KR102325472B1 - Hot rolled steel sheet having excellent hole expansion property and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 휠, 림 및 프레임 등에 적용 가능한 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.045~0.10%, Mn: 0.40~1.4%, Al: 0.005~0.050%, Ca: 0.0005~0.0050%, Nb: 0.003~0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족하며, 면적%로, 페라이트가 93.0~98.5%이며, 퍼얼라이트는 1.5~7.0%인 미세조직을 포함하고, 상기 페라이트의 결정립의 장축/단축비가 5.0이하인 구멍확장성이 우수한 열연강판을 제공한다.
[관계식 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[관계식 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[관계식 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(단, 상기 관계식 1 내지 3에서 C, Mn, Nb, Al 및 Ca의 함량 단위는 중량%임.)The present invention relates to a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability applicable to automobile wheels, rims and frames, and a method for manufacturing the same.
One embodiment of the present invention is by weight %, C: 0.045 to 0.10%, Mn: 0.40 to 1.4%, Al: 0.005 to 0.050%, Ca: 0.0005 to 0.0050%, Nb: 0.003 to 0.05%, balance Fe and others Contains unavoidable impurities, satisfies the following Relations 1 to 3, in area%, ferrite is 93.0 to 98.5%, and pearlite includes a microstructure of 1.5 to 7.0%, and the long/short axis ratio of the crystal grains of the ferrite is To provide a hot-rolled steel sheet with excellent hole expandability of 5.0 or less.
[Relational Expression 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[Relational Expression 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[Relation 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(However, in Relations 1 to 3, the unit of content of C, Mn, Nb, Al and Ca is weight %.)
Description
본 발명은 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 휠, 림 및 프레임 등에 적용 가능한 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability applicable to automobile wheels, rims and frames, and a method for manufacturing the same.
자동차용 열연강판은 자동차 성형품의 경량화를 위한 고강도화 경향으로 더욱 더 높은 수준의 가공성이 요구되고 있을 뿐만 아니라, 자동차 사용환경의 측면에서 우수한 용접부 피로특성이 요구되고 있고, 부품성형의 측면에서는 균일한 부품제작을 위해 우수한 치수 형상, 즉 균일한 재질편차가 요구됨이 이미 잘 알려져 있다. 강판의 가공성 및 강도를 올리기 위해서는 강 중의 불순물을 최소화시키고, C, Si, Mn, Ti, Nb, Mo, V 등을 첨가함으로써 제조하는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 원소들은 대부분 가공경화를 촉진하고 용접성을 저하시키는 원소이므로 열간압연 직후 강판의 이방성을 심화시키고, 미세조직을 불균일하게 만들어 가공성과 용접성을 저하시키기 쉬우며, 제조 과정 중 열간압연 공정에서 압연부하가 급증하여 판형상 불량 및 판파단 등을 유발하기 쉽다.Hot-rolled steel sheets for automobiles are not only demanding a higher level of workability due to the tendency to increase strength for weight reduction of automobile molded products, but also require excellent weld fatigue characteristics in terms of automobile usage environment, and uniform parts in terms of part molding. It is already well known that good dimensional shape, ie, uniform material deviation, is required for fabrication. In order to increase the workability and strength of the steel sheet, it is generally manufactured by minimizing impurities in the steel and adding C, Si, Mn, Ti, Nb, Mo, V, and the like. However, since most of the above elements are elements that promote work hardening and reduce weldability, it is easy to deepen the anisotropy of the steel sheet immediately after hot rolling, and make the microstructure non-uniform to reduce workability and weldability, and during the manufacturing process, rolling in the hot rolling process It is easy to cause plate shape defects and plate breakage due to a sudden increase in load.
이러한 열연강판의 종래기술들로는 다음과 같다.The prior art of such a hot-rolled steel sheet is as follows.
특허문헌 1은 Ti와 V을 미량 첨가하여 이들 원소의 탄질화물을 석출시킴으로써 항복강도 50ksi이상인 열연강판을 제공하는 것을 특징으로 하고 있다. 특허문헌 2 및 3은 Ti와 Mo을 첨가하여 이들 원소의 석출강화를 활용한 열연강판의 제조기술에 관한 것이다. 또한, 특허문헌 4는 Ti와 Nb을 첨가하고 3단으로 나누어 냉각함에 의하여 페라이트와 베이나이트로 이루어진 열연강판을 제조하는 기술이다.
그러나, 상기 종래기술들은 모두 기존 열연밀 공정(Batch 모드)에서 제조하는 방법에 관한 것으로서 재질편차가 폭 및 길이방향으로 크게 발생하는 문제를 피하기 어려운 실정이다. 즉, 기존 열연밀 공정(Batch 모드)에서 마무리 압연 온도를 일정하게 유지하기 위해서 테일(Tail)부에 필연적으로 압연 속도를 가속화함에 따라 폭 및 길이방향의 재질편차가 크게 발생하는 문제점이 있다. 또한, 마무리압연 온도가 높아 최종제품의 결정립 사이즈가 조대하여 높은 구멍확장성을 얻기가 어려운 문제점이 있다.However, all of the above prior arts relate to a method of manufacturing in the existing hot-rolling process (batch mode), and it is difficult to avoid the problem that material deviation occurs greatly in the width and length directions. That is, as the rolling speed is inevitably accelerated at the tail in order to keep the finish rolling temperature constant in the conventional hot rolling process (Batch mode), there is a problem in that material deviations in the width and length directions occur greatly. In addition, there is a problem in that it is difficult to obtain a high hole expandability because the finish rolling temperature is high and the grain size of the final product is coarse.
따라서, 기존 열연밀(Batch 모드) 공정에서 강판을 제조시 발생되는 재질편차 문제점들을 극복할 수 있으면서도, 구멍확장성이 높은 인장강도 440MPa급 박물(0.6~2.3mmt) 열연강판 및 그 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, it is possible to overcome the material deviation problems that occur when manufacturing steel sheets in the existing hot-rolling (batch mode) process, while providing a 440 MPa-class thin film (0.6 to 2.3 mmt) hot-rolled steel sheet with high hole expandability and a method for manufacturing the same. development is required.
본 발명의 일 측면은 연주~압연 직결 공정에서 연연속압연 모드를 이용하여 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability and a method for manufacturing the same by using the continuous rolling mode in the direct connection process of casting to rolling.
한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.In addition, the subject of this invention is not limited to the above-mentioned content. The subject of the present invention will be understood from the overall content of the present specification, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have no difficulty in understanding the additional subject of the present invention.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.045~0.10%, Mn: 0.40~1.4%, Al: 0.005~0.050%, Ca: 0.0005~0.0050%, Nb: 0.003~0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족하며, 면적%로, 페라이트가 93.0~98.5%이며, 퍼얼라이트는 1.5~7.0%인 미세조직을 포함하고, 상기 페라이트의 결정립의 장축/단축비가 5.0이하인 구멍확장성이 우수한 열연강판을 제공한다.One embodiment of the present invention is by weight%, C: 0.045 to 0.10%, Mn: 0.40 to 1.4%, Al: 0.005 to 0.050%, Ca: 0.0005 to 0.0050%, Nb: 0.003 to 0.05%, balance Fe and others Contains unavoidable impurities, satisfies the
[관계식 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40[Relational Expression 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[관계식 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35[Relational Expression 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[관계식 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100[Relation 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(단, 상기 관계식 1 내지 3에서 C, Mn, Nb, Al 및 Ca의 함량 단위는 중량%임.)(However, in
본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, C: 0.045~0.10%, Mn: 0.40~1.4%, Al: 0.005~0.050%, Ca: 0.0005~0.0050%, Nb: 0.003~0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1 내지 3을 만족하는 용강을 연속주조하여 박 슬라브를 얻는 단계; 상기 박 슬라브를 조압연하여 바를 얻는 단계; 상기 바를 마무리 압연 출측온도가 740~870℃가 되도록 마무리 압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 1.5~6.0초간 공냉한 뒤, 20~80℃/초의 냉각속도로 560~690℃까지 냉각한 후, 권취하는 단계를 포함하며, 상기 각 단계는 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is, by weight%, C: 0.045-0.10%, Mn: 0.40-1.4%, Al: 0.005-0.050%, Ca: 0.0005-0.0050%, Nb: 0.003-0.05%, balance Fe and others obtaining a thin slab by continuously casting molten steel containing unavoidable impurities and satisfying the
[관계식 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40[Relational Expression 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[관계식 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35[Relational Expression 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[관계식 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100[Relation 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(단, 상기 관계식 1 내지 3에서 C, Mn, Nb, Al 및 Ca의 함량 단위는 중량%임.)(However, in
본 발명의 일측면에 따르면, 합금조성과 제조조건을 적절히 제어함으로써 연주~압연 직결 공정에서 연연속압연 모드를 이용하여 구멍확장성이 우수한 열연강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 기존 열연밀에서의 재가열 공정을 생략할 수 있어 에너지 절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 박 슬라브 연주법을 통해 전기로에서 고철 등의 스크랩을 용해한 강을 사용할 수 있어 자원의 재활용성을 높여줄 수 있다.According to one aspect of the present invention, by appropriately controlling the alloy composition and manufacturing conditions, it is possible to provide a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability and a method for manufacturing the same by using the continuous rolling mode in the direct rolling-rolling process. In addition, since the reheating process in the conventional hot-rolling mill can be omitted, energy saving and productivity improvement can be achieved. In addition, through the thin slab playing method, it is possible to use steel obtained by melting scraps such as scrap iron in an electric furnace, thereby increasing the recyclability of resources.
도 1은 본 발명의 열연강판 제조에 적용 가능한 연속주조-압연 직결공정을 위한 설비의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 열연강판 제조에 적용 가능한 연속주조-압연 직결공정을 위한 설비의 또 다른 모식도이다.
