KR101344537B1 - High strength steel sheet and method of manufacturing the steel sheet - Google Patents

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Abstract

마르텐사이트 단상을 가지면서 굽힘 가공성이 우수한 고강도 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 크롬(Cr) : 0.01~0.05% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브를 재가열 및 열간압연하고, 150~500℃/sec의 평균냉각속도로 100~350℃까지 냉각하여 권취한 후, 공냉하는 것을 특징으로 한다. Disclosed is a high strength steel sheet having a martensite single phase and excellent in bending workability and a method of manufacturing the same.
High-strength steel sheet manufacturing method according to the present invention by weight, carbon (C): 0.05 ~ 0.30%, silicon (Si): 0.001 ~ 0.5%, manganese (Mn): 1.0 ~ 2.0%, aluminum (Al): 0.002 ~ 0.08%, phosphorus (P): 0.015% or less, sulfur (S): 0.005% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, chromium (Cr): 0.01-0.05%, and the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities The slab is reheated and hot rolled, cooled to 100-350 ° C. at an average cooling rate of 150-500 ° C./sec, and then air cooled.

Description

고강도 강판 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE STEEL SHEET}High strength steel sheet and its manufacturing method {HIGH STRENGTH STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE STEEL SHEET}

본 발명은 자동차 부품 등에 적용되는 고강도 강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마르텐사이트 강이면서도 굽힘 가공성이 우수한 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high strength steel sheet manufacturing technology applied to automobile parts and the like, and more particularly, to a steel sheet excellent in bendability and a martensitic steel, and a method of manufacturing the same.

자동차 업계는 연비 향상 및 CO2 저감을 위하여 소재의 경량화를 요구하고 있다. 이에 따라, 자동차 부품에 적용되는 강판은 경량화를 위하여 고강도화되고 있다. The automotive industry is demanding a lightweight material for improved fuel efficiency and CO2 reduction. Accordingly, the steel sheet applied to automobile parts has been intensified in order to reduce weight.

그 중에서도 합금원소 함량을 저감하면서도 초고강도 특성을 나타내는 마르텐사이트 구조(Martensitic structure)에 관심이 높아지고 있다. 마르텐사이트 강은 고온(약 Ar3이상)의 오스테나이트 상이 매우 빠른 속도로 냉각시 무확산 변태로 생성되는 매우 높은 경도를 가지는 상이다. 이런 마르텐사이트 미세조직을 이용하여 HPF(Hot Press Forming)강, 고주파 열처리강 등 다양한 제조법이 개발 및 적용되고 있다.Among them, attention is focused on a martensitic structure exhibiting ultra-high strength properties while reducing the content of alloy elements. Martensitic steels are very high hardness phases in which the austenite phase at high temperature (above about Ar3) is formed as a non-diffusive transformation upon cooling at a very high rate. Using such martensite microstructure, various manufacturing methods such as HPF (Hot Press Forming) steel and high frequency heat treatment steel have been developed and applied.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0723204호(2007.05.29. 공고)가 있다.
Background art related to the present invention is Republic of Korea Patent Publication No. 10-0723204 (2007.05.29. Notification).

본 발명의 목적은 열연 혹은 냉연시 냉각 제어를 통하여 열연공정 또는 냉연 공정만으로 가공성이 우수한 초고강도 강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an ultra high strength steel sheet having excellent workability only by a hot rolling process or a cold rolling process through cooling control during hot rolling or cold rolling.

본 발명의 다른 목적은 마르텐사이트 강이면서도 굽힙 가공성이 우수한 고강도 강판을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a high strength steel sheet which is martensitic steel and excellent in bending workability.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 크롬(Cr) : 0.01~0.05% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열 및 열간압연하고, 150~500℃/sec의 평균냉각속도로 100~350℃까지 냉각한 후, 공냉하는 것을 특징으로 한다.
High-strength steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention for achieving the above one object by weight, carbon (C): 0.05 ~ 0.30%, silicon (Si): 0.001 ~ 0.5%, manganese (Mn): 1.0 ~ 2.0%, Aluminum (Al): 0.002 ~ 0.08%, Phosphorus (P): 0.015% or less, Sulfur (S): 0.005% or less, Nitrogen (N): 0.01% or less, Chromium (Cr): 0.01 ~ 0.05% And re-heating and hot rolling the slab plate made of the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities, and cooling to 100-350 ° C. at an average cooling rate of 150-500 ° C./sec, followed by air cooling.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 크롬(Cr) : 0.01~0.05% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 열연재를 냉간압연하여 소둔 처리하고, 150~500℃/sec의 평균냉각속도로 100~350℃까지 냉각한 후, 공냉하는 것을 특징으로 한다.
High-strength steel sheet manufacturing method according to another embodiment of the present invention for achieving the above one object by weight, carbon (C): 0.05 ~ 0.30%, silicon (Si): 0.001 ~ 0.5%, manganese (Mn): 1.0 to 2.0%, aluminum (Al): 0.002 to 0.08%, phosphorus (P): 0.015% or less, sulfur (S): 0.005% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, chromium (Cr): 0.01 to 0.05 The hot rolled material composed of% and the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities is cold rolled and annealed, cooled to 100 to 350 ° C. at an average cooling rate of 150 to 500 ° C./sec, and then air cooled.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%, 인(P) : 0.015% 이하, 황(S) : 0.005% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하, 크롬(Cr) : 0.01~0.05% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고, 면적률로, 마르텐사이트 20% 이하 및 템퍼드 마르텐사이트 80% 이상을 가져서 단단한 마르텐사이트와 보다 연질의 템퍼드 마르텐사이트의 상간 경도를 최소한도로 제어하는 것을 특징으로 한다. High strength steel sheet according to an embodiment of the present invention for achieving the other object by weight, carbon (C): 0.05 ~ 0.30%, silicon (Si): 0.001 ~ 0.5%, manganese (Mn): 1.0 ~ 2.0% , Aluminum (Al): 0.002-0.08%, phosphorus (P): 0.015% or less, sulfur (S): 0.005% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, chromium (Cr): 0.01-0.05% and the remaining iron It consists of (Fe) and unavoidable impurities, and has an area ratio of 20% or less of martensite and 80% or more of tempered martensite to control the phase hardness between hard martensite and softer tempered martensite to a minimum. It is done.

