KR102057777B1 - Ultra high strength cold rolled steel sheet and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

초고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 초고강도 냉연강판은 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상온에서 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 상기 잔류 오스테나이트의 부피분율은 10~15 부피% 이며, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상 및 신율(El): 14% 이상, 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30% 이상이다.Disclosed are an ultra high strength cold rolled steel sheet and a method of manufacturing the same. In one embodiment, the ultra-high strength cold rolled steel sheet includes carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, aluminum (Al): 0.01 to 0.05% by weight, the sum of at least one of niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005 weight % Or less, and a residual amount of iron (Fe) and other unavoidable impurities, and has a microstructure including martensite and residual austenite at room temperature, the volume fraction of the retained austenite is 10-15% by volume, yield Strength (YP): 850 MPa or more, Tensile Strength (TP): 1180 MPa or more, Elongation (El): 14% or more, and Hole Expansion Device (HER): 30% or more measured according to ISO 16630.

Figure 112018040727889-pat00006
Figure 112018040727889-pat00006

Description

초고강도 냉연강판 및 그 제조방법 {ULTRA HIGH STRENGTH COLD ROLLED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Ultra high strength cold rolled steel sheet and manufacturing method {ULTRA HIGH STRENGTH COLD ROLLED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 성형성이 개선된 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra high strength cold rolled steel sheet and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an ultra high strength cold rolled steel sheet having improved formability and a method of manufacturing the same.

자동차의 충돌 안전성과 차체의 경량화를 목적으로 보다 고강도이면서 동시에 고연성을 갖는 강판이 요구되고 있다. 한편, 자동차용 부품 중 충돌 안전성을 좌우하는 멤버류 및 필러류 부품은 형상이 복잡하여, 이를 제조하기 위해 성형성이 우수한 강판이 요구되고 있는 실정이다.There is a demand for a steel plate having a higher strength and a higher ductility for the purpose of crash safety of a vehicle and weight reduction of a vehicle body. On the other hand, members and filler parts that affect collision safety among automotive parts have a complicated shape, and a situation in which steel sheets having excellent moldability are required to manufacture them.

한편, 초고강도강은 페라이트 및 마르텐사이트의 두 가지 상으로 연신율을 확보하는 이상강(Dual-phase steel), 및 소성 변형 시 최종 조직 내 잔류 오스테나이트의 상변태를 통해 강도 및 연신율을 확보하는 변태유기소성강(Transformation induced plasticity steel) 등이 있다.Ultra-high strength steels, on the other hand, are dual-phase steels that secure elongation in two phases, ferrite and martensite, and metamorphic organics that secure strength and elongation through phase transformation of residual austenite in the final structure during plastic deformation. Transformation induced plasticity steel.

그러나 혼합 법칙(Rule of mixture; ROM)의 한계를 벗어날 수 없는 이상강 및 주 기지가 베이나이트(Bainite)로 구성되어 상대적으로 강도가 떨어지는 변태유기소성강 기반의 개발은 한계점에 도달되어 있는 상태이며, 따라서 상기 변태유기소성강의 주요 기지를 베이나이트가 아닌 마르텐사이트로 치환하여 고강도 및 적절한 연신율을 확보하기 위한 강판 개발 방향이 주목을 받고 있다.However, the development of low-strength metamorphic organic-plastic steel base, which is composed of bainite and main steel, which cannot escape the limits of the Rule of mixture (ROM), has reached its limit. Therefore, the development direction of the steel sheet for securing high strength and proper elongation by replacing the main base of the metamorphic organic plastic steel with martensite instead of bainite is attracting attention.

본 발명의 배경기술은 일본 등록특허공보 제6260745호(2017.12.22. 공고, 발명의 명칭: 고강도 냉연 강판 및 그 제조 방법)에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6220745 (December 22, 2017, Published Name: High Strength Cold Rolled Steel Sheet and Manufacturing Method Thereof).

본 발명의 일 실시예에 의하면, 강성과, 구멍확장성 등의 성형성이 동시에 우수한 초고강도 냉연강판을 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, it is to provide an ultra-high strength cold rolled steel sheet having excellent moldability such as rigidity and hole expandability.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 생산성 및 경제성이 우수한 초고강도 냉연강판을 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, to provide an ultra-high strength cold rolled steel sheet excellent in productivity and economy.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 초고강도 냉연강판의 제조방법을 제공하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, to provide a method for producing the ultra-high strength cold rolled steel sheet.

본 발명의 하나의 관점은 초고강도 냉연강판에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 초고강도 냉연강판은 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상온에서 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상과; 마르텐사이트; 및 잔류 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 상기 잔류 오스테나이트의 부피분율은 10~15 부피% 이며, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상 및 신율(El): 14% 이상, 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30% 이상이다.One aspect of the invention relates to ultra high strength cold rolled steel sheet. In one embodiment, the ultra-high strength cold rolled steel sheet includes carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, aluminum (Al): 0.01 to 0.05% by weight, the sum of at least one of niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005 weight At least%, and at least one of ferrite and bainite at room temperature, the balance comprising iron (Fe) and other unavoidable impurities; Martensite; And a microstructure including residual austenite, and the volume fraction of the retained austenite is 10-15% by volume, yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more, and elongation (El): 14% or more, and HER: 30% or more, measured according to ISO 16630.

한 구체예에서 상기 초고강도 냉연강판은 상온에서 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상을 0 이상 10 부피% 이하; 마르텐사이트 75~90 부피% 및 잔류 오스테나이트 10~15 부피%를 포함할 수 있다.In one embodiment the ultra-high strength cold rolled steel sheet is at least one of ferrite and bainite at room temperature 0 to 10% by volume; Martensite 75-90% by volume and residual austenite 10-15% by volume.

한 구체예에서 상기 냉연강판의 미세조직은 마르텐사이트 기지 내부에, 상기 잔류 오스테나이트의 적어도 일부가 섬(island) 형태로 고립되어 형성될 수 있다.In one embodiment, the microstructure of the cold rolled steel sheet may be formed by separating at least a portion of the retained austenite in an island form inside the martensite matrix.

한 구체예에서 상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대한, 상기 마르텐사이트의 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트 면적 비율이 60% 이하일 수 있다.In one embodiment, the ratio of the residual austenite area formed inside the grain boundaries of the martensite to the total area of the residual austenite may be 60% or less.

한 구체예에서 상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대한, 장단축비가 2.5 이상인 잔류 오스테나이트 면적 비율이 40% 이하일 수 있다.In one embodiment, the ratio of the residual austenite area having a long reduction ratio of 2.5 or more to the total area of the residual austenite may be 40% or less.

본 발명의 다른 관점은 상기 초고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 초고강도 냉연강판 제조방법은 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 이용하여 열연판재를 제조하는 단계; 상기 열연판재를 냉간 압연하여, 냉연판재를 제조하는 단계; 및 상기 냉연판재를 열처리하는 단계;를 포함하며, 상기 열처리단계는, 상기 냉연판재를 870~900℃의 온도까지 가열 및 유지하여 어닐링하고; 상기 어닐링된 냉연판재를 냉각하고; 그리고, 상기 냉각된 냉연판재를 재가열하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 냉각은, 상기 냉연판재를 5~10℃/s의 냉각 속도로 700~800℃까지 1차 냉각하고; 그리고 상기 1차 냉각된 냉연판재를 50℃/s 이상의 냉각 속도로 200~300℃까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하여 이루어진다.Another aspect of the invention relates to a method for producing the ultra-high strength cold rolled steel sheet. In one embodiment the ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method is carbon (C): 0.12 ~ 0.22% by weight, silicon (Si): 1.6 ~ 2.4% by weight, manganese (Mn): 2.0 ~ 3.0% by weight, aluminum (Al): 0.01 to 0.05% by weight, sum of at least one of niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 Manufacturing a hot rolled sheet material using a slab material containing 0.005% by weight or less, and a residual amount of iron (Fe) and other unavoidable impurities; Cold rolling the hot rolled sheet material to prepare a cold rolled sheet material; And heat treating the cold rolled sheet material; wherein the heat treatment step comprises: annealing the cold rolled sheet material by heating and maintaining it at a temperature of 870 to 900 ° C; Cooling the annealed cold rolled sheet; And reheating the cooled cold rolled sheet, wherein the cooling is performed by first cooling the cold rolled sheet to 700 to 800 ° C. at a cooling rate of 5 to 10 ° C./s; And secondly cooling the first cooled cold rolled sheet to 200 to 300 ° C at a cooling rate of 50 ° C / s or more.

한 구체예에서 상기 재가열은, 상기 냉각된 냉연판재를 370~430℃까지 가열하여 100~250초 동안 유지하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.In one embodiment, the reheating may be performed by heating the cooled cold rolled sheet to 370 to 430 ° C. for 100 to 250 seconds.

한 구체예에서 상기 재가열은, 상기 냉각된 냉연판재를 430~470℃까지 가열하여 30~100초 동안 유지한 다음, 아연 도금욕에 침지하여 아연도금층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.In one embodiment, the reheating may be performed by heating the cooled cold rolled sheet to 430-470 ° C. and maintaining it for 30-100 seconds, and then immersing it in a zinc plating bath to form a galvanized layer.

한 구체예에서 상기 재가열은, 상기 아연도금층을 형성하는 단계 이후, 상기 아연도금층이 형성된 냉연판재를 490~530℃까지 가열하여 합금화 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the reheating may further include, after the forming of the galvanized layer, heating the cold rolled sheet material on which the galvanized layer is formed to 490 ° C. to 530 ° C. to heat and alloy the heat.

본 발명의 초고강도 냉연강판은 강성 및 성형성이 동시에 우수하며, 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.Ultra high strength cold rolled steel sheet of the present invention is excellent in rigidity and formability at the same time, it may be excellent in productivity and economic efficiency.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 초고강도 냉연강판 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 냉연강판의 구멍확장성 평가 후 두께 방향으로의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 따른 실시예 냉연강판의 미세조직을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 대한 비교예 냉연강판의 구멍확장성 평가 시 초기 전단면 미세조직을 나타낸 것이다.
Figure 1 shows an ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a cross section in the thickness direction after the hole expansion evaluation of the cold rolled steel sheet of the present invention.
Figure 3 shows the microstructure of an embodiment cold rolled steel sheet according to the present invention.
Figure 4 shows the initial shear surface microstructure during the evaluation of the hole expandability of the comparative example cold rolled steel sheet for the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In this case, when it is determined that the detailed description of the related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators, and the definitions should be made based on the contents throughout the specification for describing the present invention.

