KR102557845B1 - Cold-rolled steel sheet and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 항복 강도(YS): 1400 ~ 1760MPa, 인장강도(TS): 1760 ~ 1900MPa이며, 연신율(El): 5 ~ 8%인 냉연 강판을 제공한다.In the present invention, carbon (C): 0.28 to 0.34% by weight, silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, manganese (Mn): 0.5 to 1.4% by weight, phosphorus (P): greater than 0 and less than 0.02% by weight, sulfur (S): greater than 0 and less than 0.003% by weight, aluminum (Al): 0.01 to 0.1% by weight, chromium (Cr): greater than 0 1.0% by weight or less, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): more than 0 and 0.01% by weight or less, titanium (Ti): 48/14 x [N] to 0.1% by weight (the [N] is the value of nitrogen weight%) and the rest iron (Fe) and other unavoidable impurities, yield strength (YS): 1400 to 1760MPa, tensile strength (TS ): 1760 to 1900 MPa, and elongation (El): provides a cold-rolled steel sheet having 5 to 8%.

Description

냉연 강판 및 그 제조 방법{COLD-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Cold-rolled steel sheet and its manufacturing method {COLD-ROLLED STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 냉연 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굽힘 가공성이 우수한 냉연 초고강도 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cold-rolled steel sheet and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a cold-rolled ultra-high strength steel sheet excellent in bending workability and a manufacturing method thereof.

환경 규제 이슈 대응에 따른 차량 경량화 및 안전 규제 강화에 따른 충돌 안정성 기준 강화의 두 요인을 충족시키기 위해 자동차 강판용 초고강도 강이 개발되고 있다. 특히, 자동차 범퍼 빔과 같은 충돌 안정성 확보가 필요한 부품에는 인장강도 1300MPa 이상(최근에는 인장강도 1700MPa 이상)의 초고강도 강판 적용이 늘어나는 추세이다. 통상 인장강도가 증가할수록 연신율 및 냉간 성형성이 열위해지므로 범퍼 빔 등 초고강도 강이 적용되는 구조 부품에는 고온 성형 후 수냉하여 상온 고강도를 확보하는 핫 스탬핑(Hot Stamping)강이 개발되어 상용화되고 있으나 생산성 부족 및 공정 비용 상승의 문제점을 안고 있다. 최근 롤 포밍 공법의 적용으로 템퍼드 마르텐사이트를 미세 조직으로 하는 냉연 초고강도 강의 부품 가공성이 개선되고 있으나 롤 포밍 공법을 적용하기 위해서는 굽힘 가공성이 충분히 확보되어야 한다. Ultra-high-strength steel for automotive steel is being developed to meet the two factors of vehicle weight reduction in response to environmental regulatory issues and reinforcement of crash safety standards in accordance with strengthened safety regulations. In particular, the application of ultra-high-strength steel sheets with a tensile strength of 1300 MPa or more (more recently, a tensile strength of 1700 MPa or more) is increasing in parts that need to secure collision stability, such as automobile bumper beams. In general, as the tensile strength increases, the elongation and cold formability deteriorate, so for structural parts to which ultra-high strength steel such as bumper beams are applied, hot stamping steel that secures high strength at room temperature by water cooling after high temperature forming has been developed and commercialized. However, it has problems of lack of productivity and increase in process cost. Recently, with the application of the roll forming method, part workability of cold-rolled ultra-high strength steel having tempered martensite as a microstructure has been improved. However, in order to apply the roll forming method, bending workability must be sufficiently secured.

특허문헌 1은 수냉 방식을 이용해 인장강도 1700MPa 이상의 템퍼드 마르텐사이트 강의 제조 방법을 제시하고 있으나 강의 두께가 1mm이하로 제한되며, 굽힘 가공성 R/t가 3.5에서 4.0 수준으로 매우 열위하여 롤 포밍 공법 적용에 어려움이 있다. 특허문헌 2는 파고가 3mm 이하로 형상 품질이 우수한 인장강도 1700MPa 급에 템퍼드 마르텐사이트 강의 제조 방법을 제시하고 있으나 Mn 함량이 높아져 엣지 크랙 및 MnO 등의 표면 산화물에 의한 표면 품질 저하가 우려되고, 느린 냉각 속도와 템퍼링 공정의 부재로 인해 종래의 급랭형 마르텐사이트 강 대비 항복 강도가 낮을 것이 우려된다.Patent Document 1 proposes a method for manufacturing tempered martensitic steel having a tensile strength of 1700 MPa or more using a water cooling method, but the thickness of the steel is limited to 1 mm or less, and the bending workability R / t is very poor at 3.5 to 4.0 level, so it is difficult to apply the roll forming method. Patent Document 2 proposes a method for producing tempered martensitic steel with a tensile strength of 1700 MPa class having a wave height of 3 mm or less and excellent shape quality, but the Mn content is high, so there is concern about edge cracking and surface quality degradation due to surface oxides such as MnO. Due to the slow cooling rate and the absence of a tempering process, there is concern that the yield strength will be lower than that of conventional quenched martensitic steel.

1. 대한민국 특허공개번호 2015-0061209호1. Republic of Korea Patent Publication No. 2015-0061209 2. 대한민국 특허공개번호 2019-0077203호2. Korean Patent Publication No. 2019-0077203

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자동차용 부품에 적용 가능한 항복 강도 1400MPa 이상, 인장강도 1760MPa 이상, 연신율 5% 이상을 가지며, 90도 굽힘 기준 R/t 2.5 이하의 우수한 굽힘 가공성을 가지는 초고강도의 냉연 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide an ultra-high-strength cold-rolled steel sheet having a yield strength of 1400 MPa or more, a tensile strength of 1760 MPa or more, an elongation of 5% or more, and an excellent bending workability of R / t 2.5 or less based on 90 degree bending applicable to automotive parts and a method for manufacturing the same.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판은 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 항복 강도(YS): 1400 ~ 1760MPa, 인장강도(TS): 1760 ~ 1900MPa이며, 연신율(El): 5 ~ 8%인 것을 특징으로 한다. Cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is carbon (C): 0.28 ~ 0.34% by weight, silicon (Si): 0.1 ~ 0.5% by weight, manganese (Mn): 0.5 ~ 1.4% by weight, phosphorus (P): more than 0 and less than 0.02% by weight, sulfur (S): more than 0 and less than 0.003% by weight, aluminum (Al): 0.01 ~ 0.1% by weight, chromium (Cr): greater than 0 and less than or equal to 1.0% by weight, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): greater than 0 and less than 0.01% by weight, titanium (Ti): 48/14 x [N] to 0.1% by weight (the [N] is the value of nitrogen weight%), and the remainder includes iron (Fe) and other unavoidable impurities, yield strength (YS): 140 0 to 1760 MPa, tensile strength (TS): 1760 to 1900 MPa, and elongation (El): 5 to 8%.

상기 냉연 강판의 굽힘 가공성(R/t)은 1.5 ~ 2.5일 수 있다. Bending workability (R/t) of the cold-rolled steel sheet may be 1.5 to 2.5.

상기 냉연 강판의 최종 미세 조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이나이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 템퍼드 마르텐사이트의 상분율은 95% 이상일 수 있다. The final microstructure of the cold-rolled steel sheet is made of tempered martensite, bainite, and ferrite, and the phase fraction of the tempered martensite may be 95% or more.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 강재를 열간 압연하는 단계; (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연하는 단계; 및 (d) 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔, 냉각 및 템퍼링 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함한다.A method for manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is (a) carbon (C): 0.28 to 0.34% by weight, silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, manganese (Mn): 0.5 to 1.4% by weight, phosphorus (P): more than 0 and less than 0.02% by weight, sulfur (S): more than 0 and less than 0.003% by weight, aluminum (Al): 0.01 to 0.1% by weight, chromium (Cr): greater than 0 and less than 1.0% by weight, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): greater than 0 and less than 0.01% by weight, titanium (Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1% by weight (the [N] is the value of nitrogen weight%) and the rest iron (Fe) and other unavoidable impurities. steps; (b) hot rolling the reheated steel; (c) cold-rolling the hot-rolled steel material; And (d) sequentially performing an annealing, cooling and tempering process on the cold-rolled steel; includes

상기 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 850 ~ 920℃에서 30 ~ 120초 동안 소둔 열처리하는 단계; 를 포함할 수 있다. In the manufacturing method of the cold-rolled steel sheet, the (d) step is an annealing heat treatment for the steel material at 850 ~ 920 ℃ for 30 ~ 120 seconds; can include

상기 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 770 ~ 820℃까지 3 ~ 15℃/s로 냉각하는 단계; 상기 강재에 대하여 400 ~ 450℃까지 80℃/s 이상의 속도로 냉각하는 단계; 및 상기 강재에 대하여 25 ~ 150℃까지 130 ~ 500℃/s의 속도로 냉각하는 단계; 를 순차적으로 포함할 수 있다. In the cold-rolled steel sheet manufacturing method, the step (d) includes cooling the steel material to 770 to 820 ° C at a rate of 3 to 15 ° C / s; Cooling the steel material to 400 ~ 450 ℃ at a rate of 80 ℃ / s or more; And cooling the steel material to 25 ~ 150 ℃ at a rate of 130 ~ 500 ℃ / s; can be included sequentially.

