KR100270395B1 - The manufacturing method forlow alloy composite structure type high strength cold rolling steel sheet with excellent press workability - Google Patents

The manufacturing method forlow alloy composite structure type high strength cold rolling steel sheet with excellent press workability Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing high tensile strength cold rolled steel sheet having superior press processability is provided for use in automobile panel requiring low yield ratio(yield strength/tensile strength) and superior press processability. CONSTITUTION: The high tensile strength cold rolled steel sheet is manufactured by homogenizing an Al-killed steel comprising C 0.05-0.1wt.%, N 0.005wt.% or less, S 0.02wt.%, Mn 1.2-1.7wt.%, silicon 0.2-0.6wt.%, Al 0.03-0.06wt.%, B 0.0030-0.0080wt.%, a balance of Fe, and other inevitable impurities in the temperature range of 1100 to 1250deg.C where the equivalent of Mn is adjusted to over 1.72%; finish hot rolling at over Ar3 transformation point of 900 to 930deg.C; hot coiling the steel sheet in the temperature range of 600 to 700deg.C; cold rolling it at a reduction rate of 40 to 80%; continuous annealing the cold rolled steel sheet in the temperature range of 800 to 850deg.C where the continuous annealing process is controlled to form combined texture steel even in the severe quenching zone of which cooling rate is -40deg.C/sec or lower.

Description

프레스 가공성이 우수한 저합금 복합조직형 고강도 냉연강판의 제조방법Manufacturing method of low alloy composite structure high strength cold rolled steel sheet with excellent press formability

본 발명은 가공성이 우수하고, 프레스 가공시 균열발생이 없는 고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 저탄소 알루미늄 킬드(Al-killed)강에 망간(Mn), 실리콘(Si), 보론(B) 등의 첨가량 및 첨가비를 적절하게 조절하여 복합조직형 고강도 냉연강판을 제조함으로써, 냉연강판에서 불연속항복거동을 보이는 항복점연신 현상이 없고, 항복비(항복강도/인장강도)가 낮아 프레스 가공성이 우수하여 자동차용 소재의 내,외판 등 높은 가공성이 필요한 제품의 소지강판으로 사용할 수 있고, 자동차용 강판의 보강재등 고강도를 요구하는 부품에도 사용할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a method for producing a high strength cold rolled steel sheet having excellent workability and no cracking during press working. In particular, low carbon aluminum-killed steels have manganese (Mn), silicon (Si) and boron (B). By adjusting the addition amount and the addition ratio of the steel, etc., the composite structure type high strength cold rolled steel sheet is manufactured, so that there is no yield point stretching phenomenon showing discontinuous yielding behavior in the cold rolled steel sheet, and the yield ratio (yield strength / tensile strength) is low, which is excellent in press workability. Therefore, it can be used as a steel sheet of a product that requires high processability such as inner and outer plates of automobile materials, and can be used for parts requiring high strength such as reinforcing materials of automotive steel sheets.

종래의 고강도 냉연강판은 저탄소 알루미늄킬드강에 고용강화원소인 망간(Mn), 실리콘(Si), 인(P)등을 첨가하여 이를 치환형 원소의 고용강화 효과를 이용하여 강도를 향상시키거나, 석출물 형성 원소인 나이오븀(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)등을 첨가하여 이들의 석출물을 이용하여 강도를 향상시켜 고강도 냉연강판을 제조하여 왔다.Conventional high strength cold-rolled steel sheet is added to the low-carbon aluminum-kilted steel by adding manganese (Mn), silicon (Si), phosphorus (P), such as solid solution strengthening element to improve the strength by using the solid solution strengthening effect of the substitution type element, Niobium (Nb), titanium (Ti), vanadium (V), and the like, which are precipitate forming elements, have been added to improve the strength using these precipitates to produce high strength cold rolled steel sheets.

그러나 망간(Mn), 실리콘(Si), 인(P)등을 첨가한 고용강화강의 경우 강도는 상승하지만 연신율이 감소하는 단점이 있고, 소둔후에는 고용탄소의 존재로 항복점연신이 나타나기 때문에 불연성 항복거동을 나타낸다.However, in the case of solid solution hardened steel added with manganese (Mn), silicon (Si), and phosphorus (P), the strength increases but the elongation decreases.In addition, after annealing, the yield point elongates due to the presence of solid carbon. It exhibits behavior.

이러한 항복점연신에 의한 불연속 항복거동과 높은 항복비(항복강도/인장강도)는 프레스 가공등 냉연강판의 가공시 강판표면에 스트레쳐 스트레인(stretcher strain) 결함이 나타나고, 항복점이 높기 때문에 스프링백(spring back)에 의해서 형상동결성이 나쁘다.The discontinuous yielding behavior and high yield ratio (yield strength / tensile strength) caused by the yield point stretching result in stretcher strain defects on the surface of the steel sheet during the processing of cold rolled steel such as press work, and because of the high yield point, back) bad shape freezing.

