KR20110046689A - High strength steel sheet with excellent resistivity ratio and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저항복비 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 C: 0.04~0.08wt%, Si: 0초과 0.1wt% 이하, Mn: 1.8~2.0wt%, Al: 0.1~0.2wt%, P: 0.015~0.020wt%, S: 0초과 0.003wt% 이하, Mo: 0.10~0.20wt%, Ti: 0.01~0.02wt%, N: 0초과 0.006wt% 이하이고, Cr: 0.1~0.2wt%, V: 0.01~0.05wt%, B: 0.0005~0.0015wt%중에서 선택된 1종 이상을 포함하고 잔부가 Fe과 기타 불가피한 불순물로 조성되며, 미세조직은 페라이트와 마르텐사이트를 포함한 2상으로 구성된다.The present invention relates to a high strength steel sheet and a method of manufacturing the same having excellent resistance ratio ratio characteristics. In the present invention, C: 0.04 to 0.08 wt%, Si: more than 0 wt% or less, Mn: 1.8 to 2.0 wt%, Al: 0.1 to 0.2 wt%, P: 0.015 to 0.020 wt%, S: more than 0.003 wt% % Or less, Mo: 0.10 to 0.20 wt%, Ti: 0.01 to 0.02 wt%, N: more than 0 and 0.006 wt% or less, Cr: 0.1 to 0.2 wt%, V: 0.01 to 0.05 wt%, B: 0.0005 to 0.0015 At least one selected from wt%, the balance is composed of Fe and other unavoidable impurities, the microstructure consists of two phases, including ferrite and martensite.
본 발명은 복합조직(CP : Complex Phase)강을 이용하되, 마르텐사이트 분율을 10~15vol% 확보하고 Ti첨가로 BN, AlN 등의 석출을 제어하므로 고강도와 함께 우수한 연신율이 확보되고 저항복비 특성도 우수한 고강도 강판을 제조할 수 있는 이점이 있다.The present invention uses a complex phase (CP) steel, but secures martensite fraction 10 ~ 15vol% and controls the precipitation of BN, AlN, etc. by the addition of Ti, excellent elongation with high strength and resistance to complex ratio There is an advantage that can produce an excellent high strength steel sheet.
고강도 강판, 저항복비 High strength steel sheet, resistive ratio
Description
본 발명은 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레스 성형성이 우수하고, 590MPa 이상의 인장강도를 갖는 저항복비 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel sheet and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a high strength steel sheet and a method for manufacturing the same, which is excellent in press formability and excellent in resistivity ratio property having a tensile strength of 590 MPa or more.
자동차 부품의 대부분은 프레스가공에 의해 성형되기 때문에 우수한 프레스 가공성이 요구되는 실정이며, 특히 최근에는 자동차의 디자인이 복잡해지고 소비자들의 욕구가 다양화됨에 따라 고강도이면서도 도금성과 가공성이 우수한 강을 요구하고 있다. Since most automotive parts are molded by press processing, excellent press formability is required. In particular, as the design of automobiles is complicated and the needs of consumers are diversified, demand for steel with high strength and excellent plating and workability is required. .
그 예로, 자동차의 외판재 등에 주로 사용되는 강판은 340MPa 이하의 IF(Interstitial)강이 사용되고 있다.For example, steel sheets mainly used for exterior materials of automobiles and the like are used IF (Interstitial) steel of 340 MPa or less.
IF(Interstitial)강은 고용탄소와 고용질소를 제거하여 내시효성을 확보하며, 내시효성 확보 후 강도가 감소되는 현상을 방지하기 위해 Mn, Si, P가 첨가된다.IF (Interstitial) steel removes carbon and solid solution of nitrogen to secure aging resistance, and Mn, Si, and P are added to prevent aging after securing aging resistance.
이러한 IF강은 성형성 및 표면 특성이 우수한 장점을 갖는다. Such IF steel has the advantage of excellent formability and surface properties.
하지만 IF강은 고용탄소량이 적어 내덴트성이 떨어지며 외판 강성을 확보하기 위하여 두께가 0.65mm 이상 확보해야 하는 문제점이 있다. However, IF steel has a small amount of solid carbon, so that the dent resistance is low, and a thickness of 0.65 mm or more is required to secure shell strength.
이를 보완하기 위해 BH(Bake Hardening)강을 사용할 수 있으나 이 강의 경우 시효성을 확보하기 어렵고, C, N성분을 협폭 관리해야되는 문제점이 있다. To compensate for this, BH (Bake Hardening) steel may be used, but in this case, it is difficult to secure aging and narrow management of C and N components.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내시효성을 확보하기 쉽고 C,N성분의 협폭 관리를 요구하지 않으며 프레스 가공성이 우수하고 저항복비 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. Therefore, an object of the present invention is to solve the problems described above, it is easy to ensure the aging resistance, does not require the narrow management of the C, N components, excellent press workability and excellent resistance to composite properties and its production To provide a way.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 C: 0.04~0.08wt%, Si: 0초과 0.1wt% 이하, Mn: 1.8~2.0wt%, Al: 0.1~0.2wt%, P: 0.015~0.020wt%, S: 0초과 0.003wt% 이하, Mo: 0.10~0.20wt%, Ti: 0.01~0.02wt%, N: 0초과 0.006wt% 이하이고, Cr: 0.1~0.2wt%, V: 0.01~0.05wt%, B: 0.0005~0.0015wt%중에서 선택된 1종 이상을 포함하고 잔부가 Fe과 기타 불가피한 불순물로 조성되며, 미세조직은 페라이트와 마르텐사이트를 포함한 2상으로 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is C: 0.04 ~ 0.08wt%, Si: more than 0 wt% or less, Mn: 1.8 ~ 2.0wt%, Al: 0.1 ~ 0.2wt%, P: 0.015 to 0.020 wt%, S: more than 0.003 wt% or less, Mo: 0.10 to 0.20 wt%, Ti: 0.01 to 0.02 wt%, N: more than 0 and 0.006 wt% or less, Cr: 0.1 to 0.2 wt% , V: 0.01 ~ 0.05wt%, B: 0.0005 ~ 0.0015wt% It contains at least one selected from the rest, the balance is composed of Fe and other unavoidable impurities, the microstructure consists of two phases including ferrite and martensite.