상기 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 180 ~ 220℃에서 50 ~ 500초 동안 템퍼링하는 단계; 를 포함할 수 있다. In the cold-rolled steel sheet manufacturing method, the step (d) includes tempering the steel material at 180 to 220° C. for 50 to 500 seconds; can include

상기 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (a) 단계는 상기 강재에 대하여 1180 ~ 1300℃에서 1 ~ 4시간 동안 재가열하는 단계를 포함할 수 있다. In the cold-rolled steel sheet manufacturing method, step (a) may include reheating the steel material at 1180 to 1300 ° C. for 1 to 4 hours.

상기 냉연 강판의 제조 방법에서, 상기 (b) 단계는 마무리 압연온도가 850 ~ 950℃일 수 있다. In the cold-rolled steel sheet manufacturing method, in the step (b), the finish rolling temperature may be 850 to 950 ° C.

본 발명의 실시예에 따르면, 자동차용 부품에 적용 가능한 항복 강도 1400MPa 이상, 인장강도 1760MPa 이상, 연신율 5% 이상을 가지며, 90도 굽힘 기준 R/t 2.5 이하의 우수한 굽힘 가공성을 가지는 초고강도의 냉연 강판과 그 제조 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, it has a yield strength of 1400 MPa or more, a tensile strength of 1760 MPa or more, an elongation of 5% or more, and an excellent bending workability of R / t 2.5 or less based on 90 degree bending. An ultra-high strength cold-rolled steel sheet and a manufacturing method thereof can be implemented. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 냉연 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법에서 재가열, 열간 압연, 냉간 압연, 소둔, 냉각 및 템퍼링 공정을 포함하는 열처리 개요를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일부 실험예들에 따른 강도, 연신율 및 굽힘 가공성을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일부 실험예들에 따른 시편의 미세 조직을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진들이다.
1 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an overview of heat treatment including reheating, hot rolling, cold rolling, annealing, cooling and tempering processes in a method for manufacturing a cold rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a comparison of strength, elongation and bending workability according to some experimental examples of the present invention.
4 to 9 are pictures taken with a scanning electron microscope (SEM) of microstructures of specimens according to some experimental examples of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. A cold-rolled steel sheet and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Terms to be described later are terms appropriately selected in consideration of functions in the present invention, and definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

이하에서는 항복 강도 1400MPa 이상, 인장강도 1760MPa 이상, 연신율 5% 이상을 가지며, 90도 굽힘 기준 R/t 2.5 이하의 우수한 굽힘 가공성을 가지는 초고강도의 냉연 강판과 그 제조 방법의 구체적인 내용을 제공하고자 한다. Hereinafter, specific details of an ultra-high strength cold-rolled steel sheet having a yield strength of 1400 MPa or more, a tensile strength of 1760 MPa or more, an elongation of 5% or more, and an excellent bending workability of R / t 2.5 or less based on 90 degree bending and a manufacturing method thereof will be provided.

강판steel plate

본 발명의 일 실시예에 따르는 냉연 강판은 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 이하에서는, 상기 냉연 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명한다.In the cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention, carbon (C): 0.28 to 0.34% by weight, silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, manganese (Mn): 0.5 to 1.4% by weight, phosphorus (P): greater than 0 and less than 0.02% by weight, sulfur (S): greater than 0 and less than 0.003% by weight, aluminum (Al): 0.01 to 0.1% by weight, Chromium (Cr): greater than 0 and 1.0% by weight or less, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): greater than 0 and 0.01% by weight or less, titanium (Ti): 48/14 x [N] to 0.1% by weight (the [N] is the value of nitrogen weight%), and the rest iron (Fe) and other unavoidable impurities. Hereinafter, the role and content of each component included in the cold-rolled steel sheet will be described.

탄소(C)carbon (C)

탄소(C)는 강의 강도를 확보하기 위하여 첨가하며, 마르텐사이트 조직에서 탄소 함량이 증가할수록 강도가 증가한다. 즉, 탄소는 마르텐사이트 분율 및 강도 향상에 기여하는 합금원소이다. 한 구체예에서 상기 탄소(C)는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.28 ~ 0.34중량% 포함된다. 상기 탄소의 첨가량이 0.28중량% 미만인 경우 1400MPa 이상의 항복 강도와 1760MPa 이상의 인장강도를 확보하기 어렵고, 상기 탄소가 0.34중량% 초과 시 강도는 증가하나, 용접성에 불리하며 굽힘성 등이 크게 저하될 수 있다.Carbon (C) is added to secure the strength of the steel, and the strength increases as the carbon content increases in the martensitic structure. That is, carbon is an alloying element that contributes to improving the martensite fraction and strength. In one embodiment, the carbon (C) is included in an amount of 0.28 to 0.34% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. When the amount of carbon added is less than 0.28% by weight, it is difficult to secure a yield strength of 1400 MPa or more and a tensile strength of 1760 MPa or more, and when the carbon content exceeds 0.34% by weight, the strength increases, but the weldability is disadvantageous and the bendability may be greatly reduced.

규소(Si)Silicon (Si)

규소(Si)는 페라이트 안정화 원소로서 페라이트 내 탄화물의 형성을 지연시키며, 고용 강화 효과가 있다. 규소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하며 0.10 중량% 미만일 경우 탄화물 형성 억제 효과를 제대로 발휘할 수 없고 연신율 확보가 어려우며, 0.50중량%를 초과하는 경우 제조 과정에서 Mn2SiO4등 산화물을 형성하여 도금성이 저해되고, 외관 표면이 저하되며, 탄소 당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다.Silicon (Si), as a ferrite stabilizing element, delays the formation of carbides in ferrite and has a solid solution strengthening effect. Silicon is preferably added in an amount of 0.1 to 0.5% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. If it is less than 0.10% by weight, the effect of inhibiting carbide formation cannot be properly exerted and it is difficult to secure elongation.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 고용 강화 효과가 있고 소입성을 증대시켜 강도 향상에 기여 한다. 즉, 망간은 저온 변태상의 형성을 용이하게 하며 고용 강화로 강도를 상승시키는 효과를 제공하는 원소이다. 망간의 일부는 강 속에 고용되며 일부는 강중에 함유된 황과 결합하여 비금속개재물인 MnS를 형성하는데 이 MnS는 연성이 있어서 소성 가공 시 가공 방향으로 길게 연신된다. 그러나 MnS의 형성으로 강 속에 있는 황 성분이 감소하면서 결정립이 취약해지고 저융점화합물인 FeS의 형성을 억제시킨다. 강의 내산성과 내산화성을 저해하지만 펄라이트가 미세해지고 페라이트를 고용 강화시킴으로써 항복 강도를 향상시킨다. 망간은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 1.4중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 0.5중량% 미만일 경우 그 효과가 충분하지 않아 강도 확보가 어려우며, 1.4중량%를 초과하는 경우 MnS등 개재물의 형성이나 편석으로 인한 가공성 저하와 지연 파괴 저항성이 저하되고 탄소 당량을 높여 용접성을 저하시킬 수 있다.Manganese (Mn) has a solid solution strengthening effect and contributes to strength improvement by increasing hardenability. That is, manganese is an element that facilitates the formation of a low-temperature transformation phase and provides an effect of increasing strength through solid solution strengthening. Some of manganese is dissolved in steel and some is combined with sulfur contained in steel to form MnS, which is a non-metallic inclusion. This MnS is ductile and elongates in the processing direction during plastic processing. However, the formation of MnS reduces the sulfur component in the steel, making the crystal grains brittle and suppressing the formation of FeS, a low melting point compound. It inhibits the acid resistance and oxidation resistance of steel, but improves the yield strength by making pearlite finer and strengthening ferrite by solid solution. Manganese is preferably added in an amount of 0.5 to 1.4% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. If the content of manganese is less than 0.5% by weight, the effect is not sufficient, making it difficult to secure strength, and if it exceeds 1.4% by weight, workability and delayed fracture resistance decrease due to formation or segregation of inclusions such as MnS, and carbon equivalent. Increase weldability.

인(P)Phosphorus (P)

인(P)은 고용 강화에 의해 강도의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 인은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0 초과 0.02중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 인의 첨가 시에 고용 강화 의해 강도의 향상에 도움을 줄 수는 있지만, 인의 함량이 0.02중량%를 초과하는 경우에는 용접부가 취화되며 저온취성이 유발되며 프레스 성형성이 저하되고 충격 저항을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다. Phosphorus (P) can increase the strength by solid solution strengthening and suppress the formation of carbides. The phosphorus may be added in a content ratio of more than 0 and 0.02% by weight or less based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. When phosphorus is added, it can help improve strength by solid solution strengthening, but when the phosphorus content exceeds 0.02% by weight, the weld is embrittled, low-temperature brittleness is induced, press formability is lowered, and impact resistance is lowered. Problems may occur.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 망간, 티타늄 등과 결합하여 강의 피삭성을 개선시키며 미세 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킬 수 있으나, 일반적으로 연성 및 용접성을 저해하는 원소이다. 상기 황은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0 초과 0.003중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 황의 함량이 0.003중량%를 초과할 경우, MnS 개재물 수가 증가하여 가공성 및 용접성이 열위되며, 연속 주조 응고 중에 편석되어 고온 크랙이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다. Sulfur (S) can combine with manganese, titanium, etc. to improve the machinability of steel and form precipitates of fine MnS to improve workability, but is an element that generally inhibits ductility and weldability. The sulfur may be added in a content ratio of more than 0 and 0.003% by weight or less based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. When the sulfur content exceeds 0.003% by weight, the number of MnS inclusions increases, resulting in poor workability and weldability, and segregation during continuous casting solidification may cause high-temperature cracks.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

