KR101818369B1 - High strength steel reinforcement and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초고강도를 갖는 용융아연도금강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 용융아연도금 강판에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a hot-dip galvanized steel sheet having an ultra-high strength and a hot-dip galvanized steel sheet produced by the method.
용융아연도금강판은 내식성, 용접성 및 도장성이 우수하여 자동차용 강판으로 많이 사용되고 있다. 또한, 자동차의 경량화에 의한 연비 향상 및 승객 안정성 관점에서 자동차 차체 및 구조재의 고강도화가 요구됨에 따라 많은 종류의 가동차용 고강도강이 개발되어 왔다.The hot-dip galvanized steel sheet is excellent in corrosion resistance, weldability, and paintability, and is widely used as a steel sheet for automobiles. In addition, from the viewpoint of improving the fuel efficiency by reducing the weight of the automobile and the stability of the passenger, it is required to increase the strength of the automobile body and the structural material, so that many kinds of high strength steel for the moving vehicle have been developed.
용융아연도금강판을 제조하는 일 방법으로, 소정 조성비를 갖도록 제조된 강판을 소둔 열처리한 후 마르텐사이트 조직의 개시온도보다 높은 500℃ ∼ 550℃로 냉각하고, 1∼2분간 과시효처리한 다음 도금욕에 침적하여 아연도금한 다음 합금화처리하고, 300℃ 이하로 냉각하여 제조하는 방법이 개시된 바 있다.As a method for producing a hot-dip galvanized steel sheet, a steel sheet produced to have a predetermined composition ratio is subjected to annealing heat treatment, then cooled to a temperature of 500 ° C to 550 ° C which is higher than the start temperature of the martensitic structure, subjected to overcharge treatment for 1 to 2 minutes, Galvanizing the steel sheet by immersing it in a bath, then alloying the steel sheet and cooling the steel sheet to 300 DEG C or less.
그런데, 이러한 방법은 강판을 500∼550℃의 고온에서 자연 냉각하게 되는데, 강판이 자연냉각 중 과시효처리가 진행되는데, 이때 베이나이트 변태에 의한 변태 발열 현상이 일어나면서 강판의 온도가 상승하게 된다. 이 상태에서 도금욕에 침지하게 되면, 변태발열에 의해 과열된 강판이 도금욕에 인입시 도금욕의 온도가 상승하게 된다. 도금욕의 온도가 상승하면 드로스 생성에 의한 강판 표면품질이 저하될 수 있으므로 강판의 온도가 적정 수준으로 낮아지기를 기다렸다 도금욕에 인입해야 하므로 생산속도가 늦어지게 된다.However, in this method, the steel sheet is naturally cooled at a high temperature of 500 to 550 DEG C, and the steel sheet undergoes over-treatment during the natural cooling. At this time, the heat of the steel sheet is increased due to transformation heat due to bainite transformation . When the steel sheet is immersed in the plating bath in this state, the temperature of the plating bath is increased when the steel sheet heated by the transformation heat is drawn into the plating bath. If the temperature of the plating bath rises, the surface quality of the steel sheet may be deteriorated due to the generation of dross. Therefore, the temperature of the steel sheet is required to be lowered to an appropriate level.
관련 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0723204호(2007.05.29 공고, 발명의 명칭: 가공성이 우수한 인장강도 1180Mpa 이상인 초고강도 용융아연 도금강판과 그 제조방법)가 있다.As a related prior art, Korean Patent Registration No. 10-0723204 (entitled Ultra High Strength Galvanized Galvanized Steel Sheet Having Excellent Workability and Higher Tensile Strength of 1180 Mpa or more and a Manufacturing Method Thereof) is available.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 강판의 2차 냉각 후 과시효대 구간에서 변태 발열에 의해 과열된 강판이 도금욕에 인입함으로써 도금욕 온도를 상승시키는 것을 방지하여 강판의 물성 변화를 최소화하고 생산속도에 제약이 없어 생산성을 향상시킬 수 있는 고강도 강판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a steel sheet, which prevents overheating of the steel sheet by heating the steel sheet during a transient time- So that productivity can be improved, and a method of manufacturing the same.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.1% ~ 0.2%, 실리콘(Si): 0.1% ~ 1.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.03% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.05%, 및 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 포함하고, 미세조직이 전체 조직에 대한 점적률로, 베이나이틱 페라이트: 35% ~ 60%, 마르텐사이트: 30% ~ 40%, 폴리고날 페라이트: 10% ~ 20%, 및 베이나이트: 10% ~ 20%일 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a steel sheet comprising 0.1 to 0.2% of carbon (C), 0.1 to 1.0% of silicon (Si), 2.0% of manganese (Mn) (Al): 0.03 to 0.5%, titanium: 0.01 to 0.05%, niobium: 0.01 to 0.05%, and the remainder being iron (Fe) and other inevitably contained Wherein the microstructure contains impurities and the microstructure has a percentage of the total structure of the ferrites: 35 to 60% of baynitic ferrite, 30 to 40% of martensite, 10 to 20% of polygonal ferrite, and bainite: 10% to 20%.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 강판의 제조 방법은, (a) 중량%로, 탄소(C): 0.1% ~ 0.2%, 실리콘(Si): 0.1% ~ 1.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.03% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.05%, 및 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 포함하는 주편을 재가열하는 단계, (b) 재가열된 주편을 열간 압연하는 단계, (c) 열간 압연에 의해 형성되는 강판을 냉각하는 단계, 및 (d) 냉각된 강판을 -20 ~ 40℃의 온도에서 후냉각하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a steel sheet, comprising: (a) 0.1 to 0.2% of carbon (C), 0.1 to 1.0% of silicon (Si) (Fe), 0.01 to 0.05% of niobium (Nb), and the balance of iron (Fe) and aluminum (Al) in a range of 2.0 to 3.0% Mn, 0.03 to 0.5% (B) subjecting the reheated cast steel to hot rolling, (c) cooling the steel sheet formed by hot rolling, and (d) RTI ID = 0.0 > 40 C < / RTI >
