the cooling and winding step (S130), the hot rolled plate is cooled to a coiling temperature (CT) of 680 to 800 ° C. and wound. The cooling after the finish rolling can be both air cooling and water cooling, and cooling is preferably performed at an average cooling rate of 10 to 30 DEG C / sec so as to suppress the growth of coarse crystal grains as much as possible. At a cooling rate of 10 ° C / sec or less, sufficient cooling may not be performed and there is a possibility of causing a scale generated at a high temperature. At a cooling rate of 30 ° C / sec or more, low temperature structure may be generated to decrease ductility.
권취 온도(CT)는 탄소(C)의 재분배에 영향을 미치며, 680 ~ 800℃가 바람직하다. 권취 온도가 680℃ 미만일 경우에는 강도 확보에는 유리하나, 과냉으로 인한 저온상 분율이 높아져 연성이 급격히 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 권취 온도가 800℃를 초과할 경우에는 이상 결정입자 성장이나 과도한 결정입자 성장으로 성형성 및 강도 열화가 발생하는 문제가 있으며 표면 산화가 발생할 우려가 있다.The coiling temperature (CT) affects redistribution of carbon (C), preferably 680 to 800 ° C. If the coiling temperature is less than 680 DEG C, it is advantageous in securing strength, but there is a problem that the low temperature phase fraction due to overcooling is increased and the ductility is rapidly lowered. On the other hand, when the coiling temperature exceeds 800 ° C, there is a problem that abnormal crystallization grain growth and excessive crystal grain growth cause moldability and strength deterioration, and surface oxidation may occur.
산세/압연/Pickled / Rolled / 소둔Annealing 단계(S200) In step S200,
다음에, 본 발명의 핫 스탬핑 부품의 제조를 위해, 상술한 열연강판을 형성하는 단계를 거쳐 냉연강판을 형성하는 단세/압연/소둔 단계(S200)를 실시한다.Next, in order to manufacture the hot stamping component of the present invention, the step of forming the hot-rolled steel sheet described above is performed to perform the step of rolling / annealing (S200) of forming the cold-rolled steel sheet.
산세 단계(S210)는 전술한 열연 후의 권취 온도가 높은 코일에 열연 스케일과 강판 계면에 실리콘(Si)이나 망간(Mn)의 산화물에 의한 입계 산화층이 형성될 경우 그 스케일을 제거하기 위해 실시한다. 산세 공정은 통상적인 산세방법을 이용하여 수행하는데, 상기 권취된 판재를 언코일링(uncoiling)하여 예를 들어 80~90℃로 가열한 염산 등을 이용하여 20~300초간 실시할 수 있다.The pickling step S210 is carried out to remove the scales when a hot-rolled coil having a high coiling temperature after hot rolling and an intergrated oxide layer of silicon (Si) or manganese (Mn) are formed on the steel sheet interface. The pickling process is carried out using a conventional pickling method. The rolled sheet can be uncoiled and then subjected to 20 to 300 seconds using, for example, hydrochloric acid heated at 80 to 90 ° C.
압연 단계(S220)는 상기 산세 후 냉간 압연하는 것으로, 이를 통해 자동차 경량화 등에 있어서의 치수정밀도 및 평탄도 등의 관점에서 적절하게 냉연강판을 형성할 수 있다. 이때, 냉간 압연은 산세 처리된 판재를 소정의 냉연율로 실시할 수 있는데, 상기 압연 단계의 냉연율은 공장에서의 생산성 등을 고려하여, 예를 들어, 20 ~ 70%의 범위 내로 제어하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 목적을 구현할 수 있는 것이라면 그 형식이 이에 제한되지 않는다.The rolling step (S220) is cold rolling after the pickling, whereby the cold rolled steel sheet can be appropriately formed from the viewpoints of dimensional precision and flatness in the lightening of automobiles and the like. At this time, the cold rolling can be carried out at a predetermined cold rolling rate, and the cold rolling rate in the rolling step is controlled within a range of 20 to 70%, for example, in consideration of the productivity in the factory desirable. However, the form is not limited thereto as long as it can realize the object of the present invention.
