KR100643358B1 - Method for predicting phase-transformation of hot coil - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열연강판의 상분율 계산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변태유기소성(TRansformation Induced Plasticity; TRIP)강의 냉각 패턴에 따른 상변태를 해석하고 최종적으로 잔류하는 상을 해석할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the phase fraction of a hot rolled steel sheet, and more particularly, to a method for analyzing phase transformation according to cooling patterns of TRansformation Induced Plasticity (TRIP) steel and finally analyzing remaining phases. will be.

상기의 목적을 제공하기 위한 본 발명은, 강판의 조성과 초기 온도를 입력하는 제 1 단계; 상기 초기 조성과 초기온도에 따른 생성되는 상의 종류와 초기 상분율을 결정하는 제 2 단계; 시간에 따른 등온 또는 냉각 패턴에 따라 미소 시간(△ti) 이후의 온도를 결정하고, 열역학 모델을 이용하여 상기 결정된 온도에서의 평형 상분율을 결정하며, 상기 평형 상분율을 이용하여 상기 초기 상분율(Xi)로부터 변화된 상분율(Xi+1)을 계산하여, 상기 계산된 상분율(Xi+1) 다음 단계의 미소 시간(△ti+1)에서의 상분율 계산시 초기 상분율로 이용하는 과정을 안정한 상이 바뀔 때까지 반복 실시하는 것으로 이루어진 제 3 단계; 및 안정한 상이 바뀐 경우 제 2 단계로 복귀시키는 제 4 단계;로 이루어지고 상기 제 3 단계에서 계산된 상분율을 이용하여 실제 상분율을 계산하는 것을 특징으로 한다.The present invention for providing the above object, the first step of inputting the composition and initial temperature of the steel sheet; A second step of determining the type and initial phase fraction of the phases generated according to the initial composition and the initial temperature; The temperature after the minute time Δt i is determined according to an isothermal or cooling pattern over time, a thermodynamic model is used to determine the equilibrium phase fraction at the determined temperature, and the equilibrium phase fraction is used to determine the initial phase. fraction (X i) by calculating the changed phase fraction (X i + 1) from, the calculated phase fraction (X i + 1) during the fraction calculated at the next step minute time (△ t i + 1) of the initial phase A third step consisting of repeating the process of using the fraction until the stable phase is changed; And a fourth step of returning to the second step when the stable phase is changed, and calculates the actual phase percentage using the phase percentage calculated in the third step.

아브라미, 상분율, 변태유기 소성강, 가산법칙 Abram, Percentage, Metamorphic Organic Plastics, Addition Law

Description

열연강판의 상변태 해석방법{METHOD FOR PREDICTING PHASE-TRANSFORMATION OF HOT COIL}METHODS FOR PREDICTING PHASE-TRANSFORMATION OF HOT COIL}

도 1은 열연강판의 냉각 패턴의 일례를 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing an example of a cooling pattern of a hot rolled steel sheet,

도 2는 본 발명의 상분율 계산 순서를 나타내는 공정흐름도,2 is a process flow chart showing the sequence calculation order of the present invention,

도 3은 미소시간 경과시의 상분율 변화를 나타내는 그래프,3 is a graph showing a change in phase ratio after the elapse of minute time;

도 4는 등온 변태와 냉각변태시의 상분율 계산방식의 차이를 나타내는 개념도,4 is a conceptual diagram showing the difference between the calculation method of the percentage of phase during isothermal transformation and cooling transformation,

도 5는 등온 변태시 상분율 계산 방식을 냉각시에 적용하는 방법을 나타내는개념도, 그리고5 is a conceptual diagram illustrating a method of applying a phase fraction calculation method during isothermal transformation during cooling; and

도 6는 본 발명의 실시예에서 사용한 강판의 냉각패턴을 나타내는 개념도이다.6 is a conceptual diagram showing a cooling pattern of the steel sheet used in the embodiment of the present invention.

본 발명은 열연강판의 상분율 계산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변태유기소성(TRansformation Induced Plasticity; TRIP)강의 냉각 패턴에 따른 상변태를 해석하고 최종적으로 잔류하는 상을 해석할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the phase fraction of a hot rolled steel sheet, and more particularly, to a method for analyzing phase transformation according to cooling patterns of TRansformation Induced Plasticity (TRIP) steel and finally analyzing remaining phases. will be.

근래, 자동차의 배기가스에 대한 환경오염 문제가 크게 대두되었다. 상기의 환경문제에 대하여 연료사용량 절감(연비향상) 및 이를 위한 차체 경량화가 소재분야에서는 중요한 해결방안으로 대두되었다. 또한, 차체의 가공량은 시간이 갈수록 심화되어 연성에 대한 요구도 증대되고 있는 추세이다.Recently, the problem of environmental pollution to the exhaust gas of automobiles has emerged. Reducing fuel consumption (improving fuel economy) and reducing the weight of the vehicle body for this environmental problem have emerged as an important solution in the field of materials. In addition, the processing amount of the vehicle body is intensified with time, and the demand for ductility is also increasing.

상기의 요구를 모두 만족시키기 위해서는 고강도, 고연성의 강재를 개발하는 것이 매우 필요하고, 이러한 요구를 충족시키기 위해서 많은 발명자들이 기술개발을 계속하여 진행하고 있다.In order to satisfy all of the above demands, it is very necessary to develop high strength and high ductility steels, and many inventors continue to develop technologies to satisfy these demands.

그 결과, 1980년대에는 페라이트와 마르텐사이트의 복합조직인 2상강(dual phase steel)(철과강, 제68권, 1982, No. 9, 1306 페이지), 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트의 복합조직인 3상강(tri-phase steel)(철과강, 제68권, 1982, No. 9, 1185 페이지), 페라이트-베이나이트 복합조직강(CAMP-ISIJ, 제1권, 1988, 881 페이지) 등의 많은 강재가 개발되었다. 그러나 상기 강재는 주로 인장강도가 60kg/mm2 정도이며 연신율이 30% 정도인데 반하여 고강도 및 고연성 강재에 대한 시장의 요구는 날로 심화되어 상기의 강재보다 더욱 강도가 강하고 연성이 높은 새로운 소재에 대한 개발이 시급한 실정이었다.As a result, in the 1980s, the dual phase steel (ferrous steel, Vol. 68, 1982, No. 9, p. 1306), a composite of ferrite and martensite, 3, a composite of ferrite, bainite, and martensite, Many such as tri-phase steel (steel, Vol. 68, 1982, No. 9, p. 1185), ferritic-bainite composite steel (CAMP-ISIJ, vol. 1, 1988, p. 881). Steels have been developed. However, the steel is mainly about 60kg / mm2 tensile strength and 30% elongation, whereas the market demand for high strength and high ductility steel is intensifying day by day, the development of a new material with higher strength and ductility than the above steel This was an urgent situation.

이러한 요구를 만족시키기 위한 소재가 바로 변태유기 소성강으로서 인장강 도가 약 80kg/mm2 이라는 높은 수준에 달하며, 연성 또한 아주 우수한 강이다. 상기 변태유기소성강의 성질발현은 잔류 오스테나이트의 상변태로 인한 연성향상과 그 결과 생성되는 마르텐사이트로 인한 강도향상에 기인한다. The material for satisfying this requirement is transformed organic plastic steel, which has a high tensile strength of about 80 kg / mm 2 , and is excellent in ductility. The property expression of the metamorphic organic plastic steel is due to the ductility improvement due to the phase transformation of the retained austenite and the strength improvement due to the resulting martensite.

상기와 같은 고강도 및 고연성을 가진 변태유기 소성강재 및 그 제조방법에 관하여 많은 특허가 출원되었는데, 예를 들면 일본 특개평 6-145892호에는 0.06~0.22%C, 0.05~1.0%Si, 0.5~2.0%Mn과 0.25~1.5%Al을 함유한 강에 필요에 따라 0.03~0.30%Mo를 첨가하여 잔류 오스테나이트를 3~20% 함유하는 고강도와 고연성을 가지는 강이 제시되어 있다. 또한, 일본 특개평 6-145788호에는 상기 특개평 6-145892호에 기재된 강과 동일한 강을 제조하는 방법을 개시하고 있다.A number of patents have been filed regarding the transformation organic plastic steel having high strength and high ductility as described above and a method for manufacturing the same. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-145892 discloses 0.06 to 0.22% C, 0.05 to 1.0% Si, 0.5 to Steels containing high strength and high ductility, containing 3% to 20% of retained austenite, have been proposed by adding 0.03% to 0.30% Mo to steel containing 2.0% Mn and 0.25 ~ 1.5% Al as needed. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 6-145788 discloses a method of manufacturing the same steel as the steel described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-145892.

유사한 특허로서 일본 특개평 5-179396호는 0.18% 이하 C, 0.5~2.5%Mn, 0.05% 이하 P, 0.02% 이하 S, 0.01~0.1%Al을 기본적으로 포함하고 0.02~0.5%Ti 및 0.03~1.0%Nb가 단독 또는 함께 첨가된 강을 820℃ 이상의 온도에서 사상압연한 다음, 820~720℃의 온도구간에서 10초 이상 유지한 이후, 10℃/sec 이상의 냉각속도로 냉각하여 500℃ 이하의 온도에서 권취하는 기술이 제안되어 있다. 이러할 경우 고강도, 저항복비를 나타내어 종래의 고강도 강인 석출강화강의 항복비가 높은 것에 비하면 큰 잇점을 가질 수 있다.As a similar patent, Japanese Patent Laid-Open No. 5-179396 basically contains 0.18% or less C, 0.5-2.5% Mn, 0.05% or less P, 0.02% or less S, 0.01-0.1% Al, and 0.02-0.5% Ti and 0.03 ~ After 1.0% Nb alone or together, the steel is subjected to filamentous rolling at a temperature of 820 ° C or higher, and then maintained at a temperature range of 820 ~ 720 ° C for 10 seconds or more, and then cooled at a cooling rate of 10 ° C / sec or more and 500 ° C or lower. A technique for winding at temperature has been proposed. In this case, high strength and resistance yield ratio may be exhibited, which may have a great advantage as compared with the high yield ratio of the conventional precipitation high strength steel.