도 3은 관계식 1 내지 3의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 1의 개재물을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교예 4의 개재물을 SEM으로 관찰한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 9를 EBSD를 이용하여 측정한 페라이트 결정립 사이즈 분포를 나타낸 것이다.1 is a schematic diagram of a facility for continuous casting-rolling direct connection process applicable to the production of hot-rolled steel sheet of the present invention.
Figure 2 is another schematic view of the equipment for the continuous casting-rolling direct connection process applicable to the production of the hot-rolled steel sheet of the present invention.
3 is a graph showing the relationship of
4 is a photograph of the inclusion of Inventive Example 1 according to an embodiment of the present invention observed by SEM.
5 is a photograph observed by SEM of the inclusions of Comparative Example 4 according to an embodiment of the present invention.
6 shows a ferrite grain size distribution measured using EBSD in Inventive Example 9 according to an embodiment of the present invention.
새로운 철강 제조공정인 연주~압연직결 제조공정은 공정 특성상 등속, 등온으로 제어됨에 따라 스트립(Strip)의 폭 및 길이방향으로의 온도편차가 작아진다는 이점이 있어 재질편차가 양호한 강판을 제조할 수 있는 잠재 능력을 지닌 공정이다. 본 발명자들은 이러한 연주~압연직결 제조공정을 이용하여 재질편차가 적을 뿐만 아니라, 구멍확장성 또한 우수한 열연강판을 제공할 수 있다는 식견하에 본 발명을 완성하게 되었다.The new steel manufacturing process, the casting and rolling direct connection manufacturing process, has the advantage of reducing the temperature deviation in the width and length directions of the strip as it is controlled at constant velocity and isothermal temperature due to the characteristics of the process. It is a process with potential. The present inventors have completed the present invention with the knowledge that by using such a casting-rolling direct connection manufacturing process, a hot-rolled steel sheet having a small material deviation as well as excellent hole expandability can be provided.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다. 먼저, 본 발명의 합금조성을 설명한다. 하기 설명되는 합금조성의 함량은 별도의 언급이 없는 한 중량%를 의미한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described. First, the alloy composition of the present invention will be described. The content of the alloy composition described below means wt% unless otherwise specified.
C: 0.045~0.10%C: 0.045-0.10%
탄소(C)은 변태조직강에서 강도확보를 위해 첨가되는 중요한 원소이다. C 함량이 0.045% 미만인 경우에는 본 발명에서 목표로 하는 강도 확보가 어려울 수 있다. 반면에 C 함량이 0.10% 초과인 경우에는 강도가 너무 높아 목표로 하는 구멍확장성 및 연신율을 확보하기가 어려울 수 있다. 따라서, 상기 C 함량은 0.045~0.10%인 것이 바람직하다. 상기 C 함량의 하한은 0.050%인 것이 보다 바람직하고, 0.055%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 C 함량의 상한은 0.09%인 것이 보다 바람직하고, 0.08%인 것이 보다 더 바람직하다.Carbon (C) is an important element added to secure strength in transformed steel. When the C content is less than 0.045%, it may be difficult to secure the strength targeted in the present invention. On the other hand, when the C content is more than 0.10%, it may be difficult to secure the target hole expandability and elongation because the strength is too high. Therefore, the C content is preferably 0.045 to 0.10%. The lower limit of the C content is more preferably 0.050%, and even more preferably 0.055%. The upper limit of the C content is more preferably 0.09%, and even more preferably 0.08%.
Mn: 0.40~1.4%Mn: 0.40~1.4%
망간(Mn)은 페라이트 형성을 억제하며, 오스테나이트 안정성을 높여 저온 변태상(퍼얼라이트 및 베이나이트 등)의 형성을 용이하게 함으로써 강도를 증가시킨다. Mn 함량이 0.40% 미만인 경우에는 본 발명에서 목표로 하는 강도 확보가 어려울 수 있다. 반면에 Mn 함량이 1.4% 초과인 경우에는 박 슬라브 및 열연강판의 내부 및/또는 외부에 편석대를 형성시켜 크랙의 발생과 전파를 유발해 강판의 최종품질을 저하시키고, 용접성 및 구멍확장성이 열위하게 할 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.40~1.4%인 것이 바람직하다. 상기 Mn 함량의 하한은 0.45%인 것이 보다 바람직하고, 0.50%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 Mn 함량의 상한은 1.2%인 것이 보다 바람직하고, 1.0%인 것이 보다 더 바람직하다.Manganese (Mn) suppresses the formation of ferrite and increases the strength of austenite by facilitating the formation of low-temperature transformation phases (pearlite and bainite, etc.). When the Mn content is less than 0.40%, it may be difficult to secure the strength targeted in the present invention. On the other hand, when the Mn content is more than 1.4%, segregation zones are formed inside and/or outside the thin slab and hot-rolled steel sheet, causing cracks to occur and propagate, thereby lowering the final quality of the steel sheet, and improving weldability and hole expandability. can make it inferior. Accordingly, the Mn content is preferably 0.40 to 1.4%. The lower limit of the Mn content is more preferably 0.45%, even more preferably 0.50%. The upper limit of the Mn content is more preferably 1.2%, even more preferably 1.0%.
Al: 0.005~0.050%Al: 0.005~0.050%
알루미늄(Al)은 제강시 탈산을 위해 첨가되는 원소이다. Al 함량이 0.005% 미만인 경우에는 탈산 효과가 없을 수 있으며, 0.050%를 초과할 경우 용강 내 산소(O)와 반응하여 고융점의 산화물(개재물)이 형성됨에 따라 노즐막힘이 발생할 수 있고, 또한, 상기 개재물의 형상이 날카로워 구멍확장성을 열위하게 할 수 있다. 따라서, 상기 Al의 함량은 0.005~0.050%인 것이 바람직하다. 상기 Al 함량의 하한은 0.010%인 것이 보다 바람직하고, 0.015%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 Al 함량의 상한은 0.045%인 것이 보다 바람직하고, 0.040%인 것이 보다 더 바람직하다.Aluminum (Al) is an element added for deoxidation during steelmaking. If the Al content is less than 0.005%, there may be no deoxidation effect, and if it exceeds 0.050%, it reacts with oxygen (O) in the molten steel to form an oxide (inclusion) with a high melting point, and nozzle clogging may occur. The shape of the inclusion may be sharp, which may make the hole expandability inferior. Accordingly, the Al content is preferably 0.005 to 0.050%. The lower limit of the Al content is more preferably 0.010%, even more preferably 0.015%. The upper limit of the Al content is more preferably 0.045%, and even more preferably 0.040%.
Ca: 0.0005~0.0050%Ca: 0.0005-0.0050%
칼슘(Ca)은 용강 내 Al, O와 반응하여 저융점인 구상의 개재물(12CaO·17Al2O3)을 형성하여 노즐막힘 방지와 개재물 분리부상을 용이하게 하는 원소이다. Ca 함량이 0.0005% 미만인 경우 상기 효과를 확보하기 어렵다. 반면에, Ca 함량이 0.0050% 초과인 경우에는 고융점 개재물이 형성되어 노즐막힘을 조장함에 따라 주조중단이 발생할 수 있고, 대형 개재물(>50㎛)이 형성되어 구멍확장성을 열위하게 할 수 있다. 따라서, 상기 Ca의 함량은 0.0005~0.0050%인 것이 바람직하다. 상기 Ca 함량의 하한은 0.0010%인 것이 보다 바람직하고, 0.0015%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 Ca 함량의 상한은 0.0045%인 것이 보다 바람직하고, 0.0040%인 것이 보다 더 바람직하다.Calcium (Ca) reacts with Al and O in molten steel to form spherical inclusions (12CaO·17Al 2 O 3 ) having a low melting point, thereby preventing nozzle clogging and facilitating separation of inclusions. When the Ca content is less than 0.0005%, it is difficult to secure the above effect. On the other hand, when the Ca content is more than 0.0050%, high melting point inclusions are formed, which promotes nozzle clogging, and thus casting interruption may occur, and large inclusions (>50 μm) are formed, which may make hole expandability inferior. . Accordingly, the Ca content is preferably 0.0005 to 0.0050%. The lower limit of the Ca content is more preferably 0.0010%, and even more preferably 0.0015%. The upper limit of the Ca content is more preferably 0.0045%, and even more preferably 0.0040%.
Nb: 0.003~0.05%Nb: 0.003~0.05%
니오븀(Nb)은 NbC, NbCN 등의 석출물 형성원소로서 석출강화 및 결정립 미세화로 강도를 향상시키는 원소이다. Nb 함량이 0.003% 미만인 경우에는 상술한 효과가 불충분하다. 반면에 Nb 함량이 0.05% 초과인 경우에는 NbC, NbCN 등의 석출물이 과다 형성하여 고온연성 저하로 인해 슬라브 및/또는 바(Bar)의 에지부 품질이 열위해질 수 있다. 따라서, Nb 함량은 0.003~0.05%인 것이 바람직하다. 상기 Nb 함량의 하한은 0.006%인 것이 보다 바람직하고, 0.01%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 Nb 함량의 상한은 0.04%인 것이 보다 바람직하며, 0.03%인 것이 보다 더 바람직하다.Niobium (Nb) is a precipitate-forming element such as NbC and NbCN, and is an element that improves strength by strengthening precipitation and refining grains. When the Nb content is less than 0.003%, the above-described effect is insufficient. On the other hand, when the Nb content is more than 0.05%, precipitates such as NbC and NbCN are excessively formed, and the quality of the edge portion of the slab and/or bar may be inferior due to deterioration of high-temperature ductility. Therefore, the Nb content is preferably 0.003 to 0.05%. The lower limit of the Nb content is more preferably 0.006%, and even more preferably 0.01%. The upper limit of the Nb content is more preferably 0.04%, and even more preferably 0.03%.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.The remaining component of the present invention is iron (Fe). However, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in the normal manufacturing process, this cannot be excluded. Since these impurities are known to anyone skilled in the art of manufacturing processes, all details thereof are not specifically mentioned in the present specification.