상기 미세조직은 페라이트가 85~90vol%, 마르텐사이트가 10~15vol%의 체적분율을 갖는다.The microstructure has a volume fraction of 85 to 90 vol% of ferrite and 10 to 15 vol% of martensite.
상기 마르텐사이트는 구형이고, 결정립계에 미세하게 분산되어 있다.The martensite is spherical and finely dispersed in grain boundaries.
C: 0.04~0.08wt%, Si: 0초과 0.1wt% 이하, Mn: 1.8~2.0wt%, Al: 0.1~0.2wt%, P: 0.015~0.020wt%, S: 0초과 0.003wt% 이하, Mo: 0.10~0.20wt%, Ti: 0.01~0.02wt%, N: 0초과 0.006wt% 이하이고, Cr: 0.1~0.2wt%, V: 0.01~0.05wt%, B: 0.0005~0.0015wt%중에서 선택된 1종 이상을 포함하고 잔부가 Fe과 기타 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브를 1150~1250℃로 재가열한 다음, Ar3~ Ar3+70℃온도에서 마무리 열간압연을 수행하고 550~650℃에서 권취하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 산세하고 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연강판을 오스테나이트가 10~15vol% 잔류하도록 소둔 열처리하고 용융아연도금처리하는 단계를 포함한다.C: 0.04 to 0.08 wt%, Si: more than 0 wt% or less, Mn: 1.8 to 2.0 wt%, Al: 0.1 to 0.2 wt%, P: 0.015 to 0.020 wt%, S: more than 0.003 wt% or less, Mo: 0.10 to 0.20 wt%, Ti: 0.01 to 0.02 wt%, N: over 0, 0.006 wt% or less, Cr: 0.1 to 0.2 wt%, V: 0.01 to 0.05 wt%, B: 0.0005 to 0.0015 wt% Reheat the slab containing one or more selected ones and the balance with Fe and other unavoidable impurities to 1150 ~ 1250 ℃, then finish hot rolling at Ar3 ~ Ar3 + 70 ℃ and wound at 550 ~ 650 ℃ Manufacturing a steel sheet; Pickling and hot rolling the hot rolled steel sheet to produce a cold rolled steel sheet; And annealing heat treatment of the cold rolled steel sheet to maintain 10 to 15 vol% of austenite and hot dip galvanizing.
상기 소둔 열처리는 Ar1~Ar3의 온도영역에서 열처리 후 5~30℃/sec의 냉각속도로 400~500℃ 온도영역까지 냉각한다.The annealing heat treatment is cooled to a temperature range of 400 ~ 500 ℃ at a cooling rate of 5 ~ 30 ℃ / sec after the heat treatment in the temperature range of Ar1 ~ Ar3.
상기 Ar1~Ar3의 온도영역은 760~840℃이다.The temperature range of Ar1 to Ar3 is 760 to 840 ° C.
본 발명은 Si의 함량조절과 소입성 원소 및 Ti를 복합첨가하여 BN, AlN 등의 석출을 제어하고 페라이트와 마르텐사이트를 포함한 2상 조직으로 구성하되, 소둔 열처리시 오스테나이트가 10~15wt% 잔류하게 하여 590MPa 이상의 인장강도와 28% 이상의 연신율 및 항복비가 60% 미만을 갖는 고강도 강판을 제조한다. The present invention controls the precipitation of BN, AlN, etc. by controlling the addition of Si content and the hardenable element and Ti, and composed of a two-phase structure including ferrite and martensite, but retained 10 ~ 15wt% of austenite during annealing heat treatment. A high strength steel sheet having a tensile strength of 590 MPa or more, an elongation of 28% or more, and a yield ratio of less than 60% is produced.
따라서, 부품형상의 가공이 용이하고, 강도 증가로 인한 강판의 두께를 감소시킬 수 있어 자동차의 총 중량을 감소시켜 연비 효율 향상에 기여할 수 있다. Therefore, it is easy to process the shape of the part, it is possible to reduce the thickness of the steel sheet due to the increase in strength to reduce the total weight of the vehicle can contribute to the improvement of fuel efficiency.
또한, 고강도 확보를 위해 복합조직(CP : Complex Phase)강을 이용하므로 C,N성분의 협폭 관리를 요구하지 않고 저항복비 특성을 지님으로 형상 동결성 또한 우수한 효과가 있다. In addition, since complex phase (CP) steel is used to secure high strength, the shape freezing property is also excellent because it has resistance ratio ratio characteristics without requiring narrow management of C and N components.
이하, 본 발명에 의한 저항복비 특성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, a preferred embodiment of a high strength steel sheet and a method of manufacturing the same having excellent resistance ratio ratio according to the present invention will be described in detail.
본 발명은 C: 0.04~0.08wt%, Si: 0초과 0.1wt% 이하, Mn: 1.8~2.0wt%, Al: 0.1~0.2wt%, P: 0.015~0.020wt%, S: 0초과 0.003wt% 이하, Mo: 0.10~0.20wt%, Ti: 0.01~0.02wt%, N: 0초과 0.006wt% 이하이고, Cr: 0.1~0.2wt%, V: 0.01~0.05wt%, B: 0.0005~0.0015wt%중에서 선택된 1종 이상을 포함하고 잔부가 Fe과 기타 불가피한 불순물로 조성된다.In the present invention, C: 0.04 to 0.08 wt%, Si: more than 0 wt% or less, Mn: 1.8 to 2.0 wt%, Al: 0.1 to 0.2 wt%, P: 0.015 to 0.020 wt%, S: more than 0.003 wt% % Or less, Mo: 0.10 to 0.20 wt%, Ti: 0.01 to 0.02 wt%, N: more than 0 and 0.006 wt% or less, Cr: 0.1 to 0.2 wt%, V: 0.01 to 0.05 wt%, B: 0.0005 to 0.0015 It comprises at least one selected from wt% and the balance is composed of Fe and other unavoidable impurities.