본 발명의 실시예에 있어서, (c) 단계는, 열간 압연된 강판을 1차 서냉하는 단계; 및 강판을 2차로 급냉하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the step (c) includes: a first gradual gradual cooling of the hot-rolled steel sheet; And quenching the steel sheet in a second order.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 강판을 1차 서냉하는 단계는, 600℃ ~ 650℃의 온도에서 이루어질 수 있다.In the embodiment of the present invention, the first gradual gradual cooling of the steel sheet may be performed at a temperature of 600 ° C to 650 ° C.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계에서, -5℃/sec ~ -10℃/sec의 냉각속도로 진행할 수 있다.In the embodiment of the present invention, in the step (d), cooling can be performed at a cooling rate of -5 ° C / sec to -10 ° C / sec.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계 이후, 상기 강판은 베이나이틱 페라이트: 35% ~ 60%, 마르텐사이트: 30% ~ 40%, 폴리고날 페라이트: 10% ~ 20%, 및 베이나이트: 10% ~ 20%의 조직을 가질 수 있다.In the embodiment of the present invention, after step (d), the steel sheet may contain 35% to 60% of bainitic ferrite, 30% to 40% of martensite, 10% to 20% of polygonal ferrite, Knight: can have 10% to 20% tissue.
본 발명에 따르면, 강판의 2차 냉각 후 과시효대 구간에서 변태 발열에 의해 과열된 강판이 도금욕에 인입함으로써 도금욕 온도를 상승시키는 것을 방지하여 강판의 물성 변화를 최소화하고 생산속도에 제약이 없어 생산성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent the temperature of the plating bath from rising by bringing the steel sheet heated by the transformation heat into the plating bath, thereby minimizing changes in the physical properties of the steel sheet, The productivity can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 종래의 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 아연도금강판의 제조공정에서 냉각단계에서의 온도변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 도2의 일부를 확대하여 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a high-strength steel sheet according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing changes in temperature in a cooling step in a conventional method and a manufacturing process of a galvanized steel sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged graph showing a part of FIG.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Throughout this specification, the same or similar components are denoted by the same reference numerals. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하 설명하는 본 발명의 실시예는 적절한 합금 성분 설계 및 냉각 과정의 온도 제어를 통해, 생산성을 향상시킬 수 있는 고강도 용융도금아연 강판 및 그 제조 방법을 제시한다.The embodiments of the present invention described below provide a high strength hot-dip galvanized steel sheet capable of improving productivity through temperature control of a proper alloy component design and cooling process and a manufacturing method thereof.
강판Steel plate
본 발명의 실시 예에 따르는 강판은 중량%로 탄소(C): 0.1% ~ 0.2%, 실리콘(Si): 0.1% ~ 1.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.03 ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.01 ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.01 ~ 0.05% 및 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 포함한다.The steel sheet according to the embodiment of the present invention may contain 0.1 to 0.2% of carbon (C), 0.1 to 1.0% of silicon (Si), 2.0 to 3.0% of manganese (Mn) 0.03-0.5% titanium, 0.01-0.05% niobium, 0.01-0.05% niobium, and the balance iron (Fe) and other inevitably contained impurities.
본 발명의 실시예에 따르는 강판은 미세조직이 전체 조직에 대한 점적률로, 베이나이틱 페라이트: 35 ~ 60%, 마르텐사이트: 30 ~ 40%, 폴리고날 페라이트: 10 ~ 20%, 그리고 베이나이트: 10 ~ 20%를 포함할 수 있다.The steel sheet according to the embodiment of the present invention is characterized in that the microstructure is a point-to-point ratio to the entire structure, and is 35 to 60% of baynitic ferrite, 30 to 40% of martensite, 10 to 20% of polygonal ferrite, : 10 to 20%.
이하, 본 발명에 따른 고강도 용융아연도금 강판의 필수 합금조성에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the role and content of each component included in the essential alloy composition of the high-strength hot-dip galvanized steel sheet according to the present invention will be described in more detail.
