KR102231345B1 - High-strength cold-rolled steel sheet having excellent surface property and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% 이하(0%는 제외), S: 0.015% 이하(0%는 제외), Cr: 1.5% 이하(0% 포함), B: 0.005% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내의 결정립 내에 Mn, Si, Al, Cr, B 중 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어진 내부산화물이 형성되어 있으며, 상기 내부산화물은 직경 0.5㎛ 이하의 구상(spherical) 형태인 냉연강판 및 이의 제조방법을 제공한다.The present invention is by weight %, C: 0.05 to 0.3%, Si: 0.1 to 2.0%, Sol.Al: 0.005 to 1.5%, Mn: 1.5 to 8.0%, P: 0.04% or less (excluding 0%), S : 0.015% or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), remaining Fe and inevitable impurities, 3㎛ depth from the surface in the thickness direction An internal oxide consisting of one or two or more of Mn, Si, Al, Cr, and B is formed within the crystal grains, and the internal oxide is a spherical cold-rolled steel sheet having a diameter of 0.5 µm or less, and a method of manufacturing the same. Provides.
Description
본 발명은 표면품질이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength cold-rolled steel sheet having excellent surface quality and a method of manufacturing the same.
근래 자동차 산업분야에서는 자동차용 강재로 고강도 강판을 적용함으로써, 안전성 향상 및 두께감소에 의한 경량화를 이루어 왔다. 자동차용 강재로 바람직하게 적용될 수 있는 강재로서 석출강화강, 고용강화강 등이 개발되어 왔으며, 또한 강도향상과 동시에 연신율을 향상시키기 위해 상변태를 이용한 DP강(Dual Phase Steel), CP강(Complex Phase Steel), TRIP강(Transformation Induced Plasticity Steel) 및 TWIP강(Twinning Induced Plasticity Steel) 등이 개발되었다. 이들 고강도강은 일반강 대비 다양한 합금원소를 첨가하게 되는데 특히 Mn, Si, Al, Cr, B 등 Fe 대비 산화경향이 높은 원소를 많이 첨가하게 된다.In recent years, in the automotive industry, by applying a high-strength steel plate as a steel material for automobiles, safety has been improved and weight reduction has been achieved by reducing the thickness. Precipitation reinforced steel and solid solution reinforced steel have been developed as steel materials that can be preferably applied as steel materials for automobiles, and DP steel (Dual Phase Steel) and CP steel (Complex Phase) using phase transformation to improve strength and elongation at the same time have been developed. Steel), TRIP steel (Transformation Induced Plasticity Steel) and TWIP steel (Twinning Induced Plasticity Steel) were developed. These high-strength steels are added with various alloying elements compared to general steels. In particular, many elements having a higher oxidation tendency compared to Fe, such as Mn, Si, Al, Cr, and B, are added.
그런데 위와 같이 고강도강의 물성을 확보하기 위해 첨가된 Mn, Si, Al, Cr, B 등의 원소들은 소둔 중 강판 표면으로 이동하여 표면산화물을 형성하게 된다. 이로 인해 냉연강판의 인산염 처리성이 저하되고 강판 표면 변색(황변) 등의 문제가 발생된다. 즉, 소둔과정에서 소둔로 중에 존재하는 미량의 산소 혹은 수증기와 반응하여 강판 표면에 상기 원소들의 단독 혹은 복합산화물이 형성됨으로써 표면의 반응성이 떨어지게 되는 것이다.However, as above, elements such as Mn, Si, Al, Cr, and B added to secure the properties of high-strength steel migrate to the surface of the steel sheet during annealing to form surface oxides. As a result, the phosphate treatment property of the cold-rolled steel sheet decreases, and problems such as discoloration (yellowing) of the surface of the steel sheet occur. That is, in the annealing process, the reactivity of the surface is degraded by reacting with a trace amount of oxygen or water vapor present in the annealing furnace to form a single or complex oxide of the elements on the surface of the steel sheet.
이러한 문제를 해결하기 위해 소둔 후 산세를 통해 표면산화물을 제거함으로써 표면반응성을 향상시키기도 한다. 하지만 Si 산화물 등은 산에 강하기 때문에 표면산화물을 완전히 제거하기 힘들다. 또한 산세에 의한 부식생성물로 인해 강판 표면 변색이 심해지는 문제가 있다.To solve this problem, surface reactivity is improved by removing surface oxides through pickling after annealing. However, since Si oxide is strong against acids, it is difficult to completely remove the surface oxide. In addition, there is a problem that the surface discoloration of the steel sheet becomes severe due to corrosion products caused by pickling.
또 다른 방법은 소둔 전 Ni 선도금을 실시하여 소둔 중 합금원소가 표면으로 확산하는 것을 억제하는 것이다. 하지만 Mn 의 확산억제는 효과가 있으나 Si의 확산을 충분히 억제하지 못하는 문제가 있다.Another method is to prevent diffusion of alloying elements to the surface during annealing by conducting Ni pre-annealing. However, although the Mn diffusion suppression is effective, there is a problem that the diffusion of Si cannot be sufficiently suppressed.
그 외에 소둔로 이슬점 온도를 상향시켜 합금원소를 표층부에 산화시킴으로써 표면으로의 확산을 억제하는 소둔로 내부산화법이 있다. 하지만 Si 대비 Mn 의 표면확산 억제 효과가 크지 않으며 전체적인 표면산화물량을 충분히 감소시키지 못하는 문제가 있다.In addition, there is an annealing furnace internal oxidation method in which diffusion to the surface is suppressed by increasing the dew point temperature of the annealing furnace to oxidize alloy elements to the surface layer. However, compared to Si, the effect of suppressing the surface diffusion of Mn is not great, and there is a problem that the total amount of surface oxides cannot be sufficiently reduced.
본 발명은 인산염 처리성이 향상되고 강판 표면 변색(황변)이 감소된, 고강도 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a high-strength cold-rolled steel sheet with improved phosphate treatment and reduced discoloration (yellowing) of the steel sheet surface, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명 명세서의 전반적인 사항으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.The subject of the present invention is not limited to the above description. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will not have any difficulty in understanding the additional subject of the present invention from the general details of the present specification.
본 발명의 일 측면은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% 이하(0%는 제외), S: 0.015% 이하(0%는 제외), Cr: 1.5% 이하(0% 포함), B: 0.005% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내의 결정립 내에 Mn, Si, Al, Cr, B 중 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어진 내부산화물이 형성되어 있으며, 상기 내부산화물은 직경 0.5㎛ 이하의 구상(spherical) 형태인 냉연강판이다.One aspect of the present invention is by weight %, C: 0.05 to 0.3%, Si: 0.1 to 2.0%, Sol.Al: 0.005 to 1.5%, Mn: 1.5 to 8.0%, P: 0.04% or less (excluding 0% ), S: 0.015% or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), balance Fe and unavoidable impurities, from the surface to the thickness direction An internal oxide composed of one or two or more of Mn, Si, Al, Cr, and B is formed in the crystal grains within a depth of 3㎛, and the internal oxide is a cold rolled steel sheet having a spherical shape of 0.5㎛ or less in diameter. .
상기 냉연강판은 표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내에 강판 모재의 C 함량 대비 C 함량이 1~80% 인 탄소 결핍층이 형성되어 있을 수 있다.The cold-rolled steel sheet may have a carbon-deficient layer having a C content of 1 to 80% relative to the C content of the base material of the steel sheet within a depth of 3 μm in the thickness direction from the surface.
상기 냉연강판은 중량%로, N: 0.02% 이하(0% 제외), Mo: 0.2% 이하(0% 포함), Ti: 0.2% 이하(0% 포함), Sb: 0.05% 이하(0% 포함) 및 Nb: 0.1% 이하(0% 포함) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The cold-rolled steel sheet is in wt%, N: 0.02% or less (excluding 0%), Mo: 0.2% or less (including 0%), Ti: 0.2% or less (including 0%), Sb: 0.05% or less (including 0%) ) And Nb: 0.1% or less (including 0%).
본 발명의 다른 일 측면은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1%~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% 이하(0%는 제외), S: 0.015% 이하(0%는 제외), Cr: 1.5% 이하(0% 포함), B: 0.005% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 준비하는 단계; 상기 강 슬라브를 1100~1300℃ 에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3 이상의 온도(오스테나이트를 냉각 시에 페라이트가 출현하기 시작하는 온도)에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판에 대하여, 냉각 후 700℃ 이하의 온도범위에서 권취하는 단계; 상기 권취된 열연강판을 산세 및 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계; 상기 냉연강판의 표면에 산소가 2~30중량% 포함되는 Fe 코팅층을 0.02~1㎛ 두께로 형성하여 Fe 코팅된 냉연강판을 얻는 단계; 상기 Fe 코팅된 냉연강판을 이슬점온도가 -60℃~10℃로 제어되고 1~70%의 H2 및 나머지 N2 로 이루어진 분위기의 소둔로에서 강판온도 기준 600~950℃ 온도범위로 5~120초 동안 유지하여 소둔하는 단계; 및 상기 소둔한 냉연강판을 냉각하는 단계;를 포함하는 냉연강판의 제조방법이다.Another aspect of the present invention is by weight%, C: 0.05 to 0.3%, Si: 0.1% to 2.0%, Sol.Al: 0.005 to 1.5%, Mn: 1.5 to 8.0%, P: 0.04% or less (0% ), S: 0.015% or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), balance Fe and unavoidable impurities The step of doing; Reheating the steel slab at 1100 to 1300°C; Hot rolling the reheated steel slab at a temperature of Ar3 or higher (a temperature at which ferrite starts to appear when cooling austenite) to obtain a hot-rolled steel sheet; Winding the hot-rolled steel sheet in a temperature range of 700°C or less after cooling; Pickling and cold rolling the wound hot-rolled steel sheet to obtain a cold-rolled steel sheet; Forming an Fe coating layer containing 2 to 30% by weight of oxygen on the surface of the cold-rolled steel sheet to a thickness of 0.02 to 1 μm to obtain an Fe-coated cold-rolled steel sheet; The Fe-coated cold-rolled steel sheet has a dew point temperature of -60°C to 10°C, and 1 to 70% of H 2 and Annealing by maintaining for 5 to 120 seconds in a temperature range of 600 to 950° C. based on the temperature of the steel sheet in an annealing furnace in an atmosphere consisting of the remaining N 2; And cooling the annealed cold-rolled steel sheet.