초고강도 냉연강판Ultra High Strength Cold Rolled Steel Sheets

본 발명의 하나의 관점은 초고강도 냉연강판에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 초고강도 냉연강판은 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상온에서 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상과; 마르텐사이트; 및 잔류 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 상기 잔류 오스테나이트의 부피분율은 10~15 부피% 이며, 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상 및 신율(El): 14% 이상, 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30% 이상이다.One aspect of the invention relates to ultra high strength cold rolled steel sheet. In one embodiment, the ultra-high strength cold rolled steel sheet includes carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, aluminum (Al): 0.01 to 0.05% by weight, the sum of at least one of niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005 weight At least%, and at least one of ferrite and bainite at room temperature, the balance comprising iron (Fe) and other unavoidable impurities; Martensite; And a microstructure including residual austenite, and the volume fraction of the retained austenite is 10-15% by volume, yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more, and elongation (El): 14% or more, and HER: 30% or more, measured according to ISO 16630.

이하, 본 발명의 초고강도 냉연강판에 포함되는 성분에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the components included in the ultra-high strength cold rolled steel sheet of the present invention will be described in detail.

탄소(C)Carbon (C)

상기 탄소는 강의 강도를 확보하면서, 오스테나이트 안정화를 목적으로 첨가된다. 한 구체예에서 상기 탄소는 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 0.12~0.22 중량% 포함된다. 상기 범위에서 오스테나이트의 안정도를 향상시켜, 재질 특성의 향상을 위한 적절한 오스테나이트 조직의 확보가 용이할 수 있다. 상기 탄소를 0.12 중량% 미만으로 포함시 강도 확보가 어려우며, 0.22 중량%를 초과하여 포함시 저온 충격인성 및 용접성 등이 저하될 수 있다.The carbon is added for the purpose of stabilizing austenite while securing the strength of the steel. In one embodiment, the carbon is included 0.12 to 0.22% by weight based on the total weight of the cold rolled steel sheet. By improving the stability of the austenite in the above range, it may be easy to secure an appropriate austenite structure for improving the material properties. When the carbon is included in less than 0.12% by weight it is difficult to secure the strength, and when included in excess of 0.22% by weight may lower the low-temperature impact toughness and weldability.

실리콘(silicon( SiSi ))

상기 실리콘은 탄화물 형성을 억제하는 원소이며, 특히 Fe3C 형성에 따른 재질 저하 방지효과를 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 실리콘은 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 1.6~2.4 중량% 포함된다. 상기 실리콘을 1.6 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 2.4 중량%를 초과하여 포함시 강판 표면에 산화물(SiO2)이 형성되며, 해당 부분의 젖음성 열위에 따라 도금성이 저하될 수 있다.The silicon is an element that suppresses the formation of carbide, and is included for the purpose of preventing material degradation due to the formation of Fe 3 C. In one embodiment, the silicon is included 1.6 to 2.4% by weight based on the total weight of the cold rolled steel sheet. When the silicon is included in less than 1.6% by weight, its addition effect is insignificant, and when it contains more than 2.4% by weight, oxide (SiO 2 ) is formed on the surface of the steel sheet, and the plating property may be degraded according to the wettability inferior part of the part. have.

망간(Mn)Manganese (Mn)

상기 망간은 오스테나이트 안정화에 기여하는 원소이다. 상기 망간이 첨가됨에 따라 마르텐사이트 형성 시작 온도인 Ms가 점차 낮아지게 되어, 연속 어닐링 공정 진행 시 잔류 오스테나이트 분율을 증가시키는 효과를 가질 수 있다.The manganese is an element contributing to austenite stabilization. As the manganese is added, Ms, which is a martensite formation starting temperature, is gradually lowered, thereby increasing the residual austenite fraction during the continuous annealing process.

한 구체예에서 상기 망간은 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 2.0~3.0 중량% 포함된다. 상기 망간을 2.0 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 3.0 중량%를 초과하여 포함시, 탄소 당량의 증가에 따라, 용접성이 하락되며, 공정 시 강판 표면에 산화물(MnO)이 형성되어 해당 부분의 젖음성 열위에 따라 도금성이 저하될 수 있다.In one embodiment the manganese is included 2.0 to 3.0% by weight based on the total weight of the cold rolled steel sheet. When the manganese is included in an amount less than 2.0% by weight, the addition effect is insignificant, and when it is included in an amount exceeding 3.0% by weight, the weldability decreases as the carbon equivalent increases, and an oxide (MnO) is formed on the surface of the steel sheet during the process. The plating property may be degraded due to the wettability inferiority of the part.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

상기 알루미늄은 실리콘(Si)과 같이 시멘타이트 석출을 억제하고 오스테나이트를 안정화하는 역할을 하는 원소로써, 열연판재의 결정립계와 탄화물을 미세하게 만들기 때문에 강중의 불필요한 고용 질소(N)를 AlN으로 석출시킨다. 따라서 강도를 상승시키는 효과를 가지고 있다. 한 구체예에서 상기 알루미늄은 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 0.01~0.05 중량% 이하 포함된다. 상기 알루미늄을 0.01 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.05 중량%를 초과하여 포함시 연속주조성을 저하시킬 수 있다.The aluminum is an element that plays a role of inhibiting cementite precipitation and stabilizing austenite, such as silicon (Si). Since aluminum makes fine grain boundaries and carbides of the hot rolled sheet material, it precipitates unnecessary solid solution nitrogen (N) in steel as AlN. Therefore, it has the effect of raising the strength. In one embodiment, the aluminum is included 0.01 to 0.05% by weight or less based on the total weight of the cold rolled steel sheet. When the aluminum is included in less than 0.01% by weight, the effect of addition is insignificant, and when included in excess of 0.05% by weight may reduce the continuous castability.

니오븀(Niobium ( NbNb ), 티타늄(), titanium( TiTi ) 및 바나듐(V)) And vanadium (V)

상기 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V)은 강 내에서 탄화물의 형태로 석출되는 주요 원소이며, 석출물 형성에 따른 초기 오스테나이트 결정립 미세화를 통한 잔류 오스테나이트 안정도 확보 및 강도 향상, 석출물의 존재에 의한 석출 경화를 목적으로 포함된다.The niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) are the main elements precipitated in the form of carbides in the steel, securing the stability and strength of the retained austenite through the refinement of the initial austenite grains due to the formation of precipitates, precipitates, precipitates Precipitation hardening by the presence of is included.

상기 니오븀, 티타늄 및 바나듐 중 하나 이상을 적정량 포함시, 적절한 양의 탄화물을 형성하여 성형성 및 연신율의 큰 저하 없이 잔류 오스테나이트의 결정립을 미세화시킬 수 있다. 이는 잔류 오스테나이트의 안정도를 적절히 확보함으로써 변태유기소성기구의 강도 및 연신율, 성형성 확보 능을 향상하여 재질 보상에 유리할 수 있다. 탄화물 형성을 통해 떨어질 수 있는 연신율과 성형성은 상기 언급한 마르텐사이트-잔류 오스테나이트 미세조직 분포와, 미세조직 형상을 통해 안정적으로 보상할 수 있다.When one or more of the niobium, titanium and vanadium are included in an appropriate amount, an appropriate amount of carbide can be formed to refine the grains of the retained austenite without a significant decrease in formability and elongation. This ensures the stability of the retained austenite appropriately to improve the strength, elongation, and formability of the transformation organic plastic mechanism can be advantageous for material compensation. Elongation and moldability that can fall through carbide formation can be compensated stably through the above-mentioned martensite-residual austenite microstructure distribution and microstructure shape.

한 구체예에서 상기 니오븀, 티타늄 및 바나듐 중 하나 이상의 합은 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 0 초과 0.05 중량% 이하로 포함된다. 상기 니오븀 및 티타늄 중 하나 이상의 합을 0.05 중량%를 초과하여 포함시 더 이상의 효과를 발휘하기 어려우며, 재질이 저하되며 제조 원가가 상승될 수 있다.In one embodiment, the sum of one or more of niobium, titanium, and vanadium is included in an amount of more than 0 and 0.05% by weight or less based on the total weight of the cold rolled steel sheet. When the sum of one or more of niobium and titanium is more than 0.05% by weight, it is difficult to exert more effects, and the material may be degraded and the manufacturing cost may be increased.

인(P)Phosphorus (P)

상기 인은 실리콘과 유사한 역할을 한다. 한 구체예에서 상기 인은 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 0 초과 0.020 중량% 이하 포함된다. 상기 인을 0.020 중량% 초과하여 포함되는 경우, 용접성이 저하되며, 재료의 취성 발현으로 재질 저하가 발생할 수 있다.The phosphor plays a role similar to that of silicon. In one embodiment, the phosphorus is included more than 0 and 0.020% by weight or less based on the total weight of the cold rolled steel sheet. When the phosphorus is included in excess of 0.020% by weight, weldability is lowered, and material degradation may occur due to brittleness of the material.

황(S)Sulfur (S)

상기 황은 불순물 원소로 가능한 낮은 함량으로 제어되어야 한다. 한 구체예에서 상기 황은 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 0 초과 0.005 중량% 이하 포함된다.The sulfur should be controlled to the lowest possible content as an impurity element. In one embodiment, the sulfur is included in more than 0 0.005% by weight based on the total weight of the cold rolled steel sheet.

질소(N)Nitrogen (N)

본 발명의 다른 구체예에서 상기 냉연강판은 불가피한 불순물로서 질소(N)를 더 포함할 수 있다. 상기 질소(N)는 강 중 과잉으로 존재하면 질화물이 다량으로 석출되고, 연성의 열화를 야기할 우려가 있다. 한 구체예에서 상기 냉연강판 전체중량에 대하여 질소를 0 초과 0.006 중량% 이하로 더 포함할 수 있다. 상기 함량으로 포함시, 연성의 열화를 방지할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the cold rolled steel sheet may further include nitrogen (N) as an unavoidable impurity. When the nitrogen (N) is present in excess in the steel, a large amount of nitride is precipitated, there is a fear that ductility deterioration. In one embodiment the nitrogen may further comprise more than 0 to 0.006% by weight or less based on the total weight of the cold rolled steel sheet. When included in the content, it is possible to prevent ductile deterioration.