또 다른 예로서는 일본 특개평5-112846호를 들 수 있는데, 상기 특허에서는 0.05~0.25%C, 0.05~1.0%Si, 0.8~2.5%Al을 함유하는 강에 Nb, Ti 및 V 등의 석출강화 원소를 첨가한 강을 780~840℃의 온도범위에서 압연을 종료한 다음 10℃/sec 이상의 냉각속도로 600~700℃ 의 온도까지 냉각한 후 2~10초의 공냉을 거친 후 220℃/sec의 냉각속도로 300~450℃까지 가속냉각함으로써 5% 이상의 잔류 오스테나이트를 함유시킨 강으로 제조하는 방법을 개시하고 있다.As another example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-112846, which discloses precipitation-reinforcing elements such as Nb, Ti, and V in steels containing 0.05 to 0.25% C, 0.05 to 1.0% Si, and 0.8 to 2.5% Al. After the end of rolling in the temperature range of 780 ~ 840 ℃ and cooled to a temperature of 600 ~ 700 ℃ at a cooling rate of 10 ℃ / sec or more, after 2-10 seconds of air cooling and 220 ℃ / sec cooling A method for producing a steel containing 5% or more of retained austenite by accelerated cooling to 300 to 450 ° C at a rate is disclosed.

상기와 같이 내부에 잔류 오스테나이트를 일정 수준 이상함유시켜 상기 잔류오스테나이트의 상변태에 의하여 연성과 강도를 확보하고자 하는 강재에 관한 여러가지 다양한 기술이 제공되었다.As described above, a variety of techniques have been provided regarding steel materials which are intended to secure ductility and strength due to phase transformation of the residual austenite by containing residual austenite at a predetermined level or more.

그러나, 상기와 같은 기술들은 정해진 강의 조성범위내에서 수많은 시행착오를 거쳐서 나오늘 일부의 데이터에 국한된 것으로 변형유기 소성강의 전반적인 제조기술을 제공하는데는 한계가 있다. However, the above techniques are limited to a part of the data through numerous trials and errors within a predetermined steel composition range, and there are limitations in providing an overall manufacturing technique of deformed organic plastic steel.

즉, 상술하였듯이 변형유기 소성강은 가공전 강재 내부에 존재하는 잔류 오스테나이트와 같은 상의 분율에 의해 연성이 크게 달라지며, 가공후 조직 중의 상분율에 의하여 강도가 크게 달라지게 되므로, 가공패턴에 따라 내부에 존재하는 상의 분율을 예측하는 것이 매우 중요하게 되는데, 종래에는 이러한 예측 기술은 전혀 제공되지 않았던 것이다.That is, as described above, the deformed organic plastic steel greatly varies in ductility by the fraction of phase such as residual austenite present in the steel before processing, and the strength varies greatly by the phase fraction in the structure after processing. It is very important to predict the fraction of phase present in the interior, which has not been provided in the past.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 한계를 극복하기 위하여 열간압연 후 생산된 열연 변형유기 소성강에 존재하는 상분율을 예측하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for predicting the phase fraction present in hot-rolled strained organic plastic steel produced after hot rolling in order to overcome the limitations of the prior art.

상기의 목적을 제공하기 위한 본 발명은, 강판의 조성과 초기 온도를 입력하는 제 1 단계; 상기 초기 조성과 초기온도에 따른 생성되는 상의 종류와 초기 상분율을 결정하는 제 2 단계; 시간에 따른 등온 또는 냉각 패턴에 따라 미소 시간(△ti) 이후의 온도를 결정하고, 열역학 모델을 이용하여 상기 결정된 온도에서의 평형 상분율을 결정하며, 상기 평형 상분율을 이용하여 상기 초기 상분율(Xi)로부터 변화된 상분율(Xi+1)을 계산하여, 상기 계산된 상분율(Xi+1) 다음 단계의 미소 시간(△ti+1)에서의 상분율 계산시 초기 상분율로 이용하는 과정을 안정한 상이 바뀔 때까지 반복 실시하는 것으로 이루어진 제 3 단계; 및 안정한 상이 바뀐 경우 제 2 단계로 복귀시키는 제 4 단계;로 이루어지고The present invention for providing the above object, the first step of inputting the composition and initial temperature of the steel sheet; A second step of determining the type and initial phase fraction of the phases generated according to the initial composition and the initial temperature; The temperature after the minute time Δt i is determined according to an isothermal or cooling pattern over time, a thermodynamic model is used to determine the equilibrium phase fraction at the determined temperature, and the equilibrium phase fraction is used to determine the initial phase. fraction (X i) by calculating the changed phase fraction (X i + 1) from, the calculated phase fraction (X i + 1) during the fraction calculated at the next step minute time (△ t i + 1) of the initial phase A third step consisting of repeating the process of using the fraction until the stable phase is changed; And a fourth step of returning to the second step when the stable phase is changed.

상기 제 3 단계에서 계산된 상분율을 이용하여 하기 관계식 1에 의하여 실제 상분율을 계산하는 것을 특징으로 한다.Using the phase ratio calculated in the third step, it is characterized by calculating the actual phase percentage by the following relational formula (1).

[관계식 1][Relationship 1]

Xr i+1 = Xi+1×X0 γ X r i + 1 = X i + 1 × X 0 γ

여기서, Xr i+1은 실제 강판내의 현재 안정상의 생성 분율, 그리고 X0 γ는 현재 안정상이 처음 형성될 때의 잔류 오스테나이트 분율을 나타내는 것이다.Where X r i + 1 is the actual fraction of the present stable phase in the steel sheet, and X 0 γ is the residual austenite fraction when the current stable phase is first formed.

이때, 상기 제 3 단계에서 상기 초기 상분율(Xi)로부터 변화된 상분율(Xi+1)을 계산하는 방법은 하기 관계식 2로 부터 구해진 시간(t)를 하기 관계식 3에 대입함으로서 현 미소구간에서 분해된 잔류 오스테나이트로부터 생성되는 상의 분율을 구하는 것이 바람직하다.In this case, in the third step, the method for calculating the changed phase fraction (X i + 1 ) from the initial phase fraction (X i ) is obtained by substituting the time t obtained from the following relation (2) into the following relation (3). It is desirable to obtain the fraction of the phase resulting from residual austenite decomposed at

[관계식 2][Relationship 2]

t = [-1/k ln(1-Xi/Xe)]1/n t = [-1 / k ln (1-X i / X e )] 1 / n

[관계식 3][Relationship 3]

Xi+1 = Xe [1-exp(-k(t+△ti)n)]X i + 1 = X e [1-exp (-k (t + Δt i ) n )]

단, k는 실험치로부터 구해지는 비례 상수, Xi는 해당되는 상의 현 미소구간의 초기 상분율, Xe는 현 미소구간의 온도에서 무한시간 등온 처리하였을 경우의 해당되는 상의 평형 상분율, Xi+1은 해당되는 상의 현 미소구간이 경과한 후의 최종 상분율, △ti는 현재 미소구간의 시간간격 그리고 n은 변태속도를 결정하는 상수이 며, 생성된 핵이 성장하는 형상과 관련된 값으로 온도에 따라 거의 바뀌지 않는다.Where k is the proportional constant obtained from the experimental value, X i is the initial phase fraction of the current microdivision of the phase concerned, X e is the equilibrium phase fraction of the corresponding phase when isothermal treatment is carried out for infinite time at the temperature of the current microdivision, X i +1 is the final phase fraction after the current microdivision of the phase has passed, Δt i is the time interval, and n is the constant that determines the transformation rate. Almost does not change.

그리고, 제 3 단계에서 열역학 모델을 이용하여 다음(i+1) 단계의 평형 상분율을 계산할 때 필요한 잔류 오스테나이트 중의 탄소농도를 하기 관계식 4에 의해 구하는 것이 보다 바람직하다.In the third step, it is more preferable to calculate the carbon concentration in the retained austenite required by the following equation (4) when calculating the equilibrium percentage of the next step (i + 1) using the thermodynamic model.

[관계식 4][Relationship 4]

Cγ i+1 = [C0 - (Xf i+1 + Xb i+1)Cf i+1]/(Xγ i+1 + Xp i+1 + Xm i+1)C γ i + 1 = [C 0- (X f i + 1 + X b i + 1 ) C f i + 1 ] / (X γ i + 1 + X p i + 1 + X m i + 1 )

여기서, 첨자 f, b, γ, p, m은 각각 페라이트, 베이나이트, 오스테나이트, 펄라이트, 마르텐사이트를 나타내며, C는 해당되는 상 중에 현재 포함된 탄소 농도를 나타내고, X는 각 상의 현재 상분율을 의미한다. 다만, C0는 강판의 평균 탄소농도를 의미한다.Here, the subscripts f, b, γ, p, m represent ferrite, bainite, austenite, pearlite and martensite, respectively, C represents the carbon concentration currently included in the phase, and X represents the current percentage of each phase. Means. However, C 0 means the average carbon concentration of the steel sheet.

또한, 상기 각 상의 현재 상분율은 현재 처리 단계에서 생성되는 상(안정한 상)의 상분율(Xi)과 잔류 오스테나이트를 제외하고는 전 미소단계의 상분율과 동일한 것이 바람직하다.In addition, the current phase fraction of each phase is preferably the same as the phase fraction of the entire microstep, except for the phase fraction X i of the phase (stable phase) generated in the current processing step and the residual austenite.

이때, 잔류 오스테나이트의 상분율(Xγ i+1)은 하기 관계식 6에 의하여 계산되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the phase fraction (X γ i + 1 ) of the retained austenite is calculated by the following relational formula (6).

[관계식 6][Relationship 6]

Xγ i+1 = Xγ 0 [1-Xi+1] = Xγ 0 - Xr i+1 X γ i + 1 = X γ 0 [1-X i + 1 ] = X γ 0 -X r i + 1

여기서, Xγ 0 는 현재 처리 단계에서 안정한 상이 최초로 생성될 때의 잔류 오스테나이트 분율을 나타내는 것이다.Where X γ 0 represents the residual austenite fraction when the stable phase is first produced in the current treatment step.

그리고, 상기 초기 조성과 초기온도에 따른 생성되는 상의 종류와 초기 상분율을 결정하는 제 2 단계는 열역학 모델을 이용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to use a thermodynamic model as a second step of determining the type and initial phase fraction of the phases generated according to the initial composition and the initial temperature.

