KR100536645B1 - Highly stable, steel and steel strips or steel sheets cold-formed, method for the production of steel strips and uses of said steel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우수한 냉간 성형성과 고강도를 구비한 Fe-Mn-Al-Si 경강(light steel) 및 강 스트립 또는 강 시트에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 강으로부터 스트립을 제조하기 위한 방법 및 상기 강의 적합한 용도에 관한 것이다.The present invention relates to Fe-Mn-Al-Si light steel and steel strips or steel sheets with excellent cold formability and high strength. The invention also relates to a method for producing a strip from the steel and to a suitable use of the steel.
독일 특허 제197 27 759 C2호로부터 차체 부품 제조용과 저온 용도로 이용되는 경강이 공지되었다. 상기 경강은 Fe 이외에, 10% 내지 30%의 Mn, 1% 내지 8%의 Al 및 1% 내지 6%의 Si를 함유하고, Al과 Si 함량의 총합은 12%를 초과하지 않는다. 이러한 공지된 강에 탄소 성분이 함유된다 할지라도 그의 함량의 범위는 불순물의 범위 내이다. Hard steel is known from German Patent No. 197 27 759 C2 for the manufacture of body parts and for low temperature applications. The hard steel contains, in addition to Fe, 10% to 30% Mn, 1% to 8% Al and 1% to 6% Si, and the sum of Al and Si contents does not exceed 12%. Although carbon components are contained in such known steels, the range of their contents is within the range of impurities.
이와는 반대로, 독일 특허 출원 공개 제199 00 199 Al호로부터 공지된 경구조강에는 탄소가 선택적인 합금 성분으로 함유되었다. 공지된 상기 경강은 7% 초과 내지 27%의 Mn, 1% 초과 내지 10%의 Al, 0.7% 초과 내지 4%의 Si, 0.5% 미만의 C, 10% 미만의 Cr, 10% 미만의 Ni 및 0.3% 미만의 Cu를 함유한다. 또한, 상기 강은 총 함량이 2%를 초과하지 않은 범위 내에서의 N, V, Nb, Ti 및 P를 포함한다.In contrast, hard structural steel known from German Patent Application Publication No. 199 00 199 Al contained carbon as an optional alloy component. Known steels include more than 7% to 27% Mn, more than 1% to 10% Al, more than 0.7% to 4% Si, less than 0.5% C, less than 10% Cr, less than 10% Ni and It contains less than 0.3% Cu. In addition, the steel includes N, V, Nb, Ti and P in a range where the total content does not exceed 2%.
유럽 특허 출원 제1 067 203 Al호로부터 공지된 경강은 탄소를 0.001 내지 1.6% 범위로 함유한다. 또한, 상기 강은 Fe 이외에, 6 내지 30%의 Mn, 6% 이하의 Al, 2.5% 이하의 Si, 10% 이하의 Cr, 10% 이하의 Ni 및 5% 이하의 Cu를 포함한다. 또한, 상기 강은 총 함량이 3%를 초과하지 않은 범위 내에서의 V, Ti, Nb, B, Zr 및 희토류 성분을 함유한다. 또한, 상기 공지된 강은 총 함량이 0.2%를 초과하지 않은 범위 내에서의 P, Sn, Sb 및 As를 포함한다.Hard steels known from European Patent Application No. 1 067 203 Al contain carbon in the range of 0.001 to 1.6%. The steel also contains, in addition to Fe, from 6 to 30% Mn, up to 6% Al, up to 2.5% Si, up to 10% Cr, up to 10% Ni and up to 5% Cu. The steel also contains V, Ti, Nb, B, Zr and rare earth components in a range where the total content does not exceed 3%. In addition, the known steels include P, Sn, Sb and As in a range where the total content does not exceed 0.2%.
상기한 바와 같은 종류의 조성을 갖는 강들은 탄소가 함유되었음에도 불구하고 열간 및 냉간 압연하는 데 곤란성이 있음을 보이고 있다. 따라서, 불안정성 또는 크랙이 스트립 가장자리에서 빈번하게 나타나며, 실질적으로 그러한 강을 이용해서 대규모 스트립 또는 시트를 제조하는 것을 어렵게 한다. 또한, 상기 강들은 높은 Δr 값을 나타내는 아주 강한 등방성 변형 거동을 갖는다. 상기 공지된 방법에 따라서 제조된 강 시트는 성형성이 부족하기 때문에 추가적인 처리를 하기에는 더욱 곤란하다.Steels having a composition of the kind described above have been shown to be difficult in hot and cold rolling despite the inclusion of carbon. Thus, instability or cracks frequently appear at the strip edge, making it difficult to manufacture large-scale strips or sheets substantially with such steel. In addition, the steels have a very strong isotropic strain behavior which shows high Δr values. Steel sheets produced according to the above known methods are more difficult to perform further processing because they lack formability.
