KR101808430B1 - 자동차용 냉연강판 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중량%로, 탄소(C) : 0.15 ~ 0.20%, 실리콘(Si) : 1.0 ~ 1.5%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.5%, 인(P) : 0.020 중량% 이하, 황(S) : 0 초과 ~ 0.01 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06%, 질소(N) : 0 초과 ~ 0.006 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도(TS): 980MPa 내지 1200 MPa, 항복강도(YS): 550 내지 600, TS×EL 값이 18000 내지 40000 및 연신율: 15% 내지 25%인 고강도 냉연강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동차용 냉연강판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 업계는 충돌안정성과 경량화를 추구하기 위하여 고강도이면서 고연성을 갖는 강판에 대하여 많은 연구를 하고 있다. 특히, 자동차 바디 골격 부품의 두께를 얇게 하는 동시에, 강도 향상에 의한 충돌 안전성의 확보를 주요 목표로 하고 있다.
자동차용 고강도 소재로는 석출강화강, 소부경화강, 고용강화강, 변태강화강 등이 있다. 변태강화강에는 이상조직강(Dual Phase Steel, DP강), 복합조직강(Complex Phase Steel, CP강)이나 변태유기소성강(Transformation Induced Plasticity, TRIP강)등이 있다.
DP강은 연질의 페라이트 내에 경질의 마르텐사이트가 미세 균질하게 분산되어 고강도를 확보하는 강종이다. CP강은 페라이트, 마르텐사이트, 베이나이트의 2상 또는 3상을 포함하는 강종이다.
TRIP강은 미세 균질하게 분산된 잔류 오스테나이트를 상온에서 가공하면 마르텐사이트 변태를 일으키며 고강도 고연성을 확보하는 강종이다.
이중 우수한 연성을 나타내는 고강도강으로서, TRIP강이 주목받고 있다. TRIP강은 다시 폴리고날 페라이트를 주상(main phase)으로 하여 잔류 오스테나이트를 포함하는 TRIP형 복합 조직강(TPF강)과, 베이니틱 페라이트를 모상(mother phase)으로 하여 잔류 오스테나이트를 포함하는 TRIP형 베이나이트강(TBF강) 등의 여러 종류로 분류된다.
이들 중 TBF강은 경질 베이나이트 조직에 의해 고강도를 얻기 쉽다. 베이나이트 조직 중에는 래스(lath)형태의 베이니틱 페라이트의 경계에 미세한 잔류 오스테나이트가 생성되기 쉬운 점에서, 매우 우수한 신장(전체 신장)을 얻을 수 있는 특징이 있다.
본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0056588호가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 소둔 열처리 온도를 낮추어 공정의 부하를 방지하면서도, 재질의 편차가 우수하여 최종 소둔 열처리 후 밴드구조의 형성을 방지하고, 고강도, 고연성 및 높은 인장강도(TS)×연신율(EL) 밸런스를 갖는 고강도 냉연강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소둔 열처리 온도를 낮추어 공정의 부하를 방지하면서도, 재질의 편차가 우수하며, 인장강도(TS): 980MPa ~ 1200MPa, 항복강도(YS): 550MPa ~ 600MPa, 인장강도(TS)×연신율(EL) 밸런스: 18000 ~ 40000 및 연신율: 15% ~ 25%인 고강도 냉연강판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예는 중량%로, 탄소(C) : 0.15 ~ 0.20%, 실리콘(Si) : 1.0 ~ 1.5%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.5%, 인(P) : 0 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 황(S) : 0 초과 ~ 0.01 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06%, 질소(N) : 0 초과 ~ 0.006 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하는 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 650℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 상기 냉간압연된 판재를 1차 및 2차에 걸쳐 소둔 열처리하는 것을 포함하고 상기 1차 및 2차 소둔 열처리는 판재를 각각 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 열처리하는 것인 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법법에 관한 것이다.
상기 소둔 열처리하는 단계에서, 1차 소둔 열처리는 냉간압연된 판재를 Ac1~Ac3(℃)의 온도에서 50 ~ 100 초 동안 소둔 열처리한 후, 상기 1차 소둔 열처리된 판재를 Ms-100(℃) 내지 Ms(℃)의 온도로 냉각한 후, 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것을 포함할 수 있다.
상기 Ac1, Ac3 및 Ms 온도는 각각 하기 식 1, 식 2 및 식 3으로 표시된다.
[식 1]
Ac1 = 723 - 10.7Mn - 16.9Ni + 29.1Si + 16.9Cr + 290As + 6.38W,
[식 2]
Ac3 = 910 - 203√C-15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo + 13.1W - 30Mn - 11Cr - 20Cu + 700P + 400Al + 120As + 400Ti,
[식 3]
Ms = 539 - 423C - 30.4Mn - 12.1Cr - 17.7Ni - 7.5Mo
상기 소둔 열처리하는 단계에서, 2차 소둔 열처리는 1차 소둔된 판재를 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 소둔 열처리한 후, 600 ~ 700℃로 1차 냉각한 후, 300 ~ 450℃까지 2차 냉각하고, OAS 구간범위 내로 급냉된 판재를 350 ~ 450℃의 온도에서 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 중량%로, 탄소(C) : 0.15 ~ 0.20%, 실리콘(Si) : 1.0 ~ 1.5%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.5%, 인(P) : 0 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 황(S) : 0.01 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도(TS): 980MPa ~ 1200 MPa, 항복강도(YS): 550 ~ 600, TS×EL 값이 18000 ~ 40000 및 연신율: 15% ~ 25%인 고강도 냉연강판에 관한 것이다.
