KR101461729B1 - Boron-added high carbon steel having superior strength and ductility and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강 및 상기 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 보론(B)이 첨가된 고탄소강을 이용하면서, 열처리 조건을 제어함으로써 인장강도 900~1200MPa 수준의 고강도 고연성 강재를 제조할 수 있다.
The present invention relates to a method for producing boron (B) -added high-carbon steel excellent in strength and ductility and high-carbon steel added with boron (B).
For this purpose, in the present invention, a high strength and high ductility steel having a tensile strength of 900 to 1200 MPa can be manufactured by using the high carbon steel to which boron (B) is added while controlling the heat treatment conditions.

Description

강도 및 연성이 우수한 보론 첨가 고탄소강 및 이의 제조방법 {BORON-ADDED HIGH CARBON STEEL HAVING SUPERIOR STRENGTH AND DUCTILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boron-added high carbon steel having excellent strength and ductility and a method for producing the boron-

본 발명은 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강 및 상기 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing boron (B) -added high-carbon steel excellent in strength and ductility and high-carbon steel added with boron (B).

강도와 연성은 반비례 관계에 있으므로, 강도와 연성의 조합이 상대적으로 더 좋은 강재를 제조하기 위해서 잔류 오스테나이트의 응력유기 마르텐사이트 변태를 이용하는 기술이 적용되고 있다.
Since the strength and ductility are in inverse proportion, a technique using stress-induced martensite transformation of the retained austenite is applied to produce a steel material having a relatively good combination of strength and ductility.

잔류 오스테나이트의 응력유기 마르텐사이트 변태 기술이 적용된 대표적인 강재로서 TRIP(TransformationInduced Plasticity) 강이 있는데, TRIP 강은 주로 0.1~0.3중량%의 탄소량을 가지며, 페라이트(Ferrite), 베이나이트(Bainite) 및 잔류 오스테나이트(Retained Austenite)로 이루어진 미세조직을 가지고 있으며, 연신율은 잔류 오스테나이트를 가지는 다른 강재에 비해 상대적으로 높으며, 주로 900MPa 이하의 강도 영역에서 사용된다. 그러나, 기존 TRIP강의 경우, 고연성의 확보는 가능 하지만, 초고강도의 확보가 어려운 단점이 있다.
TRIP (Transformation Induced Plasticity) steel is a typical steel to which stress austenite martensite transformation technique of residual austenite is applied. TRIP steel mainly has a carbon content of 0.1-0.3 wt%, and ferrite, bainite, It has a microstructure consisting of retained austenite. Its elongation is relatively high compared to other steels with retained austenite, and is used mainly in the strength range of 900 MPa or less. However, in the case of conventional TRIP steel, high ductility can be ensured, but it is difficult to secure ultra high strength.

또한, 초고강도를 확보하기 어려운 TRIP강을 대신하여 퀀칭(Quenching)과 분배(Partitioning)에 의해 잔류 오스테나이트를 확보하는 공정을 거치는 Q&P 강(이른바, M-TRIP 강)이 있는데, 이 Q&P 강은 마르텐사이트를 기지조직으로 잔류 오스테나이트상을 가지고 있기 때문에 상대적으로 쉽게 1200MPa 이상의 초고강도 물성을 확보할 수 있다. 이러한, Q&P 공정을 이용하면, 강의 탄소량을 조절하여 다양한 강도범위에서 우수한 물성을 확보할 수 있다.
There is Q & P Steel (so-called "M-TRIP Steel") which passes the process of securing retained austenite by quenching and partitioning instead of TRIP steel which is difficult to secure ultra high strength. Since martensite has a retained austenite phase as a matrix structure, relatively high mechanical strength of 1200 MPa or more can be secured relatively easily. By using the Q & P process, it is possible to control the amount of carbon in the steel to secure excellent physical properties in various strength ranges.

Q&P 공정을 이용하여 강을 제조하는 경우, 1200MPa 이상의 초고강도를 얻기 위해서는 탄소량이 높은 강재를 사용하여 제조하면 단시간의 분배(Partitioning)에 의해서도 내부의 탄소농도가 높아져 상온에서 안정한 잔류 오스테나이트를 얻을 수 있으나, 900~1200MPa 범위의 강도범위에서 잔류 오스테나이트를 적정량 함유한 강재를 얻기 위해서는 0.2중량% 내외의 탄소량이 낮은 저탄소 강재를 장시간 분배(Partitioning)하여 잔류 오스테나이트 내부에 탄소농도를 축적시켜야 하는 문제가 있다. 따라서, 이를 구현하기 위한 열처리 시간이 길기 때문에 제조비용이 상대적으로 비싼 단점이 있으며, 열처리 설비 구성 또한 크고 복잡해지는 문제가 있다. In the case of manufacturing steel using the Q & P process, it is possible to obtain a stable retained austenite at room temperature by increasing the internal carbon concentration even after a short time of partitioning by producing a steel having a high carbon content in order to obtain an ultra- However, in order to obtain a steel containing an appropriate amount of retained austenite in an intensity range of 900 to 1200 MPa, it is necessary to accumulate the carbon concentration in the retained austenite by partitioning the low carbon steel having a low carbon content of about 0.2 wt% for a long time . Therefore, there is a disadvantage in that the manufacturing cost is relatively high because the heat treatment time is long to realize this, and the configuration of the heat treatment equipment is also large and complicated.

또한, 2상 복합조직으로 구성되는 Q&P 강의 경우, 연성을 확보할 수 있는 유일한 상이 제조가 까다로운 잔류 오스테나이트 상뿐이기 때문에, 동일 조성에서 열처리만으로 일반 Q&P 강에 비해 연성이 높은 영역의 물성을 다양하게 확보하기 어려운 문제가 있다. 더불어, Q&P 공정에서는 분배(Partitioning) 단계에서 탄화물이 생성될 경우, 잔류 오스테나이트의 상온 안정화를 위한 충분한 탄소를 확보하기 위해 분배(Partitioning) 시간을 추가로 더 길게 유지해야 하기 때문에, 탄소를 효율적인 분배(Partitioning)를 위해 탄화물 형성속도를 늦추어야 하고, 이를 위해 고가의 합금원소 또는 취성을 유발할 수 있는 다량의 Si을 사용하여야 하는 문제점이 있다.
In the case of Q & P steel composed of a two-phase composite structure, since the only phase capable of securing ductility is only the retained austenite phase which is difficult to manufacture, the properties of regions with high ductility can be varied There is a problem that is difficult to secure. In addition, in the Q & P process, when carbides are produced in the partitioning step, the partitioning time must be kept longer to secure sufficient carbon for stabilizing the retained austenite at room temperature, It is necessary to slow down the rate of carbide formation for partitioning and to use a large amount of Si which can cause expensive alloying elements or brittleness.