나이오븀(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)등을 첨가한 석출경화형강은 역시 항복점 연신현상이 나타나고, 항복점이 낮을 뿐만 아니라 동일 인장강도 수준에서 연신율이 매우 낮기 때문에 프레스 가공성이 나쁜 단점이 있다.Precipitation hardened steels containing niobium (Nb), titanium (Ti), vanadium (V), etc. also exhibit yield point stretching, and have low yield points and very low elongation at the same tensile strength. There is this.

최근에는 저탄소 알루미늄 킬드강에 강화능이 큰 원소인 망간, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)등을 첨가하고, 연속 소둔공정의 급냉영역에서 냉각속도를 바르게 하여 마르텐사이트(Martensite)와 페라이트(Ferrite)가 동시에 존재한 복합조직강을 제조하고 있다.Recently, manganese, chromium (Cr), molybdenum (Mo), etc., which are high reinforcing elements, are added to low carbon aluminum-kilted steel, and the cooling rate is corrected in the quenching zone of the continuous annealing process, thereby martensite and ferrite. Manufactures a composite tissue steel present at the same time.

그러나 이 방법의 경우 강화능이 큰 원소인 망간을 다량 첨가하여야 하기 때문에 강판의 제조원가가 매우 커지는 단점이 있을 뿐만 아니라 연속소둔공정의 급냉영역에서 냉각속도를 매우높게 해야 마르텐사이트가 생성되기 때문에 연속소둔설비에 부가적인 냉각설비가 필요하게 되어 제조원가를 상승시킨다.However, this method has a disadvantage in that the manufacturing cost of the steel sheet is very large because a large amount of manganese, an element having a high reinforcing capacity, must be added. In addition, the martensite is produced when the cooling rate is very high in the quenching zone of the continuous annealing process. Additional cooling equipment is needed to increase the manufacturing cost.

그리고 저속의 냉각속도하에서 마르텐사이트를 형성시키기 위하여 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)을 망간과 함께 복합첨가하는 경우도 있지만, 이 경우 다량의 크롬과 몰리브덴 첨가에 의한 제강에서의 성분 조정이 어렵고 냉연강판의 표면 성질을 나쁘게 할 뿐만 아니라 제조원가를 크게 상승시키는 단점이 있다.In addition, chromium (Cr) and molybdenum (Mo) may be added together with manganese to form martensite at a low cooling rate, but in this case, it is difficult to adjust the composition in steelmaking by adding a large amount of chromium and molybdenum. Not only does the surface property of the steel sheet worsen, there is a disadvantage in that the manufacturing cost is greatly increased.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로, 저탄소 알루미늄 킬드(Al-killed)강에 망간, 실리콘, 보론(B)등의 첨가량 및 첨가비를 적절하게 조절함으로써, 고강도 냉연강판에서 불연속항복거동을 보이는 항복점연신현상이 없고, 항복비가 낮은 프레스 가공시 형상동결성이 우수하여 자동차용 소재의 내,외판등 높은 가공성이 필요한 고강도 냉연강판으로 사용할 수 있다.The present invention has been invented to solve the above problems in consideration of the above problems, by appropriately adjusting the addition amount and the addition ratio of manganese, silicon, boron (B) to the low-carbon aluminum-kilted (Al-killed) steel, high strength cold rolling There is no yield point stretching phenomenon showing discontinuous yielding behavior in steel sheet, and it has excellent shape freezing during press processing with low yield ratio, so it can be used as a high strength cold rolled steel sheet that requires high processability such as interior and exterior of automotive materials.

또한, 본 발명에 의하여 제조된 강은 인장강도가 높기 때문에 자동차의 범퍼등 고강도가 요구되는 부품에 적용할 수 있다. 그리고 복합조직강을 제조하기 위해서는 종래에는 연속소둔라인의 급냉영역에서 급속냉각을 실시하거나, 합금원소의 다량첨가에 의해 제조되었지만, 본 발명강을 이용할 경우 복합조직강의 제조에 있어서 통상의 연속소둔설비를 이용하여 급냉대에서 급속냉각설비의 부가적인 설치없이 -40℃/sec이하의 냉각속도로 복합조직강의 제조가 가능하기 때문에 낮은 제조원가로 가공성이 우수한 고강도 냉연강판을 제조하여 제공함에 그 목적과 특징이 있는 것이다.In addition, the steel produced by the present invention can be applied to parts requiring high strength, such as bumpers of automobiles because of the high tensile strength. In order to manufacture the composite steel, conventionally, the rapid cooling was performed in the quenching zone of the continuous annealing line or by adding a large amount of alloying elements. It is possible to manufacture composite tissue steel at -40 ℃ / sec cooling rate without additional installation of rapid cooling equipment in the quenching table, and to manufacture and provide high strength cold rolled steel sheet with excellent workability at low manufacturing cost. Is there.

