KR102301544B1 - 변형가능한 경량강을 위해 설정되는 특성의 조합을 계산하기 위한 방법 - Google Patents

변형가능한 경량강을 위해 설정되는 특성의 조합을 계산하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102301544B1
KR102301544B1 KR1020167031628A KR20167031628A KR102301544B1 KR 102301544 B1 KR102301544 B1 KR 102301544B1 KR 1020167031628 A KR1020167031628 A KR 1020167031628A KR 20167031628 A KR20167031628 A KR 20167031628A KR 102301544 B1 KR102301544 B1 KR 102301544B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lightweight steel
strip
mpa
less
manufacture
Prior art date
Application number
KR1020167031628A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160146815A (ko
Inventor
자챠리아스 게오르게오우
프랑크 클로세
Original Assignee
잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하 filed Critical 잘쯔기터 플래시슈탈 게엠베하
Publication of KR20160146815A publication Critical patent/KR20160146815A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102301544B1 publication Critical patent/KR102301544B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2265/00—Forming parameters
    • B21B2265/14—Reduction rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/001—Austenite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명은 망가니즈(Mn) 함유량에 기초한 특정 식을 사용하여 C 0.02 내지 1.0 이하, Al 2.5 내지 8.0 이하, Si 0.0 내지 1.5 이하, Mn 5.0 이상 35.0 이하, Cr 1.0 초과 14.0 이하, N + S + P ≤ 0.1, 잔부의 철, 및 기타 강-수반 원소인 Cu + Mo + Ni + Zn ≤ 1.0(중량%)의 원소를 갖는 변형가능한 경량강을 위한 사전정의된 합금 조성의 설정된 상 성분 및 기계적 특성의 특성의 조합을 계산하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 식에서 합금 함유량은 무차원의 절대수로서 사용되고, 계산된 무차원의 값은 Rm 및 Rp의 경우에는 MPa 단위를, 그리고 A80의 경우에는 %가 할당된다. 본 발명은 또한 열간 압연 스트립을 형성하기 위해 사전정의된 합금 조성을 갖는 제조된 경량강을 추가로 가공처리하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

변형가능한 경량강을 위해 설정되는 특성의 조합을 계산하기 위한 방법{METHOD FOR CALCULATING THE COMBINATION OF PROPERTIES BEING ESTABLISHED FOR A DEFORMABLE LIGHTWEIGHT STEEL}
본 발명은 특허 청구항 1의 전제부에 따른 성형가능한 경량강을 위한 소정의 합금 조성의 상 비율 및 기계적 특성의 얻어지는 특성 조합을 계산하기 위한 방법에 관한 것이다.
특히 격렬하게 경쟁하는 자동차 시장으로 인해 제작자들은 신속한 소모를 감소시킴과 동시에 최상의 가능한 쾌적함 및 탑승자 보호를 유지하기 위한 해법을 끊임없이 모색해야 한다. 그 결과 모든 차량 부품의 중량 절감은 한편으로 중요한 역할을 하지만 또한 작동 중에 그리고 충돌 사고 시의 높은 정적 응력 및 동적 응력에서 승객의 소극적 안전을 증대시키는 개별 부품의 특성도 중요한 역할을 한다.
근년에 낮은 비중 및 동시에 높은 강도, 높은 강인성, 높은 전성을 특징으로 하고, 따라서 차량의 구조를 위해 비상한 관심을 끄는 소위 경량강의 분야에서 상당한 진전이 있었다(예를 들면, EP 0 489 727 B1, EP 0 573 641 B1, DE 199 00199 A1).
출발 상태에서 오스테나이트계인 이러한 강에서, 철의 비중보다 훨씬 낮은 비중을 갖는 합금 성분(Mn, Si, Al)의 높은 비율로 인해 중량 감소가 달성되고, 이것은 자동차 산업을 위해 유리하고, 전통적인 설계를 유지할 수 있다.
예를 들면, DE 10 2004 061 284 A1로부터 다음의 합금 조성(중량%)을 구비하는 경량강이 공지되어 있다.
C 0.04 내지 1.0 이하
Al 0.05 내지 4.0 이하
Si 0.05 내지 6.0 이하
Mn 9.0 내지 18.0 미만
통상의 강-수반 원소를 유발하는 잔부의 철. 선택적으로, 요구에 따라, Cr, Cu, Ti, Zr, V 및 Nb이 첨가될 수 있다.
