CN110100033B - 材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板及其制造方法 - Google Patents

材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种拉伸强度为780MPa级的高强度热轧钢板及其制造方法，为了克服传统的小型轧机工艺的问题，在连铸～轧制直连工艺中使用无头连续轧制模式，从而表面质量优异，并且钢板的宽度方向和长度方向的材质偏差显著降低。

Description

材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，由于安全标准和环境管制的加强以及提高燃料效率的要求，车辆用钢板也面临新的变化。为了适应这种时代变化，主要的钢铁制造商与汽车制造商共同努力开发用于高强度化、轻量化的技术。因此，为了同时满足车辆车身的轻量化和高强度化，积极开发并使用590MPa级以上的高强度钢板。但是，随着对高强度和轻量化的要求逐渐增加，需要开发780MPa级以上的超高强度钢板，以实现超高强度和超轻量化。另外，大部分车辆用钢板通过冲压加工成型，因此要求具有低屈服强度、高延展性以及均匀的材质特性。
复合相变组织钢中的所谓双相(Dual Phase，DP)钢是主要由铁素体和马氏体二相组成的钢，DP钢是具有低屈服强度的典型的钢种之一。
与这种高强度热轧DP钢的制造技术相关的专利文献有专利文献1和2等，但是它们都是涉及在传统的轧机工艺中制造的方法，并且在实际作业线上生产时难以避免在宽度方向和长度方向上产生大的材质偏差的问题。另外，在传统的热轧机中制造DP钢时，一般最终的精轧速度较快，是400mpm以上，因此难以稳定地确保需要在Ms(马氏体相变开始温度)以下的低温度下收卷的DP钢的制造特性的目标材质。此外，为了在传统的热轧机中保持恒定的精轧温度，需要加速尾(Tail)部的轧制速度，因此在宽度方向和长度方向上产生大的材质偏差。
另一方面，近年来受关注的作为新钢铁制造工艺的所谓使用薄板坯的制造工艺(小型轧机工艺)，由于工艺特性在宽度方向和长度方向上温度偏差小，从而作为具有能够制造材质偏差良好的相变组织钢的潜力的工艺而受到关注。
专利文献3涉及一种在小型轧机工艺中以间歇(Batch)方式制造拉伸强度为590MPa级热轧DP钢的方法，其中将最终钢板厚度限制在3.0mm。其理由在于，传统的小型轧机工艺是将条板(Bar Plate)卷绕在带卷箱(Coil Box)后开卷的间歇方式，每生产一个钢板时都需要经过这样的过程，因此在执行精轧时带钢(Strip)的直线移动性和板通过性差，并且板断裂风险非常高，从而难以生产厚度为3.0mm以下的热轧卷板(Coil)。
因此，为了在克服上述问题的同时适应逐渐增加的高强度和轻量化的要求，需要开发780MPa级以上的薄物(厚度为3.0mm以下)超高强度钢板及其制造方法。
现有技术文献
(专利文献1)美国公开专利公报第4285741号
(专利文献2)美国公开专利公报第4325751号
(专利文献3)韩国公开专利公报第10-2012-0052022号
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的一个方面的目的在于，提供一种在连铸～轧制直连工艺中使用无头连续轧制模式而表面质量优异，并且钢板的宽度方向和长度方向的材质偏差显著降低的拉伸强度为780MPa级的高强度热轧钢板及其制造方法。
另一方面，本发明的技术问题并不局限于上述内容。本发明的技术问题可以通过本说明书的整个内容来理解，并且本发明所属技术领域的普通技术人员可以容易理解本发明的附加技术问题。
(二)技术方案
本发明的一个方面涉及一种材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，以重量％计，所述热轧钢板包含：C：0.03～0.065％、Mn：1.5～2.5％、Si：0.1～0.5％、P：0.01～0.05％、S：0.01％以下、Cr：0.1～0.6％、Al：0.05％以下、Ti：0.01～0.05％、N：0.001～0.010％以及余量的Fe和其他不可避免的杂质，以面积分数计，微细组织包含50～70％的铁素体、20～40％的马氏体和5～15％的贝氏体。