본 발명의 일 측면은, 강도와 연성이 모두 우수한 강을 얻기 위해, 보론 첨가 고탄소강을 활용하면서, 이의 열처리 방법을 제어함으로써 강도 및 연성이 모두 우수한 보론 첨가 고탄소강을 제공하고자 하는 것이다.
An aspect of the present invention is to provide a boron-added high-carbon steel excellent in both strength and ductility by controlling the heat treatment method using boron-added high-carbon steel in order to obtain a steel excellent in both strength and ductility.

본 발명의 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.55% 및 보론(B): 8~60ppm을 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되고,An aspect of the present invention is a method for producing a carbon material comprising, by weight%, 0.15-0.55% carbon (C) and 8-60 ppm boron (B), the balance being Fe and unavoidable impurities,

미세조직은 면적분율로 3~25%의 잔류 오스테나이트 및 잔부 초석 페라이트와 마르텐사이트 복합조직을 포함하는 강도 및 연성이 우수한 보론 첨가 고탄소강을 제공한다.
The microstructure provides boron-added high-carbon steels having an excellent strength and ductility, containing 3 to 25% of retained austenite in an area fraction and a residual pre-ferrite and martensite composite.

본 발명의 다른 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.55% 및 보론(B): 8~60ppm을 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강재를 Af 이상의 온도에서 유지하여 오스테나이트(austenite)로 변태하는 단계;Another aspect of the invention is, by weight%, carbon (C): 0.15 ~ 0.55% and boron (B): containing the 8 ~ 60ppm, and maintaining a steel material which is the composition with the balance Fe and unavoidable impurities in the above A f temperature Thereby transforming austenite into austenite;

상기 강재를 A1~Ar3까지 냉각한 후 상기 온도 범위에서 유지하여 초석 페라이트를 형성하는 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계;An intercritical annealing step of cooling the steel material to A 1 to A r 3 and maintaining the steel material in the temperature range to form pro-eutectoid ferrite;

상기 강재를 Mf~Ms까지 급냉하여 마르텐사이트를 형성하는 퀀칭(Quenching) 단계;A quenching step of rapidly cooling the steel material to M f to M s to form martensite;

상기 강재를 Mf~Ms 온도에서 유지하여 잔류 오스테나이트 내부에 탄소를 농축시키는 분배(Partitioning) 단계; 및 A partitioning step of maintaining the steel at a temperature of M f to M s to concentrate carbon inside the retained austenite; And

상기 강재를 상온까지 냉각하는 냉각 단계를 포함하는 강도 및 연성이 우수한 보론 첨가 고탄소강의 제조방법을 제공한다.
And a cooling step of cooling the steel material to an ordinary temperature. The present invention also provides a method for producing boron-added high carbon steel excellent in strength and ductility.

본 발명에 의하면, 종래의 TRIP 강이나 Q&P 강에서 얻기 어려운 900~1200MPa 수준의 인장강도 영역에서 연성이 동시에 우수한 강재를 상대적으로 빠른 시간 내의 열처리를 통해 제조할 수 있다. 즉, 초기 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계를 통해 잔류 오스테나이트 내에 탄소 농축을 가속화시킴으로써 동일 인장강도 수준에서 상대적으로 연성이 높은 강재를 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to produce a steel material having excellent ductility at a tensile strength of 900 to 1200 MPa, which is difficult to obtain in conventional TRIP steel or Q & P steel, through heat treatment in a relatively short time. That is, by accelerating the carbon concentration in the retained austenite through the initial intercritical annealing step, it is possible to provide a relatively soft steel at the same tensile strength level.

도 1은 본 발명의 일 측면인 열처리 공정(이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계부터 냉각 단계까지)을 개략적으로 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 일반 고탄소강과 상기 일반 고탄소강에 B 또는 Mo를 첨가하는 경우 TTT 곡선의 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 광학현미경으로 발명예 1의 미세조직을 관찰한 후 그 결과를 나타낸 것이다.
FIG. 1 schematically illustrates a heat treatment process (from an intercritical annealing step to a cooling step) which is one aspect of the present invention.
Fig. 2 shows changes in the TTT curve when B or Mo is added to general high carbon steels and the general high carbon steels.
Fig. 3 shows the result of observing the microstructure of Inventive Example 1 with an optical microscope.

본 발명자들은 잔류 오스테나이트의 응력유기 마르텐사이트 변태를 이용하는 기존 TRIP 강이나 Q&P(Quenching and Partitioning) 강에서는 얻기 어려운 강도 영역에서 강도 및 연성이 동시에 우수하면서 저렴한 강재를 도출해내기 위해 깊이 연구한 결과, 보론(B)이 첨가된 고탄소강을 이용하면서, 열처리 조건을 제어함으로써 인장강도 900~1200MPa 수준의 고강도 고연성 강재를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to derive an inexpensive steel material having excellent strength and ductility at the same time in a strength region difficult to obtain in conventional TRIP steel or Q & P (Quenching and Partitioning) steels utilizing residual stress austenite martensite transformation of austenite. It is possible to produce a high strength and high ductile steel having a tensile strength of 900 to 1200 MPa by controlling the heat treatment conditions while using the high carbon steel to which (B) is added.

보론(B)이 첨가된 고탄소강은 그 가격이 저렴하면서도 B의 Solute Dragging 효과에 의해 Solute Boron이 결정립계에 고착함으로써, 일반적인 고탄소 강재에 비해 CCT 곡선에서 펄라이트(Pearlite) 영역이 우측으로 밀려있다. 따라서, 1차 초석 페라이트 생성 이후 남은 오스테나이트가 열처리 도중 펄라이드 등 다른 상으로 변태되어 잔류 오스테나이트 형성에 필요한 탄소를 세멘타이트 등의 탄화물 형태로 소모하는 것을 방지할 수 있다.The high carbon steel with boron (B) added to the grain boundary of solute boron due to the solute dragging effect of B, while the price is low, the pearlite region is pushed to the right side in the CCT curve as compared with general high carbon steel. Therefore, it is possible to prevent the austenite remaining after the primary pro-eutectoid ferrite formation from being transformed into another phase such as perlite during the heat treatment to consume the carbon necessary for the formation of the residual austenite in the form of a carbide such as cementite.