상기 고강도 냉연 강판은 최종 미세조직이 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 폴리고날 페라이트를 제1상으로 하고, 잔류 오스테나이트를 제2상으로 하는 복합 조직을 가지며, 상기 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트, 폴리고날 페라이트 및 잔류 오스테나이트가 단위 면적률로 각각 25 ~ 35%, 30 ~ 50%, 10 ~ 20% 및 5 ~ 10%을 갖는 것일 수 있다.
상기 고강도 냉연 강판은 1차 소둔 열처리 후 하기 식 4로 표시되는 이방성지수(AI)가 3.0 ~ 5.0이고, 하기 식 5로 표시되는 밴드간격(λ)이 14 ~ 18일 수 있다.
[식 4]
이방성 지수(AI) = N90/N0,
상기 식 4에서, N90는 단위 길이당 압연방향 및 90도 방향인 밴드구조의 평균 개수이고, N0은 단위 길이당 압연방향 및 0도 방향인 밴드구조의 평균 개수이다;
[식 5]
밴드 간격(λ) = (1-Vband)/N90
상기 식 5에서, Vband는 냉연강판에 형성된 밴드구조의 체적분율이다.
본 발명은 소둔 열처리 온도를 낮추어 공정의 부하를 방지하면서도, 재질의 편차가 우수하여 최종 소둔 열처리 후 밴드구조의 형성을 방지하고, 고강도, 고연성 및 높은 인장강도(TS)×연신율(EL) 밸런스를 갖는 고강도 냉연강판의 제조방법 및 이러한 제조방법으로 제조된 인장강도(TS): 980MPa ~ 1200 MPa, 항복강도(YS): 550 ~ 600, TS×EL 값이 18000 ~ 40000 및 연신율: 15% ~ 25%인 고강도 냉연강판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 고강도 냉연강판 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 실시예 1의 고강도 냉연강판의 미세조직 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 비교예 1의 고강도 냉연강판의 미세조직 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 실시예 1의 고강도 냉연강판의 미세조직 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 비교예 1의 고강도 냉연강판의 미세조직 사진을 나타낸 것이다.
고강도 냉연강판
본 발명의 일 구현예는 중량%로, 탄소(C) : 0.15 ~ 0.20%, 실리콘(Si) : 1.0 ~ 1.5%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.5%, 인(P) : 0 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 황(S) : 0 초과 ~ 0.01 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06%, 질소(N) : 0 초과 ~ 0.006 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하는 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 650℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 상기 냉간압연된 판재를 1차 및 2차에 걸쳐 소둔 열처리하는 것을 포함하고 상기 1차 및 2차 소둔 열처리는 판재를 각각 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 열처리하는 것인 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 냉연강판 제조 방법에 관한 것이다. 이를 통해, 본 발명은 소둔 열처리 온도를 낮추어 공정의 부하를 방지하면서도, 재질의 편차가 우수하여 최종 소둔 열처리 후 밴드구조의 형성을 방지하고, 고강도, 고연성 및 높은 인장강도(TS)×연신율(EL) 밸런스를 갖는 고강도 냉연강판의 제조방법 및 이러한 제조방법으로 제조된 인장강도(TS): 980MPa ~ 1200 MPa, 항복강도(YS): 550 ~ 600, TS×EL 값이 18000 ~ 40000 및 연신율: 15% ~ 25%인 고강도 냉연강판을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 고강도 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
탄소(C)는 고강도를 확보하고, 또한 잔류 γ를 확보하는데 필요한 원소이다. 상세하게는 γ상 중에 충분한 C량을 포함시키고, 실온에서도 γ상을 잔류시키기 위해 중요한 원소이다.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0.15 ~ 0.20 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 탄소(C)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.20 중량%를 초과할 경우에는 용접성이 급격히 저하되는 문제가 있다.
실리콘(
Si
)
실리콘(Si)은 잔류 γ가 분해하여 탄화물이 생성되는 것을 유효하게 억제하는 원소이며, 또 고용강화 원소로서도 유용하다.
상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 1.0 ~ 1.5 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 실리콘(Si)의 함량이 1.0 중량% 미만일 경우에는 상기의 작용 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 1.5 중량%를 초과하여 과잉 첨가될 경우에는 열간취성을 일으키고, 용융아연 도금과정에서 표면 산화물 발생에의한 도금성 열위, 표면 결함 등 오히려 문제가 발생한다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 γ를 안정화하고, 잔류 γ를 얻기 위하여 필요한 원소이며, 고용강화 작용을 하는 원소이다. 또한, Mn은 A3온도를 낮추는 원소로 소둔 온도를 낮게 작업할 수 있는 장점을 갖는다.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 1.5 ~ 2.5 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 망간(Mn)의 함량이 1.5 중량% 미만일 경우에는 망간 첨가 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 2.5 중량%를 초과할 경우에는 주편(鑄片) 분열이 생기고 냉간압연시 강판의 에지크랙이 발생하고 도금시 미도금 발생 등의 악영향이 나타난다.
인(P)
인(P)은 고용강화에 의하여 강의 강도를 향상시키는데 기여하나, 과다 함유될 경우 열간 취성의 원인이 되며, 용접성을 악화시킨다. 본 발명에서는 상기와 같은 점을 고려하여 인(P)을 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0 초과 ~ 0.020 중량% 이하로 포함한다.