한편, 본 발명의 열연강판은 전술한 합금성분 중 C, Mn, Nb, Al 및 Ca가 하기 관계식 1 내지 3을 각각 만족하는 것이 바람직하며, 이를 통해, 본 발명이 목표로 하는 구멍확장성이 우수한 열연강판을 제조할 수 있다. 단, 하기 관계식 1 내지 3에 기재된 C, Mn, Nb, Al 및 Ca의 함량 단위는 중량%이다.On the other hand, in the hot-rolled steel sheet of the present invention, it is preferable that C, Mn, Nb, Al and Ca among the above alloy components satisfy the following
[관계식 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40[Relational Expression 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
상기 관계식 1은 본 발명이 얻고자 하는 강도를 확보하기 위한 성분관계식이다. 상기 C+Mn/5+5Nb의 값이 0.20 미만인 경우에는 본 발명이 목표로 하는 강도를 확보하기 곤란하고, 0.40을 초과할 경우에는 연신율이 낮아져 가공 시 크랙이 발생 할 수 있다. 따라서, 상기 C+Mn/5+5Nb의 값은 0.20~0.40의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 C+Mn/5+5Nb의 값의 하한은 0.22인 것이 보다 바람직하고, 0.24인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 C+Mn/5+5Nb의 값의 상한은 0.39인 것이 보다 바람직하고, 0.37인 것이 보다 더 바람직하다. The
[관계식 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35[Relational Expression 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
상기 관계식 2는 개재물 제어를 통한 높은 구멍확장성 확보 및 노즐 막힘에 의한 주조 중단이 발생하지 않도록 하기 위한 성분관계식이다. 상기 관계식 (2)에서 Al/Ca의 값이 3 미만인 경우에는 용강 내에 CaO, 3CaOAl2O3 등과 같은 Ca 함량이 높은 고융점 개재물이 형성되어 노즐막힘이 발생할 위험성이 높다. 반면, 상기 Al/Ca의 값이 35를 초과하는 경우에는 용강 내에 CaOAl2O3, CaO2Al2O3, CaO6Al2O3, Al2O3 등과 같은 Al 함량이 높은 고융점 개재물이 형성되는데 이러한 개재물은 구형화되지 않아 부상분리가 불리하여 노즐 막힘에 의한 주조 중단이 발생할 수 있고, 구멍확장성 또한 열위하게 할 수 있다. 따라서, 구멍확정성이 높은 박물 열연재를 안정적으로 고속주조하기 위해서는 상기 Al/Ca의 값이 3~35의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 Al/Ca의 값의 하한은 4인 것이 보다 바람직하고, 5인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 Al/Ca의 값의 상한은 30인 것이 보다 바람직하고, 25인 것이 보다 더 바람직하다.
[관계식 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100[Relation 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
상기 관계식 3은 본 발명이 목표로 하는 강도, 높은 구멍확장성 및 안정적인 고속주조성을 확보하기 위한 성분관계식이다. 상기 (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)의 값이 20미만인 경우는 목표로 하는 연신율 및 구멍확장성의 확보가 어렵고, 용강 내에 CaO, 3CaOAl2O3 등과 같은 Ca 함량이 높은 고융점 개재물이 형성되어 노즐막힘이 발생할 위험성이 높다. 반면, 상기 (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)의 값이 100을 초과하는 경우에는 용강 내에 CaOAl2O3, CaO2Al2O3, CaO6Al2O3, Al2O3 등과 같은 Al 함량이 높은 고융점 개재물이 형성되는데 이러한 개재물은 구형화되지 않아 부상분리가 불리하여 노즐 막힘에 의한 주조 중단이 발생할 수 있고, 구멍확장성 또한 열위하게 할 수 있다. 따라서, 목표로 하는 연신율 및 구멍확정성이 우수한 박물 열연재를 안정적으로 고속주조하기 위해서는 상기 (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)의 값이 20~100의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)의 값의 하한은 22인 것이 보다 바람직하고, 25인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)의 값의 상한은 90인 것이 보다 바람직하고, 80인 것이 보다 더 바람직하다. The
한편, 본 발명의 열연강판은 트램프 원소로서 Si, P, S, N, Mg, Sn, Sb, Zn 및 Pb로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 그 합계가 0.1중량%이하의 범위로 포함할 수 있다. 상기 트램프 원소는 제강공정에서 원료로 사용하는 합금철 또는 스크랩이나, 래들(Ladle) 및 턴디쉬(Tundish) 내화물 등에서 비롯된 불순물 원소로서, 그 합계가 0.1중량%를 초과하는 경우에는 박 슬라브의 표면에 크랙을 발생시켜 열연강판의 표면 품질을 저하시킬 수 있다.On the other hand, the hot-rolled steel sheet of the present invention may contain one or more selected from the group consisting of Si, P, S, N, Mg, Sn, Sb, Zn and Pb as a trap element in a total of 0.1 wt% or less. have. The tramp element is an impurity element originating from ferroalloy or scrap used as a raw material in the steelmaking process, ladle and tundish refractories, etc., and when the total exceeds 0.1% by weight, on the surface of the thin slab Cracks may occur, which may deteriorate the surface quality of the hot-rolled steel sheet.
본 발명의 열연강판은 면적%로, 페라이트가 93.0~98.5%이며, 퍼얼라이트가 1.5~7.0%인 미세조직을 가질 수 있다. 또한, 상기 미세조직은 5%이하의 베이나이트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 페라이트의 분율이 93.0%미만인 경우 상대적으로 퍼얼라이트 또는 베이나이트의 분율이 높아져 목표로 하는 연신율 확보가 어렵고, 98.5%를 초과할 경우 목표로 하는 강도 확보가 어려울 수 있다. 또한 상기 퍼얼라이트의 분율이 1.5%미만인 경우에는 상대적으로 강도가 낮은 페라이트 분율이 높아 목표로 하는 강도 확보가 어렵고, 7.0%를 초과할 경우 목표로 하는 연신율 확보가 어려울 수 있다. 상기 베이나이트가 5%를 초과할 경우에는 강도가 높아져 목표로 하는 연신율 확보가 어려울 수 있다.The hot-rolled steel sheet of the present invention may have a microstructure in which ferrite is 93.0 to 98.5% and pearlite is 1.5 to 7.0% by area%. In addition, the microstructure may further include 5% or less of bainite. When the fraction of ferrite is less than 93.0%, it is difficult to secure the target elongation because the fraction of pearlite or bainite is relatively high, and when it exceeds 98.5%, it may be difficult to secure the target strength. In addition, when the fraction of pearlite is less than 1.5%, it is difficult to secure the target strength because the fraction of ferrite having relatively low strength is high, and when it exceeds 7.0%, it may be difficult to secure the target elongation. When the bainite content exceeds 5%, it may be difficult to secure a target elongation because the strength is increased.
상기 페라이트의 결정립의 장축/단축비가 5.0이하인 것이 바람직하다. 결정립의 장축/단축비는 결정립의 등방성 정도를 보는 것으로 등방성에 가까울수록 높은 구멍확장성 확보 측면에서 유리하기 때문이다. 따라서, 높은 구멍확장성을 확보하기 위해서는 상기 페라이트의 결정립의 장축/단축비가 5.0이하인 것이 바람직하고, 4.5이하인 것이 보다 바람직하며, 4.0이하인 것이 보다 더 바람직하다.It is preferable that the long axis/short axis ratio of the crystal grains of the ferrite be 5.0 or less. The long-axis/short-axis ratio of the grains shows the degree of isotropy of the grains, and the closer to the isotropy, the better in terms of securing high hole expandability. Therefore, in order to ensure high hole expandability, the long axis/short axis ratio of the crystal grains of the ferrite is preferably 5.0 or less, more preferably 4.5 or less, and still more preferably 4.0 or less.
본 발명 열연강판의 미세조직에서 페라이트는 그 분율이 93.0% 이상인 주요 조직이기 때문에 상기 페라이트의 결정립 크기가 강도에 영향을 미칠 수 있다. 상기 페라이트 평균 결정립 크기가 작으면 작을수록 강도 및 구멍확장성 확보 면에 있어 유리하다. 다만, 상기 페라이트 평균 결정립 크기를 1.0㎛ 미만으로 미세화시키기 위해서는, 결정립 미세화에 효과가 있는 Nb, Ti, Mo 및 V 등의 합금철 투입이 추가적으로 필요하나 이는 제조단가의 상승을 유발하므로, 상기 페라이트 평균 결정립 크기는 1.0㎛ 이상인 것이 바람직하다. 반면, 상기 페라이트의 결정립 크기가 8.0㎛를 초과할 경우 강도 확보가 어렵고, 구멍확장성도 상당히 열위해질 수 있다. 따라서, 상기 페라이트의 평균 결정립 크기는 1.0~8.0㎛인 것이 바람직하다. 상기 페라이트의 평균 결정립 크기의 하한은 1.5㎛인 것이 보다 바람직하고, 2.0㎛인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 페라이트의 평균 결정립 크기의 상한은 7.5㎛인 것이 보다 바람직하고, 7.0㎛인 것이 보다 더 바람직하다.In the microstructure of the hot-rolled steel sheet of the present invention, since ferrite is the main structure having a fraction of 93.0% or more, the grain size of the ferrite may affect the strength. The smaller the ferrite average grain size is, the more advantageous it is in terms of securing strength and hole expandability. However, in order to refine the ferrite average grain size to less than 1.0 μm, it is necessary to additionally input ferrous alloys such as Nb, Ti, Mo and V, which are effective for grain refinement, but this causes an increase in manufacturing cost, so that the average ferrite grain size is The grain size is preferably 1.0 μm or more. On the other hand, when the grain size of the ferrite exceeds 8.0 μm, it is difficult to secure strength, and the hole expandability may be significantly inferior. Therefore, the average grain size of the ferrite is preferably 1.0 ~ 8.0㎛. The lower limit of the average grain size of the ferrite is more preferably 1.5 μm, and even more preferably 2.0 μm. The upper limit of the average grain size of the ferrite is more preferably 7.5 μm, and even more preferably 7.0 μm.
