KR101615032B1 - Cold-rolled steel sheet and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있는 자동차용 냉연강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a cold-rolled steel sheet and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a cold-rolled steel sheet and a method of manufacturing the same, which can improve the stability and dent resistance of a vehicle by increasing the strength, Steel sheet and a manufacturing method thereof.
자동차용 강판은 대부분 프레스 가공에 의해서 성혀되므로, 우수한 프레스 성형성이 요구된다. 높은 드로잉성을 요구하는 강판에 있어서 드로잉성을 높이는 방법으로, 탄소(C), 황(S), 질소(N)와 같은 강 중의 미량원소를 최대한 감소시켜 소둔 시 드로잉성에 유리한 (111) 집합조직을 가지는 결정립의 성장을 촉진시키는 방법이 널리 이용되고 있다.Since most automotive steel sheets are formed by press working, excellent press formability is required. (111) texture structure which is advantageous for drawing upon annealing by minimizing trace elements in the steel such as carbon (C), sulfur (S), and nitrogen (N) by a method of increasing the drawing property in a steel sheet requiring high drawability Is widely used as a method for promoting the growth of crystal grains.
그러나, 성분 첨가를 최대한 억제할 경우 그 항복강도, 인장강도 등이 낮아져, 최근 자동차 연비향상을 위한 경량화 및 안전성 향상을 위해 강판의 강도가 증가하는 추세에 반한다. 또한, 여러 성분을 첨가하여 강판의 강도가 증가하면, 강판의 성형성이 저하되어 자동차에 적용할 수 있는 부품이 한정적이 된다.However, when the addition of the components is suppressed as much as possible, the yield strength and the tensile strength are lowered, and the strength of the steel sheet is increased to increase weight and safety for automobile fuel economy. Further, if the strength of the steel sheet is increased by adding various components, the moldability of the steel sheet is lowered and the parts applicable to automobiles are limited.
이에 고강도 강판의 성형성을 향상 시키기 위해서는 강판의 기계적 성질 가운데 랭크포드값(r-bar)과 연신율(EL)이 높아야 한다. 랭크포드값은 성형하기 쉬운 정도를 나타내는 것으로서, 고강도 강판에서 랭크포드값을 높이기 위해서는 열간압연시 사상 압연을 페라이트역에서 윤활 압연하는 방법이 알려져 있으나, 이 방법의 경우, 페라이트역에서의 열간 윤활 압연을 위해서는 설비의 증가 및 작업성에 많은 부하가 발생한다.Therefore, in order to improve the moldability of the high-strength steel sheet, the rank-pod value (r-bar) and the elongation (EL) must be high among the mechanical properties of the steel sheet. In order to increase the rank-pod value in the high-strength steel sheet, the rank-pod value is indicative of the degree of easiness of forming. In the case of this method, hot-rolled rolling in the ferrite zone There is a great load on the increase of the facilities and the workability.
관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0723159호(2007.05.30. 공고)가 있다.
A related prior art document is Korean Patent Registration No. 10-0723159 (published on May 30, 2007).
본 발명의 목적은 합금성분 조절 및 공정조건 제어를 통하여 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있는 자동차용 냉연강판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cold rolled steel sheet for automobiles capable of improving the stability and dent resistance of a vehicle by controlling the alloy components and controlling the process conditions to increase the strength while maintaining the moldability.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa 및 연신율(EL) : 50% 이상을 갖는 냉연강판을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a cold-rolled steel sheet produced by the above method and having a tensile strength (TS) of 300 to 450 MPa, a yield point (YP) of 170 to 290 MPa and an elongation (EL) of not less than 50%.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간압연하는 단계; (b) 상기 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취하는 단계; (c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및 (d) 상기 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.(A) 0.0005 to 0.002% of C, 0.05 to 0.05% of Si, 0.01 to 0.04% of Mn, 0.01 to 0.04 of P, 0.01 to 0.04 of Mn, (Fe) and unavoidable impurities, and the balance of Fe and Fe in an amount of 0.01 to 0.04%, S to more than 0.01%, Al to 0.01 to 0.06%, Ti to 0.010 to 0.045%, Nb 0.005 to 0.015%, N: Subjecting the slab plate to finishing hot rolling under conditions of Finishing Delivery Temperature (FDT): 850 to 950 占 폚; (b) cooling and finishing the finished hot rolled plate to a CT (Coiling Temperature) of 550 to 650 캜; (c) uncoiling and pickling the rolled sheet material, followed by cold rolling; And (d) subjecting the cold-rolled sheet to annealing at 850 to 900 ° C for 5 to 10 minutes.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판은 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되며, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa 및 연신율(EL) : 50% 이상을 갖는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cold-rolled steel sheet comprising 0.0005 to 0.002% of C, 0.05 to 0.05% of Si, 0.01 to 0.04% of Mn, 0.01 to 0.04% of P, (Fe) and unavoidable impurities, and a tensile strength (Tb) of less than 0.01%, S: 0.01 to 0.06%, Ti: 0.010 to 0.045%, Nb: 0.005 to 0.015% TS: 300 to 450 MPa, YP: 170 to 290 MPa, and elongation (EL): 50% or more.