另外，本发明的另一方面涉及一种材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，包括以下步骤：将钢水连铸成厚度为60～120mm的薄板坯，以重量％计，所述钢水包含：C：0.03～0.065％、Mn：1.5～2.5％、Si：0.1～0.5％、P：0.01～0.05％、S：0.01％以下、Cr：0.1～0.6％、Al：0.05％以下、Ti：0.01～0.05％、N：0.001～0.010％以及余量的Fe和其他不可避免的杂质；以150bar以上的压力向所述薄板坯喷射冷却水以去除氧化皮；对去除所述氧化皮的薄板坯进行粗轧，以在粗轧出口侧使条板的边缘温度达到850～1000℃，由此获得条板；使所述条板依次通过第一列和第二列以去除氧化皮，所述第一列中以50～150bar的压力喷射冷却水，所述第二列中以100～250bar的压力喷射冷却水；在Ar1～Ar3的温度范围内，对去除所述氧化皮的所述条板进行精轧，以获得热轧钢板；以及对所述热轧钢板进行空冷3～8秒，然后以200℃/秒以上的冷却速度进行冷却，并在250℃以下进行收卷，并且所述各步骤连续地执行。
此外，上述的技术方案并没有列出本发明的所有特征。本发明的各种特征及其优点和效果可以参照以下的具体实施方式更详细理解。
(三)有益效果
根据本发明，可以制造在连铸～轧制直连工艺中使用无头连续轧制模式而表面质量优异，并且钢板的宽度方向和长度方向的材质偏差显著降低，实收率优异且厚度为3.0mm以下、拉伸强度为780MPa级的高强度热轧钢板。
另外，通过本发明制造的热轧钢板为薄物(厚度为3.0mm以下)，边缘部和表面氧化皮质量良好，从而可以通过一般热轧酸洗工艺制造高级酸洗涂油(PO)材，从而与只能生产热轧厚物材(厚度超过3.0mm)的传统的小型轧机工艺不同，在价格竞争力方面优异，并且可以显著提高附加价值。
此外，通过薄板坯连铸法可以省略传统轧机中的再加热工艺，从而可以有助于节约能源并提高生产性，并且可以使用在电炉中溶解废铁等杂质的钢，从而可以提高资源的再利用性。
附图说明
图1是使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄发明例2的微细组织的照片。
图2是示出使用电子背散射衍射(Electron BackScatter Diffraction，EBSD)测量的发明例2的铁素体晶粒尺寸分布的图表。
图3是拍摄发明例2的PO材表面的照片。
图4是在连铸～轧制直连工艺中使用无头连续轧制模式的工艺的示意图。
最佳实施方式
下面，对本发明的优选的实施方式进行说明。但是，本发明的实施方式可以改变为其他各种方式，本发明的范围不会限定于以下说明的实施方式。并且，本发明的实施方式是为了向所属技术领域的普通技术人员进一步完整地说明本发明而提供的。
本发明的发明人认识到，传统的小型轧机工艺是将条板(Bar Plate)卷绕在带卷箱(Coil Box)后开卷的间歇方式，每生产一个钢板时都需要经过这样的过程，因此在执行精轧时带钢(Strip)的直线移动性和板通过性差，并且板断裂风险非常高，从而难以生产厚度为3.0mm以下的热轧卷板(Coil)，为此进行了深入的研究。
结果确认，通过精确控制合金组成和制造工艺，可以制造在连铸～轧制直连工艺中使用无头连续轧制模式而表面质量优异，并且在钢板的宽度方向和长度方向上的材质偏差显著降低，厚度为3.0mm以下的拉伸强度为780MPa级的高强度热轧钢板，并由此完成了本发明
材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板
下面，对根据本发明的一个方面的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板进行详细说明。
以重量％计，根据本发明的一个方面的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板包含：C：0.03～0.065％、Mn：1.5～2.5％、Si：0.1～0.5％、P：0.01～0.05％、S：0.01％以下、Cr：0.1～0.6％、Al：0.05％以下、Ti：0.01～0.05％、N：0.001～0.010％以及余量的Fe和其他不可避免的杂质，以面积分数计，微细组织包含50～70％的铁素体、20～40％的马氏体和5～15％的贝氏体。
首先，对本发明的合金组成进行详细说明。下面，各元素含量的单位为重量％。
C：0.03～0.065％
碳(C)是增加钢板强度并确保由铁素体和马氏体组成的复合组织的非常重要的元素。
当C含量小于0.03％时，可能难以确保本发明中所需的强度。另一方面，当C含量超过0.065％时，由于通过高速连铸制造合金钢，因此钢水可能漏出，并且由于形成厚度不均匀的凝固壳，可能引发作业事故。因此，C含量优选为0.03～0.065％。
另外，C含量的更优选的下限可以是0.035％，并且再进一步优选的下限可以是0.04％。另外，C含量的更优选的上限可以是0.06％。