상기 소둔한 냉연강판을 냉각하는 단계에서 평균 냉각속도 5~100℃/초로 250~550℃의 냉각종료온도까지 냉각할 수 있다.In the step of cooling the annealed cold-rolled steel sheet, it may be cooled to a cooling end temperature of 250 to 550°C at an average cooling rate of 5 to 100°C/sec.
상기 소둔한 냉연강판을 냉각하는 단계는 1차 냉각 및 2차 냉각으로 나누어 실시되며, 상기 1차 냉각의 냉각종료온도는 600~700℃ 이고, 상기 2차 냉각의 냉각종료온도는 250~550℃ 이며, 상기 2차 냉각에서의 평균 냉각속도는 상기 1차 냉각에서의 평균 냉각속도보다 클 수 있다.The step of cooling the annealed cold-rolled steel sheet is divided into primary cooling and secondary cooling, and the cooling end temperature of the primary cooling is 600 to 700°C, and the cooling end temperature of the secondary cooling is 250 to 550°C. And, the average cooling rate in the secondary cooling may be greater than the average cooling rate in the primary cooling.
상기 강 슬라브는, 중량%로, N: 0.02% 이하(0% 제외), Mo: 0.2% 이하(0% 포함), Ti: 0.2% 이하(0% 포함), Sb: 0.05% 이하(0% 포함) 및 Nb: 0.1% 이하(0% 포함) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.The steel slab is, by weight, N: 0.02% or less (excluding 0%), Mo: 0.2% or less (including 0%), Ti: 0.2% or less (including 0%), Sb: 0.05% or less (0%) Including) and Nb: 0.1% or less (including 0%) may further include one or more.
본 발명에 의하면 강판 표면에서 소둔에 의한 표면산화물의 총량이 감소됨으로써, 인산염 처리성이 향상되고 강판 표면 변색이 감소된, 표면품질이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by reducing the total amount of surface oxides due to annealing on the surface of the steel sheet, it is possible to provide a cold-rolled steel sheet having excellent surface quality and a method of manufacturing the same, in which phosphate treatment is improved and the surface discoloration of the steel sheet is reduced.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described contents, and may be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1 은 종래의 고강도 냉간압연 강판에 관한 개념도로서, (a) 는 소둔 전 냉간압연 강판의 단면 모식도이며, (b) 는 소둔 후 표면산화물이 형성된 냉연 강판의 단면 모식도이다.
도 2 는 본 발명의 일 구현례에 따른 고강도 냉간압연 강판에 관한 개념도로서, (a) 는 소둔 전 냉간압연 강판 표면에 Fe 코팅층을 형성한 것을 나타내는 단면 모식도이며, (b) 는 소둔 후 내부산화물 형성을 보여주는 단면 모식도이다.1 is a conceptual diagram of a conventional high-strength cold-rolled steel sheet, (a) is a cross-sectional schematic diagram of a cold-rolled steel sheet before annealing, and (b) is a cross-sectional schematic diagram of a cold-rolled steel sheet on which surface oxides are formed after annealing.
2 is a conceptual diagram of a high-strength cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention, (a) is a schematic cross-sectional view showing the formation of an Fe coating layer on the surface of the cold-rolled steel sheet before annealing, and (b) is an internal oxide after annealing It is a schematic cross-sectional view showing formation.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. The terminology used herein is for reference only to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The meaning of "comprising" as used in the specification specifies a specific characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, action, element, component and/or group It does not exclude the existence or addition of
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in a commonly used dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal meaning unless defined.
본 발명의 발명자는 냉연강판을 소둔할 경우 인산염 처리성이 떨어지고 표면변색이 발생하는 원인에 대해 연구하였고, 소둔 중 발생하는 Mn, Si, Al, Cr, B 등 합금원소의 표면산화 형성이 주요 원인 중 하나일 것이라 생각하였다. 이에 대해 깊이 연구한 결과, 인산염 처리성의 경우 표면산화물이 냉연강판의 표면을 덮고 있는 비율이 높을수록 인산염 용액과 소지강판의 Fe 와의 반응성이 낮아져 처리성이 떨어지며, 표면변색 또한 상기 합금원소들 특히, Mn 산화물이 표면에 많이 형성될수록 심화되는 것을 확인하였다.The inventors of the present invention studied the cause of poor phosphate treatment and surface discoloration when annealing a cold-rolled steel sheet, and the main cause is the formation of surface oxidation of alloy elements such as Mn, Si, Al, Cr, and B that occurs during annealing. I thought it would be one of them. As a result of in-depth research on this, in the case of phosphate treatment, the higher the ratio of the surface oxide covering the surface of the cold-rolled steel sheet, the lower the reactivity between the phosphate solution and the Fe in the holding steel sheet, resulting in lower processing properties. It was confirmed that the more Mn oxide was formed on the surface, the worse it was.
이에 따라 본 발명자는 소둔 후 냉연강판의 표면에서 형성되는 상기 합금원소들의 산화물의 총량을 감소시킨다면 우수한 인산염 처리성 및 표면 변색 억제 효과를 얻을 수 있음을 지견하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors discovered that excellent phosphate treatment properties and surface discoloration suppression effect can be obtained by reducing the total amount of oxides of the alloy elements formed on the surface of the cold-rolled steel sheet after annealing, and completed the present invention.
표면품질이 우수한 고강도 냉연강판High strength cold rolled steel sheet with excellent surface quality
이하 본 발명자의 연구를 통해 완성된 본 발명의 일 측면에 따른 표면품질이 우수한 고강도 냉연강판에 대하여 자세히 설명한다. 본 발명에서 각 원소를 함량을 나타낼 때 특별히 달리 정하지 아니하는 한, 중량%를 의미한다는 것에 유의할 필요가 있다. 또한, 결정이나 조직의 비율은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 면적을 기준으로 한다. 또한 가스의 함량은 특별히 달리 표현하지 아니하는 한 부피를 기준으로 한다.Hereinafter, a high-strength cold-rolled steel sheet having excellent surface quality according to an aspect of the present invention completed through the research of the present inventors will be described in detail. In the present invention, when expressing the content of each element, it is necessary to note that, unless otherwise specified, it means weight %. In addition, the ratio of crystals or tissues is based on the area unless otherwise indicated. In addition, the content of gas is based on volume unless otherwise indicated.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% 이하(0%는 제외), S: 0.015% 이하(0%는 제외), Cr: 1.5% 이하(0% 포함), B: 0.005% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 여기서 고강도라 함은 소둔 후에 높은 강도를 가지는 경우는 물론, 이후 후속 공정에서의 열처리 등에 의하여 높은 강도를 가질 수 있는 경우를 모두 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 발명에서 고강도는 인장강도(Tensile strength) 기준 490MPa 이상을 의미할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The high-strength cold-rolled steel sheet according to the present invention is in wt%, C: 0.05 to 0.3%, Si: 0.1 to 2.0%, Sol.Al: 0.005 to 1.5%, Mn: 1.5 to 8.0%, P: 0.04% or less (0% Excluding), S: 0.015% or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), balance Fe and inevitable impurities may be included. Here, the term “high strength” is used to include not only the case of having high strength after annealing but also the case of having high strength by heat treatment in a subsequent process or the like. In addition, in the present invention, high strength may mean more than 490 MPa based on tensile strength, but is not limited thereto.
먼저 냉연강판의 성분계를 위와 같이 제한한 이유에 대해서 간략히 설명한다.First, the reason why the component system of the cold-rolled steel sheet is limited as described above will be briefly explained.
탄소(C) : 0.05~0.3%Carbon (C): 0.05~0.3%
탄소(C)는 잔류 오스테나이트 안정화를 위해서 첨가되는 중요한 원소로써, 이를 위해서는 0.05% 이상으로 첨가됨이 바람직하다. 반면에, 상기 C 함량이 0.3%를 초과하면 용접성이 열위해지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서 C 함량은 0.05~0.3% 로 제한할 수 있다.Carbon (C) is an important element added for stabilizing residual austenite, and for this purpose, it is preferably added in an amount of 0.05% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.3%, a problem of poor weldability may occur. Therefore, the C content in the present invention can be limited to 0.05 ~ 0.3%.
실리콘(Si) : 0.1~2.0%Silicon (Si): 0.1~2.0%
실리콘(Si)은 페라이트 내에서 탄화물의 석출을 억제하고, 페라이트 내 탄소가 오스테나이트로 확산하는 것을 조장하는 원소로써 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 Si 를 0.1% 이상으로 첨가할 필요가 있다. 하지만 너무 과도하게 첨가되는 경우 압연성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로 그 함량의 상한을 2.0%로 제한할 수 있다.Silicon (Si) is an element that suppresses precipitation of carbides in ferrite and promotes diffusion of carbon in ferrite to austenite, and contributes to stabilization of retained austenite. In order to obtain such an effect, it is necessary to add Si in an amount of 0.1% or more. However, if it is added too much, a problem of lowering the rollability may occur, so the upper limit of the content may be limited to 2.0%.
고용 알루미늄(Sol.Al) : 0.005~1.5%Solid solution aluminum (Sol.Al): 0.005~1.5%
알루미늄(Al)은 페라이트 내 탄화물의 생성 억제를 통해 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여하는 원소로서, 이와 같은 효과를 얻기 위해 0.005% 이상으로 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 1.5%를 초과하게 되면 주조 시 몰드 플럭스와의 반응을 통하여 건전한 슬라브의 제조가 어려우며, 표면 산화물을 형성하여 용융도금성을 저해할 수 있으므로, Al 함량의 상한을 1.5% 이하로 제한할 수 있다.Aluminum (Al) is an element that contributes to stabilization of retained austenite through suppression of formation of carbides in ferrite, and may be added in an amount of 0.005% or more to obtain such an effect. However, if the content exceeds 1.5%, it is difficult to manufacture a sound slab through reaction with the mold flux during casting, and it may impair the melt-plating property by forming a surface oxide. Therefore, the upper limit of the Al content is set to 1.5% or less. It can be limited.
