KR20100034983A - Bake hardened cole-rolled steel sheet, galvanized steel sheet with excellent surface properties and aging resistance and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표면 특성과 우수한 내시효성을 동시에 구비한 소부경화형 냉간압연강판, 이를 이용한 도금강판(이하 내용에서는 '소부경화강'으로 총칭함) 및 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소부경화값이 30MPa 이상이며 소부경화성과 시효지수(AI, Aging Index)값이 30MPa 이하인 상온 내시효성이 우수하며, 내2차 가공취성이 우수한 인장강도 340~390MPa급 소부경화강 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명에 의한 도금강판은 제조시 발생할 수 있는 표면결함을 억제하기 위하여 성분과 열연조건을 엄격히 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hardened hardened cold rolled steel sheet having both surface properties and excellent aging resistance, a plated steel sheet using the same (hereinafter referred to collectively as a hardened hardened steel), and a method of manufacturing the same. 340 ~ 390MPa grade hardened hardened steel with excellent hardening resistance at room temperature with a hardening value of 30MPa or more and an aging index (AI, Aging Index) value of 30MPa or less, and excellent secondary work brittleness. will be. In particular, the plated steel sheet according to the present invention is characterized by strictly controlling the components and hot rolling conditions in order to suppress surface defects that may occur during manufacture.
최근 자동차의 연비향상 및 차체의 경량화를 목적으로 차체에 고강도강판을 사용함으로써 판 두께 감소와 더불어 내덴트성을 향상시키고자 하는 요구가 한층 커지고 있다. 일반적으로 강판에 이러한 고강도 특성을 부여하는 경우, 가공성이 저하되므로, 이러한 두 가지 특성을 모두 만족할 수 있는 강의 수요가 증가하고 있다.In recent years, the use of high-strength steel sheet in the vehicle body for the purpose of improving the fuel efficiency of the automobile and reducing the weight of the vehicle body has further increased the demand for reducing the plate thickness and improving the dent resistance. In general, when the high strength characteristics are given to the steel sheet, since workability is lowered, demand for steel that can satisfy both of these characteristics is increasing.
이러한 양쪽 조건을 모두 만족할 수 있는 강재로는 복합조직형 냉연강판과 소부경화강이 있다. 상대적으로 제조가 용이한 복합조직강은 인장강도가 390MPa급 이상으로 자동차에 사용되는 소재로는 인장강도가 높은데 비해 연신율이 높다는 장점이 있다. 하지만, 자동차의 프레스 성형성을 나타내는 평균 r치가 낮으며 Mn, Cr 등 고가의 합금원소가 과다하게 첨가되는 경우가 많아 제조원가의 상승을 초래할 수 있다는 문제점을 가진다. Steels that can satisfy both of these conditions include a composite structured cold rolled steel sheet and a hardened hardened steel. Relatively easy to manufacture composite tissue steel has a tensile strength of more than 390MPa class as a material used in automobiles has the advantage of high elongation compared to high tensile strength. However, there is a problem that the average r value indicating the press formability of the automobile is low and expensive alloying elements such as Mn and Cr are often added excessively, leading to an increase in manufacturing cost.
이에 반해 소부경화강은 프레스 성형시 인장강도 390MPa 이하의 상태로 연질강판에 가까운 항복강도를 가지므로 연성이 우수하며 프레스 성형 이후에는 도장 소부처리시 저절로 항복강도가 상승하는 특징을 가져, 강으로서 강도가 증가하면 성형성이 악화되는 종래의 냉연강판에 비해 매우 이상적인 강으로 주목 받고 있다.On the contrary, because the hardened hardened steel has a yield strength close to the soft steel sheet with a tensile strength of 390 MPa or less during press molding, it has excellent ductility, and after press molding, the yield strength increases by itself during the coating hardening process. Increasing is attracting attention as a very ideal steel compared to the conventional cold rolled steel sheet is deteriorated formability.
소부경화는 강 중에 고용된 침입형 원소인 탄소나 질소가 변형과정에서 생성된 전위를 고착하여 발생되는 일종의 변형시효를 이용한 것으로 고용C(탄소) 및 N(질소)가 증가하면 소부경화량은 증가하나, 고용원소의 과다로 인해 상온시효를 수반하여 성형성의 악화를 초래하게 되므로 적정한 고용원소의 제어하는 과정이 매우 중요하다. Baking hardening is a type of strain aging that occurs when carbon or nitrogen, the solid solution dissolved in steel, adheres to the potential generated during the deformation process. As the solid solution C (carbon) and N (nitrogen) increase, the amount of hardening hardening increases. However, due to the excessive number of employment elements, the process of controlling the appropriate employment element is very important because it leads to deterioration of the moldability with room temperature aging.
일반적으로 소부경화성을 가지는 냉연강판의 제조방법으로 알려진 것은 저탄소 P첨가 Al-killed강을 단순히 저온에서 권취, 즉 400-500℃ 온도범위의 열연 권취온도에서 저온권취한 후 상소둔법에 의해 제조하는 것으로, 여기에는 소부경화량이 약 40-50MPa 정도의 강이 주로 사용되었다. 이러한 제조방법은 상소둔에 의해 성형성은 물론 소부경화성도 함께 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.In general, known as a method for producing a cold-rolled steel sheet having a hardening hardenability is that the low-carbon P-added Al-killed steel is simply wound at low temperatures, that is, by cold winding at a hot rolled winding temperature of 400-500 ℃ temperature range by the annealing method In this case, steel of about 40-50 MPa of hardening of hardening was mainly used. It is known that such a manufacturing method can improve both moldability and baking hardenability by annealing.
하지만 연속소둔법을 이용해야 하는 P첨가 Al-Killed강의 경우 비교적 빠른 냉각속도를 이용하기 때문에 상기 종래기술에 비해 소부경화성 확보가 용이한 반면 급속가열, 단시간 소둔에 의해 성형성이 악화되는 문제점이 있어 가공성이 요구되지 않는 자동차 외판에만 제한되는 문제점이 존재한다. However, P-added Al-Killed steel, which requires continuous annealing, uses a relatively fast cooling rate, which makes it easier to secure baking hardenability compared to the prior art, whereas moldability is deteriorated by rapid heating and short annealing. There is a problem that is limited only to the automobile shell, in which workability is not required.
또한, 최근 자동차 부품 생산에는 표면처리강판이 다수 사용되는데, 소부경화강을 표면처리한 용융도금강판은 강판 표면의 건전성이 충분히 확보되지 않을 경우 도금공정 후 강판 표면에 발생하는 스크래치성의 결함과 고객사 판금 가공 후 반짝이는 결함 형태로 관찰되는 표면 결함들이 발생할 가능성이 매우 높다. In addition, a number of surface-treated steel sheets are recently used in the production of automotive parts. In the case of hot-dip galvanized steel sheets coated with hardened steel, the scratches on the surface of the steel sheet after the plating process and the customer's sheet metal are insufficient if the integrity of the steel sheet surface is not sufficiently secured. Surface defects observed in the form of shiny defects after machining are very likely to occur.
이러한 결함들은 특히 Al, P등의 성분이 과도하게 첨가된 강판의 열연 공정중 강판의 극표면층 수 ㎛ 이내에 생성되는 Al, P 주류의 복합 산화물이 결정립 계면이나 아결정립 계면을 따라서 선택적인 산화물을 형성하기 때문에 발생하는 경우가 일반적이다.These defects, in particular, during the hot rolling process of the steel sheet with excessive addition of Al, P, etc., the complex oxides of the Al and P main streams formed within several micrometers of the pole surface layer of the steel sheet form a selective oxide along the grain boundary or the amorphous grain interface. This is usually the case.
따라서, 소부경화강의 장점을 살리면서 아울러 소부경화강의 문제점들을 해결하기 위하여 다양한 기술들이 개발되었다. 최근에는 제강기술의 비약적인 발달에 힘입어 강 중에 적정 고용원소량의 제어가 가능해지고, Ti 또는 Nb등의 강력한 탄질화물 형성원소를 첨가한 Al-Killed 강판의 사용으로 내덴트성이 필요한 자동차 외판재용으로도 사용이 가능한 성형성이 우수한 소부경화강을 제조하는 기술이 나타난 바 있다.Therefore, various technologies have been developed to take advantage of the hardened hardened steel while solving the problems of the hardened hardened steel. In recent years, due to the rapid development of steelmaking technology, it is possible to control the appropriate amount of solid solution in steel, and for automotive exterior materials that require dent resistance by using Al-Killed steel sheet containing strong carbonitride-forming elements such as Ti or Nb. It has been shown a technique for producing a small hardened steel excellent in moldability can also be used as.
일본 공개특허 소61-026757호는 C:0.0005-0.015%, S+N 함량≤005%의 Ti 및 Ti- Nb 복합첨가 극저탄소 냉연강판에 관한 기술을 개시하고 있으며, 일본 공개특허 소57-089437호는 C:0.010% 이하의 Ti 첨가강을 사용하여 소부경화량이 약 40MPa 이상인 강의 제조방법에 대해 소개하고 있다. 이러한 방법은 Ti 및 Nb의 첨가량 혹은 소둔시의 냉각속도를 제어함으로써 강 중 고용원소량을 적절히 조절하여 재질의 열화를 방지하면서 소부경화성을 부여하는 기술이지만, Ti 또는 Ti-Nb 복합첨가강의 경우에는 적정 소부경화량의 확보를 위해서 제강공정 중 Ti, N, S 등의 엄격한 제어가 요구되므로 원가가 상승한다는 문제가 발생한다. 나아가, 상기 종래 기술들 중 Nb첨가강은 고온소둔에 의한 작업성 악화 및 특수 원소첨가에 의한 제조원가 상승의 문제점이 나타날 수 있다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-026757 discloses a technique related to ultra low carbon cold rolled steel with a Ti and Ti-Nb composite having a C: 0.0005-0.015% and an S + N content ≤005%, and Japanese Laid-Open Patent No. 57-089437 No. introduces a method for producing steel having a hardening hardening amount of about 40 MPa or more using Ti-added steel of less than C: 0.010%. This method is to control the addition amount of Ti and Nb or the cooling rate at the time of annealing to appropriately adjust the amount of solid solution in the steel to prevent material deterioration and to give the hardening hardening, but in the case of Ti or Ti-Nb composite additive steel In order to secure an appropriate baking hardening amount, a strict control such as Ti, N, S, etc. is required during the steelmaking process, resulting in a cost increase. Furthermore, the Nb-added steel of the prior arts may exhibit problems of deterioration of workability due to high temperature annealing and an increase in manufacturing cost due to the addition of special elements.
