KR101412247B1 - Method of manufacturing ultra high strength steel sheet - Google Patents
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Abstract
석출형 합금원소 및 경화능 원소의 제어를 통하여, 내마모성이 우수한 인장강도 1180MPa 이상의 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 초고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.03~0.2%, 실리콘(Si) : 0.01~0.5%, 망간(Mn) : 0.8~2.5%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.1%, 인(P) : 0.02% 이하, 황(S) : 0.003% 이하, 질소(N) : 0.01% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.01~0.1%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.1% 및 바나듐(V) : 0.01~0.1% 중 1종 이상을 더 포함하며, 니켈(Ni) : 0.01~0.1%, 크롬(Cr) : 0.01~0.1% 및 보론(B) : 0.0005~0.004% 중 1종 이상을 더 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브 판재를 750~950℃의 마무리 압연 온도 조건으로 열간압연하는 단계; 및 상기 열간압연된 판재를 200~400℃/sec의 평균냉각속도로 마르텐사이트 온도역까지 냉각한 후, 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. An ultra-high strength hot-rolled steel sheet excellent in abrasion resistance and having a tensile strength of 1,180 MPa or more through control of a precipitation-type alloying element and a hardenable element, and a method for producing the same.
The method for manufacturing an ultra high strength steel sheet according to the present invention is characterized by comprising 0.03 to 0.2% of carbon (C), 0.01 to 0.5% of silicon (Si), 0.8 to 2.5% of manganese (Mn) (Ti): 0.01 to 0.1%, niobium (Nb): 0.01 to 0.1%, phosphorus (P): 0.02% or less, sulfur (S): 0.003% (Ni): 0.01 to 0.1%; chromium (Cr): 0.01 to 0.1%; and boron (B): 0.0005 to 0.004 %, And reheating the slab plate made of the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities; Hot rolling the reheated slab sheet at a finishing rolling temperature of 750 to 950 캜; And cooling the hot-rolled plate to a martensite temperature range at an average cooling rate of 200 to 400 ° C / sec, followed by winding.
Description
본 발명은 자동차 부품 등에 적용되는 초고강도 강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석출형 합금원소 및 경화능 원소를 첨가하여, 열연 공정만으로 인장강도 1180MPa 이상을 갖는 초고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a super high strength steel sheet having a tensile strength of 1,180 MPa or more by adding a precipitation-type alloying element and a hardenable element, .
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. 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.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0723204호(2007.05.29. 공고)에 개시된 가공성이 우수한 인장강도 1180ＭPa 이상인 초고강도용융아연 도금강판과 그 제조방법이 있다.
The background art related to the present invention is an ultra-high strength hot-dip galvanized steel sheet having excellent processability and a tensile strength of 1180 MPa or more and a method of manufacturing the same, disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0723204 (published on May 29, 2007).
본 발명의 목적은 석출형 합금원소 및 경화능 원소 등의 성분 조절 및 열연공정 제어를 통하여 인장강도 1180MPa 이상의 초고강도를 나타낼 수 있는 초고강도 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an ultrahigh strength steel sheet capable of exhibiting ultra high strength of tensile strength of 1180 MPa or more through control of components such as precipitation type alloying elements and hardenable elements, and hot rolling process control, and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.03~0.2%, 실리콘(Si) : 0.01~0.5%, 망간(Mn) : 0.8~2.5%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.1%, 인(P) : 0% 초과 내지 0.02% 이하, 황(S) : 0% 초과 내지 0.003% 이하, 질소(N) : 0% 초과 내지 0.01% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.01~0.1%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.1% 및 바나듐(V) : 0.01~0.1% 중 1종 이상을 더 포함하며, 니켈(Ni) : 0.01~0.1%, 크롬(Cr) : 0.01~0.1% 및 보론(B) : 0.0005~0.004% 중 1종 이상을 더 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브 판재를 750~950℃의 마무리 압연 온도 조건으로 열간압연하는 단계; 및 상기 열간압연된 판재를 200~400℃/sec의 평균냉각속도로 마르텐사이트 온도역까지 냉각한 후, 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultrahigh strength steel sheet, comprising the steps of: (a) providing 0.03 to 0.2% of carbon (C), 0.01 to 0.5% of silicon (Si) (P): more than 0% to 0.02%, sulfur (S): more than 0% to less than 0.003%, nitrogen (N): more than 0% to less than 0.01% And at least one of titanium (Ti): 0.01 to 0.1%, niobium (Nb): 0.01 to 0.1%, and vanadium (V): 0.01 to 0.1% Reheating a slab plate further comprising at least one of Cr, 0.1 to 0.1% Cr, 0.01 to 0.1% Cr, and 0.0005 to 0.004% boron (B), the remaining Fe and inevitable impurities; Hot rolling the reheated slab sheet at a finishing rolling temperature of 750 to 950 캜; And cooling the hot-rolled plate to a martensite temperature range at an average cooling rate of 200 to 400 ° C / sec, followed by winding.