탄소(C)Carbon (C)
탄소(C)는 마르텐사이트를 형성시키는 주요 강화 원소로서, 고강도를 확보하고 잔류 감마(γ)상을 확보하는 데 필요한 원소이다. 상세하게는, γ상(phase) 중에 충분한 탄소(C)량을 포함시키고 실온에서도 γ상을 잔류시키기 위해 중요한 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘하게 하려면, 탄소(C)를 0.1중량% 이상 함유하도록 하는 것이 필요한데, 바람직하게는 0.12중량% 이상, 보다 바람직하게는 0.15중량% 이상 포함할 수 있다. 다만, 탄소(C)의 첨가량이 0.2중량%를 초과하면 용접성이 확보되기 어렵다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 강판 전체 중량의 0.1% ~ 0.2%의 탄소(C)를 포함하는 것이 바람직하다.Carbon (C) is a main strengthening element for forming martensite, and is an element necessary for securing high strength and securing a residual gamma (γ) phase. Specifically, it is an important element for containing a sufficient amount of carbon (C) in the? Phase and retaining the? Phase at room temperature. In order to exhibit such an effect effectively, it is necessary to contain carbon (C) in an amount of 0.1 wt% or more, preferably 0.12 wt% or more, and more preferably 0.15 wt% or more. However, if the addition amount of carbon (C) exceeds 0.2 wt%, the weldability is hardly secured. Therefore, in the embodiment of the present invention, it is preferable that carbon (C) of 0.1% to 0.2% of the total weight of the steel sheet is included.
실리콘(Si)Silicon (Si)
실리콘(Si)은 잔류 γ가 분해되어 탄화물이 생성되는 것을 유효하게 억제하는 원소이며, 또 고용강화 원소로서도 유용하다. 이러한 작용을 유효하게 발휘하게 하려면 실리콘(Si)을 0.1중량% 이상 함유되게 하는 것이 필요하며, 0.5중량% 이상 함유되는 것이 더 바람직하다. 다만, 실리콘(Si)이 1.0중량%를 초과하여 과잉 첨가되면 열간취성을 일으키고, 용융아연도금 과정에서 표면 산화물 발생에 의한 도금성 열위, 표면 결함 등 오히려 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 실리콘(Si)의 적정한 첨가량은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.1% ~ 1.0%인 것이 바람직하다.Silicon (Si) is an element that effectively inhibits the formation of carbide by decomposition of residual?, And is also useful as a solid solution strengthening element. In order to exhibit such an effect effectively, it is necessary to contain silicon (Si) in an amount of 0.1 wt% or more, more preferably 0.5 wt% or more. However, excessive addition of silicon (Si) in an amount exceeding 1.0% by weight causes hot brittleness, and plating problems such as surface dislocations due to the generation of surface oxides during hot dip galvanizing may occur. Therefore, it is preferable that the appropriate amount of silicon (Si) is 0.1% to 1.0% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
망간(Mn)Manganese (Mn)
망간(Mn)은 γ상을 안정화시키고 잔류 γ상을 얻기 위하여 필요한 원소이며, 고용강화 작용을 하는 원소이다. 또한, 망간(Mn)은 A3 온도를 낮추는 원소로서, 소둔 온도를 낮게 작업할 수 있는 장점을 갖는다. 이러한 작용을 발휘하게 하려면, 망간(Mn)을 2.0중량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 다만, 망간(Mn)의 함량이 3.0중량%를 초과하면 과도한 마르텐사이트 형성으로 주편 분열이 생기고 냉간압연시 강판 에지크랙이 발생하고, 도금시 미도금 발생 등의 악영향이 나타난다. 따라서, 망간(Mn)의 함량은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 2.0% ~ 3.0%인 것이 바람직하다.Manganese (Mn) is an element necessary to stabilize the? -Phase and obtain the residual? -Phase, and is an element for solubility-strengthening action. Manganese (Mn) is an element for lowering the temperature of A3, and has an advantage that the annealing temperature can be lowered. In order to exhibit such action, it is preferable to contain manganese (Mn) in an amount of 2.0 wt% or more. However, when the content of manganese (Mn) exceeds 3.0% by weight, excessive martensite formation results in fracture of the cast steel, edge cracking of the steel sheet occurs during cold rolling, and adverse effects such as occurrence of plating and the like occur during plating. Therefore, the content of manganese (Mn) is preferably 2.0% to 3.0% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
알루미늄(Al)Aluminum (Al)
알루미늄(Al)은 실리콘(Si)과 마찬가지로 소둔 후 세멘타이트의 석출을 억제함으로써 펄라이트 변태의 진행을 지연시켜 페라이트 결정립을 안정화하는 작용을 한다. 또한, 저 실리콘(Si)계에서도 알루미늄(Al)을 다량으로 첨가함으로써 연신율을 열화시키지 않고 화성 처리성을 개선할 수 있다. 이러한 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.03% ~ 0.5%로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 첨가량이 0.03중량% 미만일 경우 강 중의 산소 함유량이 많아져 연성저하를 초래한다. 반대로, 알루미늄(Al)의 첨가량이 0.5중량%를 초과하는 경우에는 연신율 향상의 효과는 포화되고, 오히려 화성 처리성 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.Aluminum (Al) functions to stabilize ferrite grains by retarding the progress of pearlite transformation by suppressing the precipitation of cementite after annealing as in the case of silicon (Si). Also, in a low silicon (Si) system, a large amount of aluminum (Al) can be added to improve the chemical conversion treatment without deteriorating the elongation. Such aluminum (Al) is preferably added in an amount of 0.03% to 0.5% of the total weight of the steel sheet according to the present invention. When the added amount of aluminum (Al) is less than 0.03 wt%, the oxygen content in the steel becomes large and the ductility is lowered. On the other hand, when the amount of aluminum (Al) added exceeds 0.5% by weight, the effect of improving the elongation is saturated and the chemical conversion treatment and weldability are deteriorated.