본 발명에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법은 고용강화원소인 티타늄(Ti)을 첨가하여 인장강도(TS) 및 항복점(YP)을 증가시킴과 동시에, 연신율(EL) 확보를 위해 니오븀(Nb)을 첨가하여 냉간압연 후, 소둔 열처리시 소둔 열처리 온도는 높이고, 소둔 열처리 시간을 증가시킴으로써, (111) 집합조직을 발달시켜 평균 랭크포드값을 증가시킴으로써, 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있다.The cold-rolled steel sheet and the manufacturing method thereof according to the present invention are characterized by adding titanium (Ti) as a solid solution strengthening element to increase tensile strength (TS) and yield point (YP), and to increase elongation (EL) By increasing the annealing heat treatment temperature after cold rolling, annealing annealing, and annealing annealing time to increase the average rank pod value by developing (111) texture, it is possible to increase the strength, And the dent resistance can be improved.
이를 통해, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 냉연강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖고, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는다.
Accordingly, the cold-rolled steel sheet produced by the method according to the present invention has a ferrite single-phase structure as the final microstructure, an average grain size of the ferrite structure of 30 to 40 占 퐉, a tensile strength (TS) of 300 to 450 MPa A yield point (YP) of 170 to 290 MPa, an elongation (EL) of 50% or more and an average rank pod value (r-bar) of 2.3 or more.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.FIG. 1 is a process flow chart showing a cold-rolled steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments and drawings described in detail below.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 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.However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉연강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a cold-rolled 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.
냉연강판Cold rolled steel plate
본 발명에 따른 냉연강판은 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는 것을 목표로 한다.The cold-rolled steel sheet according to the present invention has a tensile strength (TS) of 300 to 450 MPa, a yield point (YP) of 170 to 290 MPa, an elongation (EL) of 50% or more and an average rank pod value (r- We aim.
이를 위해, 본 발명에 따른 냉연강판은 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성된다.For this, the cold rolled steel sheet according to the present invention preferably contains 0.0005 to 0.002% of C, 0.05 to 0.05% of Si, 0.01 to 0.04% of Mn, 0.01 to 0.04% of P, 0.01 to 0.04% of S, , Al: 0.01 to 0.06%, Ti: 0.010 to 0.045%, Nb: 0.005 to 0.015%, N: 0.006% or less, and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities.
이때, 상기 냉연강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖는다.
At this time, the cold-rolled steel sheet has a ferrite single-phase structure as a final microstructure, and an average crystal grain size of the ferrite structure is 30 to 40 占 퐉.
이하, 본 발명에 따른 냉연강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the role and content of each component contained in the cold-rolled steel sheet according to the present invention will be described.
탄소(C)Carbon (C)
탄소(C)는 오스테나이트 안정화 원소로써, 강도 확보를 위해 첨가된다. 또한, 탄소(C)는 열연코일에서 펄라이트 조직과 페라이트 내부에 탄화물을 최소화시키고, 결정립을 미세화시킨다.Carbon (C) is an austenite stabilizing element and added to ensure strength. In addition, carbon (C) minimizes the carbides in the pearlite structure and ferrite inside the hot-rolled coil, and refines the crystal grains.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.0005 ~ 0.002 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.0005 중량% 미만일 경우에는 임계 온도 영역에서 안정한 오스테나이트를 확보하지 못하여 냉각 후 적절한 마르텐사이트 분율이 생성되지 않기 때문에 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.002 중량%를 초과할 경우에는 목표로 하는 연성을 확보할 수 없을 뿐만 아니라, 항복강도가 높아질 수 있다.
The carbon (C) is preferably added in an amount of 0.0005 to 0.002% by weight of the total weight of the cold-rolled steel sheet according to the present invention. When the content of carbon (C) is less than 0.0005% by weight, stable austenite can not be secured in the critical temperature range, and proper martensite fraction is not generated after cooling. On the other hand, when the content of carbon (C) exceeds 0.002% by weight, the target ductility can not be secured and the yield strength can be increased.