망간(Mn) : 1.5~8.0%Manganese (Mn): 1.5~8.0%
망간(Mn)은 잔류 오스테나이트의 형성 및 안정화와 더불어 냉각 시 페라이트 변태 억제 효과를 발휘하므로 변태 조직강에서 필수적인 원소이다. 또한, 오스테나이트를 충분히 확보하여 강도와 연성을 확보하기 위해서는 Mn 은 1.5% 이상 포함될 수 있다. 반면 그 함량이 8.0%를 초과하게 되면 슬라브 및 열연공정에서 유발된 편석에 의한 밴드 형성이 과도해져 물성을 저해하는 문제가 있으므로 Mn 함량의 상한은 8.0% 이하로 제한될 수 있다.Manganese (Mn) is an essential element in transformed structure steel because it exhibits the effect of inhibiting ferrite transformation upon cooling along with the formation and stabilization of retained austenite. In addition, in order to sufficiently secure austenite to secure strength and ductility, Mn may be included in an amount of 1.5% or more. On the other hand, if the content exceeds 8.0%, the formation of bands due to segregation caused by the slab and hot rolling process becomes excessive, which impairs physical properties, so the upper limit of the Mn content may be limited to 8.0% or less.
인(P) : 0.04% 이하(0%는 제외)Phosphorus (P): 0.04% or less (excluding 0%)
인(P)은 고용강화 원소이나, 그 함량이 0.04%를 초과하면 용접성이 저하되고 강의 취성이 발생할 위험성이 커지기 때문에 그 상한을 0.04%로 한정할 수 있다.Phosphorus (P) is a solid solution strengthening element, but if its content exceeds 0.04%, the weldability decreases and the risk of occurrence of brittleness of the steel increases, so the upper limit thereof can be limited to 0.04%.
황(S) : 0.015% 이하(0%는 제외)Sulfur (S): 0.015% or less (excluding 0%)
황(S)은 불순물 원소로서, 강판의 연성 및 용접성을 저해하는 원소이다. 따라서 S 함량이 높아지면 강판의 연성 및 용접성을 저해할 가능성이 높아지므로, 이를 고려하여 그 상한을 0.015%로 한정한다.Sulfur (S) is an impurity element and is an element that impairs the ductility and weldability of the steel sheet. Therefore, when the S content is increased, the possibility of impairing the ductility and weldability of the steel sheet is increased, and the upper limit thereof is limited to 0.015% in consideration of this.
크롬(Cr) : 1.5% 이하(0% 포함)Chrome (Cr): 1.5% or less (including 0%)
크롬(Cr)은 경화능 증가원소로서, 페라이트의 형성을 억제하는 역할을 한다. 따라서 5~30%의 잔류 오스테나이트를 확보하기 위하여 필요에 따라 소량 첨가할 수 있다. 다만 그 함량이 과다한 경우에는 합금철 투입량이 과다해져 원가 상승의 원인이 될 수 있으므로, Cr 함량의 상한을 1.5% 이하로 제한할 수 있다.Chromium (Cr) is an element for increasing hardenability and serves to suppress the formation of ferrite. Therefore, in order to secure 5-30% of retained austenite, a small amount can be added as needed. However, if the content is excessive, the amount of ferroalloy is excessive, which may cause an increase in cost, and thus the upper limit of the Cr content may be limited to 1.5% or less.
보론(B) : 0.005% 이하(0% 포함)Boron (B): 0.005% or less (including 0%)
보론(B)은 강도 확보를 위해 선택적으로 첨가될 수 있는 원소로서, B의 함량이 0.005%를 초과하게 되면 소둔재 표면에 농화되어 표면품질을 크게 떨어뜨리므로, 그 함량은 0.005% 이하가 바람직하다. Boron (B) is an element that can be selectively added to secure strength, and when the content of B exceeds 0.005%, it is concentrated on the surface of the annealed material and greatly degrades the surface quality, so the content is preferably 0.005% or less. Do.
상술한 합금조성 이외에 상기 소지강판은, 중량%로, N: 0.02% 이하(0% 제외), Mo: 0.2% 이하(0% 포함), Ti: 0.2% 이하(0% 포함), Sb: 0.05% 이하(0% 포함) 및 Nb: 0.1% 이하(0% 포함) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.In addition to the above-described alloy composition, the holding steel sheet is, by weight, N: 0.02% or less (excluding 0%), Mo: 0.2% or less (including 0%), Ti: 0.2% or less (including 0%), Sb: 0.05 It may further include at least one of% or less (including 0%) and Nb: 0.1% or less (including 0%).
질소(N) : 0.02% 이하(0% 제외)Nitrogen (N): 0.02% or less (excluding 0%)
질소(N)는 오스테나이트를 안정화시키는데 유효한 작용을 하는 성분이지만, 그 함량이 0.02%를 초과하면 취성이 발생할 위험성이 크고, Al과 결합하여 AlN을 과다 석출시켜서 연주품질을 저하시킬 수 있다. 따라서 본 발명에서 N 함량은 0.02% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.Nitrogen (N) is a component that plays an effective role in stabilizing austenite, but if its content exceeds 0.02%, there is a high risk of brittleness, and when it is combined with Al, excessive precipitation of AlN may deteriorate the playing quality. Therefore, it is preferable to limit the N content to 0.02% or less in the present invention.
몰리브덴(Mo) : 0.2% 이하(0% 포함)Molybdenum (Mo): 0.2% or less (including 0%)
몰리브덴(Mo)은 선택적으로 첨가되는 원소이며, 첨가될 경우 0.2% 이하로 첨가될 수 있다. Mo는 강도향상에 기여하는 효과가 크면서도 아연 등의 용융금속의 젖음성을 떨어뜨리지 않기 때문에 강도확보에 효과적이다. 다만 0.2%를 초과하더라도 문제는 없으나, 더 이상 효과 상승이 크지 않고 포화되므로, 그 상한을 0.2% 이하로 제한할 수 있다.Molybdenum (Mo) is an element that is optionally added, and when added, it may be added in an amount of 0.2% or less. Mo is effective in securing strength because it has a large effect contributing to strength improvement and does not degrade the wettability of molten metals such as zinc. However, even if it exceeds 0.2%, there is no problem, but since the effect is no longer increased and saturated, the upper limit can be limited to 0.2% or less.
티타늄(Ti) : 0.2% 이하(0% 포함)Titanium (Ti): 0.2% or less (including 0%)
티타늄(Ti)은 질화물 형성원소로써 강 중 N의 농도를 감소시키는 효과가 있으므로 필요에 따라 소량 첨가할 수 있다. Ti 함량이 0.2%를 초과하면 고용 N의 제거 효과 외에 탄화물 석출에 의한 마르텐사이트의 탄소 농도 및 강도 감소가 발생할 수 있으므로, Ti 함량의 상한을 0.2% 이하로 제한할 수 있다.Titanium (Ti) is a nitride-forming element and has an effect of reducing the concentration of N in steel, so it can be added in a small amount if necessary. When the Ti content exceeds 0.2%, the carbon concentration and strength of martensite may decrease due to carbide precipitation in addition to the removal effect of solid solution N, and thus the upper limit of the Ti content may be limited to 0.2% or less.
안티몬(Sb) : 0.05% 이하(0% 포함)Antimony (Sb): 0.05% or less (including 0%)
안티몬(Sb)은 표면산화 및 내부산화를 억제하여 표면품질을 향상시키기 위해 선택적으로 첨가되는 성분이다. Sb 를 첨가하면 소지강판 표층부에 Sb가 농화되어 상대적으로 Si, Mn, Al등의 표면확산을 억제하고 산소가 강판 내부로 침투하는 것을 방지하여 표면산화 및 내부산화 억제에 효과적이다. 그러나 0.05%를 초과하면 오히려 소둔 중 Si, Mn, Al의 표면확산 억제효과가 떨어지므로 0.05%로 제한함이 바람직하다.Antimony (Sb) is a component that is selectively added to improve surface quality by inhibiting surface oxidation and internal oxidation. When Sb is added, Sb is concentrated in the surface layer of the holding steel sheet, which relatively suppresses surface diffusion of Si, Mn, and Al, and prevents oxygen from penetrating into the steel sheet, which is effective in inhibiting surface oxidation and internal oxidation. However, if it exceeds 0.05%, it is preferable to limit it to 0.05% because the effect of suppressing the surface diffusion of Si, Mn, and Al during annealing decreases.
니오븀(Nb) : 0.1% 이하(0% 포함),Niobium (Nb): 0.1% or less (including 0%),
니오븀(Nb)은 오스테나이트 입계에 탄화물 형태로 편석되어 소둔 열처리시 오스테나이트 결정립의 조대화를 억제하여 강도를 증가시키는 효과를 나타내는 원소로서, 이러한 효과를 위해 선택적으로 첨가될 수 있다. 다만 Nb 함량이 0.1%를 초과하는 경우에는 합금 투입량 과다에 의한 합금철 원가 증가가 야기되므로, 그 상한을 0.1% 로 제한할 수 있다.Niobium (Nb) is an element that exhibits an effect of increasing strength by suppressing coarsening of austenite grains during annealing heat treatment by segregating in a carbide form at the austenite grain boundary, and may be selectively added for this effect. However, if the Nb content exceeds 0.1%, an increase in the cost of ferroalloy is caused by an excessive amount of alloy input, so the upper limit may be limited to 0.1%.
상술한 강 조성 이외에 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 불가피한 불순물은 통상의 철강 제조공정에서 의도되지 않게 혼입될 수 있는 것으로, 이를 전면 배제할 수는 없으며, 통상의 철강제조 분야의 기술자라면 그 의미를 쉽게 이해할 수 있다. 또한, 본 발명은, 앞서 언급한 강 조성 이외의 다른 조성의 첨가를 전면적으로 배제하는 것은 아니다.In addition to the above-described steel composition, the remainder may include Fe and unavoidable impurities. Unavoidable impurities may be unintentionally incorporated in a conventional steel manufacturing process, and cannot be completely excluded, and those skilled in the ordinary steel manufacturing field can easily understand their meaning. In addition, the present invention does not entirely exclude addition of a composition other than the aforementioned steel composition.