한편 새로운 합금원소의 첨가를 통한 소부경화강의 물성 개선을 나타낸 종래기술들도 존재하였는바, 일본 공개특허 평5-93502에서는 Sn을 첨가함으로써 BH성을 향상시켰고, 또한 일본 공개특허 평9-249936에서는 V을 Nb과 복합 첨가하여 결정립계의 응력집중 완화를 통한 연성개선효과를 소개하고 있다. 또한 일본 공개특허 평8-49038는 Zr에 의한 성형성 개선효과를 나타내고 있으며, 일본 공개특허 평7-278654는 Cr을 첨가하여 고강도화 및 가공경화지수(N치)의 열화를 최소화 시킴으로써 성형성을 도모하고 있다.Meanwhile, there have been prior arts showing the improvement of the properties of the hardened hardened steel by the addition of new alloy elements. In Japanese Patent Laid-Open No. 5-93502, BH is improved by adding Sn, and in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 9-249936 By adding V in combination with Nb, the ductility improvement effect through stress concentration relaxation of grain boundary is introduced. In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-49038 has an effect of improving moldability by Zr, and Japanese Patent Laid-open No. Hei 7-278654 promotes formability by adding Cr to minimize the deterioration of high strength and work hardening index (N value). Doing.
그러나 이러한 특허들은 단순히 소부경화성의 개선 또는 성형성을 개선하는 기술에 불과하며, 소부경화성의 상승에 따른 내시효성의 열화문제, 그리고 소부경화강의 고강도화에 의해 필연적으로 첨가하는 원소로 P가 있는데, 이러한 P함량의 증가에 의하여 발생하는 2차 가공취성 등의 문제에 대해서는 언급하지 않고 있다. 즉, 예를 들면 인장강도 340MPa급의 소부경화강을 제조하기 위해 첨가되는 P함량이 0.07%인 경우 2차 가공취성을 판단하는 기준인 DBTT(Ductile Brittle Transition Temperature)가 가공비(Drawing Ratio) 1.9에서 -20℃, 390MPa급의 고강도강을 제조하기 위해 P함량을 약 0.09%정도 첨가할 경우 DBTT는 0~10℃로서 매우 열화될 수 있다. 이는 약 5ppm정도로 첨가된 B를 포함하는 강재에 해당되는데, P함량이 과도하게 많기 때문에 B에 의한 DBTT개선에 문제가 있었던 것으로 판단된다. However, these patents are merely a technique for improving the quench hardening property or improving the moldability, and there are P as inevitably added elements due to the deterioration of aging resistance due to the increase of quench hardening property and the high strength of the quench hardening steel. It does not mention problems such as secondary processing brittleness caused by an increase in P content. That is, for example, when the P content added to manufacture the hardened hardened steel having a tensile strength of 340 MPa is 0.07%, the DBTT (Ductile Brittle Transition Temperature), which is a criterion for judging secondary work brittleness, is set at a drawing ratio of 1.9. If the P content is added about 0.09% to produce high strength steel of -20 ℃, 390MPa grade, DBTT can be very deteriorated as 0 ~ 10 ℃. This corresponds to the steel containing B added to about 5ppm, because the P content is excessively high, it seems that there was a problem in improving DBTT by B.
내2차 가공취성 개선을 위해 현 수준보다 과도하게 B을 첨가하게 되면 B에 의한 재질열화를 초래하기 때문에 그 첨가량에도 한계가 있다. 즉, 이러한 조건에서는 내2차 가공취성을 방지하는 DBTT가 최소 -20℃이하, 보다 안정적인 내2차 가 공취성을 확보하기 위해서는 DBTT가 -30℃이하가 되어야 하기 때문에 소부경화강에서도 B 이외의 새로운 성분 또는 제조조건의 검토가 필요한 실정이다.Excessive addition of B in order to improve the secondary work brittle resistance is because the material degradation caused by B has a limit in addition. That is, under these conditions, DBTT, which prevents secondary processing brittleness, should be at least -20 ℃ or lower, and DBTT should be -30 ℃ or lower to secure more stable secondary airborne brittleness. There is a need for a review of new ingredients or manufacturing conditions.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하고 아울러 고강도와 내시효성을 동시에 확보할 수 있는 강재를 제공하기 위한 것으로, 특히 용융도금강판 제조시 예상되는 표면의 선택적 산화에 의해 야기되는 표면결함들을 억제하기 위하여 P 및 Al의 함량을 상호보완적으로 제어하며, 성분과 제조조건을 적정화시켜 소둔 후 결정립 크기를 적절히 제어함으로써 소부경화성, 상온 내시효성, 내2차 가공취성이 우수하고, 상온 6개월 유지에도 시효지수가 30MPa 이하이고 소부경화량이 30MPa 이상인 인장강도 340~390MPa급 고강도 소부경화형 냉연강판, 도금강판 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems and to provide a steel material that can secure both high strength and aging resistance at the same time, in particular to suppress the surface defects caused by the selective oxidation of the surface expected during the production of hot-dip steel sheet Complementary control of the content of Al and Al, and by appropriately control the grain size after annealing by optimizing the ingredients and manufacturing conditions, it is excellent in hardening hardenability, room temperature aging resistance, secondary processing brittleness, and the aging index is maintained even at room temperature for 6 months Is less than 30MPa and the hardening hardening amount of 30MPa or more to provide a tensile strength of 340 ~ 390MPa high strength hardening hardening type cold rolled steel sheet, plated steel sheet and a manufacturing method thereof.
본 발명은, 중량%로, C:0.0025~0.0035%, Si:0.02% 이하, Mn:0.2~1.2%, P:0.01~0.05%, S:0.01% 이하, Al:0.08~0.12%, N:0.0025% 이하, Ti: 0.005~0.018%, Mo:0.01~0.1%, B:0.0005~0.0015% 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,In the present invention, by weight%, C: 0.0025 to 0.0035%, Si: 0.02% or less, Mn: 0.2 to 1.2%, P: 0.01 to 0.05%, S: 0.01% or less, Al: 0.08 to 0.12%, N: 0.0025% or less, Ti: 0.005 to 0.018%, Mo: 0.01 to 0.1%, B: 0.0005 to 0.0015% balance Fe and other unavoidable impurities,
상기 Ti, N 및 S 사이에는 Ti*(Effective Ti) = Total Ti - (48/14)N (48/32)S ≤ 0의 관계를, 상기 Mn과 P 사이에는 DBTT = 803P - 24.4Mn - 58 ≤ -30(℃)의 관계를, 그리고 상기 Al 및 P 사이에는 P ≤ - 0.048*loge (Al) - 0.07의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 소부경화형 냉연강판 및 상기 소부경화형 냉 연강판을 도금처리한 도금강판을 제공한다. Ti * (Effective Ti) = Total Ti-(48/14) N (48/32) S ≤ 0 between Ti, N and S, DBTT = 803P-24.4Mn-58 between Mn and P A small hardened type cold rolled steel sheet and a small hardened type cold rolled steel sheet characterized by satisfying a relationship of ≤ -30 (° C) and a relationship of P ≤-0.048 * log e (Al)-0.07 between Al and P. Provided is a plated steel plate.
나아가 본 발명은, 중량%로, C:0.0025~0.0035%, Si:0.02% 이하, Mn:0.2~1.2%, P:0.01~0.05%, S:0.01% 이하, Al:0.08~0.12%, N:0.0025% 이하, Ti: 0.005~0.018%, Mo:0.01~0.1%, B:0.0005~0.0015% 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,Furthermore, in the present invention, by weight%, C: 0.0025 to 0.0035%, Si: 0.02% or less, Mn: 0.2 to 1.2%, P: 0.01 to 0.05%, S: 0.01% or less, Al: 0.08 to 0.12%, N : 0.0025% or less, Ti: 0.005 ~ 0.018%, Mo: 0.01 ~ 0.1%, B: 0.0005 ~ 0.0015% balance Fe and other unavoidable impurities,
상기 Ti, N 및 S 사이에는 Ti*(Effective Ti) = Total Ti - (48/14)N - (48/32)S ≤ 0의 관계를, 상기 Mn과 P 사이에는 DBTT = 803P - 24.4Mn - 58 ≤ -30(℃)의 관계를, 그리고 상기 Al 및 P 사이에는 P ≤ - 0.048*loge (Al) - 0.07의 관계를 만족하는 강 슬라브에 대하여, 1200℃ 이상의 온도로 가열하는 가열 단계, 900~950℃에서 열간 마무리 압연하는 열간압연 단계, 600~650℃에서 권취하는 권취단계, 공냉 후 스케일을 제거한 후, 70~80%의 압하율로 냉간압연하는 냉간압연 단계, 750~830℃에서 연속소둔하는 소둔 단계 및 1.2~1.5%의 압하율로 조질압연하는 조질압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소부경화형 냉연강판의 제조방법을 제공한다.Ti * (Effective Ti) = Total Ti-(48/14) N-(48/32) S ≤ 0 between Ti, N and S, DBTT = 803P-24.4 Mn-between Mn and P A heating step of heating at a temperature of 1200 ° C. or higher for a steel slab satisfying a relationship of 58 ≦ −30 (° C.) and satisfying a relationship of P ≦ −0.048 * log e (Al) −0.07 between Al and P, Hot rolling step of hot finishing rolling at 900 ~ 950 ° C., winding step of winding at 600 ~ 650 ° C., after removing the scale after air cooling, cold rolling step of cold rolling at 70 ~ 80% reduction rate, 750 ~ 830 ° C. It provides a method for producing a hardened hardened cold-rolled steel sheet comprising a continuous annealing step and a temper rolling step to temper rolling at a reduction ratio of 1.2 ~ 1.5%.