실리콘(Si)Silicon (Si)
실리콘(Si)는 페라이트 안정화 원소로써, 고용강화에 의하여 강도를 증가시키는 한편, 소둔열처리 과정시 시멘타이트의 석출을 억제하고, 탄소가 오스테나이트로 농화되는 것을 촉진시키는 역할을 한다.Silicon (Si) is a ferrite stabilizing element, which enhances strength by solid solution strengthening, suppresses precipitation of cementite during annealing heat treatment, and accelerates carbon enrichment to austenite.
다만, 상기 실리콘(Si)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 표면선상이 열화되고, 실리콘 산화물이 농화되어 용접성 및 도금성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0 초과 0.05 중량% 이하의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다.However, when the content of the silicon (Si) exceeds 0.05% by weight, the surface of the silicon oxide film is deteriorated and the silicon oxide is concentrated to deteriorate the weldability and plating ability. Therefore, it is preferable that the silicon (Si) is added in a content ratio of 0 to 0.05% by weight of the total weight of the cold-rolled steel sheet according to the present invention.
망간(Mn)Manganese (Mn)
망간(Mn)은 고용강화 및 소입성의 증대를 통하여 강의 강도 향상에 기여한다.Manganese (Mn) contributes to the improvement of strength of steel by strengthening solid solution and increasing ingotability.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.04 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 오스테나이트에서 펄라이트(pearlite) 상으로의 변태를 지연시키는 것이 어려워 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 0.04 중량%를 초과할 경우에는 소둔 과정에서 MnO 등의 산화물을 생성시켜 도금성을 저하시키는 문제가 있다.
The manganese (Mn) is preferably added in an amount of 0.01 to 0.04% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet according to the present invention. When the content of manganese (Mn) is less than 0.01% by weight, it is difficult to delay the transformation from austenite to pearlite, so that it may be difficult to secure strength. On the contrary, when the content of manganese (Mn) exceeds 0.04% by weight, an oxide such as MnO is generated in the annealing process to lower the plating property.
인(P) In (P)
인(P)은 고용강화에 의하여 강도를 증가시킨다. 또한, 인(P)은 오스테나이트로 탄소 농화를 촉진시키는 역할을 한다.Phosphorus (P) increases strength by employment intensification. In addition, phosphorus (P) plays a role in promoting carbon enrichment with austenite.
상기 인(P)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.04 중량%의 함량비로 함유되는 것이 바람직하다. 인(P)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 인(P)의 함량이 0.04 중량%를 초과하는 경우, 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 용접성을 악화시킬 수 있다.
The phosphorus (P) is preferably contained at a content ratio of 0.01 to 0.04% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet according to the present invention. When the content of phosphorus (P) is less than 0.01% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the contrary, when the content of phosphorus (P) exceeds 0.04% by weight, not only center segregation but also micro segregation is formed, which adversely affects the material and can deteriorate the weldability.
황(S)Sulfur (S)
황(S)은 망간(Mn)과 반응하여 미세한 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킨다.Sulfur (S) reacts with manganese (Mn) to form precipitates of fine MnS to improve processability.
다만, 본 발명에 따른 냉연강판에서 황(S)의 함량이 0.01 중량%를 초과하여 다량 함유될 경우에는 고용된 황(S)의 함량이 너무 많아 연성 및 용접성을 저해할 수 있으며, 적열취성의 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 냉연강판 전체 중량의 0 초과 0.01 중량% 이하로 제한하였다.However, when the content of sulfur (S) exceeds 0.01% by weight in the cold-rolled steel sheet according to the present invention, the content of the sulfurized sulfur (S) is too high to deteriorate ductility and weldability. There is a concern. Therefore, in the present invention, the content of sulfur (S) is limited to not less than 0 and not more than 0.01 wt% of the total weight of the cold-rolled steel sheet.
알루미늄(Al)Aluminum (Al)
알루미늄(Al)은 탈산제로 작용한다. Aluminum (Al) acts as a deoxidizer.
상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 고강도 냉연강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄의 함량이 0.06 중량%를 초과하는 경우에는 제강시 노즐 막힘 문제가 발생할 수 있고, 주조시 Al 산화물 등에 의하여 열간 취성이 발생하여 크랙발생과 연성이 저하되는 문제가 있다.
The aluminum (Al) is preferably added at a content ratio of 0.01 to 0.06% by weight based on the total weight of the high strength cold rolled steel sheet according to the present invention. When the content of aluminum is less than 0.01% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the contrary, when the content of aluminum exceeds 0.06% by weight, there is a problem that the nozzle clogging problem may occur during the steel making, and hot brittleness occurs due to Al oxide or the like during casting, and cracking and ductility are deteriorated.