알루미늄(Al)은 탈산제로 주로 사용하는 원소로서, 페라이트 형성을 촉진하며 연신율을 향상시키며, 탄화물 형성을 억제하고, 오스테나이트 내 탄소 농화량을 증진하여 오스테나이트를 안정화시킨다. 또한, 알루미늄은 열연 코일 내 망간 밴드의 형성을 억제하는데 효과적인 원소이다. 상기 알루미늄(Al)은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.01 ~ 0.1중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 상술한 알루미늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.1중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 알루미늄 개재물이 증가하여 연주성을 저하시키며 강판의 표면에 농화되어 도금성이 저하되고 슬라브 내 AlN을 형성하여 주조 또는 열연 중 크랙을 유발하는 문제점이 있다.Aluminum (Al) is an element mainly used as a deoxidizer, promotes ferrite formation, improves elongation, suppresses carbide formation, and promotes carbon concentration in austenite to stabilize austenite. In addition, aluminum is an element effective in suppressing the formation of manganese bands in hot-rolled coils. The aluminum (Al) is preferably added in a content ratio of 0.01 to 0.1% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. When the content of aluminum (Al) is less than 0.01% by weight, the above-described effect of adding aluminum may be properly exhibited. On the contrary, when the content of aluminum (Al) exceeds 0.1% by weight and is excessively added, aluminum inclusions increase, lowering the playability, concentrating on the surface of the steel sheet, lowering the plating properties, and forming AlN in the slab to cause cracking during casting or hot rolling.

크롬(Cr)Chromium (Cr)

크롬(Cr)은 고용강화 및 소입성을 증대를 통하여 강의 강도 향상에 기여하는 합금 원소이다. 상기 크롬은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0 초과 1.0중량% 이하 포함된다. 상기 크롬을 미포함하는 경우, 본 발명의 강도 확보가 어렵고, 1.0중량% 초과하여 포함시 용접성을 저해할 수 있다.Chromium (Cr) is an alloying element that contributes to improving the strength of steel through solid solution hardening and increasing hardenability. The chromium is included in an amount greater than 0 and 1.0% by weight or less based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. When the chromium is not included, it is difficult to secure the strength of the present invention, and when it is included in an amount exceeding 1.0% by weight, weldability may be impaired.

붕소(B)Boron (B)

붕소(B)는 페라이트 형성을 억제하여 강의 경화능을 증가시키기 위하여 첨가하는 원소이다. 또한, 붕소는 강력한 소입성 원소로서, 소둔 이후 냉각 후 마르텐사이트의 형성에 크게 기여하며, 인(P)의 편석을 막아 강도를 향상시키는 역할을 한다. 만일, 인(P)의 편석이 발생할 경우에는 2차 가공 취성이 발생할 수 있으므로, 붕소를 첨가하여 인(P)의 편석을 막아 가공 취성에 대한 저항성을 증가시킨다. 상기 붕소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0.001 ~ 0.003중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 붕소의 함량이 0.001중량% 미만일 경우 상술한 효과가 불충분하여 마르텐사이트를 확보하기 어렵고, 0.003중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 인성이 저하되고 용접성이 저하되며 붕소 산화물의 형성으로 강의 표면 품질을 저해하는 문제를 유발할 수 있다.Boron (B) is an element added to increase the hardenability of steel by suppressing the formation of ferrite. In addition, boron, as a strong hardenable element, greatly contributes to the formation of martensite after cooling after annealing, and serves to improve strength by preventing segregation of phosphorus (P). If segregation of phosphorus (P) occurs, secondary processing brittleness may occur, so boron is added to prevent segregation of phosphorus (P) to increase resistance to processing brittleness. The boron is preferably added in a content ratio of 0.001 to 0.003% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. If the content of boron is less than 0.001% by weight, the above-mentioned effect is insufficient and it is difficult to secure martensite, and if it is added in excess of 0.003% by weight, toughness and weldability deteriorate, and the surface quality of the steel is deteriorated due to the formation of boron oxide. It can cause problems.

질소(N)Nitrogen (N)

질소(N)는 연신율을 저해하여 강의 성형성을 열화시킨다. 질소의 함량이 낮으면 낮을수록 좋으나 낮은 함량으로 관리하는 경우 강의 제조 비용이 증가할 수 있다. 상기 질소는 냉연 강판 전체 중량에 대하여 0 초과 0.01중량% 이하로 포함될 수 있다. 질소의 함량이 0.01중량%를 초과할 경우 냉연 강판의 연신율이 저하될 수 있다.Nitrogen (N) inhibits the elongation and deteriorates the formability of steel. The lower the nitrogen content, the better, but if the nitrogen content is managed at a low level, the manufacturing cost of the steel may increase. The nitrogen may be included in an amount greater than 0 and 0.01% by weight or less based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. When the nitrogen content exceeds 0.01% by weight, the elongation of the cold-rolled steel sheet may decrease.

티타늄(Ti)Titanium (Ti)

티타늄(Ti)은 석출물 형성 원소로, TiN의 석출과 결정립 미세화 효과가 있다. 특히 TiN의 석출을 통해 강 내부의 질소 함량을 낮출 수 있고, 붕소와 함께 첨가되었을 경우 BN의 석출을 방지할 수 있다. 티타늄은 냉연 강판 전체 중량에 대하여 48/14 × [N] ~ 0.1중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 여기에서, 티타늄 함량의 하한값을 정의하는 식에 표현된 [N]은 냉연 강판 전체 중량에 대한 질소의 함량(단위: 중량%)을 나타낸다. 티타늄의 함량이 48/14 × [N] 중량% 미만일 경우 BN이 석출되어 Ti 첨가 효과가 불충분하고, 0.1 중량%를 초과하는 경우 모재 내 탄소 고용도를 저감시켜 강도를 확보하기 어렵다.Titanium (Ti) is a precipitate-forming element, and has the effect of precipitating TiN and refining crystal grains. In particular, the nitrogen content in the steel can be lowered through the precipitation of TiN, and the precipitation of BN can be prevented when added together with boron. Titanium is preferably added in an amount of 48/14 × [N] to 0.1% by weight based on the total weight of the cold-rolled steel sheet. Here, [N] expressed in the formula defining the lower limit of the titanium content represents the nitrogen content (unit: wt%) with respect to the total weight of the cold-rolled steel sheet. When the content of titanium is less than 48/14 × [N] wt%, BN is precipitated and the effect of adding Ti is insufficient, and when it exceeds 0.1 wt%, it is difficult to secure strength by reducing carbon solubility in the base material.

상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판은 항복 강도 1400MPa 이상, 인장강도 1760MPa 이상, 연신율 5% 이상을 가지며, 90도 굽힘 기준 R/t 2.5 이하의 우수한 굽힘 가공성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 냉연 강판은 항복 강도(YS): 1400 ~ 1760MPa, 인장강도(TS): 1760 ~ 1900MPa이며, 연신율(El): 5 ~ 8%, 굽힘 가공성(R/t): 1.5 ~ 2.5일 수 있다. As described above, the cold-rolled steel sheet according to one embodiment of the present invention having an alloy element composition has a yield strength of 1400 MPa or more, a tensile strength of 1760 MPa or more, an elongation of 5% or more, and an R / t based on 90 degree bending. It may have excellent bending workability of 2.5 or less. For example, the cold-rolled steel sheet may have yield strength (YS): 1400 to 1760 MPa, tensile strength (TS): 1760 to 1900 MPa, elongation (El): 5 to 8%, and bending workability (R/t): 1.5 to 2.5.

상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 냉연 강판의 최종 미세 조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이나이트 및 페라이트로 이루어지되, 상기 템퍼드 마르텐사이트의 상분율은 95% 이상이고, 잔부는 상기 베이나이트 및 페라이트일 수 있다. 나아가, 마르텐사이트 래쓰(lath) 내 미세한 크기의 천이 탄화물이 석출될 수 있다. As described above, the final microstructure of the cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention having an alloy element composition is composed of tempered martensite, bainite, and ferrite, and the phase fraction of the tempered martensite is 95% or more, and the balance may be the bainite and ferrite. Furthermore, fine-sized transition carbides may be precipitated in the martensite lath.

이하에서는 상술한 조성과 미세 조직을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법을 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention having the above-described composition and microstructure will be described.