또한, 상기 상분율 계산시 사용되는 상기 시간에 따른 등온 또는 냉각 패턴은 강판의 부위별로 다르게 계산하여 적용되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the isothermal or cooling pattern according to the time used in calculating the phase percentage is differently calculated and applied to each part of the steel sheet.

더하여, 상기 강판의 부위별로 다르게 계산되는 냉각패턴은 열전달 해석을 통하여 계산되는 것이 바람직하다.In addition, the cooling pattern calculated differently for each part of the steel sheet is preferably calculated through heat transfer analysis.

보다 정밀한 계산을 위해서는, 현재 처리 단계에서 생성되는 안정한 상이 마르텐사이트일 경우에는 상기 마르텐사이트의 분율(Xi+1)은 하기 관계식 7에 의해 계산되는 것이 바람직하다.For a more precise calculation, when the stable phase produced in the present processing step is martensite, the fraction of martensite (X i + 1 ) is preferably calculated by the following equation (7).

[관계식 7][Relationship 7]

Xi+1 = Xγ i[1 - exp{-a(Ms-T)}]X i + 1 = X γ i [1-exp {-a (M s -T)}]

여기서 Ms는 마르텐사이트 생성온도를 나타내는 것이다.Where M s represents the martensite formation temperature.

그리고, 상기 Ms는 하기 관계식 8에 의해 계산되는 것이 바람직하다.And, M s is preferably calculated by the following relational formula (8).

[관계식 8][Relationship 8]

Ms = 550 - (360×Cγ i) - (40×Mn)M s = 550-(360 × C γ i )-(40 × Mn)

여기서, Mn은 강판중 망간의 농도를 의미한다.Here, Mn means the concentration of manganese in the steel sheet.

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1은 통상적인 열연강판의 냉각패턴을 나타내는 개략도인데, 상기 도면을 보면 열연강판은 대체로 마무리 압연 - 등온열처리 - 냉각 - 권취로 구분되는 단계에서 각각의 냉각속도로 냉각되는 과정을 겪는다.FIG. 1 is a schematic view showing a cooling pattern of a conventional hot rolled steel sheet. Referring to the drawings, the hot rolled steel sheet undergoes a process of being cooled at each cooling rate in the stages divided into finishing rolling, isothermal heat treatment, cooling, and winding.

이때, 강판의 온도 및 상기 온도에서의 냉각속도는 도면상에 부가한 TTT(Time Temperature Transformation) 곡선으로부터 알 수 있듯이, 오스테나이트로부터, 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 마르텐사이트로의 변태량을 결정하 게 된다.At this time, the temperature of the steel sheet and the cooling rate at the temperature are determined by the amount of transformation from austenite to ferrite, pearlite, bainite or martensite, as can be seen from the TTT (Time Temperature Transformation) curve added to the drawing. It becomes.

상기와 같이 변태량이 결정되면 강재 내부에 최종적으로 존재하는 상의 분율이 결정되기 때문에, 상의 분율을 파악하기 위해서는 각각의 냉각패턴에서의 변태되는 상의 종류 및 변태량을 파악할 필요가 있다.When the amount of transformation is determined as described above, since the fraction of the phase finally present in the steel is determined, it is necessary to grasp the type and the amount of transformation of the phase in each cooling pattern in order to determine the fraction of the phase.

본 발명은 이러한 점에 착안한 것으로 강재의 냉각시 변태량을 구하는 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 목적에 도달하기 위한 대표적인 한가지 방법을 도 2에 공정흐름도로 나타내었다.The present invention focuses on this point and relates to a method for obtaining a transformation amount during cooling of steel materials. One representative method for reaching this object of the invention is shown in the process flow diagram in FIG. 2.

상기 공정흐름도를 설명하기 전에 파악되어야 할 중요한 야금학적 전제조건은 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트 상은 냉각시에는 오스테나이트 상으로부터만 변태되는 것으로 상기 오스테나이트 상이 아닌 다른 상 상호간에 변태가 일어날 수는 없다는 것이다. 이러한 점은 실제 야금학적 이론 또는 현상과도 정확히 일치하는 것으로서 이하에서 설명될 본 발명의 기술적 사상을 결정하는 중요한 인자가 되는 것이다.Important metallurgical prerequisites to be understood before explaining the process flow chart are that the ferrite, pearlite, bainite and martensite phases are only transformed from the austenite phase upon cooling, so that transformations can occur between phases other than the austenite phase. Is not. This is exactly the same as the actual metallurgical theory or phenomena, which is an important factor in determining the technical spirit of the present invention to be described below.

상기 변태 현상으로 인하여 일단 잔류 오스테나이트의 일부가 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 마르텐사이트 상으로 변태되면 상기 변태된 상은 냉각시에는 다른상으로 변태될 수 없는 아주 안정한 상이 되고 이후의 상변태는 상기 상 들로 변태되고 남은 잔류 오스테나이트에서만 일어나게 된다.Once a part of the retained austenite is transformed into a ferrite, pearlite, bainite or martensite phase due to the transformation phenomenon, the transformed phase becomes a very stable phase which cannot be transformed into another phase upon cooling and the subsequent transformation is performed on the phases. This occurs only in the residual austenite remaining after transformation.

그리고, 또 하나의 고려할 사항은 주어진 냉각속도와 온도조건에서는 잔류오스테나이트로부터 단 하나의 상만 생성된다는 것이다. 이는 TTT 곡선이 부가된 도 1의 냉각곡선에서도 명확하게 알 수 있는데, 냉각곡선은 하나의 시점에서는 단 하나의 상만 통과할 수 있기 때문이다. 예을 들면, 도 1의 냉각시점 a에서는 상기 냉각패턴을 따라 냉각된 경우에 강판내에는 오스테나이트, 페라이트 및 베이나이트와 같은 상이 존재하고 있으나 이중 현재 시점(즉, a 시점)에서 오스테나이트가 상분해 되어 생성되고 있는 상은 베이나이트 상 뿐이며, 다른 상(페라이트 상)은 이전 냉각시점에 이미 생성된 상인 것이다.And another consideration is that only one phase is produced from residual austenite at given cooling rates and temperature conditions. This can be clearly seen from the cooling curve of FIG. 1 to which the TTT curve is added, since the cooling curve can pass only one phase at one time point. For example, in the cooling time a of FIG. 1, when the cooling is performed according to the cooling pattern, phases such as austenite, ferrite, and bainite exist in the steel sheet, but austenite phase-decomposes at the present time (ie, time a). The only phase being produced is the bainite phase and the other phase (ferrite phase) is the phase already formed at the time of the previous cooling.

그러므로, 상변태는 주어진 상태하에서의 잔류 오스테나이트의 분율과 각 온도와 냉각속도에 따른 안정상의 종류와 구동력(driving force)에 따라 결정되는 것이며 이전 단계의 냉각 이력을 계속 추적하면 현재 존재하고 있는 상들의 종류와 분율을 알 수 있으며 현재 냉각시점에 생성되는 상의 종류와 분율도 알 수 있게 된다. 이러한 점을 바탕으로 이하에 본 발명의 상분율 예측방법을 구체적으로 설명한다.Therefore, the phase transformation is determined by the fraction of retained austenite under a given condition, the type of stability and the driving force for each temperature and cooling rate. The fractions and fractions can be known, and the type and fraction of phases formed at the time of cooling are also known. Based on these points, the method of predicting the phase percentage of the present invention will be described in detail below.

우선, 계산은 통상적으로 페라이트 상이 생성되지 않은 Ac3 온도 이상의 시점을 초기조건으로 선정하여 시작된다. 그러나, 상기 초기조건은 필수적인 것이 아니며, 강판 내부에 존재하는 상이 평형을 이룬 조건하에서는 예를 들면 써모 캘크(Thermo-Calc.)나 팩트(F*A*C*T)와 같은 통상의 상용 열역학 모델을 이용하여 내부에 존재하는 상의 분율을 계산할 수 있으므로 초기조건으로 선정할 수 있다.(S10)First, the calculation is usually started by selecting, as the initial condition, a time point above the Ac3 temperature at which no ferrite phase is produced. However, the initial conditions are not essential, and under the condition that the phases present in the steel sheet are in equilibrium, a common commercial thermodynamic model such as, for example, Thermo-Calc. Or F * A * C * T. Since the fraction of the phase present in the interior can be calculated by using it can be selected as the initial condition.

따라서, 상기 초기조건 선정이후에는 적절한 상기 조건에서 안정한 상의 종류와 이때의 각상의 상분율(특히 오스테나이트 상분율)을 결정하는 과정이 뒤따른다.(S20)Therefore, after the selection of the initial conditions, a process of determining the kind of phases stable under the appropriate conditions and the phase fraction (particularly, austenite phase fraction) of each phase at this time is followed.

이후, 정해진 시간간격(△t) 이후의 오스테나이트 → 페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 마르텐사이트로의 상분리가 일어나는 분율을 계산하는 단계가 수반된다. 상기 단계를 보다 상세하게 설명하면, 우선 주어진 냉각 스케쥴(냉각 패턴)에 따라 정해진 시간간격(△ti) 이후의 온도(Ti+1)를 계산하는 단계가 주어진다(S30). Thereafter, a step of calculating the fraction in which phase separation into austenite to ferrite, pearlite, bainite or martensite after a predetermined time interval DELTA t occurs. In more detail, the step of calculating a temperature Ti + 1 after a predetermined time interval Δt i according to a given cooling schedule (cooling pattern) is first given (S30).

상기 온도(Ti+1)는 냉각패턴이 특정 함수로 표현될 수 있을 경우에는 상기 함수를 이용하여 쉽게 얻어질 수 있으며, 그렇지 않을 경우에는 전단계 온도(Ti), 냉각속도(R) 및 시간간격(△ti)으로부터 하기 관계식 1에 의해 구해질 수 있다.The temperature (T i + 1 ) can be easily obtained using the function if the cooling pattern can be expressed as a specific function, otherwise the previous stage temperature (T i ), cooling rate (R) and time From the interval Δt i can be obtained by the following equation (1).