황(S)
황(S)은 강의 인성과 용접성을 저해하고, 강중 MnS 비금속 개재물을 증가시킨다. 따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 점을 고려하여 황(S)을 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0 초과 ~ 0.01 중량% 이하로 포함한다.
가용성 알루미늄(S_Al)
가용성 알루미늄(S_Al)은 실리콘과 마찬가지로 소둔 후 세멘타이트의 석출을 억제함으로써 펄라이트 변태의 진행을 지연시켜 페라이트 결정립을 안정화한다. 또한 저 실리콘계에서도 알루미늄을 다량으로 첨가함으로써 연신율을 열화시키지 않고 화성 처리성을 개선한다.
상기 가용성 알루미늄(S_Al)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 가용성 알루미늄(S_Al)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 강 중의 산소 함유량이 많아져 연성저하를 초래한다. 반대로, 가용성 알루미늄(S_Al)의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 연신율 향상의 효과는 포화되고, 오히려 화성 처리성 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.
질소(N)
질소(N)는 강 중 과잉으로 존재하면 질화물이 다량으로 석출되고, 연성의 열화를 야기할 우려가 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 점을 고려하여 질소의 함량을 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0 초과 ~ 0.006 중량% 이하로 포함한다.
상기 슬라브 판재에는 크롬(Cr) : 0.3 ~ 0.5% 이 더 포함되어 있을 수 있다.
크롬(
Cr
)
크롬(Cr)은 페라이트 형성 원소로서, 탄화물을 형성하여 강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한 크롬은 소입성을 향상시켜 냉각시 제어에 유리한 원소이다.
상기 크롬(Cr)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.3 ~ 0.5 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 상기 범위에서 강도와 연신율의 균형(TS×EL)이 더욱 향상될 수 있다.
상기 슬라브 판재에는 니오븀(Nb) : 0.01 ~ 0.05% 및 몰리브덴(Mo) : 0.01 ~ 0.10%이 더 포함되어 있을 수 있다.
니오븀(
Nb
)
니오븀(Nb)은 NbC의 형태로 석출되어, 석출강화 효과와 동시에 A3 이상의 소둔과정에서 결정립 사이즈를 미세화시켜 강도 향상에 기여한다.
상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 상기 범위에서 소둔과정에서 결정립 사이즈를 더욱 미세화하고, 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.
몰리브덴(
Mo
)
몰리브덴(Mo)은 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 몰리브덴(Mo)은 질소와 결합하여 NMo를 형성하는데, NMo는 실리콘, 알루미늄과 같이 베이나이트 영역에서 열처리시 베이나이트 변태를 지연시키는 효과가 있어 잔류 오스테나이트 확보에 유리하게 작용한다.
상기 몰리브덴(Mo)은 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 상기 범위에서 소둔과정에서 결정립 사이즈를 미세화하고, 잔류 오스테나이트를 확보하는 효과가 더욱 우수하다.
전술한 합금조성의 성분들 외에 나머지는 철(Fe)과 제강 과정 등에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.
상기 합금성분으로 조성되는 본 발명에 따른 고강도 냉연 강판은 최종 미세조직이 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 폴리고날 페라이트를 제1상으로 하고, 잔류 오스테나이트를 제2상으로 하는 복합 조직을 가지며, 상기 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트, 폴리고날 페라이트 및 잔류 오스테나이트가 단위 면적률로 각각 25 ~ 35%, 30 ~ 50%, 10 ~ 20% 및 5 ~ 10%을 가질 수 있다.
이때, 잔류 오스테나이트를 포함하는 TRIP형 베이나이트강(TBF강)은 베이니틱 페라이트를 모상 조직으로 한다. 베이니틱 페라이트는 초기 전위밀도가 높기 때문에, 고강도를 얻기 쉬운 반면 소성변형에는 적합하지 않아, 높은 균일 신장을 확보하는 것은 곤란하다. 한편, 폴리고날 페라이트를 주상으로 하여 잔류 오스테나이트를 포함하는 TRIP형 복합 조직강(TPF강)은 소성 변형능이 높은 폴리고날 페라이트를 포함하지만, 전위 밀도가 낮으므로 고강도를 얻을 수는 없다.
따라서, 고강도이면서 연신율도 우수한 냉연 강판을 실현하기 위하여 폴리고날 페라이트를 TBF강에 활용하고, 잔류 오스테나이트(잔류 γ)에 의한 변태 유기 소성과의 상승 효과를 발현하면, TBF강에 있어서의 연신율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 냉연강판은 폴리고날 페라이트의 함유량을 소량의 범위로 하여, 베이니틱 페라이트와 폴리고날 페라이트의 혼합 조직에 마르텐사이트와 일부 잔류 오스테나이트로 구성되는 복합조직강으로 높은 인장강도와 항복강도를 갖는 동시에 높은 연신율을 확보할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 고강도 냉연강판에 있어서의 미세조직 측면에 대하여 설명하기로 한다.
마르텐사이트
본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 기본적으로 γ 단상역 소둔후 마르텐사이트 변태개시 온도 이하로 급랭하여 상당량의 래스형태의 마르텐사이트를 확보한다. 이는 1180Mpa 이상의 인장강도를 얻기 위하여 반드시 필요한 조직이다.
상기 마르텐사이트는 전체 조직에 대한 단위 면적율로 25 ~ 35%인 것이 바람직하다. 마르텐사이트가 25% 미만이면 충분한 강도를 얻을 수 없고, 35%를 초과하면 연성을 확보하기 어렵다.