톱니(teeth)형 또는 그와 유사한 형상 요소로 제공되는 구성 요소(component)를 제조하기 위해서는 고강도를 구비한 성형성이 좋은 강이 필요하다. 상기 구성 요소는 일반적으로 내부 또는 외부에 톱니형이 제공된 기어 부품이다. 이러한 것은 치수 정확성이 높고 비용에 있어서도 저렴한 유동 성형(flow forming)에 의해 효율적으로 제조될 수 있다.In order to produce components provided in toothed or similar shaped elements, good formability steel with high strength is required. The component is generally a gear part provided with a serration inside or outside. These can be efficiently produced by flow forming with high dimensional accuracy and low cost.
유동 성형에 의하여 기어 부품을 제조하기 위한 방법이 독일 특허 제197 24 661 C2호로부터 공지되었다. 상기 공지된 방법에 따라서, 블랭크(blank)는 시트와 하부 항복점이 적어도 500N/mm2인 미세합금화(microalloyed) 고강도 구조용강으로부터 제조된다. 그 다음에 이러한 블랭크는 유동 성형에 의해 기어로 냉간 성형된다. 톱니형으로 성형하는 과정에서, 시트 재료는 그의 성형능의 한계까지 재성형된다. 이어서 톱니형으로 제공된 작업편의 표면은 본래의 온도를 유지하면서 열변형 없이 경화된다.A method for producing gear parts by flow molding is known from German Patent No. 197 24 661 C2. According to the known method, blanks are made from microalloyed high strength structural steels having a sheet and a lower yield point of at least 500 N / mm 2 . This blank is then cold formed into gears by flow forming. In the process of forming into a saw tooth, the sheet material is reshaped to the limit of its forming ability. The surface of the workpiece provided as serrated is then cured without thermal deformation while maintaining the original temperature.
상술된 바와 같은 관련 기술에서 시작한 본 발명의 목적은, 산업 규모로 용이하게 제조할 수 있는 우수한 성형성과 우수한 강도를 갖춘 경강 및/또는 그로부터 제조된 강 스트립 또는 강 시트를 제공하기 위한 것이다. 또한, 강 스트립 또는 강 시트를 제조하는 방법과 상기 강의 바람직한 용도가 개시되었다.It is an object of the present invention, starting from the related art as described above, to provide hard steels and / or steel strips or steel sheets made therefrom having good formability and good strength which can be easily manufactured on an industrial scale. Also disclosed are methods of making steel strips or steel sheets and preferred uses of such steels.
본 발명의 목적은 다음의 조성, (중량 퍼센트로) It is an object of the present invention to formulate the following composition (in weight percent):
C: 1.00% 이하,C: 1.00% or less,
Mn: 7.00% 내지 30.00%,Mn: 7.00% to 30.00%,
Al: 1.00% 내지 10.00%,Al: 1.00% to 10.00%,
Si: 2.50% 초과 내지 8.00%,Si: greater than 2.50% to 8.00%,
Al+Si: 3.50% 초과 내지 12.00%, 및Al + Si: greater than 3.50% to 12.00%, and
B: 0.00% 초과 내지 0.01% 미만과; B: greater than 0.00% to less than 0.01%;
선택적으로,Optionally,
Ni: 8.00% 미만,Ni: less than 8.00%,
Cu: 3.00% 미만,Cu: less than 3.00%,
N: 0.60% 미만,N: less than 0.60%,
Nb: 0.30% 미만,Nb: less than 0.30%,
Ti: 0.30% 미만,Ti: less than 0.30%,
V: 0.30% 미만, 및 V: less than 0.30%, and
P: 0.01% 미만의 성분이 함유된 경강에 의해 성취되었다.P: achieved by hard steel containing less than 0.01% of components.
잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 이 경우에서 불순물은 황 및 산소를 포함한다.The balance consists of Fe and unavoidable impurities. In this case the impurities include sulfur and oxygen.