제조방법은 상술한 합금조성을 갖는 슬라브를 1150~1250℃로 재가열한 후, Ar3~ Ar3+70℃온도에서 마무리 열간압연을 행한 후 550~650℃에서 강판 코일 형태로 권취하여 열연강판을 제조한다. In the manufacturing method, the slab having the above-described alloy composition is reheated to 1150 to 1250 ° C., followed by finishing hot rolling at
이 열연강판을 산세처리하여 50~70%의 압하율로 냉간압연을 실시한다. 이후 냉간압연된 강판을 Ar1~Ar3에서 소둔 처리한 후, 5~30℃/sec의 냉각속도로 400~500℃까지 냉각처리한다. 400~500℃까지 냉각처리한 후에는 용융아연도금하고 합금화 열처리한다.This hot rolled steel sheet is pickled and cold rolled at a reduction ratio of 50 to 70%. After the cold-rolled steel sheet annealing in Ar1 ~ Ar3, and then cooled to 400 ~ 500 ℃ at a cooling rate of 5 ~ 30 ℃ / sec. After cooling to 400 ~ 500 ℃, hot dip galvanized and alloy heat treatment.
미세조직은 페라이트와 마르텐사이트의 2상으로 구성된다.Microstructure consists of two phases, ferrite and martensite.
페라이트 조직의 상분율은 85~90vol%이고, 마르텐사이트 조직의 상분율은 10~15vol%이다. The percentage of ferrite tissue is 85-90 vol%, and the percentage of martensite tissue is 10-15 vol%.
조직은 합금성분 및 냉각패턴에 의해 결정되는 것으로, 마르텐사이트의 상분율이 10vol% 미만이면 목표강도의 확보가 어렵고, 15vol%를 초과하면 연신율 확보가 어렵다. The structure is determined by the alloying component and the cooling pattern. If the martensite phase ratio is less than 10 vol%, it is difficult to secure the target strength, and if it exceeds 15 vol%, it is difficult to secure the elongation.
마르텐사이트는 구형이고, 결정립계에 미세하게 분산되어 있다. 이러한 마르텐사이트 조직은 취성을 낮추고 연신율을 높이는데 효과적이며 그 형상은 도 1에서 확인된다. 이러한 마르텐사이트의 결정립 크기는 5~10㎛정도이다.Martensite is spherical and finely dispersed in grain boundaries. This martensite structure is effective in lowering brittleness and increasing elongation and its shape is shown in FIG. 1. The grain size of such martensite is about 5-10 탆.
인장강도는 590MPa이상이고, 연신율은 32% 이상이다. 항복비는 60% 미만이다. Tensile strength is above 590MPa and elongation is above 32%. Yield ratio is less than 60%.
이를 위해, 합금조성은 소입성 원소인 Mo외에 Cr, V, B를 선택적으로 첨가하여 마르텐사이트 형성을 용이하게 한다. To this end, the alloy composition facilitates the formation of martensite by selectively adding Cr, V, and B in addition to Mo as the hardenable element.
또한, 도금 특성 확보를 위해 Si의 함량을 0.1wt% 이하로 제한하며, Si 함량 제한으로 발생될 수 있는 경도저하 및 오스테나이트 내 탄소농화도가 높아지는 문제는 Al, Cr, P의 첨가로 보완한다. In addition, the content of Si is limited to 0.1wt% or less to secure the plating properties, and the problem of the decrease in hardness and carbon concentration in austenite, which may be caused by the Si content limitation, is compensated by the addition of Al, Cr, and P. .
또한, Mn 효과를 유지하기 위해 S를 0.003wt% 이하로 제한한다. 이는 MnS개재물 형성에 의한 열처리 후 재질 저하를 방지한다. In addition, S is limited to 0.003 wt% or less to maintain the Mn effect. This prevents material degradation after heat treatment by MnS inclusion formation.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, Ti 첨가로 고온역에서 TiN, TiS를 형성하여 고용B, Mn, Al의 영향을 극대화함으로써 마르텐사이트 형성을 촉진한다. 이러한 Ti는 BN의 형성을 억제하여 결정립 미세화에 의한 연신율 저하도 방지한다. In addition, as shown in Figure 1, by adding Ti to form TiN, TiS in the high temperature zone to maximize the effect of solid solution B, Mn, Al to promote martensite formation. Such Ti suppresses the formation of BN and also prevents a decrease in elongation due to grain refinement.
이하, 본 발명의 합금원소들의 기능 및 함량의 한정 이유에 대해 설명한다.Hereinafter, the reason for limitation of the function and content of the alloying elements of the present invention will be described.
C: 0.04~0.08wt%C: 0.04-0.08 wt%
C는 소재의 강도 확보를 위해 첨가된다. 본 발명의 경우 저탄영역[C: 0.04~0.08wt%]으로 설정하는 것은 고용 탄소량을 확보하여 내시효성을 확보하기 쉽도록 하기 위함이다. 이 경우 C,N 함량을 협폭 관리하지 않아도 되는 장점이 있다.C is added to ensure the strength of the material. In the case of the present invention, the low carbon range [C: 0.04 to 0.08 wt%] is set to secure an amount of solid solution carbon so as to easily ensure aging resistance. In this case, there is an advantage that does not need to narrowly manage the C, N content.
C는 0.04wt% 미만에서는 오스테나이트가 페라이트로 변태되어 마르텐사이트 분율을 확보하기 어렵고 강도가 저하된다. 반대로 0.08wt%를 초과하면 용접성이 저하되고 강도 증가에 따른 연성 및 스트레치-플랜지성이 저하된다. When C is less than 0.04 wt%, austenite is transformed into ferrite, making it difficult to secure the martensite fraction and decreasing the strength. On the contrary, when it exceeds 0.08 wt%, weldability will fall and ductility and stretch-flange property will fall with the strength increase.