상기 냉연강판은 상온에서 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상과; 마르텐사이트; 및 잔류 오스테나이트를 포함하는 미세조직을 가진다. 상기 잔류 오스테나이트의 부피분율은 10~15 부피% 이다. 상기 잔류 오스테나이트 부피분율을 10 부피% 미만으로 포함시 본 발명의 냉연강판의 연신율과 성형성의 확보가 어려우며, 15 부피%를 초과하여 포함시 수소취성 저항성이 저하될 수 있다.The cold rolled steel sheet is at least one of ferrite and bainite at room temperature; Martensite; And a microstructure comprising residual austenite. The volume fraction of the retained austenite is 10-15% by volume. When the residual austenite volume fraction is included in less than 10% by volume, it is difficult to secure elongation and formability of the cold rolled steel sheet of the present invention, and when included in excess of 15% by volume, hydrogen embrittlement resistance may decrease.

한 구체예에서 상기 초고강도 냉연강판은 상온에서 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상 0 이상 10 부피% 이하; 마르텐사이트 75~90 부피% 및 잔류 오스테나이트 10~15 부피%를 포함할 수 있다. 상기 범위의 미세조직을 포함시, 본 발명의 강도 및 성형성이 동시에 우수할 수 있다.In one embodiment the ultra-high strength cold rolled steel sheet is at least one of ferrite and bainite at room temperature 0 to 10% by volume; Martensite 75-90% by volume and residual austenite 10-15% by volume. When including the microstructure in the above range, the strength and formability of the present invention can be excellent at the same time.

상기 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상은, 후술할 1차 냉각 구간에서 공정 조건에 따라 0 이상 10 부피% 이하로 포함될 수 있다. 상기 페라이트는 최종 조직 내 분포 시 강판의 연신율을 확보하는 역할을 할 수 있지만 강도가 감소하고, 또한 지나치게 많은 상간 경계면으로 인해 변형 초기 지나치게 많은 균열이 형성, 전파 될 수 있기 때문에 연신율 확보가 필요한 경우가 아니라면 최종 조직 내 포함되지 않을 수 있다. At least one of the ferrite and the bainite may be included in an amount of 0 to 10% by volume, depending on the process conditions in the first cooling section to be described later. The ferrite may play a role of securing the elongation of the steel sheet when it is distributed in the final structure, but it is necessary to secure the elongation because the strength decreases and too many cracks may be formed and propagated at the initial stage of deformation due to too many interphase interfaces. Otherwise it may not be included in the final organization.

상기 베이나이트는 최종 조직 내 분포하고 있는 마르텐사이트, 잔류 오스테나이트 및 페라이트 간 상간 강도 차이를 완화시키는 역할을 할 수 있지만 형성될 시 마르텐사이트의 강도 보상능을 저해할 수 있다.The bainite may serve to alleviate the difference in strength between phases of martensite, residual austenite, and ferrite in the final tissue, but may inhibit the strength compensating ability of martensite when formed.

상기 냉연강판의 최종 미세조직을 구성하는 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트는 각각 경질조직 및 연질조직이다. 이와 같이 두 개 이상의 상을 갖고 있는 복합 조직강의 경우 조직의 강도 차이로 인해 성형 시 조직간 경계면에서 균열이 형성되어 파괴가 발생할 수 있는 가능성이 있다. Martensite and residual austenite constituting the final microstructure of the cold rolled steel sheets are hard and soft tissues, respectively. Thus, in the case of a composite tissue steel having two or more phases, there is a possibility that fracture may occur due to the difference in the strength of the tissue due to crack formation at the interface between the tissues during molding.

하지만 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트 두 상 모두 재료의 재질을 결정하는 핵심적인 상이기 때문에 재질 확보를 위해서는 최종 미세조직을 이상적인 형태로 구현하여 균열의 형성 및 전파를 최대한 억제할 필요성이 있다.However, both phases of martensite and retained austenite are essential to determine the material of the material. Therefore, it is necessary to minimize the formation and propagation of cracks by implementing the final microstructure in an ideal form to secure the material.

본 발명의 상기 냉연강판의 미세조직은 마르텐사이트 기지 내부에, 상기 잔류 오스테나이트의 적어도 일부가 섬(island) 형태로 고립되어 형성될 수 있다. The microstructure of the cold rolled steel sheet of the present invention may be formed inside the martensite matrix, at least a part of the retained austenite in an island form.

상기와 같이 마르텐사이트 기지 내부에 잔류 오스테나이트가 섬 형태로 고립 및 단절되어 존재하는 미세조직을 형성시, 변형 초기 조직간 경계면에서 균열이 형성될 수 있는 문제점을 방지할 수 있다. 즉, 상간 경계면에 균열이 형성되더라도 추가적인 균열의 전파를 방지할 수 있는 것이다. 또한, 잔류 오스테나이트 및 페라이트 함량을 조절하여, 전체적인 상간 경계면 길이를 줄여 균열 형성 및 전파, 파괴의 가능성을 보다 낮추는 동시에 최저 확보 강도를 상승시킬 수 있다.As described above, when forming the microstructure in which the retained austenite is isolated and disconnected in the form of islands in the martensite matrix as described above, cracks may be formed at the interface between the initial deformations. That is, even if a crack is formed on the interface between phases, it is possible to prevent the propagation of additional cracks. In addition, by controlling the content of residual austenite and ferrite, it is possible to reduce the overall interphase interface length to lower the probability of crack formation, propagation and breakdown, while increasing the minimum secured strength.

본 발명의 냉연강판의 마르텐사이트 기지 내 존재하는 잔류 오스테나이트는, 결정립계(Grain boundary) 및 래쓰(Lath) 상에 존재할 수 있다. 상기 마르텐사이트 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트의 경우 상간 경계면에서 균열 발생시, 상기 마르텐사이트 입계를 따라 연속적인 파괴가 발생할 수 있다. 따라서 상기 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트의 분율을 최대한 제한한다면 연속적인 파괴를 지연할 가능성이 있다. Residual austenite present in the martensite matrix of the cold rolled steel sheet of the present invention may exist on grain boundaries and laths. In the case of residual austenite formed inside the martensite grain boundary, when fracture occurs at an interphase interface, continuous fracture may occur along the martensite grain boundary. Therefore, if the fraction of the retained austenite formed inside the grain boundary is limited as much as possible, there is a possibility of delaying continuous fracture.

한 구체예에서 상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대한, 상기 마르텐사이트의 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트 면적 비율(= 결정립계 위치 잔류 오스테나이트 면적/전체 잔류 오스테나이트 면적)이 60% 이하일 수 있다. 상기 조건에서 상간 경계면 균열 발생시, 연속적인 파괴를 지연 및 방지하는 효과가 우수하며, 전단면 비율을 개선하여 구멍확장성을 확보할 수 있다. 예를 들면, 50% 이하일 수 있다. 다른 예를 들면 40% 이하일 수 있다.In one embodiment, the ratio of the residual austenite area (= grain boundary residual austenite area / total residual austenite area) formed inside the grain boundary of the martensite to the total area of the residual austenite may be 60% or less. Under the above conditions, when interphase boundary cracks occur, the effect of delaying and preventing continuous fracture is excellent, and the hole expandability can be secured by improving the shear rate. For example, it may be 50% or less. For example 40% or less.

또한, 본 발명의 냉연강판 최종 미세 조직 내 존재하는 잔류 오스테나이트 중 장단축비(장축 길이/단축 길이) 2.5 이상의 잔류 오스테나이트의 경우 구형의 잔류 오스테나이트보다 지나치게 높은 안정성을 갖고 있기 때문에 소성변형 시 안정적인 상변태가 발생하지 않을 가능성이 존재한다. 만일 변태유기소성기구가 발현되지 않는다면 상간 경계면 차이로 인한 파괴 가능성이 더 높아질 수 있다.In addition, the residual austenite having a longer or shorter ratio (longer axis length / shorter length) of 2.5 or more of the residual austenite in the final microstructure of the cold rolled steel sheet of the present invention has a higher stability than that of the spherical residual austenite. There is a possibility that stable phase transformation does not occur. If metamorphic organic machinery is not expressed, the possibility of destruction due to the difference in phase boundary between phases can be increased.

한 구체예에서 상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대한, 단축 길이에 대한 장축 길이가 2.5 이상인 잔류 오스테나이트 면적 비율(= 장단축비 2.5 이상 오스테나이트 면적/전체 잔류 오스테나이트 면적)은 40% 이하로 형성할 수 있다. 상기 조건에서 소성 변형 시 안정적인 상변태가 발생하여 전단면 비율을 개선하여 구멍확장성을 확보할 수 있다. 예를 들면 30% 이하일 수 있다. 다른 예를 들면 0~20%로 형성될 수 있다.In one embodiment, the ratio of the residual austenite area having a major axis length of 2.5 or more relative to the total area of the residual austenite (= a long minority ratio of 2.5 or more austenite area / total residual austenite area) is 40% or less. Can be formed. Stable phase transformation occurs during plastic deformation under the above conditions, thereby improving the shear rate and securing hole expandability. For example, it may be 30% or less. For example, it may be formed from 0 to 20%.

본 발명에서 이와 같이 상간 경계면 감소 및 고립 단절된 구조, 적절한 안정도 확보를 통하여 형성된 미세조직은 구멍확장성 평가 시험 전 소재 펀칭 시 발생할 수 있는 상간 경계면 상의 미세균열 및 공동을 최대한 억제하여 건전한 표면 상태를 의도할 수 있으며, 또한 균열이 형성되어 전파되더라도 치명적인 파괴에 도달할 수 있는 시점을 최대한 지연하여 건전한 구멍확장성을 확보할 수 있는 것이다.In the present invention, the microstructure formed by reducing the interphase boundary, isolated structure, and ensuring appropriate stability prevents microcracking and cavities on the interphase boundary that may occur during material punching before the hole expansion test, thereby inducing a healthy surface state. In addition, even if a crack is formed and propagated, it is possible to secure sound hole expandability by delaying the point of time at which fatal breakdown can be reached.