이때, 상기 강판은 중량%로, 니오븀(Nb) : 0.01~0.05%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.05% 및 바나듐(V) : 0.01~0.15% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. In this case, the steel sheet may further include at least one of niobium (Nb): 0.01 to 0.05%, titanium (Ti): 0.01 to 0.05%, and vanadium (V): 0.01 to 0.15% by weight.

또한, 상기 강판은 중량%로, 보론(B) : 0.0005~0.0025%, 크롬(Cr) : 0.05~0.1% 및 몰리브덴(Mo) : 0.05~0.15% 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
In addition, the steel sheet may further include at least one of boron (B): 0.0005 to 0.0025%, chromium (Cr): 0.05 to 0.1% and molybdenum (Mo): 0.05 to 0.15% by weight.

본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 열연 또는 냉연공정에서 초급속 냉각 제어를 통하여 단상의 경질의 마르텐사이트 조직을 형성하되, 냉각 종료 후 코일 상태의 공냉과정에서 저온 템퍼링(Low temperature tempered martensite)이 이루어져 면적률로 80% 이상의 템퍼드 마르텐사이트를 형성할 수 있다. In the method of manufacturing a high strength steel sheet according to the present invention, a single-phase hard martensite structure is formed through super-fast cooling control in a hot rolling or cold rolling process, and low temperature tempered martensite is formed in an air cooling process in a coil state after cooling is completed. It is possible to form more than 80% tempered martensite at a rate.

이에 따라 본 발명에 따른 고강도 강판은 고강도를 가지면서도 굽힘 가공성이 우수한 장점이 있다.
Accordingly, the high strength steel sheet according to the present invention has the advantage of excellent bending workability while having a high strength.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 시편 1의 미세조직 사진이다.
도 4는 시편 2의 미세조직 사진이다.
1 is a flowchart showing a method of manufacturing a high-strength steel sheet according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing a high strength steel sheet manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
3 is a microstructure photograph of Specimen 1. FIG.
4 is a microstructure photograph of Specimen 2. FIG.

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 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a high strength steel sheet according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

고강도 강판High strength steel plate

본 발명에 따른 고강도 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0% 및 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%을 포함하고, 불순물로서 인(P) : 0 중량% 초과~0.015% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과~0.005% 이하, 질소(N) : 0 중량% 초과~0.01% 이하 및 크롬(Cr) : 0.01~0.05%를 포함한다. High strength steel sheet according to the present invention by weight, carbon (C): 0.05 ~ 0.30%, silicon (Si): 0.001 ~ 0.5%, manganese (Mn): 1.0 ~ 2.0% and aluminum (Al): 0.002 ~ 0.08% And impurities as phosphorus (P): more than 0% by weight to 0.015% or less, sulfur (S): more than 0% by weight to 0.005% or less, nitrogen (N): more than 0% by weight to 0.01% or less and chromium ( Cr): 0.01 to 0.05%.

또한, 본 발명에 따른 고강도 강판은 석출경화원소로서, 니오븀(Nb) : 0.01~0.05중량%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.05% 및 바나듐(V) : 0.01~0.15% 중에서 1종 이상을 더 포함할 수 있다. In addition, the high strength steel sheet according to the present invention is a precipitation hardening element, niobium (Nb): 0.01 ~ 0.05% by weight, titanium (Ti): 0.01 ~ 0.05% and vanadium (V): 0.01 ~ 0.15% of at least one more It may include.