티타늄(Ti)Titanium (Ti)
티타늄(Ti)은 석출 강화작용을 하며, 결정립 미세화를 통해 고강도화 및 균일한 연신율 확보에 유용한 원소이다. 티타늄(Ti)은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.01% ~ 0.05%로 첨가되는 것이 바람직하고, 0.02% ~ 0.05%로 첨가되는 것이 더욱 바람직하다. 티타늄(Ti)의 첨가량의 0.01중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 티타늄(Ti)의 첨가량이 0.05중량%를 초과하는 경우, 그 효과가 포화되어 경제성이 떨어진다.Titanium (Ti) has a precipitation strengthening action, and is an element useful for increasing the strength and ensuring uniform elongation through grain refinement. Titanium (Ti) is preferably added in an amount of 0.01% to 0.05%, more preferably 0.02% to 0.05% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention. When the amount of titanium (Ti) is less than 0.01% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the contrary, when the addition amount of titanium (Ti) exceeds 0.05% by weight, the effect becomes saturated and the economical efficiency deteriorates.
니오븀(Nb)Niobium (Nb)
니오븀(Nb)은 NbC 또는 Nb(C,N)의 형태로 석출되어, 석출강화 효과와 동시에 A3 이상의 소둔과정에서 결정립 사이즈를 미세화하여 강도 향상이 기여한다. 니오븀(Nb)은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.01% ~ 0.05%로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 첨가량이 0.01중량% 미만일 경우 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 니오븀(Nb)의 첨가량이 0.05중량%를 초과하는 경우 그 효과가 포화되어 경제성이 저하될 수 있다.Niobium (Nb) precipitates in the form of NbC or Nb (C, N), contributing to the improvement of strength by reducing grain size in the annealing process of A3 or higher at the same time as precipitation strengthening effect. Niobium (Nb) is preferably added in an amount of 0.01% to 0.05% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention. If the addition amount of niobium (Nb) is less than 0.01% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the contrary, when the addition amount of niobium (Nb) exceeds 0.05% by weight, the effect is saturated and the economical efficiency may be lowered.
보론(B)Boron (B)
보론(B)은 강의 소입성을 향상시키는 원소로, 철(Fe)내 고용되거나 강 중의 질소(N)와 결합하여 BN상을 석출시켜 강판의 강도를 증가시킨다. 또한, 결정립계를 강화하여 2차가공취성을 향상시키는 효과가 있다. 보론(B)은 0.0005중량% 이상 첨가될 경우, 그 효과를 발휘한다. 다만, 보론(B)의 첨가량이 0.005중량%를 초과하는 경우, 결정립계에 편석을 발생시켜 재질의 열화를 가져오는 문제점이 있다. 따라서, 보론(B)은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.0005% ~ 0.005%로 첨가되는 것이 바람직하다.Boron (B) is an element that improves the ingotability of steel. It is dissolved in iron (Fe) or combined with nitrogen (N) in the steel to precipitate BN phase to increase the strength of the steel sheet. In addition, there is an effect of enhancing secondary grain brittleness by strengthening grain boundaries. When the boron (B) is added in an amount of 0.0005% by weight or more, the effect is exhibited. However, when the addition amount of the boron (B) exceeds 0.005% by weight, segregation occurs in the crystal grain boundary, which causes deterioration of the material. Therefore, boron (B) is preferably added in an amount of 0.0005% to 0.005% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
몰리브덴(Mo)Molybdenum (Mo)
몰리브덴(Mo)은 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 몰리브덴(Mo)은 질소(N)와 결합하여 NMo를 형성하는데, NMo는 실리콘(Si), 알루미늄(Al)과 같이 베이나이트 영역에서 열처리시 베이나이트 변태를 지연시키는 효과가 있어 잔류 오스테나이트 확보에 유리하게 작용한다. 이러한 효과는 몰리브덴(Mo)이 0.05중량% 이상 첨가될 때 발휘될 수 있다. 다만, 몰리브덴(Mo)의 첨가량이 1.0중량%를 초과하는 경우, 그 효과가 포화되어 경제성이 저하된다. 따라서, 몰리브덴(Mo)은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.05% ~ 1.0%로 첨가되는 것이 바람직하다.Molybdenum (Mo) contributes to the improvement of steel strength. In addition, molybdenum (Mo) bonds with nitrogen (N) to form NMo. NMo has an effect of retarding bainite transformation during heat treatment in the bainite region, such as silicon (Si) and aluminum (Al) Which is advantageous for securing. This effect can be exerted when molybdenum (Mo) is added in an amount of 0.05 wt% or more. However, when the addition amount of molybdenum (Mo) exceeds 1.0% by weight, the effect is saturated and the economical efficiency is lowered. Therefore, molybdenum (Mo) is preferably added in an amount of 0.05% to 1.0% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
크롬(Cr)Chromium (Cr)
크롬(Cr)은 페라이트 형성 원소로서, 탄화물을 형성하여 강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한, 크롬(Cr)은 소입성을 향상시켜 냉각시 제어에 유리한 원소이다. 크롬(Cr)은 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.1% ~ 0.5%로 첨가되는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 첨가량이 0.1중량% 미만일 경우, 크롬(Cr) 첨가에 따른 강도 향상 효과가 불충분하다. 반대로, 크롬(Cr)의 첨가량의 0.5중량%를 초과하는 경우, 강도와 연신율의 균형이 깨지는 문제가 발생할 수 있다.Chromium (Cr) is a ferrite-forming element and serves to improve the strength by forming carbide. Chromium (Cr) is an element favorable for control during cooling by improving the incombustibility. Cr (Cr) is preferably added in an amount of 0.1% to 0.5% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention. When the addition amount of chromium (Cr) is less than 0.1% by weight, the effect of improving the strength by the addition of chromium (Cr) is insufficient. On the other hand, when the amount of Cr exceeds 0.5% by weight, the balance between the strength and the elongation may be disrupted.