이때, 상기 슬라브 판재의 재가열은 1150~1300℃에서 3~5시간동안 실시되는 것이 바람직하다. At this time, the reheating of the slab plate is preferably performed at 1150 to 1300 ° C for 3 to 5 hours.
또한, 상기 권취 온도는 50~350℃인 것이 바람직하다.
The coiling temperature is preferably 50 to 350 ° C.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.03~0.2%, 실리콘(Si) : 0.01~0.5%, 망간(Mn) : 0.8~2.5%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.1%, 인(P) : 0% 초과 내지 0.02% 이하, 황(S) : 0% 초과 내지 0.003% 이하, 질소(N) : 0% 초과 내지 0.01% 이하를 포함하고, 티타늄(Ti) : 0.01~0.1%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.1% 및 바나듐(V) : 0.01~0.1% 중 1종 이상을 더 포함하며, 니켈(Ni) : 0.01~0.1%, 크롬(Cr) : 0.01~0.1% 및 보론(B) : 0.0005~0.004% 중 1종 이상을 더 포함하고, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 미세조직에 마르텐사이트가 면적률로 95% 이상이고, 인장강도 1180MPa 이상을 갖는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an ultra-high strength steel sheet according to an embodiment of the present invention includes 0.03 to 0.2% of carbon (C), 0.01 to 0.5% of silicon (Si), 0.8 to 2.5% of manganese (Mn) , Sulfur (S): more than 0% to less than 0.003%, nitrogen (N): more than 0% to less than 0.01% of aluminum (Al) (Ni): 0.01 to 0.1% of at least one of titanium (Ti): 0.01 to 0.1%, niobium (Nb): 0.01 to 0.1% and vanadium (V) (Fe) and unavoidable impurities, and further comprising at least one of Cr, Cr and O in an amount of 0.01 to 0.1% and 0.0005 to 0.004% of boron (B) 95% or more, and a tensile strength of 1180 MPa or more.
이때, 상기 강판은 항복강도 1000MPa 이상, 연신율 5% 이상 및 비커스 경도 Hv 350 이상을 가질 수 있다.
At this time, the steel sheet may have a yield strength of 1000 MPa or more, an elongation of 5% or more, and a Vickers hardness Hv of 350 or more.
본 발명에 따른 초고강도 강판 제조 방법에 의하면, 탄소 및 망간의 함량을 기존재보다 저감하고, 니오븀(Nb)과 같은 석출형 합금원소와 보론(B)과 같은 경화능 원소를 함께 첨가하여 열간압연시 열연하중을 최대한 낮게 하여, 열연판재두께 기준 2.0mm 이하의 극박물 압연을 용이하게 하고, 열간압연후 냉각시 냉각속도 200℃/sec 이상의 초급속 냉각을 이용하여 면적률로 95% 이상의 마르텐사이트 미세구조를 생성시킴으로써, 내마모성이 우수하며, 인장강도 1180MPa 이상의 초고강도를 갖는 강판을 제조고 냉각종료후 열연코일상태의 자기템퍼링을 유도하여 템퍼트 마르텐사이트 조직을 최종 제어하여 성형성을 향상시킬 수 있다.
According to the method for manufacturing an ultra-high strength steel sheet according to the present invention, the content of carbon and manganese is lower than that of iron and the hardening elements such as niobium (Nb) and boron (B) The hot rolling load at the time of hot rolling is made as low as possible to facilitate the rolling of the hot rolled steel sheet at a thickness of 2.0 mm or less and the hot rolling at a cooling rate of 200 DEG C / The steel sheet having excellent abrasion resistance and super high strength of tensile strength of 1180 MPa or more can be manufactured and the tempering of the hot martensite structure can be improved by inducing magnetic tempering in the state of the hot-rolled coil after completion of high cooling .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 강판 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a flowchart showing a method of manufacturing an ultra-high strength steel sheet according to an embodiment of the present invention.