제1a, b, c, d도는 보론 첨가량에 따른 기계적 성질의 변화를 나타낸 그래프.1a, b, c, d is a graph showing the change in mechanical properties according to the amount of boron added.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프레스 가공성이 우수한 저합금 복합조직형 고강도 냉연강판의 제조방법은 가공성이 우수하고, 프레스 가공시 균열발생이 없는 고강도 냉연강판을 제조함에 있어서, 중량비로 탄소 0.05~0.1%, 질소 0.005% 이하, 황0.02%, 망간 1.2~1.7%, 실리콘 0.2~0.6%, 알루미늄 0.03~0.06%, 보론 0.0030~0.0080%를 첨가하되, 망간당량을 1.72% 이상으로 조절하고, 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소를 포함한 알루미늄 킬드강을 1100~1250℃ 정도에서 균질화처리 후, 마무리 열간압연온도를 Ar3변태점 직상인 900~930℃로 하며, 열연권취는 600~700℃의 온도범위에서 실시한 후, 냉간압하율을 40~80%로 압연을 실시하고, 소둔은 800~850℃ 범위에서 연속소둔을 실시하며, 급냉대의 냉각속도가 -40℃/sec 이하에서도 복합조직강이 생성되도록 연속소둔을 실시하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method for producing a low alloy composite structured high strength cold rolled steel sheet having excellent press formability of the present invention is excellent in processability, and in producing a high strength cold rolled steel sheet without cracking during press working, carbon by weight 0.05 ~ 0.1%, nitrogen 0.005% or less, sulfur 0.02%, manganese 1.2-1.7%, silicon 0.2-0.6%, aluminum 0.03-0.06%, boron 0.0030-0.0080%, but the manganese equivalent is adjusted to 1.72% or more, After the homogenization treatment of aluminum-kilted steel containing elements inevitably contained in the production of steel at about 1100 ~ 1250 ℃, the finish hot rolling temperature is 900 ~ 930 ℃ just above Ar3 transformation point, and hot roll winding has a temperature range of 600 ~ 700 ℃. After the cold rolling, the rolling reduction is carried out at 40 to 80%, the annealing is continuously performed in the range of 800 to 850 ° C, and the composite tissue steel is formed even at a cooling rate of -40 ° C / sec or less. Continuous annealing And that is characterized.

이때 연속소둔의 급냉영역에서 냉각속도가 -40℃/sec이하에서도 복합조직강이 제조되어져야 한다.At this time, even in the quench zone of continuous annealing, the composite tissue steel should be manufactured even if the cooling rate is below -40 ℃ / sec.

강판의 제조에 있어서, 망간의 첨가는 오스테나이트(Austenite)에서 페라이트로의 변태를 억제하여 강중에 단단한 상으로 알려진 마르텐사이트를 형성시켜 재질을 강화하는 작용을 한다. 망간의 첨가에 의해서 재질을 강화하기 위해서는 연속소둔공정의 급냉영역에서 수냉(냉각속도-2000℃/ sec)과 같은 매우빠른 냉각설비가 필요하거나, 다량의 망간이 첨가되어야 한다.In the production of steel sheet, the addition of manganese serves to inhibit the transformation of austenite into ferrite to form martensite, known as a hard phase in steel, to strengthen the material. In order to reinforce the material by the addition of manganese, very fast cooling equipment such as water cooling (cooling rate-2000 ° C / sec) in the quenching zone of the continuous annealing process is required, or a large amount of manganese must be added.

그러나 망간을 첨가한 저탄소 알루미늄강에 미량의 보론을 B/N비가 1이상이 되도록 첨가하면 일부의 보론을 보론나이트를 형성하여 강중의 질소를 없애주는 효과가 있고, 질소와 결합하지 않은 나머지 보론은 결정입계에 편석되어 오스테나이트에서 페라이트로의 변태를 억제시키는 역할을 한다. 오스테나이트에서 페라이트로의 변태 억제는 마르텐사이트 변태를 촉진하기 때문에 미량의 보론 첨가에 의해서 급냉영역에서 낮은 냉각속도(-40℃/ sec이하) 연속소둔설비를 이용하여 상온에서 마르텐사이트와 페라이트의 복합조직강을 제조할 수 있다.However, if a small amount of boron is added to the low carbon aluminum steel with manganese added so that the B / N ratio is 1 or more, some of the boron forms boron nitrite and has the effect of removing nitrogen from the steel. It segregates at the grain boundaries and serves to suppress the transformation of austenite into ferrite. Since the transformation of austenite to ferrite inhibits the martensite transformation, the mixture of martensite and ferrite at room temperature is achieved by using a continuous annealing facility at low cooling rate (below -40 ℃ / sec) in the quenching zone by adding a small amount of boron. Tissue steel can be produced.