또한, 본 발명에 따른 고강도 강판은 경화능 향상을 통한 마르텐사이트 단상구조를 생성하기 위하여 경화능 원소인 보론(B) : 0.0005~0.0025중량%, 크롬(Cr) : 0.05~0.1중량% 및 몰리브덴(Mo) : 0.05~0.15중량% 중에서 1종 이상을 더 포함할 수 있다. In addition, the high-strength steel sheet according to the present invention is a hardenable element boron (B): 0.0005 ~ 0.0025% by weight, chromium (Cr): 0.05 ~ 0.1% by weight and molybdenum ( Mo): 0.05 to 0.15% by weight may further include one or more.

상기 성분들 외에 나머지는 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.In addition to the above components, the remainder consists of iron (Fe) and inevitable impurities.

이하 본 발명에 따른 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the steel sheet according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

탄소(C)는 강의 강도 증가에 기여하는 원소이다. Carbon (C) is an element contributing to the increase in strength of steel.

상기 탄소는 강판 전체 중량의 0.05~0.30중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소 첨가량이 0.05중량% 미만인 경우, 원하는 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소 첨가량이 0.30중량%를 초과하는 경우, 용접성 및 인성이 저하되는 문제점이 있다.
The carbon is preferably added in a content ratio of 0.05 to 0.30% by weight of the total weight of the steel sheet. When the amount of carbon added is less than 0.05% by weight, it is difficult to secure the desired strength. On the contrary, when carbon addition amount exceeds 0.30 weight%, there exists a problem that weldability and toughness fall.

실리콘(Si)Silicon (Si)

실리콘(Si)은 강도 확보에 기여하며, 또한 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다. Silicon (Si) contributes to securing strength and also acts as a deoxidizer to remove oxygen in the steel.

상기 실리콘은 강판 전체 중량의 0.001~0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.001중량% 미만일 경우 실리콘 첨가에 따른 탈산 효과 및 강도 향상 효과가 불충분하다. 반대로 실리콘의 첨가량이 0.5 중량%를 초과할 경우 용접성 및 도금성이 저하되는 문제점이 있다.
The silicon is preferably added in 0.001 to 0.5% by weight of the total weight of the steel sheet. When the amount of silicon added is less than 0.001% by weight, the deoxidation effect and strength improvement effect due to the addition of silicon are insufficient. On the contrary, when the addition amount of silicon exceeds 0.5% by weight, there is a problem that the weldability and plating ability are deteriorated.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 강의 강도 및 인성을 증가시키고 강의 소입성을 증가시키는 원소로서, 망간의 첨가는 탄소의 첨가보다도 강도 상승시 연성의 저하가 적다. Manganese (Mn) is an element that increases the strength and toughness of steel and increases the ingotability of steel. Addition of manganese causes less deterioration of ductility when strength is increased than that of carbon.

상기 망간은 강판 전체 중량의 1.0~2.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간이 첨가량이 1.0중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 2.0중량%를 초과하는 경우, MnS계 비금속개재물을 과다하게 생성하여, 용접시 크랙 발생 등 용접성을 저하시키는 문제점이 있다.
The manganese is preferably added at 1.0 to 2.0% by weight of the total weight of the steel sheet. When the addition amount of manganese is less than 1.0% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the other hand, when the addition amount of manganese exceeds 2.0% by weight, MnS-based nonmetallic inclusions are excessively generated, and weldability such as cracking is lowered.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

알루미늄(Al)은 상기의 실리콘과 함께 강 중 탈산을 위해 첨가한다.Aluminum (Al) is added together with silicon to deoxidize the steel.

상기 알루미늄은 강판 전체 중량의 0.002~0.08중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 첨가량이 0.002중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄의 첨가량이 0.08중량%를 초과할 경우에는 연주성이 저해될 수 있고 강중 알루미나의 분율이 증가하여 마르텐사이트 내 굽힘가공시 보이드(void)를 발생시켜 특성을 저해할 수 있다.
The aluminum is preferably added in 0.002 to 0.08% by weight of the total weight of the steel sheet. When the addition amount of aluminum is less than 0.002% by weight, the effect of addition is insufficient. On the contrary, when the amount of aluminum exceeds 0.08% by weight, playability may be impaired, and the fraction of alumina in the steel may increase to generate voids during bending in martensite, thereby inhibiting properties.

인(P)Phosphorus (P)

인(P)은 강도 향상에 일부 기여하나, 강판 제조시 편석 가능성이 큰 원소로서, 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 용접성을 악화시킬 수 있다. Although phosphorus (P) contributes partly to the strength improvement, it is an element with a high possibility of segregation in the production of steel sheet. It forms fine segregation as well as center segregation, which adversely affects the material and can deteriorate the weldability.

이에 본 발명에서는 인의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과~0.015중량% 이하로 제한하였다.
Therefore, in the present invention, the content of phosphorus was limited to more than 0% by weight to less than 0.015% by weight of the total weight of the steel sheet.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 망간과 결합하여 MnS 와 같은 비금속개재물을 형성하여 용접성을 저해하고, 성형시 가공성을 저해하는 요소이다. 특히 마르텐사이트 미세조직에서는 선형의 MnS가 상간 경도차가 심한 결정립계에 보이드를 다량 발생시켜 굽힘특성에 매우 열위하게 하므로 최소 관리가 필요하다.Sulfur (S) combines with manganese to form nonmetallic inclusions such as MnS, which hinders weldability and hinders workability during molding. Especially, in the martensite microstructure, linear MnS is minimized by minimizing the bending property by generating a large amount of voids in grain boundaries with a large difference in hardness between phases.