따라서, 초석 페라이트 생성 후 남은 탄소가 대부분 오스테나이트 내에 잔류하게 되므로, 상대적으로 상온에서 오스테나이트로 유지될 수 있는 '탄소가 농축된 잔류 오스테나이트'를 제조하기 위한 분배(Partitioning) 시간을 단축시킬 수 있을 것이다.
Therefore, since most of the carbon remaining after the pro-eutectoid ferrite formation remains in the austenite, it is possible to shorten the partitioning time for producing 'carbon-enriched retained austenite' which can be maintained at a relatively high temperature by austenite There will be.

상기 보론(B) 첨가 고탄소강(0.35%C+B)에서의 TTT 곡선의 변화를 도 2를 통해 확인할 수 있다. 비교를 위해, 보론(B)이 미첨가된 일반 고탄소강(0.35%C)과 고가 합금강의 대표격인 몰리브덴(Mo)을 첨가한 고탄소강(0.35%C+Mo)의 TTT 곡선도 함께 나타내었다.The change of the TTT curve in the boron (B) -added high carbon steel (0.35% C + B) can be confirmed through FIG. For comparison, the TTT curves of high carbon steel (0.35% C + Mo) with boron (B) -free general high carbon steel (0.35% C) and molybdenum (Mo)

도 2에 나타낸 바와 같이, 보론(B)을 첨가하지 않는 일반 고탄소강(0.35%C)과 비교하여 몰리브덴(Mo)을 첨가한 고탄소강(0.35%C+Mo)의 펄라이트(Pearlite) 커브가 가장 우측으로 밀려있으나, 베이나이트(Bainite) 커브는 상대적으로 덜 밀려있으며, 보론(B) 첨가 고탄소강(0.35%C+B)의 경우에는 펄라이트와 베이나이트 커브가 모두 우측으로 밀려있는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 보론(B)을 첨가하지 않는 일반 고탄소강(0.35%C)은 급냉 열처리 중 펄라이트 생성이 용이하며, 이로 인해 효율적인 탄소 농축이 어려울 수 있다는 것을 알 수 있다. 2, a Pearlite curve of molybdenum (Mo) -containing high carbon steel (0.35% C + Mo) compared to general high carbon steel (0.35% C) without boron (B) Bainite curves are relatively less pushed, but in the case of boron (B) added high carbon steel (0.35% C + B), both pearlite and bainite curves are pushed to the right . From this, it can be seen that general high carbon steel (0.35% C) without boron (B) is easy to produce pearlite during quenching heat treatment, which makes it difficult to efficiently concentrate carbon.

따라서, 잔류 오스테나이트 응력유기 마르텐사이트 변태의 효과를 얻기 위해서는 보론(B) 첨가 고탄소강(0.35%C+B)이나 고가합금원소인 몰리브덴(Mo)을 첨가한 고탄소강(0.35%C+Mo)을 이용함이 바람직할 것이나, 경제적인 측면까지 고려한다면, 고가의 Mo를 첨가한 고탄소강에 비해 B을 첨가한 고탄소강을 이용함이 더욱 바람직하다.Therefore, in order to obtain the effect of the residual austenite stress induced organic martensite transformation, a high carbon steel (0.35% C + Mo) containing boron (B) added high carbon steel (0.35% C + B) or molybdenum (Mo) But it is more preferable to use high carbon steel containing B in comparison with high carbon steel containing high-priced molybdenum, considering economical aspects.

그리고, 상기 각 강재의 페라이트 생성온도는 열역학적으로는 A3선이지만, 실제로는 Kinetics에 의해 좌우되므로 유지시간에 따라 다르게 나타난다. 따라서, 각 강재의 페라이트 임계 생성온도는 도 2에서 확인할 수 있다.
The ferrite formation temperature of each steel material is thermodynamically A 3 line but varies depending on the holding time since it is actually influenced by kinetics. Therefore, the ferrite critical generation temperature of each steel material can be confirmed in Fig.

이하, 본 발명의 일 측면인 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법 및 이에 의해 제조된 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for producing boron (B) -added high carbon steel excellent in strength and ductility, which is one aspect of the present invention, and boron (B) -added high carbon steel excellent in strength and ductility produced by the method will be described in detail.

본 발명에 따른 강도 및 연성이 우수한 보론 첨가 고탄소강의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.55% 및 보론(B): 8~60ppm을 포함하고, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강재를 Ar 이상의 온도에서 유지하여 오스테나이트(Austenite)로 변태하는 단계; 상기 강재를 A1~페라이트 생성온도까지 냉각한 후 상기 온도 범위에서 유지하여 초석 페라이트를 형성하는 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계; 상기 강재를 Mf~Ms까지 급냉하여 마르텐사이트를 형성하는 퀀칭(Quenching) 단계; 상기 강재를 Mf~Ms 온도에서 유지하여 잔류 오스테나이트 내부에 탄소를 농축시키는 분배(Partitioning) 단계; 및 상기 강재를 상온까지 냉각하는 냉각 단계를 포함하여 이루어진다. A method for producing boron-added high carbon steels excellent in strength and ductility according to the present invention comprises 0.15 to 0.55% of carbon (C) and 8 to 60 ppm of boron (B), and the balance Fe and other unavoidable impurities To austenite at a temperature of Ar or higher; Anintercritical annealing step of cooling the steel material from A 1 to a ferrite producing temperature and then maintaining the temperature within the temperature range to form pro-eutectoid ferrite; A quenching step of rapidly cooling the steel material to M f to M s to form martensite; A partitioning step of maintaining the steel at a temperature of M f to M s to concentrate carbon inside the retained austenite; And a cooling step of cooling the steel material to room temperature.

상기 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계부터 냉각까지의 단계는 도 1에 개략적으로 도시화하여 나타내었다.
The steps from the intercritical annealing step to the cooling step are schematically shown in FIG.