놀랍게도, 보론을 미량으로 첨가하면 본 발명에 따른 강의 특성 및 생산성이 상당히 개선됨을 보이고 있다. 그 결과로, 본 발명에 따른 강에 함유된 보론의 함량은 강의 항복점을 낮추었고, 따라서 성형성을 상당히 개선시켰다. 탄소 함량이 0.10 내지 1.00 중량 퍼센트일 때, 즉 본 발명에 따른 강에서 탄소가 적어도 0.10 중량 퍼센트로 검출될 수 있다면 본 발명에 따른 강의 기계적-기술적 특성에 미치는 합금의 바람직한 영향이 더욱 강화된다. Surprisingly, the addition of trace amounts of boron has been shown to significantly improve the properties and productivity of the steel according to the invention. As a result, the content of boron contained in the steel according to the present invention lowered the yield point of the steel and thus significantly improved the formability. When the carbon content is from 0.10 to 1.00 weight percent, ie if carbon can be detected at least 0.10 weight percent in the steel according to the invention, the desired effect of the alloy on the mechanical-technical properties of the steel according to the invention is further enhanced.
이 경우에서, 상기 성분들이 함유되면 기계적 및 기술적 특성 모두에 있어서 매우 우수한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 강 및/또는 그로부터 제조된 강 스트립 또는 강 시트는 본 명세서에서 거론된 종류의 관련 기술을 통해서 공지된 강 시트보다 현저히 낮은 Δr 값을 가진다.In this case, the incorporation of these components can yield very good results in both mechanical and technical properties. Thus, the steel and / or steel strips or steel sheets produced therefrom according to the invention have significantly lower Δr values than known steel sheets through the relevant art of the kind discussed herein.
또한, 본 발명에 따른 성분이 함유된 냉간 압연 강 스트립 및 강 시트는 비교적 낮은 항복점, 상승된 경화 지수(n값)에서의 향상된 신장 성형성, 상승된 디프 드로잉 품질(r값), 및 낮은 평면 이방성(Δr값)뿐만 아니라 항복점과 연신(elongation)의 곱의 상승으로 특징지어진다. 따라서, 본 발명에 따른 강 스트립 및 강 시트의 인장강도는 적어도 680MPa이다. 인장강도와 연신의 곱은 적어도 41,000MPa·%가 된다. 본 발명에 따른 강 스트립 및 강 시트의 항복점은 520MPa를 초과하지 않는다. 동시에, 본 발명에 따른 강 그리고/또는 그로부터 제조된 시트 및 스트립은 20%에서 45% 이상까지의 극도로 높은 균일 연신율을 가지며, 0.7까지의 n값이 얻어진다. In addition, the cold rolled steel strips and steel sheets containing the components according to the invention have a relatively low yield point, improved elongation at elevated hardening index (n value), elevated deep drawing quality (r value), and low plane It is characterized by an increase in the product of yield point and elongation as well as anisotropy (Δr value). Thus, the tensile strength of the steel strip and the steel sheet according to the invention is at least 680 MPa. The product of tensile strength and elongation is at least 41,000 MPa ·%. The yield point of the steel strip and the steel sheet according to the invention does not exceed 520 MPa. At the same time, the steels and / or sheets and strips produced therefrom according to the invention have extremely high uniform elongations from 20% to 45% or more, with n values up to 0.7 being obtained.
결과적으로, 이러한 방법을 통해서 특히 우수한 냉간 성형성 경강 스트립 또는 강 시트는 그의 비교적 고강도 및 저밀도로 인하여 차체용 구성 요소의 제조용으로 아주 적합하였다. 또한 차량용, 특히 모터 차량용 바퀴의 제조용과, 내부 또는 외부적으로 액압성형(hydroforming)하는 구성 요소의 제조용과, 캠샤프트 또는 피스톤 로드와 같은 고강도 엔진 부품의 제조용과, 충격과 같은 펄스 응력(pulsed stress)에 대항하여 보호받도록 하는 장갑판(armor plate)과 같은 구성 요소의 제조용과, 특히 사람들이 충격에 대항하여 보호받도록 하는 보호 요소용으로 적합하도록 본 발명에 따른 강 시트의 강도와 중량의 현저한 비율이 산출되었다. 특히 후자에 적용한 경우, 본 발명에 따른 강 시트의 비교적 저중량과 동시에 그의 고강도는 확실한 효과로 작용한다. As a result, particularly good cold form hard steel strips or steel sheets through this method are well suited for the production of components for vehicle bodies due to their relatively high strength and low density. Also for the manufacture of wheels for vehicles, in particular motor vehicles, for the manufacture of components which are hydroforming internally or externally, for the production of high strength engine parts such as camshafts or piston rods, and pulsed stresses such as shocks. A significant proportion of the strength and weight of the steel sheet according to the invention is suitable for the manufacture of components, such as armor plates, which are to be protected against), and especially for the protective elements which allow people to be protected against impact. Calculated. Especially when applied to the latter, the relatively low weight of the steel sheet according to the invention and at the same time its high strength acts as a sure effect.