한편, 미세한 페라이트 결정립이 많을수록 높은 구멍확장성 확보에 유리하기 때문에 상기 페라이트는 결정립 크기가 1~5㎛인 결정립의 분율이 25면적% 이상인 것이 바람직하며, 27.5면적%이상인 것이 보다 바람직하며, 30면적%이상인 것이 보다 더 바람직하다.On the other hand, as the number of fine ferrite grains increases, it is advantageous to secure high hole expandability. Therefore, in the ferrite, the fraction of grains having a grain size of 1 to 5 μm is preferably 25 area% or more, more preferably 27.5 area% or more, and 30 area % or more is more preferable.
전술한 바와 같이 제공되는 본 발명의 열연강판은 바람직하게는 350MPa 이상, 보다 바람직하게는 360MPa 이상, 보다 더 바람직하게는 370MPa 이상의 항복강도를 가질 수 있다. 또한, 바람직하게는 440MPa 이상, 보다 바람직하게는 450MPa 이상, 보다 더 바람직하게는 460MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다. 또한, 바람직하게는 26% 이상, 보다 바람직하게는 27% 이상, 보다 더 바람직하게는 28% 이상의 연신율을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 열연강판은 135~185Hv의 경도를 가질 수 있다. 상기 경도의 하한은 140Hv인 것이 보다 바람직하고, 145Hv인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 경도의 상한은 185Hv인 것이 보다 바람직하고, 180Hv인 것이 보다 더 바람직하다. 또한, 본 발명의 열연강판은 90% 이상의 구멍확장율(hole expansion ratio, HER)을 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 95% 이상, 보다 더 바람직하게는 100%의 구멍확장율을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 열연강판은 3점 굽힘 최대각도가 120°이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 125°이상, 보다 더 바람직하게는 130°이상일 수 있다. 한편, 3점 굽힘 최대 각도란, 임의의 간격을 갖는 홀이 형성된 다이 위에 소재를 올린 뒤, 상기 소재를 끝이 V 형태를 갖는 금형으로 눌러, 상기 소재에 크랙이 발생할 때까지의 상기 소재의 굽힘 각도를 의미한다.The hot-rolled steel sheet of the present invention provided as described above may have a yield strength of preferably 350 MPa or more, more preferably 360 MPa or more, and even more preferably 370 MPa or more. In addition, preferably, it may have a tensile strength of 440 MPa or more, more preferably 450 MPa or more, and still more preferably 460 MPa or more. In addition, it may have an elongation of preferably 26% or more, more preferably 27% or more, and still more preferably 28% or more. In addition, the hot-rolled steel sheet of the present invention may have a hardness of 135 ~ 185Hv. It is more preferable that it is 140Hv, and, as for the lower limit of the said hardness, it is still more preferable that it is 145Hv. As for the upper limit of the said hardness, it is more preferable that it is 185Hv, and it is still more preferable that it is 180Hv. In addition, the hot-rolled steel sheet of the present invention may have a hole expansion ratio (HER) of 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 100% hole expansion ratio. In addition, the hot-rolled steel sheet of the present invention may have a three-point bending maximum angle of 120° or more, more preferably 125° or more, and even more preferably 130° or more. On the other hand, the three-point bending maximum angle refers to the bending of the material until a crack occurs in the material by placing the material on a die having holes formed at an arbitrary interval and pressing the material with a mold having a V shape at the end. means angle.
본 발명의 열연강판은 0.6~2.3mm의 두께를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.7~2.2mm일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 0.9~2.0mm일 수 있다. The hot-rolled steel sheet of the present invention may have a thickness of 0.6 to 2.3 mm, more preferably 0.7 to 2.2 mm, and even more preferably 0.9 to 2.0 mm.
이하, 본 발명의 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법의 일 실시형태에 대하여 설명한다. Hereinafter, an embodiment of the method for manufacturing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 열연강판 제조에 적용 가능한 연속주조-압연 직결공정을 위한 설비의 모식도이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 표면품질이 우수하고, 재질편차가 적은 열연강판은 도 1과 같은 연속주조-압연 직결 설비를 적용하여 생산될 수 있다. 연속주조-압연 직결 설비는 크게 연속주조기(100), 조압연기(400), 마무리 압연기(600)로 구성된다. 상기 연속주조-압연 직결 설비는 제1두께를 갖는 박 슬라브(Slab)(a)를 생산하는 고속 연속주조기(100)와, 상기 박 슬라브를 상기 제1두께보다 얇은 제2두께를 갖는 바(Bar)(b)로 압연시키는 조압연기(400), 상기 제2두께를 갖는 바를 제3두께를 갖는 스트립(c)으로 압연시키는 마무리 압연기(600), 상기 스트립을 권취하는 권취기(900)를 포함할 수 있다. 추가로, 상기 조압연기(400) 앞에 조압연 스케일 브레이커(300)(Roughing Mill Scale Breaker, 이하 'RSB'라고도 함)와 마무리 압연기(600) 앞에 마무리 압연 스케일 브레이커(500)(Finishing Mill Scale Breaker, 이하 'FSB'라고도 함)를 추가로 포함할 수 있으며, 표면 스케일 제거가 용이하여 후공정에서 열연강판을 산세시 표면품질이 우수한 PO(Pickled & Oiled)강판 및 도금강판의 생산이 가능하다. 또한, 연속주조-압연 직결공정으로 등온등속압연이 가능하여 강판 폭/길이 방향 온도 편차가 현저히 낮아 ROT[Run Out Table(700)](이하 "런아웃 테이블")에서 정밀 냉각제어가 가능하여 재질이 균일한 초고강도 열연강판의 생산이 가능하다. 이렇게 압연 및 냉각이 완료된 스트립은 고속전단기(800)에 의해 절단되고, 권취기(900)에 의해 권취되어 제품으로 생산될 수 있다. 한편, 마무리 압연 스케일 브레이커(500) 앞에는 바를 추가로 가열하는 가열기(200)가 구비될 수 있다.1 is a schematic diagram of a facility for continuous casting-rolling direct connection process applicable to the production of hot-rolled steel sheet of the present invention. A hot-rolled steel sheet having excellent surface quality and small material variation according to an embodiment of the present invention can be produced by applying a continuous casting-rolling direct connection facility as shown in FIG. 1 . The continuous casting-rolling direct connection facility is largely composed of a
도 2는 본 발명의 열연강판 제조에 적용 가능한 연속주조-압연 직결공정을 위한 설비의 또 다른 모식도이다. 도 2에 개시된 연속주조-압연 직결 설비는 도 1에 개시된 설비와 구성이 대부분 동일하나, 조압연기(400) 및 조압연 스케일 브레이커(300) 앞에 슬라브를 추가로 가열하는 가열기(200')가 구비되어, 슬라브 에지부 온도 확보가 용이하여 에지부 결함 발생을 낮게 되어 표면 품질 확보에 유리하다. 또한 조압연기 이전에 슬라브 1매 이상의 길이만큼의 공간을 확보하고 있어, 배치(Batch)식 압연도 가능하다.Figure 2 is another schematic view of the equipment for the continuous casting-rolling direct connection process applicable to the production of the hot-rolled steel sheet of the present invention. The continuous casting-rolling direct connection facility disclosed in FIG. 2 has the same configuration as the facility disclosed in FIG. 1 , but a
우선, 전술한 합금조성을 갖는 용강을 연속주조하여 박 슬라브를 얻는다. 상기 연속주조시, 평균 주조속도는 4.5~7.5mpm(m/min)일 수 있다. 주조속도를 4.5mpm 이상으로 하는 이유는 고속주조와 압연과정이 연결되어 이루어져, 목표 압연 온도를 확보하기 위해서는 일정 수준 이상의 주조 속도가 요구되기 때문이다. 다만, 주조속도가 느릴 경우 주편에서부터 편석이 발생할 위험이 있으며, 이러한 편석이 발생하면 강도 및 굽힘 특성 확보가 어려울 뿐만 아니라, 폭 방향 또는 길이 방향으로의 재질편차가 발생할 위험성이 커지게 된다. 만약 7.5mpm을 초과하는 경우에는 용강 탕면 불안정에 의해 조업 성공율이 저감될 수 있으므로, 상기 주조속도는 4.5~7.5mpm의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 주조속도의 하한은 5.0mpm인 것이 보다 바람직하고, 5.5mpm인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 주조속도의 상한은 7.0mpm인 것이 보다 바람직하고, 상한은 6.5mpm인 것이 보다 더 바람직하다.First, a thin slab is obtained by continuously casting molten steel having the aforementioned alloy composition. During the continuous casting, the average casting speed may be 4.5 to 7.5mpm (m/min). The reason why the casting speed is set to 4.5mpm or higher is that high-speed casting and rolling process are connected, and a casting speed of a certain level or higher is required to secure the target rolling temperature. However, if the casting speed is slow, there is a risk of segregation from the cast slab, and when such segregation occurs, it is difficult to secure strength and bending properties, and the risk of material deviation in the width direction or the length direction increases. If it exceeds 7.5mpm, since the operation success rate may be reduced due to instability of the molten steel molten steel, the casting speed is preferably in the range of 4.5 to 7.5mpm. The lower limit of the casting speed is more preferably 5.0mpm, even more preferably 5.5mpm. The upper limit of the casting speed is more preferably 7.0mpm, and the upper limit is more preferably 6.5mpm.