본 발명에서 이용하는 보론 첨가 고탄소강은 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.55% 및 보론(B): 8~60ppm을 포함하고, 그 외 기타 성분으로서 Mn, Si, Ti, Cr 등의 부가원소와 P 및 S 등의 불가결한 원소 및 잔부 Fe로 이루어져 있으며, 이들 부가원소 등은 통상의 강재 내에서 포함될 수 있는 정도라면 그 함량을 제한하지 않는다. 보다 구체적으로, 이들 원소들은 중량%로, Mn: 1.5% 이하, Si: 0.3~1.0%, Cr: 0.03~0.30%, Ti: 0.01~0.03%의 범위로 포함될 수 있을 것이다.
The boron-added high carbon steel used in the present invention contains 0.15 to 0.55% of carbon (C) and 8 to 60 ppm of boron (B) in weight percent, and the addition of Mn, Si, Ti, Element and indispensable elements such as P and S, and the remainder Fe, and the content of these additional elements and the like is not limited as long as it can be contained in ordinary steels. More specifically, these elements may be contained in an amount of 1.5% or less of Mn, 0.3 to 1.0% of Si, 0.03 to 0.30% of Cr, and 0.01 to 0.03% of Ti by weight%.

이러한 보론 첨가 고탄소강을 Af 이상의 온도에서 유지하여 오스테나이트(Austenite)로 변태시킨 후, 냉각하여 A1~Ar3 범위에서 유지하여 초석 페라이트를 확보하는 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계를 거친다. 이때, 이상영역 어닐링은 100~10000초 동안 실시함이 바람직한데, A1~페라이트 생성온도 범위에서 유지하는 시간이 100초 미만이면 충분한 초석 페라이트의 확보가 어려우며, 반면 10000초를 초과하게 되면 초석 페라이트의 형성은 충분하나, 경제적인 면에서 불리한 측면이 있으므로 바람직하지 못하다.The boron-added high-carbon steel is subjected to an intercritical annealing step in which it is maintained at a temperature equal to or higher than A f and transformed into austenite, cooled, and maintained in the range of A 1 to A r 3 to secure pre-ferritic ferrite. In this case, it is preferable that the annealing is performed for 100 to 10000 seconds. If the holding time in the range of A1 to the ferrite forming temperature is less than 100 seconds, it is difficult to secure enough pro cornerstone ferrite. On the other hand, Formation is sufficient, but it is disadvantageous from an economical viewpoint.

보다 바람직하게는, 충분한 초석 페라이트의 형성을 위한 유지 시간은 유지온도에 따라 달라질 수 있기 때문에, 100초 이상으로 실시하면서 유지온도에서의 초석 페라이트가 최대 50% 생성되는 시간 이하로 실시함이 바람직하다.
More preferably, since the holding time for forming sufficient pro-eutectoid ferrite can be varied depending on the holding temperature, it is preferable that the time is not more than 50 hours, .

한편, 상기 단계로부터 형성된 초석 페라이트는 첫째, 자신이 가진 탄소를 내어놓는 역할을 하는데, 이때 상기 탄소가 잔류 오스테나이트에 농축됨에 따라 상온에서도 쉽게 안정화될 수 있다. 둘째, 잔류 오스테나이트와 함께 다상 복합조직에서의 연성을 증가시키는 역할을 한다.On the other hand, the pro-eutectoid ferrite formed from the above step plays a role of releasing its own carbon, which can be easily stabilized at room temperature as the carbon is concentrated in the retained austenite. Second, it plays a role in increasing the ductility in the multiphase complex with the retained austenite.

이러한 초석 페라이트는 모재의 탄소 함량에 따라 그 분율이 달라지므로, 특별히 한정하기는 어려우나, 예컨대 고탄소강의 경우에는 면적분율로 20~40%로 형성되고, 저탄소강의 경우에는 40~60%로 형성되므로, 본 발명에서 상기와 같은 효과를 얻기 위해서는 최소 20% 이상으로 초석 페라이트를 확보함이 바람직할 것이다.
Since the percentage of pro-eutectoid ferrite varies depending on the carbon content of the base material, it is not particularly limited. However, for example, in the case of high carbon steel, the area percentage is 20 to 40% and in the case of low carbon steel, it is 40 to 60% In order to obtain the above-mentioned effects, it is preferable to secure the pro-eutectoid ferrite to a minimum of 20% in the present invention.

이후, 상기 이상영역 어닐링을 거친 강재를 Mf~Ms까지 급냉하여 마르텐사이트를 형성하는 퀀칭(Quenching) 단계를 실시한다. 이때, 퀀칭 단계에서 적정량의 마르텐사이트를 형성함으로써, 목적하는 강도를 확보할 수 있다.
Thereafter, a quenching step is performed in which the steel material subjected to the abnormal zone annealing is quenched to M f to M s to form martensite. At this time, by forming an appropriate amount of martensite in the quenching step, desired strength can be secured.

이후, 상기 퀀칭된 강재를 Mf~Ms 온도에서 유지하여 잔류 오스테나이트 내부에 탄소를 농축시키는 분배(Partitioning) 단계를 실시한다. Thereafter, the quenched steel is maintained at a temperature of M f to M s to carry out a partitioning step of concentrating the carbon inside the retained austenite.

이때, 분배 단계를 실시하는 시간은 앞서 언급한 초석 페라이트로부터의 농축에 따라 달라질 수 있다. 즉, 초석 페라이트로부터의 탄소 농축이 많이 일어날 경우에는 후속되는 분배 단계에서 짧은 시간으로도 탄소 농축을 충분히 이룰 수 있는 반면, 초석 페라이트로부터의 탄소 농축이 적게 일어나면 분배 단계에서 충분한 탄소 농축을 위해 많은 시간이 필요할 것이다. 즉, 분배 단계에서의 시간은 길면 길수록 탄소 농축이 모두 이루어질 것이나, 이러할 경우 제조비용이 급격히 상승하는 문제가 있으므로, 결국 제품의 원가를 증가시키는 문제를 야기하게 된다.At this time, the time for carrying out the distribution step may be varied depending on the concentration from the above-mentioned pro-eutectoid ferrite. That is, when carbon enrichment from pro-eutectoid ferrite occurs, it is possible to achieve sufficient carbon enrichment even in a short time in the subsequent distribution step, whereas when carbon enrichment from pro-eutectoid ferrite occurs at a low rate, . That is, the longer the time in the dispensing step, the more carbon enrichment will take place. However, in this case, the manufacturing cost rises sharply, resulting in a problem of increasing the cost of the product.