한 구체예에서 상기 냉연강판은 항복강도(YP): 850MPa 이상, 인장강도(TP): 1180MPa 이상 및 신율(El): 14% 이상, 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30% 이상을 가진다. 예를 들면 상기 냉연강판은 항복강도(YP): 850~1200MPa, 인장강도(TP): 1180~1400MPa 및 신율(El): 14~18%, 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30~50% 일 수 있다.In one embodiment, the cold rolled steel sheet has a yield strength (YP): 850 MPa or more, tensile strength (TP): 1180 MPa or more and elongation (El): 14% or more, and hole expansion equipment (HER) measured according to ISO 16630 standard: Have more than 30%. For example, the cold rolled steel sheet has a yield strength (YP): 850 to 1200 MPa, tensile strength (TP): 1180 to 1400 MPa and elongation (El): 14 to 18%, and an ISO 16630 standard. ): It can be 30 ~ 50%.

초고강도 냉연강판 제조방법Ultra High Strength Cold Rolled Steel Sheet

본 발명의 다른 관점은 상기 초고강도 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 초고강도 냉연강판의 제조방법을 나타낸 것이다. Another aspect of the invention relates to a method for producing the ultra-high strength cold rolled steel sheet. Figure 1 shows a method of manufacturing an ultra-high strength cold rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.

상기 도 1을 참조하면, 상기 초고강도 냉연강판 제조방법은 (S10) 열연판재 제조단계; (S20) 냉연판재 제조단계; 및 (S30) 열처리단계;를 포함한다. 좀 더 구체적으로, 상기 초고강도 냉연강판 제조방법은 (S10) 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 이용하여 열연판재를 제조하는 단계; (S20) 상기 열연판재를 냉간 압연하여, 냉연판재를 제조하는 단계; 및 (S30) 상기 냉연판재를 열처리하는 단계;를 포함하며, 상기 열처리단계는, 상기 냉연판재를 870~900℃의 온도까지 가열 및 유지하여 어닐링하고; 상기 어닐링된 냉연판재를 냉각하고; 그리고, 상기 냉각된 냉연판재를 재가열하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 상기 냉각은, 상기 냉연판재를 5~10℃/s의 냉각 속도로 700~800℃까지 1차 냉각하고; 그리고 상기 1차 냉각된 냉연판재를 50℃/s 이상의 냉각 속도로 200~300℃까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하여 이루어진다.1, the ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method (S10) hot rolled sheet manufacturing step; (S20) cold rolled sheet manufacturing step; And (S30) heat treatment step. More specifically, the ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method (S10) carbon (C): 0.12 ~ 0.22 wt%, silicon (Si): 1.6 ~ 2.4 wt%, manganese (Mn): 2.0 ~ 3.0 wt%, aluminum (Al): 0.01 to 0.05% by weight, at least one of niobium (Nb), titanium (Ti) and vanadium (V) more than 0 up to 0.05% by weight, phosphorus (P): more than 0 to 0.020% by weight, sulfur (S ): Manufacturing a hot rolled sheet material using a slab material containing more than 0 and 0.005 wt% or less, and a balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities; (S20) cold rolling the hot rolled sheet material to prepare a cold rolled sheet material; And (S30) heat treating the cold rolled sheet material; wherein the heat treatment step includes: annealing the cold rolled sheet material by heating and maintaining it at a temperature of 870 to 900 ° C; Cooling the annealed cold rolled sheet; And reheating the cooled cold rolled sheet, wherein the cooling is performed by first cooling the cold rolled sheet to 700 to 800 ° C. at a cooling rate of 5 to 10 ° C./s; And secondly cooling the first cooled cold rolled sheet to 200 to 300 ° C at a cooling rate of 50 ° C / s or more.

이하, 상기 초고강도 냉연강판 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method will be described in detail step by step.

(S10) 열연판재 제조단계(S10) Hot Rolled Sheet Manufacturing Step

상기 단계는 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 이용하여 열연판재를 제조하는 단계이다. 상기 슬라브재의 성분 및 함량은 전술한 냉연강판 성분과 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.The step is carbon (C): 0.12-0.22% by weight, silicon (Si): 1.6-2.4% by weight, manganese (Mn): 2.0-3.0% by weight, aluminum (Al): 0.01-0.05% by weight, niobium (Nb) ), A sum of at least one of titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05 wt% or less, phosphorus (P) and greater than 0 and 0.020 wt% or less, sulfur (S) and greater than 0 and 0.005 wt% or less, and the balance of iron It is a step of producing a hot rolled sheet using a slab material containing (Fe) and other unavoidable impurities. Components and contents of the slab material is the same as the above-described cold rolled steel sheet components, detailed description thereof will be omitted.

한 구체예에서 상기 열연판재는 상기 슬라브재를 1150~1250℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브재를 마무리 압연온도: 880~930℃ 조건으로 열간 압연하여, 열간압연재를 제조하는 단계; 및 상기 열간압연재를 권취온도 550~650℃ 조건으로 권취하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.In one embodiment, the hot rolled sheet material is a step of reheating the slab material to 1150 ~ 1250 ℃; Manufacturing a hot rolled material by hot rolling the reheated slab material at a finish rolling temperature of 880 ° C to 930 ° C; And winding the hot rolled material at a coiling temperature of 550 to 650 ° C.

한 구체예에서 상기 재가열은 Ac3 이상의 온도로 재가열할 수 있다. 예를 들면, 슬라브 재가열 온도: 1150~1250℃ 조건에서 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 편석 성분이 충분하게 재고용되어 제품 품질이 우수할 수 있다. 상기 재가열 온도가 1150℃ 미만인 경우 열간 압연 부하가 커질 수 있고, 1250℃를 초과하는 경우 초기 오스테나이트 결정립의 조대화로 인해 최종 생산 강판의 강도 확보가 어려울 수 있다. 한 구체예에서 상기 열간 압연은 상기 재가열된 슬라브재를 마무리 압연온도: 880~930℃ 조건으로 실시하여 열간압연재를 제조할 수 있다. 상기 조건에서 결정립 미세화 효과가 우수하여 목표한 강도를 확보할 수 있다.In one embodiment the reheat may be reheated to a temperature of Ac3 or higher. For example, the slab reheating temperature: may be made at 1150 ~ 1250 ℃ conditions. In such conditions, the segregation component may be sufficiently reclaimed to have good product quality. If the reheating temperature is less than 1150 ℃ hot rolling load may be large, if it exceeds 1250 ℃ due to the coarsening of the initial austenite grains it may be difficult to secure the strength of the final production steel sheet. In one embodiment, the hot rolling may be performed by performing the reheated slab material at a finish rolling temperature of 880 ° C to 930 ° C to produce a hot rolled material. Under the above conditions, the crystal grain refining effect can be excellent to secure the target strength.

한 구체예에서 상기 권취는 상기 열간압연재를 10~30℃/s의 냉각속도로 냉각하여, 권취온도: 550~650℃ 조건으로 권취할 수 있다. 상기 조건에서 열연판재의 표면 품질과 기계적 강도가 우수할 수 있다. 한 구체예에서 상기 열연판재는, 상기 권취된 열연코일을 산세 후, 언코일링하는 단계를 더 포함하여 제조될 수 있다.In one embodiment, the winding may be performed by cooling the hot rolled material at a cooling rate of 10 to 30 ° C./s, at a winding temperature of 550 to 650 ° C. Under the above conditions, the surface quality and mechanical strength of the hot rolled sheet may be excellent. In one embodiment, the hot rolled sheet material may be prepared, further comprising the step of uncoiling after the pickled hot rolled coil.

(S20) 냉연판재 제조단계(S20) Cold Rolled Sheet Manufacturing Step

상기 단계는 상기 열연판재를 냉간 압연하여, 냉연판재를 제조하는 단계이다. 상기 냉간 압연은, 열연판재를 사용하여 최종 생산 강판의 두께를 맞추기 위해 수행하며, 압연 전 산세를 진행한다. 냉연 최종 조직의 추후 진행되는 열처리 공정에서 최종 생산 강판의 미세조직이 결정되므로, 열연판재 조직이 연신된 형상의 조직을 형성한다. 예를 들면, 상기 냉간 압연은 상기 열연판재를 압하율 40~60%의 조건으로 실시할 수 있다. 상기 조건에서 강도 및 가공성이 우수할 수 있다.The step is cold rolling the hot rolled sheet material, to produce a cold rolled sheet material. The cold rolling is performed to match the thickness of the final production steel sheet using a hot rolled sheet material, and the pickling is performed before rolling. Since the microstructure of the final production steel sheet is determined in a subsequent heat treatment process of the cold-rolled final structure, the hot-rolled sheet structure forms an elongated structure. For example, the cold rolling can be carried out on the hot rolled sheet material under conditions of a reduction ratio of 40 to 60%. Under these conditions, the strength and workability may be excellent.

(S30) 열처리단계(S30) heat treatment step

상기 단계는, 상기 냉연판재를 열처리하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 열처리는, 상기 냉연판재를 870~900℃의 온도까지 가열 및 유지하여 어닐링하고; 상기 어닐링된 냉연판재를 냉각하고; 그리고, 상기 냉각된 냉연판재를 재가열하는 단계;를 포함하여 이루어진다.The step is a step of heat-treating the cold rolled sheet material. In one embodiment, the heat treatment, the cold-rolled sheet material is heated and maintained to a temperature of 870 ~ 900 ℃ annealing; Cooling the annealed cold rolled sheet; And reheating the cooled cold rolled sheet material.

본 발명에서는 최종 강판의 강도를 확보하기 위해 높은 마르텐사이트 분율을 필요로 하며, 이를 위해 어닐링 초기 최대한 많은 오스테나이트를 형성시켜 냉각 시 마르텐사이트로의 상변태를 유도하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 어닐링은 오스테나이트 단상역 열처리를 진행하는 동시에, 실 공정 라인에서 야기되는 온도 편차를 고려하여 870~900℃에서 실시한다.In the present invention, a high martensite fraction is required in order to secure the strength of the final steel sheet. For this purpose, it is preferable to form as much austenite as possible at the initial stage of annealing to induce phase transformation into martensite upon cooling. Therefore, the annealing is carried out at 870 ~ 900 ℃ in consideration of the temperature deviation caused by the austenite single-phase reverse heat treatment, and at the actual process line.