따라서 낮은 냉각소둔라인의 급냉대에서 급속냉각을 위한 부가적인 설비가 필요없다. 복합조직강은 소성변형시 연속항복거동을 나타내고, 항복비가 낮기 때문에 프레스 가공시 형상동결성이 우수하다. 따라서 본 발명강의 경우 고강도강임에도 불구하고 프레스 가공성이 매우 쉬워진다.Therefore, no additional equipment for rapid cooling in the quench zone of the low cooling annealing line is required. Composite steel exhibits continuous yielding behavior during plastic deformation, and has a low yield ratio. Therefore, in the case of the present invention steel, even though it is a high strength steel, press workability becomes very easy.

그리고 상온에서 마르텐사이트 조직이 형성되기 때문에 인장강도가 매우 높다. 상온 페라이트 조직의 고용탄소가 매우 작기때문에 연신율 및 가공경화능이 매우 높은 재질이 얻어진다.And since the martensite structure is formed at room temperature, the tensile strength is very high. Since the solid solution carbon of the room temperature ferrite structure is very small, a material having a very high elongation and work hardening ability is obtained.

본 발명은 망간 및 실리콘의 첨가량 및 보론과 질소의 비를 적절하게 조절하여 첨가함으로써 연속소둔설비의 급냉대의 낮은 냉각속도하에서도 상온에서 마르텐사이트와 페라이트의 복합조직이 형성되어 프레스 가공성이 우수한 고가공용 냉연강판을 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.According to the present invention, the amount of manganese and silicon and the ratio of boron and nitrogen are controlled and added, so that a composite structure of martensite and ferrite is formed at room temperature even at a low cooling rate of the quenching zone of a continuous annealing facility, and thus has excellent press workability. It relates to a method capable of producing a cold rolled steel sheet.

이하에서는 본 발명에서의 수치한정 이유에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the reason for numerical limitation in the present invention will be described in detail.

탄소(C)의 양이 0.05중량%(이하, %라고 함) 이하가 되면 소둔시에 오스테나이트상에 탄소의 양이 충분히 농화되지 않기 때문에 오스테나이트에서 페라이트로의 변태시 마르텐사이트로의 변태가 어렵게 된다. 이 경우 상온에서의 재질은 항복점 연신이 나타나는 불연속항복거동을 보이고, 프레스 가공시 형상동결성이 낮아진다.When the amount of carbon (C) is less than 0.05% by weight (hereinafter referred to as%), since the amount of carbon is not sufficiently concentrated on the austenite during annealing, the transformation from austenite to ferrite is changed to martensite. Becomes difficult. In this case, the material at room temperature exhibits a discontinuous yielding behavior in which yield point elongation occurs, resulting in low shape freezing during press working.

그리고 상온에서 마르텐사이트가 생성되지 않기 때문에 인장강도가 높지 않다. 탄소의 양이 0.1% 이상이 되면 상온에서 존재하는 마르텐사이트의 양이 증가하기 때문에 인장강도는 상온에서 존재하는 마르텐사이트의 양이 증가하기 때문에 인장강도는 크게 증가하지만 연신율이 감소하여 가공성이 감소한다.And since martensite is not produced at room temperature, the tensile strength is not high. When the amount of carbon is more than 0.1%, the amount of martensite present at room temperature increases, so the tensile strength increases because the amount of martensite present at room temperature increases, but the tensile strength increases, but the elongation decreases, thereby decreasing workability. .

그리고 탄소의 양이 0.1% 이상이 되면 연주주편의 모서리에서 균열이 발생하기 때문에 탄소의 첨가량을 0.05~0.1%로 제한하였다.When the amount of carbon is 0.1% or more, cracks are generated at the edges of the cast steel, so the amount of carbon is limited to 0.05 to 0.1%.

망간은 1.2% 이하로 첨가시 상온에서 마르텐사이트를 형성시키지 못한다. 마르텐사이트가 형성되지 못하면, 가공시 불연속항복거동을 나타내고, 항복비가 높아형상동결성이 나쁘기 때문에 프레스 가공성이 매우 나빠진다.Manganese does not form martensite at room temperature when added below 1.2%. If martensite is not formed, it exhibits a discontinuous yield behavior during processing, and the press workability is very poor because the yield ratio is high and the shape freezing is bad.

그리고 망간의 첨가량이 1.7% 이상이 되면 상온에서 마르텐사이트 형성은 쉬워지지만, 보론과 동시에 첨가될 경우 상온에서 마르텐사이트의 분율이 증가하여 인장강도는 크게 증가하지만 연신율이 감소하여 가공성이 크게 저하된다.When the amount of manganese is 1.7% or more, martensite is easily formed at room temperature, but when added simultaneously with boron, the fraction of martensite is increased at room temperature, and the tensile strength is greatly increased, but the elongation is decreased, thereby greatly decreasing workability.

그리고 다량의 망간 첨가는 제조원가의 큰 상승을 의미하므로 고망간 복합조직강은 상업적으로 사용되기 어렵다. 일반적으로 황은 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소이므로 그 첨가 범위를 0.02% 이하로 제한하였다.In addition, the addition of a large amount of manganese implies a large increase in manufacturing cost, so that the high manganese composite steel is difficult to be used commercially. In general, sulfur is an element that is inevitably contained in the production of steel, so the range of addition was limited to 0.02% or less.