그러나, 본 발명에서는 이상영역 어닐링(Intercritical annealing)으로부터 충분한 초석 페라이트를 형성시키기 때문에, 통상 실시되는 분배 처리 보다는 적은 시간의 분배 처리로 충분한 탄소 농축을 이룰 수 있으며, 바람직하게는 600초 이하로 실시할 수 있다. 만일, 분배 시간이 600초를 초과하게 되면 앞서 설명한 바와 같이 제조원가가 상승하는 문제가 있으므로, 바람직하지 못하다.
However, in the present invention, because of the formation of sufficient pro-eutectoid ferrite from intercritical annealing, sufficient carbon concentration can be achieved with a less time-consuming distribution process than with a conventional distribution process, preferably carried out at 600 seconds or less . If the dispensing time exceeds 600 seconds, there is a problem that the manufacturing cost increases as described above, which is not preferable.

상기 분배 공정까지 마친 강재를 통상의 냉각방법으로 상온까지 냉각함으로써, 최종 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강을 제조한다.
The steel material finished up to the above-mentioned distribution step is cooled to room temperature by ordinary cooling method to produce boron (B) -added high carbon steel having excellent final strength and ductility.

상기 냉각 공정까지 완료되어 제조된 강재는 미세조직으로서, 초석 페라이트, 마르텐사이트(또는 템퍼드 마르텐사이트) 및 잔류 오스테나이트의 3상으로 이루어지는데, 이때 분배(Partitioning) 공정시에 형성될 수 있는 소량의 베이나이트(Bainite)를 더 포함할 수도 있다. 소량의 베이나이트는 미세조직상 본 발명에 의해 형성된 마르텐사이트와 구별이 어렵고, 유사한 물성을 가지고 있기 때문에, 동일하게 취급할 수 있다.
The steel material that has been completed to the cooling process is a microstructure, which is composed of three phases of precious iron ferrite, martensite (or tempered martensite) and retained austenite. In this case, a small amount Of bainite. ≪ RTI ID = 0.0 > Since a small amount of bainite is difficult to distinguish from the martensite formed by the present invention on the microstructure and has similar physical properties, it can be handled in the same manner.

앞에서 언급한 바와 같이, 초석 페라이트는 이상영역 어닐링(Intercritical annealing)의 유지시간에 의해서 결정되므로 유지시간을 조절함으로써 목적하는 분율의 초석 페라이트를 얻을 수 있다. 그리고, 잔류 오스테나이트의 분율은 퀀칭(Quenching) 공정에서 생성된 마르텐사이트 분율에 반비례하여 생성되는데, 본 발명에서 상기 잔류 오스테나이트는 면적분율로 3~25% 형성시킴이 바람직하다.As described above, since the pro-eutectoid ferrite is determined by the retention time of the intercritical annealing, it is possible to obtain the desired fraction of the pro-eutectoid ferrite by adjusting the retention time. The fraction of retained austenite is inversely proportional to the fraction of martensite generated in the quenching process. In the present invention, the retained austenite is preferably formed in an area fraction of 3 to 25%.

잔류 오스테나이트의 분율이 3% 미만이면, 충분한 량의 잔류 오스테나이트가 없기 때문에 응력유기 마르텐사이트 변태를 통한 강도 및 연신율 향상효과를 기대하기 어렵다. 반면, 고탄소강을 이용하여 대부분의 탄소를 잔류 오스테나이트에 농축시킨다 하더라도 상온에서 안정한 잔류 오스테나이트를 25%를 초과하여 형성시키기 어렵기 때문에, 잔류 오스테나이트 분율의 상한을 25%로 제한함이 바람직하다.
If the fraction of retained austenite is less than 3%, since there is not a sufficient amount of retained austenite, it is difficult to expect the effect of improving the strength and elongation through stress induced transformation of martensite. On the other hand, even if most of the carbon is concentrated in the residual austenite by using the high carbon steel, it is difficult to form the retained austenite stable at room temperature in excess of 25%, so it is preferable to limit the upper limit of the retained austenite fraction to 25% Do.

이와 같은 미세조직 구성을 갖는 본 발명의 보론(B) 첨가 고탄소강은 900~1200MPa의 인장강도 및 10~25%의 연신율을 가짐으로써 강도 및 연성의 조합이 우수하다.
The boron (B) -added high carbon steel of the present invention having such a microstructure constitution has a tensile strength of 900 to 1200 MPa and an elongation of 10 to 25%, whereby the combination of strength and ductility is excellent.

일반적인 Q&P 강의 제조에서 가장 문제가 되는 부분이 바로 탄소를 잔류 오스테나이트에 집적(농축)시키기 위한 분배(Partitioning) 공정에서의 공정 시간이다. 열처리 공정에서 시간은 바로 공정 비용을 의미하기 때문에, 아무리 우수한 강을 만들 수 있다 하더라도, 시간이 오래 걸리는 경우에는 그 효과가 반감된다.The most problematic part of the general Q & P steel manufacturing process is the process time in the partitioning process to concentrate (concentrate) carbon in the retained austenite. Since the time in the heat treatment process means directly the process cost, even if an excellent steel can be made, the effect is halved if it takes a long time.

그러나, 본 발명에 따를 경우, 초석 페라이트와 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트가 조합된 강도와 연성이 동시에 우수한 강재를 단시간에 제조할 수 있으므로, 기존의 Q&P 강과 동일한 물성이 구현된다 하더라도 경제적인 측면에서 우수한 기술이라 할 수 있다.
However, according to the present invention, a steel material excellent in both strength and ductility combined with pro-eutectoid ferrite, martensite and retained austenite can be produced in a short time, so that even if the same properties as those of existing Q & P steel are realized, Technology.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(( 실시예Example ))

시편으로서, 열처리 공정에서 많이 사용되는 고가의 고합금 고탄소강을 대체할 목적으로 기개발된 0.38%C급 보론(B) 첨가강인 POS10B35강과 이와 동일한 탄소 조성에 보론(B) 및 티타늄(Ti)을 함유하지 않은 일반 고탄소강인 S35C강을 준비하였다. 상기 각 강재의 조성(중량%)은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
(B) and titanium (Ti) to the same carbon composition as the 0.38% C grade boron (B) added steel, which was developed for the purpose of replacing expensive high alloy high carbon steels commonly used in heat treatment processes. S35C steel, which is a general high carbon steel which does not contain carbon black, was prepared. The composition (% by weight) of each steel material is as shown in Table 1 below.