상기 어닐링을 870℃ 미만의 온도에서 실시하는 경우 진행하게 되면 초기 조직이 페라이트 및 오스테나이트 복합 조직으로 구성되고, 최종 냉연강판에 페라이트가 존재하게 되어 강도 확보가 어려우며, 상기 어닐링을 900℃를 초과하는 온도에서 실시하면 초기 오스테나이트 결정립 크기가 지나치게 조대화되면서 급랭시 형성되는 마르텐사이트 기지 미세조직 역시 조대한 결정립을 이루게 되고, 이로 인해 최종 소둔재의 강도를 저하시킬 수 있다.When the annealing is carried out at a temperature of less than 870 ℃ proceeds when the initial structure is composed of a ferrite and austenitic composite structure, the ferrite is present in the final cold-rolled steel sheet is difficult to secure the strength, the annealing exceeds 900 ℃ When carried out at temperature, the initial austenite grain size becomes excessively coarse, and the martensite matrix microstructure formed during rapid quenching also forms coarse grains, thereby lowering the strength of the final annealing material.

한 구체예에서 상기 어닐링은 상기 냉연판재를 3~10℃/s의 승온 속도로, 870~900℃의 온도까지 가열 및 50초 이상 유지하여 실시할 수 있다. 상기 승온 속도 및 유지 시간으로 어닐링시, 충분한 오스테나이트 단상역 열처리가 가능할 수 있다. 예를 들면, 상기 어닐링시 유지시간은 60~500초일 수 있다.In one embodiment, the annealing may be performed by heating the cold rolled sheet to a temperature of 870 ~ 900 ℃ at a temperature increase rate of 3 ~ 10 ℃ / s and maintained for more than 50 seconds. When annealing at the temperature rising rate and holding time, sufficient austenite single phase reverse heat treatment may be possible. For example, the holding time during the annealing may be 60 to 500 seconds.

한 구체예에서 상기 냉각은, 상기 냉연판재를 5~10℃/s의 냉각 속도로 700~800℃까지 1차 냉각하고; 그리고 상기 1차 냉각된 냉연판재를 50℃/s 이상의 냉각 속도로 200~300℃까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하여 이루어진다.In one embodiment, the cooling, the cold-rolled sheet material is first cooled to 700 ~ 800 ℃ at a cooling rate of 5 ~ 10 ℃ / s; And secondly cooling the first cooled cold rolled sheet to 200 to 300 ° C at a cooling rate of 50 ° C / s or more.

상기 어닐링 후, 상기 냉연판재를 1차 냉각 종료온도: 700~800℃까지, 5~10℃/s의 냉각속도로 냉각시, 열처리 공정 진행 중 최종 미세조직 내에 일정량의 페라이트 확보를 시도함으로써 최종 미세조직의 연신율이 미비할시 연신율을 확보할 수 있으나 상간 경계면 증가에 따른 성형성 감소 현상이 발생할 수 있기에, 본 발명에서는 페라이트 조직을 최대한 억제하고자 하였다.After the annealing, when the cold rolled sheet is cooled to a first cooling end temperature of 700 to 800 ° C. at a cooling rate of 5 to 10 ° C./s, a final amount of ferrite is secured by attempting to secure a certain amount of ferrite in the final microstructure during the heat treatment process. When the elongation of the tissue is insufficient, the elongation can be secured, but a decrease in formability may occur due to an increase in interphase interface.

상기 1차 냉각된 냉연판재를 2차 냉각 종료온도: 200~300℃까지 50℃/s 이상의 냉각속도로 급랭시, 상기 1차 냉각 후 미세조직 내 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시켜 최종 재질 확보를 용이하게 할 수 있다.When the primary cooled cold rolled sheet material is quenched at a cooling rate of 50 ° C./s or more to a secondary cooling end temperature of 200 ° C. to 300 ° C., the final material is secured by transforming austenite in the microstructure to martensite after the primary cooling. It can be done easily.

한 구체예에서 상기 2차 냉각시 해당 급랭 공정 중 발생할 수 있는 상변태를 억제하기 위해 50℃/s 이상의 냉각속도로 실시할 수 있다. 예를 들면, 50~500℃/s 일 수 있다.In one embodiment, the second cooling may be carried out at a cooling rate of 50 ℃ / s or more to suppress the phase transformation that may occur during the quenching process. For example, it may be 50 ~ 500 ℃ / s.

한 구체예에서 상기 재가열은 상기 냉각된 냉연판재를 370~430℃까지 가열 후, 100~250초 동안 유지하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.In one embodiment, the reheating may be performed by heating the cooled cold rolled sheet to 370 to 430 ° C. and maintaining the same for 100 to 250 seconds.

상기 조건에서 잔류 오스테나이트 내 탄소 농축 및 마르텐사이트 템퍼링이 용이하게 진행되어 강도 및 연신율의 확보가 용이할 수 있다. 상기 재가열을 370℃ 미만의 온도로 실시하는 경우, 재가열을 통한 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 사이 탄소 파티셔닝이 제대로 진행되지 않으며, 오스테나이트 안정도가 저하되어 적절한 소성 변형 시점에서 상변태가 진행되지 않아 연신율 및 성형성이 감소할 수 있다. 상기 재가열을 430℃를 초과하는 온도로 실시하는 경우 마르텐사이트 템퍼링 시 기지가 지나치게 연화되어, 강도가 저하될 수 있다.Under the above conditions, carbon concentration and martensite tempering in the retained austenite may be easily proceeded to secure strength and elongation. When the reheating is performed at a temperature of less than 370 ° C., carbon partitioning between martensite and residual austenite through reheating does not proceed properly, and the austenite stability is lowered so that phase transformation does not proceed at an appropriate plastic deformation point. Sex may decrease. When the reheating is performed at a temperature exceeding 430 ° C., the matrix softens excessively during martensite tempering, and thus the strength may be reduced.

또한, 상기 재가열시 상기 온도 범위로 가열하여 100초 미만으로 유지하는 경우 탄소 파티셔닝이 제대로 진행되지 않아 연신율이 저하되며, 250초를 초과하여 유지하는 경우, 템퍼링으로 인해 마르텐사이트 기지가 연화되면서 기계적 강도가 저하될 수 있다.In addition, when the reheating is maintained in the temperature range to maintain less than 100 seconds, carbon partitioning does not proceed properly, the elongation is lowered, if it is maintained for more than 250 seconds, the martensite base is softened due to tempering and mechanical strength Can be lowered.

다른 구체예에서 상기 재가열은, 상기 냉각된 냉연판재를 430~470℃까지 가열하여 30~100초 동안 유지한 다음, 아연 도금욕에 침지하여 아연도금층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 아연 도금층이 용이하게 형성될 수 있다. In another embodiment, the reheating may be performed by heating the cooled cold rolled sheet to 430-470 ° C. and maintaining it for 30-100 seconds, and then immersing it in a zinc plating bath to form a galvanized layer. In the above conditions, the zinc plating layer may be easily formed.

상기 냉연판재를 430℃의 미만의 온도로 가열시 용융 아연 도금욕에 진입시 욕조의 온도가 떨어지게 되고, 이 경우 용융 아연 도금욕 내부의 철(Fe) 및 알루미늄(Al) 등의 용해도가 감소하여 형성되는 이물질들이 도금층 형성 시 같이 형성되게 되면서 아연도금층이 용이하게 형성되지 않으며, 470℃를 초과하는 온도로 가열시 용융 아연 도금욕 내 철 및 알루미늄 등의 용해도가 증가하여 강판 내 합금 원소들이 빠져나가게 되는 현상이 발생하고, 온도 강하 시 이물질들이 다시 형성되게 되며, 또한 아연 도금층의 부착 강도 및 표면 특성이 저하될 수 있다.When the cold rolled sheet is heated to a temperature below 430 ° C., the temperature of the bath drops when entering the hot dip galvanizing bath, and in this case, the solubility of iron (Fe) and aluminum (Al) in the hot dip galvanizing bath is decreased, thereby forming. When the foreign matters are formed together during the formation of the plating layer, the zinc plating layer is not easily formed, and when heated to a temperature exceeding 470 ° C, the solubility of iron and aluminum in the hot dip galvanizing bath is increased so that alloying elements in the steel sheet escape. The phenomenon occurs, foreign matters are formed again when the temperature drops, and the adhesion strength and surface properties of the zinc plated layer may be reduced.

또한, 상기 재가열시 상기 냉연판재를 상기 온도 범위로 가열하여 30초 미만으로 유지하는 경우, 잔류 오스테나이트로의 탄소 파티셔닝이 충분히 진행되지 않아 잔류 오스테나이트 안정도의 저하로 인해 연신율이 저하되며, 100초를 초과하여 유지하는 경우 마르텐사이트 기지의 과도한 템퍼링으로 인해 본 발명의 냉연강판의 기계적 강도가 저하될 수 있다.In addition, when the cold rolled sheet is heated to the temperature range and maintained at less than 30 seconds during reheating, elongation is lowered due to a decrease in residual austenite stability because carbon partitioning to residual austenite does not proceed sufficiently, resulting in 100 seconds. If it is maintained in excess of the mechanical strength of the cold rolled steel sheet of the present invention due to excessive tempering of the martensite matrix.

한 구체예에서 상기 아연 도금욕의 온도는 430~470℃일 수 있다. 상기 조건에서 아연 도금층이 용이하게 형성될 수 있다.In one embodiment the temperature of the zinc plating bath may be 430 ~ 470 ℃. In the above conditions, the zinc plating layer may be easily formed.

한 구체예에서 상기 재가열 단계는, 상기 아연도금층을 형성하는 단계 이후, 아연도금층이 형성된 냉연판재를 490~530℃까지 가열하여 합금화 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 조건에서 합금화가 용이하게 이루어질 수 있다.In one embodiment, the reheating step may further include, after the forming of the galvanized layer, heating the cold rolled sheet material on which the galvanized layer is formed to 490 ° C. to 530 ° C., followed by alloying heat treatment. Alloying can be easily performed under the above conditions.