마르텐사이트의 적정 함유를 위하여, 오스템퍼링 과정중에 마르텐사이트 내의 탄소 원자가 γ내로 확산 이동하여 γ를 안정화시켜 더 이상의 마르텐사이트 변태를 억제하고 상온까지 안정한 잔류 γ를 얻어내는 것이 중요하다. 또한 이 과정에서 베이나이틱 페라이트의 성장을 유도하는 것이 좋다.
베이니틱
페라이트
본 발명의 강판은 제 2 상 조직으로서 후술하는 잔류 오스테나이트를 함유하고 있고, 모상 조직은 베이니틱 페라이트와 마르텐사이트 그리고 폴리고날 페라이트의 혼합 조직으로 구성되어 있다.
본 발명에 있어서의 베이니틱 페라이트는 조직 내에 탄화물을 갖고 있지 않은 점에서, 베이나이트 조직과는 분명히 다르다.
본 발명 강판의 주체 조직인 베이니틱 페라이트와 폴리고날 페라이트의 혼합 조직은 전위 밀도(초기 전위 밀도)가 어느 정도 높은 베이니틱 페라이트에 의해 인장강도와 항복강도를 용이하게 높일 수 있는 동시에, 폴리고날 페라이트에 의해 우수한 연신율도 얻을 수 있다.
베이니틱 페라이트에 의한 상기 작용을 유효하게 발휘시키려면, 베이니틱 페라이트가 전체 조직에 대한 단위 면적률로 30% 이상 포함될 필요가 있다. 그러나, 베이니틱 페라이트가 50%를 초과하면, 그 만큼 폴리고날 페라이트가 적어져서 전체 신장이 저하하게 된다.
폴리고날
페라이트
전술한 바와 같이, 본 발명의 강판은 폴리고날 페라이트를 어느 정도 생성시켜서 강판의 전체 신장을 향상시킨다는 것인데, 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는 폴리고날 페라이트는 전체 조직에 대한 단위 면적률로 10% 이상 포함될 필요가 있다. 그러나, 폴리고날 페라이트이 20%를 초과하여 과도하면 상대적으로 베이니틱 페라이트의 분율이 적어져서 강판 강도가 저하하게 된다.
잔류 오스테나이트(잔류 γ)
잔류 γ는 TRIP(변태 유기 소성) 효과를 발휘하기 위한 본질적인 조직이며, 신장(전체 신장)의 향상에 유용하다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키려면 잔류γ를 전체 조직에 대한 점적률로 5% 이상을 필요로 한다. 한편, 잔류 γ가 10%를 초과하면 국부 변형능이 열화하는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 잔류 γ중의 C 농도(CγR)는 0.8% 이상인 것이 좋다. 이 CγR은 TRIP의 특성에 크게 영향을 미쳐서, 0.8% 이상으로 제어하면 특히 신장 등의 향상에 유효하다. 바람직하게는 1% 이상이다. 또한, 상기 CγR의 함유량은 많을수록 바람직하다.
기타:
베이나이트
,
펄라이트
본 발명의 강판은 본 발명의 제조과정에서 잔존할 수 있는 다른 조직(베이나이트, 펄라이트 등)의 혼입을 일체 배제하는 것이 아니라, 본 발명의 작용을 손상시키지 않는 범위에서 이들 이외의 조직을 함유하는 강판도 본 발명의 범위 내에 포함된다. 단, 이들 조직의 분율은 적으면 적을수록 바람직하고, 그 합계량을 전체 조직에 대한 점적률로 5% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
고강도 냉연강판 제조 방법
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다. 도 1을 참조하면, 도시된 고강도 냉연강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110), 냉각/권취 단계(S120), 냉간압연 단계(S130) 및 1차 및 2차 소둔 열처리 단계(S140)를 포함한다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, 탄소(C) : 0.15 ~ 0.20%, 실리콘(Si) : 1.0 ~ 1.5%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.5%, 인(P) : 0 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 황(S) : 0 초과 ~ 0.01 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06%, 질소(N) : 0 초과 ~ 0.006 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
상기 슬라브 판재에는 크롬(Cr) : 0.3 ~ 0.5% 이 더 포함되어 있을 수 있다.
상기 슬라브 판재에는 니오븀(Nb) : 0.01 ~ 0.05% 및 몰리브덴(Mo) : 0.01 ~ 0.10%이 더 포함되어 있을 수 있다.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법은 상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하는 단계; 상기 열간압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 650℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 상기 냉간압연된 판재를 각각 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 1차 및 2차에 걸쳐 열처리하는 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라브 재가열 단계에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1250℃로 재가열한다. 여기서, 상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정입도가 증가하여 강도 확보가 어려울 수 있으며, 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조 비용만 상승할 수 있다.
열간압연 단계(S110)에서는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하다. 이때, 마무리 압연 온도(FDT)가 850℃ 미만으로 너무 낮으면, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 문제가 있을 뿐만 아니라 급격한 상변화에 의해 열간압연중 통판성의 문제가 발생한다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화 되어 소부경화능 및 내시효성이 감소한다.