따라서, C의 함량은 0.04~0.08wt%로 설정한다. Therefore, the content of C is set to 0.04 to 0.08 wt%.
Si: 0초과 0.1wt% 이하Si: more than 0 and less than 0.1wt%
Si는 고용강화 원소로서 강의 청정화 및 오스테나이트 내의 탄소 농화를 촉진하여 페라이트 형성을 용이하게 한다. 또한, 적정 Mn을 첨가하는 강 중에서 용접시 용융 금속의 유동성을 좋게하여 용접부내 개재물 잔류를 최소화한다. 또한 항복비, 연신율의 균형을 저해하지 않으면서 강도를 향상하며 페라이트 내 탄소의 확산 속도를 느리게 하기 때문에 탄화물 성장을 억제하여 페라이트를 안정화함으로써 연신율을 향상시킨다.Si is a solid solution strengthening element, which promotes the cleansing of the steel and the carbon concentration in the austenite to facilitate the formation of ferrite. In addition, in the steel to which the appropriate Mn is added, the fluidity of the molten metal during welding is improved to minimize the inclusion of inclusions in the weld. In addition, it improves the strength without inhibiting the balance of yield ratio and elongation, and slows the diffusion rate of carbon in the ferrite, thereby inhibiting carbide growth to stabilize the ferrite, thereby improving the elongation.
Si는 0.1wt%를 초과하면 소재 표면에 Mn2SiO4상을 형성하여 도금 젖음성을 저하시키고 외관 표면 품질을 저하시킨다. When Si exceeds 0.1wt%, Mn 2 SiO 4 phase is formed on the surface of the material, thereby decreasing plating wettability and deteriorating appearance surface quality.
따라서, Si의 함량은 0초과 0.1wt% 이하로 설정한다.Therefore, the content of Si is set to 0 seconds and 0.1 wt% or less.
Mn: 1.8~2.0wt%Mn: 1.8 ~ 2.0wt%
Mn은 고용강화 원소로서, 오스테나이트를 안정화하여 2상역 소둔 온도를 저하시키며 낮은 임계냉각속도에서도 마르텐사이트가 생성되기 쉽게 한다. Mn is a solid solution strengthening element, stabilizes austenite, lowers the two-phase annealing temperature, and makes martensite easily formed even at a low critical cooling rate.
Mn은 소량 첨가시 소둔 열처리 구간 중 오스테나이트가 베이나이트 및 펄라이트로 변태되어 강도를 저하시키는 원인이 되기 때문에 1.8wt%이상의 첨가가 필요하다. 하지만 2.0wt%를 초과하면 소재 두께 중심부에서 망간 밴드가 발달하여 굽힘가공성이 저하된다. When a small amount of Mn is added, austenite is transformed into bainite and pearlite during the annealing heat treatment section, thereby causing a decrease in strength. Therefore, an addition of 1.8 wt% or more is required. However, if the content exceeds 2.0wt%, the manganese band is developed at the center of the thickness of the material, thereby decreasing the bending workability.
따라서, Mn의 함량은 1.8~2.0wt%로 설정한다.Therefore, the content of Mn is set to 1.8 ~ 2.0wt%.
Al: 0.1~0.2wt%Al: 0.1-0.2wt%
Al은 탈산제로 주로 사용하는 원소이다. Al은 페라이트 결정립을 안정화하여 연신율을 향상시키고 오스테나이트 탄소 농화량을 증진하여 오스테나이트를 안정화시킨다. 또한 Al은 Fe과 Zn도금층 사이에 레이어(layer)으로 작용하여 도금성을 개선한다. 또한, Al은 열연 코일내 망간 밴드의 형성을 억제하여 연신율 저하를 방지한다. Al is an element mainly used as a deoxidizer. Al stabilizes austenite by stabilizing ferrite grains to improve elongation and austenite carbon enrichment. Al also acts as a layer between the Fe and Zn plating layers to improve plating properties. In addition, Al suppresses the formation of manganese bands in the hot rolled coil, thereby preventing the elongation from decreasing.
Al은 0.1wt% 미만에서는 상술한 효과를 기대할 수 없고, 0.2wt%를 초과하면 연주성을 저하시키고 슬라브내 AlN을 형성하여 열연 크랙을 유발한다. If Al is less than 0.1 wt%, the above-described effects cannot be expected. If it exceeds 0.2 wt%, Al deteriorates the playability and forms AlN in the slab, causing hot rolled cracks.
따라서, Al의 함량은 0.1~0.2wt%로 설정한다.Therefore, the content of Al is set to 0.1 ~ 0.2wt%.
P: 0.015~0.020wt%P: 0.015 ~ 0.020wt%
P은 고용강화에 의하여 강판의 강도를 높이는 원소이다. 또한 P는 탄화물 형성 억제에 효과적인 원소로 과시효대 구간에서 탄화물 형성에 의한 연신율 저하를 방지하는 역할을 수행한다. P is an element which raises the strength of the steel sheet by solid solution strengthening. In addition, P is an effective element for inhibiting carbide formation and plays a role in preventing elongation due to carbide formation in the overaging zone.
또한, P는 Mn당량을 향상하여 마르텐사이트 분율을 확보하기에 효과적이다. In addition, P is effective to secure the martensite fraction by improving the Mn equivalent.
P는 0.015wt% 미만에서는 상술한 효과를 얻을 수 없고, 반대로 0.020wt%를 초과하면 Fe3P의 스테다이트(Steadite) 조직을 형성하여 열간취성의 원인이 된다. 스테다이트 조직은 Fe3P를 함유한 오스테나이트 조직이다. If P is less than 0.015 wt%, the above-described effects cannot be obtained. On the contrary, if P is more than 0.020 wt%, a steatite structure of Fe 3 P is formed, which causes hot brittleness. The steatite structure is an austenite structure containing Fe 3 P.
