KR101889110B1 - High strength ultra low carbon cold rolled steel sheet with low specific gravity and manufacturing method the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탄소(C) 0.002~0.008 중량%, 실리콘(Si) 0.3~0.95 중량%, 망간(Mn) 16.0~20.0 중량%, 알루미늄(Al) 11.0~13.0 중량%, 티타늄(Ti) 0.31~0.50 중량%, 잔부의 철 및 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 결정립 크기가 10 ㎛ 이하인 페라이트가 주상인 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 극저탄소 고강도 저비중의 냉연강판 제조방법이 제공되며, 본 발명에 의해 획득되는 냉연강판은 인장강도 및 피로 특성이 우수하면서도 비중이 낮은 특성을 보유할 수 있으므로 자동차, 가전 제품 등의 경량화에 널리 적용될 수 있다. More particularly, the present invention relates to a cold rolled steel sheet having extremely low carbon, high strength and low specific gravity and a method of producing the same. The steel sheet comprises 0.002 to 0.008% by weight of carbon (C), 0.3 to 0.95% Low-carbon, high-strength, low-specific-gravity cold-rolled steel sheet having an average grain size of 10 탆 or less and a ferrite as a main phase, the steel including 11.0 to 13.0% by weight of aluminum (Al), 0.31 to 0.50% by weight of titanium And a method for producing the same.
According to the present invention, a cold rolled steel sheet having extremely low carbon, high strength and low specific gravity is provided, and the cold rolled steel sheet obtained by the present invention has excellent tensile strength and fatigue characteristics and low specific gravity, And can be widely applied to reduce the weight.
Description
본 발명은 저비중의 우수한 고강도 냉연강판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차, 가전제품 등의 부품으로 사용될 수 있으며, 인장강도, 피로특성 및 인성이 우수한 극저탄소 저비중 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high strength cold rolled steel sheet having a low specific gravity and, more particularly, to a cold rolled low carbon steel sheet having excellent tensile strength, fatigue characteristics and toughness which can be used as parts for automobiles, .
최근 환경 문제에 대응하기 위하여 탄산 가스 배출 저감이나, 연비 절감을 목적으로 하는 자동차, 가전 제품 등의 경량화가 지속적으로 진행되고 있다.
In recent years, in order to cope with environmental problems, weight reduction of automobiles and household appliances for carbon dioxide emission reduction and fuel efficiency reduction is continuously being carried out.
특히, 자동차 경량화를 위해서는 보다 고강도의 강재를 이용하는 것이 유용한 수단이지만, 고강도를 획득하기 위해서는 필연적으로 판의 두께가 두꺼워지게 되므로, 판 두께의 하한이 제한되고 있는 경우에는, 고강도를 획득하더라도 판 두께를 얇게 제조하는 것이 어려우므로 적절한 강도를 갖는 경량의 강재를 획득하기 어려운 문제가 있다.
Particularly, in order to lighten the automobile, it is a useful means to use a steel material having a higher strength. However, in order to obtain a high strength, the thickness of the plate necessarily becomes thick, so if the lower limit of the plate thickness is limited, There is a problem that it is difficult to obtain a lightweight steel having adequate strength because it is difficult to manufacture thin.
자동차용 고연성 고강도 강판으로 지금까지 알려진 가장 대표적인 강종들로는 이상조직강(Dual Phase Steel, DP강), 변태유기소성강(Transformation Induced Plasticity Steel, TRIP강) 등과 같은 신개념의 변태조직강 (Advanced High Stength Steel, AHSS) 등을 들 수 있다.
The most representative steel grades known to date for high strength and high strength steel sheets for automobiles are Advanced High Stength Steel such as Dual Phase Steel and Transformation Induced Plasticity Steel, Steel, AHSS).
그러나, 이러한 강재로 제조된 강판들은 페라이트 조직에 마르텐사이트나 또는 잔류 오스테나이트를 포함시켜 강도와 연성을 확보하고 있는데, 이와 같은 경우에는 기본적으로 전위활주에 의한 변형기구에 의하여 변형이 이루어지고, 나아가 서로 다른 조직 간의 계면이 존재하기 때문에 높은 강도에서 우수한 연성을 얻는 데에는 한계가 있다.However, the steel sheets made of such steel materials contain martensite or retained austenite in the ferrite structure to secure strength and ductility. In such a case, the steel sheet is deformed by the deformation mechanism by the potential slip, Since there is an interface between different tissues, there is a limit to obtaining excellent ductility at high strength.