질소(N)Nitrogen (N)
질소(N)는 강 중 과잉으로 존재하면 질화물이 다량으로 석출되고, 연성의 열화를 야기할 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 점을 고려하여 질소(N)의 함량을 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량에서 60ppm 이하로 제한하였다. When nitrogen (N) is present in excess in the steel, a large amount of nitride is precipitated, which may cause deterioration of ductility. Accordingly, in the present invention, the content of nitrogen (N) is limited to not more than 60 ppm based on the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
황(S)Sulfur (S)
황(S)은 강의 인성과 용접성을 저해하고, 강중 MnS 비금속 개재물을 증가시킨다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 점을 고려하여 황(S)의 함량을 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.02% 이하로 제한하였다.Sulfur (S) inhibits the toughness and weldability of steel and increases MnS nonmetallic inclusions in steel. Accordingly, in the present invention, the content of sulfur (S) is limited to 0.02% or less of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
인(P)In (P)
인(P)은 고용강화에 의하여 강의 강도를 향상시키는 데 기여하나, 과다 함유될 경우 열간 취성의 원인이 되며, 용접성을 악화시킨다. 따라서, 본 발명에서는 이와 같은 점을 고려하여 인(P)의 함량을 본 발명의 실시예에 따른 강판 전체 중량의 0.15% 이하로 제한하였다.Phosphorus (P) contributes to improving the strength of steel by solid solution strengthening, but if it is contained excessively, it causes hot brittleness and deteriorates weldability. Accordingly, in the present invention, the content of phosphorus (P) is limited to not more than 0.15% of the total weight of the steel sheet according to the embodiment of the present invention.
강판 제조 방법Steel plate manufacturing method
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따르는 고강도 용융아연도금 강판을 제조하는 방법을 설명하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a high-strength hot-dip galvanized steel sheet according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고강도 용융 아연도금강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 아연도금강판의 제조공정에서 냉각단계에서의 온도변화를 나타낸 그래프이며, 도 3은 도2의 일부를 확대하여 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a flow chart schematically showing a method of manufacturing a high-strength hot-dip galvanized steel sheet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing a change in temperature in a cooling step in a manufacturing process of a galvanized steel sheet according to an embodiment of the present invention FIG. 3 is a graph showing an enlarged part of FIG. 2. FIG.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 고강도 용융아연도금강판의 제조 방법은 주편의 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 템퍼링 단계(S140)를 포함한다. 1 to 3, a method of manufacturing a high-strength hot-dip galvanized steel sheet according to an embodiment of the present invention includes a reheating step S110, a hot rolling step S120, a cooling step S130, and a tempering step S140 ).
재가열 단계(S110)는 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위해서 실시될 수 있다. 상기 주편은, 제강공정을 통해 소정의 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 확보할 수 있다. 상기 주편은 중량%로, 탄소(C): 0.1% ~ 0.2%, 실리콘(Si): 0.1% ~ 1.0%, 망간(Mn): 2.0% ~ 3.0%, 알루미늄(Al): 0.03% ~ 0.5%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.05%, 및 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 포함한다.The reheating step (S110) may be carried out in order to obtain effects such as reuse of precipitates and the like. The cast steel can be obtained through a continuous casting process after molten steel having a predetermined composition is obtained through a steelmaking process. The cast steel may contain 0.1 to 0.2% of carbon (C), 0.1 to 1.0% of silicon (Si), 2.0 to 3.0% of manganese (Mn), 0.03 to 0.5% of aluminum (Al) 0.01% to 0.05% of titanium (Ti), 0.01% to 0.05% of niobium (Nb), and the balance of iron (Fe) and other inevitably contained impurities.
재가열 단계Reheat step
먼저, 주편의 재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 주편을 1,100℃~1,250℃의 온도범위에서 재가열한다. 이러한 재가열을 통해, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다. 이때, 상기 주편은 재가열 단계(S110) 이전에 실시되는 제강공정을 통해 소정의 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 확보할 수 있다.First, in the reheating step (S110) of the cast steel, the cast steel having the above composition is reheated in a temperature range of 1,100 ° C to 1,250 ° C. This reheating can result in re-use of the segregated components and re-use of precipitates during casting. At this time, the cast steel can be obtained through a continuous casting process after obtaining molten steel of a predetermined composition through a steelmaking process performed before the reheating step (S110).