따라서, P의 함량은 0.015~0.020wt%로 설정한다.Therefore, the content of P is set to 0.015 ~ 0.020wt%.
S: 0초과 0.003wt% 이하S: greater than 0 and less than 0.003wt%
S는 인성과 용접성을 저해하고 MnS 비금속 개재물을 증가시켜 DP강에서의 Mn효과를 감소시킨다. 또한, 과다 첨가시 조대한 개재물을 증가시켜 피로특성을 열화한다. S inhibits toughness and weldability and increases MnS non-metallic inclusions, reducing the Mn effect in DP steel. In addition, excessive addition increases coarse inclusions and degrades fatigue characteristics.
따라서, S의 함량은 0초과 0.003wt% 이하로 제한한다.Therefore, the content of S is limited to more than 0 and 0.003wt% or less.
Mo: 0.10~0.20wt%Mo: 0.10 ~ 0.20wt%
Mo는 소입성 원소로 마르텐사이트 분율을 확보하여 강도를 향상시킨다. Mn 관리에 따른 소입성을 보상하기 위하여 Mo는 0.10wt% 이상 첨가되어야 한다. Mo is a hardenable element to secure the martensite fraction to improve the strength. Mo must be added more than 0.10wt% to compensate for the hardenability due to Mn management.
하지만, 0.20wt%를 초과하면 결정립 미세화에 따른 항복비 증가의 원인이 된다. However, exceeding 0.20wt% causes an increase in yield ratio due to grain refinement.
따라서, Mn의 함량은 0.10~0.20wt%이하로 관리한다.Therefore, the content of Mn is managed to 0.10 ~ 0.20wt% or less.
Ti: 0.01~0.02wt%Ti: 0.01 ~ 0.02wt%
Ti는 강력한 탄질화물 형성원소이다. Ti는 강 중에 N와 3.4:1의 비율로 결합하여 고용N을 저감시킨다. 고용N의 저감은 BN, AlN의 형성을 방지하여 결정립 미세화에 의해 항복비가 증가하는 현상을 방지한다. Ti is a strong carbonitride forming element. Ti combines with N in steel at a ratio of 3.4: 1 to reduce solid solution N. Reduction of solid solution N prevents the formation of BN and AlN, thereby preventing the yield ratio from being increased by grain refinement.
Ti의 첨가량은 고용N의 양에 따라 결정되나 과다 첨가시에는 강 중의 C와 결합하여 항복비를 향상시킨다. The amount of Ti is determined by the amount of solid solution N. However, in the case of excessive addition, Ti is combined with C in steel to improve the yield ratio.
Ti는 0.01wt% 미만에서는 상술한 효과를 얻을 수 없고, 0.02wt%를 초과하면 항복비가 증가하므로 함량을 0.01~0.02wt%로 설정한다.If Ti is less than 0.01wt%, the above-described effects cannot be obtained, and if it exceeds 0.02wt%, the yield ratio is increased, so the content is set to 0.01 to 0.02wt%.
N: 0초과 0.006wt% 이하N: more than 0 and less than 0.006wt%
N은 AlN의 형성으로 결정립을 미세화하나 용융아연도금시 아연 도금층의 합금화 공정에서 냉각시 과포화되어 균일 연신율을 저하시킨다. N refines the grains by the formation of AlN, but supersaturates during cooling in the alloying process of the zinc plated layer during hot dip galvanizing to lower uniform elongation.
따라서, N의 함량은 0초과 0.006wt% 이하로 제한한다.Therefore, the content of N is limited to more than 0 and 0.006wt% or less.
[선택적 첨가원소] [Optional Additives]
Cr: 0.1~0.2wt%Cr: 0.1-0.2wt%
Cr은 소입성 원소로 마르텐사이트 분율을 확보하여 강도를 효과적으로 향상시킨다. 또한, Cr은 페라이트 결정립을 안정화하여 연신율을 향상시키며 오스테나이트 탄소 농화량을 증진하여 오스테나이트를 안정화 시킨다. Cr is a hardenable element to secure the martensite fraction, thereby effectively improving the strength. In addition, Cr stabilizes ferrite grains to improve elongation and austenite carbon enrichment to stabilize austenite.
Cr은 0.1wt% 미만에서는 상술한 효과를 얻을 수 없고, 0.2wt%를 초과하면 도금성을 저해한다. Cr cannot achieve the above-mentioned effect at less than 0.1 wt%, and if it exceeds 0.2 wt%, the plating property is inhibited.
따라서, Cr의 함량은 0.1~0.2wt%로 설정한다.Therefore, the content of Cr is set to 0.1 ~ 0.2wt%.
V: 0.01~0.05wt%V: 0.01 ~ 0.05wt%
V는 B, Mo와 같은 강력한 소입성 원소로 마르텐사이트의 형성에 효과적인 원소이다. 또한, V는 페라이트내에서 탄소와 결합하여 입내 탄화물을 형성하여 강도를 향상시키며 고용C를 저하시켜 항복비를 감소시키는 역할을 수행한다. V is a strong hardenable element such as B and Mo and is an effective element for forming martensite. In addition, V is combined with carbon in the ferrite to form carbide in the mouth to improve the strength and to lower the solid solution C serves to reduce the yield ratio.
V는 0.01wt% 미만에서는 상술한 효과를 얻을 수 없고, 0.05wt%를 초과하면 항복강도를 증가시킨다. When V is less than 0.01wt%, the above-mentioned effect cannot be obtained, and when it exceeds 0.05wt%, yield strength is increased.
따라서, V의 함량은 0.01~0.05wt%로 설정한다.Therefore, the content of V is set to 0.01 to 0.05 wt%.
B: 0.0005~0.0015wt%B: 0.0005 ~ 0.0015wt%
B는 강력한 소입성 원소로 적은 양으로도 강력한 효과를 나타낸다.B is a strong hardenable element and shows a strong effect even in a small amount.