냉각/권취 단계(S120)에서는 열간 압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 650℃에서 권취한다. 이러한 권취 온도는 냉간압연 및 재결정 열처리 후 최적의 기계적 물성을 얻기 위한 조직을 얻기 위한 온도에 해당한다. 냉각/권취 단계(S120)에서, 권취 온도가 600℃ 미만일 경우 베이나이트나 마르텐사이트 조직으로 인해 냉간 압연에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 권취 온도가 650℃를 초과할 경우에는 미세조직이 조대해지므로 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 냉각/권취 단계(S120)에서, 냉각 속도는 10 ~ 30℃/sec로 실시할 수 있다. 상기 범위 내에서 강도를 더욱 향상시키면서 인성을 더욱 향상시킬 수 있다.
냉간 압연 단계(S130)에서는 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연한다. 이때, 냉간 압하율은 40 ~ 50%로 실시할 수 있다. 냉간 압하율이 40% 미만일 경우에는 변형효과가 작고, 반대로 냉간 압하율이 50%를 초과할 경우에는 압연 부하가 커져 제조 비용을 증가시키는 요인으로 작용한다. 또한, 열연코일에서 복합 석출물이 압연 중 분해되어 재결정 초기과정에서 (100) 집합조직이 발달되는데, 이로 인하여 드로잉성을 해치며 강판의 가장자리에 균열이 생기고 판 파단이 일어날 확률이 증가할 수 있다. 따라서, 냉간 압하율은 40 ~ 50%의 범위로 실시할 수 있다.
소둔 열처리 단계(S140)는 상기 냉간압연된 판재를 1차 및 2차에 걸쳐 소둔 열처리하는 것을 포함한다. 이때, 상기 1차 및 2차 소둔 열처리는 판재를 각각 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 열처리하는 것이며, 1차 및 2차 thens 열처리는 순차적으로 수행된다.
본 발명의 고강도 냉연강판 제조 방법은 소둔 열처리를 1차 및 2차에 걸쳐 수행함으로써, 고연성 고강도 강의 재질의 편차를 개선하고 고온 소둔으로 인하여 발생하는 표면의 문제점들을 해결하는 효과가 매우 우수한다. 또한, 소둔 열처리를 1차 및 2차에 걸쳐 수행함으로써, 소둔열처리 이전의 초기조직을 제어하여 최종 소둔 열처리 후 조직을 더욱 미세화하고, 최종 제품의 물성 개선을 할 수 있다.
상기 1차 및 2차 소둔 열처리는 각각의 공정이 소둔을 수행하는 SS(Soaking Section) 구간과, 냉각을 수행하는 RQS(Roll Quenching Section) 구간과, 과시효 처리하는 OAS(Over Aging Section) 구간을 포함하는 연속소둔라인에서 수행될 수 있다.
상기 소둔 열처리하는 단계에서, 1차 소둔 열처리는 냉간압연된 판재를 Ac1~Ac3(℃)의 온도에서 50 ~ 100 초 동안 소둔 열처리한 후, 상기 1차 소둔 열처리된 판재를 Ms-100(℃) 내지 Ms(℃)의 온도로 냉각한 후, 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것을 포함할 수 있다. 이를 통해, 1차 소둔 열처리 중 페라이트 및 마르텐사이트(또는, 템퍼드 마르텐사이트) 조직을 형성할 수 있다.
상기 Ac1, Ac3 및 Ms 온도는 각각 하기 식 1, 식 2 및 식 3으로 표시된다.
[식 1]
Ac1 = 723 - 10.7Mn - 16.9Ni + 29.1Si + 16.9Cr + 290As + 6.38W,
[식 2]
Ac3 = 910 - 203√C-15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo + 13.1W - 30Mn - 11Cr - 20Cu + 700P + 400Al + 120As + 400Ti,
[식 3]
Ms = 539 - 423C - 30.4Mn - 12.1Cr - 17.7Ni - 7.5Mo
상기 식 1 내지 3에서, 각각의 원소기호는 강 중 해당 원소의 중량%를 의미한다.
본 발명의 실시예들에서 Ac1온도는 예를 들면, 800℃ 내지 860℃의 온도, 800℃, 810℃, 820℃ 또는 830℃일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 Ac3온도는 예를 들면, 800℃ 내지 860℃의 온도, 840℃, 850℃ 또는 860℃일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 Ms온도는 예를 들면, 350℃ 내지 450℃의 온도, 350℃, 400℃ 또는 420℃일 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 Ms-100온도는 예를 들면, 250℃ 내지 350℃의 온도, 250℃, 300℃ 또는 350℃일 수 있다.
구체적으로, 1차 소둔 열처리는 냉간압연된 판재를 연속 소둔 라인의 SS 구간에서 10 ~ 20℃/sec의 속도로 Ac1~Ac3 (℃)의 온도로 가열한 후, 50 ~ 100초 동안 소둔 열처리한 후, RQS 구간에서 소둔 열처리된 판재를 Ms-100(℃) 내지 Ms(℃)의 온도로 냉각한 후, OAS 구간에서 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것일 수 있다.
상기 1차 소둔 열처리는 SS 구간에서 재결정과 결정립 성장을 통하여 집합조직을 발달시켜 드로잉성을 향상시키고 미세한 복합 석출물을 재용해시켜 고용탄소를 용출하도록할 수 있다. 이때, 소둔 열처리 온도, 즉 소킹 온도는 페라이트와 오스테나이트의 2상 조직을 만들기 위하여 10 ~ 20℃/sec의 속도로 급속 가열한 후, Ac1~Ac3(℃)에서 50 ~ 100초 동안 실시될 수 있다. 소둔 열처리 온도가 Ac1℃ 미만이거나, 또는 연속소둔 시간이 50초 미만일 경우에는 연성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 소둔 열처리 온도가 Ac3℃를 초과하거나, 또는 연속소둔 시간이 100초를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 크기 증가로 인하여 강판의 물성이 저하될 수 있다.