따라서, 본 발명에서는 황의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과~0.005 중량% 이하로 제한하였다.
Therefore, in the present invention, the content of sulfur is limited to more than 0% to 0.005% by weight of the total weight of the steel sheet.

크롬(Cr)Chromium (Cr)

크롬(Cr)은 고로재 불순물 검출량 기준 0.01~0.05중량%가 포함된다. 또한, 크롬은 경화능 향상 효과를 위하여 의도적으로 첨가되어 강판 전체 중량의 0.05~0.1중량%까지 포함될 수 있다.
Chromium (Cr) is contained 0.01 to 0.05% by weight based on the amount of blast furnace impurities detected. In addition, chromium may be intentionally added for the effect of improving hardenability, and may include 0.05 to 0.1 wt% of the total weight of the steel sheet.

질소(N)Nitrogen (N)

질소(N)는 불가피한 불순물로써, 다량 함유될 경우 고용 질소가 증가하여 강판의 충격특성 및 연신율을 떨어뜨리고 용접부의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다. Nitrogen (N) is an inevitable impurity. If it is contained in a large amount, nitrogen nitrogen is increased and the impact property and elongation rate of the steel sheet are lowered and the toughness of the welded portion is greatly lowered.

이에, 본 발명에서는 질소의 함량을 강판 전체 중량의 0 중량% 초과~0.01중량% 이하로 제한하였다.
Thus, in the present invention, the content of nitrogen was limited to more than 0% by weight to 0.01% by weight of the total weight of the steel sheet.

니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)Niobium (Nb), Titanium (Ti), Vanadium (V)

니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)은 석출물 형성원소로서 강도 확보에 유효하게 작용한다. Niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) effectively act to secure strength as a precipitate forming element.

상기 니오븀이 첨가될 경우, 그 함량은 강판 전체 중량의 0.01~0.05중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 니오븀의 첨가량 0.01중량% 미만일 경우 니오븀 첨가에 따른 효과가 불충분하다. 반대로, 니오븀의 함량이 0.05중량%를 초과할 경우, 재결정 온도의 상승으로 인한 강판의 방향별 재질편차를 발생시켜 가공성을 저하시키는 문제점이 있다. When niobium is added, the content is preferably limited to 0.01 to 0.05% by weight of the total weight of the steel sheet. If the amount of niobium added is less than 0.01% by weight, the effect of adding niobium is insufficient. On the contrary, when the content of niobium exceeds 0.05% by weight, there is a problem in that the workability is lowered by generating a material deviation for each direction of the steel sheet due to an increase in recrystallization temperature.

상기 티타늄이 첨가되는 경우, 그 첨가량은 강판 전체 중량의 0.01~0.05중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 티타늄은 0.01중량% 이상 첨가될 때 그 효과를 충분히 발휘한다. 다만, 본 발명에서 티타늄의 첨가량이 0.05중량%를 초과하는 경우, 연속주조시 티타늄 산화물 생성으로 인한 노즐막힘이 발생 될 수 있고, 제조되는 강판의 표면 결함을 유발하는 문제점이 있다. When the titanium is added, the addition amount is preferably limited to 0.01 to 0.05% by weight of the total weight of the steel sheet. Titanium exhibits its effects sufficiently when added in an amount of 0.01% by weight or more. However, when the addition amount of titanium in the present invention exceeds 0.05% by weight, nozzle clogging may occur due to the production of titanium oxide during continuous casting, there is a problem causing a surface defect of the steel sheet to be manufactured.

상기 바나듐이 첨가될 경우, 그 함량은 강판 전체 중량의 0.01~0.15중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 바나듐의 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 바나듐의 첨가량이 0.15중량%를 초과하는 경우, 과도한 석출물 생성으로 인한 재질 불균일 및 인성이 저하될 수 있다.
When the vanadium is added, the content is preferably limited to 0.01 ~ 0.15% by weight of the total weight of the steel sheet. If the amount of vanadium added is less than 0.01% by weight, the effect of addition is insufficient. On the contrary, when the added amount of vanadium exceeds 0.15% by weight, material unevenness and toughness may be reduced due to excessive precipitate formation.

보론(B), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)Boron (B), Chromium (Cr), Molybdenum (Mo)

보론(B), 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo)은 경화능 향상원소로서, 마르텐사이트 단상구조를 생성하는데 유효하다. Boron (B), chromium (Cr) and molybdenum (Mo) are hardening enhancement elements, and are effective for producing martensite single phase structures.