변태유기소성강은 소성 변형 시 최종 조직 내 잔류 오스테나이트의 마르텐사이트 상변태를 통해 강도 및 연신율을 확보하지만, 주 기지가 베이나이트로 구성되어 상대적으로 강도가 떨어지기에 변태유기소성강의 주요 기지를 베이나이트가 아닌 마르텐사이트로 치환하면 고강도 및 적절한 연신율을 확보할 수 있다. 본 발명은 적정한 합금 조성 및 연속 어닐링 공정만을 사용하여 강도 및 연신율, 성형성을 확보할 수 있다.In metamorphic organic plastic steel, strength and elongation are secured through the martensite phase transformation of the retained austenite in the final structure during plastic deformation, but the main base is composed of bainite, which is relatively low in strength. Substituting for martensite instead of to ensure high strength and proper elongation. The present invention can ensure strength, elongation, and formability using only an appropriate alloy composition and a continuous annealing process.

또한 본 발명은 티타늄, 니오븀 및 바나듐 중 하나 이상의 강한 석출물 형성 원소를 첨가하여 석출물을 형성함에 따라 초기 오스테나이트 결정립 미세화 및 석출 경화로 강도 보상 측면에서 효과적이다. 추가적으로, 잔류 오스테나이트의 결정립을 미세화시켜 잔류 오스테나이트의 안정도를 적절히 확보함으로써 변태유기소성기구의 강도 및 연신율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention is effective in terms of strength compensation by initial austenite grain refining and precipitation hardening by forming a precipitate by adding at least one strong precipitate forming element of titanium, niobium and vanadium. In addition, it is possible to improve the strength and elongation of the metamorphic organic plastic mechanism by miniaturizing the crystal grains of the retained austenite to ensure adequate stability of the retained austenite.

한편, 두 개 이상의 상을 갖고 있는 강의 경우, 상간 강도 차이로 인해 성형 시 상간 경계면에서 균열이 형성되어 파괴가 발생할 수 있는 가능성이 있다. On the other hand, in the case of steel having two or more phases, there is a possibility that fracture may occur due to crack formation at the interface between phases during molding due to the difference in strength between phases.

그러나 본 발명에서는 변형 초기 조직간 경계면에서 균열이 형성될 수 있는 문제점을 마르텐사이트 기지 내 잔류 오스테나이트가 섬 형태로 고립, 단절되어 존재하는 미세조직을 구현하여, 상간 경계면에 균일이 형성되더라도 추가적인 균열의 전파를 방지하여 추가적인 파괴를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 결정립계상에 존재하는 잔류 오스테나이트의 분율을 60% 이하로 제한하고, 또한 최종 조직 내 존재하는 잔류 오스테나이트 중 장단축비(장축 길이/단축 길이) 2.5 이상의 잔류 오스테나이트를 40% 이하로 형성하여 균열 발생시 추가적인 전파 가능성을 방지할 수 있다.However, in the present invention, the problem that cracks may be formed at the interface between the initial stages of deformation is realized by the formation of microstructure in which residual austenite in the martensite matrix is isolated and disconnected in the form of islands, even if uniformity is formed at the interface between phases. It can prevent further destruction by preventing the propagation of. In addition, the present invention limits the fraction of retained austenite present on the grain boundary to 60% or less, and furthermore, the residual austenite present in the final structure has a residual austenite ratio of 2.5 or more (long axis length / short axis length) of 2.5 or more. It can be formed in% or less to prevent the possibility of further propagation in case of cracking.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, this is presented as a preferred example of the present invention and in no sense can be construed as limiting the present invention.

실시예Example  And 비교예Comparative example

실시예Example 1~2 및  1 and 2 and 비교예Comparative example 1~10 1-10

냉연판재 제조: 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 준비하였다. 상기 슬라브재를 1150~1250℃의 조건으로 재가열한 다음, 마무리 압연온도: 900℃의 조건으로 열간압연하여 열간압연재를 제조하고, 상기 열간압연재를 10~30℃/s의 냉각속도로 냉각하여 권취온도: 550℃ 조건으로 권취하는 단계;를 포함하여, 열연판재를 제조하였다. 그 다음에 상기 열연판재를 40~60%의 압하율로 냉간 압연하여 냉연판재를 제조하였다.Cold rolled sheet material manufacture: carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, aluminum (Al): 0.01 to 0.05 wt%, niobium ( Nb), the sum of one or more of titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P) and greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S) and greater than 0 and 0.005% by weight or less, and the balance of A slab material containing iron (Fe) and other unavoidable impurities was prepared. After reheating the slab material under the condition of 1150 ~ 1250 ° C., hot rolling is carried out under the condition of finishing rolling temperature: 900 ° C. to manufacture the hot rolled material, and cooling the hot rolled material at a cooling rate of 10˜30 ° C./s. Winding temperature: winding to 550 ℃ conditions; including, to prepare a hot rolled sheet material. Then, the hot rolled sheet material was cold rolled at a reduction ratio of 40 to 60% to prepare a cold rolled sheet material.

상기 냉연판재를 하기 표 1에 따른 열처리 조건으로 어닐링(승온 속도: 3~10℃/s) 하고, 1차 냉각, 2차 냉각 및 재가열한 다음, 상온까지 냉각하여 냉연강판을 제조하였다.The cold rolled sheet material was annealed under the heat treatment conditions according to the following Table 1 (heating rate: 3 ~ 10 ℃ / s), the primary cooling, secondary cooling and reheating, and then cooled to room temperature to prepare a cold rolled steel sheet.

Figure 112018040727889-pat00001
Figure 112018040727889-pat00001

상기 실시예 및 비교예의 냉연강판에 대하여, 항복강도(YP), 인장강도(TP), 신율(총연신율(T.El) 및 균일연신율(U.El)), 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER)와, 잔류오스테나이트 함량을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 균일연신율(U.El) 및 잔류오스테나이트 분율은 대표적으로 실시예 1~2 및 비교예 1~4에 대해서만 측정하였다.The cold rolled steel sheets of the above Examples and Comparative Examples were measured based on yield strength (YP), tensile strength (TP), elongation (total elongation (T.El) and uniform elongation (U.El)), and ISO 16630. One pore expander (HER) and the residual austenite content was measured and the results are shown in Table 2 below. At this time, the uniform elongation (U.El) and the residual austenite fraction were measured only for Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4.

Figure 112018040727889-pat00002
Figure 112018040727889-pat00002

상기 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 재가열 유지시간에 미달하는 비교예 1 및 4와, 재가열 온도에 미달하는 비교예 2, 재가열 유지시간을 초과한 비교예 3은 상기 실시예 1~2에 비하여 목표 재질에 도달하지 못하는 현상을 확인할 수 있었다. 또한 본 발명의 재가열 온도에 미달하는 비교예 2의 경우, 재가열을 통한 마르텐사이트와 잔류 오스테나이트 사이 탄소 파티셔닝이 제대로 진행되지 않아 상대적으로 낮은 오스테나이트 안정도를 갖게 되어 적절한 소성 변형 시점에서 상변태가 진행되지 않고 먼저 발생된 경질 재질로 인한 연신율 및 성형성 감소 현상이 발생하였다. 또한 비교예 3과 같이 재가열 유지 시간을 초과시, 템퍼링으로 인해 마르텐사이트 기지가 연화되면서 동일 재가열 온도에서 진행된 실시예 대비, 인장 강도가 하락하는 경향 역시 확인할 수 있었다.Referring to the results of Table 2, Comparative Examples 1 and 4, which are less than the reheating holding time of the present invention, Comparative Example 2, which is less than the reheating temperature, and Comparative Example 3, which exceeds the reheating holding time are Examples 1 to 2 above. Compared to the target material could not be seen. In addition, in Comparative Example 2 which does not reach the reheating temperature of the present invention, carbon partitioning between martensite and residual austenite through reheating does not proceed properly, resulting in relatively low austenite stability, and thus, phase transformation does not proceed at an appropriate plastic deformation point. Elongation and formability decrease occurred due to the hard material generated first. In addition, when the reheating holding time is exceeded as in Comparative Example 3, it was also confirmed that the martensite matrix was softened due to the tempering, and thus the tensile strength was lowered compared to the example proceeding at the same reheating temperature.

상기 비교예 5 내지 10은 825℃ 및 850℃에서 어닐링을 진행하였으며 2차 냉각 종료 온도를 260℃, 280℃ 및 300℃로 설정하여 공정 모사를 진행한 것이다.In Comparative Examples 5 to 10, the annealing was performed at 825 ° C and 850 ° C and the process simulation was performed by setting the secondary cooling end temperatures to 260 ° C, 280 ° C, and 300 ° C.

상기 표 2를 참조하면, 825℃에서 어닐링을 진행 후 260℃, 280℃ 및 300℃에서 2차 냉각을 종료한 비교예 5~7의 경우, 실시예 및 비교예 8~10과 비교하였을 때 낮은 항복강도 및 인장강도를 갖고 있음을 확인할 수 있다. 이는 어닐링 시 단상역이 아닌 이상역에서 열처리를 진행할 때 형성된 페라이트로 인한 전체적인 강도 저하 및 급랭 종료 온도가 높아질수록 마르텐사이트 분율이 감소하기 때문에 발생하는 강도 저하 두 가지 요인 때문이다.Referring to Table 2, in the case of Comparative Examples 5 to 7 after completing the second cooling at 260 ℃, 280 ℃ and 300 ℃ after annealing at 825 ℃, compared to Examples and Comparative Examples 8-10 It can be confirmed that it has yield strength and tensile strength. This is due to two factors, such as a decrease in the overall strength due to the ferrite formed when the heat treatment is performed in the ideal region rather than the single phase region during annealing, and a decrease in strength due to the decrease in the martensite fraction as the quenching end temperature increases.