티타늄(Ti)Titanium (Ti)
본 발명에서 티타늄(Ti)은 TiC, TiN 석출물 형성원소로서, 재가열시 TiC, TiN 등의 고용탄소 및 고용질소를 석출시킨다. 또한, 티타늄은 고용탄소 및 고용질소를 석출시켜 비시효성과 가공성을 향상시키는 역할을 한다.In the present invention, titanium (Ti) is an element for forming TiC and TiN precipitates, and precipitates solid carbon and solid nitrogen such as TiC and TiN upon reheating. Further, titanium plays a role of precipitating solid carbon and solid nitrogen to improve non-vitrification and workability.
상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.010 ~ 0.045 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.010 중량% 미만일 경우에는 상기의 티타늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.045 중량%를 초과할 경우에는 TiC, TiN 석출물 등이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하되고, 제조되는 강판의 표면 결함을 유발시킬 수 있다.
The titanium (Ti) is preferably added in an amount of 0.010 to 0.045% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet according to the present invention. If the content of titanium (Ti) is less than 0.010 wt%, the effect of adding titanium can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of titanium (Ti) exceeds 0.045% by weight, TiC, TiN precipitates become coarse, the effect of suppressing crystal grain growth is lowered, and surface defects of the steel sheet to be produced can be caused.
니오븀(Nb)Niobium (Nb)
니오븀(Nb)은 강력한 탄질화물 형성원소로써, 열간압연 시 강 중에 존재하는 탄소(C), 질소(N) 등과 반응하여 미세한 NbC, NbN 석출물 등을 형성하여 결정립 성장을 억제한다. 또한, 니오븀(Nb)은 결정립 미세화 효과를 통해 강도향상 및 2차 가공취성을 억제하는 효과를 갖는다.Niobium (Nb) is a strong carbonitride-forming element. It reacts with carbon (C) and nitrogen (N) present in steel during hot rolling to form fine NbC and NbN precipitates and suppress grain growth. Further, niobium (Nb) has an effect of improving the strength and suppressing the secondary machining brittleness through grain refining effect.
상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 냉연강판 전체 중량의 0.005 ~ 0.015 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.005 중량% 미만일 경우에는 일정량의 고용 탄소량이 과다하여 항복점 연신 및 시효현상이 가속화된다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 강판 전체 중량의 0.015 중량%를 초과할 경우에는 고용탄소량이 감소하여 소부경화성을 확보하기 어려워질 뿐만 아니라, 결정립 미세화로 인한 항복강도 증가현상이 가속화되어 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 인성을 저하시키는 문제가 있다.
The niobium (Nb) is preferably added in an amount of 0.005 to 0.015% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet according to the present invention. When the content of niobium (Nb) is less than 0.005% by weight, a certain amount of the solid carbon is excessively large, and the yield point elongation and aging phenomenon is accelerated. On the contrary, when the content of niobium (Nb) exceeds 0.015% by weight of the total weight of the steel sheet, the amount of solid carbon is reduced and it becomes difficult to secure the hardening of the hardening, and the phenomenon of increase in yield strength due to grain refinement is accelerated, There is a problem that the toughness is deteriorated.
질소(N)Nitrogen (N)
본 발명에서 질소(N)는 불가피한 불순물로서, AlN, TiN 등의 개재물을 형성시켜 강판의 내부 품질을 저하시키는 문제가 있다.In the present invention, nitrogen (N) is an unavoidable impurity, and there is a problem that inclusions such as AlN and TiN are formed to lower the internal quality of the steel sheet.
본 발명에서 질소(N)는 극소량으로 제어하는 것이 바람직하나, 이 경우 제조 비용이 증가하고 관리의 어려움이 있다. 따라서, 본 발명에서는 질소(N)의 함량을 냉연강판 전체 중량의 0.006 중량% 이하로 제한하였다.
In the present invention, nitrogen (N) is preferably controlled to a very small amount, but in this case, manufacturing cost increases and management is difficult. Therefore, in the present invention, the content of nitrogen (N) is limited to 0.006% by weight or less based on the total weight of the cold-rolled steel sheet.
냉연강판 제조 방법Cold rolled steel sheet manufacturing method
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.FIG. 1 is a process flow chart showing a cold-rolled steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110), 냉각/권취 단계(S120), 냉간압연 단계(S130) 및 소둔 열처리 단계(S140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉연강판 제조 방법은 열간 압연 단계(S110) 이전에 실시되는 슬라브 재가열 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
Referring to FIG. 1, a cold rolled steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes a hot rolling step S110, a cooling / winding step S120, a cold rolling step S130 and a annealing heat treatment step S140 do. In addition, the method of manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention may further include a step of reheating slabs (not shown) performed before the hot-rolling step (S110).