본 발명의 일 측면에 따른 고강도 냉연강판은, 표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내의 결정립 내에 Mn, Si, Al, Cr, B 중 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어진 내부산화물이 형성되어 있으며, 상기 내부산화물은 구상(spherical) 형태일 수 있고, 그 직경은 0.5㎛ 이하일 수 있다.In the high-strength cold-rolled steel sheet according to an aspect of the present invention, an internal oxide composed of one or two or more of Mn, Si, Al, Cr, and B is formed in crystal grains within a depth of 3 μm in the thickness direction from the surface, and the The internal oxide may have a spherical shape, and its diameter may be 0.5 μm or less.
본 발명에서는 소둔 전 냉연강판의 표면에 Fe 코팅층을 형성한다. 이렇게 냉연강판의 표면에 Fe 코팅을 실시한 후 소둔을 하면 Mn, Si, Al, Cr, B 등의 합금원소들이 표면으로 확산될 때 Fe 코팅층을 포함한 냉연강판의 최종 표면에 도달하기 전에 Fe 코팅층 내의 산소와 먼저 결합하게 되어 Fe 코팅층과 근접한 내부영역, 즉 Fe 코팅층과 냉연강판의 계면과 Fe 코팅층 내부에 상기 합금원소 중 1종의 단독 산화물 혹은 2종 이상의 복합 산화물로 이루어진 내부산화물이 형성되어 내부산화층을 이루게 된다. 이와 같이 산화물로 변화된 합금원소들은 더 이상 냉연강판 표면측으로의 확산이 불가능하다. 그리고 소둔 과정 중에 Fe 코팅층은 소둔로 내 분위기와 접촉하고 있는 표면으로부터 환원되기 시작하여 소둔이 완료되는 시점에는 전체 Fe 코팅층이 환원된다.In the present invention, an Fe coating layer is formed on the surface of the cold-rolled steel sheet before annealing. When the surface of the cold-rolled steel sheet is coated with Fe and then annealing, when alloy elements such as Mn, Si, Al, Cr, and B are diffused to the surface, oxygen in the Fe-coated layer before reaching the final surface of the cold-rolled steel sheet including the Fe coating layer is The internal oxide formed of one single oxide or two or more composite oxides of the alloy elements is formed in the inner area close to the Fe coating layer, that is, the interface between the Fe coating layer and the cold-rolled steel sheet, and inside the Fe coating layer. Will be achieved. The alloy elements changed into oxides as described above cannot be diffused to the surface of the cold-rolled steel sheet any more. And during the annealing process, the Fe coating layer begins to be reduced from the surface in contact with the atmosphere in the annealing furnace, and the entire Fe coating layer is reduced when the annealing is completed.
특히 본 발명의 고강도 냉연강판에 존재하는 내부산화물은 결정립 내에 위치하고 최대 직경이 0.5㎛ 이하인 구상(spherical) 형태인 것을 특징으로 한다.In particular, the internal oxides present in the high-strength cold-rolled steel sheet of the present invention are located in crystal grains and have a spherical shape having a maximum diameter of 0.5 μm or less.
종래 통상적인 소둔로 내부산화법에 있어서의 냉연강판 소둔의 경우 소둔로 내 산소가 소둔재의 표면을 통해 도입되어 내부산화물을 형성한다. 이렇게 외부에서 공급된 산소에 의해 내부산화되는 경우 주로 결정립계(grain boundary)를 따라 선상으로 내부산화물이 형성된다.In the case of annealing of a cold-rolled steel sheet in a conventional conventional annealing furnace internal oxidation method, oxygen in the annealing furnace is introduced through the surface of the annealing material to form internal oxides. When internally oxidized by oxygen supplied from the outside, internal oxides are mainly formed in a line shape along the grain boundary.
반면에 본 발명에서는 Fe 코팅층이 이미 일정량 이상의 산소를 포함하고 있기 때문에 소둔재 내부에 존재하는 산소에 의해 내부산화된다. 이 경우 내부산화물이 결정립계를 따라 형성되는 것이 아닌 결정립 내에 존재하게 되며, 그 직경이 0.5㎛ 이하이고, 선상이 아닌 구 형태 또는 점 형태의 모양을 가지게 된다. 다만 소둔 중 소둔로 내의 산소가 소둔재에 도입되는 것이 차단되는 것은 아니어서 일부 내부산화물은 결정립계에도 형성될 수 있기 때문에 본 발명에서 내부 산화물이 결정립계에 존재하는 경우를 배제하는 것은 아니다.On the other hand, in the present invention, since the Fe coating layer already contains a certain amount or more of oxygen, it is internally oxidized by oxygen present in the annealing material. In this case, the internal oxide is not formed along the grain boundaries, but exists in the grains, the diameter is less than 0.5㎛, and has a shape of a sphere or a point instead of a linear shape. However, since the introduction of oxygen in the annealing furnace into the annealing material during annealing is not blocked, some internal oxides may also be formed at the grain boundaries, so the present invention does not exclude the case where the internal oxides exist at the grain boundaries.
본 발명의 일 측면에 따른 고강도 냉연강판은, 표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내로 탄소 결핍층이 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 냉연강판 상에 Fe 코팅층을 형성하였을 때 Fe 코팅층 내부의 탄소 함량은 모재 대비 적다. 그리고 이 탄소 결핍층은 최종 소둔 후의 냉연강판에서도 관찰되며, 이러한 탄소 결핍층 형성은 소둔 중에 모재의 탄소의 확산이 Fe 코팅에 의해 둔화될 뿐만 아니라 Fe 코팅층에 포함된 산소와 탄소가 결합하여 CO 또는 CO2 가스로 방출되기 때문인 것으로 추정된다.In the high-strength cold-rolled steel sheet according to an aspect of the present invention, a carbon-deficient layer may be formed within a depth of 3 μm in the thickness direction from the surface. As described above, when the Fe coating layer is formed on the cold-rolled steel sheet, the carbon content inside the Fe coating layer is less than that of the base material. And this carbon-deficient layer is also observed in cold-rolled steel sheets after final annealing.In this carbon-depletion layer formation, not only the diffusion of carbon in the base material is slowed by the Fe coating during annealing, but also oxygen and carbon contained in the Fe coating layer are combined with CO or carbon. It is presumed to be because it is released as CO 2 gas.
이와 같이 Fe 코팅에 의한 냉연강판 표면에 형성되는 표층부 탄소 결핍층의 두께는 Fe 코팅층 두께에 비례하며, Fe 코팅층 내 탄소는 모재 대비 1~80% 수준으로 형성될 수 있고, 또한 그 깊이는 표면으로 두께 방향으로 3㎛ 이내로 형성될 수 있다.In this way, the thickness of the carbon-deficient layer of the surface layer formed on the surface of the cold-rolled steel sheet by Fe coating is proportional to the thickness of the Fe coating layer, and the carbon in the Fe coating layer can be formed at a level of 1 to 80% compared to the base material, and the depth is increased to the surface. It can be formed within 3㎛ in the thickness direction.
본 발명에 따른 고강도 냉연강판은 5%HCl, 50℃의 산 용액에 4초간 산세를 실시하고 인산염 처리를 실시하였을 때, 인산염 커버리지가 80% 이상일 수 있고, 인산염 부착량 또한 약 1.9g/m2 이상 수준으로 향상될 수 있다.The high-strength cold-rolled steel sheet according to the present invention may have a phosphate coverage of 80% or more, and a phosphate adhesion amount of about 1.9 g/m 2 or more when pickling is performed in an acid solution of 5% HCl and 50° C. for 4 seconds and then phosphate treatment. Can be improved to the level.
또한 상기 고강도 냉연강판은 소둔 전 Fe 코팅에 의해 표면산화량이 감소하는 효과로 인해, 산세 전후의 표면을 관찰하였을 때 Fe 코팅을 실시하지 않은 냉연강판과 비교하여 색차값이 감소하고 백색도 및 광택도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the high-strength cold-rolled steel sheet has the effect of reducing the amount of surface oxidation due to the Fe coating before annealing, so when the surface before and after pickling is observed, the color difference value decreases compared to the cold-rolled steel sheet without Fe coating, and the whiteness and glossiness are reduced. You can get an improved effect.
표면품질이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법Manufacturing method of high-strength cold-rolled steel sheet with excellent surface quality
이하 본 발명의 다른 일 측면에 따른 표면품질이 우수한 고강도 냉연강판의 제조방법에 대하여 자세히 설명한다. 다만 이하에서 설명하는 제조방법은 모든 가능한 실시형태 중 하나의 실시형태일 뿐이며, 본 발명의 냉연강판이 반드시 이하의 제조방법으로 제조되어야 함을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing a high-strength cold-rolled steel sheet having excellent surface quality according to another aspect of the present invention will be described in detail. However, the manufacturing method described below is only one of all possible embodiments, and does not mean that the cold-rolled steel sheet of the present invention must be manufactured by the following manufacturing method.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 고강도 냉연강판의 제조방법은 전술한 성분계를 가지는 강 슬라브를 준비하는 단계; 상기 강 슬라브를 재가열하고 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 권취한 후 산세 및 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계; 상기 냉연강판의 표면에 Fe 코팅층을 형성하는 단계, 상기 Fe 코팅층이 형성된 냉연강판을 소둔하고 냉각하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a high-strength cold-rolled steel sheet according to another aspect of the present invention comprises: preparing a steel slab having the above-described component system; Reheating and hot rolling the steel slab to obtain a hot-rolled steel sheet; Pickling and cold rolling the hot-rolled steel sheet to obtain a cold-rolled steel sheet; Forming an Fe coating layer on the surface of the cold-rolled steel sheet, and annealing and cooling the cold-rolled steel sheet on which the Fe coating layer is formed.