냉연 강판의 제조 방법Manufacturing method of cold-rolled steel sheet

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 냉연 강판의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법에서 재가열, 열간 압연, 냉간 압연, 소둔, 냉각 및 템퍼링 공정을 포함하는 열처리 개요를 나타낸 도면이다.1 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an overview of heat treatment including reheating, hot rolling, cold rolling, annealing, cooling and tempering processes in a method for manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 강판의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 × [N] 중량% 내지 0.1 중량%(단, 상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 재가열하는 단계(S10); (b) 상기 재가열된 강재를 열간 압연하는 단계(S20); (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연하는 단계(S30); 및 (d) 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔, 냉각 및 템퍼링 공정을 순차적으로 수행하는 단계(S40); 를 포함한다. 1 and 2, a method for manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention includes (a) carbon (C): 0.28 to 0.34% by weight, silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, manganese (Mn): 0.5 to 1.4% by weight, phosphorus (P): greater than 0 and less than 0.02% by weight, sulfur (S): greater than 0 and less than 0.003% by weight, aluminum (Al) ): 0.01 to 0.1% by weight, chromium (Cr): greater than 0 and less than 1.0% by weight, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): greater than 0 and less than 0.01% by weight, titanium (Ti): 48/14 × [N]% by weight to 0.1% by weight (provided that [N] is the value of nitrogen weight%) and the rest consisting of iron (Fe) and other unavoidable impurities Reheating the steel (S10); (b) hot rolling the reheated steel material (S20); (c) cold-rolling the hot-rolled steel material (S30); And (d) sequentially performing an annealing, cooling and tempering process on the cold-rolled steel material (S40); includes

상기 (a) 단계(S10)는 상기 강재를 1180 ~ 1300℃에서 1 ~ 4시간 동안 재가열(Reheating)하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬라브는 제강 공정을 통해 얻은 용강을 연속 주조하여 반제품 형태로 제조되고, 재가열 공정을 통하여 주조 공정에서 발생한 성분 편석을 균질화하고, 열간 압연할 수 있는 상태로 만든다. The step (a) (S10) may include reheating the steel material at 1180 to 1300 ° C. for 1 to 4 hours. For example, the slab is manufactured in the form of a semi-finished product by continuously casting molten steel obtained through a steelmaking process, homogenizes component segregation generated in the casting process through a reheating process, and makes it into a state that can be hot rolled.

슬라브 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)가 1180℃ 미만이면, 슬라브의 편석이 충분히 재고용 되지 못하는 문제가 있고, 1300℃를 초과하면 오스테나이트 결정립의 크기가 증가하며, 공정 비용이 상승할 수 있다. 한편, 상기 재가열 시간이 1시간 미만일 경우 편석대 감소가 충분하지 않으며, 4시간을 초과하는 경우 결정립 크기가 증가하며, 공정 비용이 상승할 수 있다. If the slab reheating temperature (SRT) is less than 1180 ° C, there is a problem that the segregation of the slab is not sufficiently re-dissolved, and if it exceeds 1300 ° C, the size of austenite grains increases, and process costs may increase. On the other hand, when the reheating time is less than 1 hour, the segregation zone is not sufficiently reduced, and when the reheating time exceeds 4 hours, the grain size increases and the process cost may increase.

상기 (b) 단계(S20)는 상기 재가열된 슬라브를 열간 압연(HR)하는 단계를 포함한다. 열간 압연은 850 ~ 950℃의 마무리 압연온도(Finish Delivery Temperature, FDT)로 열간 압연한다. The step (b) (S20) includes hot rolling (HR) the reheated slab. Hot rolling is hot rolling at a finish delivery temperature (FDT) of 850 ~ 950 ℃.

마무리 압연온도가 850℃보다 낮아지면 압연 부하가 급격히 증가하여 생산성이 저하되고, 950℃를 초과하는 경우 결정립의 크기가 증가하여 강도가 감소할 수 있다. When the finish rolling temperature is lower than 850 ° C., the rolling load increases rapidly and productivity decreases, and when the temperature exceeds 950 ° C., the size of grains increases and strength may decrease.

열간 압연 후에 450 ~ 650℃의 온도로 냉각한 후 권취한다. 권취 온도가 450℃ 미만이면 열연 코일의 형상을 불균일하게 하고 냉간 압연 부하가 증가하고, 650℃를 초과하는 경우 강판의 중심부와 엣지부의 냉각 속도 차이에 의한 불균일 미세 조직을 야기하며, 입계 내부가 산화되는 문제점이 발생할 수 있으며, 표면 산화 등으로 후공정에서 불량을 일으킬 수 있다.After hot rolling, it is cooled to a temperature of 450 ~ 650 ℃ and then wound up. If the coiling temperature is less than 450 ° C, the shape of the hot-rolled coil is non-uniform and the cold rolling load increases, and if it exceeds 650 ° C, a non-uniform microstructure is caused due to a difference in cooling rate between the center and the edge of the steel sheet, and the inside of the grain boundary is oxidized.

상기 (c) 단계(S30)는 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연(CR)하는 단계를 포함한다. 상기 열연 코일을 산세하여 표면 스케일층을 제거하고, 냉간 압연을 실시한다. 냉간 압연 시 두께 압하율은 대략 40 ~ 70%이다.The step (c) (S30) includes performing cold rolling (CR) on the hot-rolled steel material. The hot-rolled coil is pickled to remove the surface scale layer, and then cold-rolled. The thickness reduction rate during cold rolling is approximately 40 to 70%.

상기 (d) 단계(S40)는 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔, 냉각 및 템퍼링 공정을 순차적으로 수행하는 단계를 포함한다. Step (d) (S40) includes sequentially performing annealing, cooling and tempering processes on the cold-rolled steel material.

상기 소둔 공정은 상기 강재에 대하여 850 ~ 920℃에서 30 ~ 120초 동안 소둔(Soaking) 열처리하는 단계를 포함한다. 냉간 압연된 냉연 강을 가열하여 Ae3 이상의 온도 구간에서 소둔 열처리하여 오스테나이트 단상 조직을 확보한다. The annealing process includes a step of annealing (Soaking) heat treatment for the steel material at 850 ~ 920 ℃ for 30 ~ 120 seconds. The cold-rolled cold-rolled steel is heated and annealed in a temperature range of Ae3 or higher to secure an austenite single-phase structure.

이때 승온 속도는 3℃/sec 이상으로 하고, 850 ~ 920℃의 소둔 온도에서 30 ~ 120초간 유지한다. 승온 속도가 3℃/s 미만인 경우, 소둔 온도까지 도달하는데 많은 시간이 소요되어 열처리 효율이 떨어지고, 오스테나이트 결정립이 지나치게 커질 수 있다. At this time, the heating rate is set to 3 ° C./sec or more, and maintained at an annealing temperature of 850 to 920 ° C. for 30 to 120 seconds. When the temperature increase rate is less than 3° C./s, it takes a lot of time to reach the annealing temperature, so heat treatment efficiency decreases and austenite crystal grains may become excessively large.

소둔 온도는 오스테나이트 단상 조직을 확보하기 위해 A3 이상에서 수행함이 바람직하지만, 소둔 온도가 920℃를 초과하여 지나치게 높아지면 오스테나이트 결정 크기가 지나치게 조대해져 강도 저하의 원인이 될 수 있다. 소둔 온도가 850℃ 미만이거나 유지 시간이 30초 미만일 경우 오스테나이트가 충분히 균질화되지 못할 수 있으며, 소둔 온도가 920℃를 초과하거나, 유지 시간이 120초를 초과하는 경우 오스테나이트 결정 크기가 지나치게 조대해져 강도 저하의 원인이 되며, 열처리 효율 및 생산성이 떨어질 수 있다. The annealing temperature is preferably performed at A3 or higher in order to secure an austenite single-phase structure, but if the annealing temperature exceeds 920 ° C., the austenite crystal size becomes too coarse, which may cause a decrease in strength. If the annealing temperature is less than 850 ° C or the holding time is less than 30 seconds, austenite may not be sufficiently homogenized, and if the annealing temperature exceeds 920 ° C or the holding time exceeds 120 seconds, the austenite crystal size becomes excessively coarse, resulting in a decrease in strength, and heat treatment efficiency and productivity may decrease.

상기 승온-소둔 열처리 구간은 오스테나이트 단상 조직 여부 및 오스테나이트 결정립 크기에 영향을 주며, 이는 최종 강판의 인장 강도에 있어 중요하다. The temperature-annealing heat treatment section affects the austenite single phase structure and the austenite grain size, which is important in the tensile strength of the final steel sheet.

상기 냉각 공정은 상기 강재에 대하여 770 ~ 820℃까지 3 ~ 15℃/s로 냉각하는 단계(I); 상기 강재에 대하여 400 ~ 450℃까지 80℃/s 이상의 속도로 냉각하는 단계(II); 및 상기 강재에 대하여 상온(25℃) ~ 150℃까지 130 ~ 500℃/s의 속도로 냉각하는 단계(III);를 순차적으로 포함한다. The cooling process includes a step (I) of cooling the steel to 770 to 820 ° C at 3 to 15 ° C / s; Step (II) cooling the steel to 400 ~ 450 ℃ at a rate of 80 ℃ / s or more; And a step (III) of cooling the steel to room temperature (25 ° C) to 150 ° C at a rate of 130 to 500 ° C / s; includes sequentially.

구체적으로 살펴보면, 상기 소둔된 냉연 강을 770 ~ 820℃의 온도까지 3 ~ 15℃/sec로 서냉하여 냉각 중 페라이트 변태를 방지한다. 서냉온도가 770℃ 미만일 경우 페라이트 변태가 발생할 수 있고, 서냉온도가 820℃를 초과하는 경우 이후 급냉(Quenching) 구간에서 냉각해야 하는 온도 차이가 크게 증가하여 품질에 문제가 발생할 수 있다. Specifically, the annealed cold-rolled steel is slowly cooled at a rate of 3 to 15 °C/sec to a temperature of 770 to 820 °C to prevent ferrite transformation during cooling. If the slow cooling temperature is less than 770 ° C, ferrite transformation may occur, and if the slow cooling temperature exceeds 820 ° C, the temperature difference to be cooled in the subsequent quenching section greatly increases, which may cause quality problems.