소둔 단계(S230)는 상기 냉연 판재를 환원로에 투입하고 환원성 분위기 하에서의 열처리를 수행하는 것으로, 이러한 소둔처리 이전에 전처리 등을 통해 강판 표면의 오염을 제거할 수도 있다. 일 구체예에서, 소둔 단계는 냉연 판재를 800~850℃, 예를 들어, 830℃의 온도에서 실시할 수 있다. 상기 범위로 가열시 공정 효율성과, 강재의 강도 및 성형성이 동시에 우수할 수 있다.In the annealing step S230, the cold-rolled sheet is put into a reducing furnace and heat treatment is performed in a reducing atmosphere. It is possible to remove the contamination on the surface of the steel sheet through pretreatment or the like before such annealing treatment. In one embodiment, the annealing step can be carried out at a temperature of 800 to 850 占 폚, for example, 830 占 폚. When heated to the above-mentioned range, the process efficiency, the strength and the moldability of the steel can be simultaneously excellent.
소둔 단계 이후, 환원로를 나온 판재는 냉각내에서 냉각된다. 상기 생각은 통상적인 조건에서 이루어질 수 있다. 예를 들어, 30~35℃/sec의 냉각 속도, 예를 들어 33℃/sec의 냉각 속도로 냉각될 수 있다. After the annealing step, the plate exiting the reduction furnace is cooled in the cooling. This idea can be made under normal conditions. For example, at a cooling rate of 30 to 35 DEG C / sec, for example, at a cooling rate of 33 DEG C / sec.
핫 hot 스탬핑Stamping 단계(S300) In step S300,
핫 스탬핑 단계(S300)에서는 소둔 열처리된 판재를 TWB 공정을 통해 접합강재를 형성하고, 이를 핫 스탬핑용 금형에서 핫 스탬핑하여 핫 스탬핑 부품을 제조한다. 보다 구체적으로, 상기 핫 스탬핑 단계(S300)는 소둔 열처리된 판재를 목적에 따라 원하는 형상으로 재단하여 상이한 강도의 두 개의 블랭크를 형성하여 성형온도로 가열하는 단계(S310)와, 상기 가열된 블랭크를 열간 성형하여 성형체를 형성하는 단계(S320), 그리고 상기 성형체를 급냉하는 단계(S330)를 포함하여 이루어질 수 있다.In the hot stamping step (S300), a bonded steel material is formed through a TWB process on the annealed sheet material, and the hot-stamped material is hot-stamped on the hot stamping die to produce a hot stamping component. More specifically, the hot stamping step (S300) includes a step (S310) of cutting the annealed heat-treated plate to a desired shape to form two blanks of different strengths and heating to a forming temperature (S310) Forming a formed body by hot forming (S320), and quenching the formed body (S330).
상기 가열 단계(S310)는, 소둔 열처리된 냉연 코일을 금형 형상에 맞게 재단하고 상기 블랭크에 대해 예를 들어 레이저 용접을 사용한 TWB 공정을 실시하여 접합강재를 형성한 다음, 주지의 공지된 가열방식으로 성형온도로 가열한다. 이때, 성형온도는 770~1,100℃, 예를 들어, 약 930℃의 온도일 수 있으며, 약 5분간 가열할 수 있다. 핫 스탬핑 강재가 오스테나이트 안정화 온도로 가열되어야 급냉 후 부품이 요구하는 강도를 확보할 수 있는 조직 상태가 얻어지는데 상기 성형온도가 너무 낮으면 그에 이르지 못하는 문제가 있고, 반면에, 상기 성형온도가 너무 높으면 핫 스탬핑 강재의 표면에 형성된 코팅층이 증발할 수 있다.In the heating step (S310), the cold-rolled coil subjected to the annealing heat treatment is cut to fit the shape of the metal mold, and the blank is subjected to a TWB process using, for example, laser welding to form a bonded steel, Heat to the molding temperature. At this time, the forming temperature may be 770 to 1,100 ° C, for example, about 930 ° C, and it may be heated for about 5 minutes. The hot stamped steel must be heated to the austenite stabilizing temperature to obtain a structure state that can secure the required strength of the part after quenching. However, if the molding temperature is too low, there is a problem that it can not be attained. On the other hand, The coating layer formed on the surface of the hot stamped steel can be evaporated.