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. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction 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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초고강도 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ultra-high strength steel sheet according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
고강도 강판High strength steel plate
본 발명에 따른 초고강도 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.03~0.2%, 실리콘(Si) : 0.01~0.5%, 망간(Mn) : 0.8~2.5%, 알루미늄(Al) : 0.002~0.1%, 인(P) : 0% 초과 내지 0.02% 이하, 황(S) : 0% 초과 내지 0.003% 이하, 질소(N) : 0% 초과 내지 0.01% 이하를 포함한다. The ultrahigh strength steel sheet according to the present invention is characterized in that it comprises 0.03 to 0.2% of carbon (C), 0.01 to 0.5% of silicon (Si), 0.8 to 2.5% of manganese (Mn) (P): more than 0% to 0.02%, sulfur (S): more than 0% to less than 0.003%, nitrogen (N): more than 0% to less than 0.01%.
또한, 본 발명에 따른 초고강도 강판은 석출형 합금원소로서, 티타늄(Ti) : 0.01~0.1%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.1% 및 바나듐(V) : 0.01~0.1% 중 1종 이상을 더 포함한다.The super high strength steel sheet according to the present invention is characterized in that at least one of titanium (Ti): 0.01 to 0.1%, niobium (Nb): 0.01 to 0.1% and vanadium (V) .
또한, 본 발명에 따른 초고강도 강판은 경화능 원소로서, 니켈(Ni) : 0.01~0.1%, 크롬(Cr) : 0.01~0.1% 및 보론(B) : 0.0005~0.004% 중 1종 이상을 더 포함한다. The ultrahigh strength steel sheet according to the present invention may further contain at least one of nickel (Ni): 0.01 to 0.1%, chromium (Cr): 0.01 to 0.1% and boron (B): 0.0005 to 0.004% .
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 0.03~0.2중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소 첨가량이 0.03중량% 미만인 경우, 원하는 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소 첨가량이 0.2중량%를 초과하는 경우, 용접성 및 인성이 저하되는 문제점이 있다.
The carbon is preferably added in an amount of 0.03 to 0.2% by weight based on the total weight of the steel sheet. When the amount of carbon added is less than 0.03% by weight, it is difficult to secure a desired strength. On the other hand, when the amount of carbon added exceeds 0.2% by weight, weldability and toughness are deteriorated.
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 0.01~0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.01중량% 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 an amount of 0.01 to 0.5% by weight based on the total weight of the steel sheet. If the addition amount of silicon is less than 0.01% by weight, the deoxidation effect and the strength improving effect according 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 0.8~2.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간이 첨가량이 0.8중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 2.5중량%를 초과하는 경우, MnS계 비금속개재물을 과다하게 생성하여, 용접시 크랙 발생 등 용접성을 저하시키는 문제점이 있다.
The manganese is preferably added in an amount of 0.8 to 2.5% by weight based on the total weight of the steel sheet. When the addition amount of manganese is less than 0.8% by weight, the effect of addition thereof is insufficient. On the other hand, when the addition amount of manganese exceeds 2.5% 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 0.002~0.1중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 첨가량이 0.002중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄의 첨가량이 0.1중량%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 an amount of 0.002 to 0.1% by weight based on 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 other hand, if the addition amount of aluminum exceeds 0.1% by weight, performance may be deteriorated and the fraction of alumina in the steel may increase, thereby causing voids in the bending process in martensite, thereby deteriorating the characteristics.
인(P)In (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 0중량% 초과 내지 0.02중량% 이하로 제한하였다.
Therefore, in the present invention, the content of phosphorus is limited to more than 0% by weight and not more than 0.02% 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 0중량% 초과 내지 0.003 중량% 이하로 제한하였다.
Therefore, in the present invention, the content of sulfur is limited to more than 0 wt% and 0.003 wt% or less 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 0중량% 초과 내지 0.01중량% 이하로 제한하였다.
Accordingly, in the present invention, the content of nitrogen is limited to more than 0 wt% to 0.01 wt% or less of the total weight of the steel sheet.