이러한 공지된 경량강은 부분적으로 다중 TRIP-효과를 갖는 형성된 적층 결함 에너지를 갖는 부분적으로 안정화된 γ 고용체 미세구조를 갖고, TRIP-효과는 면심 γ 고용체(오스테나이트)의 장력-유도 변태 또는 팽창-유도 변태를 e-마르텐사이트(육방정 최밀 구의 충전)로 변태시키고, 추가의 변형 시에 체심 α 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트로 변태시킨다.
강의 TRIP(변태 유기 소성) 및 TWIP(쌍정 유기 소성) 특성에 의해 고도의 변형이 달성된다.
많은 시험의 결과 Al, Si 및 Mn 사이의 복잡한 상호작용에서 탄소 함유량이 가장 중요하다는 것이 밝혀졌다. 탄소는 한편으로 적층 결함 에너지를 증가시키고, 다른 한편으로 준안정 오스테나이트 영역을 확대시킨다. 그 결과, 변형-유기된 마르텐사이트 형성, 이것에 관련된 강화, 및 전성이 영향을 받을 수 있다.
또한 Mn 및 C는 페라이트 형성제인 Al Cr 및 Si에 비해 비교적 강력한 오스테나이트 형성제임이 공지되어 있다. 그러므로 이들 원소를 조합하면 오스테나이트 및 페라이트의 2 개의 주요 상 및 규칙적 페라이트 상 및/또는 탄소계 석출과 같은 추가의 상이 유발된다. 또한 이것은 이러한 강의 기계적 기술적 특성을 위해 중요한 역할을 한다.
미세구조 상의 형성에 미치는 영향에 더하여, Al 및 Si의 비율을 증가시키면 강의 밀도를 더 감소시킬 수 있으나, 문제는 Al 또는 Si의 함유량을 증가시키면, 거대 편석에 의해 또는 응고 중의 스트립 또는 밴드의 굴곡에 의해 공지된 방법에 의한 주조는 매우 곤란하거나 심지어 불가능하다. Al 함유량이 2%를 초과하는 강은 공기 중에서의 응고 중에 산화물(Al2O3)을 형성하고, 이것은 극단적인 경성 및 취성을 가지므로 주조 공정 및 추가의 공정을 곤란하게 하거나 심지어 불가능하게 한다. 따라서 공정의 기술적 한계는 약 7.85 gr/cm3의 정상 밀도보다 상당히 낮은 저밀도의 경량강의 생산을 복잡하게 만든다.
또한, 시험 결과 경량강은 오스테나이트와 페라이트의 상 비율의 작은 변화에서 대부분의 경우에 이미 큰 강도 차이, 아니면, 일정한 연신율 및 거의 일정한 강도에서 연신율의 큰 차이를 나타낸다는 것이 밝혀졌다. 합금 조성, 즉 오스테나이트 형성제와 페라이트 형성제 사이의 상호작용에 따라, 상 비율은, 예를 들면, 5 내지 거의 100%, 강도(Rm)는 600 내지 1200 MPa, 항복강도(Rp0.2)는 300 내지 1120 MPa, 연신율(A80)은 5 내지 40 %일 수 있다.
또한 시험 결과 상이한 합금 조성이 오스테나이트와 페라이트의 동일한 상 비율을 유발할 수 있으나, 그럼에도 불구하고 매우 상이한 기계적 특성을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 다른 한편, 상당한 기계적 특성을 구비하는 경량강은 오스테나이트와 페라이트의 상 비율이 매우 다를 수 있다.
그러나, 개별 합금 성분들 사이의 복잡한 상호작용에 기인되어 이러한 강의 상 비율 및/또는 기계적 특성을 예측하는 것은 불가능한 것은 아니지만 여전히 매우 어려우므로, 요구되는 특성을 구비하는 재료는 많은 노력을 요하는 고비용의 시험을 수행함으로써 비로서 결정될 수 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 성형가능한 경량강의 소정의 합금 조성의 상 비율 및 기계적 특성의 최종적인 특성의 조합을 계산하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 이것에 의해 강의 상이한 오스테나이트/페라이트의 상 비율을 이용하여 우수한 근사치로 기계적 특성을 예측할 수 있다.
추가의 목적은 이와 같이 계산된, 그리고 후속하여 생산된 경량강을 핫 스트립으로 가공처리하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 이것에 의해 2.5 중량%의 증가된 Al 함유량의 경량강이 신뢰가능하게 생산될 수 있다.
최종적인 특성의 조합을 계산하기 위한 방법에 관련된 목적은 청구항 1의 특징부와 연결되는 전제부에 기초하여 해결된다. 유리한 실시형태는 종속 청구항의 요지이다. 이러한 계산된 경량강을 강 스트립으로 더 가공처리하기 위한 본 발명에 따른 방법은 청구항 5 내지 청구항 19에 기재되어 있다.