추가로, 본 발명에 따른 강 시트들은 만약 완전히 오스테나이트 미세조직을 가진다면 비자성 구성 요소 제조용으로 아주 적합하다. In addition, the steel sheets according to the invention are well suited for the production of nonmagnetic components if they have a fully austenitic microstructure.
또한, 본 발명에 따른 강들은 특히 저온에서 조차도 그들의 강도가 유지됨을 보였다. 따라서, 상기 강들은 극저온공학용의 콘테이너 또는 파이프와 같은 극저온공학에서 사용된 구성 요소 제조용으로 아주 적합하다.In addition, the steels according to the invention have been shown to maintain their strength, especially at low temperatures. Thus, the steels are well suited for the manufacture of components used in cryogenic engineering, such as containers or pipes for cryogenic engineering.
특히 본 발명에 따라서 사용되고 있는 강에 함유된 보론의 현저한 효과는 보론이 0.002wt% 내지 0.01wt%, 특히 0.003 내지 0.008wt% 함유된다면 확실하게 성취될 수 있다. In particular, the significant effect of boron contained in the steel used according to the invention can be reliably achieved if the boron is contained in 0.002wt% to 0.01wt%, in particular 0.003 to 0.008wt%.
0.1% 내지 1.0%의 범위로 함유된 C는 본 발명에 따른 강 시트 및 강 스트립의 생산성을 향상시켰다. 본 발명에 따른 강에서, 금속간 상(intermetallic phase) 형성은 탄소로 인하여 저지된다. 따라서 공지된 강으로 제조된 강 스트립에서 야기된 스트립 가장자리 영역에서의 크랙과 불안정성이 상당히 감소되었고, 특히 불안정성은 C 함량의 증가로 감소되었다. 보론을 첨가함으로써 스트립 가장자리 품질이 더욱 개선되었다. 결과적으로, 스트립 가장자리 불안정성은 C 및 B의 혼합 첨가에 의하여 거의 완전히 제거될 수 있다.C contained in the range of 0.1% to 1.0% improved the productivity of the steel sheet and steel strip according to the invention. In the steel according to the invention, the intermetallic phase formation is prevented due to carbon. Thus, cracks and instability in the strip edge region caused in steel strips made of known steels were significantly reduced, in particular the instability was reduced with an increase in the C content. The addition of boron further improved the strip edge quality. As a result, strip edge instability can be almost completely eliminated by the mixed addition of C and B.
보론은 기계적-기술적 특성에 미치는 효과에 있어서 합금 원소 Mn의 작용을 대신한다. 그 결과, 20% Mn 및 0.003% 보론을 함유하는 강은 25% Mn을 함유하지만 B를 함유하지 않는 강과 유사한 특성 프로파일을 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 경구조용강은 비교적 적은 Mn 함량을 가짐에도 불구하고 상대적으로 고강도를 가질 수 있다. 이는 합금 성분에 관한 비용을 감소시켰고, 본 발명에 따라서 사용된 경강이 보다 용이한 야금학적 용해방법을 통해서 제조되었다.Boron replaces the action of the alloying element Mn in its effect on mechanical-technical properties. As a result, steels containing 20% Mn and 0.003% boron have a similar property profile as steels containing 25% Mn but no B. Therefore, the hard structural steel according to the present invention may have a relatively high strength despite having a relatively small Mn content. This reduced the cost for the alloying components and the hard steels used in accordance with the present invention were made through an easier metallurgical melting process.
또한, 본 발명에 따라 제공된 C 및 B의 함량은 광범위한 열간 압연 파라미터를 나타낸다. 그 결과, 높은 열간 압연 마무리 온도와 권취 온도가 선택될 경우에 얻어진 본 발명에 따른 강의 특징은 낮은 열간 압연 마무리 온도와 권취 온도에서 얻어진 강의 특징들과 본질적으로 동일함을 보였다. 또한 열간 스트립 제조시 비감수성(insensitivity)은 본 발명에 따른 강 시트 생산성을 용이하게 하였다.In addition, the contents of C and B provided according to the invention represent a wide range of hot rolling parameters. As a result, the characteristics of the steel according to the invention obtained when a high hot rolling finish temperature and a coiling temperature were selected were shown to be essentially the same as those of a steel obtained at a low hot rolling finish temperature and a coiling temperature. Insensitivity in the production of hot strips also facilitated the steel sheet productivity according to the present invention.