티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 바나듐(V)Titanium (Ti), niobium (Nb), vanadium (V)
티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V)은 석출물 형성원소로서 강도 확보에 유효하게 작용한다. Titanium (Ti), niobium (Nb), and vanadium (V) act as effective precipitating elements in ensuring strength.
이들 성분은 1종 이상 첨가될 수 있으며, 첨가되는 성분은 각각 0.01~0.1중량% 첨가될 때, 그 효과를 충분히 발휘한다. 반면, 티타늄, 니오븀 또는 바나듐의 첨가량이 0.1중량%를 초과할 경우 강판의 가공성 및 인성을 저해할 수 있다.
One or more of these components may be added, and when the components to be added are each added in an amount of 0.01 to 0.1% by weight, the effect is sufficiently exhibited. On the other hand, when the addition amount of titanium, niobium or vanadium exceeds 0.1 wt%, the workability and toughness of the steel sheet can be inhibited.
니켈(Ni), 크롬(Cr), 보론(B)Nickel (Ni), chromium (Cr), boron (B)
니켈(Ni), 크롬(Cr) 및 보론(B)은 경화능 향상원소로서, 마르텐사이트를 생성하는데 유효하다. Nickel (Ni), chromium (Cr), and boron (B) are effective in producing martensite as an element for improving hardenability.
이들 성분은 1종 이상 첨가될 수 있으며, 첨가되는 성분이 니켈, 크롬일 경우, 각각 0.01~0.1중량% 첨가될 때 그 효과를 충분히 발휘하고, 첨가되는 성분이 보론일 경우, 0.0005~0.004중량% 첨가될 때 그 효과를 충분히 발휘한다. When the added components are nickel and chromium, the effect is sufficiently exhibited when 0.01 to 0.1 wt% is added, and when the added component is boron, 0.0005 to 0.004 wt% When added, it exerts its effect sufficiently.
크롬 혹은 니켈이 0.1중량%를 초과하여 첨가되거나, 보론이 0.004중량%를 초과하여 첨가되는 경우, 강의 인성 및 연성을 저해하는 문제점이 있다.
When chrome or nickel is added in an amount exceeding 0.1% by weight or when boron is added in an amount exceeding 0.004% by weight, toughness and ductility of the steel are deteriorated.
본 발명에 따른 초고강도 강판은 상기 조성 및 후술하는 열연공정을 통하여, 마르텐사이트의 상분율이 면적률로 95% 이상인 미세조직을 가질 수 있다. 이때, 베이나이트, 페라이트 등은 면적률로 5% 이하로 형성될 수 있다.
The ultra high strength steel sheet according to the present invention may have a microstructure in which the phase fraction of martensite is 95% or more in area ratio through the above composition and the hot rolling process described below. At this time, bainite, ferrite, and the like may be formed at an area ratio of 5% or less.
고강도 강판 제조 방법High strength steel plate manufacturing method
이하, 상기 조성을 갖는 본 발명에 따른 초고강도 강판 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an ultra-high strength steel sheet according to the present invention having the above composition will be described.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고강도 강판 제조 방법을 나타낸 순서도로서, 열연강판 제조 방법을 나타낸 것이다. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing an ultra-high strength steel sheet according to an embodiment of the present invention, which shows a method of manufacturing a hot rolled steel sheet.
도 1을 참조하면, 도시된 초고강도 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120) 및 냉각/권취 단계(S130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the illustrated method of manufacturing ultra-high strength steel sheet includes a slab reheating step (S110), a hot rolling step (S120), and a cooling / winding step (S130).
슬라브 재가열 단계(S110)는 전술한 조성을 갖는 반제품 상태의 슬라브 판재의 재가열을 통하여, 주조시 편석된 성분 및 석출물을 재고용한다. The slab reheating step (S110) reuses the segregated components and precipitates through reheating of the semi-finished slab plate having the above composition.
