KR20150051839A - High strength hot rolled steel sheet having excellent impact resistance and formability of edge part and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 부품 중 로어암(Lower arm), 서스펜션(Suspension) 및 휠디스크(Wheel-disc) 등 샤시 구조용 강으로 사용되기에 적합한 고강도 열연강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high-strength hot-rolled steel sheet suitable for use as a steel for chassis structures such as a lower arm, a suspension, and a wheel disc among automobile parts, and a manufacturing method thereof.
자동차에 고강도 및 경량화 효과를 부여하기 위하여, 자동차를 구성하는 각종 부품의 소재에 관하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 한편, 자동차 부품 중 로어 암 (Lower-Arm), 서스펜션(Suspension) 및 휠 디스크(Wheel-Disc) 등의 샤시 구조용 강으로는 연성 및 강도가 모두 우수한 페라이트-마르텐사이트의 2상 복합조직강 또는 신장플랜지성이 우수한 페라이트-베이나이트의 2상 복합조직강이 적용되고 있다.
BACKGROUND ART [0002] In order to impart a high strength and light weight effect to an automobile, much research has been conducted on materials of various parts constituting an automobile. On the other hand, as a steel for a chassis structure such as a lower arm, a suspension, and a wheel disc of an automobile part, a ferrite-martensite two-phase composite structure steel or a high strength A ferrite-bainite two-phase composite structure steel excellent in flangeability is being applied.
대표적인 예로서, 한편, 특허문헌 1 내지 3에서는 Si-Mn, Mn-P-Cr 성분계를 기초로 열간압연 후 페라이트 변태역에서 수초간 유지한 후, 마르텐사이트 변태개시온도(Ms) 이하로 냉각함으로써 페라이트 및 마르텐사이트 복합조직을 형성하며, 특허문헌 4에서는 Si-Mn-Cr 성분계 또는 Si-Mn-Cr-Mo 성분계를 기초로 열간압연 후 페라이트 변태역에서 수초간 유지한 후, 마르텐사이트 변태개시온도(Ms) 이상의 온도에서 권취함으로써 페라이트 및 마르텐사이트 복합조직을 형성하여 연성 및 강도를 동시에 확보하는 방법을 제시하였다. On the other hand, in Patent Documents 1 to 3, on the basis of Si-Mn and Mn-P-Cr components, hot rolled and maintained at the ferrite transformation zone for several seconds and cooled to a martensite transformation start temperature (Ms) Ferrite and martensite composite structure, and in Patent Document 4, after hot-rolling based on Si-Mn-Cr component system or Si-Mn-Cr-Mo component system, it is held for several seconds in the ferrite transformation region, (Ms) or more to form a composite structure of ferrite and martensite to secure both ductility and strength.
그러나, 상기와 같은 페라이트-마르텐사이트 2상 복합조직강은 신장플랜지성이 열위하기 때문에 우수한 신장플랜지성이 요구되는 자동차 샤시부품에의 적용이 제한적이라는 문제가 있다.
However, the ferrite-martensite two-phase composite steel as described above has a problem that its application to automobile chassis parts requiring excellent stretch flangeability is limited because elongation flangeability is weakened.
한편, 특허문헌 5에서는 열간압연 후 700℃ 전후의 온도까지 냉각시킨 후, 일정 시간 공냉하고 다시 냉각하여 권취하는 3단 냉각을 사용함으로써 폴리고날 페라이트 및 베이나이트 복합조직을 형성하여 신장플랜지성 및 강도를 동시에 확보하는 방법을 제시하였다. On the other hand, Patent Document 5 discloses that polygonal ferrite and bainite composite structure are formed by cooling to a temperature of about 700 캜 after hot rolling and then cooling by air for a certain period of time and then cooling and winding to form a composite structure of polygonal ferrite and bainite, At the same time.
그러나, 상기와 같은 페라이트-베이나이트 2상 복합조직강은 주로 Si, Mn, Al, Mo 등의 합금성분을 활용하여 열연강판의 신장플랜지성 및 강도를 향상시키고 있는데, 상기의 합금성분이 과다하게 첨가되면 합금성분의 편석과 미세조직의 불균일을 초래하며, 주조후 슬라브에도 심한 편석을 발생시켜 내피로특성과 내충격특성을 저하시키는 문제가 있다.However, the ferrite-bainite two-phase complex-structured steel as described above mainly improves elongation flangeability and strength of hot-rolled steel sheet by utilizing alloy components such as Si, Mn, Al and Mo, It causes segregation of the alloy component and unevenness of the microstructure, and also causes severe segregation in the slab after casting, thereby deteriorating the endothelial property and the impact resistance characteristic.