나아가, 본 발명은 중량%로, C:0.0025~0.0035%, Si:0.02% 이하, Mn:0.2~1.2%, P:0.01~0.05%, S:0.01% 이하, Al:0.08~0.12%, N:0.0025% 이하, Ti: 0.005~0.018%, Mo:0.01~0.1%, B:0.0005~0.0015% 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물 을 포함하며,Furthermore, the present invention is in weight%, C: 0.0025 to 0.0035%, Si: 0.02% or less, Mn: 0.2 to 1.2%, P: 0.01 to 0.05%, S: 0.01% or less, Al: 0.08 to 0.12%, N : 0.0025% or less, Ti: 0.005 ~ 0.018%, Mo: 0.01 ~ 0.1%, B: 0.0005 ~ 0.0015% balance Fe and other unavoidable impurities,
상기 Ti, N 및 S 사이에는 Ti*(Effective Ti) = Total Ti - (48/14)N - (48/32)S ≤ 0의 관계를, 상기 Mn과 P 사이에는 DBTT = 803P - 24.4Mn - 58 ≤ -30(℃)의 관계를 만족하는 강 슬라브에 대하여, 1200℃ 이상의 온도로 가열하는 가열 단계, 900~950℃에서 열간 마무리 압연하는 열간압연 단계, 600℃ 이하에서 권취하는 권취단계, 자연냉각 후 스케일을 제거하고, 70~80%의 압하율로 냉간압연하는 냉간압연 단계, 750~830℃에서 연속소둔하는 소둔 단계 및 1.2~1.5%의 압하율로 조질압연하는 조질압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소부경화형 냉연강판의 제조방법을 제공한다.Ti * (Effective Ti) = Total Ti-(48/14) N-(48/32) S ≤ 0 between Ti, N and S, DBTT = 803P-24.4 Mn-between Mn and P For a steel slab satisfying the relationship of 58 ≤ -30 (° C), a heating step of heating to a temperature of 1200 ° C or more, a hot rolling step of hot finishing rolling at 900 to 950 ° C, a winding step of winding up to 600 ° C or less, and a natural After cooling, the scale is removed, and a cold rolling step of cold rolling at a reduction ratio of 70 to 80%, an annealing step of continuous annealing at 750 to 830 ° C., and a temper rolling step of temper rolling at a reduction ratio of 1.2 to 1.5% are included. Provided is a method for producing a hardened hardened cold rolled steel sheet.
나아가 본 발명은, 상기 소부경화형 냉연강판의 제조방법에 용융아연도금 처리 단계를 추가적으로 포함하는 소부경화형 도금강판의 제조방법을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a method for producing a hardened hardened plated steel sheet further comprising a hot dip galvanizing step in the hardened hardened cold rolled steel sheet.
본 발명에 의한 소부경화형 냉연강판 및 도금강판은 상온 내시효성이 우수하며, 동시에 소부경화량이 30MPa이상이고 인장강도 340MPa급인 고강도 특성을 가져 각종 자동차용 부품으로 사용하기에 적합하다.The hardening hardening type cold rolled steel sheet and the plated steel sheet according to the present invention have excellent aging resistance at room temperature, and at the same time, the hardening hardening amount of 30MPa or more and the tensile strength of 340MPa class are suitable for use in various automotive parts.
본 발명은 중량%로 C : 0.0025-0.0035%, Si : 0.02% 이하, Mn : 0.2-1.2%, P : 0.01-0.05%, S : 0.01% 이하, 가용(Soluble) Al : 0.08-0.12%, N : 0.0025% 이하, Ti : 0.005-0.018%, Mo : 0.01~0.1% 및 B : 0.0005-0.0015% 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 Ti, N 및 S는 하기 식 1을 동시에 만족하도록 제어한 Al-killed강 및 상기 조성의 슬라브에 대하여 1200℃ 이상에서 균질화 열처리, 900~950℃의 온도범위에서 마무리 열간압연, 600~650℃의 온도범위에서 권취 후 자연냉각하는 단계를 포함하는 소부경화강의 제조방법을 제공한다. 이 때 열연강판 표면의 선택적 산화에 의한 표면결함을 방지하기 위해 하기 식 2과 같은 관계식을 통해 P 및 Al의 함량을 제어한다.In the present invention, by weight% C: 0.0025-0.0035%, Si: 0.02% or less, Mn: 0.2-1.2%, P: 0.01-0.05%, S: 0.01% or less, Soluble Al: 0.08-0.12%, N: 0.0025% or less, Ti: 0.005-0.018%, Mo: 0.01-0.1%, and B: 0.0005-0.0015% remainder Fe and other unavoidable impurities, wherein Ti, N and S satisfy the following Equation 1. Homogenizing heat treatment at 1200 ℃ or higher for the controlled Al-killed steel and the slab of the composition, finishing hot rolling at a temperature range of 900 to 950 ° C, winding after winding in a temperature range of 600 to 650 ° C, followed by natural cooling. It provides a method for producing hardened steel. At this time, in order to prevent surface defects by selective oxidation of the surface of the hot-rolled steel sheet, the content of P and Al is controlled through a relational expression as in
[식 1][Equation 1]
Ti*(Effective Ti) = Total Ti - (48/14)N - (48/32)S ≤ 0Ti * (Effective Ti) = Total Ti-(48/14) N-(48/32) S ≤ 0
[식 2][Equation 2]
P ≤ - 0.048*loge (Al) - 0.07P ≤-0.048 * log e (Al)-0.07
단, 본 발명의 다른 견지에서는 P 및 Al 사이에 상기 식 2의 조건을 만족하지 않아도 600℃ 이하에서 권취하고 자연냉각 하는 방법을 제공한다. However, in another aspect of the present invention, there is provided a method of winding up to 600 ° C. or less and naturally cooling between P and Al without satisfying the condition of
그리고 상기 조성 범위의 강종에 대하여 열연 후 600℃ 이하로 권취하여 자연 냉각시키거나, 600~650℃ 권취 후 30분 이내에 수냉시켜서 열간압연 코일로 제조하고, 이어서 염산용액에 의하여 스케일을 제거한 후, 70~80%의 압하율로 냉간압연하며, 750~830℃의 온도범위에서 연속소둔 및 1.2~1.5%의 압하율로 조질압연하여 강판을 제조한다. The steel sheet of the composition range was wound up to 600 ° C. or less after hot rolling, or naturally cooled, or water-cooled within 30 minutes after winding up to 600 to 650 ° C. to prepare a hot rolled coil. Then, the scale was removed by hydrochloric acid solution. Cold rolling is carried out at a reduction ratio of ˜80%, and the steel sheet is produced by continuous annealing at a temperature range of 750˜830 ° C. and temper rolling at a reduction ratio of 1.2 to 1.5%.
상술한 방법으로 제조된 강판을, 소둔 후 결정립크기가 ASTM Number(이하 단순히 "No."로 칭함)가 9 이상으로 미세하게 관리함으로써 소부경화량(BH)이 30MPa 이상이며, AI(Aging Index)값이 30MPa 이하인 특성을 가진다. 나아가 우수한 DBTT 특성을 확보하기 위해 Mn과 P의 함량을 하기 식 3을 만족하도록 조절함으로써 표면특성과 더불어 내2차 가공취성이 우수한 인장강도 340MPa급 고강도 소부경화형 냉간압연강판 및 용융도금강판을 제공할 수 있다.After annealing the steel sheet produced by the above method, the grain size after annealing is finely controlled to 9 or more ASTM number (hereinafter simply referred to as "No."), so that the hardening hardening amount (BH) is 30 MPa or more, and AI (Aging Index) The value has a characteristic of 30 MPa or less. Furthermore, by controlling the content of Mn and P to satisfy the
[식 3][Equation 3]
DBTT = 803P - 24.4Mn - 58 ≤ -30(℃)DBTT = 803P-24.4Mn-58 ≤ -30 (℃)
일반적으로 강재에 C나 N을 첨가하면 열연단계에서 Al, Ti 또는 Nb 등의 석출물 형성원소와 결합하여 TiN, AlN, TiC, Ti4C2S2, NbC 등의 탄질화물들이 형성된다. 하지만 이러한 탄질화물 형성원소들과 결합하지 못한 탄소나 질소는 강 중에서 고용상태로 존재하게 되어 소부경화성 또는 시효성에 영향을 미치게 된다. 특히 질소는 탄소에 비해 확산속도가 매우 크기 때문에 BH성의 상승에 대비 내시효성의 열화가 매우 치명적이다. 따라서 일반적으로 질소는 강중에서 가능한 제거하는 것이 바람직한 경우가 많다. 특히 Al 또는 Ti가 고온에서 탄소보다 질소와 우선 석출하게 되므로 강중에 질소에 의한 BH성이나 시효성은 거의 없다고 판단해도 큰 문제는 없다. In general, when C or N is added to steel materials, carbonitrides such as TiN, AlN, TiC, Ti 4 C 2 S 2 , and NbC are formed by combining with precipitate forming elements such as Al, Ti, or Nb in the hot rolling step. However, carbon or nitrogen, which cannot be combined with these carbonitride-forming elements, is present in solid solution in the steel, which affects the hardening hardening or aging. In particular, since nitrogen has a much higher diffusion rate than carbon, deterioration of aging resistance is very fatal compared to an increase in BH. Therefore, in general, it is often desirable to remove nitrogen from the steel as much as possible. In particular, since Al or Ti is precipitated with nitrogen at a higher temperature than carbon at first, there is no big problem even if it is judged that there is little BH or aging due to nitrogen in steel.
그러나 C는 강에 필수불가결하게 들어가는 원소로서 그 함량에 따라 강의 특성이 정해진다. 특히 소부경화강 분야에서는 이러한 탄소의 역할이 매우 중요하며 강 중에 존재하는 소량의 고용C의 존재로 소부경화성 및 내시효성이 변화할 수 있다. However, C is an element that is indispensable to steel and its properties are determined by its content. In particular, the role of carbon is very important in the field of hard hardened steel, and the hard hardenability and aging resistance may change due to the presence of a small amount of solid solution C present in the steel.
다만, 강중에 존재하는 고용C들도 존재하는 위치, 즉 결정립계에 존재하느냐 또는 결정립내에 존재하느냐에 따라 소부경화성 및 시효성에 미치는 영향이 달라질 수 있다. 예를 들어, 흔히 내부마찰시험을 통해 측정할 수 있는 고용C는 주로 결정립 내에 존재하며 이동이 비교적 자유롭기 때문에 가동전위와 결합하여 시효특성에 영향을 미치게 된다. 이러한 시효특성을 평가하는 항목이 시효지수, 즉 AI(Aging Index)로써, 일반적으로 AI값이 30MPa이상이면 상온 6개월 유지 전에 시효결함이 발생하여 프레스 가공시 심각한 결함으로 나타날 수 있다. However, the effects on the hardening hardening and aging may vary depending on the location of the solid solution Cs present in the steel, that is, at the grain boundaries or within the grains. For example, solid solution C, which can often be measured by internal friction tests, is mainly present in grains and is relatively free to move, affecting aging characteristics in combination with operational potential. Aging index, or AI (Aging Index), is an item that evaluates the aging characteristics. In general, if the AI value is 30 MPa or more, aging defects may occur before the six months of normal temperature, and may cause serious defects in press working.
결정립계 내에 존재하는 고용C들은 비교적 안정한 영역인 결정립계에 존재함으로써 내부마찰과 같은 진동 시험법에 의해서는 검출하기 어렵다. 결정립계 내에 존재하는 고용C들은 비교적 안정된 위치에 존재하기 때문에 AI와 같은 저온의 시효특성에서는 그 영향을 거의 미치지 못하며, 소부경화성과 같은 고온의 베이킹(baking) 조건에서 활성화되어 영향을 미치게 된다. 따라서 결정립에 존재하는 고용C는 시효성과 소부경화성에 동시에 영항을 미치지만 결정립계에 존재하는 고용C들은 소부경화성에만 영향을 미친다고 할 수 있다. The solid solution Cs present in the grain boundaries are difficult to detect by vibration test methods such as internal friction because they exist in grain boundaries, which are relatively stable regions. Since the solid solution Cs present in the grain boundary are in a relatively stable position, they have little effect on low-temperature aging characteristics such as AI, and are activated and influence under high temperature baking conditions such as baking hardening. Therefore, employment C in grains affects both aging and harden hardening simultaneously, but employment C in grains only affects harden hardenability.
그러나 결정립계는 비교적 안정한 영역이기 때문에 결정립계 내에 존재하는 모든 고용C들이 소부경화성에는 영항을 미치지 못하며, 통상 결정립계내에 존재하는 고용C량의 50% 정도가 고온의 baking 조건에서 활성화되면 소부경화성에 영향을 미친다고 알려져 있다. 이러한 고용C의 존재상태를 적절히 제어, 즉 첨가된 고용C를 가능한 결정립내보다는 결정립계에 존재시킬 수 있도록 제어한다면, 내시효성과 소부경화성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 예측된다. However, because the grain boundary is a relatively stable region, all the solid solution Cs present in the grain boundary do not affect the hard hardening, and when 50% of the solid solution C in the grain boundary is activated under high temperature baking conditions, the hard hard hardness is affected. It is known. If such a state of solid solution C is properly controlled, that is, the added solid solution C is controlled to exist at grain boundaries rather than within grains, it is predicted that aging resistance and baking hardening can be secured simultaneously.
이를 위해 우선 강 중에 첨가하는 탄소량의 적절한 관리와 더불어 결정립크기를 제어하는 것이 중요하다. 이는 첨가되는 탄소량이 매우 많거나 작을 경우 고용C의 존재위치를 제어해도 적절한 소부경화성과 내시효성을 확보하는 것이 곤란한 경우가 많기 때문이다. To this end, it is important to control the grain size as well as to properly manage the amount of carbon added to the steel. This is because when the amount of carbon added is very large or small, it is often difficult to secure appropriate baking hardening and aging resistance even if the presence position of the solid solution C is controlled.
도 1은 결정립크기 변화에 따른 소부경화량(BH)값과 시효지수(AI치)의 관계를 나타낸 것이다. 도 1에서 볼 수 있듯이 grain size number(No)가 증가하여 결정립이 미세해질수록 BH값 대비 AI치의 저하가 현저하며, 이로 인해 BH-AI치가 점차 증가하여 내시효성이 우수해진다는 사실을 알 수 있다. 이러한 도 1의 결과를 바탕으로 본 발명자는 강 중에 존재하는 고용C를 가능한 많이 결정립계 내에 분포하도록 제어하기 위하여 소둔판 결정립크기를 적정 수준 이하로 미세화시키고자 하였다. 그 결과, 소부경화성의 열화를 최소화하면서 내시효성을 극대화시키기 위한 결정립 크기를 ASTM No. 9이상으로 제어하는 것이 바람직 하다는 사실을 알 수 있었다. Figure 1 shows the relationship between the bake hardening amount (BH) value and the aging index (AI value) according to the grain size change. As can be seen in FIG. 1, the grain size number (No) increases, so that the grain size becomes finer, the decrease in AI value against the BH value is remarkable. As a result, the BH-AI value gradually increases, and thus the aging resistance is excellent. . Based on the results of FIG. 1, the present inventors attempted to refine the annealing grain size below an appropriate level in order to control so as to distribute the solid solution C present in the steel as much as possible within the grain boundaries. As a result, the grain size for maximizing the aging resistance while minimizing the degradation of the baking hardenability was determined by ASTM No. It was found that controlling to 9 or more is preferable.
한편 결정립계내에 많은 양의 고용탄소를 분포시켜도 강중에 첨가되는 총 탄소량은 엄격하게 제어되어야 한다. 이는 첨가되는 탄소함량이 과도하게 증가할 경우, 결정립크기가 미세해지더라도 결정립내에 존재하는 고용탄소량이 첨가되는 총탄소량에 비례하여 증가하여 강 중 고용탄소량이 증가하고 상온 내시효성이 열화될 수 있기 때문이다. On the other hand, even if a large amount of dissolved carbon is distributed within the grain boundary, the total amount of carbon added to the steel must be strictly controlled. This is because if the added carbon content is excessively increased, even if the grain size becomes fine, the amount of solid solution carbon present in the grain increases in proportion to the total amount of carbon added, which may increase the amount of solid solution carbon in the steel and deteriorate room temperature aging resistance. to be.
그러나 이와 같이 탄소함량을 제어해도 본 발명과 같은 Ti 첨가 극저탄소강에서 Ti가 TiN 또는 TiS와 같은 석출물을 형성하는데 필요한 양보다 더 많이 첨가되면 TiC와 같은 탄화물이 형성될 수 있다. 나아가, 이러한 조건에서는 Ti함량의 변화에 따라 강 중에 잔존하는 고용탄소량이 변화하므로 적절한 고용탄소량의 제어 가 어렵다는 문제가 또한 존재한다. However, even if the carbon content is controlled in this way, carbides such as TiC may be formed when Ti is added in an amount of more than necessary to form precipitates such as TiN or TiS in the Ti-added ultra low carbon steel as described herein. Furthermore, under such conditions, there is also a problem that it is difficult to control the appropriate amount of solid solution carbon since the amount of solid solution carbon remaining in the steel changes with the change of Ti content.
따라서 본 발명에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 상기 식 1과 같이 Ti가 S 및 N과 결합하는 양보다 적게 첨가되도록 제어하여, 첨가되는 모든 탄소가 강 중에 잔존할 수 있도록 하고자 하였다. Therefore, in order to overcome this problem, the present invention is to control the amount of Ti added to less than the amount combined with S and N, as shown in Equation 1, so that all the added carbon can remain in the steel.
또한, 본 발명강에서는 Ti 첨가 이외에도 소부경화성과 내시효성을 보다 안정하게 확보하기 위하여 Al 첨가를 통한 AlN 석출물 및 Mo첨가에 의한 내시효성 향상 효과를 고려하였다. 일반적으로 Al 함량이 낮은 Ti 첨가강에서 질소는 1300℃ 이상의 고온에서 TiN 또는 AlN으로 대부분 조대하게 석출되어 고용효과 또는 결정립미세화에 큰 영향을 미치지 못한다. 따라서 이러한 AlN은 TiN 석출물과 같이 강 중의 고용질소를 제거하는 효과만 나타낸다. In addition, in the present invention, in addition to Ti addition, in order to more stably secure the baking hardening and aging resistance, the effect of improving the aging resistance by AlN precipitates and Mo addition through Al addition was considered. In general, in the Ti-added steel with low Al content, nitrogen is mostly coarsened as TiN or AlN at a high temperature of 1300 ° C. or higher, and thus does not significantly affect the solid solution effect or grain refinement. Therefore, such AlN shows only the effect of removing the solid solution nitrogen in the steel like TiN precipitate.
그러나 본 발명자들이 본 발명에 의하여 다양한 실험을 수행한 결과, Sol.Al을 0.08% 이상 첨가하면 AlN의 석출물이 매우 미세하게 되어 소둔 재결정시 결정립의 성장을 방해하는 일종의 barrier 역할을 하여, Sol.Al을 첨가하지 않은 Ti 첨가강보다 미세한 결정립을 얻을 수 있으며, 이로 인해 AI치의 변화없이 소부경화성이 증가하는 효과를 발휘하게 된다는 사실을 알 수 있었다. 또한, Mo는 강중에 고용탄소와 친화력이 있어, 적정량의 Mo를 첨가하면 강재를 장시간 유지하더라도 고용탄소가 전위로 확산되는 것을 억제할 수 있어 내시효성에도 유리하며, 나아가 Mo는 입계의 결합력을 향상시키기 때문에 2차 가공취성 개선에도 매우 효과적임을 발견하였다. 따라서, 본 발명에서는 일정량의 Mo를 첨가하여 내시효성과 더불어 2차 가공취성의 향상 효과를 얻고자 한다.However, the present inventors conducted various experiments according to the present invention, when the addition of more than 0.08% Sol.Al becomes very fine precipitates of AlN and serves as a kind of barrier to prevent the growth of crystal grains during annealing recrystallization, Sol.Al It can be seen that finer grains can be obtained than Ti-added steel not added, and thus, the hardening hardening property can be increased without changing the AI value. In addition, Mo has affinity with solid solution carbon in the steel, and if an appropriate amount of Mo is added, it is possible to suppress the diffusion of the solid solution carbon into the potential even if the steel is kept for a long time, which is advantageous in aging resistance, and Mo improves the binding strength of grain boundaries. It was found to be very effective in improving the secondary brittleness. Therefore, in the present invention, by adding a certain amount of Mo to obtain the effect of improving the aging resistance and secondary processing brittleness.
이하 본 발명의 강재를 구성하는 성분계(중량%)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the component system (wt%) constituting the steel of the present invention will be described in detail.
탄소(C)는 고용강화와 소부경화성을 나타내는 원소이다. 탄소함량이 0.0025% 미만인 경우 매우 낮은 탄소함량에 의해 인장강도가 부족하며 Ti 첨가량이 식 1을 만족하더라도 강 중에 존재하는 절대 탄소량이 지나치게 부족하여 충분한 소부경화성의 향상을 얻을 수 없다. 또한 고용C-P간의 자리경쟁효과(site competition effect)가 없어져 내2차 가공취성 측면에서도 매우 열화하게 된다. 반면 탄소의 양이 0.0035%를 초과하면 탄소함량이 과도하게 증가하여 결정립 미세화 효과가 증가하여 소부경화성이 지나치게 높아지고 2차 가공취성은 향상될 수 있으나 과도한 고용탄소량의 잔존에 의하여 상온 내시효성이 열화되고 프레스 성형시 스트레쳐 스트레인이 발생하여 성형성과 연성이 저하될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 조건들을 충족시키기 위해 첨가되는 총탄소량을 0.0025~0.0035%로 한정하였다.Carbon (C) is an element showing solid solution hardening and baking hardening. If the carbon content is less than 0.0025%, the tensile strength is insufficient due to the very low carbon content, and even if the Ti addition amount satisfies Equation 1, the absolute carbon content in the steel is too insufficient to obtain sufficient improvement in the bake hardenability. In addition, there is no site competition effect between employment C-Ps, which is very deteriorating in terms of secondary processing brittleness. On the other hand, when the amount of carbon exceeds 0.0035%, the carbon content is excessively increased to increase the grain refining effect, so that the hardening hardening property is excessively high and the secondary processing brittleness may be improved, but the room temperature resistance is deteriorated due to the remaining amount of carbon solution. In the press molding, a stretcher strain may be generated to reduce moldability and ductility. Therefore, in the present invention, the total amount of carbon added to satisfy these conditions was limited to 0.0025 to 0.0035%.
실리콘(Si)은 강도를 증가시키는 원소로서 첨가량이 증가할수록 강도는 증가하나 연성의 열화가 현저하며, 특히 과량의 Si첨가는 용융도금성을 열화시킬 수 있으므로 본 발명에서는 가능한 낮게 첨가하는 것이 유리하다. 따라서, 이러한 재질 열화 및 도금특성열화를 방지하기 위해 Si의 첨가량을 0.02% 이하로 제한한다.Silicon (Si) is an element that increases strength, but the strength increases as the amount added increases, but ductility deterioration is remarkable. In particular, excessive addition of Si may deteriorate the hot-plating property, so it is advantageous to add it as low as possible in the present invention. . Therefore, in order to prevent such material deterioration and plating property deterioration, the amount of Si added is limited to 0.02% or less.
망간(Mn)은 연성의 손상없이 입자를 미세화시키며 강 중 S를 완전히 MnS로 석출시켜 FeS의 생성에 의한 열간취성을 방지하고 강을 강화시키는 원소이다. Mn의 함량이 0.2% 미만에서는 적절한 인장강도의 확보가 곤란한 반면, 1.2%를 초과하면 고용강화에 의해 강도가 급격하게 증가하고 성형성이 열화되며, 특히 용융도금강판 제조시 소둔공정에서 MnO와 같은 산화물이 표면에 다량 생성되어 도금밀착성의 저하, 줄무늬 등과 같은 도금결함들의 다량 발생 우려가 존재하여 최종 제품의 품질에 좋지 않으므로 그 첨가량은 0.2~1.2%로 제한한다.Manganese (Mn) is an element that refines particles without damaging ductility, and precipitates S in steel completely with MnS to prevent hot brittleness due to the formation of FeS and to strengthen the steel. If the Mn content is less than 0.2%, it is difficult to secure proper tensile strength.However, if the Mn content exceeds 1.2%, strength increases rapidly due to solid solution strengthening and moldability deteriorates. Since a large amount of oxide is formed on the surface, there is a concern that a large amount of plating defects such as deterioration of plating adhesiveness and streaks are generated, which is not good for the quality of the final product, so the amount of addition is limited to 0.2 to 1.2%.
인(P)은 고용강화효과가 큰 치환형 합금원소로서 면내 이방성을 개선하고 강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한, P는 열연판 결정립을 미세화시켜 향후 소둔단계에서 평균 r치의 향상에 유리한 (111)집합조직의 발달을 조장한다. 특히, 소부경화성의 영향측면에서 탄소와의 site competition 효과에 의해 인의 함량이 증가할수록 소부경화성이 증가하는 경향을 나타낸다. 그러나 P는 아래와 같은 2가지 문제를 가지고 있는데, 첫째는 P가 열간압연과 같은 고온에서 강판 표면의 입계를 따라서 선택적인 산화 현상을 촉진하므로, 선택 산화가 심화되는 경우 압연 중 표면이 탈락하여 강판 표면에 결함을 유발할 수 있다. 또한, 상기 선택산화 현상은 강의 성분들 중 Al이 존재하는 경우 가속적으로 증가하여 더욱 위험을 초래할 수 있다. Phosphorus (P) is a substitution-type alloy element having a high solid solution strengthening effect, and serves to improve in-plane anisotropy and strength. In addition, P refines the hot-rolled sheet grains and promotes the development of the (111) aggregate structure, which is advantageous for the improvement of the average r value in the future annealing step. In particular, as the phosphorus content increases due to the site competition effect with carbon, the baking hardenability tends to increase. However, P has two problems as follows. First, since P promotes selective oxidation along the grain boundaries of the steel sheet at high temperatures such as hot rolling, the surface is dropped during rolling when the selective oxidation is intensified. May cause defects. In addition, the selective oxidation phenomenon may increase more rapidly in the presence of Al in the steel components may cause more danger.
한편 본 발명자들은 이러한 표면결함이 열연 권취온도와도 밀접한 관련이 있 음을 발견하였다. 본 발명자의 연구 결과, 750℃의 고온에서 권취하여 서냉할 경우, 단면 직하에 다량의 P 또는 Al계 미세 산화물이 존재하였고, 이러한 산화물들이 용융도금시 선형결함의 원인으로 작용함을 알 수 있었다. 따라서 P와 Al이 동시에 다량 첨가된 강재를 고온에서 권취할 경우, P와 Al의 함량을 제한할 필요가 있다. 나아가 열연 권취공정에서 서냉이 아닌 수냉을 행하는 경우나 권취 온도가 600℃ 이내인 경우는 입계 산화물의 성장할 시간이 제한되므로 입계 산화물의 발달 정도가 약하여 표면 취화 현상이 완화된다. 이러한 경우 냉간 압연시 표층 탈락 및 탈락물에 의한 표면 긁힘을 억제할 수 있다. On the other hand, the inventors have found that such surface defects are closely related to the hot rolling temperature. As a result of the study of the present inventors, it was found that when wound and cooled at a high temperature of 750 ° C., a large amount of P or Al-based fine oxides existed directly under the cross section, and these oxides acted as a cause of linear defects during hot dip plating. Therefore, when winding a steel material added a large amount of P and Al at the same time, it is necessary to limit the content of P and Al. Furthermore, in the case of performing water cooling rather than slow cooling in the hot rolled winding process or when the coiling temperature is within 600 ° C., since the growth time of grain boundary oxide is limited, the development degree of grain boundary oxide is weak and surface embrittlement phenomenon is alleviated. In this case, it is possible to suppress surface scratches due to surface layer dropping and dropping material during cold rolling.
따라서 본 발명에서 제시하는 제조 공정에서 열연 권취 후 수냉을 하지 않는 경우에는 Al 함량에 따라 P의 함량을 다음 식에 의하여 제한한다.Therefore, in the case of not cooling the water after the hot rolled up in the manufacturing process proposed in the present invention, the content of P is limited by the following equation.
[식 2][Equation 2]
P ≤ - 0.048*loge (Al) - 0.07P ≤-0.048 * log e (Al)-0.07
또한 P는 그 첨가량이 일정수준 이상 증가하게 되면 결정립계의 결합력 약화에 의해 내2차 가공취성이 열화하는 문제가 있다. 도 2는 P와 Al함량이 동시에 높은 강재를 용융도금강판으로 제조할 경우 발생할 수 있는 표면의 결함들을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하여 나타낸 것이다. 도 2에서 보는 바와 같이 결함은 점상형 또는 선형으로 표면이 탈락한 형태로 존재하였다. 이러한 결함부의 표면을 정밀 하게 관찰해 보면 입계부가 상대적으로 매우 취약함을 알 수 있는데, 본 발명자들의 연구에 의한 결과, 이러한 표면결함은 열연 권취온도와 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 즉, 도 3에서 볼 수 있듯이, 750℃의 고온에서 권취하여 서냉할 경우 단면직하에 다량의 P 또는 Al계 미세 산화물이 발생하였고, 이러한 산화물들이 용융도금시 선형결함의 원인으로 작용하는 것이다. 따라서 P와 Al이 동시에 다량 첨가된 강재를 고온에서 권취할 경우 P와 Al의 함량을 제어할 필요가 있으며, 식 3과 같이 P와 Al함량의 관계식을 도출할 수 있었다. 이와는 별개로, 열연 권취공정에서 서냉이 아닌 수냉을 행할 경우에는, 도 4 (a)와 같이 P 및 Al 함량이 높은 강재라 할지라도 표면 직하에 미세 산화물들은 거의 발견되지 않았으며, 이로 인한 도금표면결함 역시 나타나지 않았다. 도 5는 P와 Al의 성분을 다양하게 변화시킨 시험편에 대하여 권취온도 620℃에서 열연 강판 표면의 입계산화를 관찰하여 표면 취화가 일어날 가능성이 있는 경우 X를, 표면 취화로부터 안전한 경우를 O을 표시한 것인데, 표면 취화로부터 안전하기 위하여는 Al 및 P의 조성을 적절하게 제어하여야 함을 알 수 있었다. 이와 같은 실험에 의하여, 본 발명에서는 Al-P의 조성을 상기 식 2와 같이 규제한 것이다.In addition, P has a problem in that the secondary work brittleness deteriorates due to the weakening of the binding force of the grain boundary when the amount of addition increases more than a certain level. FIG. 2 shows observations of surface defects that may occur when the P and Al contents are simultaneously manufactured by hot-dip steel sheets using a scanning electron microscope (SEM). As shown in FIG. 2, the defects existed in the form of a surface drop off in a point or linear form. Observing the surface of these defects precisely, it can be seen that the grain boundary is relatively weak. As a result of the present inventors, it was found that such surface defects are closely related to the hot rolling temperature. That is, as can be seen in Figure 3, when the slow cooling by winding at a high temperature of 750 ℃ a large amount of P or Al-based fine oxides are generated directly under the cross-section, these oxides act as a cause of linear defects during the hot dip plating. Therefore, it is necessary to control the content of P and Al when winding the steel at the same time a large amount of P and Al is added, it was possible to derive the relationship between the P and Al content as shown in
일반적으로 자동차사에서 행해지는 부품의 성형은 수회의 반복 프레스(press) 가공을 거치는데, 1차 프레스 가공 후 그 이후에 행해지는 가공에서 가공크랙(crack)이 발생하는 것이 바로 2차 가공취성이다. 이러한 크랙은 강 중에 존재하는 인(P)이 결정립계로 존재하여 결정립의 결합력을 약화시키기 때문에 입계를 중심으로 파괴가 일어나는 것으로, 2차 가공취성을 제거하기 위해서는 기본적으로 인(P)원소를 가능한 낮게 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 강도의 증가에 비해 연신율의 저하가 가장 작은 고용원소가 P이며, 무엇보다도 비용이 저렴하다는 장점이 있다. 따라서 강재의 고강도화를 도모하기 위해서는 어느 정도 필요하지만, 본 발명강에서는 이러한 P에 의한 2차 가공취성 문제를 해결하고자 P함량을 0.01~0.05% 수준으로 제한하였으며, 이때 P감소에 의한 강도 감소에 대한 보완을 목적으로 Mn의 함량을 함께 고려하였다. 도 5는 Mn 및 P의 첨가에 의한 DBTT특성의 관계를 나타낸 것으로, 본 발명강에서 확보하고자 하는 DBTT -30℃ 이하를 확보하기 위해서는 P함량을 식 2와 같이 Mn과 P의 함량에 대한 관계식을 만족해야 함을 알 수 있다. In general, the molding of the parts performed in the automobile company goes through several times of repeated press processing, and the second cracking occurs in the processing cracks after the first press processing. . These cracks occur due to the presence of phosphorus (P) in the grain as a grain boundary, which weakens the binding force of the grains. Thus, cracking occurs around grain boundaries. It is preferable to add. However, compared to the increase in strength, the least decrease in elongation is the employment element P, and above all, the cost is low. Therefore, in order to improve the strength of the steel to some extent, but in order to solve the secondary work brittleness problem caused by P in the present invention, the P content was limited to 0.01 ~ 0.05% level, at this time to reduce the strength due to P decrease The content of Mn was considered together for the purpose of supplementation. Figure 5 shows the relationship between the DBTT characteristics by the addition of Mn and P, in order to ensure the DBTT -30 ℃ or less to be secured in the present invention, the P content is expressed in relation to the content of Mn and P as shown in
[식 3][Equation 3]
DBTT = 803P - 24.4Mn - 58 ≤ -30(℃)DBTT = 803P-24.4Mn-58 ≤ -30 (℃)
황(S)은 고온에서 MnS의 황화물로 석출시켜 FeS에 의한 열간취성을 방지하여야 하는 원소이다. 그러나 S의 함량이 과다한 경우 MnS로 석출하고 남은 S가 입계를 취화시켜 열간취성을 야기할 수 있다. 또한, S의 첨가량이 MnS 석출물을 완전히 석출시킬 수 있는 양이라도 지나치게 그 양이 많으면 과도한 석출물에 의한 재질열화가 발생할 수 있으므로 그 첨가량을 0.01% 이하로 제한한다.Sulfur (S) is an element that should be precipitated as sulfide of MnS at high temperature to prevent hot brittleness by FeS. However, if the S content is excessive, the precipitated MnS and the remaining S may embrittle the grain boundary, causing hot brittleness. In addition, even if the amount of S added is enough to completely precipitate the MnS precipitates, if the amount is too large, material degradation may occur due to excessive precipitates, so the amount is limited to 0.01% or less.
알루미늄(Al)은 통상 강의 탈산을 위해 첨가하나, 본 내발명강에서는 AlN 석 출에 의한 결정립 미세화효과 및 소부경화성을 향상시킨다. 일반적으로 Ti 첨가강에서 질소는 1300℃이상의 고온에서 TiN으로 대부분 조대하게 석출하게 되나 본 발명강과 같이 Ti가 30ppm 이하로 매우 소량 첨가된 강은 Sol.Al에 의한 AlN 석출이 발생한다. 본 발명강을 이용하여 다양한 실험을 수행한 결과 Sol.Al을 통상의 수준인 0.02~0.06%의 범위로 존재하는 경우에는 단순히 고용질소를 고정시키는 역할을 수행하지만, 0.08% 이상 첨가하게 되면 AlN의 석출물이 매우 미세하게 되어 소둔 재결정시 결정립의 성장을 방해하는 일종의 배리어(barrier) 역할을 하게 되므로 Sol.Al이 없는 Nb첨가강보다 결정립이 보다 미세해지며, 이로 인해 AI치의 변화없이 소부경화성이 증가하는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 효과를 얻기 위해서는 Al함량을 최소한 0.08% 이상 첨가한다. 그러나 Al이 0.12%를 초과하여 과다하게 첨가하면, 제강시 산화개재물의 증가로 표면품질이 저하되며, 과다한 Al첨가로 인한 제조비용의 상승을 초래될 수 있으므로, 그 첨가량을 0.08~0.12%로 제한한다. Aluminum (Al) is usually added for deoxidation of steel, but in the present invention steel, the grain refining effect and Al hardenability by AlN precipitation are improved. In general, in the Ti-added steel, nitrogen precipitates mostly coarse with TiN at a high temperature of 1300 ° C. or higher. However, AlN precipitation by Sol. Al occurs in steel in which Ti is added in a small amount of 30 ppm or less. As a result of various experiments using the inventive steel, when Sol.Al is present in the range of 0.02% to 0.06%, which is a normal level, it simply serves to fix solid nitrogen, but when added to 0.08% or more, As the precipitate becomes very fine and acts as a kind of barrier to prevent grain growth during annealing recrystallization, grains become finer than Nb-added steel without Sol.Al. You can get the effect. Therefore, in order to obtain such an effect, Al content is added at least 0.08% or more. However, when Al is excessively added in excess of 0.12%, the surface quality may be degraded due to the increase of oxidation inclusions during steelmaking, and the production cost may be increased due to excessive addition of Al. Therefore, the addition amount is limited to 0.08 to 0.12%. do.
질소(N)는 소둔 전 또는 소둔 후에 고용상태로 존재함으로써 강의 성형성을 열화시키며 시효열화가 다른 침입형 원소에 비해 매우 크므로 Ti 또는 Al에 의해 고정할 필요가 있다. 본 발명강과 같이 소량의 Ti첨가와 더불어 Nb를 적절히 첨가하는 경우는 과도한 질소의 첨가는 강중 고용질소의 발생을 초래하게 된다. 일반적으로 질소는 탄소에 비해 확산속도가 매우 빠르기 때문에 고용질소로 존재할 경우 고용C에 비해 상온 내시효성 열화가 매우 심각하다. 또한 이러한 고용질소의 잔존으로 인해 항복강도가 증가하고 연신율 및 r치가 열화하게 되므로 본 발명과 같이 그 함량을 0.0025% 이하로 제한할 필요가 있다.Nitrogen (N) is present in solid solution before or after annealing, thereby degrading the formability of the steel, and it is necessary to fix with Ti or Al because the aging deterioration is much larger than other invasive elements. When Nb is properly added together with a small amount of Ti as in the present invention steel, excessive addition of nitrogen causes generation of solid solution nitrogen in the steel. In general, nitrogen has a very fast diffusion rate compared to carbon, so when present as solid nitrogen, the deterioration of room temperature aging resistance is very serious compared to solid solution C. In addition, since the yield strength increases and elongation and r value deteriorate due to the remaining of solid solution nitrogen, the content thereof needs to be limited to 0.0025% or less as in the present invention.
Ti는 탄질화물 형성원소로서 강중에 TiN과 같은 질화물, TiS 또는 Ti4C2S2와 같은 황화물 및 TiC와 같은 탄화물을 형성시킨다. 본 발명은 강중에 고용탄소를 잔존시키기 위하여 Ti 함량을 0.005~0.018% 범위 내에서 상기 식 1과 같이 제어하였다. 만일, Ti 함량이 0.005% 미만인 경우에는 식 1을 용이하게 만족하지만 Ti 함량이 너무 적어 결정립 크기가 증가하여 본 발명이 추구하는 결정립 미세화 효과에 의한 내시효성 향상효과를 얻기 어렵고, 또한 강 중 고용탄소에 의해 연신율 및 r치와 같은 성형성 조건이 열화된다. 한편, Ti 함량이 0.018%를 초과하면 상기 식 1의 조건을 만족하지 못하게 되어, 강 중 고용탄소가 감소하고 이는 소부경화성 감소로 이어진다.Ti is a carbonitride forming element and forms nitrides such as TiN, sulfides such as TiS or Ti 4 C 2 S 2 and carbides such as TiC in the steel. In the present invention, the Ti content is controlled as in Equation 1 within 0.005% to 0.018% to maintain solid solution carbon in the steel. If the Ti content is less than 0.005%, Equation 1 is easily satisfied, but the Ti content is so small that the grain size increases, so that it is difficult to obtain the effect of improving the aging resistance due to the grain refinement effect pursued by the present invention, and the solid carbon in steel. As a result, moldability conditions such as elongation and r value deteriorate. On the other hand, when the Ti content exceeds 0.018%, the conditions of Equation 1 are not satisfied, so that the solid solution carbon in the steel is reduced, which leads to a decrease in the hard hardenability.
Mo는 본 발명에서 매우 중요한 원소중의 하나이다. Mo는 강 중에 고용되어 강도를 향상시키거나 Mo계 탄화물을 형성한다. 특히 본 발명에서 Mo는 고용상태로 존재시 결정립계의 결합력을 증가시켜 인(P)에 의한 결정립계 파괴 문제, 즉 내2차 가공취성을 개선하는 역할을 한다. 또한 고용C와의 친화력에 의해 탄소의 확산이 억제되어 내시효성 역시 향상된다. 따라서 본 발명에서는 Mo를 0.01% 이상 첨가한다. 하지만, Mo함량이 0.1%를 초과하여 지나치게 과다한 경우에는 내2차 가공취성 및 내시효성의 개선효과가 포화되며 경제성이 떨어진다. 따라서, Mo함량은 0.01~0.1%의 범위로 제한한다.Mo is one of the very important elements in the present invention. Mo is dissolved in steel to improve strength or to form Mo-based carbides. In particular, Mo in the present invention increases the binding force of the grain boundary when present in the solid solution state serves to improve the grain breakage problem caused by phosphorus (P), that is, secondary processing brittleness. In addition, the diffusion of carbon is suppressed by the affinity with solid solution C, and the aging resistance is also improved. Therefore, Mo is added 0.01% or more in the present invention. However, when the Mo content is excessively excessively exceeding 0.1%, the improvement effect of the secondary work brittleness and the aging resistance is saturated and the economical efficiency is low. Therefore, Mo content is limited to the range of 0.01 to 0.1%.
B는 침입형 원소로서 강 중에 존재하게 되며 입계에 고용되거나 또는 질소와 결합하여 BN의 질화물을 형성한다. B은 첨가량 대비 재질의 영향이 매우 큰 원소로서 그 첨가량을 엄격히 제한할 필요가 있다. 즉 소량의 B이라도 강 중에 첨가하게 되면 입계에 편석하여 내2차 가공취성을 개선할 수 있지만, 일정량 이상으로 첨가하게 될 경우 강도의 증가 및 연성의 현저한 감소로 인한 재질열화가 발생하기 때문에, 본 발명강서는 B를 0.0005~0.0015%로 제한하여 첨가한다.B exists as an invasive element in steel and is dissolved in grain boundaries or combines with nitrogen to form nitrides of BN. B is an element having a great influence of the material compared to the added amount, and it is necessary to strictly limit the added amount. In other words, even if a small amount of B is added to the steel, segregation at grain boundaries may improve secondary work brittleness, but if it is added in a predetermined amount or more, material degradation occurs due to an increase in strength and a significant decrease in ductility. Inventive textbooks are added with B limited to 0.0005 to 0.0015%.
상기의 조성을 가지는 슬라브(Slab)를 열간압연 전에 오스테나이트 조직이 충분히 균질화될 수 있는 1200℃ 이상의 온도로 가열하고 Ar3 온도 직상 범위인 900~950℃ 에서 열간압연을 마무리 한다.The slab having the above composition is heated to a temperature of 1200 ° C. or higher at which austenite structure can be sufficiently homogenized before hot rolling, and the hot rolling is finished at 900 to 950 ° C. in the range immediately above Ar 3 .
슬라브온도가 1200℃ 미만에서는, 강의 조직이 균일한 오스테나이트 결정립이 되지 못하며 혼립이 발생하게 되므로 재질의 열화가 초래될 수 있으며, 열간압연 마무리 온도가 900℃ 미만에서는 열연코일의 상(top), 하(tail)부 및 가장자리가 단상영역으로 되어 면내 이방성의 증가 및 성형성이 열화될 수 있고, 950℃를 초과하는 경우에는 현저한 조대립이 발생하여 가공 후에 표면에 오렌지 필(orange peel)등의 결함이 생길 수 있다.If the slab temperature is less than 1200 ℃, the structure of the steel does not become uniform austenite grains, and the mixing occurs, which may cause deterioration of the material.If the hot rolling finish temperature is less than 900 ℃, the top of the hot rolled coil may be The tail and edges become single-phase regions, which may increase the in-plane anisotropy and deteriorate the moldability. When it exceeds 950 ° C, remarkable coarse grains occur, such as orange peel or the like on the surface after processing. Defects can occur.
열간압연 가공 후 결정립 크기가 ASTM No.로 9 이상의 적절한 결정립 미세화 효과의 더불어 과도한 결정립 미세화에 의한 성형성 악화를 방지하기 의해 본 발명의 제1 견지는 Al-P의 관계를 제어함과 동시에 600~650℃의 권취단계를 수행한다. 이 경우, 권취온도가 650℃를 초과할 경우 소둔 후 결정립의 크기가 증가하여 다른 조건을 만족해도 충분한 결정립 미세화 효과를 얻을 수 없으며, 또한 P의 입계편석이 증가하여 내2차 가공취성이 열화하게 된다. 반면 권취 온도가 600℃ 미만인 경우에는 Al 및 P에 의한 열연 극표층의 선택산화는 작아지지만 열연 압연 부하가 높아지게 된다. 권취 후 공냉에 의하여 냉각하는 경우에는 상기 Al-P 관계식인 식 1의 관계를 만족하는 것이 중요하다. The first aspect of the present invention is to control the relationship between Al-P and 600 to 600 deg. A winding step of 650 ° C. is performed. In this case, when the coiling temperature exceeds 650 ° C., the grain size increases after annealing, and sufficient grain refinement effect cannot be obtained even if other conditions are satisfied, and grain boundary segregation of P is increased to deteriorate secondary work brittleness. do. On the other hand, when the coiling temperature is less than 600 ° C., the selective oxidation of the hot rolled pole surface layer by Al and P becomes small, but the hot rolled rolling load becomes high. In the case of cooling by air cooling after winding, it is important to satisfy the relationship of Expression 1, which is the Al-P relationship.
나아가 본 발명의 제2 견지에 의하면 권취 온도를 600℃ 이하로 설정하여 공정을 수행할 수 있다. 상기 제2 견지는 Al-P의 관계식을 만족할 필요가 없으며, 권취온도만을 조절함으로써 표면의 취화를 방지할 수 있다. 상기 제2 견지는 상기 제1 견지에 비해 권취온도가 낮고 Al-P 관계식에 제한되지 않으므로 일응 유리해보일 수 있으나, 권취온도가 낮은 것이 항상 공정에 바람직한 것은 아닌바, 후속 공정의 종류나 성질에 따라 적절한 권취조건으로 본 발명의 소부경화강을 제조할 수 있다.Furthermore, according to the 2nd viewpoint of this invention, a process can be performed by setting a winding temperature to 600 degrees C or less. The second aspect does not have to satisfy the relational expression of Al-P, and the surface embrittlement can be prevented by adjusting only the winding temperature. The second aspect may be advantageous because the coiling temperature is lower than the first aspect and is not limited to the Al-P relationship, but a low coiling temperature is not always preferable for the process, and thus the type or property of subsequent processes Accordingly, the bake hardened steel of the present invention can be produced under suitable winding conditions.
열간압연이 완료된 강은 통상의 방법으로 산세를 행한 후 70~80%의 높은 냉간압연율로 냉간압연을 행한다. 본 발명에서 냉간압연율이 70% 이상으로 높은 이유는 결정립 미세화 효과에 의한 내시효성 개선과 더불어 성형성, 특히 r치를 개선하 기 위함이다. 반면 냉간압연율이 80%를 초과하면 결정립 미세화 효과는 크지만 과도한 압연율에 의해 결정립의 미세정도가 너무 커져서 오히려 재질의 경화를 초래하게 되며 또한 과도한 냉간압연율 증가에 의해 r치가 점차 감소할 수 있다.After hot rolling, the steel is pickled in the usual manner and then cold rolled at a high cold rolling rate of 70 to 80%. The reason for the high cold rolling rate of 70% or more in the present invention is to improve moldability, in particular, r value as well as improving aging resistance by grain refining effect. On the other hand, if the cold rolling rate exceeds 80%, the grain refining effect is large, but the grain size becomes too large due to excessive rolling rate, which causes hardening of the material, and the r value may gradually decrease due to excessive cold rolling rate increase. have.
냉간압연이 완료된 강은 750~830℃의 온도범위에서 통상의 방법에 의해 연속소둔 작업을 행한다. 소둔온도가 750℃ 미만일 경우에는 미재결정된 결정립의 존재로 인해 항복강도가 증가하고 연신율 및 r치가 열화될 수 있기 때문이다. 하지만, 소둔온도가 830℃를 초과하면 성형성은 개선될 수 있지만 결정립의 크기가 본 발명강에서 추구하는 결정립 크기인 ASTM No. 9보다 작아져서 AI값이 30MPa 이하가 되어 내시효성이 열화된다.Cold-rolled steel is subjected to a continuous annealing operation by a common method in the temperature range of 750 ~ 830 ℃. If the annealing temperature is less than 750 ℃ due to the presence of unrecrystallized grains yield strength can be increased and elongation and r value may be deteriorated. However, if the annealing temperature exceeds 830 ℃ formability can be improved, but the grain size of the ASTM No. It becomes smaller than 9, AI value is 30 MPa or less, and aging resistance deteriorates.
상기의 제조방법으로 제조된 소부경화강을 이용하여 적정 소부경화성과 더불어 상온 내시효성을 확보할 목적으로 통상의 조질압연율 보다 다소 높은 1.2~1.5%의 압하율로 조질압연을 행한다. 조질압연율을 1.2% 이상으로 다소 높게 설정한 이유는 강 중 고용C에 의한 상온 내시효열화를 방지하기 위함이다. 그러나 조질압연율이 1.5%를 초과하면 상온 내시효성은 향상될 수 있어도 조질압연율이 높아 가공경화가 발생하여 재질이 열화되고, 특히 용융도금강판으로 제조할 경우 과다한 조질압연에 의해 도금밀착성이 열화되어 도금층의 박리가 발생할 수 있는바, 1.2~1.5%의 조질압연율로 제한한다.The temper rolling is carried out at a reduction ratio of 1.2 to 1.5%, which is somewhat higher than the usual temper rolling ratio, for the purpose of securing appropriate bake hardening resistance and room temperature aging resistance using the calcined hardened steel manufactured by the above-described manufacturing method. The reason why the temper rolling ratio is set higher than 1.2% is to prevent the deterioration of room temperature aging due to solid solution C in steel. However, if the temper rolling rate exceeds 1.5%, even though the room temperature aging resistance can be improved, the temper rolling rate is high, resulting in work hardening, resulting in deterioration of the material. Since the peeling of the plating layer may occur, it is limited to the temper rolling ratio of 1.2 ~ 1.5%.
이렇게 제조된 소부경화강은 표층에 용융아연도금 처리를 수행하여 도금강판으로 제조될 수 있으며, 이 경우에 용융아연도금 처리방법은 특별히 제한되지 않고 종래의 방법에 의하여 처리할 수 있다.The calcined hardened steel thus manufactured may be manufactured as a plated steel sheet by performing a hot dip galvanizing treatment on the surface layer. In this case, the hot dip galvanizing treatment is not particularly limited and may be processed by a conventional method.
이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail through the following examples.
(실시예)(Example)
하기 표 1은 표면특성과 재질특성을 동시에 만족시키기 위해 C, P, Ti, Sol.Al 및 Mo의 양을 엄격 제어한 발명강 및 비교강들의 화학성분을 나타낸 것으로서 1-6번강이 발명강이며 9-15번강이 비교강이다.Table 1 below shows the chemical composition of the invention steels and comparative steels that strictly control the amount of C, P, Ti, Sol.Al and Mo to satisfy the surface properties and material properties at the same time, steel 1-6 is the invention steel Steel 9-15 is comparative steel.
상기 표1의 강을 이용하여 열연 귄취온도 610~640℃의 열간압연을 행하고 70-78%의 냉간압연율로 압연 및 780-820℃의 소둔온도에서 연속소둔하고 용융도금온도 460℃에서 도금 및 약 530℃에서 합금화 처리후 약 1.5%의 조질압하율로 조질압연을 행하여 도금결함 판정결과와 더불어 BH값, AI치, 결정립크기 및 내2차 가공취성을 평가하는 항목으로서 가공비 1.9에서 DBTT를 측정한 결과를 나타내었다.Hot rolling at hot rolled odor temperature of 610 ~ 640 ℃ using the steel of Table 1, rolling at 70-78% cold rolling rate and continuous annealing at annealing temperature of 780-820 ℃, plating and After alloying at about 530 ° C, rough rolling was carried out at a roughness reduction rate of about 1.5% to evaluate the plating defects, as well as to evaluate the BH value, AI value, grain size, and secondary work brittleness. One result is shown.
(단, 도금결함 : ⊙ (1km당 결함수 10개 이내), △ (1km당 결함수 10~100개), ×(1km당 결함수 100개 이상))(However, plating defects: ⊙ (within 10 defects per km), △ (10-100 defects per km), × (100 defects per km))
상술한 조건을 통해 나타난 발명강의 결정립 크기는 ASTM No.로 9.7~11.5 (평균 결정립크기 6.7-12.0㎛)로서 본 발명강에서 제시한 ASTM No. 9 이상인 조건 모두 만족한 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 조건을 만족하는 발명강들은 BH값이 40.4~47.6MPa, AI값이 10.2~27.9MPa 범위에 있어 소부경화성과 내시효성이 매우 우수하며, 또한 DBTT가 -40℃ 이하로서, 가공비 1.9에서 본 발명강에서 제시하는 DBTT 조건인 -30℃ 이하를 충분히 만족하고 있음을 알 수 있었다. 나아가 P함량의 적정화를 통해 용융도금재의 도금결함이 코일 1km당 표면결함이 10개 이내로서 매우 우수한 제품을 확보가 가능함을 알 수 있었다.The grain size of the inventive steel exhibited through the above-mentioned conditions was ASTM No. 9.7 to 11.5 (average grain size 6.7-12.0 μm) as shown in ASTM No. It turns out that all the conditions which are nine or more are satisfied. In addition, the invention steels satisfying the conditions of the present invention have a BH value of 40.4 to 47.6 MPa and an AI value of 10.2 to 27.9 MPa. In 1.9 it can be seen that the DBTT conditions presented in the present invention steel satisfies less than -30 ℃. Furthermore, through the optimization of the P content, it was found that the plating defects of the hot-dip plated material had a surface defect per 10 km per coil within 10 km.
반면, 비교강 1의 경우에는 C 함량이 0.0063%로 높아서 열연 권취온도, 소둔온도 등의 공정 조건을 만족하였으며 재결정립 크기 역시 ASTM No.로 10.5로서 매우 미세하게 나타났으나 높은 탄소함량으로 인하여 BH값이 매우 높고 AI치가 59.3MPa로서 본 발명강에서 제시하는 적정 범위를 벗어나고 있다.On the other hand, in the case of Comparative Steel 1, the C content was 0.0063%, which satisfies the process conditions such as hot rolling temperature and annealing temperature. The value is very high and the AI value is 59.3 MPa, which is beyond the proper range suggested by the present invention steel.
그리고 비교강 2는 Sol.Al 및 Ti 함량이 본 발명강의 조건을 벗어났다. 이러한 Ti의 함량은 유효 Ti 함량이 매우 높아져서 N 및 S와 반응하고 남은 Ti가 C와 반응하여 TiC를 석출시켰기 때문에 강 중에 고용탄소가 거의 없어지고 소부경화성이 거의 나타나지 않게 된다. 또한, 다량의 Ti에 의하여 재질이 연화되어 결정립의 크기 역시 커지는 문제점이 나타난다.And
비교강 3은 C 함량이 낮아 결정립이 조대해지고 BH성 및 AI성이 얻어지지 않았다. 또한, 비교강 4는 Nb가 첨가된 강으로 결정립 미세화 효과와 BH값의 개선효과를 얻을 수 없었으며, Nb에 의하여 강 중 고용C가 전부 NbC 석출물로 형성되어 BH 성 및 AI성이 얻어지지 않았다.
비교강 5는 P함량이 본 발명강에서 제시한 수준보다 높았으며, 또한 B이 전혀 첨가되지 않아 B에 의한 내2차 가공취성 개선 효과가 나타나지 않았다. 또한 P함량이 0.072%로 높아 고Al 첨가강인 본 발명강에서 P와 Al의 상호작용이 발생하였고 이로 인하여 열연단계에서부터 표면산화물이 증가하였다. 따라서 이러한 산화물의 증가로 인해 용융도금재로의 제조시 선형결함등의 표면결함이 1km당 100개 이상으로 다량 발생하였다.Comparative steel 5 had a higher P content than the level suggested by the present invention steel, and B was not added at all so that the secondary workability improvement effect by B did not appear. In addition, the P content was high as 0.072%, and the interaction between P and Al occurred in the inventive steel, which is a high Al addition steel, thereby increasing the surface oxide from the hot rolling step. Therefore, due to the increase in oxide, a large amount of surface defects such as linear defects and the like occurred in the production of a hot-dip plating material such as 100 or more per km.
비교강 6은 P함량이 0.069%로서 본 발명강의 조건을 벗어났고, 또한 Sol.Al이 낮게 첨가되었으며 B가 전혀 첨가되지 않았다. 따라서 상기 표 2에서 보는 바와 같이 BH성과 AI성은 만족하지만 높은 P함량과 B의 미첨가로 인해 DBTT특성이 열화하였으며, 표면결함 또한 본 발명강의 제시수준인 coil 1km당 10개 이내를 초과하였다.
비교강 8은 P함량이 0.14%로서 본 발명강에서 제시한 성분범위인 0.01~0.05%를 훨씬 초과하였으며, 또한 B이 첨가되지 않은 강이다. Mo에 의해 DBTT특성이 소량 개선된다고는 하지만 P의 첨가량이 매우 높아 그 개선효과에는 한계가 있었으며, 특히 B의 미첨가로 인해 DBTT특성의 개선효과를 상실하였다. 이러한 효과로 인해 DBTT가 15℃로서 매우 높았으며, 특히 과도한 P첨가에 의해 용융도금재의 표면결함이 매우 증가하였다. Comparative steel 8 is 0.14% of P content, far exceeding 0.01 to 0.05% of the component range suggested by the present invention steel, and B is not added. Although small amount of DBTT property is improved by Mo, the addition amount of P is very high, and the improvement effect is limited. In particular, the addition of B has lost the effect of improving DBTT property. Due to this effect, the DBTT was very high as 15 ° C., and the surface defects of the molten plating material were greatly increased due to the excessive addition of P.
도 1은 BH성 및 AI값에 미치는 결정립 크기의 영향을 나타낸 그래프.1 is a graph showing the effect of grain size on BH and AI values.
도 2는 선형 결합의 미세구조를 분석한 현미경 사진.2 is a micrograph analyzing the microstructure of the linear binding.
도 3은 750℃ 권취재의 금속 표면 입계면에 형성되는 미세 산화물과 이에 대한 EDS 분석 결과.3 is a fine oxide formed on the metal surface grain boundary surface of the 750 ℃ winding material and EDS analysis results thereof.
도 4는 권취온도 및 냉각방법에 따른 금속 표층의 미세 산화물 분포(a는 급냉, b는 600℃ 서냉, c는 750℃ 서냉)를 나타낸 미세사진.Figure 4 is a microphotograph showing the fine oxide distribution (a is quenching, b is 600 ℃ slow cooling, c is 750 ℃ slow cooling) of the metal surface layer according to the winding temperature and the cooling method.
도 5는 P와 Al의 함량에 따른 결함 발생 및 미발생 구역을 나타낸 그래프.5 is a graph showing the defect generation and non-occurrence zone according to the content of P and Al.
도 6은 P 및 Mn의 함량에 따른 내2차 가공취성 특성의 변화를 나타낸 그래프.6 is a graph showing the change in secondary work brittleness characteristics according to the content of P and Mn.
도 7은 각 소재별 내2차 가공취성(DBTT)에 미치는 가공비(Drawing Ratio)의 영향을 나타낸 그래프.7 is a graph showing the effect of drawing ratio on the secondary work brittle resistance (DBTT) for each material.
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