상기 성형온도로 가열된 블랭크는 프레스 금형으로 이송하는데, 이때 약 9 ~ 11초 정도의 이송시간이 소요된다. 핫 스탬핑용 금형에서 최종 부품형상으로 성형된다. 핫 스탬핑된 부품은 약 90℃/sec의 냉각 속도로 급속 냉각된다. 도시되지는 않았지만, 프레스 금형에는 내부에 냉매가 순환하는 냉각 채널이 구비될 수 있다. 구비된 냉각 채널을 통하여 공급되는 냉매에 의한 순환에 의해 가열된 블랭크를 신속히 급냉시킬 수 있게 된다. 이때, 블랭크의 스프링 백 현상을 방지함과 더불어 원하는 형상을 유지하기 위해서는 프레스 금형을 닫은 상태에서 가압하면서 급냉을 수행할 수 있다. 이러한 열간성형 방식은 주지의 공지된 기술에 의할 수 있고, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 것이라면 제한없이 사용될 수 있다.The blank heated to the molding temperature is conveyed to a press mold, which takes about 9 to 11 seconds of transfer time. And is formed into a final part shape in a hot stamping mold. The hot stamped parts are rapidly cooled at a cooling rate of about 90 DEG C / sec. Although not shown, the press mold may be provided with a cooling channel through which the refrigerant circulates. It is possible to quickly quench the heated blank by circulation by the refrigerant supplied through the provided cooling channel. At this time, in order to prevent the spring back phenomenon of the blank and maintain the desired shape, it is possible to perform quenching while pressing the press mold in a closed state. Such a hot forming method may be performed by well-known techniques, and may be used without limitation as long as it is intended to realize the object of the present invention.
급속냉각된 핫 스탬핑 부품에 대해 180~220℃의 온도에서 약 200~350분간 템퍼링을 실시한다. 템퍼링이 진행되는 동안 핫 스탬핑 부품 내의 전위의 재배열이 일어나고 미세 탄화물의 균일한 분산이 이루어져 결과적으로 핫 스템핑 부품의 취성이 감소될 수 있다. 템퍼링 온도가 180℃ 미만인 경우 취성이 일어날 가능성이 높고, 220℃를 초과할 경우 부품의 강도가 열화될 수 있다.The rapidly cooled hot stamping parts are tempered at a temperature of 180 to 220 ° C for about 200 to 350 minutes. During tempering, rearrangement of the dislocations within the hot stamping component occurs and uniform dispersion of the fine carbide can occur, resulting in reduced brittleness of the hot stamping component. If the tempering temperature is less than 180 ° C, the possibility of brittleness is high. If the tempering temperature is more than 220 ° C, the strength of the component may deteriorate.