상기 1차 소둔 열처리는 RQS 구간에서의 냉각종료온도가 Ms-100(℃) 미만일 경우에는 인성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 1차 소둔 열처리는 RQS 구간에서의 냉각종료온도가 Ms(℃)를 초과할 경우에는 재질 불균일을 초래할 수 있다.
상기 1차 소둔 열처리는 OAS 구간에서 150 ~ 250초 동안 과시효 처리될 수 있다. 과시효대(Over Aging Section)에서 150초 미만으로 유지될 경우에는 항복비가 상승하는 문제가 있다. 반대로, 과시효대에서 250초를 초과할 경우에는 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
상기 소둔 열처리하는 단계에서, 2차 소둔 열처리는 1차 소둔된 판재를 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 소둔 열처리한 후, 600 ~ 700℃로 1차 냉각한 후, 300 ~ 450℃까지 2차 냉각하고, OAS 구간범위 내로 급냉된 판재를 350 ~ 450℃의 온도에서 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것을 포함한다. 이러한경우 1차 소둔 열처리 후 형성된 저온조직상(마르텐사이트 및 템퍼드 마르텐사이트)이 2차 소둔 열처리를 통해, 역변태와 더불어 탄소, 망간 등 합금원소의 재분배가 일어나게 된다. 이를 통해, 2차 소둔 열처리 중 오스테나이트로의 합금원소 분배를 통해 오스테나이트의 안정성이 확보되므로, 상온까지의 최종 냉각시 잔류 오스테나이트가 확보될 수 있다.
구체적으로, 2차 소둔 열처리는 1차 소둔된 판재를 연속 소둔 라인의 SS 구간에서 10 ~ 20℃/sec의 속도로 Ac1~Ac3 (℃)까지 가열한 후, 50 ~ 100초 동안 소둔 열처리한 후, RQS 구간에서 소둔 열처리된 판재를 600 ~ 700℃까지 1차 냉각하고 나서, 1차 냉각된 판재를 300 ~ 450℃까지 2차 냉각한 후, OAS 구간에서 급냉된 판재를 350 ~ 450℃의 온도에서 150 ~ 250초 동안 과시효 처리할 수 있다.
상기 2차 소둔 열처리는 SS 구간에서의 연속소둔은 재결정과 결정립 성장을 통하여 집합조직을 발달시켜 드로잉성을 향상시키고 미세한 복합 석출물을 재용해시켜 고용탄소를 용출할 수 있다. 이때, 소둔 열처리 온도, 즉 소킹 온도는 페라이트와 오스테나이트의 2상 조직을 만들기 위하여 10 ~ 20℃/sec의 속도로 급속 가열한 후, Ac1~Ac3 (℃)에서 50 ~ 100초 동안 실시할 수 있다. 소둔 열처리 온도가 Ac1℃ 미만이거나, 또는 연속소둔 시간이 50초 미만일 경우에는 연성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 소둔 열처리 온도가 Ac3℃를 초과하거나, 또는 연속소둔 시간이 100초를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 크기 증가로 인하여 강판의 물성이 저하될 수 있다.
또한, RQS 구간에서의 1차 냉각종료온도가 600℃ 미만일 경우에는 인성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, RQS 구간에서의 1차 냉각종료온도가 700℃를 초과할 경우에는 2차 냉각종료와의 온도 편차가 큰 관계로 재질 불균일을 초래할 수 있다.
한편, RQS 구간에서의 2차 냉각종료온도가 300℃ 미만일 경우에는 재질 불균일의 문제가 발생할 수 있다. 반대로, RQS 구간에서의 급속 냉각 온도가 450℃를 초과할 경우에는 냉각 과정에서 오스테나이트가 페라이트, 베이나이트로 변태할 수 있다.
이때, 2차 냉각은 15 ~ 25℃/sec의 속도로 실시할 수 있다. 2차 냉각 속도가 15℃/sec 미만일 경우에는 목표로 하는 강도를 확보하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 2차 냉각 속도가 25℃/sec를 초과할 경우에는 강도 확보 측면에서는 유리하나, 강도 증가 대비 인성이 저하되어 목표로 하는 연신율을 확보하는데 어려움이 따를 수 있다.
한편, OAS 구간에서는 350 ~ 450℃의 온도에서 150 ~ 250초 동안 실시할 수 있다. 과시효대(Over Aging Section)에서 350℃ 미만의 온도로 유지되거나, 또는 150초 미만으로 유지될 경우에는 항복비가 상승하는 문제가 있다. 반대로, 과시효대에서 450℃를 초과하는 온도로 유지되거나, 또는 250초를 초과할 경우에는 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
또한, 본 단계에서, 각각의 연속 소둔 라인의 진행 스피드(Line Speed; L/S)는 100 ~ 200mpm으로 수행하는 것이 바람직하다. 이때, 진행 스피드가 100mpm 미만일 경우에는 제조 속도가 너무 느려서 마르텐사이트를 형성하기 어려운 문제가 있다. 반대로, 진행 스피드가 200mpm 초과할 경우에는 속도가 너무 빠른 관계로 용융아연도금후 가열할 때 Zn-Fe 확산이 좋지 않다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 고강도 냉연강판 제조 방법은 소둔 열처리 단계(S140) 이후에 실시되는 용융아연도금 및 합금화 열처리 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 용융아연도금 및 합금화 열처리 단계에서는 과시효 처리된 판재를 480 ~ 560℃에서 용융아연도금 및 합금화 열처리한다. 합금화 열처리 온도가 480℃ 미만으로 너무 낮을 경우에는 적정 합금화도 및 도금층의 안정적 성장을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 합금화 열처리 온도가 560℃를 초과할 경우에는 재질 저하가 발생할 수 있다.