상기 박 슬라브는 75~120mm의 두께를 가질 수 있다. 상기 박 슬라브의 두께가 120mm를 초과하는 경우에는 고속주조가 어려울 뿐만 아니라, 조압연 시 압연 부하가 증가하게 되고, 75mm 미만인 경우에는 주편의 온도 하락이 급격하게 일어나 균일한 조직을 형성하기 어렵다. 이를 해결하기 위해서는 부가적으로 가열 설비를 설치할 수 있으나, 이는 생산 원가를 향상시키는 요인이 되므로, 가능한 배제하는 것이 바람직하다. 따라서, 박 슬라브의 두께는 75~120mm로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 박 슬라브의 두께의 하한은 80mm인 것이 보다 바람직하고, 85mm인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 박 슬라브의 두께의 상한은 115mm인 것이 보다 바람직하고, 110mm인 것이 보다 더 바람직하며, 100mm인 것이 가장 바람직하다.The thin slab may have a thickness of 75 to 120 mm. When the thickness of the thin slab exceeds 120 mm, not only high-speed casting is difficult, but also the rolling load increases during rough rolling. In order to solve this problem, it is possible to additionally install a heating facility, but since this becomes a factor to improve the production cost, it is preferable to exclude it as much as possible. Therefore, the thickness of the thin slab is preferably controlled to 75 ~ 120mm. The lower limit of the thickness of the thin slab is more preferably 80 mm, even more preferably 85 mm. The upper limit of the thickness of the thin slab is more preferably 115mm, even more preferably 110mm, and most preferably 100mm.
이후, 상기 스케일이 제거된 박 슬라브를 조압연(Rough rolling Mill, RM)하여 바(Bar)를 얻는다. 상기 조압연 단계는 연속주조된 박 슬라브를 2~5개의 압연기로 구성된 조압연기에서 조압연함으로써 수행될 수 있다. Then, the thin slab from which the scale is removed is rough rolled (Rough rolling Mill, RM) to obtain a bar. The rough rolling step may be performed by rough rolling the continuously cast thin slab in a rough rolling mill consisting of 2 to 5 rolling mills.
상기 조압연시 마지막 압연기에서의 압하율은 22~50%일 수 있다. 상기 압하율이 22% 미만인 경우 고온에서의 정적 재결정이 일어나지 않아, 최종제품에서의 결정립 사이즈가 조대하여 높은 구멍확장성을 확보하기가 어렵고, 50%를 초과할 경우에는 바의 에지부에 응력 집중이 심하여 크랙이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 압하율은 22~50%인 것이 바람직하다. 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 압하율의 하한은 24%인 것이 보다 바람직하고, 26%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 압하율의 상한은 48%인 것이 보다 바람직하고, 46%인 것이 보다 더 바람직하다.During the rough rolling, the reduction ratio in the last rolling mill may be 22 to 50%. When the reduction ratio is less than 22%, static recrystallization does not occur at high temperature, and it is difficult to secure high hole expandability due to the coarse grain size in the final product. This is so severe that cracks may occur. Therefore, it is preferable that the reduction ratio in the last rolling mill during the rough rolling is 22 to 50%. The lower limit of the reduction ratio in the last rolling mill during the rough rolling is more preferably 24%, more preferably 26%. The upper limit of the reduction ratio is more preferably 48%, still more preferably 46%.
상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도는 960~1200℃인 것이 바람직하다. 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도가 960℃ 미만인 경우에는 정적 재결정이 충분히 일어나지 않을 수 있으며, 바의 에지부 온도가 낮아 NbC, NbCN 및 AlN 등의 석출물이 과량 석출되어 고온연성 저하로 인한 에지크랙이 발생할 수 있다. 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도가 1200℃를 초과할 경우에는 바의 표면에 다량의 스케일이 발생하여 표면품질이 열위해질 수 있다. 따라서, 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도는 960~1200℃인 것이 바람직하다. 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도의 하한은 980℃인 것이 보다 바람직하고, 1000℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도의 상한은 1180℃인 것이 보다 바람직하고, 1160℃인 것이 보다 더 바람직하다.It is preferable that the exit temperature in the last rolling mill during the rough rolling is 960 ~ 1200 ℃. When the exit temperature in the last rolling mill during rough rolling is less than 960° C., static recrystallization may not sufficiently occur, and the edge portion temperature of the bar is low, so precipitates such as NbC, NbCN, and AlN are excessively precipitated. cracks may occur. When the exit temperature of the last rolling mill exceeds 1200° C. during rough rolling, a large amount of scale may be generated on the surface of the bar, resulting in poor surface quality. Therefore, it is preferable that the exit temperature in the last rolling mill during the rough rolling is 960 ~ 1200 ℃. The lower limit of the exit temperature in the last rolling mill during the rough rolling is more preferably 980 ℃, even more preferably 1000 ℃. The upper limit of the exit temperature in the last rolling mill during the rough rolling is more preferably 1180 ℃, even more preferably 1160 ℃.
상기 조압연을 통해 얻어지는 바는 10~24mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 바의 두께가 10mm미만인 경우는 표면 온도 하락에 따라 마무리 압연시 압연부하 증가로 판파단이 발생할 수 있으며, 만약 24mm를 초과할 경우 2.3mm이하의 박물 열연강판 제조가 어려울 수 있다. 따라서, 상기 바의 두께는 10~24mm로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 바의 두께의 하한은 12mm인 것이 보다 바람직하고, 14mm인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 바의 두께의 상한은 22mm인 것이 보다 바람직하고, 20mm인 것이 보다 더 바람직하다.The bar obtained through the rough rolling preferably has a thickness of 10 to 24 mm. If the thickness of the bar is less than 10mm, plate breakage may occur due to an increase in rolling load during finish rolling due to a drop in surface temperature, and if it exceeds 24mm, it may be difficult to manufacture a thin hot-rolled steel sheet of 2.3mm or less. Therefore, it is preferable to control the thickness of the bar to be 10-24mm. The lower limit of the thickness of the bar is more preferably 12 mm, even more preferably 14 mm. The upper limit of the thickness of the bar is more preferably 22 mm, even more preferably 20 mm.
상기 바를 마무리 압연 출측온도가 740~870℃가 되도록 마무리 압연(Finish하여 열연강판을 얻는 단계;Finish rolling the bar so that the exit temperature of the finish rolling is 740 ~ 870 ℃ (Finishing) to obtain a hot-rolled steel sheet;
이후, 상기 바를 마무리 압연 rolling Mill, FM)하여 열연강판을 얻는다. 상기 마무리 압연은 예를 들어 3~6개의 스탠드로 이루어진 마무리 압연기에서 행할 수 있다. 상기 마무리 압연시, 상기 바를 마무리 압연 출측온도가 740~870℃가 되도록 마무리 압연하여 열연강판을 얻는 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연 출측온도가 740℃미만인 경우에는 마무리 압연시 오스테나이트 분율이 낮아 얻고자 하는 퍼얼라이트 조직을 충분이 얻지 못해 목표로 하는 강도를 확보하기 어렵다. 만약 마무리 압연 출측온도가 870℃를 초과할 경우 결정립이 조대해져 높은 강도를 얻지 못할 수 있고, 굽힘특성도 열위해질 수 있다. 따라서, 상기 마무리 압연시 출측온도는 740~870℃가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연 출측온도의 하한은 750℃인 것이 보다 바람직하고, 760℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 마무리 압연 출측온도의 상한은 860℃인 것이 보다 바람직하며, 850℃인 것이 보다 더 바람직하다. Thereafter, the bar is finish-rolled by a rolling mill (FM) to obtain a hot-rolled steel sheet. The finish rolling can be performed, for example, in a finish rolling mill comprising 3 to 6 stands. During the finish rolling, it is preferable to finish rolling the bar so that the finish rolling exit temperature is 740 to 870° C. to obtain a hot-rolled steel sheet. When the finish rolling exit temperature is less than 740° C., the austenite fraction during finish rolling is low, so that the pearlite structure to be obtained is not sufficiently obtained, and thus it is difficult to secure the target strength. If the finish rolling exit temperature exceeds 870 ℃, the grains may become coarse and high strength may not be obtained, and the bending properties may be inferior. Therefore, it is preferable that the exit temperature during the finish rolling is 740 ~ 870 ℃. The lower limit of the finish rolling exit temperature is more preferably 750°C, and even more preferably 760°C. The upper limit of the finish rolling exit temperature is more preferably 860°C, and even more preferably 850°C.