주편의 재가열 온도가 1,100℃ 미만일 경우에는 가열온도가 충분하지 않아 상기 편석 성분 및 석출물의 재고용이 충분하게 일어나지 않을 수 있다. 또한, 압연 부하가 커지는 문제가 있다. 반대로, 재가열 온도가 1,250℃를 초과할 경우, 오스테나이트 결정립이 조대화되거나 또는 탈탄 현상이 발생하여 강도를 저해할 수 있다. If the reheating temperature of the cast steel is less than 1,100 ° C, the heating temperature is not sufficient and the segregation component and the precipitate may not be sufficiently reused. Further, there is a problem that the rolling load becomes large. On the other hand, when the reheating temperature exceeds 1,250 占 폚, the austenite grains may be coarse or decarburized to deteriorate the strength.
열간 압연 단계Hot rolling step
열간 압연 단계(S120)에서는 재가열된 주편을 최종 강판 두께로 열간 압연한다. 상기 열간 압연은 마무리압연 온도에서 진행될 수 있다. 구체적으로, 상기 마무리압연온도는 800℃ ~ 1,030℃일 수 있다. 마무리 압연 온도가 1,030℃를 초과할 경우 오스테나이트 결정립이 조대화되어 변태후 페라이트 결정립 미세화가 충분히 이루어지지 않으며, 이에 따라 강도 확보가 어려워질 수 있다. 반대로, 마무리 압연 온도가 800℃ 미만으로 실시될 경우에는 압연 부하를 유발하여 생산성을 저하시키고 열처리 효과를 저감시킬 수 있다.In the hot rolling step (S120), the reheated cast steel is hot-rolled to the final steel sheet thickness. The hot rolling may proceed at the finish rolling temperature. Specifically, the finish rolling temperature may be 800 ° C to 1,030 ° C. If the finish rolling temperature exceeds 1,030 占 폚, the austenite grains are coarsened, and after the transformation, the ferrite grain refinement is not sufficiently performed, which may make it difficult to secure the strength. On the contrary, when the finish rolling temperature is lower than 800 캜, the rolling load is caused to lower the productivity and reduce the heat treatment effect.
냉각 단계Cooling step
냉각단계(S130)에서는 강판을 먼저 소둔한 다음에 냉각하는데, 소둔은 통상의 조건으로 행하는 것으로 특별히 조건을 한정하지 않는다. 일 예로, 오스테나이트 안정화 온도인 820 ~ 840℃ 범위의 온도에서 100 ~ 150초간 소둔열처리할 수 있다. In the cooling step (S130), the steel sheet is first annealed and then cooled. Annealing is performed under ordinary conditions, and no particular conditions are specified. For example, the annealing may be performed at a temperature in the range of 820 to 840 ° C, which is an austenite stabilization temperature, for 100 to 150 seconds.
강판을 소둔열처리한 다음에는, 강판의 충분한 강도 및 인성을 확보하기 위해, 열간 압연된 강판을 800℃ 이상의 온도로부터 냉각시킨다. 이때, 냉각은 도 2에 도시된 것과 같이, 600 ~ 650℃ 온도에서 -5℃/sec 정도의 조건으로 천천히 냉각하는 1차 냉각과, 480℃ 정도의 온도에서 -15℃/sec ~ -20/sec로 급냉하는 2차 냉각으로 진행할 수 있다. 2차 냉각 후에는 강판을 냉각설비를 이용하여 -20 ~ 40℃ 정도의 온도에서 -5℃/sec ~ -10℃/sec 정도의 조건으로 강판을 냉각시킨다.After annealing the steel sheet, the hot-rolled steel sheet is cooled from a temperature of 800 DEG C or more to ensure sufficient strength and toughness of the steel sheet. At this time, as shown in FIG. 2, the cooling is performed by a first cooling step in which the temperature is slowly cooled at a temperature of about 600 ° C. to about 650 ° C. at a rate of about -5 ° C./sec and a preliminary cooling at about -15 ° C./sec to about -20 ° C. / sec. < / RTI > After the secondary cooling, the steel sheet is cooled at a temperature of about -20 to 40 DEG C at a rate of about -5 DEG C / sec to about -10 DEG C / sec using a cooling facility.
종래에는 강판을 500 ~ 550℃의 온도에서 2차 냉각한 후에는 자연냉각 상태로 1 ~ 2분간 과시효처리하는데, 이 경우 베이나이트 변태 발열에 의해 강판의 오도가 상승하는 것으로 나타났다. Conventionally, after a steel sheet is secondarily cooled at a temperature of 500 to 550 ° C, the steel sheet is over-treated for 1 to 2 minutes in a natural cooling state. In this case, the ovality of the steel sheet is increased by heat generation of bainite transformation.
공정시간에 따른 강판의 온도를 그래프로 나타낸 도 2와, 도 2의 일부(A)를 확대하여 나타낸 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.2 showing a graph of the temperature of the steel sheet according to the process time, and part (A) of Fig. 2 will be described in detail with reference to Fig. 3 which is an enlarged view.