실리콘은 페라이트 변태를 촉진시키는 페라이트를 안정화 원소로 알려져 있지만, 치환형 원소이기 때문에 오스테나이트에서 페라이트로의 변태를 억제시키는 역할을 한다. 실리콘의 양이 0.2% 이하가 되면 상온에서 마르텐사이트를 형성하기가 힘들기 때문에 마르텐사이트와 페라이트의 복합조직강을 얻을 수 없다. 실리콘의 양이 0.6% 이상이 되면 상온에서 복합조직강을 얻을 수 있지만, 강판의 용접성이 매우 열화되기 때문에 상한 첨가량을 0.6%로 제한하였다.Silicon is known as a stabilizing element for ferrite that promotes ferrite transformation, but since it is a substitutional element, it plays a role in suppressing the transformation of austenite to ferrite. If the amount of silicon is less than 0.2%, it is difficult to form martensite at room temperature, and thus a composite steel of martensite and ferrite cannot be obtained. If the amount of silicon is 0.6% or more, the composite tissue steel can be obtained at room temperature, but the upper limit is limited to 0.6% because the weldability of the steel sheet is very deteriorated.

알루미늄은 강중에 탈산을 위하여 첨가되는데는 알루미늄의 첨가량이 0.03%이하가 되면, 강중에 산소가 존재하여 제강시 망간이나 보론등 산화물 형성원소가 첨가될 경우 망간산화물, 보론산화물등을 형성하기 때문에 미량으로 첨가되는 보론의 성분제어가 힘들게 된다. 그리고 알루미늄의 양이 0.06% 이상이 되면 알루미늄의 양이 필요이상으로 첨가되어 제조원가가 상승하므로 알루미늄의 상한 첨가량을 0.06%로 제한하였다.Aluminum is added for deoxidation in steel, but when the amount of aluminum is less than 0.03%, oxygen is present in the steel, so if manganese or boron oxide forming elements are added during steelmaking, it is very small. It is difficult to control the composition of boron added with. And when the amount of aluminum is more than 0.06%, the amount of aluminum is added more than necessary to increase the manufacturing cost, so the upper limit of the amount of aluminum was limited to 0.06%.

저탄소강에 보론이 단독으로 첨가될 경우 보론은 강중에 존재하는 질소와 결합하여 보론질화물(BN)을 형성한다. 보론의 첨가량이 0.003% 이하가 되면 강중에 존재하는 질소를 충분히 제거하기가 힘들기 때문에 보론이 고용상태로 존재하기가 어렵다. 강중에 고용상태를 존재하는 보론은 결정입계에 편석되어 오스테나이트에서 페라이트로의 변태를 억제하기 때문에 상온에서 복합조직강을 형성하기 위한 고용보론의 역할은 대단히 중요하다. 따라서 보론의 하한 첨가량을 0.003%로 제한하였다. 도 1은 보론의 첨가량에 따른 기계적 성질의 변화를 보여준다. 보론의 첨가량이 0.003% 이상이 되면 항복점연신현상이 없어지고, 항복비가 0.6 이하가 된다. 상온에서 강중에 마르텐사이트가 생성되어서 소성변형시 가동전위를 발생시키기 때문이다.When boron is added to low carbon steel alone, boron combines with nitrogen present in the steel to form boron nitride (BN). When the addition amount of boron is less than 0.003%, it is difficult for boron to be in solid solution because it is difficult to sufficiently remove nitrogen present in the steel. Since boron, which has a solid solution state in the steel, is segregated at grain boundaries and suppresses the transformation of austenite to ferrite, the role of boron in forming a composite steel at room temperature is very important. Therefore, the lower limit of boron addition amount was limited to 0.003%. 1 shows the change in mechanical properties according to the amount of boron added. When the addition amount of boron is more than 0.003%, the yield point is eliminated, the yield ratio is 0.6 or less. This is because martensite is formed in the steel at room temperature, thereby generating an operation potential during plastic deformation.

강중에 존재하는 고용보론을 오스테나이트 결정입계에 편석되어 변태를 억제 시키기 때문에 연속소둔의 급냉구간에서 냉각속도 -40℃/sec 이하에서도 마르텐사이트의 생성이 가능해진다. 보론이 0.008% 이상이 되면 보론 탄소화물을 형성하여 석출강화가 일어나고, 고용보론의 증가로 인장강도가 필요이상으로 증가하고 연신율이 급격히 떨어지기 때문에 상한 첨가량을 0.008%로 하였다.Since the solid solution of boron in the steel segregates at the austenite grain boundary and suppresses transformation, martensite can be produced even at a cooling rate of -40 ° C / sec or lower in the quench section of continuous annealing. When the boron was more than 0.008%, the boron carbide was formed to precipitate strengthening, and the increase in solid boron caused the tensile strength to increase more than necessary and the elongation rapidly decreased, so the upper limit was set to 0.008%.