Si 함량이 2.50wt% 이상, 바람직하게는 2.70wt% 이상으로 제한되기 때문에, 본 발명에 따른 강 스트립 및 강 시트는 Si 함량이 적은 경강 스트립 또는 시트와 비교하여 냉간 성형성이 개선되었다. 많은 양의 Si는 더욱 균일한 항복점 및 인장강도치와 높은 파괴 연신 및 균일한 연신값을 나타내었다. 또한, 본 발명에 따른 강에 함유된 Si는 r 및 n 값이 보다 높아지게 하며 기계적 특성의 등방성 구현에 이르도록 하였다. Al 및 Si 함량의 총합이 그의 상한을 초과하면 취성의 위험을 초래하기 때문에 Al 및 Si의 함량 총합의 상한을 12%로 설정하였다.Since the Si content is limited to at least 2.50 wt%, preferably at least 2.70 wt%, the steel strips and steel sheets according to the present invention have improved cold formability compared to hard steel strips or sheets having a low Si content. A large amount of Si showed more uniform yield point and tensile strength values, high fracture elongation and uniform elongation. In addition, the Si contained in the steel according to the present invention made the r and n values higher and led to an isotropic implementation of mechanical properties. The upper limit of the sum of the Al and Si contents was set to 12% because the sum of the Al and the Si contents exceeded the upper limit, causing the risk of brittleness.
본 발명에 따른 강 스트립 및 시트는, 상기에 기술된 성분을 가진 본 발명에 따른 강으로 제조된 슬라브, 박 슬라브, 또는 스트립과 같은 투입 소재(input stock)가 주조되는 단계와, 상기 주조된 투입 소재가 1100℃ 이상으로 가열되거나 상기 온도에서 곧 바로 사용되는 단계와, 예열된 투입 원료가 적어도 800℃의 열간 압연 마무리 온도에서 열간 스트립으로 열간 압연되는 단계와, 마무리 압연된 열간 스트립이 450℃ 내지 700℃의 권취 온도에서 권취되는 단계로 이루어진 방법에 의하여 바람직하게 제조되었다. The steel strips and sheets according to the invention are produced by casting an input stock such as slabs, thin slabs, or strips made of the steel according to the invention with the components described above, and the cast inputs. The material is heated to 1100 ° C. or higher or used directly at this temperature, the preheated input is hot rolled into a hot strip at a hot rolling finish temperature of at least 800 ° C., and the finished rolled hot strip is 450 ° C. to It was preferably prepared by a method consisting of winding up at a winding temperature of 700 ° C.
투입 소재의 가열은, 열간 압연 마무리 온도를 800℃ 이상으로 하여 열간 압연을 실시하기 위하여 1100℃ 이상으로 할 필요가 있다. 본 발명에 따라서 열간 스트립이 적어도 800℃의 열간 압연 마무리 온도에서 열간 압연되고 보다 저온에서 권취되기 때문에, 탄소, 특히 개시된 보론의 긍정적인 효과는 충분히 이용되었다. 그 결과, 보론 및 탄소는 더욱더 수용가능한 파괴 연신치의 범위에서 열간 압연된 스트립의 높은 인장강도 및 항복 값을 제공하였다. 열간 압연 마무리 온도가 증가할 때에는, 인장강도 및 항복점이 감소된 반면에, 연신치는 증가한다. 본 발명에 의해 제공된 범위 내에서 열간 압연 마무리 온도를 변화시킴으로써, 강 스트립의 바람직한 특성을 목표에 따라 용이하게 변경시킬 수 있다. It is necessary to make heating of an input material into 1100 degreeC or more in order to perform hot rolling by making hot rolling finish temperature 800 degreeC or more. Since the hot strips are hot rolled at a hot rolling finish temperature of at least 800 ° C. and wound up at lower temperatures in accordance with the invention, the positive effects of carbon, in particular of the disclosed boron, have been fully exploited. As a result, boron and carbon provided high tensile strength and yield values of the hot rolled strips in an even more acceptable range of fracture elongation. As the hot rolling finish temperature increases, the tensile strength and yield point decrease, while the draw value increases. By varying the hot rolling finish temperature within the range provided by the present invention, the desired properties of the steel strip can be easily changed as desired.
권취 온도를 700℃ 이하의 값으로 제한함으로써 재료 취성을 용이하게 피할 수 있다. 취성을 일으키는 상(phase)은, 예를 들면 재료 박리(flaking)를 야기할 수 있는 높은 권취 온도에서 형성되고, 그 결과 추가 공정을 더욱 어렵게 하거나 심지어는 불가능하게 하는 것으로 나타났다. 또한, 항복 강도와 연성의 최적화된 비율을 확보하는 강의 조직을 발달시키기 위해서는, 권취 온도의 하한을 450℃로 유지하여야 한다.By restricting the winding temperature to a value of 700 ° C. or less, material brittleness can be easily avoided. A brittle phase is formed, for example, at high winding temperatures that can cause material flaking, which has been shown to make the further process more difficult or even impossible. In addition, in order to develop a steel structure which ensures an optimized ratio of yield strength and ductility, the lower limit of the winding temperature must be maintained at 450 ° C.
본 발명에 따라 제조된 열간 스트립에 대해서도 우수한 용도 특성에 의해 구별된다. 만약 더 얇은 시트 또는 스트립이 제조되어야 한다면, 열간 스트립은 권취후 냉간 스트립으로 냉간 압연될 수 있고, 상기 냉간 압연은 인성과 연성의 비가 최적화된 냉간 압연 강 스트립의 제조를 위하여 30% 내지 75%의 압하율로 실행되는 것이 바람직하다. 냉간 압연에 의해 불가피하게 가공 경화가 일어나며, 이러한 가공 경화의 균형화를 위하여 냉간 압연 후에 600℃ 내지 1100℃의 어닐링 온도에서 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 경우 어닐링은 후드에서 600℃ 내지 750℃ 온도 범위에서 실행되거나 연속적으로 어닐링 로에서 750℃ 내지 1100℃의 온도로 실행된다. 후드 어닐링 중에는, 냉간 스트립을 코일의 형태로 장시간 동안 후드로 내에서 유지시켜 코일 전체를 충분히 가열한다. 따라서 목표로 하는 결과(가공 경화의 균형화)가 얻어질 수 있는 온도로 후드 어닐링의 온도를 설정한다. 연속 어닐링 중에는 스트립이 어닐링로를 고속으로 연속 통과함에 따라, 스트립은 단지 단시간 동안 어닐링로의 열에 노출된다. 따라서, 스트립의 중심부가 가공 경화의 균형화가 이루어지는 온도에 도달하기 위해서는, 연속 어닐링의 온도는 후드 어닐링 온도보다 높아야 한다. 마지막으로, 냉간 성형성과 표면 성형의 관점에서, 마무리 단계에서 냉간 스트립을 드레싱(dressing)하는 것이 바람직하다. 드레싱은, 후속 냉간 가공시에 킹크(kink) 또는 스트레처 스트레인 마킹(stretcher strain marking)의 형성을 방지하기 위하여 어닐링된 냉간 압연 스트립에 실시되는 작은 변형률의 패스로서 "핀치 패스", "스킨 패스" 또는 "조질 압연"이라고도 칭한다.Hot strips made according to the invention are also distinguished by their excellent application properties. If thinner sheets or strips have to be produced, the hot strips can be cold rolled into cold strips after winding, wherein the cold rolls are in the range of 30% to 75% for the production of cold rolled steel strips with optimized ratios of toughness and ductility. It is preferable to carry out at a reduction ratio. Inevitably work hardening occurs by cold rolling, and for the balance of work hardening, it is preferable to perform annealing at an annealing temperature of 600 ° C to 1100 ° C after cold rolling. In this case the annealing is carried out in the hood in the temperature range of 600 ° C. to 750 ° C. or continuously in the annealing furnace at a temperature of 750 ° C. to 1100 ° C. During hood annealing, the cold strip is held in the hood furnace for a long time in the form of a coil to sufficiently heat the entire coil. Therefore, the temperature of the hood annealing is set to a temperature at which the target result (balance of work hardening) can be obtained. During continuous annealing, as the strip continuously passes through the annealing furnace at high speed, the strip is exposed to heat in the annealing furnace for only a short time. Thus, in order for the center of the strip to reach the temperature at which work hardening is achieved, the temperature of the continuous annealing must be higher than the hood annealing temperature. Finally, in view of cold formability and surface forming, it is preferable to dress the cold strip in the finishing step. The dressing is a "pinch pass", "skin pass" as a pass of a small strain applied to an annealed cold rolled strip to prevent the formation of kink or stretcher strain markings during subsequent cold work. Or "mild rolling".