보론이 첨가될 경우, 그 첨가량은 강판 전체 중량의 0.0005~0.0025중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 보론의 첨가량이 0.0005중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 보론의 첨가량이 0.0025중량%를 초과하는 경우, 강의 인성 및 연성을 저해하는 문제점이 있다. When boron is added, the addition amount is preferably limited to 0.0005 to 0.0025% by weight of the total weight of the steel sheet. When the addition amount of boron is less than 0.0005% by weight, the effect of addition may be insufficient. On the contrary, when the addition amount of boron exceeds 0.0025% by weight, there is a problem of inhibiting the toughness and ductility of the steel.

크롬이 첨가될 경우, 그 첨가량은 불순물로 포함된 크롬을 포함하여 강판 전체 중량의 0.05~0.1중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 크롬의 첨가량이 0.05중량% 미만일 경우, 크롬 첨가에 따른 경화능 향상 효과가 불충분해질 수 있다. 반대로, 크롬의 첨가량이 0.1중량%를 초과하는 경우 저온 냉각종료시 취성이 강한 크롬카바이드 생성으로 인하여 강도 대비 연성을 크게 저하시키는 원인이 될 수 있다. When chromium is added, the amount is preferably limited to 0.05 to 0.1% by weight of the total weight of the steel sheet including chromium contained as impurities. When the amount of chromium added is less than 0.05% by weight, the effect of improving the hardenability due to the addition of chromium may be insufficient. On the contrary, if the amount of chromium is added in excess of 0.1% by weight, it may cause a great decrease in ductility compared to strength due to brittle chromium carbide formation at the end of low temperature cooling.

몰리브덴이 첨가될 경우, 그 첨가량은 0.05~0.15중량%로 제한되는 것이 바람직하다. 몰리브덴의 첨가량이 0.05중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 몰리브덴이 첨가량이 0.15중량%를 초과할 경우, 강의 인성이 저하되며, 강판 제조 비용이 크게 증가할 수 있다.
When molybdenum is added, the amount is preferably limited to 0.05 to 0.15% by weight. When the amount of molybdenum added is less than 0.05% by weight, the effect of addition may be insufficient. On the contrary, when molybdenum is added in an amount exceeding 0.15% by weight, the toughness of the steel may be lowered, and the steel sheet manufacturing cost may increase significantly.

상기 조성을 갖는 본 발명에 따른 고강도 강판은 후술하는 열연공정 혹은 냉연공정에서 냉각 제어를 통하여 면적률로, 마르텐사이트 20% 이하 및 템퍼드 마르텐사이트 80% 이상을 가질 수 있다.
The high strength steel sheet according to the present invention having the above composition may have a martensite of 20% or less and a tempered martensite of 80% or more as an area ratio through cooling control in a hot rolling process or a cold rolling process described later.

고강도 강판 제조 방법High strength steel plate manufacturing method

이하, 상기 조성을 갖는 본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, a high strength steel sheet manufacturing method according to the present invention having the above composition will be described.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법을 나타낸 순서도로서, 열연강판 제조 방법을 나타낸 것이다. 1 is a flow chart showing a method for manufacturing a high strength steel sheet according to an embodiment of the present invention, showing a method for manufacturing a hot rolled steel sheet.

도 1을 참조하면, 도시된 고강도 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120) 및 냉각/권취 단계(S130) 및 공냉 단계(S140)를 포함한다. Referring to Figure 1, the high strength steel sheet manufacturing method shown includes a slab reheating step (S110), hot rolling step (S120) and cooling / winding step (S130) and air cooling step (S140).

슬라브 재가열 단계(S110)는 전술한 조성을 갖는 반제품 상태의 슬라브 판재의 재가열을 통하여, 주조시 편석된 성분 및 석출물을 재고용한다. 슬라브 재가열은 대략 1150~1250℃, 2~4시간 정도 실시될 수 있다. The slab reheating step (S110) re-uses the components and precipitates segregated during casting through reheating of the slab plate of the semi-finished state having the above-described composition. The slab reheating may be carried out at approximately 1150-1250 ° C. for 2-4 hours.

열간압연 단계(S120)에서는 재가열된 슬라브 판재를 열간압연한다. In the hot rolling step (S120), the reheated slab plate is hot rolled.

열간압연은 냉각 전 강판의 조직이 오스테나이트 상이 되도록, 마무리 압연 온도(FDT)가 대략 750~950℃ 정도가 될 수 있다.
Hot rolling may have a finish rolling temperature (FDT) of about 750 to 950 ° C. such that the structure of the steel sheet before the cooling becomes an austenite phase.

냉각 / 권취 단계(S130)에서는 목표로 하는 마르텐사이트 단상 조직을 확보하기 위하여, 열간압연된 판재를 마르텐사이트 온도 영역까지 냉각한 후 권취한다. In the cooling / winding step (S130), in order to secure a target martensite single phase structure, the hot rolled sheet is cooled to a martensite temperature region and then wound.