본 발명의 교시에 따르면 이 목적은 다음의 원소를 중량%로 구비하는 성형가능한 경량강을 위한 방법에 의해 해결된다.
C 0.02 내지 1.0 이하
Al 2.5 내지 8.0 이하
Si 0.0 내지 1.5 이하
Mn 5.0 내지 35.0 이하
Cr 1.0 초과 14.0 이하
N + S + P ≤ 0.1,
잔부의 철, 및
가능한 함유량의 강에 수반되는 기타 원소 Cu + Mo + Ni + Zn ≤ 1.0 중량%.
여기서, 이 경량강은 오스테나이트와 페라이트(A/F)의 상 혼합물로 이루어지고, 오스테나이트의 비율은 100% 내지 5%이고, 강도(Rm)는 600 내지 1200 MPa이고, 항복강도(Rp0.2)는 300 내지 1120 MPa이고, 파단신율(A80)은 5 내지 40%이고, 망가니즈(Mn) 함유량에 관한 다음의 의존도 식에 따라, 무차원의 절대수가 다음의 식에 삽입되고, Rm 및 Rp의 경우에는 MPa 단위가, 그리고 A80의 경우에는 %가 무차원 값에 할당된다.
5 내지 최대 11%의 Mn 함유량에 대해서는 다음의 식이 적용된다.
Figure 112016110480487-pct00001
Rm = 3182{C}+1224{Si}+847.6{Cr}+633.2{Al}-3354.8-140.7{Al}{Cr}-482.5{Cr}{C}-1372.3{Si}2
Figure 112016110480487-pct00002
Rp = 2509,2{C}+947{Si}+538{C}+367.8{Al}-2168.1-78.1{Al}{Cr}-381.9{Cr}{C}-923.2{Si}2
Figure 112016110480487-pct00003
A80 = 267.4+48{Al}{C}-2.6{Cr}-16.8{Si}-41.1{Al}-275.4{C}
여기서, 다음의 함유량 한계(중량%)가 관측된다.
C: 0.2 내지 0.7
Si ≤ 1.0
Al + Cr ≤ 12
11 초과 최대 22%의 Mn 함유량에 대해서는 다음의 식이 적용된다.
Figure 112016110480487-pct00004
Rm = 322.7{C}+103{Si}+847.6{Cr}+55{Al}+195.8{Cr}{C}-15{C}{Cr}2
Figure 112016110480487-pct00005
Rp = 132{Si}101.8{Cr}+60.6{Al}+91{Cr}{C}-11.9{Cr}2
Figure 112016110480487-pct00006
A80 = 24+46.5{Si}+48{C}2-7.9{Cr}{C}-8.8{Al}{Si}
여기서, 다음의 함유량 한계(중량%)가 관측된다.
C: 0.6 미만
Si: 0.4 내지 1.2
Al: 1 내지 9
Cr: 10 이하
22 초과 최대 35%의 Mn 함유량에 대해서는 다음의 식이 적용된다.
Figure 112016110480487-pct00007
Rm = 104.3{Cr}+2766.6{Si}2+11.7{Al}2-172.8{Cr}{Si}-282.3{Al}{Si}2
Figure 112016110480487-pct00008
Rp = 3269{Si}+234.2{Cr}335.6{Al}{C}-1266.5-188.4{Al}{Si}-1391.6{Cr}{Si}{C}
Figure 112016110480487-pct00009
A80 = 33.5+88.7{Si}{C}-2.1{Cr}-4.5{Al}{C}-36{Si}2
여기서, 다음의 함유량 한계(중량%)가 관측된다.
C: 0.2 내지 0.7
Si: 0.3 내지 1.5
Al + Cr ≤ 12
이 새로운 방법은 합금 조성에 따라 강의 기계적 특성을 설명하는 법칙이 존재한다는 사실을 활용하고, 여기서 미세구조의 상의 상이한 비율, 특히 결과적인 오스테나이트와 페라이트의 비율은 중요한 역할을 한다.
경량 합금에 관한 광범위한 시험에 기초하여, 오스테나이트와 페라이트의 상 비율 및 각각의 기계적 특성(예를 들면, 인장강도, 항복강도 및 파단신율)이 측정되었고, 특정의 합금에 기초한 강의 특성을 결정하는 회귀 계산이 수행되었다.
다음의 실시예의 결과는 회귀 계산의 결과가 시험된 합금에 관한 기계적 시험의 결과와 매우 우수한 근사치로 일치됨을 보여준다. 괄호 안의 값은 본 발명에 따라 계산된 값이다.