B는 0.0005wt% 이상 첨가해야 마르텐사이트 형성에 효과적인 특성을 갖는다. 반면 0.0015wt%를 초과하면 표면 결정립계에 편석되어 도금성을 저해하는 원소로 작용한다. B must be added at least 0.0005wt% to have an effective property for martensite formation. On the other hand, if it exceeds 0.0015wt%, it segregates at the surface grain boundary and acts as an element that inhibits the plating property.
따라서, B의 함량은 0.0005~0.0015wt%로 설정한다.Therefore, the content of B is set to 0.0005 ~ 0.0015wt%.
본 발명은 상기 강판의 성분들을 함유하고, 나머지는 실질적으로 철(Fe) 및 불가피한 원소들이며, 원료, 자재, 제조설비 등의 상황에 따라 함유되는 원소로서 0.01w%이하의 불가피한 불순물의 미세한 혼입도 허용된다. The present invention contains the components of the steel sheet, the rest are substantially iron (Fe) and unavoidable elements, the fine content of inevitable impurities of less than 0.01w% as an element contained according to the situation of raw materials, materials, manufacturing facilities, etc. Is allowed.
상기와 같이 조성을 갖는 슬라브는 제강공정을 통해 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 제조되며, 여기서는 가열로를 통해 가열하여 슬라브를 원하는 두께로 압연하는 열간압연, 냉간압연을 거쳐 강판 형태로 제조된 후에, 저항복비 특성을 위해 소둔 열처리하고 그 강판의 표면에 용융아연도금 처리하는 아래의 공정을 거치게 된다. The slabs having the composition as described above are obtained through a continuous casting process after obtaining molten steel through a steelmaking process, where the steel slab is manufactured in the form of a steel sheet through hot rolling, cold rolling to heat the slab to a desired thickness. Subsequently, annealing heat treatment is performed for the resistive ratio property and hot dip galvanizing is performed on the surface of the steel sheet.
각 공정은 아래와 같다. Each process is as follows.
[가열로 공정][Heating process]
상기한 조성을 갖는 슬라브를 주조시 편석된 성분을 재고용하기 위해 1150~1250℃에서 재가열 한다. The slab having the composition described above is reheated at 1150 to 1250 ° C. to re-use segregated components during casting.
재가열 온도는 1150℃보다 낮으면 편석된 성분이 재고용되지 못하며, 1250℃를 초과하면 오스테나이트 결정립이 조대화되어 강도확보가 어렵다. If the reheating temperature is lower than 1150 ° C, segregated components are not reusable, and if the reheating temperature is higher than 1250 ° C, austenite grains are coarsened, thereby making it difficult to secure strength.
이때, 재가열 시간은 1~3시간이 바람직하고 그 이상 유지할 경우 경제적으로 손해를 볼 수가 있고 너무 짧으면 주조시 편석된 성분이 재고용되지 못할 수 있다.In this case, the reheating time is preferably 1 to 3 hours, and if it is maintained longer, economic loss may occur, and if it is too short, the segregated components during casting may not be re-used.
[열간압연 공정][Hot Rolling Process]
재가열한 슬라브를 오스테나이트 단상역인 Ar3~ Ar3+70℃에서 열간압연을 마무리 한다. 열간압연을 마무리 한 다음에는 Mn과 Si의 표면농화 및 탄화물의 조대화를 방지하기 위하여 550~650℃℃에서 권취한다. The reheated slab is hot rolled at austenitic single-phase Ar3 ~ Ar3 + 70 ℃. After finishing hot rolling, it is wound at 550 ~ 650 ℃ to prevent surface concentration of Mn and Si and coarsening of carbide.
Ar3온도 미만에서 마무리 압연할 경우 과도한 전위가 페라이트 내에 도입되어 냉각 혹은 권취 중에 성장하여 표면에 조대한 결정립이 형성될 수 있다. 반면, Ar3+70℃를 초과하는 온도에서 마무리 압연할 경우 페라이트 결정입도가 증가하여 강도가 감소할 우려가 있다. 여기서 Ar3~ Ar3+70℃ 온도영역은 880~950℃이다. When finishing rolling below the Ar3 temperature, excessive dislocations may be introduced into the ferrite and grow during cooling or winding to form coarse grains on the surface. On the other hand, when finish rolling at a temperature exceeding Ar3 + 70 ℃ ferrite grain size is increased there is a fear that the strength is reduced. The temperature range of Ar3 ~ Ar3 + 70 ℃ is 880 ~ 950 ℃.
권취온도는 550℃보다 낮으면 페라이트 대신 베이나이트나 마르텐사이트가 형성되고, 650℃보다 높으면 Mn, Si의 표면농화 및 탄화물의 조대화가 발생할 수 있다. If the coiling temperature is lower than 550 ℃, bainite or martensite is formed instead of ferrite, and if higher than 650 ℃, surface concentration of Mn, Si and coarsening of carbide may occur.
열간압연을 마무리 한 다음 권취온도까지는 통상적인 냉각속도로 냉각한다.After hot rolling, cool to normal winding speed until the coiling temperature.
[산세 공정]Pickling process
열간압연된 강판은 표면 스케일 제거를 위해 산세를 수행하고 오일을 도포하여 산화가 방지하도록 한다. Hot rolled steel sheet is pickled to remove surface scale and oil is applied to prevent oxidation.
[냉간압연 공정][Cold rolling process]
산세 처리된 열연강판(PO강판)을 50~70%의 압하율로 냉간압연을 실시한다. The pickled hot rolled steel sheet (PO steel sheet) is cold rolled at a rolling reduction of 50 to 70%.
냉간압연 공정은 강판의 최종 원하는 두께를 얻고 원하는 재질을 얻기 위해 냉간압연하는 단계이다. The cold rolling process is a step of cold rolling to obtain the final desired thickness of the steel sheet and to obtain the desired material.
[소둔 공정][Annealing process]
소둔 공정에서 마르텐사이트 분율을 제어한다. The martensite fraction is controlled in the annealing process.