한편, 상기 바를 마무리 압연함에 있어 압하율과 온도는 동적 재결정에 영향을 미쳐 최종제품의 결정립 크기에 영향을 미치기 때문에 마무리 압연시 압하율과 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 3~6개의 스탠드로 이루어진 마무리 압연기로 마무리 압연시, 중간 압연기에서의 압하율은 16~44%인 것이 바람직하다. 상기 중간 압연기에서의 압하율을 제어하는 이유는, 바가 상변태온도(Ar3) 직상의 온도에서 변형을 받을 때 페라이트 상변태를 더욱 촉진하여 보다 미세한 페라이트 결정립을 형성할 수 있기 때문이다. 상기 마무리 압연시 중간 압연기에서의 압하율이 16%미만인 경우에는 변형량이 작아 동적 재결정이 잘 일어나지 않을 수 있으며, 44%를 초과할 경우에는 압연부하 증가로 인해 통판성이 열위해져 판파단이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 마무리 압연시 중간 압연기에서의 압하율은 16~44%인 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연시 중간 압연기에서의 압하율의 하한은 18%인 것이 보다 바람직하고, 20%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 마무리 압연시 중간 압연기에서의 압하율의 상한은 42%인 것이 보다 바람직하며, 40%인 것이 보다 더 바람직하다. 한편, 본 발명에서 언급하는 중간 압연기란 3~6개의 스탠드로 이루어진 마무리 압연기에서 첫번째 압연기와 마지막 압연기를 제외한 상기 첫번째 압연기와 마지막 압연기 사이에 위치하는 압연기들을 의미하며, 보다 바람직하게는 압연시 바가 Ar3 직상에 가장 가까운 온도에서 압연되는 압연기를 의미한다. 한편, 상기 압연시 바의 온도는 온도측정센서 등을 통해 측정될 수 있으므로, 통상의 기술자라면 중간 온도기를 어렵지 않게 지정할 수 있다.On the other hand, in the finish rolling of the bar, it is preferable to control the reduction ratio and temperature during the finish rolling because the reduction rate and temperature affect the dynamic recrystallization and affect the grain size of the final product. At the time of finish rolling with a finishing mill consisting of 3 to 6 stands, the rolling reduction in the intermediate rolling mill is preferably 16 to 44%. The reason for controlling the rolling reduction in the intermediate rolling mill is that when the bar is deformed at a temperature directly above the phase transformation temperature (Ar3), it is possible to further promote the ferrite phase transformation to form finer ferrite grains. When the rolling reduction in the intermediate rolling mill during the finish rolling is less than 16%, the deformation amount is small and dynamic recrystallization may not occur well. have. Therefore, it is preferable that the rolling reduction in the intermediate rolling mill during the finish rolling is 16 to 44%. The lower limit of the rolling reduction in the intermediate rolling mill during the finish rolling is more preferably 18%, and even more preferably 20%. The upper limit of the rolling reduction in the intermediate rolling mill during the finish rolling is more preferably 42%, more preferably 40%. On the other hand, the intermediate rolling mill referred to in the present invention means rolling mills located between the first rolling mill and the last rolling mill except for the first and last mills in the finishing mill consisting of 3 to 6 stands, and more preferably, when rolling, the bar is Ar3 It means a rolling mill that is rolled at the temperature closest to the direct phase. On the other hand, since the temperature of the bar during the rolling can be measured through a temperature sensor or the like, a person skilled in the art can designate an intermediate temperature device without difficulty.
상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 압하율은 6~26%인 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 압하율이 6%미만인 경우 변형량이 작아 동적 재결정 효과가 작고, 26%를 초과할 경우 압연부하 증가로 인해 통판성이 열위해져 판파단이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 압하율은 6~26%인 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 압하율의 하한은 8%인 것이 보다 바람직하고, 10%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 압하율의 상한은 24%인 것이 보다 바람직하며, 22%인 것이 보다 더 바람직하다.It is preferable that the reduction ratio in the final rolling mill during the finish rolling is 6 to 26%. When the rolling reduction in the last rolling mill during the finish rolling is less than 6%, the deformation amount is small and the dynamic recrystallization effect is small. Therefore, it is preferable that the reduction ratio in the last rolling mill during the finish rolling is 6 to 26%. The lower limit of the reduction ratio in the final rolling mill during the finish rolling is more preferably 8%, and even more preferably 10%. The upper limit of the reduction ratio in the final rolling mill during the finish rolling is more preferably 24%, more preferably 22%.
상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 평균 통판속도는 150~550mpm인 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 통판속도는 주조속도와 최종 열연강판의 두께와 직결될 수 있다. 상기 마지막 압연기에서의 평균 통판속도가 550mpm 초과인 경우에는 판파단과 같은 조업 사고가 일어날 수 있으며, 등온, 등속 압연이 어려워 균일한 온도가 확보되지 않아 재질 및 두께 편차가 발생될 수 있다. 반면에, 150mpm 미만인 경우에는 압연 속도가 너무 느려 물질 밸런스(Mass balance)와 열 밸런스(Heat balance)에 문제가 생겨 연연속압연을 행하기가 어려울 수 있다. 따라서, 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 평균 통판속도는 150~550mpm(m/min)인 것이 바람직하다. 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 평균 통판속도의 하한은 200mpm(m/min)인 것이 보다 바람직하고, 250mpm(m/min)인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 평균 통판속도의 상한은 500mpm(m/min)인 것이 보다 바람직하고, 450mpm(m/min)인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 마무리 압연시 하나의 스트립을 제조함에 있어 통판속도의 편차는 25%이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the average sheet-threading speed in the final rolling mill during the finish rolling is 150 to 550mpm. During the finish rolling, the sheet-threading speed in the final rolling mill may be directly related to the casting speed and the thickness of the final hot-rolled steel sheet. When the average sheet-threading speed in the last rolling mill is more than 550mpm, an operation accident such as plate breakage may occur, and uniform temperature is not ensured due to isothermal and constant velocity rolling difficult, resulting in material and thickness deviation. On the other hand, in the case of less than 150mpm, the rolling speed is too slow, and there is a problem in the mass balance and the heat balance, and it may be difficult to perform continuous rolling. Therefore, it is preferable that the average sheet-threading speed in the final rolling mill during the finish rolling is 150 to 550 mpm (m/min). The lower limit of the average sheet-threading speed in the final rolling mill during the finish rolling is more preferably 200mpm (m/min), and even more preferably 250mpm (m/min). The upper limit of the average sheet-threading speed in the final rolling mill during the finish rolling is more preferably 500mpm (m/min), and even more preferably 450mpm (m/min). It is preferable that the deviation of the sheet-threading speed in manufacturing one strip during the finish rolling is 25% or less.
이후, 상기 열연강판을 1.5~6.0초간 공냉한 뒤, 20~80℃/초의 냉각속도로 560~690℃까지 냉각한 후, 권취한다. 마무리 압연에 의해 제조된 스트립(Strip)이 ROT(Run out Table) 냉각 직전까지의 공냉시간은 미세조직의 재결정에 필요한 시간으로 그 시간이 1.5~6.0초 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 만약 상기 공냉시간이 1.5초 미만일 경우 재결정에 필요한 시간이 충분하지 않아 등방성 조직을 얻기가 어려워 구멍확장성이 열위해질 수 있고, 공냉시간이 6.0초를 초과할 경우 오스테나이트 분율이 감소하여 강도에 영향을 미치는 퍼얼라이트 분율이 낮아져 목표로 하는 강도를 얻지 못할 수 있다. 따라서, 상기 공냉시간은 1.5~6.0초인 것이 바람직하다. 상기 공냉시간의 하한은 2.0초인 것이 보다 바람직하고, 2.5초인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 공냉시간의 상한은 5.5초인 것이 보다 바람직하고, 5.0초인 것이 보다 더 바람직하다. Thereafter, the hot-rolled steel sheet is air-cooled for 1.5 to 6.0 seconds, then cooled to 560 to 690° C. at a cooling rate of 20 to 80° C./sec, and then wound. The air cooling time until the strip manufactured by the finish rolling immediately before ROT (Run out Table) cooling is the time required for recrystallization of the microstructure, and it is preferable to control the time to 1.5 to 6.0 seconds or less. If the air cooling time is less than 1.5 seconds, the time required for recrystallization is not sufficient, so it is difficult to obtain an isotropic structure and thus the hole expandability may be inferior. The fraction of pearlite that affects Therefore, the air cooling time is preferably 1.5 to 6.0 seconds. The lower limit of the air cooling time is more preferably 2.0 seconds, and still more preferably 2.5 seconds. The upper limit of the air cooling time is more preferably 5.5 seconds, and still more preferably 5.0 seconds.
상기 냉각속도가 20℃/초 미만인 경우에는 냉각속도가 너무 느려 목표로 하는 퍼얼라이트 분율을 만족하지 못하여 강도가 낮을 수 있고, 냉각속도가 80℃/초를 초과할 경우 베이나이트 및 퍼얼라이트의 분율이 증가하여 목표로 하는 연신율 확보에 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 상기 냉각속도는 20~80℃/초인 것이 바람직하다. 상기 냉각속도의 하한은 25℃/초인 것이 보다 바람직하고, 30℃/초인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 냉각속도의 상한은 75℃/초인 것이 보다 바람직하고, 70℃/초인 것이 보다 더 바람직하다. When the cooling rate is less than 20 °C/sec, the cooling rate is too slow to satisfy the target pearlite fraction, so the strength may be low, and when the cooling rate exceeds 80 °C/sec, the fraction of bainite and pearlite As this increases, it may be difficult to secure a target elongation. Therefore, the cooling rate is preferably 20 ~ 80 ℃ / sec. The lower limit of the cooling rate is more preferably 25°C/sec, and even more preferably 30°C/sec. The upper limit of the cooling rate is more preferably 75°C/sec, and even more preferably 70°C/sec.
상기 권취온도가 560℃미만인 경우에는 퍼얼라이트 및 베이나이트 변태가 과다하게 촉진되어 목표로 하는 연신율을 확보하기가 어려울 수 있으며, 690℃를 초과하는 경우에는 스케일이 과다하게 생성되어 산세 후 표면품질이 열위해질 수 있고, 결정립이 조대해져 구멍확장성이 열위해질 수 있다. 따라서, 상기 권취온도는 560~690℃인 것이 바람직하다. 상기 권취온도의 하한은 570℃인 것이 보다 바람직하고, 580℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 권취온도의 상한은 680℃인 것이 보다 바람직하고, 670℃인 것이 보다 더 바람직하다. If the coiling temperature is less than 560 ℃, pearlite and bainite transformation is excessively promoted, and it may be difficult to secure a target elongation. It may be inferior, and the grains may be coarse and the hole expandability may be inferior. Therefore, the coiling temperature is preferably 560 ~ 690 ℃. The lower limit of the coiling temperature is more preferably 570°C, and even more preferably 580°C. The upper limit of the coiling temperature is more preferably 680°C, and even more preferably 670°C.