먼저 중량%로, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% 이하(0%는 제외), S: 0.015% 이하(0%는 제외), Cr: 1.5% 이하(0% 포함), B: 0.005% 이하(0% 포함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 준비하고, 상기 강 슬라브를 1100~1300℃ 에서 재가열한다.First by weight%, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% or less (excluding 0%), S: 0.015 % Or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), a steel slab containing the balance Fe and inevitable impurities was prepared, and the steel slab was 1100 Reheat at ~1300℃.
또한 강 슬라브는, 중량%로, N: 0.02% 이하(0% 제외), Mo: 0.2% 이하(0% 포함), Ti: 0.2% 이하(0% 포함), Sb: 0.05% 이하(0% 포함) 및 Nb: 0.1% 이하(0% 포함) 중 하나 이상의 성분을 더 포함할 수 있다.In addition, steel slabs are, by weight, N: 0.02% or less (excluding 0%), Mo: 0.2% or less (including 0%), Ti: 0.2% or less (including 0%), Sb: 0.05% or less (0%) Including) and Nb: 0.1% or less (including 0%) of at least one component may be further included.
재가열 온도가 1100℃미만이면 열간압연 하중이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있으며, 반면에 1300℃를 초과하는 경우에는 재가열 비용의 상승 및 표면 스케일 양이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.If the reheating temperature is less than 1100°C, the hot-rolling load may rapidly increase, whereas if the reheating temperature exceeds 1300°C, the reheating cost may increase and the amount of surface scale may increase.
다음으로 재가열된 강 슬라브를 Ar3 이상의 온도(오스테나이트를 냉각 시에 페라이트가 출현하기 시작하는 온도)에서 열간압연을 실시하여 열연강판을 얻는다. 본 발명에서는 재가열된 슬라브의 마무리 열간압연 온도를 Ar3 이상으로 한정하는데, 이는 Ar3 미만에서는 페라이트+오스테나이트의 2상역 혹은 페라이트역 압연이 이루어져서 혼립조직이 만들어지며, 이로 인한 열간압연 하중의 변동으로 인한 형상불량이나 판파단 등의 문제가 우려되기 때문이다.Next, the reheated steel slab is hot-rolled at a temperature of Ar3 or higher (the temperature at which ferrite starts to appear when cooling austenite) to obtain a hot-rolled steel sheet. In the present invention, the finish hot rolling temperature of the reheated slab is limited to Ar3 or higher, which is less than Ar3, two-phase reverse or ferrite reverse rolling of ferrite + austenite is performed to create a mixed grain structure. This is because there is a concern about problems such as shape defects or plate breakage.
이후 열연강판을 냉각한 다음 700℃ 이하의 온도범위에서 권취한다. 이때, 권취온도가 700℃를 초과하면 강판 표면의 산화막이 과다하게 생성되어 결함을 유발할 수 있으므로 상기 권취온도를 700℃이하로 제한할 수 있다. After cooling the hot-rolled steel sheet, it is wound in a temperature range of 700℃ or less. At this time, if the coiling temperature exceeds 700°C, the oxide film on the surface of the steel sheet may be excessively generated and cause defects, so the coiling temperature may be limited to 700°C or less.
그리고 이후 권취된 열연강판을 산세 및 냉간압연하여 냉연강판을 얻을 수 있으며, 산세 및 냉간압연 조건에 대해서는 특별히 한정하지 않을 수 있다.Then, the wound hot-rolled steel sheet may be pickled and cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet, and the pickling and cold-rolling conditions may not be particularly limited.
다음으로 냉연강판의 표면에 Fe 코팅층을 형성한다. 냉연강판의 표면에 형성시키는 Fe 코팅층은 산소가 2~30중량% 포함될 수 있으며, 그 두께는 0.02~1㎛ 일 수 있다.Next, an Fe coating layer is formed on the surface of the cold rolled steel sheet. The Fe coating layer formed on the surface of the cold-rolled steel sheet may contain 2 to 30% by weight of oxygen, and the thickness may be 0.02 to 1 μm.
Fe 코팅층 내 산소가 2중량% 미만이면 소둔 중 내부산화를 형성하기 위한 산소 자원이 충분치 않을 수 있다. 반면에 Fe 코팅층 내 산소농도가 30중량%를 초과하게 되면 Fe 코팅층의 취성이 높아져 소둔로 내에서 통판 중에 코팅층의 박리가 발생할 수 있다. If oxygen in the Fe coating layer is less than 2% by weight, oxygen resources for forming internal oxidation during annealing may not be sufficient. On the other hand, when the oxygen concentration in the Fe coating layer exceeds 30% by weight, the brittleness of the Fe coating layer is increased, so that the coating layer may be peeled off during the plate in the annealing furnace.
본 발명에서 Fe 코팅층 내 산소는 별도의 공정, 예를 들어 산화가열단계등을 거치지 않고 Fe 코팅 시에 함께 Fe 코팅층 내로 도입될 수 있다. 그 도입방법은 코팅방법에 따라 달라질 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나, 비제한적인 일 구현례로서 전기도금법에 의해 Fe 코팅층을 형성할 경우 Fe 전기도금 용액 중 Fe2+ 이온을 1~80g/L 농도로 하고 전류밀도를 10~100ASD로 실시함으로써 위 Fe 코팅층 내 산소 함량을 2~30%로 제어할 수 있다.In the present invention, oxygen in the Fe coating layer may be introduced into the Fe coating layer together at the time of Fe coating without going through a separate process, for example, an oxidation heating step. Since the introduction method may vary depending on the coating method, it is not particularly limited in the present invention, but as a non-limiting embodiment, when forming the Fe coating layer by the electroplating method, Fe 2+ ions in the Fe electroplating solution are 1 to 80 g/g/ By setting L concentration and current density to 10~100ASD, the oxygen content in the above Fe coating layer can be controlled to 2~30%.
또한 Fe 코팅층의 두께가 0.02μm 미만이면 Fe 코팅층이 냉연강판의 표면을 완전하게 덮지 못하여 일부 미코팅 부분이 발생할 수 있으며, 반면에 그 두께가 1μm 를 초과하면 냉연강판과 Fe 코팅층의 밀착성이 취약해질 수 있고 많은량의 Fe 코팅을 해야 하기 때문에 공정비용이 과다하게 발생할 수 있다.In addition, if the thickness of the Fe coating layer is less than 0.02μm, the Fe coating layer may not completely cover the surface of the cold rolled steel sheet and some uncoated portions may occur.On the other hand, if the thickness exceeds 1μm, the adhesion between the cold rolled steel sheet and the Fe coating layer will be weak. It can be done and a large amount of Fe coating is required, so the process cost may be excessive.
본 발명에서 Fe 코팅층은 산소가 2~30중량% 포함되고 0.02~1μm 두께로 형성되는 조건만 만족되면 충분하므로 특별히 코팅방법을 제한할 필요는 없다. 다만 전기도금법의 경우 다른 코팅법에 비하여 코팅층 두께를 정밀하게 제어할 수 있고, 강판의 전폭에 균일하게 코팅할 수 있으므로, 상기 Fe 코팅층을 전기도금법에 의해 형성하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 만일 전기도금법을 이용하여 Fe 코팅층을 형성할 경우 적정 두께를 달성하기 위해 Fe 부착량을 0.3~3g/m2으로 설정할 수 있다.In the present invention, since the Fe coating layer contains 2 to 30% by weight of oxygen and satisfies the condition of forming a thickness of 0.02 to 1 μm, it is not necessary to specifically limit the coating method. However, in the case of the electroplating method, compared to other coating methods, the thickness of the coating layer can be precisely controlled and the entire width of the steel sheet can be uniformly coated, so it is preferable to form the Fe coating layer by the electroplating method, but is not limited thereto. . If the Fe coating layer is formed using the electroplating method, the amount of Fe adhesion may be set to 0.3~3g/m 2 to achieve an appropriate thickness.
Fe 코팅층이 형성된 냉연강판을 소둔한 후 냉각한다. 이때 소둔조건은 강판의 Fe는 산화되지 않으면서도 Mn, Si, Al, Cr, B 등의 합금원소들은 산화되는 소둔 분위기, 소둔온도 및 유지시간으로 설정되는 것이 바람직하다. 바람직한 일 구현례로서 소둔은 이슬점 온도 -60~10℃로 제어된 1~70%H2-나머지 N2 가스 분위기의 소둔로에서 600~950℃로 5~120초 동안 유지하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cold-rolled steel sheet on which the Fe coating layer is formed is annealed and then cooled. At this time, the annealing conditions are preferably set to an annealing atmosphere, an annealing temperature, and a holding time in which the alloy elements such as Mn, Si, Al, Cr, and B are oxidized while Fe of the steel sheet is not oxidized. As a preferred embodiment, annealing may include maintaining a dew point temperature of 1 to 70%H 2 controlled at a dew point temperature of -60 to 10°C for 5 to 120 seconds at 600 to 950°C in an annealing furnace with the remaining N 2 gas atmosphere. However, it is not limited thereto.
본 발명에서는 냉연강판 중의 Fe의 산화를 방지하면서도 상기 합금원소들이 산화 반응을 일으킬 수 있도록, 소둔 시의 분위기와 온도를 제어할 필요가 있다. 이를 위해 이슬점 온도를 10℃ 이하로 유지할 수 있다. 한편 현실적으로 생산라인에서의 분위기 유지 능력을 고려할 때 상기 이슬점 온도를 -60℃ 이상으로 제한하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is necessary to control the atmosphere and temperature during annealing so that the alloy elements can cause oxidation reactions while preventing the oxidation of Fe in the cold-rolled steel sheet. To this end, the dew point temperature can be maintained below 10°C. On the other hand, it is preferable to limit the dew point temperature to -60°C or higher when considering the ability to maintain the atmosphere in the production line.