Mn：1.5～2.5％
锰(Mn)是固溶强化效果非常大的元素，并且Mn是促进形成由铁素体和马氏体组成的复合组织的元素。
当Mn含量小于1.5％时，可能难以确保本发明中所需的强度。另一方面，当Mn含量超过2.5％时，焊接性、热轧性等可能变差。并且，当添加过多的Mn时，在凝固附近的温度下减少德尔塔-铁素体(Delta-ferrite)区域，从而在低C区域下也能够产生亚包晶反应，因此在高速连铸时形成厚度不均匀的凝固壳，并且由于钢水漏出而可能引发作业事故，因此，Mn含量优选为1.5～2.5％。
另外，Mn含量的更优选的下限可以是1.6％，再进一步优选的下限可以是1.7％。另外，Mn含量的更优选的上限可以是2.4％，再进一步优选的上限可以是2.3％。
Si：0.1～0.5％
硅(Si)是可以确保钢板的延展性的有用元素。另外，Si是促进形成铁素体并助长C向未转变奥氏体富集，从而促进形成马氏体的元素。
当Si含量小于0.1％时，难以充分确保上述效果。另一方面，当Si含量超过0.5％时，钢板表面产生红锈，并且在酸洗之后钢板表面残留痕迹，从而表面质量可能降低。因此，Si含量优选为0.1～0.5％。
另外，Si含量的更优选的下限可以是0.12％，更优选的上限可以是0.4％。
P：0.01～0.05％
磷(P)是具有强化钢板的效果的元素。
当P含量小于0.01％时，难以确保所述效果。另一方面，当P含量超过0.05％时，可能会偏析在晶界和/或相间晶界中而引发脆性。因此，P含量优选限制在0.01～0.05％。
S：0.01％以下
硫(S)是杂质，在钢中形成MnS非金属夹杂物以及在连铸凝固中偏析而可能引发高温裂纹。
因此，需要将S含量控制在尽可能低的水平，并且优选控制在0.01％以下。不需要对S含量的下限进行特别限制，但是当S含量控制在0％时，可能需要过高的成本，因此可以排除0％。
Cr：0.1～0.6％
铬(Cr)是提高淬透性并增加钢的强度的元素。
当Cr含量小于0.1％时，上述效果不充分。另一方面，当Cr含量超过0.6％时，钢板的延展性降低。因此，Cr含量优选为0.1～0.6％。
Al：0.05％以下
铝(Al)可以富集在钢板表面，使镀覆性变差，但是可抑制形成碳化物来增加钢的延展性。另一方面，对于薄板坯而言，可以省略传统的热轧机中的再加热工艺，从而可以节约能源并提高生产性，但是由于铸坯表面的强冷而铸坯表面或边缘部的温度可能降低。因此，由于析出过多的AlN而高温延展性的降低，铸坯和/或条板的边缘质量可能变差。
因此，需要将Al含量控制在尽可能低的水平，优选控制在0.05％以下。不需要对Al含量的下限作特别限制，当Al含量控制在0％时，可能需要过高的成本，因此可以排除0％。
Ti：0.01～0.05％
钛(Ti)是析出物和氮化物形成元素，并且Ti是增加钢的强度的元素。另外，Ti是在凝固温度附近通过形成TiN来去除固溶N而减少AlN析出物量，防止高温延展性降低，从而使产生边缘裂纹的敏感性降低的元素。因此，Ti是解决在薄板坯高速连铸中产生的表面和/或边缘质量问题并确保强度的非常有用的元素，因此，需要精确控制Ti含量。
当Ti含量小于0.01％时，上述效果不充分。另一方面，当Ti含量超过0.05％时，制造成本可能上升，并且可能降低铁素体的延展性。因此，Ti含量优选为0.01～0.05％。
N：0.001～0.010％
氮(N)是奥氏体稳定化和氮化物形成元素。
当N含量小于0.001％时，奥氏体稳定化效果不充分。另一方面，当N含量超过0.010％时，N与析出物形成元素反应而增加析出强化效果，但是可能导致延展性急剧降低。另外，在薄板坯高速连铸中，由于铸坯的冷却而析出过多的AlN等，因此，表面和边缘质量可能变差。
因此，N含量优选为0.001～0.010％。
本发明的剩余成分是铁(Fe)。但是，在一般的制造过程中可能从原料或周围环境中不可避免地混入不期望的杂质，因此，无法排除所述杂质。这些杂质对于一般制造过程的技术人员来说是周知的，因此在本说明书中不特别提及其全部内容。
此时，除了上述的合金组成以外，作为残余元素还包含Cu、Ni、Mo、Sn和Pb中的一种以上，所述残余元素的总和可以为0.2重量％以下。
残余元素是来自炼钢工艺中用作原料的废料中的杂质元素，当所述残余元素的总和超过0.2％时，薄板坯可能产生表面裂纹，并且可能降低热轧钢板的表面质量。
另外，不仅满足所述合金组成，而且由以下式(1)表示的Ceq可以是0.14～0.24。
式(1)：Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S
(在所述式(1)中，各元素符号是以重量％表示各元素含量的值。)