또한 850℃에서 어닐링을 진행한 실시예 8~10은, 상기 비교예 5~7과 유사하게 페라이트 형성 및 마르텐사이트 분율에 따른 강도 변화 경향을 갖고 있지만 어닐링 온도가 825℃ 대비 높기 때문에 형성되는 페라이트의 양이 약 6%이상 감소하면서 1~3번 대비 높은 항복강도를 가질 수 있음을 확인할 수 있었다.In addition, Examples 8 to 10, which were subjected to annealing at 850 ° C, had a tendency to change strength according to ferrite formation and martensite fractions similarly to Comparative Examples 5 to 7, but the annealing temperature was higher than 825 ° C. As the amount is reduced by more than about 6%, it can be confirmed that it can have a higher yield strength than 1 to 3 times.

결국 825℃, 850℃ 두가지 어닐링 조건에서 급랭을 진행한 비교예 5~10은, 이상역에서 열처리가 진행되므로써 강도 확보에 용이치 않기 때문에 오스테나이트 단상역 열처리가 진행될 수 있는 875~900℃의 열처리 조건이 바람직한 것을 확인할 수 있었다. Eventually, Comparative Examples 5 to 10, which were rapidly quenched under two annealing conditions at 825 ° C and 850 ° C, are not easily secured by the heat treatment in the above-described zone, so that the austenitic single-phase heat treatment may be performed at 875 to 900 ° C. It was confirmed that the conditions were preferable.

또한 비교예 5~10은 모두 이상역 열처리를 통한 페라이트가 형성될 수 있음에도 불구하고 연신율에서 큰 개선이 보이지 않는 것으로 미루어보아 페라이트의 연신율 개선 효과가 미미하다고 판단할 수 있으며 본 발명에서는 의도적으로 형성하지 않는 한 최대한 억제하여 최종 조직에서 배제하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.In addition, in Comparative Examples 5 to 10, although the ferrite may be formed through an abnormal reverse heat treatment, it may be determined that the effect of improving the elongation of the ferrite is insignificant because the elongation does not show a significant improvement. It was found that it is desirable to suppress as much as possible unless excluded from the final tissue.

도 2는 본 발명의 냉연강판의 구멍확장성 평가 후 두께 방향으로의 단면을 나타낸 것이다. 한편, 기존의 차체 부품 성형 시, 초고강도 재료에서 발생하는 성형 시 부품의 파단 중 일반적인 성형한계도(Forming limit diagram)에서 확인할 수 있는 컵성형성(Drawability)및 2축-인장성(Bi-axial stretchability) 등의 평가 기준으로는 설명할 수 없는 경우가 존재한다.Figure 2 shows a cross section in the thickness direction after the hole expansion evaluation of the cold-rolled steel sheet of the present invention. Meanwhile, the cupability and bi-axial properties, which can be found in the general forming limit diagram, of the breakage of parts during molding of existing high-strength materials during molding of existing body parts. There is a case that cannot be explained by evaluation criteria such as stretchability.

이는 새로운 평가 기준인 재료의 신장플랜지성(Stretch-flangeability)을 통해 설명이 가능하며 이를 측정하기 위한 구멍확장성(Hole expansion ratio) 평가 시험을 통해 부품 성형 시 해당 부위의 파단 및 성형 가능성을 추정할 수 있다.This can be explained by the new evaluation criterion, Stretch-flangeability, and the hole expansion ratio test is used to estimate the fracture and the likelihood of forming the part when forming parts. Can be.

상기 ISO 표준 16630에 의거한 구멍확장성 평가 시험은 펀치로 판재에 구멍을 뚫은 뒤, 구멍으로 펀치를 장입하여 판재 두께방향으로 균열이 완전히 전파된 균열이 관측될 때 시험을 종료한 뒤, 초기 구멍 크기와 시험 종료 후 구멍 크기의 비율(초기 구멍 크기/파단 구멍크기×100(%))로 구멍확장성을 평가하는 것이다. 시험 시, 펀치를 뚫은 구멍 표면은 크게 세 가지 영역으로 구성된다(도 3의 Roll-over Portion;RP, Shearing Section;SS. Break Section;BS). 그 중 SS는 전단으로 인해 표면 결함이 없는 깨끗한 절단면을 의미하며, BS는 파괴로 인해 표면 결함이 존재하는 절단면을 의미한다. 대부분의 구멍확장성 평가 시험 시, 시험편의 균열이 시작 및 전파되는 부분은 BS영역이며 이는 유한요소해석법으로 확인이 가능한 응력 삼축비를 통해 시험 시 받게 되는 시편의 국부적인 인장 응력이 BS영역에 존재하는 미세 균열(Microcrack)및 공동(Microvoid)(도 4 참조)에 집중되어 균열이 성장, 전파되어 최종적으로 파괴가 발생하기 때문이다. 이는 표면 결함을 없애기 위해 와이어 가공 혹은 리머 가공을 거치게 되면 구멍확장성이 큰 폭으로 증가하는 현상으로 재확인 할 수 있다. 따라서, 구멍확장성 열위에 있는 초고강도 강판의 구멍확장성을 향상시키기 위해서는 펀칭 시 전단면의 표면 결함을 최소화 할 수 있는 미세조직을 갖는 것이 바람직하다.The hole expandability evaluation test according to the ISO standard 16630 is made by drilling a hole in a plate with a punch, inserting a punch into the hole, and ending the test when a crack in which the crack is completely propagated in the sheet thickness direction is observed. The hole expandability is evaluated by the ratio of the size and the size of the hole after the end of the test (initial hole size / break hole size × 100 (%)). In the test, the punched hole surface consists of three areas (Roll-over Portion; RP, Shearing Section; SS. Break Section; BS) in FIG. Among them, SS means a clean cut surface free of surface defects due to shear, and BS means a cut surface where surface defects exist due to fracture. In most hole extensibility evaluation tests, the crack area of the test piece starts and propagates in the BS area, which means that the local tensile stress of the specimen under test is in the BS area through the stress triaxial ratio which can be confirmed by the finite element analysis method. This is because the cracks grow and propagate in the microcrack and the microvoid (see FIG. 4), and finally, the fracture occurs. This can be reconfirmed as a phenomenon in which the hole expandability is greatly increased when the wire or reamer is processed to remove surface defects. Therefore, in order to improve the hole expandability of the ultra-high strength steel sheet inferior to the hole expandability, it is desirable to have a microstructure that can minimize the surface defects of the shear surface when punching.

도 3은 본 발명의 따른 실시예 1 냉연강판의 미세조직을 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 대한 비교예 1 냉연강판의 구멍확장성 평가 시 초기 전단면 미세조직을 나타낸 것이다. 상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 냉연강판은 마르텐사이트 기지 내부에, 상기 잔류 오스테나이트의 적어도 일부가 섬(island) 형태로 고립되어 형성되었으며, 마르텐사이트의 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트 면적을 증가시킴으로서, 상간 경계면에 균일이 형성되더라도 추가적인 균열의 전파를 방지하여 추가적인 파괴를 방지하는 효과가 우수함을 알 수 있었다. 반면, 비교예 1 냉연강판의 경우, 변형 초기에도 미세 균열이 발생하여, 실시예에 비해 성형성이 열위함을 알 수 있었다.Figure 3 shows the microstructure of Example 1 cold rolled steel sheet according to the present invention, Figure 4 shows the initial shear surface microstructure during the evaluation of the hole expandability of Comparative Example 1 cold rolled steel sheet for the present invention. 3 and 4, the cold rolled steel sheet 1 of the present invention is formed inside the martensite matrix, at least a part of the retained austenite is isolated in an island form, and inside the grain boundary of martensite. By increasing the residual austenite area formed, it can be seen that even if a uniformity is formed in the interface between phases, it is excellent in preventing further fracture by preventing propagation of additional cracks. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 cold-rolled steel sheet, a fine crack occurs even in the initial deformation, it was found that the moldability is inferior to the Example.

본 발명에서는 공정 조건 조절을 통해 최종 미세조직을 제어하여 표면 결함 영역을 감소시켜 상대적으로 건전한 구멍 표면 상태를 유지할 수 있도록 하여 향상된 구멍확장성 및 재질을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.In the present invention, it was confirmed that improved hole expandability and material can be obtained by controlling the final microstructure by controlling the process conditions so that the surface defect area can be reduced to maintain a relatively healthy hole surface state.

실시예Example 3 및  3 and 비교예Comparative example 11~13 11-13

냉연판재를 하기 표 3의 온도로 어닐링(승온 속도: 3~10℃/s)한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 냉연강판을 제조하였다.A cold rolled steel sheet was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the cold rolled sheet material was annealed at a temperature shown in Table 3 below (heating rate: 3 to 10 ° C./s).

상기 실시예 1과, 실시예 3 및 비교예 11~13에 대하여, 어닐링이 완료된 시점에서의 냉연판재의 미세조직을 조사하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.For Example 1, Example 3, and Comparative Examples 11 to 13, the microstructure of the cold rolled sheet at the time when the annealing was completed, and the results are shown in Table 3 below.

Figure 112018040727889-pat00003
Figure 112018040727889-pat00003

상기 표 3의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 및 3의 경우, 단상역 열처리가 진행되면서, 모두 오스테나이트화 되어 목표로 하는 강도와 연신율을 확보하였으나, 본 발명의 어닐링 온도에 미달하는 비교예 11~13의 경우, 이상역 열처리가 진행되어, 초기조직이 페라이트 및 오스테나이트의 복합조직으로 구성되고 최종 강판에 페라이트 함량이 증가하게 되어 강도 및 성형성 확보가 불리할 수 있음을 알 수 있었다.Referring to the results of Table 3, in the case of Examples 1 and 3 of the present invention, while the single-phase reverse heat treatment proceeds, all of them are austenitized to secure the target strength and elongation, but it is less than the annealing temperature of the present invention. In the case of Comparative Examples 11 to 13, the abnormal reverse heat treatment proceeds, and thus, the initial structure is composed of a composite structure of ferrite and austenite and the ferrite content is increased in the final steel sheet, thereby securing the strength and formability. there was.