상기한 과정(S100 ~ S300)으로 제조되는 본 발명에 따른 핫 스탬핑 부품은, 강재 전체 부피 내 템퍼드(tempered) 마르텐사이트 부피 분율: 30~90%, 및 마르텐사이트+템퍼드 마르텐사이트 부피 분율: 90~100%의 미세 조직을 갖는다. 또한, 인장강도(TS):2,400MPa 이상, 항복강도(YS): 1,600MPa 이상, 연신율(EL): 7% 이상의 물성을 나타내고, 강도 및 연신율 상승으로 자동차 충돌부재의 250K급 강재 등에 적용시 충돌성능이 향상될 수 있다. 이를 통하여 경량화, 강도 극대화를 구현할 수 있으며, 핫 스탬핑용 강재뿐만 아니라 열처리용 강관재 등 250K급 충돌 부재 용도로 활용할 수 있다.The hot stamping part according to the present invention manufactured in the above steps S100 to S300 has a tempered martensite volume fraction of 30 to 90% and a martensite + tempered martensite volume fraction: It has 90-100% microstructure. In addition, it exhibits physical properties of tensile strength (TS) of 2,400 MPa or more, yield strength (YS) of 1,600 MPa or more and elongation (EL) of 7% or more, Performance can be improved. This makes it possible to achieve lighter weight and maximize strength, and can be utilized for 250K class collision members such as steel for hot stamping as well as steel pipes for heat treatment.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 시 템퍼링 효과에 의한 미세 탄화물 형성에 따른 충돌성능 향상과정을 나타낸 사진이고, 도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 시 결정립 미세화에 따른 충돌성능 향상과정을 나타낸 사진이며, 도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 핫 스탬핑 부품의 제조 시 미세 탄화물 형성 및 결정립 미세화에 따른 충돌성능 향상과정을 개략적으로 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a photograph showing a process of improving collision performance according to the formation of a fine carbide by a tempering effect in the production of a hot stamping part according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a hot stamping part according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph schematically illustrating a process of improving impact performance according to the formation of fine carbides and grain refinement in the production of a hot stamping component according to an embodiment of the present invention .
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 본 발명의 일 구체예에 의해 제조된 핫 스탬핑 부품은 합금성분 중 티타늄(Ti)을 함량을 상향 조절하고, 몰리브덴(Mo)과 니오븀(Nb)을 첨가함으로써 핫 스탬핑 가열 중 결정립 미세화를 통해 강도와 연신율을 향상시켜 차량의 충돌성능을 향상시킬 수 있다(도 4의 우측 화살표). 또한, 핫 스탬핑 가열, 성형 및 급냉 후 소정 조건의 템퍼링으로 미세 탄화물이 형성 및 균일 분포를 유도함으로써 취성에 대한 강도를 확보할 수 있다(도 4의 좌측 화살표).2 to 4, the hot stamping component manufactured according to one embodiment of the present invention may be manufactured by adjusting the content of titanium (Ti) in the alloy component and adding molybdenum (Mo) and niobium (Nb) It is possible to improve the strength and elongation through fine grain refinement during hot stamping heating to improve the collision performance of the vehicle (the right arrow in Fig. 4). In addition, by hot stamping, heating, molding and quenching, fine carbides are formed and uniform distribution is induced by tempering under predetermined conditions, whereby the strength against brittleness can be ensured (left arrow in Fig. 4).
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 또한, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense. In addition, contents not described herein can be sufficiently technically derived by those skilled in the art, so that the description thereof will be omitted.
실시예1Example 1
아래의 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 함량으로 이루어진 실시예 및 비교예의 슬라브 판재를 1,230℃의 온도에서 재가열하고, 재가열된 상기 슬라브 판재를 900℃에서 마무리 열간 압연하고, 냉각된 강판을 680℃ 이상의 온도에서 권취하고, 산세 및 압연을 거쳐 830℃의 온도에서 소둔 및 냉각을 수행하고, 강재를 성형온도 930℃, 급냉속도 -100℃/sec의 조건에 핫 스탬핑하고 200℃의 온도에서 템퍼링하여 핫 스탬핑 부품을 제조하였다. 제조된 핫 스탬핑 부품의 시편을 이용하여 물성 실험 평가를 수행하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.The slab sheets of the examples and comparative examples having the component contents shown in the following Table 1 were reheated at a temperature of 1,230 DEG C and the reheated slab sheet was subjected to finish hot rolling at 900 DEG C and the cooled steel sheet was heated at a temperature of 680 DEG C or higher Annealed and cooled at a temperature of 830 캜 through pickling and rolling, hot stamping the steel at a molding temperature of 930 캜 and a quenching rate of -100 캜 / sec, tempering at a temperature of 200 캜, Components were manufactured. The properties of the hot stamping parts were evaluated using the specimens. The results are shown in Table 1.