所述式(1)是用于确保钢板的焊接性的成分关系式，在本发明中，将所述Ceq值控制在0.14～0.24，从而可以确保优异的点焊性，并且可以向焊接部赋予优异的机械物理性质。
当Ceq小于0.14时，淬透性低，从而难以确保所需的拉伸强度。另一方面，当Ceq超过0.24时，焊接性降低，从而焊接部的物理性质可能变差。
下面，对根据本发明的热轧钢板的微细组织进行详细说明。
以面积分数计，根据本发明的热轧钢板的微细组织包含50～70％的铁素体、20～40％的马氏体和5～15％的贝氏体。
在根据本发明的热轧钢板的微细组织中，当铁素体分数超过70％时，难以确保所需的强度，当铁素体分数小于50％时，剩余马氏体和贝氏体组织的分数增加，从而难以确保延展性。另外，当马氏体分数超过40％时，强度过高，难以确保延展性，当马氏体分数小于20％时，可能难以确保所需的强度。
另外，在所述热轧钢板的微细组织中包含一部分贝氏体组织的原因如下。
仅由铁素体和马氏体的二相组成的一般的双相(Dual Phase，DP)钢的马氏体分数高，因此焊接时在热影响部中马氏体回火(Tempering)而发生软化现象，从而强度降低。当确保一定程度的贝氏体组织来代替马氏体时，可以改善这样的问题，并且可以同时确保贝氏体的组织特性方面的强度和加工性。另外，DP钢由于软质铁素体与硬质马氏体两相之间的界面强度差异，在界面中首先发生断裂，从而加工性差。但是，贝氏体是具有铁素体与马氏体之间的中间强度的组织，因此在这两个组织的界面中形成贝氏体组织时，能够改善上述的问题，从而可以提高加工性。
当贝氏体面积分数小于5％时，上述效果不充分。另一方面，当贝氏体面积分数超过15％时，由于强度过高，可能难以确保延展性。
另一方面，对于传统的热轧机而言，为了保持恒定的精轧温度，必须加速尾(Tail)部的铸造速度，因此温度偏差严重，并且由于精轧温度大大高于Ar3，需要通过多阶段冷却来控制分数，因此难以精确控制铁素体和奥氏体分数。因此，难以确保均匀的作为最终组织的铁素体、马氏体和贝氏体。并且，由于精轧速度过快和温度偏差而难以达到适当的贝氏体转变开始的350～550℃温度，从而难以确保稳定的贝氏体组织。
此时，以等效圆直径测量的所述铁素体晶粒的平均尺寸可以是5μm以下。这是为了通过确保具有微细晶粒的铁素体组织来同时确保强度和加工性，当所述铁素体晶粒的尺寸超过5μm时，可能难以确保所需的强度和加工性。所述铁素体晶粒的尺寸可以更优选为3μm以下。
另一方面，对于现有热轧机而言，为了确保精轧时的板通过性，在大幅高于一般的Ar3温度(810～850℃)的约900℃附近的精轧温度下进行精轧，因此晶粒尺寸具有超过约5μm的组织。但是，在根据本发明的连铸～轧制直连工艺中，根据工艺特性可以通过等温等速轧制来确保并控制均匀的温度，从而可以确保均匀的最终组织，并且可以在低于Ar3的温度下进行精轧，因此可以微细地控制组织。
此外，本发明的热轧钢板的厚度可以是3.0mm以下。与只能生产热轧厚板材(厚度超过3.0mm)的传统的小型轧机工艺不同，根据本发明中提出的制造方法来制造热轧钢板时，可以生产厚度为3.0mm以下的钢板。更优选的钢板厚度可以是2.0mm以下。
另外，本发明的热轧钢板的拉伸强度可以是780MPa以上、延伸率可以是15％以上并且拉伸强度的材质偏差可以是15MPa以下。
材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法
下面，对根据本发明的另一方面的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法进行详细说明。
根据本发明的另一方面的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法包括以下步骤：将具有上述合金组成的钢水连铸成厚度为60～120mm的薄板坯；以150bar以上的压力向所述薄板坯喷射冷却水以去除氧化皮；对去除所述氧化皮的板坯进行粗轧，以在粗轧出口侧使条板的边缘温度达到850～1000℃，由此获得条板；使所述条板依次通过第一列和第二列以去除氧化皮，所述第一列中以50～150bar的压力喷射冷却水，所述第二列中以100～250bar的压力喷射冷却水；在Ar1～Ar3的温度范围内，对去除所述氧化皮的所述条板进行精轧，以获得热轧钢板；以及对所述热轧钢板进行空冷3～8秒，然后以200℃/秒以上的冷却速度进行冷却，并在250℃以下进行收卷，并且所述各步骤连续地执行。
所述各步骤连续地执行是指在连铸～轧制直连工艺中使用无头连续轧制模式。
近年来受关注的作为新钢铁制造工艺的所谓使用薄板坯的制造工艺(小型轧机工艺)是连铸～轧制直连工艺，由于工艺特性在板条的宽度方向和长度方向上的温度偏差小，从而作为具有能够制造材质偏差良好的相变组织钢的潜力的工艺而受到关注。