본 발명에 따른 냉연강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, C : 0.0005 ~ 0.002%, Si : 0 초과 0.05% 이하, Mn : 0.01 ~ 0.04%, P : 0.01 ~ 0.04%, S : 0 초과 0.01% 이하, Al : 0.01 ~ 0.06%, Ti : 0.010 ~ 0.045%, Nb : 0.005 ~ 0.015%, N : 0.006% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성된다.In the cold rolled steel sheet manufacturing method according to the present invention, the semi-finished slab plate to be subjected to the hot rolling process may contain 0.0005 to 0.002% of C, 0.05 to 0.05% of Si, 0.01 to 0.04% of Mn, 0.01 to 0.04 of P, 0.01 to 0.04 of C, (Fe) and unavoidable impurities are contained in an amount of 0.01 to 0.04%, S is more than 0 and 0.01% or less, 0.01 to 0.06% of Al, 0.010 to 0.045% of Ti, 0.005 to 0.015% of Nb and 0.006% .
슬라브 재가열 단계에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1100 ~ 1250℃로 재가열한다. 여기서, 상기 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.In the slab reheating step, the slab plate having the above composition is reheated to a slab reheating temperature (SRT) of 1100 to 1250 ° C. Here, the slab plate can be obtained through a continuous casting process after obtaining a molten steel having a desired composition through a steelmaking process.
본 단계에서, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1100℃ 미만일 경우에는 조직 균일화 합금성분의 재고용이 충분하지 못하다. 반대로, 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1250℃를 초과할 경우에는 산화스케일과 슬라브 판재의 계면 및 슬라브 판재 내부에 SiO2, MnO, Al2O3 등의 산화물이 다량 생성되어 표면 품질을 저해하는 문제가 있다.
At this stage, when the slab reheating temperature (SRT) is less than 1100 ° C, the reuse of the texture uniformized alloy component is not sufficient. On the other hand, when the SRT exceeds 1250 ° C, a large amount of oxides such as SiO 2 , MnO and Al 2 O 3 are generated in the interface between the oxide scale and the slab plate and inside the slab plate, .
열간압연 단계Hot rolling step
열간압연 단계(S110)에서는 재가열된 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 850 ~ 950℃ 조건으로 마무리 열간 압연하다.In the hot rolling step (S110), the reheated slab plate is subjected to finishing hot rolling under the conditions of FDT (Finishing Delivery Temperature): 850 to 950 ° C.
이때, 마무리 압연 온도(FDT)가 850℃ 미만일 경우에는 열간 변형 저항이 급격히 증가될 가능성이 높고, 급격한 상변화에 의해 열간압연중 통판성의 문제를 야기할 수 있다. 반대로, 마무리 압연 온도(FDT)가 950℃를 초과할 경우에는 조대한 산화 스케일의 발생으로 표면 품질을 저하시키는 문제가 있다.
If the finish rolling temperature (FDT) is lower than 850 DEG C, there is a high possibility that the resistance to hot deformation increases sharply, and a problem of the ducting during hot rolling due to a rapid phase change can be caused. On the other hand, when the finishing rolling temperature (FDT) exceeds 950 占 폚, there is a problem that the surface quality is lowered due to generation of a coarse oxidation scale.
냉각/권취Cooling / Winding
냉각/권취 단계(S120)에서는 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취한다. 이러한 권취 온도는 냉간압연 및 재결정 열처리 후 최적의 기계적 물성을 얻기 위한 조직을 얻기 위한 온도에 해당한다.In the cooling / winding step (S120), the finished hot rolled plate is cooled to a CT (Coiling Temperature): 550 to 650 DEG C and is wound. This coiling temperature corresponds to the temperature for obtaining the tissue to obtain the optimum mechanical properties after the cold rolling and recrystallization heat treatment.
본 단계에서, 권취 온도가 550℃ 미만일 경우 베이나이트나 마르텐사이트 조직으로 인해 냉간 압연에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 권취 온도가 650℃를 초과할 경우에는 미세조직이 조대해지므로 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다.In this step, if the coiling temperature is lower than 550 占 폚, it may be difficult to carry out cold rolling due to bainite or martensite structure. On the other hand, when the coiling temperature exceeds 650 ° C, the microstructure is coarsened, so that it may be difficult to secure sufficient strength.
본 단계에서, 냉각 속도는 10 ~ 50℃/sec로 실시하는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 10℃/sec 미만일 경우에는 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 냉각 속도가 50℃/sec를 초과할 경우에는 조직이 경해져서 인성 확보에 어려움이 따를 수 있다.