도 2 및 도 3의 참조번호 渼”으로 나타낸 바와 같이, 종래에는 2차 냉각 후 강판을 1 ~ 2분 정도 자연상태로 그대로 두어 자연냉각이 이루어지도록 하였다. 2차 냉각된 강판을 자연냉각 상태로 두면 강판의 과시효처리가 진행되는데, 이 때 베이나이트 변태에 의한 변태발열이 발생하여 강판의 온도가 다시 상승하게 된다(참조부호 B).As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the steel sheet is allowed to remain in the natural state for about one to two minutes after the secondary cooling so as to perform natural cooling. If the secondary cooled steel plate is left in a natural cooling state, overheating treatment of the steel sheet proceeds, in which transformation heat due to bainite transformation occurs and the temperature of the steel plate rises again (reference B).
일반적으로 강판의 도금욕의 진입 온도는 450 ~ 470℃ 정도로 인입하게 되는데, 변태발열에 의해 과열된 강판이 도금욕에 인입되면 도금욕의 온도가 상승하게 된다. 이와 같이 도금욕의 온도가 상승하면 드로스 생성에 의해 강판 표면 품질이 저하될 수 있다. 종래에는 도금욕의 온도를 낮추는 설비가 없기 때문에 도금욕의 온도가 적정한 수준으로 내려갈 때까지 기다려야 하므로 생산속도를 늦춰야 하는 문제점이 있다. Generally, the entering temperature of the plating bath of the steel sheet is about 450 to 470 ° C. When the steel sheet heated by the transformation heat is drawn into the plating bath, the temperature of the plating bath is increased. If the temperature of the plating bath rises as described above, the surface quality of the steel sheet may be deteriorated by generation of dross. Conventionally, since there is no facility for lowering the temperature of the plating bath, it is necessary to wait until the temperature of the plating bath is lowered to an appropriate level.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는, 도 2 및 도 3의 참조번호 "210”으로 나타낸 바와 같이, 2차 냉각 후 강판을 자연냉각되도록 하지 않고 냉각설비를 활용하여 강판 온도를 도금욕의 온도와 유사하게 조정한 뒤 도금욕에 강판을 진입시킨다. 보다 상세하게는, 480℃ 정도로 2차 냉각된 강판을 -20℃ ~ 40℃의 냉각설비를 이용하여 강판을 추가 냉각하는데, 냉각 속도를 -5/sec ~ -10℃/sec 정도로 하여 강판의 온도가 도금욕의 온도와 유사하게 450℃ ~ 470℃ 정도로 냉각되도록 한다. Therefore, in an embodiment of the present invention, as indicated by
이와 같이 강판을 도금욕 온도로 냉각한 다음에는 도금욕에 침지하여 아연도금을 실시한다. 아연도금은 용융아연도금욕에 강판을 침지하여 이루어지는데, 아연도금 후에는 필요에 따라 합금화처리를 진행할 수 있다. After cooling the steel sheet at the plating bath temperature, the steel sheet is immersed in a plating bath to perform galvanization. Zinc plating is performed by immersing a steel sheet in a hot-dip galvanizing bath. After galvanizing, alloying treatment can be carried out if necessary.
템퍼링 단계Tempering step
상기와 같이 아연도금 또는 추가로 합금화 처리한 후에는 강판을 300℃ 이하로 냉각한다. 연속도금설비에서 강판은 아연도금욕, 합금화 열처리로, 냉각대, 상부롤(top roll)을 거치는데, 냉각은 냉각대에서 행해지고 냉각온도는 상부롤에서 측정된다. 따라서, 냉각온도는 상부롤에서 강판의 온도의 측정을 통해 관리될 수 있다. 냉각온도를 300℃ 이하로 하는 것은 마르텐사이트 온도 이하로 냉각하여 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시켜 목표 인장강도를 확보하기 위한 것이다.After galvanizing or further alloying as described above, the steel sheet is cooled to 300 캜 or lower. In the continuous plating facility, the steel plate is subjected to a zinc plating bath, an alloying heat treatment furnace, a cooling stand, and a top roll, cooling is carried out in the cooling stand, and the cooling temperature is measured in the upper roll. Therefore, the cooling temperature can be managed by measuring the temperature of the steel sheet in the upper roll. The reason why the cooling temperature is set to 300 캜 or less is to cool the cast steel to below the martensite temperature to transform the retained austenite into martensite to secure the target tensile strength.
상술한 공정을 진행하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 아연도금강판을 제조할 수 있다. 상기 제조된 아연도금강판은 베이니틱 페라이트 조직이 35 ~ 60%, 마르텐사이트 조직이 30 ~40%, 폴리고날 페라이트 조직이 10 ~ 20%, 그리고 베이나이트 조직이 10 ~ 20% 이하를 포함할 수 있다.Through the above-described processes, a galvanized steel sheet according to an embodiment of the present invention can be manufactured. The produced galvanized steel sheet may contain 35 to 60% of bainitic ferrite structure, 30 to 40% of martensite structure, 10 to 20% of polygonal ferrite structure and 10 to 20% of bainite structure have.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 예시 중 일부로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the structure and function of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments and comparative examples of the present invention. It should be understood, however, that this is provided as illustrative of the present invention and is not to be construed as limiting the invention in any way.