냉각은 150~500℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 150℃/sec 미만일 경우, 페라이트, 펄라이트 등의 변태가 발생하여 마르텐사이트 단상 조직을 확보하기 어렵다. 반대로, 냉각 속도가 500℃/sec를 초과할 경우, 매우 경질의 마르텐사이트를 생성시켜 저온 템퍼링 효과를 효과적으로 얻지 못하여 템퍼드 마르텐사이트 80%이상의 분율을 얻기 힘들며, 또한 설비상 판형상의 제어관련 제한이 따를 수 있다. Cooling is preferably carried out at an average cooling rate of 150 ~ 500 ℃ / sec. If the cooling rate is less than 150 ° C / sec, transformation such as ferrite, pearlite occurs, it is difficult to secure the martensite single-phase structure. Conversely, if the cooling rate exceeds 500 ° C / sec, It is difficult to obtain a tempered martensite fraction more than 80% by producing very hard martensite to effectively obtain the low temperature tempering effect, and also may be subject to limitations related to the control of the plate shape on the installation.

냉각 종료 온도는 마르텐사이트 시작 온도 이하 영역에 해당하는 100~3500℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150~280℃를 제시할 수 있다. 냉각 종료 온도가 350℃를 초과하는 경우 냉각이 불충분하여 마르텐사이트 단상 조직을 확보하기 어려워질 수 있다. 반대로 냉각 종료 온도가 100℃ 미만일 경우 소재 표면에 냉각수 잔류로 인하여 표면 경질화 및 반점이 발생되고, 냉각 종료 후 저온 템퍼링을 통한 템퍼드 마르텐사이트상의 분율이 충분하지 않게 될 수 있다.
It is preferable that cooling end temperature is 100-3500 degreeC corresponding to the area | region below martensite starting temperature, More preferably, 150-280 degreeC can be presented. If the cooling end temperature exceeds 350 ° C., cooling may be insufficient, making it difficult to secure martensite single phase structure. On the contrary, when the cooling end temperature is less than 100 ° C., surface hardening and spots may occur due to the remaining coolant on the surface of the material, and a fraction of the tempered martensite phase through low temperature tempering may be insufficient after the cooling end.

본 발명에서 공냉 단계(S140)에서는 냉각 / 권취되어 마르텐사이트 단상 조직을 갖는 강판을 3~5일동안 공냉함으로써 코일 상태의 강판이 저온 템퍼링되도록 한다. 공냉이 3일 미만으로 실시되는 경우, 템퍼드 마르텐사이트 분율 확보가 어렵다. 반대로 공냉이 5일이상 실시되는 경우, 더 이상의 효과 증대없이 생산성이 저하될 수 있다. In the air cooling step (S140) in the present invention by cooling / winding the steel sheet having a martensite single-phase structure by air cooling for 3 to 5 days to ensure that the steel sheet in the coil state low temperature tempering. If air cooling is carried out in less than 3 days, it is difficult to secure the tempered martensite fraction. On the contrary, if air cooling is performed for 5 days or more, productivity may be lowered without further increasing the effect.

이를 통하여, 연질의 템퍼드 마르텐사이트가 면적률로 80% 이상 형성될 수 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 고강도 강판이 마르텐사이트 강이면서도 충분한 템퍼드 마르텐사이트 분율로 인하여 굽힙 가공성이 향상될 수 있다.
Through this, soft tempered martensite may be formed in an area ratio of 80% or more. Through this, the high-strength steel sheet according to the present invention can be improved due to the sufficient martensitic steel and the sufficient tempered martensite fraction.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고강도 강판 제조 방법을 나타낸 순서도로서, 냉연강판 제조 방법을 나타낸 것이다. Figure 2 is a flow chart showing a high strength steel sheet manufacturing method according to another embodiment of the present invention, it shows a cold rolled steel sheet manufacturing method.

도 2를 참조하면, 도시된 고강도 강판 제조 방법은 냉간 압연 단계(S210), 소둔 처리 단계(S220), 냉각 단계(S230) 및 공냉 단계(S240)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the illustrated high strength steel sheet manufacturing method includes a cold rolling step S210, an annealing step S220, a cooling step S230, and an air cooling step S240.

냉간 압연 단계(S210)에서는 전술한 조성을 갖는 열연재를 대략 50~70% 정도의 압하율로 냉간압연한다. In the cold rolling step (S210), the hot rolled material having the composition described above is cold rolled at a rolling reduction rate of approximately 50 to 70%.

소둔 처리 단계(S220)에서는 냉간압연된 강판을 Ac1~ Ac3+100℃ 정도로 가열하여 오스테나이트를 충분히 형성한다. In the annealing treatment step (S220), the cold rolled steel sheet is heated to about Ac1 to Ac3 + 100 ° C. to sufficiently form austenite.

냉각 / 권취 단계(S230)에서는 목표로 하는 마르텐사이트 단상 조직을 확보하기 위하여, 열간압연된 판재를 마르텐사이트 온도 영역에 해당하는 100~350℃까지 150~500℃/sec의 평균냉각속도로 냉각한 후 권취한다. In the cooling / winding step (S230), in order to secure a target martensite single phase structure, the hot rolled sheet is cooled at an average cooling rate of 150 to 500 ° C / sec to 100 to 350 ° C corresponding to the martensite temperature range. After winding up.