또한, 본 발명에 따른 강 그리고/또는 그로부터 제조된 강 스트립 및 시트의 바람직한 용도는 유동 성형에 의하여 냉간 성형된 구성 요소의 제품에 있다. 이러한 목적을 위해서, 블랭크는 유동 성형에 의해 마무리 처리된 강으로부터 제조된다. 그의 특수한 특성 프로파일 때문에, 상기 목적을 위해서는, 특히 본 발명에 따른 강 그리고/또는 그로부터 제조된 시트 블랭크가 적합하다. 유동 성형 중에, 준비된 "예비-성형체(pre-form)"를 고압 하에서 스트레칭한다. 특히 유동 성형은 회전 대칭의 중공 부재를 제조하기 위해 사용되는 방법이다. 이러한 목적으로, 예비 성형된 블랭크를 맨드렐(mandrel)과 테일 스톡(tail stock) 사이에 고정시킨다. 이 공정의 특징은 롤러의 방사상 압력에 기인하는 국부 압축에 의해 금속이 성형된다는 점이다. 금속은 유동하게 되고 단일 롤러 패스로 내측의 맨드렐의 윤곽을 따르는 형상이 된다.Furthermore, a preferred use of the steel and / or steel strips and sheets produced therefrom according to the invention is in the product of cold formed components by flow molding. For this purpose, the blanks are made from steel finished by flow forming. Because of their particular property profile, for this purpose, in particular the steel and / or sheet blanks produced therefrom according to the invention are suitable. During flow molding, the prepared "pre-form" is stretched under high pressure. In particular, flow forming is a method used for producing a rotationally symmetric hollow member. For this purpose, the preformed blank is fixed between the mandrel and the tail stock. The feature of this process is that the metal is formed by local compression due to the radial pressure of the rollers. The metal will flow and be shaped along the contour of the inner mandrel in a single roller pass.
완전히 오스테나이트 조직이거나 혹은 마르텐사이트를 가진 페라이트 및 오스테나이트의 혼합 조직을 포함하는 미세조직은 본 발명에 따른 강에서 성분의 작용에 의해 얻어질 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 강들은 상당히 우수하게 성형된다. 그들은 냉간 성형 과정에 있어서 유동 성형을 통해서 제조하기 위해 사용된 공지된 고강도 미세합금화 또는 다상(multiphase) 강들보다 더욱 강하게 압축된다. 그 결과, 냉간 성형에 따라서 1400 N/mm2 내지 2200 N/mm2 범위로 구성 요소의 강도가 성취될 수 있다. 따라서 냉간 성형 후 제조된 구성 요소의 추가적인 경화처리는 불필요하게 된다. 또한, 톱니형 기어 구성 요소를 제조하기 위해 사용된 본 발명에 따른 강이 Si 및 Al과 같은 비중이 낮은 성분의 많은 함량으로 인하여 밀도가 감소된다면 의도하는 목적과 관련하여, 특히 톱니형 기어 구성 요소의 제품을 위해서 바람직한 효과를 가진다.Microstructures that are fully austenitic or comprise a mixed structure of ferrite and austenite with martensite can be obtained by the action of the component in the steel according to the invention. The steels according to the invention thus form fairly well. They are compressed more strongly than the known high-strength microalloyed or multiphase steels used for making through flow forming in the cold forming process. As a result, the strength of the component can be achieved in the range of 1400 N / mm 2 to 2200 N / mm 2 depending on cold forming. Thus, additional hardening of the components produced after cold forming is unnecessary. Furthermore, in connection with the intended purpose, in particular with respect to the intended purpose, the steel according to the invention used for producing the toothed gear component is reduced in density due to the high content of low specific gravity components such as Si and Al. It has a desirable effect for the product.
만약 본 발명에 따라 이루어진 강이 이용된다면, 후속하는 열처리 또는 유동 성형된 구성 요소의 표면 경화 처리는 불필요하게 된다. 따라서 용도에 있어서 만약 본 발명에 따른 강이 국부적으로 강한 응력을 받고 있는 톱니형 요소를 제조하기 위해 사용된다면 추가 처리 단계에 의한 관련 기술을 통해서 발생된 뒤틀림 및 스케일링의 위험은 더 이상 존재하지 않게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 강에 의하면 냉간 성형, 특히 유동 성형을 통해서 가볍고, 아주 튼튼하고, 치수적으로 안정한 구성 요소를 경제성 있게 제조할 수 있다.If the steel made according to the invention is used, subsequent heat treatment or surface hardening of the flow molded component becomes unnecessary. Thus, in use, if the steel according to the invention is used to produce toothed elements that are locally stressed, there is no longer any risk of warping and scaling caused by the related art by further processing steps. . As a result, the steel according to the invention makes it possible to economically produce light, very robust and dimensionally stable components through cold forming, in particular flow forming.