하기 표 1에 제시되지 않은 합금 성분은 실시예들 및 비교예들에 공통으로 적용되는 성분들로서, Cr:0.2 중량%, B: 0.002 중량%, Ti: 0.035 중량%, Mo: 0.2 중량%, 그리고 Nb: 0.004 중량%를 포함한다. 또한, 목표로 하는 물성은, YP:1,600MPa 이상, TS:2,400MPa 이상, EL: 4% 이상이다.The alloy components not shown in Table 1 below are commonly applied to the embodiments and the comparative examples and include 0.2% by weight of Cr, 0.002% by weight of B, 0.035% by weight of Ti, 0.2% by weight of Mo, Nb: 0.004% by weight. The target physical properties are YP: 1,600 MPa or more, TS: 2,400 MPa or more, and EL: 4% or more.
division
비고
Remarks
250K급
250K class
표 1을 참조하면, 탄소(C), 망간(Mn) 및 실리콘(Si)의 함량을 적절히 제어한 실시예 1 내지 실시예 5의 시편의 경우 250K급 강재에 목표로 하는 물성을 확보할 수 있었다. 그러나, 상기 성분들의 함량을 적절히 제어하지 않은 비교예1 내지 비교예 4의 시편의 경우 250K급 강재의 목표 물성을 확보할 수 없었다.Referring to Table 1, in the case of the specimens of Examples 1 to 5 in which the contents of carbon (C), manganese (Mn) and silicon (Si) were appropriately controlled, desired physical properties could be secured in a 250K grade steel . However, in the case of the specimens of Comparative Examples 1 to 4 in which the contents of the above components were not appropriately controlled, the target physical properties of the 250K grade steel could not be secured.
실시예2Example 2
다음에, 템퍼링 공정의 조건에 따른 물성 차이를 알아보기 위하여, 중량%로, C: 0.65%, Mn: 0.93%, Si: 0.28%, Cr: 0.2%, B:0.002%, Ti: 0.035, Mo: 0.2%, Nb: 0.004%를 포함하고, 나머지 철(Fe)과 기타 불순물로 이루어진 강 슬라브 판재를 이용하여, 아래 표 2~4의 템퍼링 온도 및 시간 조건으로 핫 스탬핑 부품의 시편을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 같은 방법으로 제조한 후 물성을 측정하였다. 목표 물성은, YP:1,600MPa 이상, TS:2,400MPa 이상, EL: 4% 이상이다.Next, in order to investigate the difference in physical properties according to the conditions of the tempering process, a steel sheet was prepared by mixing 0.65% of C, 0.93% of Mn, 0.28% of Si, 0.2% of Cr, 0.002% of B, : 0.2% and Nb: 0.004%, and the remaining steel (Fe) and other impurities were used to prepare specimens of hot stamping parts under the tempering temperature and time conditions shown in Tables 2 to 4 below , The properties were measured by the same method as in Example 1, and the physical properties were measured. The target physical properties are YP: 1,600 MPa or more, TS: 2,400 MPa or more, and EL: 4% or more.
division
비고
Remarks
division
비고
Remarks
division
비고
Remarks
상기 표 2 내지 표 4를 참조하면, 동일한 성분 함량을 가진 강재라도 핫 스탬핑 가열, 성형 및 급냉 후 수행되는 템퍼링 조건, 즉 템퍼링 온도와 템퍼링 시간에 따라 핫 스탬핑 부품의 물성이 달라짐을 알 수 있다. 특히, 180~220℃의 온도에서 200~350분 동안 템퍼링을 실시할 경우 원하는 핫 스탬핑 부품의 물성을 확보할 수 있다.Referring to Tables 2 to 4, it can be seen that the physical properties of the hot stamping parts vary depending on the tempering conditions to be performed after the hot stamping heating, the molding and the quenching, that is, the tempering temperature and the tempering time. In particular, if tempering is performed at a temperature of 180 to 220 ° C for 200 to 350 minutes, the desired hot stamping component properties can be secured.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
Claims (7)
(b) 상기 강 판재를 산세, 압연 및 소둔하는 단계; 및
(c) 상기 강 판재를 핫 스탬핑하여 핫 스탬핑 부품을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
(a) from 0.5 to 1.0% by weight of carbon (C), from 0.2 to 0.4% by weight of silicon (Si), from 0.6 to 1.0% by weight of manganese (Mn) S: from more than 0 to 0.005% by weight, from 0.1 to 1.0% by weight of chromium (Cr), from 0.0015 to 0.0050% by weight of boron (B), from 0.03 to 0.04% by weight of titanium (Ti) Hot rolling, cooling and winding a steel slab containing 0.50% by weight of niobium (Nb): 0.02 to 0.10% by weight and the balance of Fe and unavoidable impurities to form a steel plate;
(b) pickling, rolling and annealing the steel plate; And
(c) hot stamping the steel plate to form a hot stamping component.