일반적으로 연속 소둔로는 서냉각 구간을 포함하며, 서냉각 중 연질의 페라이트 상의 변태가 일어나면 최종 목표 인장 강도 달성이 어렵게 된다. 본 실시예에서 제안하는 합금계에서 750℃ 미만으로 서냉각 할 경우 연질의 페라이트 상이 생길 수 있으므로 서냉 종점 온도는 770 ~ 820℃으로 제한하는 것이 바람직하다.In general, the continuous annealing furnace includes a slow cooling section, and when transformation of the soft ferrite phase occurs during slow cooling, it becomes difficult to achieve the final target tensile strength. In the alloy system proposed in this embodiment, when slowly cooling below 750 ° C, a soft ferrite phase may occur, so it is preferable to limit the slow cooling end point temperature to 770 ~ 820 ° C.

서냉 이후 400 ~ 450℃의 온도까지 80℃/sec 이상의 냉각 속도(예를 들어, 450 ~ 600℃/s)로 1차 급냉하고, 이후 150℃ 이하의 온도까지 130℃/sec 이상의 냉각 속도로 2차 급냉한다. After slow cooling, the first rapid cooling is performed at a cooling rate of 80 ° C / sec or more (eg, 450 ~ 600 ° C / s) to a temperature of 400 to 450 ° C, and then the second rapid cooling is performed at a cooling rate of 130 ° C / sec or more to a temperature of 150 ° C or less.

1차 급냉의 경우 냉각 속도가 80℃/sec 미만일 경우 냉각 중 페라이트 또는 베이나이트 변태가 발생하여 강도 확보가 어렵게 되고, 2차 급냉에서 냉각 속도가 130℃/sec 미만일 경우 냉각 중 마르텐사이트의 템퍼링이 발생하여 강도 확보가 어렵다.In the case of primary quenching, if the cooling rate is less than 80 ° C / sec, ferrite or bainite transformation occurs during cooling, making it difficult to secure strength, and in secondary quenching, if the cooling rate is less than 130 ° C / sec, tempering of martensite occurs during cooling. It is difficult to secure strength.

구체적으로 살펴보면, 서냉각된 냉연 강판을 400℃ (Ms) 이상 온도까지 80℃/s 이상의 냉각 속도로 급속 냉각하는 1차 냉각 단계에서는 서냉 종점 온도로부터 Ms 이상의 온도까지 급속 냉각하여 냉각 중 페라이트 및 베이나이트 상변태를 억제하는 것이 중요하다. 이를 위해 80℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것이 바람직하며, 냉각 속도가 부족한 경우 페라이트 혹은 베이나이트 상변태로 인하여 최종 강의 인장 강도 저하의 원인이 될 수 있다.Specifically, in the first cooling step of rapidly cooling the slow-cooled cold-rolled steel sheet to a temperature of 400 ° C (M s ) or higher at a cooling rate of 80 ° C / s or higher, rapid cooling from the slow cooling end point temperature to a temperature of Ms or higher is performed. It is important to suppress ferrite and bainite phase transformation during cooling. For this purpose, it is preferable to cool at a cooling rate of 80° C./s or more, and if the cooling rate is insufficient, it may cause a decrease in tensile strength of the final steel due to ferrite or bainite phase transformation.

1차 냉각된 냉연 강판을 150℃ ~ 상온(25℃) 구간까지 130℃/s 이상 500℃/s 이하의 냉각 속도로 급속 냉각하는 2차 냉각 단계는, 1차 냉각 종점 온도로부터 250℃(Mf) 이하의 150℃ 혹은 바람직하게는 상온(25℃)까지 130℃/s 이상의 냉각 속도로 급속 냉각하여 마르텐사이트 변태가 일어나는 구간이다. 2차 냉각 중 오토 템퍼링(Auto-tempering)이 일어날 수 있으며, 냉각 속도가 느려 오토 템퍼링이 과도한 경우 탄화물 과다 석출로 인해 마르텐사이트 내 탄소 함량이 줄어들어 인장 강도가 저하되고, 템퍼링 이후에도 항복 강도를 충분히 확보하기 힘들 수 있으므로 2차 냉각 구간은 130℃/s 이상으로 냉각하는 것이 바람직하다. 반면, 2차 냉각 속도가 매우 큰 경우 온도 불균형으로 인해 소재 파고가 심해져 판재의 형상 불균형이 예상되므로 2차 냉각 구간은 500℃/s 이하로 냉각하는 것이 바람직하다.The secondary cooling step of rapidly cooling the primary cooled cold-rolled steel sheet from 150 ° C to room temperature (25 ° C) at a cooling rate of 130 ° C / s or more and 500 ° C / s or less is 250 ° C. Auto-tempering may occur during the secondary cooling, and if the auto-tempering is excessive due to the slow cooling rate, the carbon content in martensite is reduced due to excessive precipitation of carbides, resulting in a decrease in tensile strength, and even after tempering. It may be difficult to sufficiently secure the yield strength. On the other hand, if the secondary cooling rate is very high, it is preferable to cool the secondary cooling section at 500 ° C./s or less, since the shape imbalance of the plate is expected due to severe material wave due to temperature imbalance.

상기 템퍼링 공정은 상기 2차 냉각된 냉연 강판에 대하여 3℃/s 이상으로 재가열하여 180 ~ 220℃에서 50 ~ 500초 동안 템퍼링(Tempering)하는 단계를 포함한다. 즉, 상기 냉각된 냉연 강을 180 ~ 220℃의 온도로 재가열하여 50 ~ 500초간 템퍼링한다. The tempering process includes reheating the secondary cooled cold-rolled steel sheet at 3° C./s or higher and tempering it at 180 to 220° C. for 50 to 500 seconds. That is, the cooled cold-rolled steel is reheated to a temperature of 180 to 220° C. and tempered for 50 to 500 seconds.

이때 템퍼링 온도가 180℃ 미만일 경우 템퍼링의 효과가 충분히 발생하기 어려우며, 템퍼링 온도가 220℃를 초과하는 경우 템퍼링 중 탄화물의 크기가 조대화하여 강도 확보가 어려울 수 있다. 또한 유지 시간이 50초 미만일 경우 템퍼링 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 500초를 초과하는 경우 탄화물의 크기가 조대화 되어 강도 확보가 어려워지고 생산성이 떨어질 수 있다.At this time, when the tempering temperature is less than 180 ° C., it is difficult to sufficiently achieve the effect of tempering, and when the tempering temperature exceeds 220 ° C., the size of carbides becomes coarse during tempering, making it difficult to secure strength. In addition, if the holding time is less than 50 seconds, the tempering effect may not be sufficient, and if the holding time exceeds 500 seconds, the size of the carbide becomes coarse, making it difficult to secure strength and reducing productivity.

상기 2차 냉각 중 오토 템퍼링에 의한 연질화로는 목표 항복강도 1400MPa 이상과 굽힘성 R/t 2.5 이하를 모두 달성하기 어려우므로 후속 템퍼링을 시행한다. 2차 냉각으로 생성된 마르텐사이트를 템퍼링하여 미세한 크기의 천이 탄화물을 석출시킴으로써 항복 강도 및 연신율, 굽힘 가공성을 개선하는 열처리 구간으로 템퍼링 온도가 지나치게 낮으면 탄화물 석출이 부족하고, 온도가 지나치게 높으면 시멘타이트 석출이 과도하여 본 발명에서 요구하는 굽힘 가공성을 달성하기 어렵다. 이에 템퍼링 온도는 180 ~ 220℃ 사이로 한정하는 것이 바람직하다. 템퍼링 시간은 템퍼링 온도에 비해 템퍼링 정도에 미치는 영향이 적으므로 템퍼링 시간은 크게 제한하지 않지만 템퍼링 시간이 지나치게 짧을 경우 템퍼링이 충분하지 못하므로 템퍼링 시간은 50 ~ 500초로 제한하는 것이 바람직하다. During the secondary cooling, it is difficult to achieve both the target yield strength of 1400 MPa or more and the bendability R / t of 2.5 or less with the softening furnace by auto tempering, so subsequent tempering is performed. It is a heat treatment section that improves yield strength, elongation, and bending workability by tempering martensite produced by secondary cooling to precipitate fine-sized transition carbides. If the tempering temperature is too low, carbide precipitation is insufficient. If the temperature is too high, cementite precipitation is excessive, making it difficult to achieve the bending workability required by the present invention. Accordingly, the tempering temperature is preferably limited to between 180 and 220°C. Since the tempering time has a smaller effect on the degree of tempering than the tempering temperature, the tempering time is not significantly limited, but if the tempering time is too short, the tempering is not sufficient, so the tempering time is preferably limited to 50 to 500 seconds.

상기 열처리 과정을 통해 최종적으로 95% 이상의 템퍼드 마르텐사이트와 잔부 페라이트 및 베이나이트, 마르텐사이트 래스 내 미세한 크기의 천이 탄화물로 이루어진 미세 조직을 얻을 수 있으며, 항복 강도 1400MPa 이상, 인장강도 1760MPa 이상, 연신율 5% 이상, 굽힘성(R/t) 2.5 이하의 굽힘 가공성이 우수한 냉연 초고강도 강판을 구현할 수 있다.Through the heat treatment process, a microstructure composed of tempered martensite of 95% or more, the balance of ferrite and bainite, and transition carbides of fine size in martensite lath can be finally obtained, and a cold-rolled ultra-high strength steel sheet with excellent bending workability having a yield strength of 1400 MPa or more, a tensile strength of 1760 MPa or more, an elongation of 5% or more, and a bendability (R/t) of 2.5 or less can be realized.