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
아래의 표 1에 기재된 합금조성을 각각 가지는 실시예 및 비교예의 시편을 표 2에 기재된 열연 조건, 냉각 조건 및 열처리 조건으로 진행하여, 최종적으로 실시예 및 비교예에 따른 시편들을 제조하였다.The specimens of Examples and Comparative Examples having the alloy compositions shown in Table 1 below were subjected to the hot rolling, cooling and heat treatment conditions shown in Table 2 to finally produce specimens according to Examples and Comparative Examples.
(℃)Reheat temperature
(° C)
2. 재질 평가2. Material evaluation
비교예 및 실시예의 시편에 대해, 항복강도(YS), 인장강도(TS), 연신율(%) 및 항복비(YR)의 재질 특성을 평가하고, 이를 표 3에 나타내었다.The material properties of yield strength (YS), tensile strength (TS), elongation (%) and yield ratio (YR) were evaluated for the specimens of Comparative Examples and Examples,
표 3을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 경우, 비교예와 대비하여, 항복강도, 인장강도, 및 연신율이 유사하게 나타났다. 즉, 실시예들의 경우 비교예와 대비하여 물성의 변화에는 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 또한, 강재의 미세 조직의 경우에도, 실시예와 비교예 모두 페라이트, 베이나이트, 마르텐사이트를 포함하는 것을 확인하였다.Referring to Table 3, in Examples 1 to 3, yield strength, tensile strength, and elongation were similar in comparison with Comparative Examples. In other words, it can be seen that there is no significant difference in the change of physical properties as compared with the comparative example in the examples. Also, in the case of the microstructure of the steel material, it was confirmed that both Examples and Comparative Examples contain ferrite, bainite and martensite.
S110 : 재가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 템퍼링 단계S110: Reheating step
S120: Hot rolling step
S130: cooling step
S140: Tempering step
Claims (6)
(b) 상기 재가열된 주편을 열간 압연하는 단계;
(c) 상기 열간 압연에 의해 형성되는 강판을 냉각하는 단계; 및
(d) 상기 냉각된 강판을 -20 ~ 40℃의 설비에서 냉각하는 단계를 포함하는
강판의 제조 방법.
(A) 0.1 to 0.2% of silicon (C), 0.1 to 1.0% of silicon (Si), 2.0 to 3.0% of manganese (Mn), 0.03 to 0.5% of aluminum (Al) 0.01% to 0.05% of niobium (Nb), 0.0005% to 0.005% of boron (B), 0.05% to 1.0% of molybdenum (Mo) 0.1% to 0.5%, and the remainder comprising iron (Fe) and other inevitably contained impurities;
(b) hot rolling the reheated cast steel;
(c) cooling the steel sheet formed by the hot rolling; And
(d) cooling the cooled steel sheet at a temperature of -20 to 40 캜.
A method of manufacturing a steel sheet.
상기 (c) 단계는,
상기 열간 압연된 강판을 1차 서냉하는 단계; 및
상기 강판을 2차로 급냉하는 단계를 포함하는
강판의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The step (c)
Firstly slowly cooling the hot-rolled steel sheet; And
And secondarily quenching the steel sheet
A method of manufacturing a steel sheet.
상기 강판을 1차 서냉하는 단계는,
600℃ ~ 650℃의 온도에서 이루어지는
강판의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the first gradual gradual cooling of the steel sheet comprises:
At a temperature of 600 ° C to 650 ° C
A method of manufacturing a steel sheet.
상기 (d) 단계에서,
-5℃/sec ~ -10℃/sec의 냉각속도로 진행하는
강판의 제조 방법
3. The method of claim 2,
In the step (d)
Lt; RTI ID = 0.0 > min / sec < / RTI >
Method of manufacturing steel sheet
상기 (d) 단계 이후,
상기 강판은 베이나이틱 페라이트: 35% ~ 60%, 마르텐사이트: 30% ~ 40%, 폴리고날 페라이트: 10% ~ 20%, 및 베이나이트: 10% ~ 20%의 조직을 가지는
강판의 제조 방법.3. The method of claim 2,
After the step (d)
The steel sheet has a structure of 35 to 60% of bainitic ferrite, 30 to 40% of martensite, 10 to 20% of polygonal ferrite and 10 to 20% of bainite
A method of manufacturing a steel sheet.
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| KR1020160117059A KR101818369B1 (en) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | High strength steel reinforcement and method of manufacturing the same |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR101818369B1 true KR101818369B1 (en) | 2018-01-15 |
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ID=61001345
Family Applications (1)
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| KR1020160117059A KR101818369B1 (en) | 2016-09-12 | 2016-09-12 | High strength steel reinforcement and method of manufacturing the same |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004332099A (en) * | 2003-04-14 | 2004-11-25 | Nippon Steel Corp | High-strength thin steel sheet superior in hydrogen embrittlement resistance, weldability, hole-expandability, and ductility and manufacturing method therefor |
-
2016
- 2016-09-12 KR KR1020160117059A patent/KR101818369B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004332099A (en) * | 2003-04-14 | 2004-11-25 | Nippon Steel Corp | High-strength thin steel sheet superior in hydrogen embrittlement resistance, weldability, hole-expandability, and ductility and manufacturing method therefor |
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