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 각각의 조성을 갖는 강을 통상의 열간압연을 통하여 열연강판으로 제조한 후, 통상의 구상화 소둔 및 냉간압연을 거쳐 인장시험용 JIS13B 규격 시편으로 제조하였다.The steels having respective compositions as shown in the following Table 1 were made into hot rolled steel sheets through ordinary hot rolling and then subjected to normal spheroidizing annealing and cold rolling to prepare JIS13B specimens for tensile test.

하기 표 1에 나타낸 각 강재의 A1 온도는 철강재에서 727℃로 볼 수 있으며, 또한 각 강재의 페라이트 생성온도는 열역학적으로는 A3선이지만, 실제로는 Kinetics에 의해 좌우되므로 유지시간에 따라 다르게 나타난다. 따라서, 보론(B) 첨가강인 POS10B35강과 일반 고탄소강인 S35C강의 유지시간에 따른 페라이트 임계 생성온도는 도 2에서 확인할 수 있다.
The A 1 temperature of each steel material shown in the following Table 1 can be seen at 727 ° C in the steel material and the ferrite formation temperature of each steel material is thermodynamically A 3 line but actually varies depending on the holding time since it depends on kinetics . Therefore, the critical temperature for ferrite formation according to the holding time of the POS10B35 steel, which is a boron (B) added steel, and the S35C steel, which is a common high carbon steel, can be seen in FIG.

이후, 상기 각각의 시편을 하기 표 2에 나타낸 조건으로 이상영역 어닐링(Intercritical annealing)을 실시한 후, 냉각 및 유지하는 열처리를 실시하였다. 이때, 냉각온도 및 유지시간은 하기 표 2에 나타낸 조건으로 각각 다르게 실시하였다. Each of the specimens was subjected to intercritical annealing under the conditions shown in Table 2, followed by heat treatment for cooling and holding. At this time, the cooling temperature and the holding time were different according to the conditions shown in Table 2 below.

구분division CC MnMn SiSi CrCr PP SS BB TiTi 나머지Remainder POS10B35POS10B35 0.350.35 0.490.49 0.190.19 0.190.19 0.0080.008 0.0020.002 0.00210.0021 0.0020.002 잔부 Fe 및
불가피한 불순물
The balance Fe and
An unavoidable impurity
S35CS35C 0.370.37 0.490.49 0.170.17 0.200.20 0.0100.010 0.0030.003 -- --

강재Steel 이상영역 어닐링Abnormal region annealing 퀀칭Quenching 분배Distribution 구분
division
온도(℃)Temperature (℃) 유지시간(초)Holding Time (sec) 온도(℃)Temperature (℃) 유지시간(초)Holding Time (sec) POS10B35POS10B35 760760 600600 280280 300300 발명예1Inventory 1 POS10B35POS10B35 735735 10001000 320320 300300 발명예2Inventory 2 POS10B35POS10B35 680680 300300 320320 300300 비교예1Comparative Example 1 POS10B35POS10B35 760760 600600 200200 300300 비교예2Comparative Example 2 S35CS35C 760760 600600 280280 300300 비교예3Comparative Example 3 S35CS35C 735735 10001000 320320 300300 비교예4Comparative Example 4

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 발명예 1 및 2는 보론(B) 첨가 고탄소강을 이용하여 본 발명에서 제안하는 열처리 공정을 적용한 경우로서, 이때 발명예 1은 발명예 2에 비해 페라이트 분율이 상대적으로 적고, 마르텐사이트 분율이 높은 미세조직의 형성을 목적으로 이상영역 어닐링시 유지시간을 600초로 설정하였다.As shown in Table 2, Inventive Examples 1 and 2 show cases in which the heat treatment process proposed in the present invention is applied using boron (B) -added high carbon steel, wherein Inventive Example 1 has a ferrite fraction relatively , And the retention time was set to 600 seconds in the abnormal region annealing for the purpose of forming a microstructure having a high martensite fraction.

또한, 비교예 1 및 2는 발명예들과 동일한 강재를 이용하였지만, 각각 이상영역 어닐링 온도가 낮거나, 퀀칭 온도가 낮아 본 발명에서 제안하는 열처리 공정시의 조건을 만족하지 않는 경우이며, 비교예 3 및 4는 열처리 공정은 본 발명에서 제안하는 바를 만족하지만, 적용된 강재가 보론(B)이 미첨가된 일반 고탄소강을 사용한 경우이다.
In Comparative Examples 1 and 2, the same steels as the inventive examples were used. However, the annealing temperature was low and the quenching temperature was low, so that the conditions in the heat treatment step proposed in the present invention were not satisfied. 3 and 4, the heat treatment process satisfies the present invention, but the applied steel material is a general high carbon steel to which boron (B) is not added.

상기 각각의 강재에 대하여 인장시험을 실시하여 인장강도 및 연신율을 측정하였으며, 각각의 미세조직을 관찰하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The tensile strength and elongation of each of the above steels were measured, and the microstructures thereof were observed. The results are shown in Table 3 below.

구분division 인장강도(MPa)Tensile Strength (MPa) 연신율(%)Elongation (%) 미세조직Microstructure 발명예1Inventory 1 11231123 12.812.8 페라이트+마르텐사이트+잔류 오스테나이트Ferrite + martensite + retained austenite 발명예2Inventory 2 985985 15.215.2 페라이트+마르텐사이트+잔류 오스테나이트Ferrite + martensite + retained austenite 비교예1Comparative Example 1 935935 8.78.7 페라이트+펄라이트+마르텐사이트Ferrite + pearlite + martensite 비교예2Comparative Example 2 872872 10.110.1 페라이트+마르텐사이트Ferrite + martensite 비교예3Comparative Example 3 886886 9.39.3 페라이트+펄라이트+마르텐사이트Ferrite + pearlite + martensite 비교예4Comparative Example 4 726726 16.316.3 페라이트+마르텐사이트+잔류오스테나이트Ferrite + martensite + retained austenite

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 발명예 1 및 2는 충분한 잔류 오스테나이트가 확보되어 강도 및 연성의 조합이 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히, 발명예 1은 이상영역 어닐링시 유지시간을 600초로 설정한 경우이고, 발명예 2는 이상영역 어닐링시 유지시간을 1000초로 설정한 경우로서, 각각의 인장강도가 1123MPa, 985MPa로 측정되었다. 이러한 결과를 통해, 이상영역 어닐링시의 조건을 조절하여 형성되는 페라이트와 마르텐사이트의 분율을 조절함으로써 제조되는 강재의 강도수준을 용이하게 제어할 수 있다.
As shown in Table 3, it can be confirmed that Inventive Examples 1 and 2 produced according to the present invention have sufficient retained austenite and excellent combination of strength and ductility. Particularly, Inventive Example 1 is a case in which the holding time is set to 600 seconds in the abnormal region annealing, and Inventive Example 2 is a case in which the holding time is set to 1000 seconds in the abnormal region annealing, and each tensile strength is measured to be 1123 MPa and 985 MPa. From these results, it is possible to easily control the strength level of the steel material produced by controlling the fraction of ferrite and martensite formed by controlling the conditions at the time of the annealing in the ideal zone.