In this step, the cooling rate is preferably 10 to 50 DEG C / sec. If the cooling rate is less than 10 DEG C / sec, it may be difficult to secure strength. On the other hand, when the cooling rate exceeds 50 DEG C / sec, the structure becomes weak and it may be difficult to secure toughness.
냉간 압연Cold rolling
냉간 압연 단계(S130)에서는 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연한다.In the cold rolling step (S130), the rolled sheet is subjected to pickling treatment by uncoiling, followed by cold rolling.
이때, 냉간 압하율은 60 ~ 80%로 실시하는 것이 바람직하다. 냉간 압하율이 60% 미만일 경우에는 변형효과가 작고, 반대로 냉간 압하율이 80%를 초과할 경우에는 압연 부하가 커져 제조 비용을 증가시키는 요인으로 작용한다. 또한, 열연코일에서 복합 석출물이 압연 중 분해되어 재결정 초기과정에서 (100) 집합조직이 발달되는데, 이로 인하여 드로잉성을 해치며 강판의 가장자리에 균열이 생기고 판 파단이 일어날 확률이 증가할 수 있다.
At this time, it is preferable that the cold reduction ratio is 60 to 80%. When the cold rolling reduction rate is less than 60%, the deformation effect is small. On the contrary, when the cold rolling reduction rate exceeds 80%, the rolling load becomes large, which increases the manufacturing cost. In addition, in the hot-rolled coil, the composite precipitates are decomposed during rolling, and (100) texture develops during the initial stage of recrystallization, which may deteriorate the drawability and increase the probability of plate cracking occurring at the edge of the steel sheet.
소둔 열처리Annealing heat treatment
소둔 열처리 단계(S140)에서는 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 소둔 열처리한다.In the annealing heat treatment step (S140), the cold-rolled sheet material is annealed at a temperature of 850 to 900 占 폚.
이때, 소둔 열처리는 소둔을 수행하는 SS(Soaking Section) 구간과, 냉각을 수행하는 RQS(Roll Quenching Section) 구간과, 과시효 처리하는 OAS(Over Aging Section) 구간을 포함하는 연속소둔라인에서 수행될 수 있다.At this time, the annealing heat treatment is performed in a continuous annealing line including an SS (Soaking Section) section for performing annealing, a RQS (Roll Quenching Section) section for performing cooling, and an OAS (Over Aging Section) .
즉, 냉간 압연된 판재는 연속 소둔 라인의 SS 구간에서 850 ~ 900℃까지 가열하여 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리한 후, RQS 구간에서 소둔 열처리된 판재를 1 ~ 15℃/sec의 속도로 480 ~ 540℃까지 냉각하고 나서, OAS 구간에서 냉각된 판재를 460 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 과시효 처리하게 된다.That is, the cold-rolled sheet is heated to 850 to 900 ° C in the SS section of the continuous annealing line, annealed for 5 to 10 minutes, annealed in the RQS section, annealed at a rate of 1 to 15 ° C / sec, After cooling to 540 ° C, the plate cooled in the OAS section is subjected to overheat treatment at a temperature of 460-540 ° C for 100-200 seconds.
이때, 상기 SS 구간에서의 연속소둔은 재결정과 결정립 성장을 통하여 (111) 집합조직을 발달시켜 드로잉성을 향상시키고 미세한 복합 석출물을 재용해시켜 고용탄소를 용출하도록 한다.At this time, the continuous annealing in the SS section develops (111) texture by recrystallization and grain growth, thereby improving the drawability and redissolving the fine complex precipitates, thereby eluting the solid carbon.
특히, 소둔 열처리는 20 ~ 40℃/sec의 속도로 급속 가열한 후, 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 소둔 열처리 온도가 850℃ 미만이거나, 또는 연속소둔 시간이 5분 미만일 경우에는 연성이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 소둔 열처리 온도가 900℃를 초과하거나, 또는 연속소둔 시간이 10분을 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립 크기 증가로 인하여 강판의 물성이 저하될 수 있다.In particular, it is preferable that the annealing heat treatment is performed at 850 to 900 ° C for 5 to 10 minutes after rapid heating at a rate of 20 to 40 ° C / sec. If the annealing heat treatment temperature is less than 850 占 폚 or the continuous annealing time is less than 5 minutes, there is a problem that the ductility is lowered. On the other hand, if the annealing heat treatment temperature exceeds 900 ° C or the continuous annealing time exceeds 10 minutes, the physical properties of the steel sheet may deteriorate due to an increase in the austenite grain size.