한편, 상기 권취하는 단계 후에는 권취된 열연강판을 산세 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 산체 처리하는 단계 후에는 산체 처리된 열연강판을 도금하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 산세 및 도금 처리를 통해 PO(Pickled & Oiled)재 및 도금재를 얻을 수 있다. 본 발명에서는 박 슬라브 및 바 스케일 제거 단계에서 스케일을 충분히 제거할 수 있으므로, 일반적인 산세 처리 및 도금처리로도 표면품질이 우수한 PO재 및 도금재를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에서는 열연산세공정 및 도금공정에서 일반적으로 사용되는 방법이라면 모두 적용 가능하므로 산세 처리 및 도금 방법에 대하여 특별히 제한하지 않는다.Meanwhile, after the winding step, the step of pickling the wound hot-rolled steel sheet may be further included, and after the acid treatment step, the step of plating the acid-treated hot-rolled steel sheet may be further included. PO (Pickled & Oiled) material and plating material can be obtained through the pickling and plating treatment. In the present invention, since scale can be sufficiently removed in the thin slab and bar scale removal step, PO material and plating material having excellent surface quality can be obtained even with general pickling treatment and plating treatment. Therefore, in the present invention, any method generally used in the hot-rolling pickling process and the plating process is applicable, so the pickling process and the plating method are not particularly limited.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it is necessary to note that the following examples are only intended to illustrate the present invention in more detail and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(실시예 1)(Example 1)
하기 표 1의 합금조성을 갖는 용강을 준비한 뒤, 연주-압연 직결 공정을 적용하여 하기 표 2 및 3에 기재된 제조조건으로 1.6mm 두께의 열연강판을 제조하였다. 이 열연강판을 산세 처리하여 PO재를 얻은 뒤, 미세조직 및 기계적 물성을 측정한 후, 그 결과를 하기 표 4 및 5에 나타내었다. After preparing molten steel having an alloy composition shown in Table 1, a hot-rolled steel sheet having a thickness of 1.6 mm was manufactured under the manufacturing conditions shown in Tables 2 and 3 by applying a casting-rolling direct connection process. After the hot-rolled steel sheet was pickled to obtain a PO material, the microstructure and mechanical properties were measured, and the results are shown in Tables 4 and 5 below.
미세조직(페라이트, 퍼얼라이트 및 베이나이트 분율, 페라이트 결정립 크기, 페라이트 장축/단축비)은 광학현미경을 이용하여 시편 두께 1/4t지점에 500배의 배율로 5곳을 임의로 촬영한 후, Image-Plus Pro 소프트웨어를 이용하여 측정한 다음 평균값으로 기재하였다.Microstructure (ferrite, pearlite, and bainite fractions, ferrite grain size, ferrite major/short axis ratio) was obtained by randomly photographing 5 locations at 1/4t of the thickness of the specimen at a magnification of 500 times using an optical microscope, and then Image- Measurements were made using Plus Pro software and then reported as average values.
인장특성(항복강도(YS), 인장강도(TS) 및 연신율(EL))은 압연방향(L방향)으로 시편을 채취한 후 JIS 5호 규격의 인장시편으로 가공하여 측정한 다음 평균값으로 기재하였다. 시편 채취는 스트립의 폭 방향으로 7곳을 일정한 간격으로 샘플링하였다.Tensile properties (yield strength (YS), tensile strength (TS), and elongation (EL)) were measured by taking a specimen in the rolling direction (L direction) and processing it into a tensile specimen according to JIS No. . Specimens were sampled at regular intervals from 7 places in the width direction of the strip.
구멍확장율(HER, Hole Expansion Ratio)은 시편에 10.8mm의 직경을 갖는 구멍을 타발한 후 상기 구멍 사이로 콘을 밀어 올려 상기 구멍의 원주 부분에 크랙이 발생하기 직전까지 확장된 구멍의 직경을 최초 직경(10.8mm)의 백분율로 계산한 평균값으로 기재하였다. 시편 채취는 스트립의 폭 방향으로 5곳을 일정한 간격으로 샘플링하였다.Hole Expansion Ratio (HER, Hole Expansion Ratio) is determined by punching a hole with a diameter of 10.8 mm in the specimen and pushing a cone through the hole to determine the diameter of the expanded hole immediately before cracks occur in the circumferential part of the hole. It was expressed as an average value calculated as a percentage of the diameter (10.8 mm). Specimens were sampled at regular intervals from 5 places in the width direction of the strip.
경도는 비커스 경도기를 이용하여 500gf의 하중으로 1/4t(t=두께)에 적용하여 5회 측정한 후 평균값으로 기재하였다.The hardness was measured 5 times by applying a load of 500 gf to 1/4 t (t=thickness) using a Vickers hardness machine and described as an average value.
3점 굽힘 최대각도는 VDA(Verband Der Automobilindustrie)의 규격에 의거하여 각 시편당 3회 측정 후 평균값으로 기재하였다.The maximum three-point bending angle was measured as an average value after three measurements for each specimen in accordance with the standard of VDA (Verband Der Automobilindustrie).
[식 2] Al/Ca
[식 3] (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)[Equation 1] C+Mn/5+5Nb
[Formula 2] Al/Ca
[Formula 3] (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb)
두께
(mm)Park Slav
thickness
(mm)
(mpm)casting speed
(mpm)
(mm)bar thickness
(mm)
두께
(mm)hot rolled steel
thickness
(mm)
(초)air cooling time
(candle)
(℃/초)cooling rate
(℃/sec)
(℃)winding temperature
(℃)
압연기 압하율
(%)middle
rolling mill rolling reduction
(%)
(%)Last rolling mill rolling reduction
(%)
(℃)Last rolling mill exit temperature
(℃)
(mpm)Last rolling mill plate speed
(mpm)
막힘
여부Nozzle
catch
Whether
결정립
크기
(㎛)Ferrite average
grain
size
(μm)
장축/단축비ferrite grains
Long/Short Ratio
(MPa)yield strength
(MPa)
(MPa)tensile strength
(MPa)
(%)elongation
(%)
(0.5Kgf, Hv)Hardness
(0.5Kgf, Hv)
(%)hole expansion rate
(%)
최대각도
(°)3 point bend
maximum angle
(°)
상기 표 1 내지 5에 나타난 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금조성, 관계식 1 내지 3과 제조조건을 모두 만족하는 발명예 1 내지 8은 본 발명이 목표로 하는 미세조직을 확보하고 있으며, 본 발명이 얻고자 하는 인장특성 및 구멍확장성 등의 기계적 물성을 확보하고 있음을 알 수 있다. 반면, 본 발명이 제안하는 제조건은 만족하나 합금조성 및 관계식 1 내지 3을 만족하지 않는 비교예 1 내지 6은 본 발명이 목표로 하는 미세조직을 만족하지 못하거나, 인장특성 및 구멍확장성을 만족하지 못하고 있음을 알 수 있다. 특히, 비교예 4 내지 6의 경우에는 관계식 2 및 3을 만족하지 못함에 따라 연속주조시 노즐막힘이 발생하였음을 알 수 있다.As shown in Tables 1 to 5, Inventive Examples 1 to 8, which satisfy both the alloy composition,
도 3은 관계식 1 내지 3의 관계를 나타낸 그래프이며, 발명영역에 표시된 발명강은 발명예 1 내지 8을 나타낸 것이며, 비교강은 비교예 1 내지 6을 나타낸 것이다. 도 3으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에서 목표로 하는 인장특성 및 구멍확장성을 얻기 위해서는 본 발명의 관계식 1 내지 3을 만족해야 함을 알 수 있다.3 is a graph showing the relationship of
도 4는 발명예 1의 개재물을 SEM으로 관찰한 사진이며, 도 5는 비교예 4의 개재물을 SEM으로 관찰한 사진이다. 도 4 및 5를 통해 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 Ca 및 Al 함량과 관계식 2 및 3을 만족하는 발명예 1은 구형의 Al-Ca-O계 개재물이 형성되어 있으나, 비교예 4는 Al 함량 및 관계식 2와 3을 만족하지 못함에 따라 각형 및 불규칙적인 형태의 개재물이 형성된 것을 알 수 있다.4 is a photograph of the inclusion of Inventive Example 1 observed by SEM, and FIG. 5 is a photograph of the inclusion of Comparative Example 4 observed by SEM. As can be seen from FIGS. 4 and 5 , In Inventive Example 1 satisfying the Ca and Al contents and
(실시예 2)(Example 2)
제조조건이 기계적 물성에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 상기 표 1에 기재된 발명강 1의 합금조성을 갖는 용강을 준비한 뒤, 연주-압연 직결 공정을 적용하여 하기 표 6 및 7에 기재된 제조조건으로 1.6mm 두께의 열연강판을 제조하였다. 이 열연강판을 산세 처리하여 PO재를 얻은 뒤, 미세조직 및 인장특성을 측정한 후, 그 결과를 하기 표 8 및 9에 나타내었다. 상기 미세조직 및 기계적 물성의 측정은 실시예 1과 동일하게 진행하였다. 한편, 상기 발명강의 Ar3온도는 865℃였다.In order to examine the effect of manufacturing conditions on mechanical properties, molten steel having the alloy composition of
두께
(mm)Park Slav
thickness
(mm)
(mpm)casting speed
(mpm)
(mm)bar thickness
(mm)
두께
(mm)hot rolled steel
thickness
(mm)
(초)air cooling time
(candle)
(℃/초)cooling rate
(℃/sec)
(℃)winding temperature
(℃)
압연기 압하율
(%)middle
rolling mill rolling reduction
(%)
(%)Last rolling mill rolling reduction
(%)
(℃)Last rolling mill exit temperature
(℃)
(mpm)Last rolling mill plate speed
(mpm)
평균
결정립
크기(㎛)ferrite
average
grain
Size (㎛)
(면적%)Fraction of ferrite grains with a grain size of 1 to 5 μm
(area%)
장축/단축비ferrite grains
Long/Short Ratio
(MPa)yield strength
(MPa)
(MPa)tensile strength
(MPa)
(%)elongation
(%)
(%)hole expansion rate
(%)
최대각도
(°)3 point bend
maximum angle
(°)
상기 표 6 내지 9에 나타난 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금조성, 관계식 1 내지 3과 제조조건을 모두 만족하는 발명예 9 내지 12는 본 발명이 목표로 하는 미세조직을 확보하고 있으며, 본 발명이 얻고자 하는 인장특성 및 구멍확장성 등의 기계적 물성을 확보하고 있음을 알 수 있다. 반면, 본 발명이 제안하는 합금조성 및 관계식 1 내지 3은 만족하나 제조조건을 만족하지 않는 비교예 7 내지 18은 본 발명이 목표로 하는 미세조직을 만족하지 못하거나, 인장특성 및 구멍확장성을 만족하지 못하고 있음을 알 수 있다.As shown in Tables 6 to 9, the alloy compositions proposed by the present invention, Inventive Examples 9 to 12 satisfying all of
도 6은 발명예 9를 EBSD를 이용하여 측정한 페라이트 결정립 사이즈 분포를 나타낸 것이다. 도 6을 통해 알 수 있듯이, 발명예 9의 경우 페라이트의 결정립 사이즈가 5~6㎛인 결정립의 분율이 가장 높은 것을 알 수 있으며, 페라이트의 결정립 사이즈가 1~5㎛인 결정립의 분율이 25%이상을 만족하는 것을 알 수 있다.6 shows the ferrite grain size distribution measured using EBSD in Inventive Example 9. As can be seen from FIG. 6 , in the case of Inventive Example 9, it can be seen that the fraction of crystal grains having a grain size of 5 to 6 μm of ferrite is the highest, and the fraction of crystal grains having a grain size of 1 to 5 μm of ferrite is 25% It can be seen that the above is satisfied.