합금 Rm(MPa) (Rp0.2)(MPa) A80(%)
L1: 5Mn-6Al-4Cr-1Si-0.6C 1077(1047) 918(918) 5(4)
L2: 12Mn-6Al-6Cr-0.6Si-0.4C 964(968) 842(844) 8(9)
L3: 22Mn-4Al-6Cr-0.5Si-0.4C 815(848) 696(709) 19(18)
L4: 33Mn-9AL-2Cr-1.25Si-0.6C 1052(1077) 817(893) 18(15)
따라서, 회귀 계산에 기초하여 현재의 합금 조성에 관한 기계적 특성의 명확한 의존도가 결정될 수 있다.
따라서, 현재의 합금 조성에 따라, 고비용의 제조 및 이들 특성값을 결정하기 위한 후속되는 시험을 거치지 않고도 강의 기계적 특성이 유리하게 결정될 수 있다.
15Mn-6Al-6Cr-0.6Si-0.4C의 강의 경우, 80% 오스테나이트의 상 함유량에서 968 MPa의 강도(Rm), 844 MPa의 항복강도(Rp), 9%의 A80 값이 얻어진다.
본 발명의 개념에 따른 10Mn-6Al-6Cr-0.3Si-0.3C의 강은 42%의 오스테나이트의 상 함유량에서 795 MPa의 강도(Rm), 721 MPa의 항복강도(Rp) 및 4%의 A80 값을 갖는다.
따라서, 본 발명에 따른 방법에 의하면 상이한 합금 조성의 재료에 관하여 많은 노력을 요하는 고비용의 시험을 수행할 필요 없이 성형가능한 경량강의 소정의 합금 조성의 상 비율 및 기계적 특성의 최종적인 특성의 조합을 간단하고, 비용효율적이고, 신뢰할 수 있는 방식으로 결정할 수 있다.
2.5% 이상의 증가된 알루미늄 함량을 갖는 합금으로부터 비용효율적으로 일정한 품질의 핫 스트립을 제조하기 위해, 사전결정된 합금 조성을 가진 청구항 1 내지 청구항 4에 따라 제조된 경량강을 더욱 가공처리하기 위한 본 발명에 따른 방법이 사용되고, 여기서 멜트는 안정된 유동 하에서, 그리고 굴곡되지 않는 상태로 수평식 주조 시스템에서 6 내지 30 mm의 두께의 예비-스트립으로 주조되고, 다음에 0.9 내지 6.0 mm의 두께로 50% 이상의 변형도로 핫 스트립으로 압연된다. 열간 압연 전에 800 내지 1200℃에서 어닐링 공정이 요구될 수 있다.
본 발명의 장점은 수평식 스트립 주조 시스템을 사용하는 경우에 이 수평식 주조 시스템에서의 균일한 냉각 조건에 기인되어 대부분의 경우 거대-편석 및 블로홀이 방지될 수 있는 것이다. 이러한 시스템에서 주조 분말이 사용되지 않으므로 주조 분말과 관련된 문제도 발생되지 않는다.
스트립의 주조 공정에서 안정된 유동을 달성하기 위해, 전자기 브레이크를 사용할 것이 제안된다. 이것은 전기장을 발생하고, 스트립에 대한 최적의 속도로 또는 스트립과 동기하여 가동되어, 이상적인 경우에 멜트의 공급 속도와 회전하는 컨베이어 벨트의 속도를 동등해지도록 보장해 준다. 멜트를 수용하는 벨트의 저면이 복수의 인접하는 롤러 상에 지지되므로 응고 중에 불리한 것으로 간주되는 굴곡이 방지된다. 이 지지는 주조되는 스트립이 롤러 상에 강력하게 압착되도록 주조 벨트의 영역에 음압을 발생시킴으로써 강화된다. 또한, Al-부화 멜트 또는 Si-부화 멜트는 거의 무산소 노 분위기 중에서 응고된다. 1250℃를 초과하는 종래의 공정에서, Si-부화 스케일(파야리트; Fayalit)는 액화되고, 제거가 매우 어렵다. 이것은 대응하는 하우징 내에서 온도-시간-추이 및 다음의 공정 단계에 의해 방지될 수 있다.
응고의 임계 단계 중에 이러한 조건을 유지하기 위해, 컨베이어 벨트의 단부에서 컨베이어 벨트가 편향되기 전에 스트립이 대부분 완전히 응고되도록 컨베이어 벨트의 길이가 선택된다
컨베이어 벨트의 단부에 인접하여 균질화 구역이 있고, 이것은 온도 보상 및 가능한 장력 감소를 위해 사용된다.