또 다른 고강도 강종과 관련한 대표적인 기술로는 한국 공개특허 제1994-0002370호에 개시된 강종이 있으며, 상기 문헌에는 15중량% 이상의 망간을 함유하고 있는 고강도 TWIP(Twinning Induced Plasticity)강이 개시되어 있다. 상기 TWIP강은 오스테나이트 단상 조직을 가지며 강도 및 연성이 매우 우수한 강이지만, 반면 항복강도가 낮고, 따라서 항복비가 40~60% 수준으로 낮기 때문에 자동차 구조용 부품에 필요한 강성을 확보하는데 어려움이 있으며, 나아가 다량의 망간(Mn)을 첨가하여야 하기 때문에 제조 비용이 증가하고 제강 공정에서의 생산성이 저하되는 문제가 있다.
As a typical technique related to another high strength steel, there is a steel type disclosed in Korean Patent Publication No. 1994-0002370, and the above document discloses a high strength TWIP (Twinning Induced Plasticity) steel containing 15 wt% or more of manganese. Although the TWIP steel has a single-phase austenite structure and is excellent in strength and ductility, it has a difficulty in securing the rigidity required for automobile structural parts because the yield strength is low and the yield ratio is as low as 40 to 60% There is a problem that a large amount of manganese (Mn) must be added, resulting in an increase in production cost and a decrease in productivity in the steelmaking process.
한편, 일본 공개특허 특개 제2006-176843호에는 0.8~1.2 중량%의 탄소를 함유하고 10~30 중량%의 망간(Mn)과 8~12 중량%의 알루미늄(Al)을 첨가한 강에 관하여 개시되어 있는데, 이때 상기 강은 알루미늄 함량 대비 망간의 함량이 낮기 때문에 (Fe, Mn)3AlC와 같은 석출물이 다량으로 형성되고, 이로 인하여 연성이 감소되어 가공 후 수소흡장에 의한 지연 파괴가 촉진되는 문제가 있다.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-176843 discloses a steel containing 0.8 to 1.2% by weight of carbon and 10 to 30% by weight of manganese (Mn) and 8 to 12% by weight of aluminum (Al) (Fe, Mn) 3 AlC is formed in a large amount due to a low content of manganese in relation to the aluminum content of the steel, and the ductility is reduced due to the presence of (Fe, Mn) 3 AlC, .
따라서, 상술한 바와 같은 선행기술문헌에서 발생하는 문제점이 없이 고강도이면서 저비중인 극저탄소 냉연강판 및 이의 제조방법이 제공되는 경우 관련 분야에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
Accordingly, it is expected that the present invention can be effectively applied to the related art when an extremely low carbon steel sheet having a high strength and a low specific gravity and a method for manufacturing the same are provided without causing problems in the above-mentioned prior art documents.
이에 본 발명의 한 측면은 합금성분을 제어하여 고강도 및 저비중 특성을 동시에 갖는 극저탄소 열연강판을 제공하는 것이다.
Accordingly, one aspect of the present invention is to provide an ultra low carbon hot-rolled steel sheet having both high strength and low specific gravity characteristics by controlling an alloy component.
본 발명의 다른 측면은 상기와 같은 고강도 저비중의 극저탄소 열연강판의 제조방법을 제공하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing the ultra-low carbon hot-rolled steel sheet having the high strength and low specific gravity as described above.
본 발명의 일 견지에 의하면, 탄소(C) 0.002~0.008 중량%, 실리콘(Si) 0.3~0.95 중량%, 망간(Mn) 16.0~20.0 중량%, 알루미늄(Al) 11.0~13.0 중량%, 티타늄(Ti) 0.31~0.50 중량%, 잔부의 철 및 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 결정립 크기가 10 ㎛ 이하인 페라이트를 주상 조직으로 포함하는 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판이 제공된다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a steel sheet comprising 0.002 to 0.008 wt% of carbon (C), 0.3 to 0.95 wt% of silicon (Si), 16.0 to 20.0 wt% of manganese (Mn), 11.0 to 13.0 wt% (Ti) of from 0.31 to 0.50% by weight, the balance being iron and unavoidable impurities, and having an average grain size of not more than 10 mu m as a columnar structure.
상기 냉연강판은 인(P) 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.010 중량% 이하 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
The cold-rolled steel sheet may contain phosphorus (P) in excess of 0 to 0.02 wt%, sulfur (S) in excess of 0 to 0.010 wt%, and combinations thereof.
상기 냉연강판은 비중이 7.1g/㎤ 이하인 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet preferably has a specific gravity of 7.1 g / cm 3 or less.