실시예Example 4 및  4 and 비교예Comparative example 14 14

냉연판재 제조: 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 준비하였다. 상기 슬라브재를 1150~1250℃의 조건으로 재가열한 다음, 마무리 압연온도: 900℃의 조건으로 열간압연하여 열간압연재를 제조하고, 상기 열간압연재를 10~30℃/s의 냉각속도로 냉각하여 권취온도: 550℃ 조건으로 권취하는 단계;를 포함하여, 열연판재를 제조하였다. 그 다음에 상기 열연판재를 40~60%의 압하율로 냉간 압연하여 냉연판재를 제조하였다.Cold rolled sheet material manufacturing: carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, aluminum (Al): 0.01 to 0.05 wt%, niobium ( Nb), the sum of one or more of titanium (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P) and greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005% by weight or less, and the balance A slab material containing iron (Fe) and other unavoidable impurities was prepared. After reheating the slab material under the condition of 1150 ~ 1250 ° C., hot rolling is carried out under the condition of finishing rolling temperature: 900 ° C. to manufacture the hot rolled material, and cooling the hot rolled material at a cooling rate of 10˜30 ° C./s. Winding temperature: winding to 550 ℃ conditions; including, to prepare a hot rolled sheet material. Then, the hot rolled sheet material was cold rolled at a reduction ratio of 40 to 60% to prepare a cold rolled sheet material.

그 다음에, 상기 냉연판재를 하기 표 4의 조건으로 어닐링 및 냉각한 다음, 상기 냉각된 냉연판재를 하기 표 4의 조건으로 가열 및 유지하고, 아연 도금욕에 침지 및 통과하여 아연도금층을 형성하였다. 그 다음에 상기 아연도금층이 형성된 냉연판재를 490~530℃까지 가열하여 합금화 열처리하였다.Then, the cold rolled sheet material was annealed and cooled under the conditions of the following Table 4, and then the cooled cold rolled sheet was heated and maintained under the conditions of the following Table 4, and dipped and passed through a zinc plating bath to form a galvanized layer. . Next, the cold rolled sheet material on which the zinc plated layer was formed was heated to 490 to 530 ° C. to perform alloying heat treatment.

Figure 112018040727889-pat00004
Figure 112018040727889-pat00004

상기 실시예 4 및 비교예 14의 냉연강판의 항복강도(YP), 인장강도(TP), 신율(El), 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER)와, 잔류오스테나이트 함량을 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.Yield strength (YP), tensile strength (TP), elongation (El), and hole expansion equipment (HER) measured in accordance with the ISO 16630 standard of the cold rolled steel sheet of Example 4 and Comparative Example 14, and retained austenite content The measurement results are shown in Table 5 below.

Figure 112018040727889-pat00005
Figure 112018040727889-pat00005

상기 표 5의 결과를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 4의 경우 목표로 하는 강도와 연신율을 확보하였으나, 본 발명의 아연도금층 형성시, 가열 시간 범위를 초과한 비교예 14의 경우 연신율 및 성형성이 저하됨을 알 수 있었다.Referring to the results of Table 5, in the case of Example 4 according to the present invention secured the target strength and elongation, when forming a galvanized layer of the present invention, elongation and molding for Comparative Example 14 exceeding the heating time range It was found that the sex is degraded.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications and variations of the present invention can be easily made by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

Claims (8)

탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
상온에서 미세조직이 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상을 0 초과 10 부피% 이하; 마르텐사이트 75~90 부피% 및 잔류 오스테나이트 10~15 부피%를 포함하며,
상기 마르텐사이트 기지 내부에, 상기 잔류 오스테나이트의 적어도 일부가 섬(island) 형태로 고립되어 형성되며,
상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대하여, 상기 마르텐사이트의 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트 면적 비율이 60% 이하이며,
상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대하여, 장단축비가 2.5 이상인 잔류 오스테나이트 면적 비율이 40% 이하이며,
항복강도(YP): 850~1200MPa, 인장강도(TP): 1180~1400MPa 및 신율(El): 14~18%, 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30~50%인 것을 특징으로 하는, 초고강도 냉연강판.
Carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, Silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, Manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, Aluminum (Al): 0.01 to 0.05 wt%, Niobium (Nb), Titanium Sum of at least one of (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005% by weight or less, and the balance of iron (Fe) And other unavoidable impurities,
At room temperature, the microstructure is greater than 0 and 10% by volume of at least one of ferrite and bainite; Martensitic 75 to 90% by volume and residual austenite 10 to 15% by volume,
Inside the martensite matrix, at least a portion of the retained austenite is isolated in island form,
The ratio of the residual austenite area formed in the grain boundaries of the martensite to the total area of the residual austenite is 60% or less,
Regarding the total area of the retained austenite, the ratio of the retained austenite area having a long-to-short ratio of 2.5 or more is 40% or less,
Yield strength (YP): 850 ~ 1200MPa, tensile strength (TP): 1180 ~ 1400MPa and elongation (El): 14-18%, and hole expansion equipment (HER) measured according to ISO 16630 standard: 30-50% Ultra-high strength cold rolled steel sheet, characterized in that.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 탄소(C): 0.12~0.22 중량%, 실리콘(Si): 1.6~2.4 중량%, 망간(Mn): 2.0~3.0 중량%, 알루미늄(Al): 0.01~0.05 중량%, 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 바나듐(V) 중 하나 이상의 합 0 초과 0.05 중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브재를 이용하여 열연판재를 제조하는 단계;
상기 열연판재를 냉간 압연하여, 냉연판재를 제조하는 단계; 및
상기 냉연판재를 열처리하는 단계;를 포함하며,
상기 열처리단계는, 상기 냉연판재를 870~900℃의 온도까지 가열 및 유지하여 어닐링하고;
상기 어닐링된 냉연판재를 냉각하고; 그리고,
상기 냉각된 냉연판재를 재가열하는 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 냉각은, 상기 냉연판재를 5~10℃/s의 냉각 속도로 700~800℃까지 1차 냉각하고; 그리고
상기 1차 냉각된 냉연판재를 50℃/s 이상의 냉각 속도로 200~300℃까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하여 이루어지는, 초고강도 냉연강판 제조방법이며,
제조된 냉연강판은 상온에서 미세조직이 페라이트 및 베이나이트 중 하나 이상을 0 초과 10 부피% 이하; 마르텐사이트 75~90 부피% 및 잔류 오스테나이트 10~15 부피%를 포함하며,
상기 마르텐사이트 기지 내부에, 상기 잔류 오스테나이트의 적어도 일부가 섬(island) 형태로 고립되어 형성되며,
상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대하여, 상기 마르텐사이트의 결정립계 내부에 형성되는 잔류 오스테나이트 면적 비율이 60% 이하이며,
상기 잔류 오스테나이트의 전체 면적에 대하여, 장단축비가 2.5 이상인 잔류 오스테나이트 면적 비율이 40% 이하이며,
항복강도(YP): 850~1200MPa, 인장강도(TP): 1180~1400MPa 및 신율(El): 14~18% 및 ISO 16630 규격에 의거하여 측정한 구멍확장비(HER): 30~50%인 것을 특징으로 하는, 초고강도 냉연강판 제조방법.
Carbon (C): 0.12 to 0.22 wt%, Silicon (Si): 1.6 to 2.4 wt%, Manganese (Mn): 2.0 to 3.0 wt%, Aluminum (Al): 0.01 to 0.05 wt%, Niobium (Nb), Titanium Sum of at least one of (Ti) and vanadium (V) greater than 0 and 0.05% by weight or less, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005% by weight or less, and the balance of iron (Fe) Manufacturing a hot rolled sheet material by using a slab material containing a material and other unavoidable impurities;
Cold rolling the hot rolled sheet material to prepare a cold rolled sheet material; And
And heat treating the cold rolled sheet material.
In the heat treatment step, the cold rolled sheet material is heated and maintained to a temperature of 870 ~ 900 ℃ annealing;
Cooling the annealed cold rolled sheet; And,
Reheating the cold cold rolled sheet material; is made, including;
The cooling, the cold rolled sheet material is first cooled to 700 ~ 800 ℃ at a cooling rate of 5 ~ 10 ℃ / s; And
Comprising the second step of cooling the first cold-rolled cold rolled material to 200 ~ 300 ℃ at a cooling rate of 50 ℃ / s or more, Ultra high strength cold rolled steel sheet manufacturing method
The prepared cold rolled steel sheet has a microstructure at room temperature of one or more of ferrite and bainite more than 0 to 10% by volume or less; Martensitic 75 to 90% by volume and residual austenite 10 to 15% by volume,
Inside the martensite matrix, at least a portion of the retained austenite is isolated in island form,
The ratio of the residual austenite area formed in the grain boundaries of the martensite to the total area of the residual austenite is 60% or less,
Regarding the total area of the retained austenite, the proportion of the retained austenite having a long and short ratio of 2.5 or more is 40% or less
Yield strength (YP): 850 ~ 1200MPa, Tensile strength (TP): 1180 ~ 1400MPa and Elongation (El): 14 ~ 18% and hole expansion equipment (HER) measured according to ISO 16630 Characterized in the ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method.
제5항에 있어서,
상기 재가열은, 상기 냉각된 냉연판재를 370~430℃까지 가열하여 100~250초 동안 유지하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 초고강도 냉연강판 제조방법.
The method of claim 5,
The reheating, heating the cooled cold-rolled sheet to 370 ~ 430 ℃ to maintain for 100 to 250 seconds; characterized in that it comprises, ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method.
제5항에 있어서,
상기 재가열은, 상기 냉각된 냉연판재를 430~470℃까지 가열하여 30~100초 동안 유지한 다음, 아연 도금욕에 침지하여 아연도금층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 초고강도 냉연강판 제조방법.
The method of claim 5,
The reheating is performed by heating the cooled cold rolled sheet to 430 ~ 470 ℃ and maintained for 30 to 100 seconds, and then immersed in a zinc plating bath to form a galvanized layer; characterized in that the ultra high strength Cold rolled steel sheet manufacturing method.
제7항에 있어서,
상기 재가열은, 상기 아연도금층을 형성하는 단계 이후, 상기 아연도금층이 형성된 냉연판재를 490~530℃까지 가열하여 합금화 열처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 초고강도 냉연강판 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The reheating, after the step of forming the galvanized layer, the step of heating the cold-rolled sheet material on which the galvanized layer is formed to 490 ~ 530 ℃ alloying heat treatment; further comprising, ultra-high strength cold rolled steel sheet manufacturing method.
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