또한, 공냉 단계(S240)에서는 냉각 / 권취되어 마르텐사이트 단상 조직을 갖는 강판을 대략 3~5일 동안 공냉함으로써 강판이 저온 템퍼링되도록 한다. In addition, in the air-cooling step (S240), the steel sheet is cold-tempered by air-cooling the steel sheet having the martensite single phase structure for approximately 3 to 5 days.

도 2에 도시된 실시예에서 냉각 / 권취 단계(S230) 및 공냉 단계(S240)는 도 1에 도시된 과정들(S130, S140)에 설명한 바가 그대로 적용될 수 있으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
In the embodiment illustrated in FIG. 2, the cooling / winding step S230 and the air cooling step S240 may be applied to the processes S130 and S140 illustrated in FIG. 1, and thus the detailed description thereof will be omitted. .

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고강도 강판 제조 방법은 열연 공정 혹은 냉연 공정만으로도 마르텐사이트 단상 조직을 갖는 고강도 강판을 제조할 수 있다. 나아가, 냉각 / 권취 후에 이루어지는 공냉 과정에서 셀프 어닐링이 이루어짐으로써 연질의 템퍼드 마르텐사이트가 면적률로 80% 이상 형성될 수 있어 굽힘 가공성 또한 확보할 수 있다.
As described above, the high strength steel sheet manufacturing method according to the present invention can produce a high strength steel sheet having a martensite single phase structure only by a hot rolling process or a cold rolling process. Furthermore, the self-annealing is performed in the air cooling process after cooling / winding, so that soft tempered martensite may be formed in an area ratio of 80% or more, thereby ensuring bending workability.

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 the description can be inferred by those skilled in the art.

1. 열연시편의 제조1. Preparation of hot-rolled specimens

표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 열연 시편들을 제조하였다. Hot-rolled specimens were prepared according to the composition shown in Table 1 and the process conditions shown in Table 2.

[표 1] (단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)

Figure 112011085035906-pat00001
Figure 112011085035906-pat00001

[표 2][Table 2]

Figure 112011085035906-pat00002

Figure 112011085035906-pat00002

2. 기계적 특성 평가2. Evaluation of mechanical properties

표 3은 시편 각각의 인장시험 및 굽힘시험 결과를 나타낸 것이다. Table 3 shows the tensile and bending test results of each specimen.

굽힘 시험결과, 굽힘부 크랙이 발생하지 않은 것은 G로 표시하고, 굽힘부에 미세크랙이 발생한 것은 △로 표시하였으며, 굽힘부에 파단이 발생한 것은 B로 표시하였다. As a result of the bending test, the occurrence of the crack in the bent portion is indicated by G, the occurrence of the microcracks in the bent portion is indicated by △, and the breakage in the bent portion is indicated by B.

표 3을 참조하면, 발명예에 해당하는 시편 1,4,6,7의 경우 인장강도가 모두 1180MPa 이상의 초고강도를 나타내고 있으며, 또한 굽힘반경 1mm에서도 크랙이 전혀 발생하지 않았다. Referring to Table 3, in the specimens 1, 4, 6, and 7 according to the invention example, all of the tensile strengths were 1180 MPa or more, and ultra-high strength was also observed, and no crack was generated even at a bending radius of 1 mm.

[표 3][Table 3]

Figure 112011085035906-pat00003
Figure 112011085035906-pat00003

이에 반하여, 비교예에 해당하는 시편2, 3, 5의 경우, 발명예에 해당하는 시편들과 비교하여 볼 때 인장강도 등의 특성에는 큰 차이점이 없었으나, 굽힘시험시 굽힘 반경 2mm에서 미세크랙이 발생하였고, 굽힘 반경 1mm에서는 파단이 발생하여, 발명예에 해당하는 시편들과 큰 차이점을 나타내었다.
On the contrary, in the case of specimens 2, 3, and 5 corresponding to the comparative example, there was no significant difference in the characteristics such as tensile strength when compared to the specimens corresponding to the invention example, but the microcracks at the bending radius of 2 mm during the bending test. This occurred, the fracture occurred at the bending radius of 1mm, showing a significant difference from the specimens corresponding to the invention example.

도 3은 시편 1의 미세조직 사진이고, 도 4는 시편 2의 미세조직 사진이다. 3 is a microstructure photograph of specimen 1, Figure 4 is a microstructure photograph of specimen 2.

도 3 및 도 4를 참조하면, 발명예에 해당하는 시편 1의 경우, 템퍼드 마르텐사이트 조직이 주를 이루고 있다. 반면, 비교예에 해당하는 시편 2의 경우, 템퍼드 마르텐사이트는 충분히 관찰되지 않으며, 마르텐사이트가 주를 이루고 있음을 볼 수 있다.
3 and 4, in the case of specimen 1 according to the invention example, the tempered martensite structure is dominant. On the other hand, in the case of specimen 2 corresponding to the comparative example, the tempered martensite is not sufficiently observed, and it can be seen that martensite is mainly dominant.