또한, 소둔 중 소지강판과 Fe 코팅층의 산화를 방지하기 위해서는 소둔 시 분위기 가스 중 수소함량을 1부피% 이상으로 정할 수 있다. 한편 수소 함량이 높아진다고 하더라도 특별한 기술적인 문제는 발생하지 않으므로 그 상한은 특별히 제한하지 않을 수 있으나, 경제성을 감안하여 상기 수소 함량을 70부피% 이하로 정할 수 있다.In addition, in order to prevent oxidation of the base steel sheet and the Fe coating layer during annealing, the hydrogen content in the atmosphere gas during annealing may be set to 1% by volume or more. On the other hand, even if the hydrogen content is increased, since no special technical problem occurs, the upper limit may not be particularly limited, but the hydrogen content may be set to 70 vol% or less in consideration of economical efficiency.
소둔 시 600~950℃ 의 온도범위에서 소둔할 수 있다. 본 발명에서 소둔 시의 온도는 강판온도를 기준으로 한다. 소둔 시 충분한 재결정을 위해서는 소둔 시의 강판온도가 600℃ 이상일 필요가 있다. 다만, 소둔 시의 강판온도의 상한은 특별히 한정하지 않을 수 있으나, 소둔로의 수명을 고려하여 950℃ 이하로 할 수 있다.During annealing, it can be annealed in the temperature range of 600~950℃. In the present invention, the temperature during annealing is based on the temperature of the steel sheet. For sufficient recrystallization during annealing, the temperature of the steel sheet during annealing needs to be 600℃ or higher. However, the upper limit of the temperature of the steel sheet during annealing may not be particularly limited, but may be set to 950°C or less in consideration of the life of the annealing furnace.
또한 소둔 시 목표 온도에 도달한 이후의 유지 시간을 5~120초로 제한할 수 있다. 소둔 시 충분한 재결정을 위해서는 5초 이상으로 유지할 필요가 있다. 한편 소둔 유지시간이 길어지더라도 특별한 기술적인 문제는 발생하지 않으므로 그 상한을 특별히 제한하지 않을 수 있으나, 유지시간이 너무 길어지면 과도한 비용상승이 초래될 수 있으므로 이를 고려하여 120초 이하로 제한할 수 있다.In addition, the holding time after reaching the target temperature during annealing can be limited to 5 to 120 seconds. For sufficient recrystallization during annealing, it needs to be maintained for 5 seconds or more. On the other hand, even if the annealing holding time is prolonged, the upper limit may not be specifically limited because no special technical problem occurs.However, if the holding time is too long, excessive cost increase may occur, so it may be limited to 120 seconds or less in consideration of this. have.
도 1 은 종래 고강도 냉연강판에 대하여 소둔되기 전(a)과 소둔된 후(b)의 단면을 나타낸 모식도이다. 도 1 (a) 를 참조하여 설명하면, 소둔 전 냉연강판의 합금성분들은 대부분 매트릭스(matrix) 내에 고용되어 존재하게 된다. 하지만 소둔을 실시하면 고온에서 소둔로 내 소량 존재하는 산소에 의해 산화경향이 높은 합금성분들이 표면으로 확산하고 소둔로 내 산소와 결합하여 강판의 표면에서 표면산화물을 형성하게 된다(도 1 (b) 참조). 즉 이와 같이 형성된 표면산화물은 강판의 합금성분 함량에 따라 표면산화물의 총량과 그 형상이 결정되게 된다.1 is a schematic view showing a cross section of a conventional high-strength cold-rolled steel sheet before (a) and after (b) annealing. Referring to FIG. 1 (a), the alloy components of the cold-rolled steel sheet before annealing are mostly dissolved and present in a matrix. However, when annealing is performed, alloy components having a high oxidation tendency are diffused to the surface by oxygen present in a small amount of oxygen in the annealing furnace at a high temperature and combined with oxygen in the annealing furnace to form surface oxides on the surface of the steel sheet (Fig. 1 (b)). Reference). That is, the total amount of the surface oxide and the shape of the surface oxide formed in this way are determined according to the content of the alloy component of the steel sheet.
종래 고강도 냉연강판을 소둔하는 경우, 산화경향이 높은 합금원소의 표면 확산을 막을 수 있는 기구가 없기 때문에 표면산화물의 총량은 소둔온도와 시간에 비례하게 된다. 또한 Si 이 다량 첨가된 강의 경우, 표면 산화물의 형상이 표면을 넓게 덮으면서 단면 관찰 시 띠 형태의 필름과 같이 형성된다. 이러한 필름 형태의 표면산화물은 소지강판 표면의 Fe를 노출시키는 면적이 작게 하여 표면 반응성을 저하시키는 문제를 발생시킨다.In the case of annealing a conventional high-strength cold-rolled steel sheet, the total amount of surface oxide is proportional to the annealing temperature and time because there is no mechanism that can prevent the surface diffusion of alloy elements having a high oxidation tendency. In addition, in the case of a steel to which a large amount of Si is added, the shape of the surface oxide is formed like a band-shaped film when observing the cross section while the shape of the surface oxide is widely covered. The surface oxide in the form of a film causes a problem of lowering the surface reactivity by reducing the area where Fe is exposed on the surface of the holding steel sheet.
반면에 도 2 (a) 와 같이 냉연강판의 표면에 Fe 코팅을 실시한 경우, Fe 코팅층은 산화경향이 높은 합금원소들의 표면 확산을 막을 수 있는 기구로 작용하게 된다. 즉, 합금성분들이 표면으로 확산될 때 Fe 코팅층을 포함한 최종 표면에 도달하기 전에 Fe 코팅층 내의 산소와 결합하게 되어 Fe 코팅층과 근접한 내부영역, 즉 Fe 코팅층과 냉연강판의 계면 및 Fe 코팅층 내부에 상기 합금원소 중 1 종 이상의 단독 혹은 복합 내부산화물을 형성한다. 이와 같이 산화물로 변화된 합금성분들은 더 이상 확산이 불가능하기에 최종 소둔 강판 표면에 형성되는 표면 산화물의 총량이 감소되게 된다. 소둔과정 중에 Fe 코팅층은 로내 분위기와 접촉하고 있는 표면으로부터 환원되기 시작하여 소둔이 완료되는 시점에는 전체 Fe 코팅층이 환원될 수 있다.On the other hand, when Fe coating is applied to the surface of the cold-rolled steel sheet as shown in FIG. 2 (a), the Fe coating layer acts as a mechanism to prevent surface diffusion of alloy elements having a high oxidation tendency. That is, when the alloying components diffuse to the surface, the alloy is combined with oxygen in the Fe coating layer before reaching the final surface including the Fe coating layer, so that the alloy is in the inner area close to the Fe coating layer, that is, the interface between the Fe coating layer and the cold-rolled steel sheet, and the inside of the Fe coating layer. It forms single or complex internal oxides of one or more of the elements. Since the alloy components changed into oxides as described above cannot be further diffused, the total amount of surface oxides formed on the surface of the final annealed steel sheet is reduced. During the annealing process, the Fe coating layer begins to be reduced from the surface in contact with the atmosphere in the furnace, and the entire Fe coating layer may be reduced when the annealing is completed.
또한 본 발명과 같은 고강도 강의 경우에 합금성분으로서 Mn 과 Si 가 다량 첨가되는데, 일반적으로 산화경향이 높은 원소가 보다 빨리 Fe 코팅층 내 산소에 의한 내부산화를 형성시키므로 Mn 보다 산화경향이 높은 Si 이 상대적으로 더 많이 내부산화 형성에 소모된다. 그 결과, 최종 표면에 형성되는 표면산화물은 그 조성이 종래의 표면산화물 대비 Si 함량이 적게 되고, 결과적으로 표면산화물의 형상이 필름 형태가 아닌 아일랜드 형태로 변화된다. 아일랜드 형태로 변화된 표면산화물은 그 사이에서 냉연강판의 Fe가 노출되게 되므로 전체 표면에 Fe 노출면적이 필름 형태의 표면산화물보다 많아진다. 그에 따라 반응성이 보다 높은 표면상태가 될 수 있다.In addition, in the case of a high-strength steel such as the present invention, a large amount of Mn and Si are added as alloying components. In general, since an element with a high oxidation tendency forms internal oxidation by oxygen in the Fe coating layer more quickly, Si having a higher oxidation tendency than Mn is relatively As a result, it is more consumed in the formation of internal oxidation. As a result, the surface oxide formed on the final surface has a smaller Si content than that of the conventional surface oxide, and as a result, the shape of the surface oxide is changed to an island shape rather than a film shape. Since the surface oxide changed to the island shape exposes the Fe of the cold-rolled steel sheet in the meantime, the Fe exposed area on the entire surface is larger than that of the film-type surface oxide. Accordingly, a more reactive surface state can be obtained.
Fe 코팅에 의해 형성된 내부산화층은 소둔 된 최종표면으로부터 3μm 깊이 이내로 형성될 수 있다. 또한 내부산화층 내 내부산화물은 그 직경이 0.5μm 이하의 구형으로 주로 입내에 형성된다. The inner oxide layer formed by the Fe coating may be formed within 3 μm depth from the final annealed surface. In addition, the internal oxide in the internal oxide layer has a spherical shape with a diameter of 0.5 μm or less and is mainly formed in the mouth.
Fe 코팅에 의해 형성된 내부산화층은 그 두께가 얇기 때문에, 경우에 따라서는 적어도 일부에서 소둔 후 산세, 인산염 처리 등의 후처리에 의해 제거되어 최종 제품에서는 관찰되지 않을 수도 있다. 또한 냉연강판 표면에 형성된 표면산화물도 경우에 따라서는 후처리에 의해 제거되어 최종 제품에서는 관찰되지 않을 수도 있다.Since the internal oxide layer formed by the Fe coating has a thin thickness, in some cases, it may not be observed in the final product because it is removed by post-treatment such as pickling and phosphate treatment after annealing in some cases. In addition, the surface oxide formed on the surface of the cold-rolled steel sheet may be removed by post-treatment in some cases and may not be observed in the final product.