[관계식 1][Relationship 1]

Ti+1 = Ti - R×△ti T i + 1 = T i -R × △ t i

상기의 과정으로 특정 시간단계에서의 온도(Ti+1)가 얻어지면 상기 온도에서의 평형 상분율과 생성되는 상의 종류을 구할 수 있다(S40). 상기 평형 상분율과 생성되는 상의 종류는 열역학 모델로 부터 구해질 수 있는 것으로 상술하였듯이, 써모 캘크나 팩트(F*A*C*T)와 같은 다양한 상용 모델을 사용할 수 있다. When the temperature T i + 1 at a specific time step is obtained through the above process, the equilibrium phase fraction at the temperature and the type of generated phase can be obtained (S40). As described above, the equilibrium phase fraction and the type of generated phase can be obtained from a thermodynamic model, and various commercial models such as thermo calc or fact (F * A * C * T) may be used.

그러나, 상기 S40 단계에서 구한 상분율은 상기 온도에서 강판을 무한 시간동안 유지하였을 경우 나타나는 상분율로 본 발명에서 대상으로 하는 동적인 냉각과정의 온도에 따른 상분율과는 일치하지 않는다.However, the phase fraction obtained in the step S40 is the phase fraction which appears when the steel sheet is maintained for an infinite time at the temperature, and does not match the phase fraction according to the temperature of the dynamic cooling process in the present invention.

따라서, 상기 평형 상분율을 이용하여 실제 냉각과정에서 나타나는 상분율을 계산하는 과정이 후속될 필요가 있다(도면상 표시생략). 상기 상분율은 다음과 같은 방식으로 구해질 수 있다.Therefore, the process of calculating the phase percentage appearing in the actual cooling process using the equilibrium phase percentage needs to be followed (not shown in the drawing). The phase fraction may be obtained in the following manner.

우선, 냉각과정동안 잔류 오스테나이트가 상분리되어 새로운 상이 생성되는 정도를 계산하기 위해서는 일정한 온도에서 시간에 따라 잔류 오스테나이트가 상분해 되어 다른 상(페라이트, 펄라이트, 베이나이트 또는 마르텐사이트)이 생성되는 경우에 상기 시간에 따른 생성되는 상의 상분율을 구하는 식을 이해할 필요가 있다.First, in order to calculate the degree of residual austenite phase separation and new phase formation during the cooling process, the residual austenite phase-decomposes with time at a constant temperature to generate another phase (ferrite, pearlite, bainite or martensite). It is necessary to understand the equation for obtaining the phase fraction of the phases generated over time.

상기와 같이 일정한 온도에서 시간에 따라 새로운 상이 생성되는 식은 Grange와 Kiefer, Kirkaldy, Shimizu와 Tamura, Cavanagh, Umemoto식등 여러가지가 있는데 그중 아브라미(Avrami) 식을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.As described above, there are various equations such as Grange, Kiefer, Kirkaldy, Shimizu and Tamura, Cavanagh, and Umemoto equations that generate new phases according to time at a constant temperature. Among them, Avrami equations are described as follows.

[관계식 2][Relationship 2]

X = Xe [1-exp(-ktn)]X = X e [1-exp (-kt n )]

여기서, X는 생성되는 상의 정해진 시간 경과후의 상분율이며 Xe는 시간이 무한대로 경과한 경우, 즉 평형상태에서의 상분율을 나타낸다. 또한, k는 상수이며, t는 시간을 의미한다. Here, X is the percentage after the predetermined time elapses of the generated phase and X e represents the percentage when the time has elapsed to infinity, that is, the equilibrium. In addition, k is a constant and t means time.

상기 식에서 t가 무한대일 경우에는 X는 Xe와 동일하게 된다. 상기 관계식 2로 표현되는 아브라미식과 같은 등온 상태에서의 변화율을 구하는 식으로부터 냉각과정에서의 시간에 따른 상분율을 구하는 식을 얻을 수 있다.In the above formula, when t is infinite, X becomes equal to X e . From the equation for calculating the rate of change in an isothermal state, such as the Abrami equation represented by the above relation 2, it is possible to obtain an equation for calculating the phase fraction with time in the cooling process.

그런데, 상기 식에 의할 경우에는 초기에 전혀 상변태가 일어나지 않았을 경우(X=0)에 소정의 시간(t) 동안 새로운 상이 형성된 분율(X=X)밖에 구할 수 없다. 즉, 일정한 상분율(X=Xi)부터 정해진 시간(△ti) 후의 상분율(X=Xi+1)은 상기 관계식 2를 이용하여 구할 수 없는 것이다.However, according to the above equation, when no phase transformation occurs at all initially (X = 0), only the fraction (X = X) in which a new phase is formed for a predetermined time t can be obtained. That is, the fraction (X = X i + 1) after a certain fraction (X = X i) from the set time (△ t i) is not calculated using the relation 2.

따라서, 상기 관계식 2를 변경하여 도 3에서와 같이 초기조건으로 일정한 상분율(X=Xi)이 주어졌을 경우 정해진 시간(△ti) 후의 상분율(X=Xi+1)을 계산할 수 있는 식으로 개량할 필요가 있다.Therefore, if the constant 2 (X = X i ) is given as the initial condition as shown in FIG. 3 by changing the relation 2, the percentage (X = X i + 1 ) after the predetermined time (Δt i ) can be calculated. There is a need to improve in such a way.

이는 초기 상분율이 0인 경우(X=0)로부터 t시간 경과 후 생성된 상분율(X=Xi)과 t+△ti시간 경과 후 생성된 상분율(X=Xi+1)을 나타내는 두 개의 아브라미 식으로부터 구해질 수 있다.This represents the phase fraction (X = X i ) generated after t time elapsed from the case where the initial percentage ratio is 0 (X = 0) and the phase fraction (X = X i + 1 ) generated after t + Δt i time elapsed. It can be obtained from two Abrami equations.

[관계식 3][Relationship 3]

Xi = Xe [1-exp(-ktn)]X i = X e [1-exp (-kt n )]

[관계식 4][Relationship 4]

Xi+1 = Xe [1-exp(-k(t+△ti)n)]X i + 1 = X e [1-exp (-k (t + Δt i ) n )]

상기 관계식 3으로부터 하기 관계식 5와 같은 t를 구할 수 있다.The same t as in the following relation 5 can be obtained from the relation 3 above.

[관계식 5][Relationship 5]

t = [-1/k ln(1-Xi/Xe)]1/n t = [-1 / k ln (1-X i / X e )] 1 / n

상기 관계식 5에서 k, Xe 는 알고 있는 값이고 Xi는 초기값이므로 t를 구할 수 있다. 상기 관계식 5로부터 구해진 t 값을 상기 관계식 4에 대입하면 Xi+1의 값을 구할 수 있다. Since k and X e are known values and X i is an initial value in relation 5, t can be obtained. Substituting the value of t obtained from the relational expression 5 into the relational expression 4 allows the value of X i + 1 to be obtained.

그러나, 이때 구해진 상분율(Xi+1)은 현재 상이 처음 생성될 때의 잔류 오스테나이트의 상분율(Xγ)이 100% 인 경우를 가정해서 구해진 것으로서 실제와는 차이가 있을 수 있다. 따라서, 실제 생성된 상분율인 Xr i+1의 값은 현재 상이 처음 생성될 때(t=0)의 잔류 오스테나이트 분율(Xγ 0)을 고려한 하기 관계식 6을 통하여 구해질 수 있다.However, the obtained phase fraction (X i + 1 ) is obtained on the assumption that the phase fraction (X γ ) of the retained austenite when the current phase is first formed is 100%, and may be different from the actual state. Therefore, the value of the actually generated phase fraction X r i + 1 may be obtained through Equation 6 considering the residual austenite fraction (X γ 0 ) when the current phase is first generated (t = 0).

[관계식 6][Relationship 6]

Xr i+1 = Xi+1×Xγ 0 X r i + 1 = X i + 1 × X γ 0

상기 관계식 6을 통하여 현재 미소구간에서 생성되는 상의 실제 상분율(Xr i+1)을 구하였으나, 다음 미소구간의 계산에 사용되는 초기 상분율은 Xr i+1가 아니라 Xi+1 임에 유의하여야 한다. 그 이유는 등온 또는 냉각과정에서 각 미소구간의 상변태는 상술하였듯이 잔류 오스테나이트에서만 일어나는 것이며, 따라서 각각의 잔류 오스테나이트 결정립 내부의 상변태는 잔류 오스테나이트의 상분율이 100%인 경우와 동일하게 일어나기 때문이다.A real on the generated from the current minute intervals via the equation 6 fraction (X r i + 1), but obtain the initial phase fraction to be used in the calculation of the micro-segment is not the X r i + 1 X i + 1 being It should be noted that The reason is that the phase transformation of each microsection in the isothermal or cooling process occurs only in the residual austenite, as described above. to be.

상기의 일련의 과정으로 등온과정에서 각 미소구간의 초기 상분율이 Xi 일 때 미소시간변화 △t 경과후의 상분율 Xi+1을 구하는 방법을 구하였다. 그러나, 본 발명에서 대상으로 하고 있는 과정은 등온 과정 뿐만이 아니라 냉각과정이 포함된 종합적인 과정이므로 냉각과정에서의 상변태 거동도 정확히 해석할 필요가 있다.As a series of processes described above, when the initial phase fraction of each microsection in the isothermal process is X i , a method of obtaining the phase fraction X i + 1 after the lapse of the micro time change? T is obtained. However, since the process targeted in the present invention is not only an isothermal process but also a comprehensive process including a cooling process, it is necessary to accurately analyze the phase transformation behavior in the cooling process.

그런데, 도 4에도 도시하였듯이 냉각과정은 상기 등온 과정과 비교하면 X(t,T)에서 X(t+△ti,T)로 변화되는 과정이 아니라, X(t,T)에서 X(t+△ti,T-△T)로 변화되는 과정이라는 점이 달라진다. 이러할 경우 상기의 등온과정의 식을 그대로 쓸 수 없게 되는데, 그 이유는 상기 관계식 3 내지 5에 사용되었던 Xe 값이 온도의 함수이기 때문에 서로 다른 온도에서 동일한 값으로 간주하여 적용할 수 없기 때문 이다. 즉, 관계식 5의 Xe 값은 온도 T에서의 평형 상분율인데 반하여 관계식 4의 Xe 값은 온도 T-△T에서의 평형상분율이기 때문에 더 이상 등온과정에서와 같이 동일한 값을 사용할 수가 없기 때문이다.However, as shown in FIG. 4, the cooling process is not a process of changing from X (t, T) to X (t + Δt i , T) as compared to the isothermal process, and X (t + T) to X (t + Δ). t i , T-ΔT) is changed. In this case, the equation of the isothermal process cannot be used as it is, because the X e value used in the above Equations 3 to 5 is a function of temperature and thus cannot be considered as the same value at different temperatures. . That is, X e of Equation 5 is the equilibrium percentage at temperature T, whereas X e of Equation 4 is the equilibrium percentage at temperature T-ΔT, so it is no longer possible to use the same value as in isothermal process. Because.

따라서, 등온과정과 동일한 방법으로 냉각과정을 해석할 수는 없다. 그러나, 상기 냉각과정을 도 5에 나타낸 바와 같이 시간 미소시간 △ti 동안 일어나는 등온과정(S40, 상술한 바와 같음)과, 시간경과없이 일어나는 냉각과정으로 나누어 이해한다면 상기 등온과정의 상분율 계산 방식을 상당부분 사용할 수 있다. 이러한 계산방식을 가산법칙(Additive rule)이라 한다.Therefore, the cooling process cannot be interpreted in the same way as the isothermal process. However, if the cooling process is divided into an isothermal process (S40, as described above) that occurs during the time minute time Δt i as shown in Figure 5, and a cooling process that occurs without time elapses, the phase fraction calculation method of the isothermal process You can use quite a bit. This method of calculation is called an additive rule.

이를 첨부한 도 5를 참고하여 살펴보기로 한다. 도 5에도 도시되어 있듯이, 본원에서 상기 등온상태에서의 상분율 변화값을 동적 냉각상태에서의 상분율 변화치로 응용하여 사용하는 방법은 온도 Ti에서 초기 상분율 Xi를 이용하여 △ti 경과시의 상분율(Xe i+1)을 구하는 과정(과정 1)과, 시간경과없이 일어나는 냉각과정 즉, 상분율은 동일한 상태에서 온도만 Ti에서 Ti+1로 냉각되는 과정(과정 2)으로 나누어 진다. This will be described with reference to FIG. 5. As shown in Figure 5, the isothermal conditions as the fraction using the changed value by applying a percentage value change of the dynamic cooling, the temperature T i Initial phase △ t i has elapsed by using the fraction X i in the in the present The process of obtaining the phase fraction of time (X e i + 1 ) (process 1), and the cooling process without time lapse, that is, the process of cooling only the temperature from T i to T i + 1 in the same state (process 2) Divided by)

이때, 등온과정(S40, 과정 1)은 상기 관계식 5 및 관계식 4를 이용한 등온과 정과 동일한 방법을 이용하여 계산될 수 있다. 또한, 시간경과 없는 냉각과정(과정 2)은 온도를 상기 관계식 1을 이용하여 구하고, 생성되는 상분율은 등온과정(과정 1)에서 계산된 상분율을 그대로 사용하면 된다. 그런데, 상기 과정 2는 다음 단계의 상분율(Xi+2) 계산시 상기 S30 단계에서 온도를 이미 변경할 것이기 때문에 추가 온도변경량은 계산할 필요가 없다.At this time, the isothermal process (S40, process 1) can be calculated using the same method as the isothermal process using the equation 5 and the equation 4. In addition, the cooling process without the passage of time (process 2) to obtain the temperature using the above equation 1, the generated phase fraction may be used as it is calculated in the isothermal process (process 1). However, the process 2 does not need to calculate the additional temperature change amount since the temperature will be changed in step S30 when the phase fraction (X i + 2 ) of the next step is calculated.

그 결과, 온도 Ti, 상분율 Xi인 상태로부터 냉각속도 R 인 조건하에서 미소시간 △ti 경과 후의 온도 Ti+1, 상분율 Xi+1인 상태를 계산할 수 있다. As a result, it is possible to calculate the temperature T i, the fraction X i in temperature minute time △ t i has elapsed after the cooling rate under the condition R i + 1 from the state T, the fraction of X i + 1 state.

이러한 과정으로부터 구해진 상분율 Xi+1은 다음 단계의 초기 값으로 사용되어 그 다음 단계의 상분율 Xi+2를 구하는데 이용된다.The phase fraction X i + 1 obtained from this process is used as the initial value of the next step and is used to calculate the phase percentage X i + 2 of the next step.

그런데, 다음 단계의 상분율(Xi+2)을 구하기 위해서는 상기 관계식 4와 관계식 5로부터 알 수 있듯이 상기 상분율(Xi+1)과 온도(Ti+1) 외에도, 미소시간크기(△ti+1), 상수 k 및 평형 상분율(Xe i+1)이 필요하다. 이중 미소시간크기(△ti+1)는 임의로 설정하는 값이므로 큰 오차를 발생시키지 않는 범위내에서 설정하면 되며, 아브라미 식과 같은 확산변태식에서 사용하는 상수 k는 확산에 관계된 값이므로 온도 (Ti+1)가 정해지면 구할 수 있으므로 큰 문제가 되지 않는다. 다만, 평형 상분율(Xe i+1)은 잔류 오스테나이트의 조성, 특히 잔류 오스테나이트 중 탄소 농도에 크게 영향받는 것이므로 상기 평형 상분율(Xe i+1)을 구하기 위해서는 각 미소구간에서의 잔류 오스테나이트 중 탄소농도를 구할 필요가 있다(S50).However, in order to obtain the next phase fraction (X i + 2 ), as can be seen from the relations 4 and 5, in addition to the phase fraction X i + 1 and the temperature T i + 1 , the micro time size Δ t i + 1 ), a constant k and an equilibrium phase fraction (X e i + 1 ). Since the double time size (Δt i + 1 ) is a value that is arbitrarily set, it should be set within a range that does not cause a large error.The constant k used in the diffusion transformation equation such as Abramie's equation is a temperature related to diffusion (T). i + 1 ) is determined, so it is not a big problem. However, since the equilibrium phase fraction (X e i + 1 ) is largely influenced by the composition of residual austenite, especially carbon concentration in the residual austenite, in order to obtain the equilibrium phase fraction (X e i + 1 ), It is necessary to determine the carbon concentration in the retained austenite (S50).

상기 잔류오스테나이트의 탄소농도를 구하기 위해서는 하기 관계식 7로 표현되는 탄소의 물질 수지식을 이해할 필요가 있다.In order to calculate the carbon concentration of the residual austenite, it is necessary to understand the mass balance formula of carbon represented by the following relational formula (7).

[관계식 7][Relationship 7]

C0 = Xf i+1Cf i+1 + Xγ i+1Cγ i+1 + Xp i+1Cp i+1 + Xb i+1Cb i+1 + Xm i+1Cm i+1 C 0 = X f i + 1 C f i + 1 + X γ i + 1 C γ i + 1 + X p i + 1 C p i + 1 + X b i + 1 C b i + 1 + X m i +1 C m i + 1

여기서, 하첨자 i+1은 현재 단계(i 단계)의 다음단계를 의미하고, C는 탄소 농도를 의미하는 것으로 각각의 첨자에 따라 C0는 강판의 평균 탄소농도, Cf i+1는 페라이트 내의 탄소농도, Cγ i+1는 오스테나이트 내의 탄소농도, Cp i+1는 펄라이트내의 탄소농도, Cb i+1는 베이나이트 내의 탄소농도, Cm i+1은 마르텐사이트 내의 탄소 농도를 뜻한다. 또한, X는 다음 미소구간에서의 각 상의 최초 상분율을 의미하는데 마 찬 가지로 각각의 상첨자에 따라 Xf i+1는 페라이트의 상분율, Xγ i+1는 오스테나이트의 상분율, Xp i+1는 펄라이트의 상분율, Xb i+1는 베이나이트의 상분율, Xm i+1은 마르텐사이트의 상분율을 뜻한다.Here, the subscript i + 1 means the next step of the current step (step i), C means the carbon concentration, according to each subscript C 0 is the average carbon concentration of the steel sheet, C f i + 1 is ferrite Carbon concentration in C γ i + 1 , carbon concentration in austenite, C p i + 1 is carbon concentration in perlite, C b i + 1 is carbon concentration in bainite, and C m i + 1 is carbon concentration in martensite It means. In addition, X denotes the initial percentage of each phase in the next minute interval, and according to each superscript, X f i + 1 is the percentage of ferrite, X γ i + 1 is the percentage of austenite, X p i + 1 is the percentage of pearlite, X b i + 1 is the bainite, and X m i + 1 is the percentage of martensite.

상기 관계식의 물질 수지식 중 각 상의 분율은 상술한 상분율 계산 방법에 의해 구해질 수 있다. 다만, 현 미소구간에서의 잔류 오스테나이트의 상분율은 하기 관계식 8을 통하여 구해질 수 있다.The fraction of each phase in the mass balance formula of the above relation can be determined by the above-described phase fraction calculation method. However, the phase fraction of the retained austenite in the current microsection can be obtained through the following Equation 8.

[관계식 8][Relationship 8]

Xγ i+1 = Xγ 0 [1-Xi+1] = Xγ 0 - Xr i+1 X γ i + 1 = X γ 0 [1-X i + 1 ] = X γ 0 -X r i + 1

상기 관계식 8의 의미는 잔류 오스테나이트는 초기 잔류오스테나이트 상분율로부터 현 미소구간에서 구해진 현재 생성되는 상의 상분율을 제외한 값으로 표현된다는 것이다.Meaning of the relationship 8 is that the residual austenite is represented by the value of the initial residual austenite phase fraction minus the phase fraction of the currently generated phase obtained in the current microsection.

또한, 마르텐사이트(마르텐사이트의 무확산 변태에 의한 상분율 계산방법은 후술함)는 오스테나이트가 성분원소의 확산없이 변태되는 것이고, 펄라이트는 오스테나이트가 하나의 층은 탄소의 고용도가 낮은 페라이트층을 이루고 나머지 한층은 탄소가 다량 함유된 세멘타이트(Fe3C)의 층을 이루는 라멜라 구조로 변태되는 것이므로 상기 마르텐사이트와 펄라이트의 탄소농도(Cm i+1 및 Cp i+1)는 오스테나이트의 탄소농도와 동일하다(Cm i+1 = Cp i+1 = Cγ i+1)는 가정을 적용할 수 있다. In addition, martensite (a method of calculating the percentage content due to diffusionless transformation of martensite is described later) is that austenite is transformed without diffusion of elemental elements, and pearlite is austenite, and one layer is ferrite having low carbon solubility. The remaining layer is transformed into a lamellar structure that forms a layer of cementite (Fe 3 C) containing a large amount of carbon, so the carbon concentration (C m i + 1 and C p i + 1 ) of martensite and pearlite is The assumption is the same as the carbon concentration of austenite (C m i + 1 = C p i + 1 = C γ i + 1 ).

또한, 철-탄소 상태도로부터 페라이트상(α상)의 최대 탄소 고용도를 구할 수 있다. 이는 통상의 변형유기 소성강의 조성에서는 오스테나이트 내의 탄소농도보다는 매우 낮은 값을 나타낸다. 따라서, 페라이트 상내에서는 상기 최대 탄소 고용도만큼 포화될 것이므로 상기 페라이트 상의 탄소농도는 최대 탄소 고용도로 할 수 있다. 이때, 상기 페라이트 상 내의 최대탄소농도는 상태도로부터 구할 수도 있으며, 상용 열역학 모델로부터도 충분히 구할 수 있다. Further, the maximum carbon solubility of the ferrite phase (α phase) can be obtained from the iron-carbon phase diagram. This is much lower than the carbon concentration in austenite in the composition of conventional strained organic calcined steel. Therefore, the carbon concentration in the ferrite phase can be set to the maximum carbon solubility as it will be saturated by the maximum carbon solubility in the ferrite phase. In this case, the maximum carbon concentration in the ferrite phase may be obtained from a state diagram, or may be sufficiently obtained from a commercial thermodynamic model.

그리고, 변태유기 소성강내의 베이나이트는 통상 페라이틱 베이나이트(ferritic bainite)이기 때문에 페라이트와 거의 동일한 최대 탄소 고용도를 가진다. 따라서, 베이나이트의 탄소 농도는 페라이트의 탄소농도와 동일한 값으로 볼 수 있다(Cb i+1 = Cf i+1). In addition, bainite in the transformation organic plastic steel usually has ferritic bainite, and thus has a maximum carbon solubility almost equal to that of ferrite. Therefore, the carbon concentration of bainite may be regarded as the same as the carbon concentration of ferrite (C b i + 1 = C f i + 1 ).

상기의 가정과 야금학적인 정보를 종합하면, 관계식 7중 확정되지 않은 값은 오스테나이트 중 탄소농도 뿐이며 다른 값은 모두 구할 수 있는 값이므로 아래 관 계식 9와 같은 결과를 얻을 수 있다.When the above assumptions and metallurgical information are combined, the undetermined value in relation 7 is only carbon concentration in austenite and all other values can be obtained. Thus, the result shown in relation 9 can be obtained.

[관계식 9][Relationship 9]

Cγ i+1 = [C0 - (Xf i+1 + Xb i+1)Cf i+1]/(Xγ i+1 + Xp i+1 + Xm i+1)C γ i + 1 = [C 0- (X f i + 1 + X b i + 1 ) C f i + 1 ] / (X γ i + 1 + X p i + 1 + X m i + 1 )

상기 본 발명을 이해하기 위한 전제조건으로서도 설명하였듯이 각 냉각시점에 존재할 수 있는 상들은 관계식 8에 나타낸 여러 종류의 상이 혼재 되어 있을 수 있으나, 현재 냉각시점에서 생성되고 있는 상은 단 하나의 상뿐이라는 것에 유념하여야 한다. 따라서 현재 냉각시점에서 생성되는 상은 관계식 4와 관계식 5 및 도 5에서 나타낸 계산방식으로 구해질 수 있으며 이미 생성된 상은 이전의 냉각이력에서 이미 확정된 것으로서, 현 냉각시점에서 관계식 9을 적용할 때 그 상분율을 이용할 수 있게 된다. 즉, 현재 냉각시점에서 생성되지 않는 상의 상분율은 Xi+1 = Xi로 처리하면 계산될 수 있다.As described above as a prerequisite for understanding the present invention, the phases that may exist at each cooling point may be mixed with various kinds of phases shown in Equation 8, but at present, only one phase is generated at the time of cooling. shall. Therefore, the phase generated at the present cooling time can be obtained by the calculation method shown in the relation 4 and the relation 5 and FIG. 5 and the already generated phase is already determined in the previous cooling history, and when the relation 9 is applied at the current cooling time The normal percentage can be used. That is, the phase fraction of the phase that is not generated at the present cooling time can be calculated by treating X i + 1 = X i .

상기와 같은 조건하에서 잔류 오스테나이트의 탄소농도를 구하면 열역학 모델을 이용하여 상기 탄소 농도와 주어진 시간 단계에서의 온도로부터 평형 상분율(Xe i+1)을 계산할 수 있다. When the carbon concentration of the retained austenite is obtained under the above conditions, the equilibrium phase fraction (X e i + 1 ) can be calculated from the carbon concentration and the temperature at a given time step using a thermodynamic model.

따라서, 상기의 평형 상분율을 이용하여 다음 단계의 상분율(Xi+2)을 구하는 방법은 상술한 i+1 단계의 상분율을 구하는 방법과 동일하다(S60 반복과정). 그 결과 전체 시간에 걸친 상분율 변화를 구할 수 있고, 최종 미세조직내부의 상분율 분포를 구할 수 있다. 이때, 만일 시간의 경과에 따른 온도변화와 상기한 바와 같은 잔류 오스테나이트 중의 탄소 농화 현상이 발생하면 안정한 상의 종류가 변동될 수 있는데, 상기 반복과정 중에는 열역학 모델을 이용하여 안정상의 종류가 변동되었는지 여부를 검토하여 상분율을 계산할 필요가 있다. 즉, 안정상의 종류가 변동되면, 변동되는 시점의 잔류 오스테나이트 농도를 초기 잔류오스테나이트 농도로 설정하고 변동된 안정상에 대하여 상분율을 계산하게 된다. 또한, 전단계의 안정상의 상분율은 더 이상 변화되지 않고 다만 관계식 7 및 관계식 9의 계산에만 이용될 뿐이다. Therefore, the method of obtaining the phase fraction X i + 2 of the next step by using the above equilibrium phase fraction is the same as the method of obtaining the phase percentage of the i + 1 step described above (S60 iterative process). As a result, it is possible to obtain a change in percent fraction over the entire time and to obtain a distribution of percent fraction in the final microstructure. At this time, if the temperature change over time and carbon enrichment in the residual austenite as described above occurs, the type of the stable phase may be changed. It is necessary to calculate the percentage by review. That is, when the type of the stable phase is changed, the residual austenite concentration at the time of the change is set as the initial residual austenite concentration, and the phase fraction is calculated for the changed stable phase. In addition, the upper percentage of the stable phase of the previous stage is no longer changed, but is only used for the calculation of the relational expressions (7) and (9).

상기와 같은 상분율 분포는 상술하였듯이, 그리고 TTT 곡선으로부터 알 수 있듯이 해당 조건하에서 잔류 오스테나이트로부터 변태되는 상은 오직 하나의 상이라는 사실에 근거한다. 또한, 상술한 아브라미 식과 같은 상변태식에서 채용한 상변태 거동은 용질원자의 확산에 의한 상변태에만 해당되는 것으로서 시간에 따라 변태율이 달라지게 된다. This phase fraction distribution is based on the fact that, as described above, and as can be seen from the TTT curve, the phase transformed from the residual austenite under that condition is only one phase. In addition, the phase transformation behavior employed in the phase transformation equation such as the above-described Abramie equation corresponds only to the phase transformation caused by the diffusion of solute atoms, and the transformation rate varies with time.

그러나, 잔류 오스테나이트 → 마르텐사이트 변태와 같은 무확산 변태, 즉 용질원자의 확산이 수반되지 않는 변태는 극히 미소한 시간 동안 평형 상분율로 변태되어 버리기 때문에, 실질적으로 평형 상분율과 실제 상분율이 동일하게 되어 버린다. 따라서, 현재 냉각조건(냉각 온도 및 잔류 오스테나이트의 양)만 정해지면 그때의 평형 마르텐사이트 상분율을 계산할 수 있고, 그 계산결과를 바로 실제 상분율로 사용할 수 있는 것이다. However, since non-diffusion transformations such as residual austenite to martensite transformations, i.e., transformations without solute atom diffusion, are transformed to equilibrium phase fractions for a very small period of time, the equilibrium phase percentages and actual phase percentages are substantially It becomes the same. Therefore, if only current cooling conditions (cooling temperature and amount of retained austenite) are determined, the equilibrium martensite phase fraction at that time can be calculated, and the result of the calculation can be used as the actual phase fraction.

따라서, 마르텐사이트 변태 영역에서는 그 상태에서의 마르텐사이트 평형 상분율의 계산 만으로도 해당되는 상태의 실제 상분율을 구할 수 있다. 상기와 같은 평형 상분율은 하기 관계식 10으로 표현되는 마르텐사이트 상변태식(일명 Koistinen-Marburger 식)을 이용하는 것이 바람직하다.Therefore, in the martensite transformation region, only the calculation of the martensite equilibrium percentage in the state can determine the actual percentage of the state. It is preferable to use the martensite phase transformation formula (also known as Koistinen-Marburger formula) represented by the following relational expression 10 as the equilibrium phase percentage.

[관계식 10][Relationship 10]

Xm i+1 = Xγ i[1 - exp{-a(Ms-T)}]X m i + 1 = X γ i [1-exp {-a (M s -T)}]

여기서, Xγ i는 잔류 오스테나이트 분율, a는 상수, T는 현재 온도(℃)를 나타내며, Ms는 하기 관계식 11로 표시되는 마르텐사이트 변태개시온도(℃)를 나타낸다.Here, X γ i is the residual austenite fraction, a is a constant, T represents the current temperature (° C.), and M s represents the martensite transformation start temperature (° C.) represented by the following formula (11).

[관계식 11][Relationship 11]

Ms = 550 - (360×Cγ i) - (40×Mn)M s = 550-(360 × C γ i )-(40 × Mn)

여기서, Cγ i는 잔류 오스테나이트 중의 탄소농도를 나타내며, Mn은 망간 농도를 나타낸다.Here, i represents the carbon concentration in the retained austenite, and Mn represents the manganese concentration.

상기 관계식 11 및 관계식 10을 이용하여 각 온도에서의 평형 마르텐사이트 상분율(Xm)을 구할 수 있으며 이는 바로 현 상태의 마르텐사이트의 상분율(관계식 7 및 관계식 9에 이용된 마르텐사이트의 상분율)로 이용할 수 있다. Equations 11 and 10 can be used to obtain the equilibrium martensite phase fraction (X m ) at each temperature, which is the phase fraction of martensite in the present state (martensite phase ratio used in Equations 7 and 9). Can be used.

상기의 과정을 계속 반복하면 전체 냉각패턴을 거친 이후의 상분율을 계산할 수 있다.By repeating the above process, it is possible to calculate the percentage after passing through the entire cooling pattern.

상기의 계산방법은 각 부위별, 특히 압연시의 판 폭별 온도 편차나 냉각속도 편차가 크지 않은 경우에는 하나의 냉각 거동으로 해석하여 강판 내부의 대표적인 상분율 분포를 구하는데 이용될 수도 있으나, 박강판의 경우에는 강판이 압연된 이후 일정 시간 경과후 권취과정을 겪을 수도 있는데 이때에는 강판(코일)의 부위별로 냉각거동이 매우 달라지게 되므로 부위별 상분율 분포 해석이 필요하다.The above calculation method may be used to obtain a representative phase fraction distribution inside the steel sheet by analyzing one cooling behavior when the temperature variation or cooling rate variation of each part, especially the sheet width during rolling, is not large. In the case of the steel sheet may be subjected to the winding process after a certain time after the rolled steel, in this case, because the cooling behavior is very different for each part of the steel sheet (coil), it is necessary to analyze the distribution of phase percentages for each part.

이러한 냉각거동은 코일 외부에 냉매를 공급하여 냉각속도를 조절하더라도 내부의 냉각패턴은 예측할 수 없으므로 각 부위별 냉각패턴을 계산할 필요가 있다. 이러한 각부분의 냉각 패턴은 통상의 열전달 해석 프로그램(예를 들면, 파이댑, 아바쿠스, 플루언트 등)으로 용이하게 해석될 수 있다. 상기와 같은 방식으로 각 부분의 냉각패턴이 계산되면 상기 계산된 냉각패턴을 이용하여 상술한 바와 같이 각 부분의 상분율 변화 거동을 계산할 수 있는 것이다. 상기와 같은 냉각 패턴 적용 방식은 전체 냉각시간에 걸쳐서 각 지점의 냉각 패턴을 모두 구한 다음에 구해진 냉각패턴을 가지고 계산을 적용하는 방식이 있을 수도 있으며, 또는 각 미소시간 단계별로 온도분포계산→상분율 계산 순서로 계산하는 방식이 있을 수도 있다. 상기와 같은 두가지 계산 방식은 결과에 아무런 영향을 미치지 않으며 이들은 균등영역에 있다고 할 수 있는 것이다.In this cooling behavior, even if the cooling rate is adjusted by supplying a coolant to the outside of the coil, the cooling pattern inside is unpredictable. Therefore, it is necessary to calculate the cooling pattern for each part. The cooling pattern of each part can be easily interpreted by a conventional heat transfer analysis program (for example, Piadap, Abacus, Fluent, etc.). When the cooling pattern of each part is calculated in the same manner as described above, it is possible to calculate the change rate of the phase percentage of each part using the calculated cooling pattern as described above. The cooling pattern application method as described above may be a method of applying the calculation with the obtained cooling pattern after obtaining all the cooling patterns of each point over the entire cooling time, or calculating the temperature distribution → percent fraction for each minute time step. There may be a method of calculating in the order of calculation. These two calculation methods have no effect on the results and they can be said to be in an even area.

(실시예 1)(Example 1)

본 발명에 따른 상분율 예측 방식의 정확도를 관찰하기 위하여 하기 표 1에 기재된 성분의 강판을 도 6에 나타낸 냉각패턴으로 냉각한 다음, 하기 표 2의 온도조건에서 정해진 시간만큼 유지하는 처리를 행하였다. 처리된 강판내부의 잔류오스테나이트 상분율을 실제 현미경 조직검사를 통해 측정한 측정치와 본 발명에 의한 방법에 따라 계산한 계산치로 나누어 비교하였다. 다만, 하기 표2에 나타낸 예측치는 잔류오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하는 관계식 8은 변태량은 고려하지 않은 것이다.In order to observe the accuracy of the phase fraction prediction method according to the present invention, the steel sheet of the components shown in Table 1 was cooled by the cooling pattern shown in Figure 6, and then the treatment was performed for a predetermined time at the temperature conditions of Table 2 below. . Residual austenite phase percentage in the treated steel sheet was compared by dividing the measured value measured by the actual microscopic histology with the calculated value calculated according to the method according to the present invention. However, the predicted values shown in Table 2 below do not consider the amount of transformation in relational formula 8 in which residual austenite is transformed into martensite.

성분명Ingredient Name CC SiSi MnMn PP SS AlAl NN 함량(wt%)Content (wt%) 0.200.20 1.901.90 1.501.50 0.0150.015 0.0030.003 0.0250.025 0.00400.0040

각 조건별 오스테나이트 분율 측정 및 계산결과(마르텐사이트변태 미고려)Austenitic fraction measurement and calculation results for each condition (not considering martensite transformation) 경과시간Elapsed time 350℃350 ℃ 400℃400 ℃ 450℃450 ℃ 측정값Measures 계산값Calculated Value 측정값Measures 계산값Calculated Value 측정값Measures 계산값Calculated Value 1분1 minute 2.62.6 17.517.5 3.83.8 13.613.6 3.33.3 3.43.4 10분10 minutes 4.44.4 9.29.2 7.17.1 7.27.2 1.91.9 0.20.2 60분60 minutes 6.06.0 7.87.8 3.13.1 4.04.0 1.01.0 00 120분120 minutes 7.07.0 7.57.5 2.12.1 1.81.8 0.90.9 00 240분240 minutes 7.47.4 7.17.1 -- -- -- -- 720분720 minutes 3.33.3 5.95.9 -- -- -- --

상기 표 2에 나타낸 예측결과로부터 알 수 있듯이, 시간이 얼마 경과하지 않은 초기에는 측정값과 계산값이 큰 차이로 벌어진 것을 알 수 있다. 이는, 상기 영역에서 무확산 변태인 마르텐사이트 변태를 고려하지 않은 값이기 때문에 초기값이 큰 차이가 나는 것이다.As can be seen from the prediction results shown in Table 2 above, it can be seen that the measured value and the calculated value are widened in the initial stage after a short time. This is a value that does not take into account the martensite transformation, which is a non-diffusion transformation, in the region, and thus the initial value is greatly different.

이러한 문제를 해소하기 위하여 관계식 10 및 11의 마르텐사이트 변태를 고려하여 다시 계산하였다. 상기 계산 결과를 표 3에 나타내었다.In order to solve this problem, it was recalculated considering the martensite transformation of relations 10 and 11. The calculation results are shown in Table 3.

각 조건별 오스테나이트 분율 측정 및 계산결과(마르텐사이트 변태 고려)Austenitic fraction measurement and calculation results for each condition (Martensite transformation is considered) 등온유지 시간Isothermal holding time 350℃ 등온유지350 ℃ isothermal maintenance 400℃ 등온유지400 ℃ isothermal maintenance 450℃ 등온유지450 ℃ isothermal maintenance 측정값Measures 계산값Calculated Value 측정값Measures 계산값Calculated Value 측정값Measures 계산값Calculated Value 1분1 minute 2.62.6 2.92.9 3.83.8 4.84.8 3.33.3 3.33.3 10분10 minutes 4.44.4 9.29.2 7.17.1 7.27.2 1.91.9 0.20.2 60분60 minutes 6.06.0 7.87.8 3.13.1 4.04.0 1.01.0 00 120분120 minutes 7.07.0 7.57.5 2.12.1 1.81.8 0.90.9 00 240분240 minutes 7.47.4 7.17.1 -- -- -- -- 720분720 minutes 3.33.3 5.95.9 -- -- -- --

상기한 표 3에서 확인할 수 있듯이 마르텐사이트 변태를 고려하였을 경우 초기 상분율 계산값이 매우 근사한 수준으로 정확해 진다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 변태유기 소성강의 정확한 상변태량 예측을 위해서는 마르텐사이트 변태를 고려하는 것이 보다 바람직하다는 것을 알 수 있었다.As can be seen in Table 3 above, it was found that the calculated initial percent mortality was very close to the correct value when the martensite transformation was considered. Therefore, it was found that it is more desirable to consider martensite transformation for accurate phase transformation prediction of metamorphic organic plastic steel.

(실시예 2)(Example 2)

폭 950mm, 두께 2.5mm, 총중량 20톤인 권취된 코일에 대한 도 5에 나타낸 냉각 패턴별로 내부조직의 측정 및 계산 결과를 관찰 하였다. The measurement and calculation results of the internal structure were observed for each of the cooling patterns shown in FIG. 5 for the wound coil having a width of 950 mm, a thickness of 2.5 mm, and a total weight of 20 tons.

측정 및 계산은 코일 에지부와 코일 센터부에 대하여 실시하였으며 각 부위의 냉각패턴을 계산하기 위해서 수치해석 프로그램중 하나인 ABAQUS을 사용하였다. 도 5와 표 4로부터 알 수 있듯이 400℃에서 권취를 실시하였으며, 이후 권취된 코일에 공냉과 수냉의 두가지 냉각 패턴으로 냉각을 실시하였다. Measurements and calculations were carried out for the coil edge and coil center and ABAQUS, one of the numerical analysis programs, was used to calculate the cooling pattern of each part. As can be seen from FIG. 5 and Table 4, winding was performed at 400 ° C., and then the coil was wound in two cooling patterns, air cooling and water cooling.

권취된 코일의 오스테나이트 분율 측정 및 계산결과Austenitic fraction measurement and calculation result of wound coil 권취후 경과시간Elapsed time after winding 400℃, 공냉실시, 코일 에지부 대상400 ℃, air-cooled, for coil edge 400℃, 수냉실시, 코일 센터부 대상400 ℃, water cooling, coil center part 측정값Measures 계산값Calculated Value 측정값Measures 계산값Calculated Value 1분1 minute 3.53.5 3.53.5 3.53.5 4.84.8 10분10 minutes 5.65.6 7.17.1 7.17.1 7.27.2 30분30 minutes 8.38.3 7.07.0 6.06.0 5.85.8 60분60 minutes 7.97.9 2.42.4 5.55.5 5.35.3 120분120 minutes 7.17.1 2.12.1 5.45.4 5.25.2 360분360 minutes 6.86.8 1.11.1 5.25.2 5.05.0

상기 표 4에 나타내었듯이, 본 발명에 따른 계산방법으로 계산한 결과는 그 측정값과 비교할 경우 매우 근사한 결과를 나타내었다. 따라서 본 발명의 효과를 확인할 수 있었다.As shown in Table 4, the results calculated by the calculation method according to the present invention showed very close results when compared with the measured values. Therefore, the effect of this invention was confirmed.

본 발명에 의할 경우 변태유기 소성강의 소성변형능과 강도를 발현시키는 가장 큰 인자인 잔류 오스테나이트의 분율을 예측할 수 있어서 변태유기 소성강의 제조이력에 따른 강종 설계를 자유롭게 할 수 있다. According to the present invention, it is possible to predict the fraction of the retained austenite, which is the largest factor for expressing the plastic deformation capacity and strength of the transformed organic plastic steel, thereby freeing the steel type design according to the manufacturing history of the transformed organic plastic steel.

Claims (10)

강판의 조성과 초기 온도를 입력하는 제 1 단계;A first step of inputting the composition and initial temperature of the steel sheet; 상기 초기 조성과 초기온도에 따른 생성되는 상의 종류와 초기 상분율을 결정하는 제 2 단계;A second step of determining the type and initial phase fraction of the phases generated according to the initial composition and initial temperature; 시간에 따른 등온 또는 냉각 패턴에 따라 미소 시간(△ti) 이후의 온도를 결정하고, 열역학 모델을 이용하여 상기 결정된 온도에서의 평형 상분율을 결정하며, 상기 평형 상분율을 이용하여 상기 초기 상분율(Xi)로부터 변화된 상분율(Xi+1)을 계산하여, 상기 계산된 상분율(Xi+1) 다음 단계의 미소 시간(△ti+1)에서의 상분율 계산시 초기 상분율로 이용하는 과정을 안정한 상이 바뀔 때까지 반복 실시하는 것으로 이루어진 제 3 단계; 및 The temperature after the minute time Δt i is determined according to an isothermal or cooling pattern over time, a thermodynamic model is used to determine the equilibrium phase fraction at the determined temperature, and the equilibrium phase fraction is used to determine the initial phase. fraction (X i) by calculating the changed phase fraction (X i + 1) from, the calculated phase fraction (X i + 1) during the fraction calculated at the next step minute time (△ t i + 1) of the initial phase A third step consisting of repeating the process of using the fraction until the stable phase is changed; And 안정한 상이 바뀐 경우 제 2 단계로 복귀시키는 제 4 단계;A fourth step of returning to the second step when the stable phase is changed; 로 이루어지고Being done with 상기 제 3 단계에서 계산된 상분율을 이용하여 하기 관계식 1에 의하여 실제 상분율을 계산하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.Method for analyzing the percentage of hot rolled steel sheet, characterized in that the actual percentage calculated by the following relation 1 using the phase fraction calculated in the third step. [관계식 1][Relationship 1] Xr i+1 = Xi+1×X0 γ X r i + 1 = X i + 1 × X 0 γ 여기서, Xr i+1은 실제 강판내의 현재 안정상의 생성 분율, 그리고 X0 γ는 현재 안정상이 처음 형성될 때의 잔류 오스테나이트 분율을 나타내는 것이다.Where X r i + 1 is the actual fraction of the present stable phase in the steel sheet, and X 0 γ is the residual austenite fraction when the current stable phase is first formed. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계에서 상기 초기 상분율(Xi)로부터 변화된 상분율(Xi+1)을 계산하는 방법은 하기 관계식 2로 부터 구해진 시간(t)를 하기 관계식 3에 대입함으로서 현 미소구간에서 분해된 잔류 오스테나이트로부터 생성되는 상의 분율을 구하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.The method of claim 1, wherein the method of calculating the changed phase fraction (X i + 1 ) from the initial phase fraction (X i ) in the third step substitutes the time (t) obtained from relation (2) The phase fraction analysis method of the hot-rolled steel sheet characterized by obtaining the fraction of the phase produced from the residual austenite decomposed in the present micro-section. [관계식 2][Relationship 2] t = [-1/k ln(1-Xi/Xe)]1/n t = [-1 / k ln (1-X i / X e )] 1 / n [관계식 3][Relationship 3] Xi+1 = Xe [1-exp(-k(t+△ti)n)]X i + 1 = X e [1-exp (-k (t + Δt i ) n )] 단, k는 실험치로부터 구해지는 비례 상수, Xi는 해당되는 상의 현 미소구간의 초기 상분율, Xe는 현 미소구간의 온도에서 무한시간 등온 처리하였을 경우의 해당되는 상의 평형 상분율, Xi+1은 해당되는 상의 현 미소구간이 경과한 후의 최종 상분율, △ti는 현재 미소구간의 시간간격이다.Where k is the proportional constant obtained from the experimental value, X i is the initial phase fraction of the current microdivision of the phase concerned, X e is the equilibrium phase fraction of the corresponding phase when isothermal treatment is carried out for infinite time at the temperature of the current microdivision, X i +1 is the final phase fraction after the current microdivision of the corresponding phase has elapsed, and Δt i is the time interval of the current microdivision. 제 1 항에 있어서, 제 3 단계에서 열역학 모델을 이용하여 다음(i+1) 단계의 평형 상분율을 계산할 때 필요한 잔류 오스테나이트 중의 탄소농도를 하기 관계식 4에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.The method of claim 1, wherein the carbon concentration in the retained austenite required for calculating the equilibrium percentage of the next step (i + 1) using the thermodynamic model in the third step is obtained by the following equation (4). Phase percentage analysis method. [관계식 4][Relationship 4] Cγ i+1 = [C0 - (Xf i+1 + Xb i+1)Cf i+1]/(Xγ i+1 + Xp i+1 + Xm i+1)C γ i + 1 = [C 0- (X f i + 1 + X b i + 1 ) C f i + 1 ] / (X γ i + 1 + X p i + 1 + X m i + 1 ) 여기서, 첨자 f, b, γ, p, m은 각각 페라이트, 베이나이트, 오스테나이트, 펄라이트, 마르텐사이트를 나타내며, C는 해당되는 상 중에 현재 포함된 탄소 농도를 나타내고, X는 각 상의 현재 상분율을 의미한다. 다만, C0는 강판의 평균 탄소농도를 의미한다.Here, the subscripts f, b, γ, p, m represent ferrite, bainite, austenite, pearlite and martensite, respectively, C represents the carbon concentration currently included in the phase, and X represents the current percentage of each phase. Means. However, C 0 means the average carbon concentration of the steel sheet. 제 3 항에 있어서, 상기 각 상의 현재 상분율은 현재 처리 단계에서 생성되는 상(안정한 상)의 상분율(Xi)과 잔류 오스테나이트를 제외하고는 전 미소단계의 상분율과 동일한 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.4. The phase fraction of each phase is the same as the phase fraction of all micro phases except for the phase fraction X i of the phase (stable phase) generated in the current processing stage and the residual austenite. Phase fraction analysis method of hot rolled steel sheet 제 4 항에 있어서, 잔류 오스테나이트의 상분율(Xγ i+1)은 하기 관계식 6에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.The method according to claim 4, wherein the phase fraction of retained austenite (X γ i + 1 ) is calculated by the following relational formula (6). [관계식 6][Relationship 6] Xγ i+1 = Xγ 0 [1-Xi+1] = Xγ 0 - Xr i+1 X γ i + 1 = X γ 0 [1-X i + 1 ] = X γ 0 -X r i + 1 여기서, Xγ 0 는 현재 처리 단계에서 안정한 상이 최초로 생성될 때의 잔류 오스테나이트 분율을 나타내는 것이다.Where X γ 0 represents the residual austenite fraction when the stable phase is first produced in the current treatment step. 제 2 항에 있어서, 상기 초기 조성과 초기온도에 따른 생성되는 상의 종류와 초기 상분율을 결정하는 제 2 단계는 열역학 모델을 이용하는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.The method of claim 2, wherein the second step of determining the type and initial phase fraction of the phases generated according to the initial composition and the initial temperature is performed using a thermodynamic model. 제 2 항에 있어서, 상기 상분율 계산시 사용되는 상기 시간에 따른 등온 또는 냉각 패턴은 강판의 부위별로 다르게 계산하여 적용되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.The method of claim 2, wherein the isothermal or cooling pattern according to the time used in calculating the phase percentage is calculated by applying differently for each part of the steel sheet. 제 7 항에 있어서, 상기 강판의 부위별로 다르게 계산되는 냉각패턴은 열전달 해석을 통하여 계산되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.8. The method of claim 7, wherein the cooling pattern calculated differently for each part of the steel sheet is calculated through heat transfer analysis. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 현재 처리 단계에서 생성되는 안정한 상이 마르텐사이트일 경우에는 상기 마르텐사이트의 분율(Xi+1)은 하기 관계식 7에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.9. The martensite fraction (X i + 1 ) according to any one of claims 1 to 8, wherein when the stable phase produced in the current treatment step is martensite, the fraction of martensite is calculated by the following equation (7). Phase fraction analysis method of hot rolled steel sheet. [관계식 7][Relationship 7] Xi+1 = Xγ i[1 - exp{-a(Ms-T)}]X i + 1 = X γ i [1-exp {-a (M s -T)}] 여기서 Ms는 마르텐사이트 생성온도를 나타내는 것이다.Where M s represents the martensite formation temperature. 제 9 항에 있어서, 상기 Ms는 하기 관계식 8에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 열연강판의 상분율 해석방법.10. The method of claim 9, wherein M s is calculated by the following relational formula (8). [관계식 8][Relationship 8] Ms = 550 - (360×Cγ i) - (40×Mn)M s = 550-(360 × C γ i )-(40 × Mn) 여기서, Mn은 강판중 망간의 농도를 의미한다.Here, Mn means the concentration of manganese in the steel sheet.
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