이에 반면, 비교예 1은 이상영역 어닐링시의 온도가 너무 낮은 경우로서, 펄라이트가 생성되어 강 중의 탄소가 탄화물 형성에 소모됨에 따라 잔류 오스테나이트의 생성이 이루어지지 못하였으며, 이로 인해 강도 및 연성의 조합이 작게 나타났다.On the other hand, in Comparative Example 1, the temperature at the time of the abnormal zone annealing was too low. As a result, pearlite was generated and carbon in the steel was consumed to form carbide, so that the retained austenite was not produced. The combination was small.

비교예 2는 이상영역 어닐링 이후 급냉이 과도하여 분배 공정이 Mr~Ms 범위에서 이루어지지 못한 경우로서, 페라이트의 형성은 충분하였으나 이후 과도한 급냉에 의해 오스테나이트가 모두 마르텐사이트로 변태되어 잔류 오스테나이트의 형성이 이루어지지 않았다. 이에 따라, 강도 및 연성이 모두 낮게 나타났다.Comparative Example 2 is a case in which the quenching after excess region annealing was excessive and the distribution process could not be performed in the range of Mr to Ms. The formation of ferrite was sufficient, but after all the austenite was transformed into martensite by excessive quenching, No formation was made. As a result, both strength and ductility were low.

비교예 3은 보론(B) 첨가 고탄소강이 아닌 일반 고탄소강을 이용한 경우로서, 본 발명에 따른 이상영역 어닐링에 의해 페라이트의 형성은 충분하였으나, 모재 자체의 특성으로 인해 경화능이 작아 후속되는 급냉 공정에서 펄라이트가 생성되어 강 중의 탄소가 탄화물로의 형성에 소모되었다. 이에 따라, 잔류 오스테나이트 형성이 이루어지지 못하였으며, 그 결과 강도 및 연성이 모두 낮게 나타났다. 일반 고탄소강의 낮은 경화능은 도 2의 TTT 곡선의 노즈(nose)를 기준으로 확인할 수 있는데, 도 2에 나타낸 바와 같이 일반 고탄소강의 경화능이 보론(B) 첨가 고탄소강에 비해 약 1/10 수준의 경화능을 보임을 알 수 있다.Comparative Example 3 is a case where a general high carbon steel other than boron (B) -added high carbon steel was used. The formation of ferrite by the abnormal region annealing according to the present invention was sufficient, but the hardening ability was small due to the characteristics of the base material itself, , Pearlite was formed and carbon in the steel was consumed in the formation of carbide. As a result, the formation of retained austenite was not achieved, resulting in both low strength and ductility. The low hardenability of general high carbon steels can be confirmed based on the nose of the TTT curve in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the curing ability of general high carbon steels is about 1/10 Level hardening ability.

비교예 4도 보론(B) 첨가 고탄소강이 아닌 일반 고탄소강을 이용한 경우로서, 이상영역 어닐링의 조건이 본 발명을 만족하기는 하지만 모재 자체의 특성으로 인해 페라이트가 너무 과다하게 생성되었다. 이에 따라, 연성은 우수한 결과를 보였으나, 충분한 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트가 형성되지 못하여 강도가 750MPa 이하로 낮게 측정되었다.
Comparative Example 4 In the case of using general high carbon steel other than boron (B) added high carbon steel, the conditions of the ideal region annealing satisfied the present invention, but the ferrite was excessively produced due to the characteristics of the base material itself. As a result, the ductility showed excellent results, but sufficient martensite and retained austenite were not formed and the strength was measured as low as 750 MPa or less.

또한, 상기 발명예 1의 미세조직을 광학현미경으로 관찰한 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 페라이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트 상이 구성되어 있음을 확인할 수 있다. 다만, 퀀칭 후 분배 공정에서 마르텐사이트가 약간 템퍼링(tempering)되어 템퍼링 마르텐사이트가 소량 존재하였다.
Further, the microstructure of Inventive Example 1 was observed with an optical microscope, and the result is shown in Fig. As shown in Fig. 3, it can be confirmed that ferrite, martensite, and retained austenite phase are constituted. However, the martensite was slightly tempered in the quenching and distributing process, and a small amount of tempering martensite was present.

그리고, 사용된 각각의 강재의 상변태 온도를 딜라토미터(Dilatometer)로 측정한 결과, 보론(B) 첨가 고탄소강(POS10B35)의 Ms 온도는 357℃, Mf 온도는 217℃ 였으며, 일반 고탄소강(S35C)의 Mf 온도는 358℃, Ms 온도는 222℃로 측정되었다. As a result of the dilatometer measurement of the phase transformation temperature of each steel used, the M s temperature and the M f temperature of boron (B) -containing high carbon steel (POS10B35) were 357 ° C and 217 ° C, respectively, The M f temperature of carbon steel (S35C) was measured at 358 ° C and the M s temperature at 222 ° C.