상기 냉연강판은 인장강도가 400MPa 이상인 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet preferably has a tensile strength of 400 MPa or more.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 탄소(C) 0.002~0.008 중량%, 실리콘(Si) 0.3~0.95 중량%, 망간(Mn) 16.0~20.0 중량%, 알루미늄(Al) 11.0~13.0 중량%, 티타늄(Ti) 0.31~0.50 중량%, 잔부의 철 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 1100 ℃ 이상의 온도에서 가열하는 단계; 상기 가열된 슬라브를 850~950 ℃에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 450~600 ℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 강재를 40~70%의 압하율로 냉간압연 하는 단계; 1~50 ℃/s의 속도로 재결정 온도 이상 900 ℃ 이하의 온도로 가열한 후 10~180초간 소둔하는 단계; 및 상기 소둔된 강재를 1~100 ℃/s의 속도로 냉각하는 냉각단계를 포함하는 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판의 제조방법이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a carbon nanotube composite material comprising 0.002 to 0.008% by weight of carbon (C), 0.3 to 0.95% by weight of silicon (Si), 16.0 to 20.0% by weight of manganese (Mn), 11.0 to 13.0% 0.31 to 0.50% by weight of Ti), the balance being iron and unavoidable impurities at a temperature of 1100 占 폚 or higher; Hot-rolling the heated slab at 850 to 950 ° C to produce a hot-rolled steel sheet; Winding the hot-rolled steel sheet at 450 to 600 ° C; Cold rolling the rolled steel material at a reduction ratio of 40 to 70%; Heating at a temperature ranging from the recrystallization temperature to 900 ° C or lower at a rate of 1 to 50 ° C / s and then annealing for 10 to 180 seconds; And a cooling step of cooling the annealed steel material at a rate of 1 to 100 ° C / s. The present invention also provides a method of manufacturing an ultra low carbon steel high strength and low specific gravity cold rolled steel sheet.
상기 강 슬라브는 인(P) 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.010 중량% 이하 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
The steel slab may contain more than 0 (P) 0 and not more than 0.02 wt% sulfur (S) 0 and not more than 0.010 wt%, and combinations thereof.
본 발명에 의하면, 극저탄소 고강도 저비중의 냉연강판 제조방법이 제공되며, 본 발명에 의해 획득되는 극저탄소 냉연강판은 인장강도 및 피로 특성이 우수하면서도 비중이 낮은 특성을 보유할 수 있으므로 자동차, 가전 제품 등의 경량화에 널리 적용될 수 있다.
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a cold-rolled steel sheet having extremely low carbon, high strength and low specific gravity, and an extremely low-carbon cold-rolled steel sheet obtained by the present invention has excellent tensile strength and fatigue characteristics, It can be widely applied to lighten the weight of products and the like.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명에 의하면 탄소(C), 망간(Mn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al) 및 티타늄(Ti) 등의 합금 성분을 적절히 제어함으로써, 종래의 고탄소 고망간 강 또는 고망간 경량 강판에서 확보하기 어려운 400MPa 이상의 인장강도 및 7.1g/㎤ 이하의 저비중을 동시에 확보할 수 있는 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판 및 그 제조 방법이 제공된다.
According to the present invention, by appropriately controlling alloy components such as carbon (C), manganese (Mn), silicon (Si), aluminum (Al) and titanium (Ti) A low specific gravity high strength low specific gravity cold rolled steel sheet capable of securing a tensile strength of 400 MPa or more and a low specific gravity of 7.1 g / cm 3 or less, which is difficult to secure, and a method of manufacturing the same.
나아가 본 발명의 냉연강판은 강판의 미세조직을 페라이트 주상으로 하고, 이와 함께 강판 내 페라이트 결정립 크기를 제어함으로서, 우수한 연성 및 고강도 저비중 특성을 동시에 확보하는 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판을 획득할 수 있다.
Further, the cold-rolled steel sheet of the present invention can obtain a very low-carbon, high-strength and low-specific-gravity cold-rolled steel sheet that secures excellent ductility and high strength and low specific gravity at the same time by controlling the size of ferrite grains in the steel sheet, have.
이하, 본 발명의 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the ultra low carbon steel high strength low specific gravity cold rolled steel sheet of the present invention will be described in detail.
본 발명에 의하면, 탄소(C) 0.002~0.008 중량%, 실리콘(Si) 0.3~0.95 중량%, 망간(Mn) 16.0~20.0 중량%, 알루미늄(Al) 11.0~13.0 중량%, 티타늄(Ti) 0.31~0.50 중량%, 잔부의 철 및 불가피한 불순물을 포함하고, 평균 결정립 크기가 10 ㎛ 이하인 페라이트가 주상인 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판이 제공된다.