이를 위해 오스테나이트 페라이트 이상역 구간인 Ar1~Ar3의 온도범위에서 열처리를 실시한 후 5~30℃/sec의 냉각속도로 400~500℃(과시효대)까지 냉각한다. To this end, after performing a heat treatment in the temperature range of Ar1 ~ Ar3, the austenite ferrite ideal zone section, and cooled to 400 ~ 500 ℃ (over-age band) at a cooling rate of 5 ~ 30 ℃ / sec.
이때, 냉각속도가 너무 느리면 냉각 과정에서 오스테나이트가 페라이트 퍼얼라이트(세멘타이트), 베이나이트로 변태하는 문제가 발생하고, 냉각속도가 너무 빠를 때는 재질 불균일의 문제가 발생한다. At this time, if the cooling rate is too slow, austenite is transformed into ferrite ferrite (cementite), bainite in the cooling process, and when the cooling rate is too fast, a problem of material unevenness occurs.
Ar1~Ar3영역은 합금조성에 따라 결정되는 것으로 본 발명의 경우 760~840℃온도범위이다. Ar1 ~ Ar3 region is determined according to the alloy composition in the case of the present invention is 760 ~ 840 ℃ temperature range.
소둔 열처리시 페라이트의 일부가 오스테나이로 변태하고, 이 오스테나이트가 잔류하여 합금화 열처리 후 냉각시 마르텐사이트로 변태된다. Part of the ferrite transforms to austenite during annealing heat treatment, and the austenite remains to transform into martensite upon cooling after alloying heat treatment.
이때, 냉각조건을 제어하여 오스테나이트가 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트로 변태되는 것을 억제함으로써 적정 마르텐사이트 분율을 확보한다.At this time, by controlling the cooling conditions to suppress the transformation of austenite into ferrite, pearlite and bainite to ensure an appropriate martensite fraction.
냉각속도는 5℃/sec 미만이면 과시효대에서 오스테나이트내 탄소 고용도가 낮아져 잔류 오스테나이트 체적분율이 증가한다. 이는 과도한 마르텐사이트 분율확보로 항복강도는 증가하고 연신율은 감소하는 결과를 가져온다.If the cooling rate is less than 5 ° C./sec, the carbon solubility in austenite is lowered in the overageing zone, thereby increasing the residual austenite volume fraction. This results in an excessive martensite fraction, which increases yield strength and decreases elongation.
반면, 냉각속도가 30℃/sec를 초과하면 냉각과정에서 오스테나이트가 페라이 트나 펄라이트(세멘타이트), 베이나이트로 변태하여 과시효대에서의 잔류 오스테나이트 체적분율이 감소한다. 따라서 마르텐사이트 분율확보가 어렵다.On the other hand, if the cooling rate exceeds 30 ℃ / sec austenite is transformed into ferrite, pearlite (cementite), bainite during the cooling process to reduce the residual austenite volume fraction in the overaging zone. Therefore, it is difficult to secure martensite fraction.
이때, 냉각종료 온도(과시효대 온도)가 400℃ 미만이면 적정 오스테나이트 분율 확보가 어려워 강도 확보가 어렵고, 500℃를 초과하면 탄화물 형성 지연효과가 없어 연신율 향상 효과를 기대하기 어렵다.At this time, if the cooling end temperature (over-aging band temperature) is less than 400 ℃ difficult to secure the appropriate austenite fraction is difficult to secure the strength, if it exceeds 500 ℃ it is difficult to expect the effect of improving the elongation because the carbide formation delay effect.
소둔 열처리가 완료된 냉연강판은 460~480℃에서 용융아연도금처리하고 480~520℃까지 재가열하여 합금화 열처리한 후 300℃이하 까지 20℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하여 도금층이 안정적으로 성장되도록 한다.Cold-rolled steel sheet after annealing heat treatment is hot-dip galvanized at 460 ~ 480 ℃ and reheated to 480 ~ 520 ℃ alloying heat treatment and then cooled to less than 20 ℃ / s cooling rate up to 300 ℃ or less to allow the plating layer to grow stably.
합금화 열처리는 온도가 480℃보다 낮으면 도금층의 안정적 성장이 어렵고 520℃보다 높으면 재질 저하가 발생한다. In the alloying heat treatment, when the temperature is lower than 480 ° C., it is difficult to stably grow the plating layer, and when the temperature is higher than 520 ° C., material degradation occurs.
그리고, 합금화 열처리 후 냉각하는 과정에서 소둔 공정시 잔류한 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태된다. In addition, austenite remaining in the annealing process is transformed into martensite in the cooling process after the alloying heat treatment.
이하, 상술한 저항복비 특성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 발명예와 다른 비교예를 대비하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a high strength cold rolled steel sheet excellent in the above-mentioned resistance ratio ratio and a manufacturing method thereof will be described in comparison with the invention examples and other comparative examples.
표 1은 본 발명의 발명예와 다른 비교예의 성분비를 나타낸 것이다. Table 1 shows the component ratio of the invention example of this invention and another comparative example.
(ppm)B
(ppm)
(ppm)N
(ppm)
특성
Plated
characteristic
Remarks
(℃)FDT
(℃)
(℃)CT
(℃)
(℃)AT
(℃)
(MPa)TS
(MPa)
(MPa)YS
(MPa)
(%)EL
(%)
(%)YR
(%)
(vol%)Vm
(vol%)
[FDT:마무리 열간압연온도, CT:권취온도, AT:소둔온도, YS:항복강도, TS:인장강도, EL:연신율, YR:항복비(항복강도/인장강도), Vm:마르텐사이트 분율][FDT: finishing hot rolling temperature, CT: coiling temperature, AT: annealing temperature, YS: yield strength, TS: tensile strength, EL: elongation, YR: yield ratio (yield strength / tensile strength), Vm: martensite fraction]
상기 표 1과 같이 조성된 슬라브를 사용하여 다음과 같은 열간압연, 소둔 조건에 의해 제조된 시편의 기계적 성질을 측정한 결과는 표 2에 나타내었다.The results of measuring the mechanical properties of the specimens manufactured by the following hot rolling and annealing conditions using the slabs composed as shown in Table 1 are shown in Table 2.