실험예Experimental example

이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 다음의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 다음의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred experimental examples are presented to aid understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.

1. 시편의 조성1. Composition of the specimen

본 실험예에서는 표 1의 합금 원소 조성(단위: 중량%)을 가지는 시편들을 제공한다. 각 합금은 1250℃에서 4시간 동안 재가열한 뒤 마무리 압연온도(FDT)가 850℃인 조건에서 3.5mm 두께로 열간 압연한 후 권취 온도 600℃에서 권취하였다. 이후 산세를 통하여 표층 산화 스케일을 제거하고 1.2mm 두께로 냉간 압연하였다. In this experimental example, specimens having the alloy element composition (unit: weight%) of Table 1 are provided. Each alloy was reheated at 1250 ° C for 4 hours, then hot rolled to a thickness of 3.5 mm at a finish rolling temperature (FDT) of 850 ° C, and then wound at a coiling temperature of 600 ° C. Thereafter, surface oxide scale was removed through pickling, and cold rolling was performed to a thickness of 1.2 mm.

강종steel grade CC SiSi MnMn TiTi BB CrCr PP SS AlAl NN AA 0.300.30 0.200.20 0.800.80 0.040.04 0.0020.002 0.10.1 0.010.01 0.0010.001 0.030.03 0.0040.004 BB 0.300.30 0.800.80 1.001.00 0.040.04 0.0020.002 -- 0.010.01 0.0010.001 0.030.03 0.0040.004 CC 0.300.30 0.200.20 0.500.50 0.040.04 0.0020.002 0.20.2 0.010.01 0.0010.001 0.030.03 0.0040.004 DD 0.280.28 0.200.20 0.500.50 0.0250.025 -- -- 0.010.01 0.0010.001 0.030.03 0.0040.004 EE 0.260.26 0.200.20 1.001.00 0.030.03 0.0020.002 -- 0.010.01 0.0010.001 0.030.03 0.0040.004

표 1의 강종 A 및 C는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 조성인 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)의 조성을 만족한다. Steel grades A and C in Table 1 are carbon (C): 0.28 to 0.34% by weight, silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, manganese (Mn): 0.5 to 1.4% by weight, phosphorus (P): more than 0 and less than 0.02% by weight, sulfur (S): more than 0 and less than 0.003% by weight, aluminum (Al): 0.01 to 0.1% by weight, chromium (Cr): greater than 0 and less than 1.0% by weight, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): greater than 0 and less than 0.01% by weight, titanium (Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1% by weight (where [N] is the value of nitrogen weight%) and the rest iron (Fe).

그러나, 강종 B는 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%의 조성 범위를 상회하고, 강종 D는 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%의 조성 범위를 하회하고, 강종 E는 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%의 조성 범위를 하회하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉연 강판의 조성 범위를 만족하지 못한다. However, steel type B exceeds the composition range of silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, steel type D is below the composition range of boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, and steel grade E is carbon (C): 0.28 ~ 0.34% by weight.

2. 공정 조건 및 물성 평가2. Evaluation of process conditions and physical properties

표 2는 표 1에 개시된 조성을 가지는 시편들에 대하여 적용한 열처리 공정 조건을 나타낸 것이다.Table 2 shows heat treatment process conditions applied to the specimens having the compositions disclosed in Table 1.

표 2에서 소둔 온도, 서냉 온도, 템퍼링 온도의 단위는 ℃이며, 소둔 시간, 템퍼링 시간의 단위는 초이며, 서냉 속도, 1차냉속, 2차냉속의 단위는 ℃/s이다.In Table 2, the unit of annealing temperature, slow cooling temperature, and tempering temperature is ° C, the unit of annealing time and tempering time is seconds, and the unit of slow cooling rate, primary cooling rate, and secondary cooling rate is ° C / s.

구분division 강종steel grade 소둔 온도annealing temperature 소둔 시간annealing time 서냉 속도annealing rate 서냉 온도annealing temperature 1차 냉속1st cold speed 2차 냉속2nd cold speed 템퍼링 온도tempering temperature 템퍼링 시간tempering time 비교예1Comparative Example 1 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 -- -- 비교예2Comparative Example 2 AA 900900 6060 55 800800 450450 130130 -- -- 발명예1Invention example 1 AA 900900 6060 55 800800 450450 130130 200200 240240 비교예3Comparative Example 3 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 160160 240240 발명예2Invention Example 2 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 180180 240240 발명예3Invention Example 3 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 200200 6060 발명예4Invention Example 4 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 200200 240240 비교예4Comparative Example 4 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 240240 240240 비교예5Comparative Example 5 AA 900900 6060 55 800800 600600 480480 300300 240240 비교예6Comparative Example 6 AA 900900 6060 55 800800 5050 5050 240240 240240 비교예7Comparative Example 7 BB 850850 6060 55 800800 450450 130130 200200 240240 발명예5Invention Example 5 CC 850850 6060 55 800800 450450 130130 200200 240240 비교예8Comparative Example 8 DD 890890 6060 55 800800 600600 480480 200200 240240 비교예9Comparative Example 9 EE 890890 6060 55 800800 600600 480480 200200 240240

발명예1, 발명예2, 발명예3, 발명예4, 발명예5는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 조성을 만족할 뿐만 아니라, 850 ~ 920℃에서 30 ~ 120초 동안 소둔 열처리하는 단계; 상기 강재에 대하여 770 ~ 820℃까지 3 ~ 15℃/s로 서냉각하는 단계; 상기 강재에 대하여 400 ~ 450℃까지 80℃/s 이상의 속도로 1차 급속 냉각하는 단계; 및 상기 강재에 대하여 25 ~ 150℃까지 130 ~ 500℃/s의 속도로 2차 급속 냉각하는 단계; 180 ~ 220℃에서 50 ~ 500초 동안 템퍼링하는 단계; 를 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법의 열처리 조건을 모두 만족한다.Invention Examples 1, 2, 3, 4, and 5 not only satisfy the composition of the cold-rolled steel sheet according to the embodiment of the present invention described above, but also annealing heat treatment at 850 to 920 ° C. for 30 to 120 seconds; Slowly cooling the steel from 3 to 15 °C/s to 770 to 820 °C; Step of first rapid cooling at a rate of 80 ℃ / s or more to 400 ~ 450 ℃ with respect to the steel; and performing secondary rapid cooling at a rate of 130 to 500 °C/s to 25 to 150 °C for the steel; tempering at 180 to 220° C. for 50 to 500 seconds; Satisfies all heat treatment conditions of the method for manufacturing a cold-rolled steel sheet according to an embodiment of the present invention to perform.

이에 반하여, 비교예1, 비교예2, 비교예3, 비교예4, 비교예5, 비교예6은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 조성(강종 A)을 만족하지만, 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법의 열처리 조건을 모두 만족하지는 못한다. 예를 들어, 비교예1, 비교예2는 180 ~ 220℃에서 50 ~ 500초 동안 템퍼링하는 단계를 수행하지 않는다. 비교예3은 180 ~ 220℃인 템퍼링 온도 범위를 하회하고, 비교예4 및 비교예5는 180 ~ 220℃인 템퍼링 온도 범위를 상회한다. 비교예6은 1차 급속 냉각에서 80℃/s 이상의 냉각 속도를 하회하고, 2차 급속 냉각에서 130 ~ 500℃/s의 냉각 속도를 하회한다. In contrast, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3, Comparative Example 4, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 satisfy the composition (steel type A) of the cold-rolled steel sheet according to the above-described embodiment of the present invention, but do not satisfy all of the heat treatment conditions of the manufacturing method of the cold-rolled steel sheet according to the embodiment of the present invention. For example, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, tempering at 180 to 220° C. for 50 to 500 seconds is not performed. Comparative Example 3 is below the tempering temperature range of 180 to 220 ° C., and Comparative Example 4 and Comparative Example 5 exceed the tempering temperature range of 180 to 220 ° C. Comparative Example 6 is below the cooling rate of 80 ° C / s or more in the first rapid cooling, and below the cooling rate of 130 to 500 ° C / s in the second rapid cooling.

한편, 비교예7, 비교예8, 비교예9는 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 제조 방법의 열처리 조건을 모두 만족하지만, 본 발명의 실시예에 따른 냉연 강판의 조성(강종 A)을 모두 만족하지는 못한다. 예를 들어, 표 1을 함께 참조하면, 비교예7은 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%의 조성 범위를 상회하고, 비교예8은 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%의 조성 범위를 하회하고, 비교예9는 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%의 조성 범위를 하회한다.On the other hand, Comparative Example 7, Comparative Example 8, and Comparative Example 9 satisfy all of the heat treatment conditions of the cold-rolled steel sheet manufacturing method according to the embodiment of the present invention, but do not satisfy all of the composition (steel type A) of the cold-rolled steel sheet according to the embodiment of the present invention. For example, referring to Table 1 together, Comparative Example 7 exceeds the composition range of silicon (Si): 0.1 to 0.5% by weight, Comparative Example 8 is below the composition range of boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, and Comparative Example 9 is less than the composition range of carbon (C): 0.28 to 0.34% by weight.