강중에 존재한 질소는 보론과 결합하여 고용보론의 양을 감소시키기 때문에 보론과 질소의 원자비가 항상 1 이상이 되도록 질소의 양을 감소시키거나, 보론의 양을 증가시켜야 한다. 그러나 질소의 량이 증가하면, 보론질화물의 양의 증가로 고용보론을 형성시키기 위한 보론의 첨가량이 증가되기 때문에 강중 질소의 양은 0.005%이하로 제한하였다.Since the nitrogen in the steel combines with boron to reduce the amount of solid solution boron, the amount of nitrogen must be reduced or the amount of boron is increased so that the atomic ratio between boron and nitrogen is always one or more. However, as the amount of nitrogen increases, the amount of boron to form solid solution boron is increased by increasing the amount of boron nitride, so the amount of nitrogen in the steel is limited to less than 0.005%.

상기 조성으로 용해된 강을 1100-1250℃ 정도에서 균질화처리를 실시한다. 균질화처리 온도가 1250℃ 이상이 되면, 주로 미세한 석출물이 석출되므로 가공성이 나빠진다. 따라서 균질화처리 온도범위는 1100~1250℃로 제한하였다.The steel dissolved in the composition is subjected to homogenization treatment at about 1100-1250 ° C. When the homogenization treatment temperature is 1250 ° C or more, fine precipitates are mainly precipitated, resulting in poor workability. Therefore, the homogenization temperature range was limited to 1100 ~ 1250 ℃.

균질화 처리가 끝난 시편은 Ar3온도 직상인 900~930℃에서 마무리 열간압연을 실시하고, 660~700℃에서 권취하므로 미세한 열연판 조직을 얻을 수 있고, 강중에 존재하는 질소가 보론과 결합하여 보론질화물을 형성하여 강중에 잔류 보론이 존재하도록 한다. 열연권취온도를 600℃이상으로 하여 알루미늄나이트라이드의 생성을 촉진하여 강중에 존재하는 고용보론의 양을 증가시켜 첨가되는 보론의 양을 감소시킨다.Homogenized specimens are finished hot rolled at 900 ~ 930 ℃ directly above Ar3 temperature, and wound at 660 ~ 700 ℃ to obtain fine hot rolled sheet structure, and nitrogen in the steel is combined with boron boron nitride. To form residual boron in the steel. The hot rolled coil temperature is higher than 600 ℃ to promote the production of aluminum nitride to increase the amount of solid boron present in the steel to reduce the amount of boron added.

권취온도가 700℃ 이상이 되면 결정립의 조대해지고, 석출물의 크기가 증가하기 때문에 냉강강판에서 고강도를 얻기가 힘들어진다.When the coiling temperature is 700 ° C or higher, the grains become coarse and the size of the precipitate increases, making it difficult to obtain high strength in the cold steel sheet.

따라서 열연강판의 권취온도를 600~700℃로 제한하였다. 압하율이 재질에 미치는 영향을 크지 않지만 압하율이 충분하지 않으면, 가공성이 낮기 때문에 압하율의 하한율 40%로 하였고, 압하율이 증가하면 결정립이 미세해지고 가공성이 증가하지만, 고강도강의 경우 압하율이 80% 이상이 되면 냉간압연시 압연기의 부하가 크게 걸리기 때문에 압하율 상한을 80%로 설정하였다.Therefore, the coiling temperature of the hot rolled steel sheet was limited to 600 ~ 700 ℃. If the reduction ratio does not have a significant effect on the material, but the reduction ratio is not sufficient, the lower limit ratio of the reduction ratio is 40% because the workability is low.As the reduction ratio increases, the grain size becomes finer and the machinability increases. When this ratio is 80% or more, the load on the rolling mill is greatly increased during cold rolling, so the upper limit of the reduction ratio is set to 80%.

냉간압연이 완료된 강판은 소둔온도 800℃ 이상에서 30초 이상을 유지하고, 680℃까지 서냉을 실시한 후, -40℃/sec 이하의 냉각속도로 급냉을 실시하고, 450~350℃구간에서 120초 이상 과시요 처리를 실시하는 연속소둔을 실시한다.The cold rolled steel sheet is maintained at an annealing temperature of 800 ° C. or higher for 30 seconds or more, and is subjected to slow cooling to 680 ° C., followed by rapid cooling at a cooling rate of -40 ° C./sec or lower, and 120 seconds in a 450 to 350 ° C. section. Continuous annealing for performing the above-described transient processing is performed.