所述连铸～轧制直连工艺有传统的间歇模式(batch type)和新开发的无头连续轧制模式。
对于间歇模式而言，为了弥补连铸速度与轧制速度之差，在精轧机前在带卷箱中进行收卷之后执行精轧，因此氧化皮的剥离性可能降低，表面质量可能降低，并且在生产厚度为3.0mm以下的钢板时可能发生板断裂等。
对于无头连续轧制模式而言，与间歇模式不同，没有在精轧之前收卷的工艺，虽然解决了间歇模式中存在的问题，但是为了弥补连铸速度与轧制速度之差，需要更精确地控制。
图4是示出连铸～精轧直连工艺中使用无头连续轧制模式的工艺的例子的图。在连续铸造机100中制造厚度为50～150mm的薄板坯a，由于在粗轧机400与精轧机600之间没有带卷箱，能够连续轧制钢板，从而板通过性优异，板断裂风险非常低，从而可以生产厚度为3.0mm以下的薄板材。在粗轧机400之前具有粗轧氧化皮清理机300(Roughing MillScale Breaker，RSB)，并且在精轧机600之前具有精轧氧化皮清理机500(Finishing MillScale Breaker，FSB)，从而容易去除氧化皮，并且在后续工艺中酸洗热轧钢板时可以生产表面质量优异的酸洗涂油(Pickled&Oiled，PO)材。另外，在精轧步骤中，在一个钢板内的轧制速度差为5％以下而能够实现等温等速轧制，钢板的宽度方向和长度方向上的温度偏差显著低，在输出辊道600(Run Out Table，ROT)中可以精确控制冷却，从而可以制造材质偏差优异的钢板。
下面，对各步骤进行详细说明。
连铸步骤
将具有所述合金组成的钢水连铸成厚度为60～120mm的薄板坯。
当所述薄板坯的厚度超过120mm时，难以高速铸造，并且在粗轧时轧制负荷增加，当所述薄板坯的厚度小于60mm时，铸坯的温度急剧下降，从而难以形成均匀的组织。为了解决所述问题，可以附加设置加热设备，但是这会增加生产成本，因此优选尽可能排除。因此，薄板坯的厚度优选限制在60～120mm。
此时，所述连铸的铸造速度可以是4～8mpm。
将铸造速度设置为4mpm以上的理由在于，高速铸造和制造过程连接而构成，并且为了确保目标轧制温度，需要规定速度以上的铸造速度。另外，当铸造速度慢时，存在铸坯发生偏析的风险，当发生所述偏析时，难以确保强度和加工性，并且在宽度方向或长度方向上产生材质偏差的风险增加。当铸造速度超过8mpm时，由于钢水面不稳定，作业成功率可能降低。因此，连铸的铸造速度优选为4～8mpm。
薄板坯氧化皮去除步骤
以150bar以上的压力向加热的所述薄板坯喷射冷却水以去除氧化皮。例如，从粗轧氧化皮清理机(Roughing Mill Scale Breaker，以下称为“RSB”)喷嘴，以150bar以上的压力喷射40℃以下的冷却水，从而可以将表面氧化皮的厚度去除为300μm以下。
当所述压力小于150bar时，薄板坯表面存在大量的酸水型氧化皮等，从而在酸洗后表面质量可能变差。
粗轧步骤
对去除氧化皮的所述薄板坯进行粗轧，以在粗轧出口侧使条板的边缘部温度达到850～1000℃，由此获得条板。例如，可以在由2～5个支架构成的粗轧机中进行粗轧。
当所述边缘部温度低于850℃时，产生大量的AlN析出物等，从而高温延展性降低，并且产生边缘裂纹的敏感性变得非常高。另一方面，当边缘部温度超过1000℃时，薄板坯中心部温度过高，产生大量的酸水型氧化皮，从而酸洗后表面质量可能变差。
此时，所述粗轧执行为使得在粗轧入口侧薄板坯的表面温度达到1000～1200℃。
当在粗轧机的入口侧的薄板坯表面温度低于1000℃时，粗轧负荷增加，并且在粗轧过程中在条板边缘部可能产生裂纹，这种情况下，可能导致热轧钢板的边缘部缺陷。当薄板坯表面温度超过1200℃时，热轧氧化皮(scale)残留，从而可能发生诸如热轧表面质量降低等问题。
另一方面，可以执行所述粗轧，使得累积压下率为60～90％。粗轧时压下率越高，制造高强度钢的重要元素的Mn、Si、Cr等的微观分布越均匀，并且带钢的宽度方向和厚度方向的温度梯度也减小，因此对获得均匀的材质非常有效。但是，当累积压下率小于60％时，上述效果不充分，当累积压下率超过90％时，轧制变形阻力大大增加，从而制造成本可能上升。
条板氧化皮去除步骤
使所述条板依次通过第一列和第二列，以去除氧化皮，所述第一列中以50～150bar的压力喷射冷却水，所述第二列中以100～250bar的压力喷射冷却水。例如，在精轧之前，使用精轧氧化皮清理机(Finishing Mill Scale Breaker，以下称为“FSB”)的第一列喷嘴和第二列喷嘴去除条板的表面氧化皮以使其厚度达到50μm以下。
当所述第一列和第二列喷嘴的压力分别小于50bar和100bar时，无法充分去除氧化皮，从而在精轧后在钢板表面生成大量的纺锤形、鳞形氧化皮，并在酸洗后表面质量变差。另一方面，当所述第一列喷嘴的压力超过150bar，或者所述第二列喷嘴的压力超过250bar时，精轧温度过低，无法获得有效的奥氏体分数，从而难以确保所需的拉伸强度。
另外，由于难以仅通过第一列喷嘴来充分去除氧化皮，在精轧时产品可能产生作为致命缺陷的纺锤形氧化皮，因此，优选地，如上所述使用第一列和第二列来去除氧化皮。
精轧步骤
在Ar1～Ar3的温度范围内，对去除氧化皮的所述条板进行精轧，以获得热轧钢板。例如，可以在由3～6个支架构成的精轧机中进行精轧。
在本发明中，在精轧过程中形成高的分数的析出物，通过在Ar1至Ar3的温度范围内进行低温轧制减小晶粒尺寸并通过微细晶粒的强化效果的增加来补偿由于在低温下微细析出的析出物的分数减少而导致的析出强化效果的降低。
对于相变组织钢而言，为了同时提高强度和延展性，重要的是如何将C、Mn等奥氏体稳定化元素富集在未转变奥氏体中，并且在所述二相域中执行精轧时，溶质元素的分配行为提高，因此，在相同的成分下，马氏体变得更稳定且铁素体变得清净，从而判断为强度和延展性同时提高。
另一方面，在传统的高炉轧机和小型轧机工艺中，当精轧温度低于Ar3时，在轧制板通过性上存在问题，但是，在根据本发明的连铸～轧制直连工艺中，由于工艺特性以等温等速进行轧制，因此不存在轧制板通过性等的作业上的问题，从而可以在Ar1～Ar3的温度下进行低温轧制。
此时，所述精轧可以被执行为使得板通过速度为200～600mpm，热轧钢板的厚度为3.0mm以下。
当所述精轧速度超过600mpm时，可能发生板断裂等作业事故，并且由于难以进行等温等速轧制，无法确保均匀的温度，从而可能产生材质偏差。另一方面，当所述精轧速度小于200mpm时，精轧速度过慢，从而可能难以确保精轧温度。
另外，所述精轧可以执行为使得以面积分数计形成20～40％的铁素体和60～80％的奥氏体。
通过反复实验确认的结果，当铁素体分数超过40％时，奥氏体分数相对较低，冷却后马氏体和贝氏体分数低，从而难以确保所需的拉伸强度。另一方面，当铁素体分数小于20％时，奥氏体分数相对过多，相转变后马氏体和贝氏体分数高，从而难以确保延伸率。
此时，所述精轧可以执行为使得在一个板坯内的轧制速度差为10％以下。
在本发明中的780MPa级的高强度钢将相变组织的形成用作强化机构，因此，在精轧时材质特性根据变形速度而发生变化的可能性非常高。即，在由多个支架构成的精轧机内，当轧制速度差超过10％时，在后续的输出辊道(Run Out Table)上难以获得均匀的冷却速度和目标收卷温度，结果可能成为在带钢的宽度或长度方向上产生大的材质偏差的原因。
冷却和收卷步骤
对所述热轧钢板空冷3～8秒期间，然后以200℃/秒以上的冷却速度进行冷却，并在250℃以下进行收卷。
当空冷时间小于3秒时，C向残余奥氏体的富集不足，并且用于铁素体转变的时间不足，从而延伸率降低的风险增加，当空冷时间超过8秒时，由于铁素体转变过多，难以确保所需的拉伸强度，并且可能需要拉长设备的长度或者生产性可能降低。
当所述冷却速度小于200℃/秒时，促进铁素体转变，并且形成渗碳体，从而难以获得需要的材质。另外，当所述收卷温度为250℃以上时，难以获得马氏体组织，并且通过冷却获得的马氏体可能自回火(Auto Tempering)，因此可能难以获得所需的拉伸强度。
此时，还可以包括对经收卷的所述热轧钢板进行酸洗处理以获得PO材的步骤。
在本发明中，在薄板坯和条板氧化皮去除步骤中充分去除了氧化皮，因此通过一般的酸洗处理也能够获得表面质量优异的PO材。因此，可用于本发明的酸洗处理可以使用一般热酸洗工艺中使用的处理方法，因此不作特别限制。
具体实施方式
下面，通过实施例对本发明进行更详细说明。但是，以下实施例仅是用于更详细说明本发明的示例，而并不限制本发明的权利范围。这是因为本发明的权利范围由权利要求书中记载的内容和由此合理推导的内容来确定。
准备具有以下表1中所示的组成成分的钢水。
对于发明例1、2和比较例1～8而言，连铸厚度为96mm的薄板坯，然后使用表2中记载的制造条件并在连铸～轧制直连工艺中以无头连续轧制模式制造厚度为2.0mm的热轧钢板。对于传统例1而言，使用表2中记载的制造条件，在传统的小型轧机工艺中，以间歇模式制造厚度为3.2mm的热轧钢板。
对制造的热轧钢板进行酸洗处理以获得PC钢材，然后测量微细组织、屈服强度(YS)、拉伸强度(TS)、延伸率(EL)、拉伸强度的材质偏差(△TS)、是否产生边缘裂纹和表面质量，并记载在以下表3中。
另一方面，表2中的Ar1、Ar3温度是使用作为常用热力学软件的JmatPro V-8来计算的值。