제조방법은 표 1의 합금조성을 갖는 슬라브를 1250℃에서 2시간 이상 재가열한 후 900℃(Ar3이상)온도에서 마무리 열간압연한 후 저온권취(600℃)한다. In the manufacturing method, the slab having the alloy composition of Table 1 is reheated at 1250 ° C. for 2 hours or more, followed by finishing hot rolling at a temperature of 900 ° C. (
이 열연강판을 산세처리하고 두께 0.65mm이하로 냉간압연하였다. 냉간압연된 강판을 800℃로 소둔 열처리 후 25℃/sec의 냉각속도로 과시효대인 460℃까지 냉각하였다. The hot rolled steel sheet was pickled and cold rolled to a thickness of 0.65 mm or less. The cold rolled steel sheet was annealed at 800 ° C., and then cooled to 460 ° C., which is overaging at a cooling rate of 25 ° C./sec.
460℃의 아연도금욕에 침적하여 용융아연도금을 실시하였으며 용융아연도금 후에는 510℃로 가열하여 합금화 열처리를 실시하고 Ms점 이하로 냉각하였다.Hot dip galvanizing was carried out by immersing the zinc plating bath at 460 ° C., and after hot dip galvanizing, the alloy was heated to 510 ° C. and cooled to below Ms.
표 1과 표 2를 살펴보면, 저탄소[C: 0.04~0.08wt%] 베이스 강종에 Mo, Ti를 첨가하고 추가로 Cr, V, B 중에서 선택된 1종을 첨가시 저항복비 특성이 우수하면서도 590MPa 이상의 인장강도와 28% 이상의 연신율이 확보되었다. Looking at Table 1 and Table 2, when Mo, Ti is added to the low carbon [C: 0.04 ~ 0.08wt%] base steel, and the addition of one selected from Cr, V, and B, the tensile strength is excellent and the tensile strength of 590 MPa or more is excellent. Strength and elongation of over 28% were secured.
이는 Ti가 BN, AlN화합물을 형성하는 고용N을 제거하여 항복비 증가를 방지함과 더불어 소입성 원소가 마르텐사이트 형성을 촉진시킨 때문으로 보인다. This is because Ti removes solid solution N forming BN and AlN compounds to prevent an increase in yield ratio and hardenable elements promote martensite formation.
그리고, Si를 0.1wt% 이하로 제한함에 의해 도금 특성은 확보되었다. And plating property was ensured by restricting Si to 0.1 wt% or less.
비교예 1은 고용N을 제거하지 않았으나 Al의 함량이 낮아 결정립 미세화가 미비하여 항복비 증가는 낮았다. 하지만 인장강도가 목표수준을 만족하지 못하였다. Comparative Example 1 did not remove the solid solution N, but due to the low Al content, the grain refinement was insufficient, resulting in a low yield ratio increase. However, the tensile strength did not meet the target level.
비교예 3은 고용N을 제거하지 않아 AlN, BN의 형성에 의한 결정립 미세화가 발생하여 항복비가 과도하게 증가하는 현상이 나타났다. In Comparative Example 3, since the solid solution N was not removed, grain refinement occurred due to the formation of AlN and BN, resulting in excessive yield ratio.
비교예 4도 고용N을 제거하지 않아 AlN 형성에 의한 결정립 미세화가 발생하여 항복비가 증가하는 현상이 나타났다. Comparative Example 4 also did not remove the solid solution N grains due to the formation of AlN occurred a phenomenon that the yield ratio increases.
표 2의 발명예 2의 조직사진이 도 2에 도시되어 있다. A tissue photograph of Inventive Example 2 in Table 2 is shown in FIG. 2.
도 2에 도시된 바에 의하면, 페라이트 결정립계에 구형의 미세한 마르텐사이트가 분산되어 있는 것이 확인된다. 구형의 마르텐사이트는 판형의 마르텐사이트에 비해 연신율이 우수하고 취성에도 강하다.As shown in FIG. 2, it is confirmed that spherical fine martensite is dispersed in the ferrite grain boundary. Spherical martensite is superior in elongation and brittle in comparison with plate-like martensite.
따라서, C, Mn, Al을 기본조성으로 하는 강에 Si의 함량을 낮추고 Mo, Ti 및 Cr, V, B 중에서 선택된 1종을 복합첨가하여 소둔 열처리시 오스테나이트가 10~15% 잔류하게 함에 의해 인장강도 590MPa 이상, 연신율 28% 이상, 항복비 60% 미만을 만족하는 고강도 강판을 제조할 수 있음을 알 수 있다. Therefore, by lowering the content of Si in the steel, which is based on C, Mn, and Al, and adding one selected from Mo, Ti, Cr, V, and B, the austenite remains 10 to 15% during annealing heat treatment. It can be seen that a high strength steel sheet having a tensile strength of 590 MPa or more, an elongation of 28% or more, and a yield ratio of less than 60% can be produced.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Within the scope of the basic technical idea of the present invention, many other modifications are possible to those skilled in the art, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims. will be.
도 1은 TiN형성 온도 및 TiN이 형성된 조직사진을 보인 도.1 is a view showing a TiN formation temperature and a tissue photograph in which TiN is formed.
도 2는 본 발명에 의한 저항복비 특성이 우수한 고강도 강판을 보인 조직사진.(표 2의 발명예 2)Figure 2 is a tissue photograph showing a high-strength steel sheet having excellent resistance ratio ratio characteristics according to the present invention. (Invention Example 2 in Table 2)
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090103212A KR20110046689A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | High strength steel sheet with excellent resistivity ratio and manufacturing method |
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---|---|---|---|
KR1020090103212A KR20110046689A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | High strength steel sheet with excellent resistivity ratio and manufacturing method |
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