예비-스트립은 인라인(in-line)으로 또는 별도로 오프라인으로 핫 스트립으로 압연될 수 있다. 제조된 후 및 오프라인 압연 전에 이 예비-스트립은 고온 상태로 직접 코일링되거나 플레이트로 절단된 후에 냉각될 수 있다. 선택적인 냉각 후에 이 스트립 또는 플레이트 재료는 재가열되고, 오프라인 압연을 위해 언코일링(uncoiling)된다.
도 1은 주조 속도 = 압연의 조건의 경우에 본 발명에 따른 방법의 순서를 개략적으로 도시한다.
본 주조 방법은, 열간 압연 공정에 앞서, 회전되는 컨베이어 벨트(2) 및 2 개의 편향 롤러(3, 3')로 이루어지는 수평식 강판 주조 시스템(1)을 이용하여 수행된다. 또한 가해진 멜트(5)가 컨베이어 벨트(2)의 좌우로 흐르는 것을 방지하는 측면 실링(4)을 볼 수 있다. 이 멜트(5)는 레이들(6)에 의해 스트립 주조 시스템(1)로 이송되고, 저부에 배치된 개구(7)를 통해 오버플로(overflow) 컨테이너로서 구성되는 공급 컨테이너(8) 내로 유입된다.
컨베이어 벨트(2)의 상측 스캐폴드(scaffold)의 저면의 집중적 냉각 장치 및 대응하는 보호 기체 분위기를 갖춘 스트립 주조 시스템(1)의 완전한 하우징은 도시되어 있지 않다.
회전하는 컨베이어 벨트(2) 상에 멜트(5)가 공급 된 후, 집중적 냉각은 응고를 유발하여 예비-스트립(9)을 형성하고, 이것은 컨베이어 벨트(2)의 단부에서 대부분 완전히 응고된다.
온도 보상 및 장력 감소를 위해, 균질화 구역(10)이 스트립 주조 시스템(1)에 인접해 있다. 이 균질화 구역은 단열된 하우징(21) 및 도시되지 않은 롤러 테이블로 이루어진다.
그 후방의 스캐폴드(12)는 선택적으로 작은 감속을 갖는 순수한 구동 유닛으로서만 구성되거나, 사전결정된 감속을 갖는 롤러 유닛으로 구성된다.
다음에, 예를 들면, 유리하게는 코일(13) 형태의 유도 가열체로서 구성되는 중간 가열체가 배치된다. 실제의 열간 성형은 후속되는 스캐폴드 시리즈(14) 내에서 실시되고, 여기서 3 개의 제 1 스캐폴드(15, 15', 15'')는 실제의 두께 감소를 유발하고, 최종 스캐폴드(16)는 평활화 롤로서 구성된다.
최종 패스 후에, 냉각 구역(17)이 배치되고, 여기서 완성된 핫 스트립이 코일링 온도까지 냉각된다.
냉각 구역(17)의 단부와 코일(19, 19') 사이에는 절단기(20)가 배치된다. 이 절단기(20)는 2 개의 코일(19, 19') 중 하나가 완전히 권취되는 즉시 핫 스트립(18)을 횡방향으로 분리하기 위한 목적을 갖는다. 후속되는 핫 스트립(18)의 선단부는 해방된 제 2 코일(19, 19')로 안내되고, 이것은 전체 스트립의 길이에 걸쳐 스트립의 장력이 유지되는 것을 보장해 준다. 이것은 특히 얇은 핫 스트립의 제조시에 중요하다.
핫 스트립의 열간 압연 전 및 냉간 압연을 위한 예비-스트립(9)의 재가열을 위한 시스템 부품은 도면에 도시되어 있지 않다.