표 3은 표 1 및 표 2에 개시된 조성과 열처리 공정 조건을 적용한 결과 구현된 미세 조직과 인장 물성 및 굽힘성을 나타낸 것이다. Table 3 shows the microstructure, tensile properties, and bending properties realized as a result of applying the composition and heat treatment process conditions disclosed in Tables 1 and 2.

표 3에서 미세 조직(T.M.)은 최종 미세 조직에서 템퍼드 마르텐사이트의 상분율(%)이며, 미세 조직(F)은 최종 미세 조직에서 페라이트의 상분율(%)이며, 항복 강도(YS), 인장강도(TS)의 단위는 MPa이며, 인장 연신율(T.El)의 단위는 %이며, 항복비(YR)는 항복 강도와 인장강도의 비율(%)을 나타낸다. In Table 3, the microstructure (T.M.) is the phase fraction (%) of tempered martensite in the final microstructure, the microstructure (F) is the phase fraction (%) of ferrite in the final microstructure, the units of yield strength (YS) and tensile strength (TS) are MPa, the unit of tensile elongation (T.El) is %, and the yield ratio (YR) represents the ratio (%) of yield strength and tensile strength.

도 4 내지 도 9는 본 발명의 일부 실험예들에 따른 시편의 미세 조직을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진들로서, 구체적으로, 도 4는 발명예4에 해당하고, 도 5는 비교예6에 해당하고, 도 6은 비교예1에 해당하고, 도 7은 비교예2에 해당하고, 도 8은 발명예4에 해당하고, 도 9는 비교예5에 해당한다.4 to 9 are photographs taken with a scanning electron microscope (SEM) of microstructures of specimens according to some experimental examples of the present invention. Specifically, FIG. 4 corresponds to Inventive Example 4, and FIG. 5 corresponds to Comparative Example 6. 6 corresponds to Comparative Example 1, FIG. 7 corresponds to Comparative Example 2, FIG. 8 corresponds to Invention Example 4, and FIG.

구분division 미세 조직
(T.M.)
microstructure
(TM)
미세 조직
(F)
microstructure
(F)
YSYS TSTS T.ElT.El YRYR R/tR/t
비교예1Comparative Example 1 100100 -- 15271527 16831683 1.21.2 90.790.7 >7.0>7.0 비교예2Comparative Example 2 100100 -- 12681268 18381838 7.27.2 69.069.0 2.172.17 발명예1Invention example 1 100100 -- 14611461 18091809 7.07.0 80.880.8 2.172.17 비교예3Comparative Example 3 100100 -- 15421542 19501950 6.46.4 79.179.1 2.832.83 발명예2Invention Example 2 100100 -- 15221522 18861886 5.35.3 80.780.7 2.172.17 발명예3Invention Example 3 9797 33 15131513 18461846 5.75.7 82.082.0 2.502.50 발명예4Invention example 4 100100 -- 15301530 18201820 5.95.9 84.184.1 2.172.17 비교예4Comparative Example 4 100100 -- 14661466 16811681 5.95.9 87.287.2 2.672.67 비교예5Comparative Example 5 100100 -- 14331433 15301530 5.75.7 93.793.7 >3.7>3.7 비교예6Comparative Example 6 3535 6565 661661 998998 5.45.4 66.266.2 >3.7>3.7 비교예7Comparative Example 7 100100 -- 15261526 18461846 6.16.1 82.782.7 2.672.67 발명예5Invention example 5 100100 -- 14631463 18031803 6.56.5 81.181.1 2.332.33 비교예8Comparative Example 8 7171 2929 663663 10531053 3.03.0 62.962.9 >3.7>3.7 비교예9Comparative Example 9 100100 -- 13761376 16831683 4.74.7 81.781.7 3.003.00

도 3과 표 1 내지 표 3을 참조하면, 비교예 3,4,5와 발명예 2,3,4의 경우, 템퍼링 온도와 시간에 따라 마르텐사이트 미세 조직의 연질도가 달라져 인장 물성 및 굽힘성이 상이하게 되며, 해당 물성은 템퍼링 조건에 민감하게 반응하여 본 발명에서 달성하고자 하는 목표의 만족 여부가 달라지고 있다. 비교예3은 템퍼링 온도가 적정 온도(180 ~ 220℃)보다 낮아 인장 강도가 1950MPa으로 매우 높은 반면 굽힘성은 2.83으로 본 발명의 기준(2.5 이하)에 미치지 못한다. 반면, 비교예 4, 5는 템퍼링 온도가 적정 온도(180 ~ 220℃)보다 높으며, 예를 들어, 300℃에서 템퍼링 시(비교예5), 도 9에 나타난 바와 같이 비교적 큰 크기의 세멘타이트 석출이 관찰된다. 탄화물 석출이 증가함에 따라 마르텐사이트 강도가 낮아져 인장 강도는 1760MPa에 미치지 못하고 탄화물이 크랙 개시 사이트로 작용해 굽힘성 또한 저하되고 있다. Referring to FIG. 3 and Tables 1 to 3, in Comparative Examples 3, 4, and 5 and Inventive Examples 2, 3, and 4, the softness of the martensite microstructure varies depending on the tempering temperature and time, so that the tensile properties and bending properties are different. The physical properties react sensitively to tempering conditions, so that the satisfaction of the goal to be achieved in the present invention varies. Comparative Example 3 has a very high tensile strength of 1950 MPa because the tempering temperature is lower than the appropriate temperature (180 to 220 ° C.), but the bendability is 2.83, which does not meet the standard (2.5 or less) of the present invention. On the other hand, in Comparative Examples 4 and 5, the tempering temperature is higher than the proper temperature (180 ~ 220 ° C.), for example, when tempering at 300 ° C. (Comparative Example 5), cementite precipitation of a relatively large size is observed as shown in FIG. 9. As the carbide precipitation increases, the martensite strength decreases, so the tensile strength does not reach 1760 MPa, and the carbide acts as a crack initiation site, and the bendability also deteriorates.

발명예 2,3,4는 180 ~ 200℃의 적정한 템퍼링 온도에서 템퍼링을 실시해 도 4와 같이 면적 분율 95% 이상의 템퍼드 마르텐사이트 미세 조직과 도 8과 같이 조직 내 미세한 크기의 천이 탄화물이 석출되어 본 발명에서 목표로 하는 1400MPa 이상의 항복 강도, 1760MPa 이상의 인장 강도, 5% 이상의 연신율과 R/t 2.5이하의 굽힘 가공성을 모두 만족하고 있다. 또한, 굽힘 가공성은 템퍼링 온도와 시간 중 템퍼링 온도에 민감하게 반응하고 있음을 확인할 수 있다. Inventive Examples 2, 3, and 4 were tempered at an appropriate tempering temperature of 180 to 200 ° C, and a tempered martensitic microstructure with an area fraction of 95% or more as shown in FIG. 4 and transition carbides of a fine size in the structure were precipitated as shown in FIG. All of the bending workability are satisfied. In addition, it can be confirmed that the bending workability responds sensitively to the tempering temperature during the tempering temperature and time.

비교예 1, 2의 경우에 템퍼링 열처리를 실시하지 않은 경우로 2차 급랭 속도에 따라 오토 템퍼링에 의한 냉각 중 탄화물 석출량이 달라져 인장 물성 및 굽힘성에 현저한 차이가 나타나고 있다. 특히, 비교예1은 2차 냉각 속도가 매우 커서 오토 템퍼링이 거의 발생하지 않아 도 6과 같이 천이 탄화물 석출이 잘 관찰되지 않으며, 물성 또한 취성 특성이 양호하지 못하다. 반면, 비교예2는 냉각 속도가 상대적으로 느려서 도 7에서 나타나듯이 오토 템퍼링에 의해 충분한 양의 미세한 크기의 천이 탄화물이 석출되어 굽힘성이 본 발명에서 주장하는 수준(2.5 이하)을 만족하고 있다. 하지만 후속 템퍼링의 부재로 항복 강도가 1400MPa에 미치지 못하고 있다. 비교예2 대비 발명예1과 같이 200℃에서 템퍼링을 하면 추가적인 굽힘성 향상은 없으나 항복 강도가 1400MPa 이상으로 증가하여 본 발명에서 주장하는 물성을 모두 만족하게 된다.In the case of Comparative Examples 1 and 2, when tempering heat treatment was not performed, the amount of carbide precipitated during cooling by auto-tempering was changed according to the secondary quenching rate, and there was a significant difference in tensile properties and bendability. In particular, Comparative Example 1 has a very high secondary cooling rate, so auto-tempering hardly occurs, and as shown in FIG. 6, precipitation of transition carbides is not well observed, and physical properties and brittleness characteristics are not good. On the other hand, in Comparative Example 2, the cooling rate is relatively slow, and as shown in FIG. 7, a sufficient amount of fine-sized transition carbide is precipitated by auto tempering, and the bendability satisfies the level (2.5 or less) claimed in the present invention. However, the yield strength does not reach 1400 MPa due to the absence of subsequent tempering. When tempering at 200 ° C. as in Inventive Example 1 compared to Comparative Example 2, there is no additional improvement in bendability, but the yield strength increases to 1400 MPa or more, satisfying all the physical properties claimed in the present invention.