According to the present invention, there is provided a steel sheet comprising 0.002 to 0.008 wt% of carbon (C), 0.3 to 0.95 wt% of silicon (Si), 16.0 to 20.0 wt% of manganese (Mn), 11.0 to 13.0 wt% of aluminum (Al) To 0.50% by weight, the balance being iron and unavoidable impurities, and having an average crystal grain size of 10 탆 or less is a main phase.
본 발명의 냉연강판은 탄소(C)를 0.002~0.008 중량% 포함하는 극저탄소 냉연강판이다. 탄소는 강도를 향상시키기 위해 필수적인 원소이지만, 0.002 중량% 이하에서는 그 효과가 발현되지 않고, 0.008 중량%를 초과하여 과잉으로 첨가되는 경우 입내로의 탄화물 석출에 의하여 입계와 입내 사이의 강도 편차가 확대되기 때문에 입계취하를 촉진시킨다. 따라서, 본 발명에 있어서 탄소의 함량은 0.002~0.008 중량%인 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet of the present invention is an extremely low-carbon cold-rolled steel sheet containing 0.002 to 0.008% by weight of carbon (C). Carbon is an indispensable element for improving the strength, but the effect is not exhibited at 0.002 wt% or less, and when excess amount is added in excess of 0.008 wt%, the strength deviation between the grain boundary and the grain increases due to precipitation of carbide into the grain Thereby promoting grain boundary withdrawal. Therefore, the content of carbon in the present invention is preferably 0.002 to 0.008% by weight.
본 발명의 냉연강판은 실리콘(Si)을 0.3~0.95중량% 포함한다. 실리콘은 알루미늄과 마찬가지로 강의 비중을 저하시키고 강도를 향상시키며 적층결함 에너지를 상승시키는 반면 동적변형 시효를 감소시키는 원소이다. 그러나 고알루미늄 함유 강판에서 실리콘을 과하게 다량 첨가하는 경우에는 강의 표면에 고온산화 피막을 두껍고 불규칙하게 형성하고 연성을 크게 저하시키므로 강도, 연성 및 비중을 모두 감안하여 상기 실리콘의 함량이 0.3~0.95 중량%로 제어되는 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet of the present invention contains 0.3 to 0.95% by weight of silicon (Si). Silicon, like aluminum, is an element that reduces the specific gravity of steel, improves strength, increases stacking fault energy, and reduces dynamic strain aging. However, when a large amount of silicon is added in a high-aluminum-containing steel sheet, the high-temperature oxidation film is formed thick and irregularly on the surface of the steel and the ductility is largely lowered. Therefore, considering the strength, ductility and specific gravity, .
본 발명의 냉연강판은 망간(Mn)을 16.0~20.0 중량% 포함한다. 망간은 탄소와 함께 오스테나이트의 열적 안정화를 위한 중요한 원소이며, 또한 적층결함 에너지를 증가시키는 원소이다. 나아가, 망간은 강의 격자 상수를 증가시켜 밀도를 저하시키기 때문에 강재의 비중을 낮추는 역할을 한다. 본 발명에서는 항복비를 높이기 위하여 다량의 알루미늄을 첨가하기 때문에 이로 인하여 강 내 적층결함 에너지가 과다하게 증가하게 되므로, 망간의 함량은 탄소의 함량과 연계하여 오스테나이트의 열적 활성화를 확보하되 적층결함 에너지를 낮출 수 있는 16.0~20.0 중량%로 설정하는 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet of the present invention contains 16.0 to 20.0% by weight of manganese (Mn). Manganese is an important element for the thermal stabilization of austenite with carbon, and it is also an element that increases the stacking fault energy. Furthermore, manganese reduces the specific gravity of the steel because it decreases the density by increasing the lattice constant of the steel. In the present invention, since a large amount of aluminum is added in order to increase the yield ratio, the energy of stacking defects in the steel is excessively increased. Therefore, the content of manganese is required to ensure thermal activation of austenite in conjunction with the content of carbon, Is set to 16.0 to 20.0% by weight, which is lower than the above range.
본 발명의 냉연강판은 알루미늄(Al)을 11.0~13.0 중량% 포함한다. 알루미늄은 저 비중을 획득하기 위한 중요한 원소이다. 상기 알루미늄의 함량이 11 중량% 미만인 경우에는 7.1g/㎤ 이하의 저비중을 획득하기 어렵고, 한편 13 중량%를 초과하는 경우에는 금속 간의 화합물 석출이 현저하게 되어, 연성, 열간 가공성 및 냉간 가공성이 열화 되기 때문에 알루미늄의 함량은 11.0~13.0 중량%인 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet of the present invention contains aluminum (Al) in an amount of 11.0 to 13.0 wt%. Aluminum is an important element for obtaining low specific gravity. When the content of aluminum is less than 11% by weight, it is difficult to obtain a low specific gravity of 7.1 g / cm 3 or less. On the other hand, when the content of aluminum exceeds 13% by weight, precipitation of a compound between metals becomes remarkable and ductility, hot workability and cold workability The content of aluminum is preferably 11.0 to 13.0% by weight.
본 발명의 냉연강판은 타이타늄(Ti)을 0.31~0.50 중량% 포함한다. 상기 타이타늄은 TiN을 형성하는 원소로 결정립 조대화 제어에 유효하다. 따라서, 인성을 증가시키기 위해 0.31 중량% 이상의 타이타늄을 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 타이타늄이 0.50 중량%를 초과하여 과잉으로 첨가되는 경우에는 TiN 자체가 조대화되어 인성이 열화 되기 때문에 타이타늄의 함량은 0.50 중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
The cold-rolled steel sheet of the present invention contains 0.31 to 0.50% by weight of titanium (Ti). The titanium is an element forming TiN and is effective for crystal grain coordination control. Therefore, it is preferable to add 0.31 wt% or more of titanium to increase the toughness. However, when the amount of titanium exceeds 0.50 wt%, the TiN itself is coarsened and the toughness deteriorates, so that the content of titanium is preferably 0.50 wt% or less.
한편, 본 발명의 냉연강판은 인(P) 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.010 중량% 이하 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
On the other hand, the cold-rolled steel sheet of the present invention may contain phosphorus (P) in an amount of more than 0 to 0.02 wt%, sulfur (S) in an amount of more than 0 and 0.010 wt% or less, and combinations thereof.
보다 상세하게, 인(P)은 고용강화에 의하여 강도를 증가시키고 연성을 높이는 원소로 유효 하지만, 반면 입계에 편석하기가 쉽고, 입계 강도를 저하 시키기 때문에, 인을 포함하는 경우에는 그 양을 0.02 중량% 이하로 포함하는 것이 바람직하다.
More specifically, phosphorus (P) is effective as an element for increasing strength and increasing ductility by solid solution strengthening, but it is easy to segregate at the grain boundaries and decreases the grain boundary strength. By weight or less.
상기 황은 불가피하게 함유될 수 있는 불순물로써, Fe와 결합하여 FeS를 형성함에 따라 열간취성을 유발할 수 있으므로, 그 함량을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이론상 S의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 함유되는 경우 황의 함량은 0.01 중량%를 상한으로 하여 포함되는 것이 바람직하다.
Said sulfur is an impurity which can inevitably be contained. Since Fe is formed by binding Fe with this Fe, it may induce hot brittleness. Therefore, it is desirable to suppress the content of Fe as much as possible. In theory, it is preferable to limit the content of S to 0%, but it is preferable that the content of sulfur is 0.01% by weight as the upper limit when the content of sulfur is normally contained in the production.
본 발명의 냉연강판은 미세조직으로써 페라이트(Ferritee)를 주상으로 잔류 오스테나이트(Retained Austenite)를 포함하고, 페라이트 평균 결정립 크기가 10μm 이하인 것으로 제한된다. 상기와 같은 조성을 가지며, 페라이트 결정립 크기가 제어된 극저탄소 강판은 저비중을 만족시킬 수 있고, 동시에 인장강도가 400MPa 이상인 고강도의 특성을 획득할 수 있다.
The cold-rolled steel sheet of the present invention is a microstructure that contains ferrite (ferrite) as a main phase and retained austenite, and the ferrite average grain size is limited to 10 μm or less. The ultra low carbon steel sheet having the above composition and controlled in the ferrite grain size can satisfy the low specific gravity and at the same time, it can obtain the high strength characteristic with the tensile strength of 400 MPa or more.
상술한 조성을 가진 강 슬라브는 제강 공정을 통해 용강을 얻은 다음 조괴 또는 연속 주조를 통해 제조될 수 있다. 이와 같이 획득된 강 슬라브는 통상의 열간압연 공정, 냉연 공정을 수행하여 목표로 하는 기계적 성질을 갖는 냉연 강판으로 제조할 수 있는바, 본 발명의 냉연강판을 제조하기 위한 공정을 하기에서 구체적으로 설명한다.
Steel slabs having the above composition can be produced through ingot or continuous casting after obtaining the molten steel through a steelmaking process. The steel slab thus obtained can be manufactured into a cold-rolled steel sheet having desired mechanical properties by performing a conventional hot-rolling process and a cold-rolling process, and the process for manufacturing the cold-rolled steel sheet of the present invention is specifically described below do.
본 발명의 극저탄소 냉연강판의 제조방법은 탄소(C) 0.002~0.008 중량%, 실리콘(Si) 0.3~0.95 중량%, 망간(Mn) 16.0~20.0 중량%, 알루미늄(Al) 11.0~13.0 중량%, 티타늄(Ti) 0.31~0.50 중량%, 잔부의 철 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 1100 ℃ 이상의 온도에서 가열하는 단계; 상기 가열된 슬라브를 850~950 ℃에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 450~600 ℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 강재를 40~70%의 압하율로 냉간압연 하는 단계; 1~50 ℃/s의 속도로 재결정 온도 이상 900 ℃ 이하의 온도로 가열한 후 10~180초간 소둔하는 단계; 및 상기 소둔된 강재를 1~100 ℃/s의 속도로 냉각하는 냉각단계를 포함한다.
The method for manufacturing an ultra low carbon cold-rolled steel sheet according to the present invention comprises 0.002 to 0.008% by weight of carbon (C), 0.3 to 0.95% by weight of silicon (Si), 16.0 to 20.0% by weight of manganese (Mn) , 0.31 to 0.50% by weight of titanium (Ti), the balance being iron and unavoidable impurities at a temperature of 1100 占 폚 or higher; Hot-rolling the heated slab at 850 to 950 ° C to produce a hot-rolled steel sheet; Winding the hot-rolled steel sheet at 450 to 600 ° C; Cold rolling the rolled steel material at a reduction ratio of 40 to 70%; Heating at a temperature ranging from the recrystallization temperature to 900 ° C or lower at a rate of 1 to 50 ° C / s and then annealing for 10 to 180 seconds; And a cooling step of cooling the annealed steel at a rate of 1 to 100 DEG C / s.
본 발명에 의하면, 상술한 조성의 강 슬라브를 1100 ℃ 이상의 온도에서 가열하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 1100 ℃ 미만인 경우에는 사상압연 시 압연부하가 발생하거나 에지부에 혼립조직이 발생하는 문제가 있다. 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 1250℃를 초과하는 경우에는 결정 입경이 조대화 되거나 또는 열간 가공성이 저하되기 때문에 1250℃ 이하에서 가열하는 것이 바람직하다.
According to the present invention, it is preferable to heat the steel slab of the above composition at a temperature of 1100 캜 or higher. When the heating temperature is lower than 1100 占 폚, there is a problem that a rolled load occurs during finishing rolling or a coarse-grained structure is generated at the edge portion. Although the upper limit is not particularly limited, when it exceeds 1250 deg. C, the crystal grain size becomes coarse or the hot workability deteriorates. Therefore, it is preferable to heat at 1250 deg.
후속적으로 상기 가열된 슬라브를 850~950 ℃에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하며, 보다 바람직하게는 1000~1200 ℃에서 열간 압연을 개시한 후, 850~950 ℃ 온도에서 열간압연을 마무리한다. 이때 열간 마무리 압연 온도가 850 ℃ 미만인 경우에는 열간가공성이 열화되는 문제가 있으며, 반면 950℃를 초과하는 경우에는 결정 입경이 조대화되거나, 냉간압연 시에 크랙이 발생하는 문제가 있기 때문에 열간 마무리 압연 온도는 950 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
Subsequently, the heated slab is subjected to hot rolling at 850 to 950 ° C to produce a hot-rolled steel sheet, more preferably, hot rolling is started at 1000 to 1200 ° C, followed by completion of hot rolling at a temperature of 850 to 950 ° C . When the hot rolling temperature is lower than 850 ° C, the hot workability deteriorates. On the other hand, when the hot rolling temperature exceeds 950 ° C, there is a problem that the crystal grain size becomes coarse or cracks occur during cold rolling. The temperature is preferably 950 DEG C or lower.
나아가, 상기 열간 압연 단계 수행 후에는 고압의 스케일 제거 장치를 사용하거나 강한 산세처리(pickling)로 표면의 스케일을 제거하는 것이 바람직하다.
Further, after the hot rolling step, it is preferable to use a high-pressure descaling apparatus or remove the scale of the surface by strong pickling.
이후, 상기 열간 압연한 강판을 450~600 ℃ 온도에서 권취하는 단계를 수행하며, 이러한 권취 온도는 냉간압연 및 재결정 열처리 후 최적의 기계적 물성을 얻기 위한 조직을 획득하기 위한 온도로서, 권취 온도가 450 ℃미만일 경우 열간압연 부하로 조업이 어렵고, 600 ℃를 초과하는 경우 과다한 (Fe,Mn)3AlC의 형성으로 인하여 열연강판의 연성이 크게 저하되고, 이들은 냉간압연 과정에서도 소멸하지 않고 잔류하게 되어 냉연 강판의 연성을 저하시킨다.