对于铁素体(F)、马氏体(M)、贝氏体(B)的面积分数，使用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)进行测量。
对于铁素体晶粒尺寸(Ferrite Grain Size，FGS)，使用电子背散射衍射(Electron Back Scatter Diffraction，EBSD)并以3000倍的倍率随机(Random)拍摄10处，然后记载使用Image-Plus Pro软件测量等效圆直径的平均值。
拉伸强度是在宽度W/4处在垂直于轧制的方向上采取JIS5号试片来测量的值，材质偏差是在卷板的宽度方向和长度方向上测量的拉伸强度值中从最大值减去最小值的值。
对于是否产生边缘裂纹，在条板和卷板中通过肉眼第一次确认，然后使用作为表面缺陷检测器(detector)的表面缺陷检测器(Surface Defect Detector，SDD)装置第二次确认。
PO材的表面质量的评价标准如下。
O：光泽度宽度方向平均偏差为20％以下
X：光泽度宽度方向平均偏差超过20％
[表1]
Figure BDA0002104854540000171
在所述表1中，式(1)是Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S，在所述关系式中，各元素符号是以重量％表示各元素含量的值。
[表2]
Figure BDA0002104854540000181
所述表2中粗轧氧化皮清理机(Roughing Mill Scale Breaker，RSB)表示粗轧之前的冷却水喷射压力，精轧氧化皮清理机(Finishing Mill Scale Breaker，FSB)表示粗轧之后的冷却水喷水压力。
[表3]
Figure BDA0002104854540000182
可知满足本发明中提出的所有条件的发明例1、2满足所需的拉伸强度(780MPa以上)和延伸率(15％以上)，边缘表面质量和PO材的表面质量也均优异。
图1是使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄发明例2的微细组织的照片。可知铁素体(F)和马氏体(M)构成为主相，并且存在部分贝氏体(B)。
图2是示出使用电子背散射衍射(EBSD)测量的发明例2的铁素体晶粒尺寸分布的图表。从该结果可以确认，微细地分布1～3μm以下的晶粒，并且平均晶粒尺寸为1.95μm。
图3是示出对发明例2的热轧钢板进行酸洗处理来获得的PO材的表面照片的图，可以确认其表面质量优异。
比较例1至5满足本发明中提出的合金组成，但是不满足制造条件，从而无法确保所需的材质。
比较例1和2由于没有满足冷却条件而强度差。比较例3的粗轧出口侧边缘温度没有达到本发明的范围，从而边缘质量差。比较例4和5不满足本发明中提出的RSB或FSB压力，从而表面质量差。
相比发明例2，比较例6的作业条件均相同，但是Si含量超过本发明的范围，因此不满足所需的拉伸强度，并且PO材表面质量也差。
比较例7的Cr含量低，从而不满足所需的拉伸强度。比较例8的Si含量低，从而延伸率差。
以上参照实施例对本发明进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员可以理解，可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内，进行各种修改及改变。
附图标记说明
a：板坯 b：卷板
100：连铸机 200：加热器
300：粗轧氧化皮清理机(Roughing Mill Scale Breaker，RSB)
400：粗轧机
500：精轧氧化皮清理机(Finishing Mill Scale Breaker，FSB)
600：精轧机 700：输出辊道
800：高速切割机 900：收卷机

Claims (16)

1.一种材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，
以重量％计，所述热轧钢板由C：0.03～0.065％、Mn：1.5～2.5％、Si：0.1～0.5％、P：0.01～0.05％、S：0.01％以下、Cr：0.1～0.6％、Al：0.05％以下、Ti：0.01～0.05％、N：0.001～0.010％以及余量的Fe和其他不可避免的杂质组成，
以面积分数计，微细组织包含50～70％的铁素体、20～40％的马氏体和5～15％的贝氏体，
所述热轧钢板不产生边缘裂纹，并且光泽度宽度方向平均偏差为20％以下。
2.根据权利要求1所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，其中，