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 : 열간압연 단계
S130 : 냉각/권취 단계
S140 : 공냉 단계
S210 : 냉간압연 단계
S220 : 소둔 처리 단계
S230 : 냉각/권취 단계
S240 : 공냉 단계S110: Slab reheating step
S120: Hot rolling step
S130: cooling / winding step
S140: Air Cooling Step
S210: cold rolling stage
S220: Annealing Treatment Step
S230: cooling / winding stage
S240: air cooling stage

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%, 인(P) : 0 중량% 초과~0.015% 이하, 황(S) : 0 중량% 초과~0.005% 이하, 질소(N) : 0 중량% 초과~0.01% 이하, 크롬(Cr) : 0.01~0.05% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 열연재를 냉간압연하여 소둔 처리하고, 150~500℃/sec의 평균냉각속도로 100~350℃까지 냉각하여 권취한 후, 공냉하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
By weight%, carbon (C): 0.05-0.30%, silicon (Si): 0.001-0.5%, manganese (Mn): 1.0-2.0%, aluminum (Al): 0.002-0.08%, phosphorus (P): 0 More than 0% by weight to less than 0.015%, sulfur (S): more than 0% by weight to 0.005% or less, nitrogen (N): more than 0% by weight to 0.01% or less, chromium (Cr): 0.01 to 0.05% and the remaining iron (Fe) ) And an annealing treatment of the hot rolled material made of inevitable impurities, and cooled to 100-350 ° C at an average cooling rate of 150-500 ° C / sec, followed by air cooling.
제5항에 있어서,
상기 공냉은
3~5일동안 실시되는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
The method of claim 5,
The air cooling
High strength steel sheet manufacturing method characterized in that carried out for 3 to 5 days.
제5항에 있어서,
상기 열연재는
중량%로, 니오븀(Nb) : 0.01~0.05%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.05% 및 바나듐(V) : 0.01~0.15% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
The method of claim 5,
The hot rolled material is
By weight%, niobium (Nb): 0.01 to 0.05%, Titanium (Ti): 0.01 to 0.05% and vanadium (V): 0.01 to 0.15% The method for producing a high strength steel sheet, characterized in that it further comprises.
제5항 또는 제7항에 있어서,
상기 열연재는
중량%로, 보론(B) : 0.0005~0.0025%, 크롬(Cr) : 0.05~0.1% 및 몰리브덴(Mo) : 0.05~0.15% 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 강판 제조 방법.
The method according to claim 5 or 7,
The hot rolled material is
By weight%, boron (B): 0.0005 to 0.0025%, chromium (Cr): 0.05 to 0.1% and molybdenum (Mo): 0.05 to 0.15% of the high-strength steel sheet manufacturing method characterized in that it further comprises.
중량%로, 탄소(C) : 0.05~0.30%, 실리콘(Si) : 0.001~0.5%, 망간(Mn) : 1.0~2.0%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.08%, 인(P) : 0중량%초과~0.015% 이하, 황(S) : 0중량%초과~0.005% 이하, 질소(N) : 0중량%초과~0.01% 이하, 크롬(Cr) : 0.01~0.05%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.05%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.05%, 바나듐(V) : 0.01~0.15%, 보론(B) : 0.0005~0.0025%, 크롬(Cr) : 0.05~0.1%, 몰리브덴(Mo) : 0.05~0.15% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지고,
면적률로, 마르텐사이트 20% 이하 및 템퍼드 마르텐사이트 80% 이상을 가지며,
인장강도 : 1233 ~ 1629MPa, 항복강도 : 803 ~ 1434MPa, 연신율 : 5.8 ~ 12.8% 및 비커스경도 : 398 ~517Hv를 가지는 것을 특징으로 하는 고강도 강판.
By weight%, carbon (C): 0.05-0.30%, silicon (Si): 0.001-0.5%, manganese (Mn): 1.0-2.0%, aluminum (Al): 0.002-0.08%, phosphorus (P): 0 % By weight -0.015% or less, sulfur (S): 0% by weight-0.005% or less, nitrogen (N): 0% by weight-0.01% or less, chromium (Cr): 0.01-0.05%, niobium (Nb) : 0.01 ~ 0.05%, Titanium (Ti) 0.01 ~ 0.05%, Vanadium (V): 0.01 ~ 0.15%, Boron (B): 0.0005 ~ 0.0025%, Chromium (Cr): 0.05 ~ 0.1%, Molybdenum (Mo) : 0.05 ~ 0.15% and the remaining iron (Fe) and inevitable impurities,
Having an area ratio of 20% or less of martensite and 80% or more of tempered martensite,
Tensile strength: 1233 ~ 1629MPa, Yield strength: 803 ~ 1434MPa, Elongation: 5.8 ~ 12.8% and Vickers hardness: 398 ~ 517Hv characterized by having a high strength steel sheet.
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