상기의 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 고강도 냉연강판은 합금성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 베이니틱 페라이트, 마르텐사이트 및 폴리고날 페라이트를 모상으로 하고, 제2상으로 잔류 오스테나이트를 형성함으로써 인장강도(TS): 980MPa 내지 1200 MPa, 항복강도(YS): 550 내지 600, TS×EL 값이 18000 내지 40000 및 연신율: 15% 내지 25%를 만족한다.
이방성지수(AI) 및 밴드간격(λ)
상기의 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 고강도 냉연강판은 1차 소둔 열처리 후 하기 식 4로 표시되는 이방성지수(AI)가 3.0 내지 5.0이고, 하기 식 5로 표시되는 밴드간격(λ)이 14 내지 18일 수 있다.
[식 4]
이방성 지수(AI) = N90/N0,
상기 식 4에서, N90는 단위 길이당 압연방향 및 90도 방향인 밴드구조의 평균 개수이고, N0은 단위 길이당 압연방향 및 0도 방향인 밴드구조의 평균 개수이다;
[식 5]
밴드 간격(λ) = (1-Vband)/N90
상기 식 5에서, Vband는 냉연강판에 형성된 밴드구조의 체적분율이다.
이러한 경우, 본 발명의 냉연강판은 Mn, Cr등의 경화능 원소를 포함하는 고강도강의 경우에서 펄라이트의 변태가 지연되는 현상이 발생하는 것을 방지하는 효과가 우수하다. 또한, FDT이후 냉각 및 CT 과정중 냉각속도의 차이 등의 이유로 열연 코일의 내/외권부의 조직이 상이해지는 것을 방지하는 효과가 더욱 향상될 수 있다. 예를 들어, 종래의 냉연강판은 폭방향으로 에지부가 상대적으로 빠른 냉각속도로 인해 경질상이 주로 분포하고, 폭방향으로 중앙부위가 페라이트 및 펄라이트 조직이 형성되어, 열연재의 조직이 불균일하게 되는 반면, 본 발명의 냉연 강판은 균일한 재질을 형성하여 코일 폭 및 길이방향으로의 재질 편차를 저감하는 효과가 매우 우수하다.
또한, 본 발명의 냉연강판은 경질상이 압연 방향으로 분포하여 형성되는 밴드 구조가 2차 소둔 열처리 후에도 사라질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 냉연강판은 TRIP강이면서도 소둔 열처리 온도를 낮추어 공정의 부하를 방지하면서도, 재질의 편차가 우수하여 최종 소둔 열처리 후 밴드구조의 형성을 방지하고, 고강도, 고연성 및 높은 인장강도(TS)×연신율(EL) 밸런스를 갖는 것으로, 이를 통해 고강도 및 고연성이 요구되는 자동차 차체의 충돌부재 등의 소재로 활용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시편의 제조
표 1에 나타낸 성분조성을 갖는 용융금속을 진공용해를 통해 두께 40mm, 폭 180mm의 잉곳으로 제조한 다음, 이를 1200℃에서 1시간 동안 재가열하여 균질화 처리한 후 Ar3 이상의 온도인 900℃ 이상에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하였다. 이후, 상기 열연강판을 냉각한 후 600℃로 미리 가열된 로에 장입하여 1시간 유지한 후 로냉시킴으로써 열연권취를 모사하였다. 이 열간압연된 판재를 40 ~ 50%의 냉간압하율로 냉간압연한 후, 하기 표 3의 조건으로 소둔 열처리를 행하여 최종 냉연강판을 제조하였다. 표 3에 미세조직을 관찰하여 밴드 구조의 특징을 나타내었다.
제조예 | C | Si | Mn | P | S | S-Al | Cr | N |
A | 0.15 | 1.46 | 1.92 | 0.018 | 0.002 | 0.04 | - | 0.004 |
B | 0.19 | 1.46 | 1.92 | 0.018 | 0.002 | 0.04 | 0.2 | 0.004 |
C | 0.18 | 1.47 | 2.5 | 0.019 | 0.002 | 0.04 | 0.41 | 0.004 |
D | 0.25 | 1.43 | 2.84 | 0.018 | 0.002 | 0.04 | 0.82 | 0.004 |
열연조건 | |||||
제조예 | Ac1 | Ac3 | Ms | FDT | CT |
A | 745 | 868 | 417 | 900 | 600 |
B | 748 | 856 | 398 | 900 | 600 |
C | 746 | 839 | 382 | 900 | 600 |
D | 748 | 807 | 337 | 900 | 600 |
구분 |
강종 |
1차 소둔 |
2차 소둔 |
|||
소둔 온도 ℃ | 냉각 온도 ℃ | 소둔 온도 ℃ | 냉각 온도 ℃ | 과시효 시간 s | ||
실시예1 | A | 830 | 300 | 830 | 400 | 200 |
실시예2 | B | 820 | 300 | 830 | 400 | 200 |
실시예3 | B | 820 | 300 | 830 | 350 | 200 |
실시예4 | C | 820 | 250 | 830 | 420 | 200 |
비교예1 | A | - | - | 830 | 400 | 200 |
비교예2 | B | - | - | 830 | 350 | 200 |
비교예3 | C | 820 | 350 | 830 | 420 | 200 |
비교예4 | C | - | - | 830 | 420 | 200 |
비교예5 | D | 820 | 450 | 830 | 400 | 200 |
비교예6 | D | 820 | 300 | 830 | 400 | 200 |
2. 기계적 물성 평가
표 3은 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 6에 따라 1차 및 소둔 열처리 되어 제조된 시편의 기계적 물성에 대한 평가 결과를 나타낸 것이다.