Thereafter, the hot rolled steel sheet is rolled at a temperature of 450 to 600 ° C, and the coiling temperature is a temperature for obtaining a structure for obtaining optimal mechanical properties after cold rolling and recrystallization heat treatment, (Fe, Mn) 3 AlC, the ductility of the hot-rolled steel sheet is largely deteriorated due to the formation of excessive (Fe, Mn) 3 AlC when the temperature exceeds 600 ° C, Thereby deteriorating the ductility of the steel sheet.
상기 열연강판은 산세 후, 냉간압연을 수행하게 되는데, 상기 권취된 강재를 40~70%의 압하율로 냉간압연하는 것이 바람직하다. 상기 압하율이 40% 이상인 경우에는 냉간 가공에 의해 축적 에너지가 확보되고, 소둔 과정에서 재결정 조직을 얻을 수 있으며, 압하율이 40% 미만인 경우에는 이러한 효과의 획득이 어렵다. 한편, 상기 압하율이 70%를 초과하여 냉간압연을 수행하게 되면 가공경화 속도가 매우 높기 때문에 과다한 압연부하를 초래하여 압연 생산성이 급격하게 낮아질 수 있다.
The hot-rolled steel sheet is subjected to cold rolling after pickling, and it is preferable that the rolled steel is cold-rolled at a reduction ratio of 40 to 70%. When the reduction rate is 40% or more, the accumulation energy is secured by cold working, and a recrystallized structure can be obtained in the annealing process. When the reduction rate is less than 40%, it is difficult to obtain such effect. On the other hand, if the reduction rate exceeds 70% and cold rolling is carried out, the work hardening speed is very high, so that an excessive rolling load is caused and the rolling productivity may be drastically lowered.
그 후 상기 냉간압연된 강재를 1~50 ℃/s의 속도로 재결정 온도 이상 900 ℃ 이하의 온도로 가열한 후 10~180초간 소둔하는 단계를 수행한다. 소둔 온도가 900 ℃를 초과하는 경우에는 결정립 조대화에 의한 입계취화가 발생하므로, 900 ℃ 이하의 온도에서 소둔하는 것이 바람직하다.
Thereafter, the cold-rolled steel is heated at a temperature ranging from the recrystallization temperature to 900 ° C or less at a rate of 1 to 50 ° C / s, followed by annealing for 10 to 180 seconds. If the annealing temperature is higher than 900 ° C, grain formation occurs due to grain boundary coarsening. Therefore, it is preferable to perform annealing at a temperature of 900 ° C or lower.
소둔이 끝나면 상기 소둔된 강재를 1~100 ℃/s의 속도로 냉각하는 단계를 수행한다. 이와 같은 범위의 냉각 속도로 냉각을 수행하는 경우에는 냉각 중 결정립 조대화 또는 입계에 인(P) 편석에 의한 입계취화를 방지할 수 있다.
When the annealing is completed, the annealed steel is cooled at a rate of 1 to 100 ° C / s. When cooling is carried out at such a cooling rate in this range, grain boundary embrittlement due to phosphorus (P) segregation at grain boundaries or grain boundaries during cooling can be prevented.
한편, 상기 본 발명의 냉연강판의 제조방법 중 냉연강판의 성분 및 조성에 관한 내용은 상기 본 발명의 냉연강판에서 기술한 바와 같으며, 특히 상기 강 슬라브는 인(P) 0 초과 0.02 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.010 중량% 이하 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
The content and composition of the cold-rolled steel sheet in the production method of the cold-rolled steel sheet of the present invention are as described in the cold-rolled steel sheet of the present invention, , Sulfur (S) 0 to 0.010 wt% or less, and combinations thereof.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
하기 표 1에 기재된 바와 같은 조성을 갖는 잉곳을 만들어 하기 표 2에 기재된 조건을 이용하여 강판으로 제조하였다.
An ingot having a composition as shown in Table 1 below was prepared and made into a steel sheet using the conditions described in Table 2 below.
하기 표 2에 개시된 조건에 따라 강판을 제조하되, 이때 개시 온도는 1150 ℃로 하였으며, 냉연강판 제조 시 가열 속도는 5 ℃/s, 그리고 소둔 시간은 45초로 하였다.
The starting temperature was set at 1150 DEG C, the heating rate at the time of cold rolling was 5 DEG C / s, and the annealing time was set at 45 seconds according to the conditions shown in Table 2 below.
(℃)Hot finish temperature
(° C)
(℃)Coiling temperature
(° C)
(℃)Annealing temperature
(° C)
(%)Cold reduction rate
(%)
(℃/s)Cooling rate
(° C / s)
이후, 상기 표 2에 개시된 각각의 조건에 따라 제조된 냉연강판의 물성 및 미세조직을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
The properties and microstructure of the cold-rolled steel sheet prepared according to the respective conditions described in Table 2 were measured, and the results are shown in Table 3 below.