슬라브 재가열은 1150~1300℃, 3~5시간 실시되는 것이 바람직하다. 슬라브 재가열이 1150℃ 미만에서 실시되거나 재가열 시간이 3시간 미만인 경우, 재고용 혹은 균질화 효과가 불충분해질 수 있다. 반대로, 재가열이 1300℃를 초과하여 실시되거나 재가열 시간이 5시간을 초과하는 경우, 결정립 조대화로 인하여 강도 확보가 어려워질 수 있고, 과도한 가열로 인한 경제성이 저하될 수 있다. The slab reheating is preferably carried out at 1150 to 1300 ° C for 3 to 5 hours. If the slab reheating is conducted at less than 1150 占 폚 or the reheating time is less than 3 hours, the reuse or homogenizing effect may become insufficient. Conversely, when the reheating is performed at a temperature exceeding 1300 占 폚 or the reheating time exceeds 5 hours, it may become difficult to secure strength due to crystal grain coarsening and the economical efficiency due to excessive heating may be lowered.
다음으로, 열간압연 단계(S120)에서는 재가열된 슬라브 판재를 열간압연한다. Next, in the hot rolling step (S120), the reheated slab plate is hot-rolled.
열간압연은 마무리 압연 온도(FDT) 750~950℃ 조건으로 실시되는 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연 온도 조건에서, 냉각 전 강판의 조직이 오스테나이트 상이 될 수 있다. 마무리 압연 온도가 950℃를 초과하는 경우, 결정립 조대화로 인하여 강도 확보가 어려워질 수 있다. 반대로, 마무리 압연 온도가 750℃ 미만인 경우, 이상역 압연으로 인하여 강판 재질이 열화될 수 있다.
The hot rolling is preferably carried out at a finishing rolling temperature (FDT) of 750 to 950 占 폚. Under the above-mentioned finish rolling temperature condition, the structure of the steel sheet prior to cooling may be an austenite phase. If the finishing rolling temperature exceeds 950 DEG C, it may become difficult to secure strength due to crystal grain coarsening. On the other hand, if the finish rolling temperature is lower than 750 占 폚, the material of the steel sheet may deteriorate due to abnormal reverse rolling.
다음으로, 냉각/권취 단계(S130)에서는 목표로 하는 마르텐사이트 상분율을 확보하기 위하여 열간압연된 판재를 200~400℃/sec의 평균냉각속도로 마르텐사이트 온도역까지 냉각한 후, 권취한다. Next, in the cooling / winding step (S130), the hot-rolled plate material is cooled to an martensite temperature range at an average cooling rate of 200 to 400 DEG C / sec to obtain a targeted martensite phase fraction, and then wound.
냉각은 200~400℃/sec의 평균냉각속도로 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 높은 냉각 속도는 수냉시 적용되는 냉각노즐을 통상에 비하여 2배 정도 많이 설치함으로써 가능하다. 냉각시 적용되는 냉각 속도가 200℃/sec 미만일 경우, 페라이트, 펄라이트 등의 변태가 발생하여 95% 이상의 마르텐사이트 조직을 확보하기 어렵다. 반대로, 냉각 속도가 400℃/sec를 초과할 경우, 5% 이상의 연신율 확보가 어려우며, 또한 설비상 판형상의 제어관련 제한이 따를 수 있다. The cooling is preferably carried out at an average cooling rate of 200 to 400 DEG C / sec. Such a high cooling rate can be achieved by installing a cooling nozzle which is applied in water cooling twice as much as usual. When the cooling rate applied at the time of cooling is less than 200 ° C / sec, transformation such as ferrite and pearlite occurs, and it is difficult to secure a martensite structure of 95% or more. On the other hand, when the cooling rate exceeds 400 DEG C / sec, it is difficult to secure an elongation of 5% or more, and restrictions on the plate-type control on the apparatus may be observed.
한편, 권취 온도는 50~350℃인 것이 바람직하다. 권취 온도가 350℃를 초과하는 경우 냉각이 불충분하여 면적률로 95% 이상의 마르텐사이트 분율을 확보하기 어려워질 수 있다. 반대로 권취 온도가 50℃ 미만일 경우 냉각종료후 열연코일의 자기템퍼링 효과가 적어 성형성이 감소될 수 있고, 소재 표면에 냉각수 잔류로 인하여 표면 경질화 및 반점이 발생되는 문제점이 발생할 수 있다. 바람직하게는 200~300℃의 냉각종료온도를 제어하여 냉각종료후 열연코일상태에서 상온까지 공랭(3~5일)기간동안 마르텐사이트상의 템퍼드 마르텐사이트로의 변태유도를 통한 안정적인 강도 및 성형성 확보를 얻을 수 있다.