1 스트립 주조 시스템
2 컨베이어 벨트
3, 3' 편향 롤러
4 측면 절연
5 멜트
6 레이들
7 개구
8 공급 컨테이너
9 예비-스트립
10 균질화 구역
11 하우징
12 제 1 스캐폴드
13 유도 코일
14 스캐폴드 시리즈
15, 15' 15'' 압연 스캐폴드
16 평활화 스캐폴드
17 냉각 경로
18 완성된 핫 스트립
19, 19' 코일
20 절단기

Claims (19)

  1. 성형가능한 경량강을 제조하는 방법으로서,
    상기 경량강의 합금 조성은 중량%로,
    C 0.02 내지 1.0 이하
    Al 2.5 내지 8.0 이하
    Si 0.0 내지 1.5 이하
    Mn 5.0 내지 35.0 이하
    Cr 1.0 초과 14.0 이하
    N + S + P ≤ 0.1,
    잔부의 철, 및
    가능한 함유량의 강에 수반되는 기타 원소 Cu + Mo + Ni + Zn ≤ 1.0 중량%를 함유하고,
    상기 경량강은 오스테나이트와 페라이트(A/F)의 상 혼합물로 이루어지고, 오스테나이트의 비율은 100% 내지 5%이고, 강도(Rm)는 600 내지 1200 MPa이고, 항복강도(Rp0.2)는 300 내지 1120 MPa이고, 파단신율(A80)은 5 내지 40%이고,
    상기 경량강을 제조하는 방법은 멜트를 수평식 스트립 주조 시스템에서 안정(calm)된 유동 조건 하에서 굴곡변형되지 않은 상태로 6 내지 30 mm의 두께를 갖는 예비-스트립으로 주조하는 단계 및 상기 예비-스트립을 50% 이상의 변형도로 하기 제1, 제2 및 제3 중 어느 하나의 합금 조성을 갖는 핫 스트립으로 압연하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 합금 조성은 Mn을 5 내지 최대 11% 포함하고, 하기 계산식으로 계산되는 Rm, Rp 및 A80이 상기 범위에 해당하고,
    Figure 112021056681711-pct00020
    Rm = 3182{C}+1224{Si}+847.6{Cr}+633.2{Al}-3354.8-140.7{Al}{Cr}-482.5{Cr}{C}-1372.3{Si}2
    Figure 112021056681711-pct00021
    Rp = 2509,2{C}+947{Si}+538{C}+367.8{Al}-2168.1-78.1{Al}{Cr}-381.9{Cr}{C}-923.2{Si}2
    Figure 112021056681711-pct00022
    A80 = 267.4+48{Al}{C}-2.6{Cr}-16.8{Si}-41.1{Al}-275.4{C}
    하기 성분을 중량%로 포함하고,
    C: 0.2 내지 0.7
    Si ≤ 1.0
    Al + Cr ≤ 12

    상기 제2 합금 조성은 Mn을 11 초과 및 최대 22% 포함하고, 하기 계산식으로 계산되는 Rm, Rp 및 A80이 상기 범위에 해당하고,
    Figure 112021056681711-pct00013
    Rm = 322.7{C}+103{Si}+847.6{Cr}+55{Al}+195.8{Cr}{C}-15{C}{Cr}2
    Figure 112021056681711-pct00014
    Rp = 132{Si}101.8{Cr}+60.6{Al}+91{Cr}{C}-11.9{Cr}2
    Figure 112021056681711-pct00015
    A80 = 24+46.5{Si}+48{C}2-7.9{Cr}{C}-8.8{Al}{Si}
    하기 성분을 중량%로 포함하고,
    C: 0.6 미만
    Si: 0.4 초과 내지 1.2
    Al: 1 내지 9
    Cr: 10 이하

    상기 제3 합금 조성은 Mn을 22 초과 및 최대 35% 포함하고, 하기 계산식으로 계산되는 Rm, Rp 및 A80이 상기 범위에 해당하고,
    Figure 112021056681711-pct00016
    Rm = 104.3{Cr}+2766.6{Si}2+11.7{Al}2-172.8{Cr}{Si}-282.3{Al}{Si}2
    Figure 112021056681711-pct00017
    Rp = 3269{Si}+234.2{Cr}335.6{Al}{C}-1266.5-188.4{Al}{Si}-1391.6{Cr}{Si}{C}
    Figure 112021056681711-pct00018
    A80 = 33.5+88.7{Si}{C}-2.1{Cr}-4.5{Al}{C}-36{Si}2
    하기 성분을 중량%로 포함하고,
    C: 0.2 내지 0.7
    Si: 0.3 내지 1.5
    Al + Cr ≤ 12
    상기 계산식에서 Rm 및 Rp의 경우에는 MPa 단위가, 그리고 A80의 경우에는 %가 상기 무차원 값에 할당되는
    경량강을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경량강은 5 내지 11 중량%의 Mn 함유량에서 30 내지 85%의 오스테나이트 함유량을 갖고, 850MPa 이상의 강도(Rm), 700MPa 이상의 항복강도, 및 4 내지 20%의 파단신율(A80)이 얻어지는,
    경량강을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경량강은 11 초과 22 이하의 중량%의 Mn 함유량에서 20 내지 99%의 오스테나이트 상 함유량을 갖고, 600 내지 850 MPa의 강도(Rm), 350 MPa 이상의 항복강도, 및 8 내지 60%의 파단신율(A80)이 얻어지는,
    경량강을 제조하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경량강은 22 초과 35 이하의 중량%의 Mn 함유량에서 20 내지 60%의 오스테나이트 상 함유량을 갖고, 820 MPa의 강도, 450 MPa 이상의 항복강도, 및 10 내지 30%의 파단신율이 얻어지는,
    경량강을 제조하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 멜트의 공급 속도는 회전하는 컨베이어 벨트의 속도와 동등한,
    경량강을 제조하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트의 폭에 걸쳐 연장되는 스트립의 응고의 개시 시에 형성되는 스트립 셸(shell)의 모든 표면 원소에 대해, 대략 동등한 냉각 조건이 얻어지는,
    경량강을 제조하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트 상에 가해지는 상기 멜트는 상기 컨베이어 벨트의 단부에서 대부분 완전히 응고되는,