a: 슬라브 b: 바
c: 스트립
100: 연속주조기 200, 200': 가열기
300: RSB(Roughing Mill Scale Breaker, 조압연 스케일 브레이커)
400: 조압연기
500: FSB(Fishing Mill Scale Breaker, 마무리 압연 스케일 브레이커)
600: 마무리 압연기 700: 런아웃 테이블
800: 고속전단기 900: 권취기a: slab b: bar
c: strip
100:
300: RSB (Roughing Mill Scale Breaker, rough rolling scale breaker)
400: rough rolling mill
500: FSB (Fishing Mill Scale Breaker, finish rolling scale breaker)
600: finishing mill 700: run-out table
800: high-speed shear 900: winder
Claims (19)
하기 관계식 1 내지 3을 만족하며,
면적%로, 페라이트가 93.0~98.5%이며, 퍼얼라이트는 1.5~7.0%이고, 베이나이트가 5%이하인 미세조직을 포함하고,
상기 페라이트의 결정립의 장축/단축비가 5.0이하인 구멍확장성이 우수한 열연강판.
[관계식 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[관계식 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[관계식 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(단, 상기 관계식 1 내지 3에서 C, Mn, Nb, Al 및 Ca의 함량 단위는 중량%임.)
By weight, C: 0.045-0.10%, Mn: 0.40-1.4%, Al: 0.005-0.050%, Ca: 0.0005-0.0050%, Nb: 0.003-0.05%, the balance including Fe and other unavoidable impurities,
It satisfies the following Relations 1 to 3,
In terms of area%, ferrite is 93.0 to 98.5%, pearlite is 1.5 to 7.0%, and bainite contains a microstructure of 5% or less,
A hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability in which the long/short axis ratio of the ferrite grains is 5.0 or less.
[Relational Expression 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[Relational Expression 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[Relation 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(However, in Relations 1 to 3, the unit of content of C, Mn, Nb, Al and Ca is weight %.)
상기 열연강판은 트램프 원소로서 Si, P, S, N, Mg, Sn, Sb, Zn 및 Pb로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 그 합계가 0.1중량%이하의 범위로 포함하는 구멍확장성이 우수한 열연강판.
The method according to claim 1,
The hot-rolled steel sheet has excellent hole expandability including at least one selected from the group consisting of Si, P, S, N, Mg, Sn, Sb, Zn and Pb as a trap element in a total of 0.1 wt% or less hot rolled steel sheet.
상기 페라이트의 평균 결정립 크기는 1.0~8.0㎛인 구멍확장성이 우수한 열연강판.
The method according to claim 1,
The average grain size of the ferrite is a hot-rolled steel sheet with excellent hole expandability of 1.0 ~ 8.0㎛.
상기 페라이트는 결정립 크기가 1~5㎛인 결정립의 분율이 25면적% 이상인 구멍확장성이 우수한 열연강판.
The method according to claim 1,
The ferrite is a hot-rolled steel sheet with excellent hole expandability having a crystal grain size of 1 to 5 μm and a fraction of crystal grains of 25 area% or more.
상기 열연강판은 항복강도: 350MPa이상, 인장강도: 440MPa이상, 연신율: 26%이상, 경도: 135~185Hv, 구멍확장율: 90% 이상, 3점 굽힘 최대각도: 120°이상인 구멍확장성이 우수한 열연강판.
The method according to claim 1,
The hot-rolled steel sheet has excellent hole expandability with yield strength: 350 MPa or more, tensile strength: 440 MPa or more, elongation: 26% or more, hardness: 135 to 185 Hv, hole expansion rate: 90% or more, three-point bending maximum angle: 120° or more hot rolled steel sheet.
상기 열연강판은 0.6~2.3mm의 두께를 갖는 구멍확장성이 우수한 열연강판.
The method according to claim 1,
The hot-rolled steel sheet is a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability having a thickness of 0.6 to 2.3 mm.
상기 박 슬라브를 조압연하여 바를 얻는 단계;
상기 바를 마무리 압연 출측온도가 740~870℃가 되도록 마무리 압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 1.5~6.0초간 공냉한 뒤, 20~80℃/초의 냉각속도로 560~690℃까지 냉각한 후, 권취하는 단계를 포함하며,
상기 각 단계는 연속적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
[관계식 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[관계식 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[관계식 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(단, 상기 관계식 1 내지 3에서 C, Mn, Nb, Al 및 Ca의 함량 단위는 중량%임.)
In wt%, C: 0.045 to 0.10%, Mn: 0.40 to 1.4%, Al: 0.005 to 0.050%, Ca: 0.0005 to 0.0050%, Nb: 0.003 to 0.05%, the remainder including Fe and other unavoidable impurities, and the following obtaining a thin slab by continuously casting molten steel satisfying Relations 1 to 3;
roughing the thin slab to obtain a bar;
Finish rolling the bar so that the exit temperature of the finish rolling is 740 ~ 870 ℃ to obtain a hot-rolled steel sheet;
After air-cooling the hot-rolled steel sheet for 1.5 to 6.0 seconds, and then cooling to 560 to 690 ° C at a cooling rate of 20 to 80 ° C / sec, and winding,
The method of manufacturing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability, characterized in that each step is performed continuously.
[Relational Expression 1] 0.20 ≤ C+Mn/5+5Nb ≤ 0.40
[Relational Expression 2] 3 ≤ Al/Ca ≤ 35
[Relational Expression 3] 20 ≤ (Al/Ca)/(C+Mn/5+5Nb) ≤ 100
(However, in Relations 1 to 3, the content units of C, Mn, Nb, Al and Ca are weight %.)
상기 용강은 트램프 원소로서 Si, P, S, N, Mg, Sn, Sb, Zn 및 Pb로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 그 합계가 0.1중량%이하의 범위로 포함하는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The molten steel is a hot rolled having excellent hole expandability including at least one selected from the group consisting of Si, P, S, N, Mg, Sn, Sb, Zn and Pb as a trap element in a total of 0.1 wt% or less A method for manufacturing a steel plate.
상기 연속주조시, 주조속도는 4.5~7.5mpm(m/min)인 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
During the continuous casting, the casting speed is 4.5 ~ 7.5mpm (m / min) method of manufacturing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability.
상기 박 슬라브는 75~120mm의 두께를 갖는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The thin slab is a method of manufacturing a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability having a thickness of 75 to 120 mm.
상기 조압연시 마지막 압연기에서의 압하율은 22~50%인 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
A method of manufacturing a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability in which the reduction ratio in the final rolling mill during the rough rolling is 22 to 50%.
상기 조압연시 마지막 압연기에서의 출측 온도는 960~1200℃인 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
A method of manufacturing a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability, wherein the exit temperature at the last rolling mill during the rough rolling is 960 to 1200°C.
상기 바는 10~24mm의 두께를 갖는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The bar is a method of manufacturing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability having a thickness of 10 to 24 mm.
상기 마무리 압연시 중간 압연기에서의 압하율은 16~44%인 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
A method of manufacturing a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability in which the reduction ratio in the intermediate rolling mill during the finish rolling is 16 to 44%.
상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 압하율은 6~26%인 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
A method of manufacturing a hot-rolled steel sheet having excellent hole expandability in which the reduction ratio in the final rolling mill during the finish rolling is 6 to 26%.
상기 마무리 압연시 마지막 압연기에서의 평균 통판속도는 150~550mpm인 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법
9. The method of claim 8,
A method of manufacturing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability, wherein the average sheet-threading speed in the final rolling mill during the finish rolling is 150 to 550 mpm
상기 권취 후, 열연강판을 산세처리하는 단계를 추가로 포함하는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.
9. The method of claim 8,
After the winding, the method of manufacturing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability further comprising the step of pickling the hot-rolled steel sheet.
상기 산세 처리하는 단계 후, 산세 처리된 열연강판을 도금하여 도금재를 얻는 단계를 추가로 포함하는 구멍확장성이 우수한 열연강판의 제조방법.19. The method of claim 18,
After the pickling treatment, the method for producing a hot-rolled steel sheet excellent in hole expandability further comprising the step of plating the pickling-treated hot-rolled steel sheet to obtain a plating material.
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