作为残余元素，所述热轧钢板还包含Cu、Ni、Mo、Sn和Pb中的一种以上，所述残余元素的总和为0.2重量％以下。
3.根据权利要求1所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，其中，
在所述热轧钢板中，以下Ceq为0.10～0.24，
式(1)：Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S
在所述关系式中，各元素符号是以重量％表示各元素含量的值。
4.根据权利要求1所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，其中，
以等效圆直径测量的所述铁素体晶粒的平均尺寸为5μm以下。
5.根据权利要求1所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，其中，
所述热轧钢板的厚度为3.0mm以下。
6.根据权利要求1所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板，其中，
所述热轧钢板的拉伸强度为780MPa以上、延伸率为15％以上、拉伸强度的材质偏差为15MPa以下。
7.一种材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，包括以下步骤：
将钢水连铸成厚度为60～120mm的薄板坯，以重量％计，所述钢水由C：0.03～0.065％、Mn：1.5～2.5％、Si：0.1～0.5％、P：0.01～0.05％、S：0.01％以下、Cr：0.1～0.6％、Al：0.05％以下、Ti：0.01～0.05％、N：0.001～0.010％以及余量的Fe和其他不可避免的杂质组成；
以150bar以上的压力向所述薄板坯喷射冷却水以去除氧化皮；
对去除所述氧化皮的薄板坯进行粗轧，以在粗轧出口侧使条板的边缘温度达到850～1000℃，由此获得条板；
使所述条板依次通过第一列和第二列以去除氧化皮，所述第一列中以50～150bar的压力喷射冷却水，所述第二列中以100～250bar的压力喷射冷却水；
在Ar1～Ar3的温度范围内，对去除所述氧化皮的所述条板进行精轧，以获得热轧钢板；以及
对所述热轧钢板进行空冷3～8秒，然后以200℃/秒以上的冷却速度进行冷却，并在250℃以下进行收卷，
并且所述各步骤连续地执行。
8.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
作为残余元素，所述钢水包含Cu、Ni、Mo、Sn和Pb中的一种以上，所述残余元素的总和为0.2重量％以下。
9.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
在所述钢水中，以下Ceq为0.14～0.24，
Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S
在所述关系式中，各元素符号是以重量％表示各元素含量的值。
10.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
所述连铸的铸造速度为4～8mpm。
11.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
所述粗轧执行为使得在粗轧入口侧薄板坯的表面温度达到1000～1200℃。
12.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
所述粗轧执行为使得累积压下率为60～90％。
13.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
所述精轧执行为使得板通过速度为200～600mpm，热轧钢板的厚度为3.0mm。
14.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
所述精轧执行为使得以面积分数计形成20～40％的铁素体和60～80％的奥氏体。
15.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，其中，
所述精轧执行为使得在一个条板内的轧制速度差为10％以下。
16.根据权利要求7所述的材质偏差小且表面质量优异的高强度热轧钢板的制造方法，还包括以下步骤：
对经收卷的所述热轧钢板进行酸洗处理，以获得酸洗涂油材即PO材。
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