(1) 인장강도는 ZWICK 인장시험기를 이용하여 측정하였다. (1) The tensile strength was measured using a ZWICK tensile tester.
(2) 미세조직의 관찰은 Optical microscope의 Image analyzer를 이용하여 수행하였다.
(2) Observation of microstructures was performed using an optical microscope image analyzer.
한편, 인장강도가 400MPa 이상, 비중이 7.1g/㎤ 이하인 조건을 모두 만족하는 경우는 ○, 이 중 한 가지 조건만을 만족하는 경우에는 △, 그리고 두 가지 조건을 모두 만족하지 못하는 경우에는 ×로 표기하였다.
On the other hand, when the conditions satisfying all of the conditions that the tensile strength is 400 MPa or more and the specific gravity is 7.1 g / cm 3 or less are satisfied, △ is satisfied when only one of these conditions is satisfied, Respectively.
상기 표 3에서 TS는 인장강도를 나타낸 것이다.
In Table 3, TS represents the tensile strength.
상기 표 1 내지 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 조성 범위와 제조 조건을 만족하는 실시예 4 내지 6의 극저탄소 냉연강판은 모두 페라이트 평균 결정립 크기가 10 ㎛ 이하를 나타내며, 인장강도가 400Mpa 이상인 페라이트 주상조직을 갖는 강판으로, 비중이 7.1 (g/㎤) 이하인 것을 확인할 수 있었다. As shown in Tables 1 to 3, the extremely low carbon cold-rolled steel sheets of Examples 4 to 6 satisfying the composition range and the manufacturing conditions proposed in the present invention all exhibited a ferrite average grain size of 10 mu m or less and a tensile strength of 400 MPa (G / cm < 3 >) or less.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
Claims (6)
(Al) 11.0 to 13.0 wt.%, Titanium (Ti) 0.31 to 0.50 wt.%, Carbon (C) 0.002 to 0.007 wt.%, Silicon (Si) 0.3 to 0.95 wt. Low-carbon, high-strength, low-specific gravity cold-rolled steel sheet containing ferrite and unavoidable impurities and having a mean crystal grain size of 8 탆 or less.
The cold rolled steel sheet according to claim 1, wherein the cold-rolled steel sheet comprises at least 0.02% by weight of phosphorus (P), at most 0.010% by weight of sulfur (S), and combinations thereof.
The cold rolled steel sheet according to claim 1, wherein the cold-rolled steel sheet has a specific gravity of 7.1 g / cm 3 or less.
The cold-rolled steel sheet according to claim 1, wherein the cold-rolled steel sheet has a tensile strength of 400 MPa or more.
상기 열연강판을 450~500 ℃에서 권취하는 단계;
상기 권취된 강재를 40~70%의 압하율로 냉간압연하는 단계;
1~50 ℃/s의 속도로 재결정 온도 이상 900℃ 이하의 온도로 가열한 후 10~180초간 소둔하는 단계; 및
상기 소둔된 강재를 1~100 ℃/s의 속도로 냉각하여 냉연강판을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 냉연강판은 평균 결정립 직경이 8㎛ 이하인 페라이트를 주상 조직으로 포함하는 극저탄소 고강도 저비중 냉연강판의 제조방법.
(Al) 11.0 to 13.0 wt.%, Titanium (Ti) 0.31 to 0.50 wt.%, Carbon (C) 0.002 to 0.007 wt.%, Silicon (Si) 0.3 to 0.95 wt. Heating the steel slab containing the remainder of the iron and unavoidable impurities at a temperature of 1100 캜 or higher; Hot-rolling the heated slab at 900 to 950 ° C to produce a hot-rolled steel sheet;
Winding the hot-rolled steel sheet at 450 to 500 ° C;
Cold rolling the rolled steel material at a reduction ratio of 40 to 70%;
Heating at a temperature ranging from the recrystallization temperature to 900 ° C or lower at a rate of 1 to 50 ° C / s and then annealing for 10 to 180 seconds; And
And cooling the annealed steel material at a rate of 1 to 100 ° C / s to produce a cold-rolled steel sheet,
Wherein the cold-rolled steel sheet comprises ferrite having an average crystal grain diameter of 8 占 퐉 or less as a columnar structure.
6. The method according to claim 5, wherein the steel slab has a phosphorus (P) content of more than 0 to 0.02 wt%, a sulfur (S) content of more than 0 to 0.010 wt%, and combinations thereof.
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