비교예6은 본 발명에서 제안하는 1차 급냉 및 2차 급냉의 냉각 속도를 모두 미달하여 냉각 중 페라이트 변태가 과도하게 일어나 도 5와 같이 템퍼드 마르텐사이트 분율이 95% 미만이며, 인장 강도가 1700MPa 이하이며, 굽힘성 R/t 2.5를 초과하게 된다.In Comparative Example 6, both the cooling rates of the first quenching and the second quenching proposed in the present invention were insufficient, so ferrite transformation occurred excessively during cooling, so that the tempered martensite fraction was less than 95%, and the tensile strength was 1700 MPa or less, and the bendability R/t exceeded 2.5.

비교예 7,8,9는 합금량이 본 발명의 범위에서 벗어난 강종으로서, 비교예 7은 규소(Si) 함량이 높아 고용 강화에 의한 강도 증가 및 규소 함량에 따른 템퍼링 중 탄화물 석출이 저하돼 굽힘성이 본 발명의 기준(2.5 이하)을 만족하지 못한다. 또한, 비교예 8은 붕소(B) 함량이 낮아 소입성이 부족해 미세 조직 내 페라이트가 과도하게 형성되어 인장 강도와 연신율이 현저히 낮음을 알 수 있다. 비교예 9는 100% 템퍼드 마르텐사이트 조직으로 이루어진 강이나 탄소의 함량이 본 발명의 범위(0.28 ~ 0.34중량%)에서 벗어나 충분한 인장 강도를 확보하지 못하고 있음을 확인할 수 있다. Comparative Examples 7, 8, and 9 are steels in which the alloy amount is out of the range of the present invention, and Comparative Example 7 has a high silicon (Si) content, so that the strength increase due to solid solution strengthening and the precipitation of carbides during tempering according to the silicon content decrease, so that the bendability of the present invention (2.5 or less) is not satisfied. In Comparative Example 8, it can be seen that the tensile strength and elongation are remarkably low due to excessive formation of ferrite in the microstructure due to insufficient hardenability due to low boron (B) content. In Comparative Example 9, it can be confirmed that the content of steel or carbon having a 100% tempered martensitic structure deviated from the range of the present invention (0.28 to 0.34% by weight) and did not secure sufficient tensile strength.

지금까지 본 발명의 사상에 따른 냉연 강판 및 그 제조 방법을 설명하였다. So far, the cold-rolled steel sheet and its manufacturing method according to the spirit of the present invention have been described.

본 발명은 상술한 선행기술문헌에 개시된 기존 기술과 유사하게 마르텐사이트를 기지 조직으로 하는 초고강도강의 제조 방법을 제시하고 있으나, 기존 기술 대비 다음과 같은 차이점이 있다. 망간의 함량을 1.4중량% 이하로 저감한 강종 설계를 하여 Mn 편석 밴드를 줄여 균질한 조직을 구현할 수 있다. 또한, 후속 템퍼링을 실시해 미세한 천이 탄화물을 석출시켜 마르텐사이트 조직의 항복 강도와 굽힘 가공성을 향상시킬 수 있다. 결국, 강 제조 시 1400MPa 이상의 항복 강도, 1760MPa 이상의 인장 강도, 90도 굽힘 기준 R/t 2.5 이하의 굽힘 가공성을 확보하는 냉연 초고강도 강을 구현할 수 있다. The present invention proposes a method for manufacturing ultra-high strength steel having martensite as a base structure similar to the conventional technology disclosed in the above-mentioned prior art literature, but has the following differences compared to the conventional technology. A homogeneous structure can be implemented by reducing the Mn segregation band by designing a steel grade in which the content of manganese is reduced to 1.4% by weight or less. In addition, it is possible to improve the yield strength and bending workability of the martensitic structure by performing subsequent tempering to precipitate fine transition carbides. As a result, it is possible to realize cold-rolled ultra-high-strength steel that secures a yield strength of 1400 MPa or more, a tensile strength of 1760 MPa or more, and bending workability of R/t 2.5 or less based on 90 degree bending during steel production.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.Although the above has been described based on the embodiments of the present invention, various changes or modifications may be made at the level of those skilled in the art. As long as these changes and modifications do not depart from the scope of the present invention, it can be said to belong to the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

Claims (9)

탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
굽힘 가공성(R/t)은 1.5 ~ 2.5이며, 항복 강도(YS): 1400 ~ 1760MPa, 인장강도(TS): 1760 ~ 1900MPa이며, 연신율(El): 5 ~ 8%인 것을 특징으로 하는,
냉연 강판.
Carbon (C): 0.28 to 0.34 wt%, Silicon (Si): 0.1 to 0.5 wt%, Manganese (Mn): 0.5 to 1.4 wt%, Phosphorus (P): greater than 0 and 0.02 wt% or less, Sulfur (S): greater than 0 and 0.003 wt% or less, aluminum (Al): 0.01 to 0.1 wt%, chromium (Cr): greater than 0 1.0 % by weight or less, boron (B): 0.001 to 0.003% by weight, nitrogen (N): more than 0 to 0.01% by weight or less, titanium (Ti): 48/14 x [N] to 0.1% by weight (the [N] is the value of nitrogen weight%), and the remainder includes iron (Fe) and other unavoidable impurities,
Bending workability (R / t) is 1.5 ~ 2.5, yield strength (YS): 1400 ~ 1760MPa, tensile strength (TS): 1760 ~ 1900MPa, elongation (El): characterized in that 5 ~ 8%,
cold rolled steel.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 냉연 강판의 최종 미세 조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이나이트 및 페라이트로 이루어지되,
상기 템퍼드 마르텐사이트의 상분율은 95면적% 이상인 것을 특징으로 하는,
냉연 강판.
According to claim 1,
The final microstructure of the cold-rolled steel sheet is made of tempered martensite, bainite and ferrite,
Characterized in that the phase fraction of the tempered martensite is 95 area% or more,
cold rolled steel.
(a) 탄소(C): 0.28 ~ 0.34중량%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.5중량%, 망간(Mn): 0.5 ~ 1.4중량%, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.003중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.01 ~ 0.1중량%, 크롬(Cr): 0 초과 1.0중량% 이하, 붕소(B): 0.001 ~ 0.003중량%, 질소(N): 0 초과 0.01중량% 이하, 티타늄(Ti): 48/14 x [N] ~ 0.1 중량%(상기 [N]은 질소 중량%의 값) 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1180 ~ 1300℃에서 1 ~ 4시간 동안 재가열하는 단계;
(b) 상기 재가열된 강재를 마무리 압연온도가 850 ~ 950℃인 조건으로 열간 압연하는 단계;
(c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 냉간 압연하는 단계; 및
(d) 상기 냉간 압연된 강재에 대하여 소둔, 냉각 및 템퍼링 공정을 순차적으로 수행하는 단계; 를 포함하되,
상기 (d) 단계는 상기 강재에 대하여 850 ~ 920℃에서 30 ~ 120초 동안 소둔 열처리하는 단계; 상기 강재에 대하여 770 ~ 820℃까지 3 ~ 15℃/s로 서냉하는 단계; 상기 강재에 대하여 400 ~ 450℃까지 80℃/s 이상의 속도로 1차 급냉하는 단계; 및 상기 강재에 대하여 25 ~ 150℃까지 130 ~ 500℃/s의 속도로 2차 급냉하는 단계; 상기 강재에 대하여 180 ~ 220℃에서 템퍼링하는 단계;를 포함하며,
상기 단계들을 수행하여 구현된 냉연 강판은 굽힘 가공성(R/t)은 1.5 ~ 2.5이며, 항복 강도(YS): 1400 ~ 1760MPa, 인장강도(TS): 1760 ~ 1900MPa이며, 연신율(El): 5 ~ 8%인 것을 특징으로 하는,
냉연 강판의 제조 방법.
(a) Carbon (c): 0.28 to 0.34%by weight, silicon (SI): 0.1 to 0.5%by weight, manganese (Mn): 0.5 to 1.4 weight%, 0 and 0.02%by weight or less, sulfur (s): 0 and 0 weaver and less than 0.003%by weight, aluminum (AL): 0.01 to 0.1%by weight, chrome (cr): 0 And 1.0 weight%, boron (B): 0.001 to 0.003%by weight, nitrogen (n): 0.01%or less, titanium (Ti): 48/14 x [n] ~ 0.1%(N] to 0.1 weight%(the value of nitrogen weight%) Re -heating for 1 to 4 hours;
(b) hot-rolling the reheated steel material under conditions of a finish rolling temperature of 850 to 950° C.;
(c) cold-rolling the hot-rolled steel material; and
(d) sequentially performing an annealing, cooling and tempering process on the cold-rolled steel; Including,
Step (d) is an annealing heat treatment for the steel material at 850 to 920° C. for 30 to 120 seconds; Slowly cooling the steel to 770 ~ 820 ℃ at 3 ~ 15 ℃ / s; First rapid cooling at a rate of 80 ° C / s or more to 400 ~ 450 ° C with respect to the steel; and secondarily quenching the steel at a rate of 130 to 500 °C/s to 25 to 150 °C; Including; tempering at 180 ~ 220 ℃ with respect to the steel material,
The cold-rolled steel sheet realized by performing the above steps has a bending workability (R / t) of 1.5 to 2.5, a yield strength (YS) of 1400 to 1760 MPa, a tensile strength (TS) of 1760 to 1900 MPa, and an elongation (El) of 5 to 8%.
A method for producing cold-rolled steel sheet.
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