    경량강을 제조하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    완전 응고 후 및 추가의 가공처리 단계 전에 상기 예비-스트립이 균질화 구역을 통과하는,
    경량강을 제조하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 추가의 가공처리 단계는 상기 예비-스트립을 플레이트로 절단하는 단계인,
    경량강을 제조하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    플레이트로의 절단 후에 상기 플레이트는 압연 온도로 가열되고, 다음에 압연하는 단계를 거치는,
    경량강을 제조하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 추가의 가공처리 단계는 상기 예비-스트립의 권취 단계인,
    경량강을 제조하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 권취 단계 후에 상기 예비-스트립이 풀려지고, 압연 온도로 가열되고, 다음에 상기 압연하는 단계를 거치는,
    경량강을 제조하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    풀려지기 전에 상기 예비-스트립이 재가열되는,
    경량강을 제조하는 방법.
  15. 제 1 항 및 제 6 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 예비-스트립은 인라인(in-line)으로 상기 압연하는 단계를 거치고, 다음에 권취되는,
    경량강을 제조하는 방법.
  16. 제 1 항 및 제 6 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핫 스트립으로 압연하는 단계 중의 변형도는 70% 보다 큰,
    경량강을 제조하는 방법.
  17. 제 1 항 및 제 6 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핫 스트립으로 압연하는 단계 중의 변형도는 90% 보다 큰,
    경량강을 제조하는 방법.
  18. 제 1 항 및 제 6 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핫 스트립은 재가열되고, 냉각 후에 냉간 압연되는,
    경량강을 제조하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    어닐링 공정이 탈탄 분위기 내에서 수행되는,
    경량강을 제조하는 방법.
KR1020167031628A 2014-04-17 2015-04-08 변형가능한 경량강을 위해 설정되는 특성의 조합을 계산하기 위한 방법 KR102301544B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014005662.7A DE102014005662A1 (de) 2014-04-17 2014-04-17 Werkstoffkonzept für einen umformbaren Leichtbaustahl
DE102014005662.7 2014-04-17
PCT/DE2015/100147 WO2015158328A1 (de) 2014-04-17 2015-04-08 Verfahren zur berechnung der sich einstellenden eigenschaftskombination für einen umformbaren leichtbaustahl

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160146815A KR20160146815A (ko) 2016-12-21
KR102301544B1 true KR102301544B1 (ko) 2021-09-10

Family

ID=53539423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167031628A KR102301544B1 (ko) 2014-04-17 2015-04-08 변형가능한 경량강을 위해 설정되는 특성의 조합을 계산하기 위한 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10435764B2 (ko)
EP (1) EP3131691A1 (ko)
KR (1) KR102301544B1 (ko)
DE (1) DE102014005662A1 (ko)
WO (1) WO2015158328A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106734202A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中冶连铸技术工程有限责任公司 棒线材和窄带轧制生产线及其生产方法
CN109576481B (zh) * 2017-09-28 2020-10-23 上海梅山钢铁股份有限公司 立式连续退火炉炉内反向穿带控制方法
CN109655337A (zh) * 2018-12-11 2019-04-19 山东威普斯橡胶股份有限公司 一种钢丝绳输送带中间胶的检测方法
TWI796041B (zh) * 2021-12-10 2023-03-11 中國鋼鐵股份有限公司 高爐爐頂之料倉之秤重系統的動態壓力補償方法
CN114752867B (zh) * 2022-04-25 2022-10-11 燕山大学 一种高强韧轻质钢及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004031284A1 (de) 2004-06-29 2006-02-02 Buderus Guss Gmbh Bremsscheibe
DE102005052774A1 (de) 2004-12-21 2006-06-29 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201230A (en) 1964-03-16 1965-08-17 United States Steel Corp Austenitic stainless steel
JPS6277661A (ja) 1985-09-30 1987-04-09 Toshiba Corp メモリ有無検出回路
US4865662A (en) * 1987-04-02 1989-09-12 Ipsco Inc. Aluminum-manganese-iron stainless steel alloy
US5431753A (en) * 1991-12-30 1995-07-11 Pohang Iron & Steel Co. Ltd. Manufacturing process for austenitic high manganese steel having superior formability, strengths and weldability