또한, RQS 구간에서의 냉각종료온도가 480℃ 미만일 경우에는 재질 불균일의 문제가 발생할 수 있다. 반대로, RQS 구간에서의 냉각종료온도가 540℃를 초과할 경우에는 냉각 과정에서 오스테나이트가 페라이트, 베이나이트로 변태할 수 있다.If the cooling termination temperature in the RQS section is less than 480 DEG C, the problem of material unevenness may occur. Conversely, if the cooling termination temperature in the RQS section exceeds 540 占 폚, the austenite may transform into ferrite and bainite during the cooling process.
한편, OAS 구간에서는 460 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 유지하는 것이 바람직하다. 과시효대(Over Aging Section)에서 460℃ 미만의 온도로 유지되거나, 또는 100초 미만으로 유지될 경우에는 항복비가 상승하는 문제가 있다. 반대로, 과시효대에서 540℃를 초과하는 온도로 유지되거나, 또는 200초를 초과할 경우에는 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다.
On the other hand, in the OAS section, it is preferable to maintain the temperature at 460 to 540 DEG C for 100 to 200 seconds. In the over aging section, when the temperature is maintained at a temperature lower than 460 DEG C, or when the temperature is maintained at less than 100 seconds, there is a problem that the yield ratio increases. On the other hand, if the temperature exceeds 540 占 폚 in the overfeed condition, or if it exceeds 200 seconds, the elongation rate is rapidly lowered.
한편, 도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 외판재용 냉연강판 제조 방법은 소둔 열처리 단계(S140) 이후에 실시되는 용융아연도금 및 합금화 열처리 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the method for manufacturing a cold rolled steel sheet for an automotive outer panel material according to an embodiment of the present invention may further include a hot-dip galvanizing and annealing step (not shown) performed after the annealing heat treatment step S140 .
상기 용융아연도금 및 합금화 열처리 단계에서는 과시효 처리된 판재를 480 ~ 560℃에서 용융아연도금 및 합금화 열처리한다. 합금화 열처리 온도가 480℃ 미만으로 너무 낮을 경우에는 적정 합금화도 및 도금층의 안정적 성장을 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 합금화 열처리 온도가 560℃를 초과할 경우에는 재질 저하가 발생할 수 있다.
In the hot dip galvanizing and alloying heat treatment step, the hot rolled plate is hot-dip galvanized and alloyed at 480 to 560 ° C. If the alloying heat treatment temperature is too low (less than 480 ° C), it may be difficult to ensure the proper alloying degree and stable growth of the plating layer. Conversely, if the alloying heat treatment temperature exceeds 560 DEG C, material deterioration may occur.
상기의 과정(S110 ~ S140)으로 제조되는 냉연강판은 고용강화원소인 티타늄(Ti)을 첨가하여 인장강도(TS) 및 항복점(YP)을 증가시킴과 동시에, 연신율(EL) 확보를 위해 니오븀(Nb)을 첨가하여 냉간압연 후, 소둔 열처리시 소둔 열처리 온도는 높이고, 소둔 열처리 시간을 증가시킴으로써, (111) 집합조직을 발달시켜 평균 랭크포드값을 증가시킴으로써, 성형성은 유지한 채 강도만을 증가시켜 차량의 안정성 및 내덴트성을 향상시킬 수 있다.The cold-rolled steel sheet produced in the above-described processes (S110 to S140) is produced by adding titanium (Ti) as a solid solution strengthening element to increase the tensile strength TS and the yield point YP, Nb) is added to increase the annealing heat treatment temperature after cold rolling, annealing annealing time, annealing annealing time, annealing annealing time, annealing annealing time, annealing annealing time, annealing annealing annealing time, The stability and the dent resistance of the vehicle can be improved.
이 결과, 본 발명에 따른 방법으로 제조되는 냉연강판은 최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖고, 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는다.
As a result, the cold-rolled steel sheet produced by the method according to the present invention has a final microstructure having a ferrite single-phase structure, an average grain size of ferrite structure of 30 to 40 占 퐉, a tensile strength (TS) of 300 to 450 MPa A yield point (YP) of 170 to 290 MPa, an elongation (EL) of 50% or more and an average rank pod value (r-bar) of 2.3 or more.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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. 시편의 제조1. Preparation of specimens
표 1의 조성 및 표 2의 공정 조건으로 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따른 시편을 제조하였다.
Specimens according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared with the composition shown in Table 1 and the process conditions shown in Table 2.
[표 1] (단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)
[표 2][Table 2]
2. 기계적 물성 평가2. Evaluation of mechanical properties
표 3은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조되는 시편들에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
Table 3 shows the results of evaluation of mechanical properties of the samples prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
[표 3][Table 3]
표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 3에 따른 시편들의 경우, 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa, 연신율(EL) : 50% 이상 및 평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.Tensile Strength (TS): 300 to 450 MPa, Yield Point (YP): 170 to 290 MPa, Elongation Rate (EL): 50 to the target value in the case of the specimens according to Examples 1 to 3 % And an average rank pod value (r-bar) of 2.3 or more.