이하에 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

하기 표 1은 본 발명강과 비교강의 화학성분을 나타낸 것으로, 용해된 강의 강괴를 1250℃ 가열로에서 한시간 유지후 열간압연을 실시하였다. 이때 열간압연 마무리 온도는 900℃, 권취온도 620℃로 하였으며, 냉간압하율을 55~75%로 하여 냉간압연한 후 소둔온도를 780, 800, 830℃로 하여 연속소둔을 실시하였다. 연속소둔시 급냉대의 냉각속도는 -25℃/sec로 하였다. 연속소둔이 끝난 시편은 만능인장시험기를 이용하여 인장시험을 실시하였다.Table 1 below shows the chemical components of the inventive steel and the comparative steel. The molten steel ingot was held at 1250 ° C. for one hour and then hot rolled. At this time, the hot rolling finish temperature was 900 ℃, the coiling temperature 620 ℃, cold rolling with a cold reduction rate of 55 ~ 75% and then annealing was carried out continuously annealing temperature 780, 800, 830 ℃. During continuous annealing, the cooling rate of the quench zone was -25 ° C / sec. The specimens after continuous annealing were subjected to a tensile test using a universal tensile tester.

하기 표 2는 본 발명강과 비교강의 소둔온도에 다른 기계적 성질의 변화를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the change of mechanical properties in the annealing temperature of the inventive steel and the comparative steel.

상기 표 2에서 본 발명강인 시료번호 1과 2는 인장강도 50kgf/㎟이상, 연신율 30%이상 항복비 0.60이하, 항복강도와 인장강도의 곱이 1800 이상으로 고강도를 갖으면서 가공성이 우수한 특성을 보여주고 있다. 인장곡선에서 항복점연신율이 나타나지 않으며, 항복비가 0.6 이하로 프레스 가공시 형상동결성이 우수하다.In Table 2, the sample steels 1 and 2 of the present invention show excellent workability while having a high strength of 50 kgf / mm 2 or more, elongation 30% or more, yield ratio 0.60 or less, yield strength and tensile strength of 1800 or more. have. Yield point elongation does not appear in the tensile curve, and yield ratio is below 0.6.

그러나 비교강인 시료번호 3의 경우 보론의 첨가량이 충분하지 않기 때문에 상온에서 항복점연신 현상을 제거할 충분한 가동전위를 발생할 수 있는 마르텐사이트가 생성되지 않았기 때문에 복합조직강이 형성되지 않은 것으로 추정된다. 강중에 존재하는 질소가 보론을 모두 보론질화물로 석출시키기 때문에 고용보론이 존재하지 않게 된다. 따라서 오스테나이트에서 페라이트로의 변채를 지연시키는 원소가 강중에 존재하지 않기 때문에 상온에서 연속항복거동을 나타낼 수 있는 충분한 양의 마르텐사이트가 생성되지 않게 된다.However, in the case of the comparative steel sample No. 3, since the addition amount of boron is not sufficient, the composite tissue steel is not formed because martensite was not produced to generate sufficient operating potential to eliminate yield point stretching at room temperature. Nitrogen in the river precipitates all of the boron as boron nitride, so there is no high boron. Therefore, since there is no element in the steel that delays the change of austenite to ferrite, a sufficient amount of martensite is not produced to exhibit continuous yield behavior at room temperature.

* 열연조건 : 슬라브재가열온도 : 1250℃, 열간압연마무리온도 : 900℃* Hot Rolling Condition: Slab Reheating Temperature: 1250 ℃, Hot Rolling Finishing Temperature: 900 ℃

권취온도 : 620℃Winding Temperature: 620 ℃

* 냉연조건 : 냉간압하율 : 55%* Cold rolling condition: Cold rolling reduction rate: 55%

* 소둔조건 : 소둔시간 :30초, 급냉속도 : -25℃/sec* Annealing condition: Annealing time: 30 seconds, Quenching speed: -25 ℃ / sec

* 항복비 = 항복강도 /인장강도* Yield Ratio = Yield Strength / Tensile Strength

시료번호 4의 경우 망간의 양이 충분하지 않기 때문에 낮은 냉각속도 하에서 마르텐사이트가 생성되기 어렵다. 연속소둔의 급냉영역에서 냉각속도가 -40℃이하일때 마르텐사이트가 생성될 수 있는 임계 망간당량은 1.72 정도로 보고 되고 있다. 시료번호 4의 경우 망간의 함량이 낮기 때문에 망간당량의 1.30으로 마르텐사이트가 생성되기 어렵다. 따라서 이 경우 상온에서 복합조직강이 형성되지 않고 프레스 가공시 형상동결성이 나빠진다.In case of sample No. 4, the amount of manganese is not sufficient, so martensite is hardly produced under low cooling rate. In the quench zone of continuous annealing, the critical manganese equivalents that can produce martensite when the cooling rate is below -40 ℃ are reported as 1.72. Sample No. 4 has low manganese content, so martensite is hardly produced at 1.30 of manganese equivalent. Therefore, in this case, the composite structure steel is not formed at room temperature, and the shape freezing property worsens during press working.