또한, 앞에서도 언급하였듯이 A1 온도는 철강재에서 727℃로 볼 수 있으며, 각 강재의 페라이트 생성온도는 열역학적으로는 A3선이지만, 실제로는 Kinetics에 의해 좌우되므로 유지시간에 따라 다르게 나타난다. 따라서, 발명예와 비교예의 유지시간에 따른 페라이트 임계 생성온도는 도 2에서 확인할 수 있다. 도 2에서 보론(B) 첨가 고탄소강(POS10B35)의 페라이트 생성온도 영역은 약 700℃ 이상으로, 이 온도에서는 펄라이트 등의 다른 상이 생성되지 않으면서 초석 페라이트 상이 생성될 수 있다. 다만, 775℃ 이상의 온도에서는 생성 Kinetics가 매우 느리기 때문에, 적정한 분율의 초석 페라이트 생성을 위해서는 그 이하의 온도에서 유지하여야 함을 알 수 있다. 이에 반면, 일반 고탄소강(S35C)의 경우에는 페라이트와 펄라이트 생성 Kinetics가 매우 빠르기 때문에, 초기 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계에서 적정량의 초석 페라이트 생성은 가능하나, 초석 페라이트 생성 이후, 냉각공정에서 임계 냉각속도를 얻지 못하고 강 중에 펄라이트가 형성되어 탄소가 잔류 오스테나이트에 농축되지 못하고 탄화물로 소모될 가능성이 큼을 알 수 있다.As mentioned above, the A 1 temperature can be seen at 727 ° C in steel, and the ferrite formation temperature of each steel is thermodynamically A 3 , but it depends on the holding time because it is actually controlled by kinetics. Therefore, the ferrite critical generation temperature according to the holding time of the inventive example and comparative example can be confirmed in Fig. In FIG. 2, the ferrite formation temperature region of boron (B) -added high carbon steel (POS10B35) is about 700 ° C or higher, and a pro-eutectoid ferrite phase can be generated at this temperature without producing any other phase such as pearlite. However, it can be seen that the formation kinetics is very slow at a temperature of 775 ° C or higher, and therefore, it must be maintained at a lower temperature for the generation of a proper fraction of pro-eutectoid ferrite. On the other hand, in the case of general high carbon steel (S35C), ferrite and pearlite-forming kinetics are very fast, so it is possible to produce a proper amount of pre-ferrite in the initial stage of intercritical annealing. However, The cooling rate can not be obtained and the pearlite is formed in the steel, so that the carbon is not concentrated in the retained austenite but is likely to be consumed as the carbide.

Claims (7)

중량%로, 탄소(C): 0.15~0.55% 및 보론(B): 8~60ppm을 포함하고, 그 외 기타성분으로 Mn: 1.5% 이하, Si: 0.3~1.0%, Cr: 0.03~0.30%, Ti: 0.01~0.03%를 더 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되고,
미세조직은 면적분율로 3~25%의 잔류 오스테나이트 및 잔부 초석 페라이트와 마르텐사이트 복합조직을 포함하는 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강.
0.1 to 0.55% of carbon (C), 8 to 60 ppm of boron (B), and other components of Mn of 1.5% or less, Si of 0.3 to 1.0%, Cr of 0.03 to 0.30% , Ti: 0.01 to 0.03%, the balance being Fe and inevitable impurities,
Microstructure is boron (B) -doped high carbon steel with excellent strength and ductility, including 3-25% retained austenite in an area fraction and remainder cormorite ferrite and martensite composite.
제 1항에 있어서,
상기 보론 첨가 고탄소강은 900~1200MPa의 인장강도 및 10~25%의 연신율을 갖는 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강.
The method according to claim 1,
The boron-added high carbon steel has a tensile strength of 900 to 1200 MPa and an elongation of 10 to 25%, and is excellent in strength and ductility.
중량%로, 탄소(C): 0.15~0.55% 및 보론(B): 8~60ppm을 포함하고, 그 외 기타성분으로 Mn: 1.5% 이하, Si: 0.3~1.0%, Cr: 0.03~0.30%, Ti: 0.01~0.03%를 더 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되는 강재를 Af 이상의 온도에서 유지하여 오스테나이트(Austenite)로 변태하는 단계;
상기 강재를 A1~Ar3까지 냉각한 후 상기 온도 범위에서 유지하여 초석 페라이트를 형성하는 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계;
상기 강재를 Mf~Ms까지 급냉하여 마르텐사이트를 형성하는 퀀칭(Quenching) 단계;
상기 강재를 Mf~Ms 온도에서 유지하여 잔류 오스테나이트 내부에 탄소를 농축시키는 분배(Partitioning) 단계; 및
상기 강재를 상온까지 냉각하는 냉각 단계를 포함하는 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법.
0.1 to 0.55% of carbon (C), 8 to 60 ppm of boron (B), and other components of Mn of 1.5% or less, Si of 0.3 to 1.0%, Cr of 0.03 to 0.30% , Ti: 0.01 to 0.03%, and the remainder Fe and unavoidable impurities are maintained at a temperature equal to or higher than A f and transformed into austenite;
An intercritical annealing step of cooling the steel material to A 1 to A r 3 and maintaining the steel material in the temperature range to form pro-eutectoid ferrite;
A quenching step of rapidly cooling the steel material to M f to M s to form martensite;
A partitioning step of maintaining the steel at a temperature of M f to M s to concentrate carbon inside the retained austenite; And
And a cooling step of cooling the steel material to a normal temperature, wherein the boron (B) added carbon steel is excellent in strength and ductility.
제 3항에 있어서,
상기 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계는 상기 A1~Ar3에서 100~10000초 동안 유지하여 실시하는 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법.
The method of claim 3,
The method of claim 1, wherein the intercritical annealing step is performed by maintaining at least one of A 1 to A r 3 for 100 to 10000 seconds.
제 3항에 있어서,
상기 이상영역 어닐링(Intercritical annealing) 단계는 상기 A1~Ar3에서 100초 이상, 그리고 상기 A1~Ar3에서 초석 페라이트가 최대 50% 생성되는 시간 이하로 실시하는 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법.
The method of claim 3,
The above zone annealing (Intercritical annealing) step is the A 1 ~ 100 seconds in the A r3, and is excellent boron strength and ductility carried below the time that the pro-eutectoid ferrite in the A 1 ~ A r3 generated up to 50% (B ) ≪ / RTI >
제 3항에 있어서,
상기 분배(Partitioning) 단계는 상기 Mf~Ms 온도에서 600초 이하로 유지하여 실시하는 강도 및 연성이 우수한 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법.
The method of claim 3,
The distribution (Partitioning) step is the production of the M f ~ M s temperature was added in a superior strength and ductility of boron carried to remain below 600 seconds (B) high-carbon steel.
제 3항에 있어서,
상기 잔류 오스테나이트는 면적분율로 3~25%로 포함하는 보론(B) 첨가 고탄소강의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the residual austenite is contained in an amount of 3 to 25% in an area fraction.
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