상기 소둔단계 이후 소둔한 냉연강판을 냉각할 수 있다. 소둔단계 이후 냉각단계에서의 냉각조건은 최종 제품의 표면품질에 큰 영향을 주지 않기 때문에 본 발명에서 냉각조건을 특별히 제한할 필요는 없다.After the annealing step, the annealed cold-rolled steel sheet may be cooled. Since the cooling conditions in the cooling step after the annealing step do not significantly affect the surface quality of the final product, there is no need to specifically limit the cooling conditions in the present invention.
다만 비제한적인 일 구현례로서 250~550℃의 냉각정지온도까지 평균 냉각속도 5~100℃/초로 냉각을 실시함으로써 강판의 미세조직과 강도 및 연신율을 제어할 수 있다. 냉각정지온도가 높거나 냉각속도가 너무 낮으면 강도가 미흡할 수 있으며, 반대로 냉각정지온도가 너무 낮거나 냉각속도가 너무 높으면 연신율이 나빠질 수 있다.However, as a non-limiting example, it is possible to control the microstructure, strength, and elongation of the steel sheet by performing cooling at an average cooling rate of 5 to 100°C/sec to a cooling stop temperature of 250 to 550°C. If the cooling stop temperature is high or the cooling rate is too low, the strength may be insufficient. Conversely, if the cooling stop temperature is too low or the cooling rate is too high, the elongation may deteriorate.
소둔온도에서 한번에 급냉을 실시하는 경우 강판의 형상이 불량해질 수도 있다. 따라서 비제한적인 다른 일 구현례로서 상기 냉각은 1차 냉각과 2차 냉각으로 나누어 실시할 수 있다. 이때 상기 1차 냉각은 600~700℃ 의 냉각종료온도까지 수행될 수 있고, 상기 2차 냉각은 250~550℃ 의 냉각종료온도까지 수행될 수 있다.If rapid cooling is performed at one time at an annealing temperature, the shape of the steel sheet may be poor. Therefore, as another non-limiting embodiment, the cooling may be performed by dividing into primary cooling and secondary cooling. In this case, the first cooling may be performed up to a cooling end temperature of 600 to 700°C, and the secondary cooling may be performed up to a cooling end temperature of 250 to 550°C.
또한 상기 2차 냉각에서의 평균 냉각속도는 상기 1차 냉각에서의 평균 냉각속도보다 클 수 있다. 상변태를 이용하는 고강도강의 경우 급냉을 통해 냉각종료온도까지 도달하여야 하는데, 일반적인 설비의 특성상 서냉이 우선되며 이후 급냉 구간이 이어지기 때문이다.In addition, the average cooling rate in the secondary cooling may be greater than the average cooling rate in the primary cooling. In the case of high-strength steel using phase transformation, it must reach the cooling end temperature through rapid cooling, because slow cooling takes precedence due to the characteristics of general facilities, and then the rapid cooling section continues.
소둔 단계 이후에는 상기 강판을 산세하는 단계가 후속될 수 있다. 산세는 통상의 방법으로 이루어질 수 있으며 특별히 그 조건을 제한하지 않을 수 있다.After the annealing step, the step of pickling the steel sheet may be followed. Pickling may be performed by a conventional method, and the conditions may not be particularly limited.
상기와 같은 강 성분 및 제조방법으로 제조된 고강도 냉연강판은 강판 표면에 형성된 Fe 코팅층이 완전히 환원되고 표면으로부터 깊이방향으로 3μm 이내에 Mn, Si, Al, Cr, B 중 1종의 단독 혹은 2종 이상의 복합 내부산화물이 형성되어 있으며 이 내부산화물은 주로 직경 0.5μm 이내의 점 형태(구상)로 형성된다.In the high-strength cold-rolled steel sheet manufactured by the above-described steel components and manufacturing method, the Fe coating layer formed on the surface of the steel sheet is completely reduced, and within 3 μm in the depth direction from the surface, one or two or more of Mn, Si, Al, Cr, B Composite internal oxide is formed, and this internal oxide is mainly formed in the form of dots (spherical shape) within 0.5 μm in diameter.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it should be noted that the following examples are only for exemplifying the present invention and not for limiting the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(실시예)(Example)
먼저 하기 표 1 의 조성을 가지는 강 슬라브를 준비하고, 상기 강 슬라브를 1200℃로 가열한 후 1050℃ 의 온도에서 열간 압연을 실시하였다. 그 후 630℃ 에서 권취하여 공랭하였으며, 산세를 통해 스케일을 제거하고 60%의 냉간압하율로 냉간압연을 실시하여 냉연강판을 제조하였다. 그리고 각각의 강종에 대해 하기 표 2 와 같은 조건의 두께로 Fe 전기도금을 실시하여 Fe 코팅층을 형성하였다. 이때 Fe 코팅을 실시한 후 Fe 코팅층의 성분을 분석하여 2~30중량%의 산소와 나머지 Fe 가 검출되는 것을 확인하고, 그 두께를 측정하여 표 2 에 함께 나타내었다. 이후 Fe 코팅된 강 1, 2 를 아래 표 2 에 나타낸 소둔 조건으로 열처리를 실시하였다.First, a steel slab having the composition of Table 1 was prepared, and after heating the steel slab to 1200°C, hot rolling was performed at a temperature of 1050°C. Then, it was wound up at 630°C to air-cool, and the scale was removed through pickling, and cold rolling was performed at a cold rolling reduction ratio of 60% to prepare a cold rolled steel sheet. And, for each steel type, Fe electroplating was performed in the thickness of the conditions shown in Table 2 below to form an Fe coating layer. At this time, after performing the Fe coating, the components of the Fe coating layer were analyzed to confirm that 2 to 30% by weight of oxygen and the remaining Fe were detected, and the thickness was measured and shown together in Table 2. Thereafter, the Fe-coated steels 1 and 2 were heat treated under the annealing conditions shown in Table 2 below.
부착량Adhesion amount
(g/m(g/m
22
))
(㎛)(㎛)
(℃)(℃)
(℃)(℃)
(초)(second)
(℃)(℃)
(℃초)(℃ sec)
소둔이 완료된 각각의 발명예 및 비교예에 대하여 표면산화량과 내부산화 깊이를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3 에 나타내었다.The amount of surface oxidation and the depth of internal oxidation were measured for each Inventive Example and Comparative Example for which annealing was completed, and the results are shown in Table 3 below.
표면농화량은 GDS(Glow Discharge Spectrometer)를 이용하여 측정한 표면의 각 원소별 최대 중량%값을 지표로 하였으며 내부산화 깊이는 STEM(Scanning Transmission Electron Microscopy)를 이용하여 Si 의 내부산화 깊이와 내부산화물 유무 및 그 평균크기를 측정하였다. 표면산화량과 내부산화 깊이 및 내부산화물 크기는 모두 소둔 후 후처리를 실시하지 않은 상태의 냉연강판에서 측정하였다.The amount of surface concentration was measured using GDS (Glow Discharge Spectrometer) and the maximum weight% value of each element on the surface was used as an index. The presence or absence and the average size were measured. The amount of surface oxidation, the depth of internal oxidation, and the size of internal oxide were all measured on the cold-rolled steel sheet without post-treatment after annealing.
(㎛)(㎛)
(max. ㎛)(max. ㎛)
직경(㎛)Diameter (㎛)
(GDS max. 중량%)(GDS max.% by weight)
두 강종 모두 Fe 부착량이 증가할수록 표면에 형성되는 Mn, Si, Al의 표면 최대 중량%값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한 Fe 부착량에 따른 Si의 내부산화 깊이도 증가하는 경향을 보인다.It can be seen that the maximum weight% of the surface of Mn, Si, and Al formed on the surface decreases as the amount of Fe adhesion increases in both steel types. In addition, the internal oxidation depth of Si tends to increase according to the amount of Fe adhesion.
내부산화 깊이는 성분별로 그 깊이가 다를 수 있다. 일반적으로 동일한 함량으로 가정했을 경우, 산화경향이 높은 원소가 상대적으로 깊이 형성되는 경향을 보이며 Mn, Si, Al 중에서는 Al 이 깊게 형성된다. 하지만 Al 은 강 성분에 미량 포함되었기 때문에 표면품질에 크게 영향을 주는 Si의 내부산화 깊이를 대표적으로 표시하였다.The depth of internal oxidation may be different for each component. In general, assuming the same content, elements with a high oxidation tendency tend to be formed relatively deeply, and among Mn, Si, and Al, Al is formed deeply. However, since Al was contained in a small amount in the steel component, the internal oxidation depth of Si, which greatly affects the surface quality, was representatively expressed.
또한 발명예 1 내지 12 에서 관찰되는 내부산화물은 주로 결정립내에서 관찰되었으며, 구상(spherical)이며 평균 직경이 0.15㎛ 이하로 매우 작았다. 또한 각각의 발명예에 대하여 내부산화물의 최대 직경이 0.5㎛ 이하를 만족하는 것을 확인하였다.In addition, the internal oxides observed in Inventive Examples 1 to 12 were mainly observed in crystal grains, were spherical, and had an average diameter of 0.15 μm or less, which was very small. In addition, it was confirmed that the maximum diameter of the internal oxide satisfies 0.5 μm or less for each of the inventive examples.
또한 강 1 의 발명예 1 내지 5, 강 2 의 발명예 6 내지 12 의 결과로부터 탄소결핍층의 깊이는 Fe 코팅층 두께(Fe 부착량)이 증가할수록 깊어지는 것을 확인하였고, 모재의 탄소량 대비 결핍수준도 Fe 부착량에 비례하여 높아지는 경향을 보이는 것을 확인하였다.In addition, from the results of Inventive Examples 1 to 5 of Steel 1 and Inventive Examples 6 to 12 of Steel 2, it was confirmed that the depth of the carbon-deficient layer increases as the thickness of the Fe coating layer (Fe adhesion amount) increases, and the deficiency level compared to the amount of carbon in the base material is also It was confirmed that there was a tendency to increase in proportion to the amount of Fe adhesion.