또한, 강의 경화능이 증가하여 냉각 조건에 따라 상이한 미세조직이 형성되며, 특히 열간압연 직후 열연강판의 냉각시 열연강판 중심부에 비해 냉각속도가 큰 엣지부(edge part)에는 마르텐사이트 또는 베이나이트의 상분율이 크게 증가하여 연성, 굽힘가공성 및 신장플랜지성 등이 모두 열위하게 된다. 이와 같이, 열연강판의 엣지부 성형성이 열위해지면 엣지부를 제거해야 하므로 불필요한 공정에 의한 생산성 저하와 열연강판의 실사용량이 감소하게 되어 경제적으로 불리하다는 문제가 있다.
In addition, different microstructures are formed depending on the cooling conditions, and particularly in the edge part where the cooling rate is higher than that in the center of the hot-rolled steel sheet when cooling the hot-rolled steel sheet immediately after hot rolling, the surface of martensite or bainite The fractions thereof are greatly increased, so that ductility, bending workability and elongation flangeability are all deviated. As described above, when the edge formability of the hot-rolled steel sheet is inferior, the edge portion must be removed, resulting in a reduction in productivity due to an unnecessary process and a reduction in the inspection capacity of the hot-rolled steel sheet, which is economically disadvantageous.
나아가, 추가적인 강도향상을 위해 활용되는 Ti, Nb, V, W 등의 합금성분을 과다하게 첨가되면 조대한 석출물이 잔류하거나 동적변형유기석출의 발생으로 열간압연 중 변형저항이 급격히 증가되어 열간압연판의 형상품질이 열위하게 되며, 석출강화 효과가 감소하여 원하는 강도를 확보할 수 없는 문제가 있다.
Furthermore, when excessive amounts of alloying elements such as Ti, Nb, V, and W used for additional strength improvement are added, coarse precipitates remain or dynamic deformation organic precipitation occurs, so that the deformation resistance during hot rolling is drastically increased, And the precipitation strengthening effect is reduced, so that the desired strength can not be secured.
본 발명의 일측면은 강판의 조성 및 제조방법을 적절히 제어하여, 조대한 탄질화물 형성을 억제하고 강판의 미세조직을 제어함으로써, 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판과 이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
One aspect of the present invention is to provide a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in impact resistance and edge formability by controlling the composition and manufacturing method of the steel sheet to suppress formation of coarse carbonitride and controlling the microstructure of the steel sheet, .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 중량%로, C: 0.03~0.1%, Si: 0.01~1.2%, Mn: 1.2~1.9%, Al: 0.01~0.08%, Cr: 0.005~0.8%, Mo: 0.01~0.12%, P: 0.001~0.05%, S: 0.001~0.005%, N: 0.001~0.01%를 포함하고, Ti, Nb 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.001~0.15% 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하며, In order to accomplish the above object, one aspect of the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.03 to 0.1% of C, 0.01 to 1.2% of Si, 1.2 to 1.9% of Mn, 0.01 to 0.08% of Al, At least one selected from the group consisting of Ti, Nb and V, in an amount of 0.005 to 0.8%, Mo: 0.01 to 0.12%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.001 to 0.005% 0.001 to 0.15% in total, the balance Fe and inevitable impurities,
직경 100nm 이상의 Ti, Nb 및 V의 단독 또는 복합 탄질화물이 3x108개/㎠ 이하이고, TS(Tensile strength) 및 SBR(Sheared-edge Bending Ratio)의 곱이 40,000MPa·% 이상인 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판을 제공한다.
An impact resistance characteristic in which the number of Ti, Nb and V alone or complex carbonitrides having a diameter of 100 nm or more is 3 x 10 8 / cm 2 or less, the product of TS (tensile strength) and SBR (sheared-edge bending ratio) is 40,000 MPa ·% or more, Strength hot-rolled steel sheet excellent in strength.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 중량%로, C: 0.03~0.1%, Si: 0.01~1.2%, Mn: 1.2~1.9%, Al: 0.01~0.08%, Cr: 0.005~0.8%, Mo: 0.01~0.12%, P: 0.001~0.05%, S: 0.001~0.005%, N: 0.001~0.01%를 포함하고, Ti, Nb 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 합계 0.001~0.15% 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 얻는 단계; 상기 슬라브를 하기 관계식 1의 조건을 만족하도록 냉각하는 단계; 상기 냉각된 슬라브를 1200~1300℃로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 Ar3 이상의 온도에서 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 550~750℃까지 10~100℃/s의 냉각속도로 1차 냉각하는 단계; 상기 1차 냉각된 열연강판을 4초 이상 공냉하는 단계; 및 상기 공냉된 열연강판을 300~500℃에서 권취하는 단계를 포함하며,In another aspect of the present invention, there is provided a ferritic stainless steel comprising, by weight, 0.03 to 0.1% of C, 0.01 to 1.2% of Si, 1.2 to 1.9% of Mn, 0.01 to 0.08% of Al, 0.005 to 0.8% 0.001 to 0.15% in total of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb and V, including 0.01 to 0.12% of P, 0.001 to 0.05% of S, 0.001 to 0.005% of S and 0.001 to 0.01% And continuously casting molten steel containing the remaining Fe and unavoidable impurities to obtain a slab; Cooling the slab so as to satisfy the condition of the following expression (1); Reheating the cooled slab to 1200 to 1300 占 폚; Hot-rolling the reheated slab at a temperature equal to or greater than Ar3 to obtain a hot-rolled steel sheet; Cooling the hot-rolled steel sheet to 550 to 750 ° C at a cooling rate of 10 to 100 ° C / s; Air cooling the primary cooled hot rolled steel sheet for 4 seconds or more; And winding the air-cooled hot-rolled steel sheet at 300 to 500 ° C,
상기 열연강판을 얻는 단계는 하기 관계식 2의 조건을 만족하도록 마무리 열간압연하는 것을 포함하는 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법을 제공한다.The step of obtaining the hot-rolled steel sheet provides a method of manufacturing a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in impact resistance characteristics and edge formability including finishing hot rolling so as to satisfy the following conditional expression (2).