상기 (a) 단계는,
상기 슬라브 판재를 1,220~1,250℃의 온도에서 재가열하는 단계;
상기 재가열된 슬라브 판재를 900~950℃의 마무리 압연 온도에서 열간 압연하는 단계;
상기 열간 압연된 강판을 680~800℃의 권취온도에서 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step (a)
Reheating the slab plate at a temperature of 1,220 to 1,250 ° C;
Hot-rolling the reheated slab sheet at a finish rolling temperature of 900 to 950 占 폚;
And winding the hot-rolled steel sheet at a coiling temperature of 680 to 800 ° C.
상기 (c) 단계는,
상기 강 판재를 770~1,100℃의 성형온도로 가열하는 단계;
가열된 상기 강 판재를 금형을 이용하여 열간 성형하여 성형품을 형성하는 단계;
상기 성형품을 급냉하는 단계; 및
상기 성형품을 180~220℃의 온도에서 200~350분간 템퍼링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step (c)
Heating the steel plate at a molding temperature of 770 to 1,100 ° C;
Hot-forming the heated steel plate using a metal mold to form a molded product;
Quenching the molded article; And
And tempering the molded article at a temperature of 180 to 220 占 폚 for 200 to 350 minutes.
상기 (c) 단계 후 형성된 핫 스탬핑 부품은,
강재 전체 부피 내 템퍼드(tempered) 마르텐사이트 부피 분율: 30~90%, 및 마르텐사이트+템퍼드 마르텐사이트 부피 분율: 90~100%의 미세 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품의 제조방법.
The method according to claim 1,
The hot stamping component formed after the step (c)
Characterized by having a microstructure having a tempered martensite volume fraction in a total volume of steel of 30 to 90% and a martensite + tempered martensite volume fraction of 90 to 100%.
상기 (c) 단계 후 형성된 핫 스탬핑 부품은,
인장강도(TS):2,400MPa 이상, 항복강도(YS): 1,600MPa 이상, 연신율(EL): 7% 이상의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품의 제조방법.The method according to claim 1,
The hot stamping component formed after the step (c)
A tensile strength (TS) of 2,400 MPa or more, a yield strength (YS) of 1,600 MPa or more, and an elongation (EL) of 7% or more.
인장강도(TS):2,400MPa 이상, 항복강도(YS): 1,600MPa 이상, 연신율(EL): 7% 이상의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품.(P): more than 0 and not more than 0.015% by weight; sulfur (S): not more than 0.1% by weight; (B): 0.03-0.04 wt%, molybdenum (Mo): 0.05-0.50 wt%, and more preferably 0.005 wt% or less of chromium (Cr) 0.02 to 0.10% by weight of niobium (Nb) and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities,
A tensile strength (TS) of 2,400 MPa or more, a yield strength (YS) of 1,600 MPa or more, and an elongation (EL) of 7% or more.
상기 핫 스탬핑 부품은,
강재 전체 부피 내 템퍼드(tempered) 마르텐사이트 부피 분율: 30~90%, 및 마르텐사이트+템퍼드 마르텐사이트 부피 분율: 90~100%의 미세 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 핫 스탬핑 부품.
The method according to claim 6,
The hot stamping component comprises:
Characterized by having a microstructure having a tempered martensite volume fraction of 30 to 90% and a martensite + tempered martensite volume fraction of 90 to 100% in the total volume of the steel material.
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