반면, 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우에는 연신율은 목표값을 상회하는 값으로 측정되어 성형성은 좋으나, 인장강도 및 항복점이 목표값에 미달하는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우, 평균 랭크포드값(r-bar)이 목표값에 미달하는 1.80 및 1.92로 각각 측정되었다.On the other hand, in the case of the specimens according to Comparative Examples 1 and 2, the elongation was measured to be higher than the target value, and the moldability was good, but the tensile strength and yield point were found to be lower than the target value. In the case of the specimens according to Comparative Examples 1 and 2, the average rank pod value (r-bar) was measured to be 1.80 and 1.92, which were below the target value, respectively.
또한, 실시예 1 ~ 3에 따른 시편들의 경우, 페라이트 평균 결정립 사이즈가 33.7 ~ 37.1㎛를 갖는데 반해, 비교예 1 ~ 2에 따른 시편들의 경우, 48.9㎛ 및 52.6㎛로 각각 측정되었다.
In the case of the specimens according to Examples 1 to 3, the average grain size of ferrite was 33.7 to 37.1 탆, while the specimens according to Comparative Examples 1 and 2 were measured to have 48.9 탆 and 52.6 탆, respectively.
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 : 열간압연 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S130 : 냉간압연 단계
S140 : 소둔 열처리 단계S110: Hot rolling step
S120: cooling / winding step
S130: Cold rolling step
S140: annealing heat treatment step
Claims (5)
(b) 상기 마무리 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 550 ~ 650℃까지 냉각하여 권취하는 단계;
(c) 상기 권취된 판재를 언코일링하여 산세 처리한 후, 냉간압연하는 단계; 및
(d) 상기 냉간압연된 판재를 850 ~ 900℃에서 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;를 포함하고,
상기 (d) 단계는,
(d-1) 상기 냉간압연된 판재를 연속 소둔 라인에서 850 ~ 900℃까지 가열하여 5 ~ 10분 동안 소둔 열처리하는 단계;
(d-2) 상기 소둔 열처리된 판재를 1 ~ 15℃/sec의 속도로 480 ~ 540℃까지 냉각하는 단계; 및
(d-3) 상기 냉각된 판재를 460 ~ 540℃의 온도에서 100 ~ 200초 동안 과시효 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판 제조 방법.
(a) 0.0005 to 0.002% of C, 0.05 to 0.05% of Si, 0.01 to 0.04% of Mn, 0.01 to 0.04% of P, 0.01 to 0.04% of S, (Finishing Delivery Temperature): 850 to 950 ° C. The slab plate is composed of 0.010 to 0.045% of Ti, 0.005 to 0.015% of Nb, 0.006% or less of N and the balance of Fe and unavoidable impurities. Rolling;
(b) cooling and finishing the finished hot rolled plate to a CT (Coiling Temperature) of 550 to 650 캜;
(c) uncoiling and pickling the rolled sheet material, followed by cold rolling; And
(d) subjecting the cold-rolled sheet to annealing at 850 to 900 ° C for 5 to 10 minutes,
The step (d)
(d-1) annealing the cold-rolled sheet material for 5 to 10 minutes by heating it to 850 to 900 占 폚 in a continuous annealing line;
(d-2) cooling the annealed sheet material to 480 to 540 ° C at a rate of 1 to 15 ° C / sec; And
(d-3) exposing the cooled plate to a temperature of 460 to 540 캜 for 100 to 200 seconds.
인장강도(TS) : 300 ~ 450MPa, 항복점(YP) : 170 ~ 290MPa 및 연신율(EL) : 50% 이상을 가지며,
최종 미세조직이 페라이트(ferrite) 단상 조직을 가지며, 상기 페라이트 조직의 평균 결정립 사이즈가 30 ~ 40㎛를 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
0.01 to 0.04%, P: 0.01 to 0.04%, S: more than 0 to 0.01%, Al: 0.01 to 0.06%, Ti: 0.010 to 0.045%, Nb: 0.005 to 0.015%, N: 0.006% or less and the balance of iron (Fe) and unavoidable impurities,
A tensile strength (TS) of 300 to 450 MPa, a yield point (YP) of 170 to 290 MPa and an elongation (EL) of not less than 50%
Wherein the final microstructure has a ferrite single-phase structure and the average grain size of the ferrite structure is 30 to 40 占 퐉.
상기 냉연강판은
평균 랭크포드값(r-bar)이 2.3 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 냉연강판.The method of claim 3,
The cold-
Wherein the average rank pod value (r-bar) is 2.3 or more.
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