시료번호 5의 경우 강중에 실리콘이 첨가되지 않았기 때문에 낮은 냉각속도하에서 상온에서 마르텐사이트를 형성할 수 있는 필요 망간당량에 비해서 계산된 망간당량의 값이 다소 낮다. 따라서 이 경우 시료번호 4의 경우와 같이 상온에서 복합조직강이 형성되지 않고 프레스 가공성이 나빠지게 된다.In the case of sample No. 5, the calculated value of manganese equivalent is somewhat lower than that of manganese equivalent which can form martensite at room temperature under low cooling rate because no silicon is added to steel. Therefore, in this case, as in the case of Sample No. 4, the composite tissue steel is not formed at room temperature, and the press workability deteriorates.

시료번호 6과 7의 경우 상온에서 마르텐사이트를 형성할 수 있는 망간당량이상 망간과 실리콘, 인등이 첨가되었지만, 변태억제 원소인 고용보론이 강중에 존재하지 않기때문에 -40℃/sec 이하의 낮은 냉각속도 하에서는 상온에서 복합조직강을 형성하기 어렵다.In the case of Sample Nos. 6 and 7, manganese, silicon and phosphorus were added to form martensite at room temperature, but low cooling below -40 ℃ / sec because solid boron, which is a metamorphic inhibitor, does not exist in steel. Under speed, it is difficult to form composite tissue steel at room temperature.

따라서 상온재질의 인장강도는 50kgf/㎟ 정도로 높지만 연신율이 높지 않다. 그리고 항복점연신율이 나타나고, 항복비가 0.7 정도로 비교적 높기 때문에 프레스 가공시 형상동결성이 비교적 나쁘다.Therefore, the tensile strength of the room temperature material is as high as 50kgf / ㎜ but the elongation is not high. In addition, the yield point elongation is shown, and the yield ratio is relatively high at about 0.7, so that the shape freezing property during the press working is relatively bad.

이상과 같은 본 발명은 저탄소 알루미늄 킬드강에 망간, 실리콘, 보론 등의 첨가량 및 첨가비를 적절하게 조절하여 복합조직형 고강도 냉연강판을 제조함으로써, 냉연강판에서불연속항복거동을 보이는 항복점연신 현상이 없고, 항복비가 낮아 프레스 가공성이 우수하여 자동차용 소재의 내,외판 등 높은 가공성이 필용한 제품의 소지강판으로 사용할 수 있고, 자동차용 강판의 보강재등 고강도를 요구하는 부품에도 사용할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above by controlling the addition amount and the addition ratio of manganese, silicon, boron, etc. to the low-carbon aluminum-kilted steel to produce a composite high-strength cold-rolled steel sheet, there is no yield point stretching phenomenon showing a discontinuous yielding behavior in cold-rolled steel sheet It has a low yield ratio, which is excellent in press workability, and can be used as a steel sheet of a product that requires high processability such as interior and exterior of automotive materials, and can be used for parts requiring high strength, such as reinforcing materials for automotive steel sheets.

Claims (1)

가공성이 우수하고, 프레스 가공시 균열발생이 없는 고강도 냉연강판을 제조함에 있어서, 중량비로 탄소 0.05~0.1%, 질소 0.005% 이하, 황0.02%, 망간 1.2~1.7%, 실리콘 0.2~0.6%, 알루미늄 0.03~0.06%, 보론 0.0030~0.0080%를 첨가하되, 망간당량을 1.72% 이상으로 조절하고, 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소를 포함한 알루미늄 킬드강을 1100~1250℃ 정도에서 균질화처리 후, 마무리 열간압연온도를 Ar3변태점 직상인 900~930℃로 하며, 열연권취는 600~700℃의 온도범위에서 실시한 후, 냉간압하율을 40~80%로 압연을 실시하고, 소둔은 800~850℃ 범위에서 연속소둔을 실시하며, 급냉대의 냉각속도가 -40℃/sec 이하에서도 복합조직강이 생성되도록 연속소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 가공성이 우수한 저합금 복합조직형 고강도 냉연강판의 제조방법.In manufacturing high strength cold rolled steel sheet with excellent workability and no cracking during press working, carbon by weight 0.05 ~ 0.1%, nitrogen 0.005% or less, sulfur 0.02%, manganese 1.2 ~ 1.7%, silicon 0.2 ~ 0.6%, aluminum Add 0.03 ~ 0.06%, boron 0.0030 ~ 0.0080%, adjust manganese equivalent to 1.72% or more, and homogenize aluminum-killed steel containing elements inevitably contained in steel production at 1100 ~ 1250 ℃, then finish hot The rolling temperature is set at 900 to 930 ° C, which is directly above the Ar3 transformation point, and the hot rolled winding is performed at a temperature range of 600 to 700 ° C, followed by rolling at a cold reduction rate of 40 to 80%, and annealing at 800 to 850 ° C. A method of manufacturing a low alloy composite tissue type high strength cold rolled steel sheet having excellent press formability, characterized by performing continuous annealing, and performing continuous annealing to produce a composite steel even at a cooling rate of -40 ° C / sec or less.
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