이하에서는 본 발명을 다음과 같은 전형적인 실시예 및 비교예를 참고로 하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following typical examples and comparative examples.
표 1에는 다섯 개의 강 A, B, C, D, E의 성분이 지시되었는데, 그 중 강 A, B 및 C는 본 발명에 따라 제공된 합금과 일치하고, 반면에 강 D 및 E는 비교예들이다.In Table 1 the components of five steels A, B, C, D and E are indicated, of which steels A, B and C correspond to the alloys provided according to the invention, while steels D and E are comparative examples. .
관련된 조성으로 이루어진 강 A 내지 E를 용융시켜서 슬라브로 주조하였다. 후속하여, 상기 슬라브는 1150℃의 온도로 예열되었다. 그 다음에 예열된 슬라브는 열간 압연되었고 이어서 권취되었다.Steels A to E, of associated composition, were melted and cast into slabs. Subsequently, the slab was preheated to a temperature of 1150 ° C. The preheated slabs were then hot rolled and then wound up.
각각의 열간 압연 최종 온도(ET) 및 권취 온도(HT)와, 각각의 인장강도(Rm), 항복점(Re), 연신율(A50), 균일 연신율(Ag1) 및 얻어진 열간 스트립의 n 값의 특성들을 표 2에 나타내었다.The respective hot rolling final temperature (ET) and winding temperature (HT), the respective tensile strength (R m ), yield point (R e ), elongation (A 50 ), uniform elongation (A g1 ) and n of the obtained hot strip The properties of the values are shown in Table 2.
본 발명의 강이 아닌, 냉간 압연이 가능하지 않은 강 D로부터 제조된 스트립을 제외하고, 얻어진 열간 스트립은 그 후에 대략 65%의 변형율로 냉간압연되었고 연속적으로 950℃에서 어닐링되었다. 상기 방법을 통해서 얻어진 냉간 압연된 강 시트의 기계적 특성을 표 3에 나열하였다.Except for the strip made from steel D, which is not cold rollable, but not the inventive steel, the hot strip obtained was then cold rolled to approximately 65% strain and subsequently annealed at 950 ° C. The mechanical properties of the cold rolled steel sheet obtained through this method are listed in Table 3.
본 발명에 따라서 강 A 내지 C를 가지고 제조한 강 스트립은 우수한 냉간 성형성을 보이고 있다. 이 경우, 고강도 및 높은 파괴 연신율에서, 상기 강들 각각은 명확한 등방성 변형 인자(r∼1, Δr∼0)를 가진다. 탄소가 함유되지 않고 보론이 함유된 본 발명에 따른 강 C로부터 제조된 강 스트립에서 조차도 낮은 항복점, 상승된 파괴 및 균일 연신율과 등방성 성형 인자를 가진다.Steel strips made with steels A to C according to the invention show excellent cold formability. In this case, at high strength and high elongation at break, each of the steels has a definite isotropic strain factor r-1, Δr-0. Even in steel strips made from steel C according to the present invention without carbon and containing boron, they have low yield points, elevated fracture and uniform elongation and isotropic molding factors.
따라서, 본 발명에 따른 강 시트들의 모든 변형은 특히 차체 구성 요소의 제조용으로, 특히 자동차 본체와, 차량, 특히 모터 차량용 바퀴와, 비자성 구성 요소와, 극저온공학에서 사용된 콘테이너와, 내부 또는 외부적으로 액압성형된 구성 요소와, 캠샤프트 또는 피스톤 로드와 같은 고강도 엔진 부품의 제조용으로 사용된 튜브와, 충격과 같은 펄스 응력에 대항하여 보호하도록 사용된 구성요소 또는 장갑판, 또는 사람 또는 동물 몸체용 방탄복과 같은 보호 요소의 외부 패널용으로 적합하다. 또한 상기 목적을 위해서 추가 열처리 없이 경량 및 우수한 용도 특성에 의해 구별되어진 아주 튼튼한 기어 부품이 본 발명에 따른 강으로부터 제조될 수 있다.Thus, all variants of the steel sheets according to the invention are particularly intended for the manufacture of bodywork components, in particular for automobile bodies, wheels for vehicles, in particular motor vehicles, nonmagnetic components, containers used in cryogenic engineering, internal or external Hydraulically molded components, tubes used for the manufacture of high-strength engine parts such as camshafts or piston rods, components or armor plates used to protect against pulsed stresses such as impacts, or for human or animal bodies Suitable for exterior panels of protective elements such as body armor. Also for this purpose very sturdy gear parts can be produced from the steel according to the invention which are distinguished by light weight and good application properties without further heat treatment.
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