DE19900199A1 (de) 1999-01-06 2000-07-13 Ralf Uebachs Leichtbaustahllegierung
DE102004061284A1 (de) 2003-12-23 2005-07-28 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl
WO2006048034A1 (de) * 2004-11-03 2006-05-11 Thyssenkrupp Steel Ag Höherfestes, twip-eigenschaften aufweisendes stahlband oder -blech und verfahren zu dessen herstellung mittels “direct strip casting '
EP2406023A1 (de) 2009-03-11 2012-01-18 Salzgitter Flachstahl GmbH Verfahren zum erzeugen eines warmbandes und aus einem triplex-leichtbaustahl hergestelltes warmband
DE102011117135A1 (de) 2010-11-26 2012-05-31 Salzgitter Flachstahl Gmbh Energie speicherndes Behältnis aus Leichtbaustahl
DE102011000089A1 (de) * 2011-01-11 2012-07-12 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Stahlflachprodukts
DE102011010040B3 (de) 2011-02-02 2012-08-02 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines gegossenen Bandes aus Stahl mit über den Bandquerschnitt und die Bandlänge einstellbaren Werkstoffeigenschaften
DE102012002642B4 (de) 2012-02-08 2013-08-14 Salzgitter Flachstahl Gmbh Warmband zur Herstellung eines Elektroblechs und Verfahren hierzu

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004031284A1 (de) 2004-06-29 2006-02-02 Buderus Guss Gmbh Bremsscheibe
DE102005052774A1 (de) 2004-12-21 2006-06-29 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015158328A1 (de) 2015-10-22
EP3131691A1 (de) 2017-02-22
KR20160146815A (ko) 2016-12-21
DE102014005662A1 (de) 2015-10-22
US10435764B2 (en) 2019-10-08
US20170037490A1 (en) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2554265C2 (ru) Способ производства горячекатаного плоского стального проката
TWI484050B (zh) 冷軋鋼板、及其製造方法、以及熱壓印成形體
JP5252128B2 (ja) 鋼板およびその製造方法
KR102054878B1 (ko) 스케일이 발생하지 않는 열처리 가능한 강 및 상기 강으로 스케일이 발생하지 않는 부품을 제조하기 위한 방법
KR102301544B1 (ko) 변형가능한 경량강을 위해 설정되는 특성의 조합을 계산하기 위한 방법
JP5350253B2 (ja) ボロンミクロ合金化多相鋼からフラット鋼生成物を製造する方法
JP5232793B2 (ja) 複合相ミクロ組織を形成する鋼からフラット鋼生成物を製造する方法
US8939194B2 (en) Continuous cast slab and producing method therefor
KR101766550B1 (ko) 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법
CN103237906A (zh) 制造抗拉强度等级为590MPa、可加工性优异且在其材料性能方面偏差小的高强度冷轧/热轧DP钢的方法
JP2020525652A (ja) 材質ばらつきが少なく表面品質に優れた超高強度熱延鋼板及びその製造方法
US10450624B2 (en) Method for producing a flat product from an iron-based shape memory alloy
US20210198774A1 (en) Multiphase ultra-high strength hot rolled steel
KR20110128289A (ko) 열간압연 스트립을 제조하는 방법 및 3상 경량 강으로부터 제조된 열간압연 스트립
JP5350255B2 (ja) ケイ素合金化多相鋼からフラット鋼生成物を製造する方法
KR102298180B1 (ko) 망간 함유 평탄 강으로 이루어지는 평탄 강 제품을 제조하는 방법 및 이러한 평탄 강 제품
KR20150119231A (ko) 딥드로잉 적용을 위한 냉간압연 평강 제품 및 그 제조 방법
JP2012518539A (ja) 熱間圧延薄鋳造ストリップ品及びその製造方法
US20140261919A1 (en) Low carbon-high manganese steel and manufacturing process thereof
US11285529B2 (en) Aluminum-free steel alloys and methods for making the same
US20140261916A1 (en) High strength - high ductility cold rolled recovery annealed steel and process for manufacture thereof
JP5350254B2 (ja) アルミニウム合金化多相鋼からフラット鋼生成物を製造する方法
KR20190078395A (ko) 형상 품질이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102218435B1 (ko) 표면품질이 우수하고, 재질편차가 적은 열연강판 및 그 제조방법
JP3716639B2 (ja) ベイナイト系高張力熱延鋼帯の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant