KR101185199B1 - Extemely low carbon steel with excellent aging resistance and workability and method of manufacturing the low carbon steel - Google Patents
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Abstract
티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 1종 이상을 첨가한 강 슬라브를 열간 압연 및 냉각 조건을 제어함으로써 가공성이 우수한 극저 탄소강을 제조하는 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 가공성이 우수한 극저 탄소강 제조 방법은 탄소(C) : 0.003 중량% 이하, 실리콘(Si) : 0.002 중량% 이하, 망간(Mn) : 0.1 ~ 0.3 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.006 중량% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량%, 질소(N) : 0.0025 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강 슬라브를 재가열하는 슬라브 재가열 단계; 상기 재가열된 강을 열간 압연하는 열간 압연 단계; 및 상기 열간 압연된 강을 냉각하여, 권취하는 권취 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a method for producing ultra-low carbon steel excellent in workability by controlling hot rolling and cooling conditions of a steel slab to which at least one of titanium (Ti) and vanadium (V) is added.
Ultra-low carbon steel manufacturing method excellent in workability according to the present invention is carbon (C): 0.003% by weight or less, silicon (Si): 0.002% by weight or less, manganese (Mn): 0.1 to 0.3% by weight, phosphorus (P): 0.015 weight Slab reheating step to reheat steel slab consisting of% or less, sulfur (S): 0.006 wt% or less, titanium (Ti): 0.01 ~ 0.06 wt%, nitrogen (N): 0.0025 wt% or less and the remaining Fe and other unavoidable impurities ; A hot rolling step of hot rolling the reheated steel; And a winding-up step of cooling and winding the hot rolled steel.
Description
본 발명은 내 시효성 및 가공성이 우수한 극저 탄소강 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소(C) 함량이 0.0030 중량% 이하의 극저 탄소강임에도 내 시효성 및 가공성을 확보할 수 있는 극저 탄소강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an ultra low carbon steel having excellent aging resistance and workability, and more particularly, to an ultra low carbon steel that can secure aging resistance and workability even though the carbon (C) content is very low carbon steel of 0.0030% by weight or less. And a method for producing the same.
탄소강은 강 내 탄소 함량에 따라서, 고탄소강, 중탄소강, 저탄소강 및 극저 탄소강으로 구분된다.Carbon steel is classified into high carbon steel, medium carbon steel, low carbon steel and ultra low carbon steel according to the carbon content in the steel.
이 중 극저 탄소강은 통상 탄소 함량이 0.0030 중량% 이하인 탄소강을 의미한다.Among these, very low carbon steel means carbon steel having a carbon content of 0.0030% by weight or less.
극저 탄소강은 열연 공정이나 냉연 공정 등에 의해 제조될 수 있다. 극저 탄소강이 열연 공정에 의해 제조될 경우, 열연 공정은 주로 슬라브 재가열 과정, 열간압연 과정, 냉각 과정을 포함하여 진행된다.The ultra low carbon steel may be manufactured by a hot rolling process or a cold rolling process. When the ultra low carbon steel is manufactured by a hot rolling process, the hot rolling process mainly includes a slab reheating process, a hot rolling process, and a cooling process.
슬라브 재가열 과정에서는 반제품 상태인 강 슬라브를 재가열한다.In the slab reheating process, the steel slab, which is semifinished, is reheated.
열간압연 과정에서는 압연롤을 이용하여 재가열된 강을 정해진 압하율로 열간 압연한다.In the hot rolling process, the reheated steel is hot rolled at a predetermined rolling rate using a rolling roll.
냉각 과정에서는 압연이 마무리된 강을 냉각한다.
In the cooling process, the finished steel is cooled.
본 발명의 목적은 합금 성분 및 공정 조건을 제어하여 탄소 함량 0.0030 중량% 이하인 극저 탄소강이면서도 내 시효성 및 가공성이 우수한 극저 탄소강 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an extremely low carbon steel manufacturing method having excellent aging resistance and workability while being extremely low carbon steel having a carbon content of 0.0030 wt% or less by controlling alloy components and process conditions.
본 발명의 다른 목적은 극히 낮은 탄소 함량에도 불구하고 내 시효성 및 가공성을 향상시키는 것을 통해 고성형 자동차 부품, 가전용 및 일반 산업용 부품 소재에 활용할 수 있는 극저 탄소강을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide ultra-low carbon steel that can be utilized in high-molded automotive parts, home appliances and general industrial part materials through improving aging resistance and processability despite extremely low carbon content.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 내 시효성 및 가공성이 우수한 극저 탄소강의 제조 방법은 탄소(C) : 0.003 중량% 이하, 실리콘(Si) : 0.002 중량% 이하, 망간(Mn) : 0.1 ~ 0.3 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.006 중량% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량%, 질소(N) : 0.0025 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강 슬라브를 재가열하는 슬라브 재가열 단계; 상기 재가열된 강을 열간 압연하는 열간 압연 단계; 및 상기 열간 압연된 강을 냉각하여, 권취하는 권취 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for producing ultra low carbon steel having excellent aging resistance and workability is carbon (C): 0.003 wt% or less, silicon (Si): 0.002 wt% or less, manganese (Mn): 0.1 to 0.3% by weight, phosphorus (P): 0.015% by weight or less, sulfur (S): 0.006% by weight or less, titanium (Ti): 0.01 to 0.06% by weight, nitrogen (N): 0.0025% by weight or less And a slab reheating step of reheating the steel slab made of the remaining Fe and other unavoidable impurities. A hot rolling step of hot rolling the reheated steel; And a winding-up step of cooling and winding the hot rolled steel.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 내 시효성 및 가공성이 우수한 극저 탄소강은 탄소(C) : 0.003 중량% 이하, 실리콘(Si) : 0.002 중량% 이하, 망간(Mn) : 0.1 ~ 0.3 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.006 중량% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량%, 질소(N) : 0.0025 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 연신율(EL) : 47% 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.
Very low carbon steel excellent in aging resistance and workability according to an embodiment of the present invention for achieving the above another object is carbon (C): 0.003% by weight or less, silicon (Si): 0.002% by weight or less, manganese (Mn): 0.1 to 0.3% by weight, phosphorus (P): 0.015% by weight or less, sulfur (S): 0.006% by weight or less, titanium (Ti): 0.01 to 0.06% by weight, nitrogen (N): 0.0025% by weight or less and the remaining Fe It is made of other unavoidable impurities, and has an elongation (EL) of 47% or more.
본 발명에 따른 극저 탄소강 및 그 제조 방법은 합금 성분에 잔류 고용 탄소를 석출시켜 제거하기 위한 목적으로 Ti와 V 등의 석출 원소를 첨가하여 강 슬라브 중의 고용 탄소를 완전히 제거하여 내 시효성이 우수하면서 가공성을 확보할 수 있는 장점이 있다.Ultra-low carbon steel according to the present invention and a method for manufacturing the same are added to precipitate elements such as Ti and V to remove and remove residual solid solution carbon in the alloy component to completely remove the solid solution carbon in the steel slab while excellent aging resistance There is an advantage to ensure the processability.
본 발명에 따른 극저 탄소강은 가공지수 2.33 이상을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 극저 탄소강은 내 시효성 및 가공성이 우수하여 고성형 자동차 부품, 가전용 및 일반 산업용 부품 소재에 활용할 수 있다.
The ultra low carbon steel according to the present invention may have a work index of 2.33 or more. Therefore, the ultra-low carbon steel according to the present invention is excellent in aging resistance and workability, and can be used for high-molded automobile parts, home appliances, and general industrial parts.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 극저 탄소강 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2 및 도 3은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 극저 탄소강의 석출물 분포를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1과 비교예 1에 따른 극저 탄소강의 최종 미세조직을 나타낸 사진이다.1 is a flow chart schematically showing a method for producing ultra-low carbon steel according to one embodiment of the present invention.
2 and 3 are graphs showing the distribution of precipitates of ultra-low carbon steel according to Comparative Example 1 and Example 1.
Figure 4 is a photograph showing the final microstructure of the ultra-low carbon steel according to Example 1 and Comparative Example 1.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 극저 탄소강 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the ultra-low carbon steel according to a preferred embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail.
극저 탄소강Ultra low carbon steel
본 발명에 따른 극저 탄소강은 탄소(C) : 0.003 중량% 이하, 실리콘(Si) : 0.002 ~ 0.01 중량%, 망간(Mn) : 0.1 ~ 0.8 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.006 중량% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.08 중량%, 질소(N) : 0.0025 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 연신율 47% 이상을 갖는다.Ultra-low carbon steel according to the present invention is carbon (C): 0.003% by weight or less, silicon (Si): 0.002-0.01% by weight, manganese (Mn): 0.1-0.8% by weight, phosphorus (P): 0.015% by weight or less, sulfur (S): 0.006% by weight or less, titanium (Ti): 0.01 ~ 0.08% by weight, nitrogen (N): 0.0025% by weight or less and the remaining Fe and other unavoidable impurities, has an elongation of 47% or more.
또한, 본 발명에 따른 극저 탄소강은 바나듐(V) : 0.01 ~ 0.08 중량% 및 알루미늄(Al) : 0.030 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
In addition, the ultra low carbon steel according to the present invention may further include at least one of vanadium (V): 0.01 to 0.08% by weight and aluminum (Al): 0.030% by weight or less.
이하, 본 발명에 따른 극저 탄소강에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the ultra low carbon steel according to the present invention will be described.
탄소(C)Carbon (C)
본 발명에서 탄소(C)는 강 전체 중량에서 0.0030 중량% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.In the present invention, carbon (C) is preferably added at 0.0030% by weight or less based on the total weight of the steel.
상기 탄소의 함량이 0.0030 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소가 내 시효성을 크게 악화시키므로 상기 고용탄소를 제거하기 위해 고가의 Ti를 많이 첨가해야 한다. 이 경우 제조원가가 상승하고 향후 용융아연도금을 할 경우 표면에 산화물을 형성시켜 문제점이 발생된다. 따라서, 본 발명에서는 강 전체 중량에서 탄소의 함량은 0.0030 중량% 이하인 것이 바람직하다.
When the content of the carbon exceeds 0.0030% by weight, since the dissolved carbon greatly degrades the aging resistance, a large amount of expensive Ti must be added to remove the dissolved carbon. In this case, the manufacturing cost rises, and in the case of hot-dip galvanizing in the future, an oxide is formed on the surface, thereby causing a problem. Therefore, in the present invention, the carbon content in the total weight of the steel is preferably 0.0030% by weight or less.
실리콘(Si)Silicon (Si)
본 발명에서 실리콘(Si)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가되며, 또한 시멘타이트 구상화에 효과적인 원소이다. In the present invention, silicon (Si) is added as a deoxidizer for removing oxygen in the steel, and is also an effective element for cementite spheroidization.
상기 실리콘은 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 0.002 중량% 이하의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 실리콘의 함량이 0.002 중량%를 초과할 경우 강의 용접성을 떨어뜨리고 슬라브 재가열 및 열간압연 시에 적 스케일을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있으며, 또한 용접 후 도금성을 저해하는 문제점이 발생할 수 있다.
The silicon is preferably added in an amount ratio of 0.002% by weight or less in the ultra low carbon steel according to the present invention. When the content of the silicon exceeds 0.002% by weight, the weldability of the steel is degraded and the red scale is generated during slab reheating and hot rolling, which may cause a problem on the surface quality, and also may cause a problem of inhibiting the plating property after welding. have.
망간(Mn)Manganese (Mn)
본 발명에서 망간(Mn)은 고용강화 원소로써 매우 효과적이며, 강의 경화능을 향상시켜서 강도확보에 효과적인 원소이다. Manganese (Mn) in the present invention is very effective as a solid solution strengthening element, is an element effective in securing the strength by improving the hardenability of the steel.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 0.1 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 망간이 0.1 중량% 미만으로 첨가될 경우 상기 망간 첨가 효과가 불충분하며, 상기 망간이 0.3 중량%를 초과할 경우 용접성을 크게 떨어뜨리며 개재물 생성 및 중심편석 등을 유발함으로써 제조되는 극저 탄소강의 인성을 저해하는 요소로 작용한다.
The manganese (Mn) is preferably added in a content ratio of 0.1 to 0.3% by weight in the ultra low carbon steel according to the present invention. When the manganese is added in less than 0.1% by weight, the effect of adding manganese is insufficient, and when the manganese exceeds 0.3% by weight, the toughness of the ultra-low carbon steel produced by greatly reducing the weldability and causing inclusions and segregation It acts as an inhibitor.
인(P)Phosphorus (P)
인(P)은 강도를 증가시키기 위해 첨가되는 고용 원소로서 그 함량이 증대됨에 따라 강의 강도는 증가하지만, 강 중의 편석이 증대하여 중심 편석 및 미세 편석을 발생시켜 재질에 악영향을 미치며 성형 후 일정 시간이 지나 파괴가 지연되는 지연 파괴의 원인이 될 수 있다.Phosphorus (P) is a solid solution element added to increase the strength, and its strength increases as its content increases, but segregation in the steel increases, causing central segregation and micro segregation, which adversely affects the material. This may cause delayed destruction, which delays the destruction.
따라서, 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 인의 함량은 0.015 중량% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
Therefore, the content of phosphorus in the ultra low carbon steel according to the present invention is preferably limited to the range of 0.015% by weight or less.
황(S)Sulfur (S)
황(S)은 망간과 결합하여 MnS와 같은 비금속 개재물을 형성하여 강의 기계적 성질을 크기 저하시킬 수 있으므로, 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 황의 함량은 0.006 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Sulfur (S) may combine with manganese to form non-metallic inclusions such as MnS to reduce the mechanical properties of the steel in size, so the sulfur content in the ultra-low carbon steel according to the present invention is preferably limited to 0.006% by weight or less.
알루미늄(Al)Aluminum (Al)
알루미늄(Al)은 일반적으로 강의 탈산에 기여한다. 이러한 알루미늄(Al)은 강 중의 후술될 질소(N)와 결합하여 질화알루미늄을 형성시켜 조직을 미세화시켜 강의 성형성을 크게 저하시킬 수 있으므로, 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 알루미늄의 함량은 0.030 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Aluminum (Al) generally contributes to the deoxidation of the steel. Since aluminum (Al) is combined with nitrogen (N), which will be described later in steel, to form aluminum nitride, thereby minimizing the structure and greatly reducing the formability of the steel, the aluminum content in the ultra-low carbon steel according to the present invention is 0.030% by weight. It is preferable to limit to the following.
티타늄(Ti)Titanium (Ti)
티타늄(Ti)은 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 가공성 향상을 목적으로 첨가하는데, TiC, TiN 등으로 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 확보한다. 티타늄은 니오븀보다 강한 탄,질화물 형성 원소로서 니오븀보다 먼저 고용탄소와 고용질소를 석출시킨다.Titanium (Ti) is added for the purpose of depositing solid carbon and solid nitrogen to improve processability. TiC, TiN, etc., precipitates solid carbon and solid nitrogen to secure ineffectiveness and processability. Titanium is a carbon and nitride forming element that is stronger than niobium, and precipitates solid carbon and solid nitrogen before niobium.
이러한 티타늄은 그 첨가량이 0.02 중량% 미만일 경우, 시효성 및 가공성 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 티타늄의 첨가량이 0.05 중량%를 초과할 경우, 고용탄소와 고용질소의 양이 적어지므로 항복강도를 증가시켜 가공성을 약화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 티타늄의 함량은 0.02 ~ 0.05 중량%인 것이 바람직하다.
If the amount of titanium is less than 0.02% by weight, it may be difficult to secure aging and processability. On the contrary, when the added amount of titanium exceeds 0.05% by weight, the amount of the dissolved carbon and the dissolved nitrogen decreases, so that the yield strength can be increased to weaken the workability. Therefore, the content of titanium in the ultra low carbon steel according to the present invention is preferably 0.02 to 0.05% by weight.
바나듐(V)Vanadium (V)
바나듐(V)은 잔류 고용 탄소를 석출시켜 내 시효성 및 가공성을 향상시킨다.Vanadium (V) precipitates residual solid carbon to improve aging resistance and workability.
상기 바나듐(V)은 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 0.01 ~ 0.08 중량%의 함량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 바나듐(V)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 바나듐 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. The vanadium (V) is preferably added in a content ratio of 0.01 to 0.08% by weight in the ultra low carbon steel according to the present invention. If the content of vanadium (V) is less than 0.01% by weight, the vanadium addition effect may not be properly exhibited.
반대로, 바나듐(V)의 함량이 0.08 중량%를 초과할 경우 용접성을 저하시키고, 다른 원소에 비해 고가이므로 생산 비용을 상승시키는 요인이 된다.
On the contrary, when the content of vanadium (V) is more than 0.08% by weight, the weldability is lowered, and the production cost is increased because it is expensive compared to other elements.
질소(N)Nitrogen (N)
질소(N)는 불가피한 불순물로서, 다량 첨가시 고용질소에 의한 시효보증이 어려워져 강의 연신율 및 성형성을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 따라서, 본 발명에 따른 극저 탄소강에서 질소의 함량은 0.0025 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Nitrogen (N) is an unavoidable impurity, and when a large amount is added, it is difficult to guarantee aging by solid solution nitrogen, which acts as a factor of decreasing elongation and formability of steel. Therefore, the content of nitrogen in the ultra low carbon steel according to the present invention is preferably limited to 0.0025% by weight or less.
극저 탄소강 제조 방법Ultra low carbon steel manufacturing method
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 극저 탄소강 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 1 is a flow chart schematically showing a method for producing ultra-low carbon steel according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시된 극저 탄소강 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간 압연 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 권취 단계(S140)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the illustrated method for manufacturing ultra low carbon steel includes a slab reheating step S110, a hot rolling step S120, a cooling step S130, and a winding step S140.
슬라브 재가열Reheat slab
슬라브 재가열 단계(S110)에서는 탄소(C) : 0.003 중량% 이하, 실리콘(Si) : 0.002 중량% 이하, 망간(Mn) : 0.1 ~ 0.3 중량%, 인(P) : 0.015 중량% 이하, 황(S) : 0.006 중량% 이하, 티타늄(Ti) : 0.01 ~ 0.06 중량%, 질소(N) : 0.0025 중량% 이하 및 나머지 Fe와 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 조성을 갖는 강 슬라브를 재가열한다. In the slab reheating step (S110), carbon (C): 0.003% by weight or less, silicon (Si): 0.002% by weight or less, manganese (Mn): 0.1-0.3% by weight, phosphorus (P): 0.015% by weight or less, sulfur ( S): 0.006% by weight or less, titanium (Ti): 0.01 to 0.06% by weight, nitrogen (N): 0.0025% by weight or less and reheat the steel slab having a composition consisting of the remaining Fe and other unavoidable impurities.
강 슬라브는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 강 슬라브의 재가열을 통하여, 주조시 편석된 성분을 재고용한다. Steel slabs can be obtained through the continuous casting process after obtaining molten steel of the desired composition through the steelmaking process. By reheating the steel slab, the segregated components during casting are re-used.
또한, 상기 강 슬라브는 바나듐(V) : 0.01 ~ 0.08 중량% 및 알루미늄(Al) : 0.030 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. The steel slab may further include one or more of vanadium (V): 0.01 to 0.08% by weight and aluminum (Al): 0.030% by weight or less.
이때, 슬라브 재가열 온도(SRT)는 1150 ~ 1250℃의 온도범위에서 실시되는 것이 바람직하다. At this time, the slab reheating temperature (SRT) is preferably carried out in a temperature range of 1150 ~ 1250 ℃.
슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만일 경우, 주조시 편석된 성분이 재고용되지 못하며, 열간 압연시 압연 부하가 커지는 문제점이 있다. If the slab reheating temperature (SRT) is less than 1150 ℃, the segregated components during casting is not reusable, there is a problem that the rolling load increases during hot rolling.
반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과하는 경우 오스테나이트 결정립이 증가하여 강도가 감소하며, 또한 과도한 가열 공정으로 인하여 극저 탄소강의 제조 비용을 증가시킨다.
Conversely, when the slab reheating temperature (SRT) exceeds 1250 ° C., the austenite grains increase to decrease the strength, and also increase the manufacturing cost of the ultra low carbon steel due to the excessive heating process.
열간 압연Hot rolling
열간 압연 단계(S120)에서는 상기 슬라브 재가열 단계(S110)를 통하여 재가열된 강 슬라브를 열간 압연한다. In the hot rolling step (S120) is hot-rolled steel slab reheated through the slab reheating step (S110).
이때, 극저 탄소강은 탄소 함량이 극히 소량 첨가되기 때문에 오스테나이트-페라이트의 변태 온도가 매우 높다. 따라서, 압연 온도가 하락하면, 극저 탄소강의 페라이트 변태로 인한 이상역 압연이 발생하여 열연 조직의 불균일이 생길 수 있다.At this time, the extremely low carbon steel has a very high carbon content, so the transformation temperature of austenite-ferrite is very high. Therefore, when the rolling temperature decreases, abnormal reverse rolling due to the ferrite transformation of the ultra low carbon steel may occur to cause non-uniformity of the hot rolled structure.
따라서, 마무리 열간 압연 온도(FDT)는 910 ~ 930℃인 것이 바람직하다. 마무리 열간 압연 온도가 910℃ 미만인 경우, 이상역 압연이 발생하여 연성을 저하시킬 수 있다. 반대로, 마무리 열간 압연 온도(FDT)가 930℃를 초과할 경우 제조되는 극저 탄소강의 강도가 급격히 떨어지는 문제가 있다.
Therefore, it is preferable that finish hot rolling temperature (FDT) is 910-930 degreeC. When the finishing hot rolling temperature is less than 910 ° C., abnormal reverse rolling may occur to reduce ductility. On the contrary, when the finish hot rolling temperature (FDT) exceeds 930 ° C., there is a problem in that the strength of the ultra low carbon steel produced is sharply decreased.
냉각Cooling
냉각 단계(S130)에서는 열간 압연된 강을 마르텐사이트 변태영역에 해당하는 온도까지 냉각하여 강의 미세 조직이 마르텐사이트로 변태하도록 한다. In the cooling step (S130), the hot rolled steel is cooled to a temperature corresponding to the martensite transformation region so that the microstructure of the steel is transformed into martensite.
이때, 냉각 단계(S130)는 열간 압연된 강을 마르텐사이트 변태영역까지 급냉하는 과정과 급냉된 강을 공냉하는 과정으로 이루어질 수 있다. In this case, the cooling step (S130) may be performed by quenching the hot rolled steel to the martensite transformation region and air cooling the quenched steel.
급냉 과정을 통하여 강의 미세 조직을 마르텐사이트로 변태시켜 강도를 확보한다. 그리고, 공냉 과정을 통하여 마르텐사이트 결정립계(grain boundary)에 페라이트가 생성되어 충격치를 확보할 수 있도록 한다.
Through quenching process, the steel microstructure is transformed into martensite to secure strength. In addition, ferrite is formed at the martensite grain boundary through an air cooling process to ensure an impact value.
권취Winding
권취 단계(S140)에서는 냉각된 강을 CT(Coiling Temperature): 680 ~ 720℃에서 권취하여 코일화한다. In the winding step (S140), the cooled steel is wound and coiled at CT (Coiling Temperature): 680 to 720 ° C.
만약, 권취 온도가 720℃를 초과할 경우에는 FeTiP 석출물의 형성으로 인해 고용탄소를 석출시키기 위한 티타늄(Ti)의 함량이 줄어들어 성형성에 불리할 수 있다. 반대로, 권취 온도가 680℃ 미만일 경우에는 급속냉각으로 인하여 미세한 결정립의 생성으로 인해 항복강도를 증가시킬 수 있다.
If the coiling temperature exceeds 720 ℃, due to the formation of FeTiP precipitates may reduce the content of titanium (Ti) to precipitate the solid solution carbon may be detrimental to the moldability. On the contrary, when the coiling temperature is less than 680 ℃ it can increase the yield strength due to the formation of fine grains due to rapid cooling.
도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 극저 탄소강 제조 방법은 이러한 열연 과정을 실시한 이후, 권취된 강을 언코일링하여 냉간 압연한 후, 소둔 열처리하는 냉연 과정을 더 포함할 수 있다. 이러한 열연 및 냉연 과정을 통하여 제조되는 본 발명에 따른 극저 탄소강은 마르텐사이트 및 상기 마르텐사이트의 결정립계에 형성되는 페라이트를 포함하는 벌집 구조와 유사한 복합 조직을 갖는다.
Although not shown in the drawings, the ultra-low carbon steel manufacturing method according to the embodiment of the present invention may further include a cold rolling process of performing an annealing, cold rolling, and annealing the wound steel after performing the hot rolling process. The ultra low carbon steel according to the present invention manufactured through such hot rolling and cold rolling processes has a complex structure similar to a honeycomb structure including martensite and ferrite formed at grain boundaries of the martensite.
상기 공정으로 제조되는 본 발명에 따른 극저 탄소강은 연신율(EL) : 47% 이상 및 가공 지수(r-value) : 2.33 이상을 갖는다. 또한, 상기 공정으로 제조되는 본 발명에 따른 극저 탄소강은 인장강도(TS) : 290 MPa 이하, 항복강도(YS) : 145 MPa 이하의 기계적 물성을 갖는다.The ultra low carbon steel according to the present invention manufactured by the above process has an elongation (EL) of 47% or more and a work index (r-value) of 2.33 or more. In addition, the ultra-low carbon steel according to the present invention manufactured by the above process has a mechanical property of tensile strength (TS): 290 MPa or less, yield strength (YS): 145 MPa or less.
따라서, 본 발명에 따른 극저 탄소강은 내 시효성 및 가공성이 우수하여 고성형 자동차 부품, 가전용 및 일반 산업용 부품 소재에 활용할 수 있다.
Therefore, the ultra-low carbon steel according to the present invention is excellent in aging resistance and workability, and can be used for high-molded automobile parts, home appliances, and general industrial parts.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.
1. 극저 탄소강의 제조1. Manufacture of Ultra Low Carbon Steel
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 및 비교예 1에 따른 극저 탄소강을 제조하였다.
Extremely low carbon steels according to Example 1 and Comparative Example 1 were prepared using the compositions shown in Table 1 and the process conditions described in Table 2.
[표 1] (성분: 중량%) TABLE 1 (Components: weight%)
[표 2][Table 2]
2. 기계적 물성2. Mechanical Properties
표 3은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 극저 탄소강 시편의 기계적 물성을 나타낸 것이다.Table 3 shows the mechanical properties of the ultra low carbon steel specimens according to Example 1 and Comparative Example 1.
[표 3] [Table 3]
표 1, 표 2 및 표 3을 참조하면, 티타늄(Ti) : 0.04 중량% 및 바나듐(V) : 0.010 중량%가 첨가된 실시예 1의 경우, 각 방향에 따른 인장강도(TS) : 290 MPa 이하, 항복강도(YS) : 145 MPa 이하, 연신율(EL) : 47% 이상 및 가공 지수(r-value) : 2.33 이상을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, Table 2 and Table 3, in the case of Example 1 added with titanium (Ti): 0.04% by weight and vanadium (V): 0.010% by weight, tensile strength (TS) in each direction: TS 290 MPa Below, yield strength (YS): 145 MPa or less, elongation (EL): 47% or more and work index (r-value): it can be confirmed that all satisfies 2.33 or more.
반면, 니오븀(Nb) : 0.01 중량% 및 Ti : 0.040 중량%가 첨가된 비교예 1의 경우, 각 방향에 따른 인장강도(TS), 항복강도(YS), 연신율(EL) 및 가공 지수(r-value) 모두가 목표치를 달성하지 못하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in Comparative Example 1 in which niobium (Nb): 0.01% by weight and Ti: 0.040% by weight were added, tensile strength (TS), yield strength (YS), elongation (EL), and work index (r) along each direction were obtained. -value) You can see that not everyone achieves the target.
이때, 상기 실시예 1의 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)가 낮게 측정된 것은 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)이 석출물의 입자 크기를 크게 성장시켜 연성은 높이고 강도는 낮추는 원소로 작용했기 때문이다.In this case, the low tensile strength (TS) and yield strength (YS) of Example 1 was measured that titanium (Ti) and vanadium (V) to increase the particle size of the precipitate to increase the ductility and lower the strength acts as an element Because I did.
반면, 비교예 1의 경우, 인장강도(TS) 및 항복강도(YS)가 높게 측정된 것은 NbC 석출물이 미세하게 석출되고 이러한 미세 석출물이 분해되어 기계적 강도를 상승시키는 요인으로 작용했기 때문이다.
On the other hand, in the case of Comparative Example 1, the tensile strength (TS) and the yield strength (YS) was measured because the NbC precipitates are fine precipitated and these fine precipitates are decomposed to act as a factor to increase the mechanical strength.
도 2에 도시된 바와 같이, 비교예 1의 조성을 갖는 극저 탄소강을 성분 분석기(Energy Dispersive X-ray microanalysis: EDX)로 측정한 결과, Nb-Ti 복합 석출물 성분이 검출되는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 조성을 갖는 극저 탄소강은 석출물 성분 중 Nb가 검출되지 않는 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 2, when the ultra low carbon steel having the composition of Comparative Example 1 was measured by an element analyzer (Energy Dispersive X-ray microanalysis: EDX), it was confirmed that the Nb-Ti composite precipitate component was detected. On the other hand, as shown in Figure 3, the ultra-low carbon steel having a composition of Example 1 can be confirmed that Nb is not detected in the precipitate component.
한편, 도 4를 참조하면, 비교예 1의 경우 실시예 1에 비해 미세 조직의 입자 크기가 미세하다는 것을 확인할 수 있다. 이때, 비교예 1과 같이 석출물의 입자 크기가 미세할 경우, 극저 탄소강의 항복 강도를 상승시키며 고용 탄소를 제거하는 효과를 저감시켜 연성을 저하시킨다는 것을 확인하였다.
On the other hand, referring to Figure 4, it can be seen that in the case of Comparative Example 1, the particle size of the microstructure is fine compared to Example 1. At this time, when the particle size of the precipitate is fine as in Comparative Example 1, it was confirmed that the yield strength of the ultra-low carbon steel is increased and the effect of removing the solid solution carbon is reduced to reduce the ductility.
위의 실험 결과, 강 중 탄소 함량이 0.0030 중량% 이하를 함유한 극저 탄소강에서 잔류 고용 탄소를 석출시켜 제거하기 위해서는 니오븀(Nb) 대신 티타늄-바나듐(Ti-V) 복합 석출 원소를 사용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
As a result of the above experiment, it is preferable to use titanium-vanadium (Ti-V) composite precipitation element instead of niobium (Nb) to precipitate and remove residual solid carbon in ultra low carbon steel containing less than 0.0030% by weight of carbon in steel. You can see that.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 열간 압연 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 권취 단계S110: Slab reheating step
S120: Hot Rolling Step
S130: cooling stage
S140: winding step
Claims (8)
상기 재가열된 강을 열간 압연하는 열간 압연 단계;
상기 열간 압연된 강을 냉각하여, 권취하는 권취 단계; 및
상기 권취된 강을 언코일링하여 냉간 압연한 후, 소둔 열처리하는 냉연 단계;를 포함하며,
상기 소둔 열처리 이후, 상기 강은 마르텐사이트 및 상기 마르텐사이트의 결정립계에 형성되는 페라이트를 포함하는 벌집 구조의 복합 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 극저 탄소강 제조 방법.
Carbon (C): more than 0 wt% to 0.003 wt% or less, silicon (Si): more than 0 wt% to 0.002 wt% or less, manganese (Mn): 0.1 to 0.3 wt%, phosphorus (P): 0.015 wt% or less , Sulfur (S): 0.006% by weight or less, titanium (Ti): 0.01 to 0.06% by weight, vanadium (V): 0.01 to 0.08% by weight, aluminum (Al): more than 0% by weight to 0.030% by weight, nitrogen ( N): slab reheating step of reheating the steel slab made up to 0.0025% by weight or less and the remaining Fe and other unavoidable impurities;
A hot rolling step of hot rolling the reheated steel;
A winding step of cooling and winding the hot rolled steel; And
And a cold rolling step of uncoiling the wound steel to cold rolling, and then annealing heat treatment.
After the annealing heat treatment, the steel has a composite structure of a honeycomb structure having a honeycomb structure including martensite and ferrite formed at the grain boundaries of the martensite.
상기 열간 압연 단계의 마무리 열간압연온도는
910 ~ 930℃인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 극저 탄소강 제조 방법.
The method of claim 1,
The finish hot rolling temperature of the hot rolling step is
Ultra low carbon steel manufacturing method excellent in workability, characterized in that the 910 ~ 930 ℃.
상기 권취 단계의 권취 온도는
680 ~ 720℃인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 극저 탄소강 제조 방법.
The method of claim 1,
The winding temperature of the winding step is
Ultra low carbon steel manufacturing method excellent in workability, it is 680-720 degreeC.
인장강도(TS) : 290 MPa 이하, 항복강도(YS) : 145 MPa 이하 및 연신율(EL) : 47% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 극저 탄소강.
Carbon (C): more than 0 wt% to 0.003 wt% or less, silicon (Si): more than 0 wt% to 0.002 wt% or less, manganese (Mn): 0.1 to 0.3 wt%, phosphorus (P): 0.015 wt% or less , Sulfur (S): 0.006% by weight or less, titanium (Ti): 0.01 to 0.06% by weight, vanadium (V): 0.01 to 0.08% by weight, aluminum (Al): more than 0% by weight to 0.030% by weight, nitrogen ( N): 0.0025% by weight or less and the remaining Fe and other unavoidable impurities,
Ultra-low carbon steel with excellent workability, characterized by having a tensile strength (TS) of 290 MPa or less, a yield strength (YS) of 145 MPa or less and an elongation (EL) of 47% or more.
상기 강은
가공 지수(r-value) : 2.33 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 극저 탄소강.
The method of claim 5,
The steel
Work index (r-value): Extremely low carbon steel with excellent workability, characterized by having 2.33 or more.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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