On the other hand, the coiling temperature is preferably 50 to 350 占 폚. If the coiling temperature exceeds 350 캜, cooling may be insufficient and it may become difficult to secure a martensite fraction of 95% or more in area ratio. On the contrary, if the coiling temperature is less than 50 캜, the effect of self-tempering of the hot-rolled coil after cooling is lowered, the formability may be reduced, and surface hardness and spots may be generated due to residual cooling water on the surface of the material. Preferably, the cooling end temperature is controlled to 200 to 300 ° C. After the completion of the cooling, stable strength and formability through induction of transformation from the hot-rolled coil state to the normal temperature into the tempered martensite phase on martensite during the period of air cooling (3-5 days) Securing.
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 will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. 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.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
1. 열연시편의 제조1. Preparation of hot-rolled specimens
표 1에 기재된 조성을 갖는 슬라브 판재를 1200℃에서 2시간동안 재가열하고, 850℃ 마무리 압연 온도 조건으로 열간압연한 후, 평균냉각속도 300℃/sec로 250℃까지 냉각하고 이어서 권취한 후, 상온까지 공냉하여 열연시편 1~5를 제조하였다. The slab plate having the composition shown in Table 1 was reheated at 1200 ° C for 2 hours, hot rolled at 850 ° C finish rolling temperature, cooled to 250 ° C at an average cooling rate of 300 ° C / sec, And hot-rolled specimens 1 to 5 were produced by air cooling.
[표 1] (단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)
2. 기계적 특성 평가2. Evaluation of mechanical properties
표 2는 강종 1~5의 인장시험 결과 및 비커스 경도 측정 결과를 나타낸 것이다. Table 2 shows the tensile test results and the Vickers hardness measurement results of the steel types 1 to 5.
[표 2][Table 2]
표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 해당하는 시편 1~3의 경우, 인장강도 및 비커스 경도가 모두 목표치 이상을 나타내었으며, 마르텐사이트 면적률 역시 95% 이상을 나타내었다. Referring to Table 2, the tensile strength and the Vickers hardness of the specimens 1 to 3 according to the present invention were higher than the target values, and the martensite area ratio was also 95% or more.
반면, 탄소 함량이 0.04중량%인 상태에서 석출형 합금원소만 첨가되었거나, 경화형 합금원소만 첨가된 시편 4~5의 경우, 마르텐사이트 면적률이 상대적으로 낮았으며, 이에 따라 인장강도 또는 내마모성이 목표치에 미치지 못하였다.
On the other hand, in the case of specimens 4 to 5 in which only the precipitation-type alloying element was added in the state that the carbon content was 0.04 wt% or only the curing-type alloying element was added, the martensite area ratio was relatively low, .
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 S110: Slab reheating step
S120: Hot rolling step
S130: cooling / winding step
Claims (5)
상기 재가열된 슬라브 판재를 750~950℃의 마무리 압연 온도 조건으로 열간압연하는 단계; 및
상기 열간압연된 판재를 200~400℃/sec의 평균냉각속도로 마르텐사이트 온도역까지 냉각한 후, 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고강도 강판 제조 방법.
(Al): 0.002 to 0.1%, phosphorus (P): 0, carbon (C): 0.03 to 0.2 percent, silicon (Si): 0.01 to 0.5 percent, manganese (Ti): 0.01 to 0.1%, niobium (Nb), and titanium (Ti): not less than 0.02% : 0.01 to 0.1% of nickel (Ni), 0.01 to 0.1% of chromium (Cr) and 0.0005 to 0.1% of boron (V) To about 0.004%, and reheating the slab plate made of the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities;
Hot rolling the reheated slab sheet at a finishing rolling temperature of 750 to 950 캜; And
And cooling the hot-rolled plate to an martensite temperature range at an average cooling rate of 200 to 400 ° C / sec, and then winding the superalloy steel plate.
상기 슬라브 판재의 재가열은
1150~1300℃에서 3~5시간동안 실시되는 것을 특징으로 하는 초고강도 강판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The reheating of the slab plate
Wherein the heat treatment is carried out at 1150 to 1300 占 폚 for 3 to 5 hours.
상기 권취 온도는
50~350℃인 것을 특징으로 하는 초고강도 강판 제조 방법.
The method according to claim 1,
The coiling temperature
50 to < RTI ID = 0.0 > 350 C. < / RTI >
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