열연강판 | 1차 소둔열처리 | 2차 소둔 열처리 | |||||||
Vband | AI | λ | Vband | AI | λ | Vband | AI | λ | |
A | 0.18±0.01 | 2.0±0.02 | 19.6±0.2 | 0.18±0.01 | 4.0±0.5 | 17.1±0.1 | - | ~1 | - |
B | 0.20±0.01 | 0.7±0.01 | 23.5±0.6 | 0.24±0.03 | 3.5±0.1 | 15.0±2.0 | - | ~1 | - |
C | - | ~1 | - | 0.25±0.02 | 3.8±0.1 | 14.6±0.4 | - | ~1 | - |
D | - | ~1 | - | 0.13±0.01 | 1.7±0.3 | 13.7±0.3 | 0.8±0.02 | 2.5±0.7 | 108±13 |
항복강도 MPa | 인장강도 MPa | 연신율 % | |
실시예1 | 563 | 981 | 21.3 |
실시예2 | 553 | 1104 | 18 |
실시예3 | 558 | 1087 | 18.4 |
실시예4 | 548 | 1193 | 16.3 |
비교예1 | 540 | 955 | 20.7 |
비교예2 | 550 | 1168 | 17.2 |
비교예3 | 532 | 1186 | 16.1 |
비교예4 | 529 | 1136 | 15.3 |
비교예5 | 901 | 1349 | 12.8 |
비교예6 | 805 | 1397 | 12.3 |
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.
S110 : 열간압연 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S130 : 냉간압연 단계
S140 : 1차 및 2차 소둔 열처리 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S130 : 냉간압연 단계
S140 : 1차 및 2차 소둔 열처리 단계
Claims (8)
- 중량%로, 탄소(C) : 0.15 ~ 0.20%, 실리콘(Si) : 1.0 ~ 1.5%, 망간(Mn) : 1.5 ~ 2.5%, 인(P) : 0 초과 ~ 0.020 중량% 이하, 황(S) : 0 초과 ~ 0.01 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S-Al) : 0.01 ~ 0.06%, 질소(N) : 0 초과 ~ 0.006 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) 1150 ~ 1250℃로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하는 단계;
상기 열간압연된 판재를 냉각하여 CT(Coiling Temperature) : 600 ~ 650℃에서 권취하는 단계;
상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및
상기 냉간압연된 판재를 1차 및 2차에 걸쳐 소둔 열처리하는 것을 포함하고 상기 1차 및 2차 소둔 열처리는 판재를 각각 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 열처리하는 것인 소둔 열처리하는 단계;를 포함하고,
상기 소둔 열처리하는 단계에서, 1차 소둔 열처리는 냉간압연된 판재를 Ac1~Ac3(℃)의 온도에서 50 ~ 100 초 동안 소둔 열처리한 후, 상기 1차 소둔 열처리된 판재를 Ms-100(℃) 내지 Ms(℃)의 온도로 냉각한 후, 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것을 포함하며, 상기 Ac1, Ac3 및 Ms 온도는 각각 하기 식 1, 식 2 및 식 3으로 표시되는 것인, 고강도 냉연강판 제조 방법:
[식 1]
Ac1 = 723 - 10.7Mn - 16.9Ni + 29.1Si + 16.9Cr + 290As + 6.38W,
[식 2]
Ac3 = 910 - 203√C-15.2Ni + 44.7Si + 104V + 31.5Mo + 13.1W - 30Mn - 11Cr - 20Cu + 700P + 400Al + 120As + 400Ti,
[식 3]
Ms = 539 - 423C - 30.4Mn - 12.1Cr - 17.7Ni - 7.5Mo
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 소둔 열처리하는 단계에서, 2차 소둔 열처리는 1차 소둔된 판재를 Ac1~Ac3 (℃)의 온도에서 50 ~ 100초 동안 소둔 열처리한 후, 600 ~ 700℃로 1차 냉각한 후, 300 ~ 450℃까지 2차 냉각하고, OAS 구간범위 내로 급냉된 판재를 350 ~ 450℃의 온도에서 150 ~ 250초 동안 과시효 처리하는 것을 포함하는 고강도 냉연강판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 고강도 냉연 강판은 최종 미세조직이 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 폴리고날 페라이트를 제1상으로 하고, 잔류 오스테나이트를 제2상으로 하는 복합 조직을 가지며, 상기 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트, 폴리고날 페라이트 및 잔류 오스테나이트가 단위 면적률로 각각 25 ~ 35%, 30 ~ 50%, 10 ~ 20% 및 5 ~ 10%을 갖는 것인 고강도 냉연강판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
인장강도(TS): 980MPa 내지 1200 MPa, 항복강도(YS): 550 내지 600, TS×EL 값이 18000 내지 40000 및 연신율: 15% 내지 25%인 고강도 냉연강판 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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