표면산화물 감소에 따른 인산염 처리성 평가를 위해 강 1 의 강종을 사용한 실시예에 대해 소둔재를 5%HCl, 50℃의 산 용액에 4초간 산세를 실시하고 인산염 처리를 실시하였으며, 그 결과를 표 4 에 나타내었다. 인산염 커버리지는 인산염 결정이 전체 표면에 형성된 비율을 나타내며 인산염 부착량은 단위면적당 인산염 결정의 무게로서 인산염처리성을 평가하는 지표가 될 수 있다.For the example using the steel grade of steel 1 for the evaluation of phosphate treatment according to the reduction of surface oxide, the annealed material was pickled in an acid solution of 5% HCl and 50° C. for 4 seconds, followed by phosphate treatment, and the results are shown in the table. It is shown in 4. Phosphate coverage refers to the ratio of phosphate crystals formed on the entire surface, and the amount of phosphate adhesion is the weight of phosphate crystals per unit area, which can be an index to evaluate phosphate treatability.
(㎛)(㎛)
표 4 에서 알 수 있듯이 Fe 코팅을 실시 하지 않았을 경우(비교예 1) 인산염 커버리지가 62.4%이고 부착량은 1.4g/m2 으로 상당히 열위한 수준이다. As can be seen from Table 4, when the Fe coating was not performed (Comparative Example 1), the phosphate coverage was 62.4%, and the adhesion amount was 1.4 g/m 2, which was quite hot.
반면에 발명예 1 내지 5 와 같이 Fe 코팅층을 0.03㎛ 이상 두께로 형성하면 인산염 커버리지는 80% 이상으로 크게 상승하며 인산염 부착량 또한 1.9g/m2 이상 수준으로 향상되는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, it can be seen that when the Fe coating layer is formed to a thickness of 0.03 μm or more as in Inventive Examples 1 to 5, the phosphate coverage is greatly increased to 80% or more, and the amount of phosphate adhesion is also improved to a level of 1.9 g/m 2 or more.
한편 강 1 의 소둔 후 표면 변색 정도를 평가하기 위해 소둔재를 5%HCl, 50℃의 산 용액에 4초간 산세하여 산세 전후의 색차를 측정하였다. 또한 산세 후의 백색도 및 광택도를 측정하여 표 5 에 나타내었다. 색차 및 백색도는 2회 측정 후 평균값을 나타내었으며, 광택도는 3회 측정 후 평균값을 나타내었다.Meanwhile, in order to evaluate the degree of surface discoloration after annealing of Steel 1, the annealing material was pickled in an acid solution of 5% HCl and 50° C. for 4 seconds to measure the color difference before and after pickling. In addition, the whiteness and glossiness after pickling were measured and shown in Table 5. Color difference and whiteness showed an average value after measuring twice, and glossiness showed an average value after measuring three times.
(㎛)(㎛)
Fe 코팅을 실시하는 경우, 소둔 전 Fe 코팅에 의해 표면산화량이 감소하는 효과로 인해 산세 전후의 색차값이 최소 5.6 이상 감소하는 것을 확인하였다.In the case of performing Fe coating, it was confirmed that the color difference value before and after pickling decreased by at least 5.6 or more due to the effect of reducing the amount of surface oxidation by the Fe coating before annealing.
또한 백색도는 Fe 코팅 미실시의 경우(비교예 1) 65.8에서 Fe 코팅을 실시하면 70 이상으로 상승한 것을 볼 수 있다. 광택도는 산세에 의한 Mn 표면산화물 에칭으로 인해 표면에 요철이 발생하는 것에 따라 달라질 수 있으며 이는 변색에 원인 중 하나가 될 수 있다. 광택도 또한 Fe 코팅 미실시의 경우 107 로 상대적으로 낮은 반면 Fe 코팅을 실시하면 130 이상으로 상승하는 것을 확인하였다.In addition, it can be seen that the whiteness increased to 70 or more when the Fe coating was performed in 65.8 when the Fe coating was not carried out (Comparative Example 1). Glossiness may vary depending on the occurrence of irregularities on the surface due to the etching of Mn surface oxide by pickling, which may be one of the causes of discoloration. It was confirmed that the glossiness was also relatively low at 107 in the case of not implementing the Fe coating, but increased to more than 130 when performing the Fe coating.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의기술자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although it has been described with reference to the above embodiments, it will be understood that a person skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. I will be able to.
Claims (7)
표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내의 결정립 내에 Mn, Si, Al, Cr, B 중 1 종 또는 2 종 이상으로 이루어진 내부산화물이 형성되어 있으며,
상기 내부산화물은 직경 0.5㎛ 이하의 구상(spherical) 형태인 냉연강판.
By weight%, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% or less (excluding 0%), S: 0.015% Or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), balance Fe and inevitable impurities,
An internal oxide composed of one or two or more of Mn, Si, Al, Cr, and B is formed in the crystal grains within 3㎛ depth in the thickness direction from the surface,
The internal oxide is a cold-rolled steel sheet having a spherical shape of 0.5 μm or less in diameter.
표면으로부터 두께 방향으로 3㎛ 깊이 이내에 강판 모재의 C 함량 대비 C 함량이 1~80% 인 탄소 결핍층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
The method of claim 1,
A cold-rolled steel sheet, characterized in that a carbon-deficient layer having a C content of 1 to 80% relative to the C content of the base material of the steel sheet is formed within a depth of 3 μm in the thickness direction from the surface.
중량%로, N: 0.02% 이하(0% 제외), Mo: 0.2% 이하(0% 포함), Ti: 0.2% 이하(0% 포함), Sb: 0.05% 이하(0% 포함) 및 Nb: 0.1% 이하(0% 포함) 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판.
The method of claim 1,
In% by weight, N: 0.02% or less (excluding 0%), Mo: 0.2% or less (including 0%), Ti: 0.2% or less (including 0%), Sb: 0.05% or less (including 0%), and Nb: Cold rolled steel sheet, characterized in that it further comprises at least one of 0.1% or less (including 0%).
상기 강 슬라브를 1100~1300℃ 에서 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3 이상의 온도(오스테나이트를 냉각 시에 페라이트가 출현하기 시작하는 온도)에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판에 대하여, 냉각 후 700℃ 이하의 온도범위에서 권취하는 단계;
상기 권취된 열연강판을 산세 및 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계;
상기 냉연강판의 표면에 산소가 2~30중량% 포함되는 Fe 코팅층을 0.02~1㎛ 두께로 형성하여 Fe 코팅된 냉연강판을 얻는 단계;
상기 Fe 코팅된 냉연강판을 이슬점온도가 -60℃~10℃로 제어되고 1~70%의 H2 및 나머지 N2 로 이루어진 분위기의 소둔로에서 강판온도 기준 600~950℃ 온도범위로 5~120초 동안 유지하여 소둔하는 단계; 및
상기 소둔한 냉연강판을 냉각하는 단계;
를 포함하는 냉연강판의 제조방법.
In% by weight, C: 0.05~0.3%, Si: 0.1%~2.0%, Sol.Al: 0.005~1.5%, Mn: 1.5~8.0%, P: 0.04% or less (excluding 0%), S: 0.015 % Or less (excluding 0%), Cr: 1.5% or less (including 0%), B: 0.005% or less (including 0%), the balance of Fe and preparing a steel slab containing inevitable impurities;
Reheating the steel slab at 1100 to 1300°C;
Hot rolling the reheated steel slab at a temperature of Ar3 or higher (a temperature at which ferrite starts to appear when cooling austenite) to obtain a hot-rolled steel sheet;
Winding the hot-rolled steel sheet in a temperature range of 700° C. or less after cooling;
Pickling and cold rolling the wound hot-rolled steel sheet to obtain a cold-rolled steel sheet;
Forming an Fe coating layer containing 2 to 30% by weight of oxygen on the surface of the cold-rolled steel sheet to a thickness of 0.02 to 1 μm to obtain an Fe-coated cold-rolled steel sheet;
The Fe-coated cold-rolled steel sheet has a dew point temperature of -60°C to 10°C, and 1 to 70% of H 2 and Annealing by maintaining for 5 to 120 seconds in a temperature range of 600 to 950°C based on the temperature of the steel sheet in an annealing furnace in an atmosphere consisting of the remaining N 2; And
Cooling the annealed cold-rolled steel sheet;
A method of manufacturing a cold-rolled steel sheet comprising a.
상기 소둔한 냉연강판을 냉각하는 단계는,
평균 냉각속도 5~100℃/초로 250~550℃의 냉각종료온도까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 냉연강판의 제조방법.
The method of claim 4,
The step of cooling the annealed cold rolled steel sheet,
A method of manufacturing a cold-rolled steel sheet, characterized in that cooling to a cooling end temperature of 250 to 550°C at an average cooling rate of 5 to 100°C/sec.
상기 소둔한 냉연강판을 냉각하는 단계는 1차 냉각 및 2차 냉각으로 나누어 실시되며,
상기 1차 냉각의 냉각종료온도는 600~700℃ 이고,
상기 2차 냉각의 냉각종료온도는 250~550℃ 이며,
상기 2차 냉각에서의 평균 냉각속도는 상기 1차 냉각에서의 평균 냉각속도보다 큰 것을 특징으로 하는 냉연강판의 제조방법.
The method of claim 4,
The step of cooling the annealed cold-rolled steel sheet is carried out by dividing into primary cooling and secondary cooling,
The cooling end temperature of the primary cooling is 600 ~ 700 ℃,
The cooling end temperature of the secondary cooling is 250 ~ 550 ℃,
The method of manufacturing a cold-rolled steel sheet, characterized in that the average cooling rate in the secondary cooling is greater than the average cooling rate in the primary cooling.
상기 강 슬라브는, 중량%로, N: 0.02% 이하(0% 제외), Mo: 0.2% 이하(0% 포함), Ti: 0.2% 이하(0% 포함), Sb: 0.05% 이하(0% 포함) 및 Nb: 0.1% 이하(0% 포함) 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉연강판의 제조방법.
The method of claim 4,
The steel slab is, by weight, N: 0.02% or less (excluding 0%), Mo: 0.2% or less (including 0%), Ti: 0.2% or less (including 0%), Sb: 0.05% or less (0%) Including) and Nb: 0.1% or less (including 0%).
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