[관계식 1][Relation 1]
CR(℃/sec) = 45.5 - 56.1[C] + 2.1[Si] - 19.2[Mn] - 8.9[Cr] + 8.0[Al] - 26.9[Mo]Cr (° C./sec) = 45.5 - 56.1 [C] + 2.1 [Si] - 19.2 [Mn] - 8.9 [Cr] + 8.0 [
(단, 상기 CR은 슬라브의 냉각속도, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], 및 [Mo]는 각각 해당 원소의 함량(중량%)을 의미함)(Wherein CR represents the cooling rate of the slab, and [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], and [Mo]
[관계식 2] [Relation 2]
(FET - FDT)(℃) = 166 - 456[C] - 27.9[Mn] + 4.39[Si] - 28.5[Mo] - 28.2[Ti] - 51.1[Nb](FET-FDT) (C) = 166 - 456 [C] - 27.9 [Mn] + 4.39 [Si] - 28.5 [Mo] - 28.2 [Ti]
(단, 상기 FET는 마무리 열간압연 개시온도, 상기 FDT는 마무리 열간압연 종료온도, 상기 [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb]는 각각 해당 원소의 함량(중량%)을 의미함)
(C), [Mn], [Si], [Mo], [Ti] and [Nb] of the element are the same as those of the element Content (% by weight)
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점 및 효과는 하기의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
In addition, the solution of the above-mentioned problems does not list all the features of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The various features and advantages and effects of the present invention will become more fully understood with reference to the following specific embodiments.
본 발명에 따르면, -20℃에서의 충격에너지가 60J 이상이고, TS(Tensile strength) 및 SBR(Shared-edge Bending Ratio)의 곱이 40,000MPa·% 이상인 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판을 제공할 수 있다.
According to the present invention, a high-strength hot-rolled steel sheet having an impact energy of 60 J or more at -20 캜, a product of TS (tensile strength) and SBR (Shared-edge Bending Ratio) of 40,000 MPa ·% Can be provided.
도 1은 비교예 1 내지 9와 발명예 1 내지 6의 인장강도(TS)×엣지부 성형성(SBR) 값과 충격에너지 값을 도시한 그래프이다.1 is a graph showing tensile strength (TS) x edge formability (SBR) values and impact energy values of Comparative Examples 1 to 9 and Inventive Examples 1 to 6.
본 발명자들은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 깊이 연구한 결과, 합금성분을 적절히 제어하고, 주조 후 슬라브의 냉각속도(CR) 및 마무리 열간압연시 개시온도(FET)와 종료온도(FDT)의 차이를 적절히 제어할 경우, 열연강판의 내충격 특성 및 엣지부 성형성을 동시에 확보할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of deep research to solve the problems of the prior art described above, the inventors of the present invention have found that it is possible to appropriately control an alloy component, to control the cooling rate CR of the slab after casting, the start temperature (FET) It was confirmed that the impact resistance and edge formability of the hot-rolled steel sheet can be secured at the same time, and the present invention has been accomplished.
이하에서, '엣지부'란 열연강판의 가장자리부로부터 판 중심부로 50mm까지의 부분을 의미하며, '중심부'란 열연강판의 엣지부를 제외한 나머지 부분을 의미한다.
Hereinafter, the 'edge portion' means a portion from the edge portion of the hot-rolled steel sheet up to 50 mm from the plate center portion, and the 'center portion' means the remaining portion except the edge portion of the hot-rolled steel sheet.
이하, 본 발명의 일측면인 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in impact resistance and edge formability, which is one aspect of the present invention, will be described in detail.
먼저, 본 발명 열연강판의 합금조성에 대하여 상세히 설명한다.
First, the alloy composition of the hot-rolled steel sheet of the present invention will be described in detail.
탄소(C): 0.03~0.1중량%Carbon (C): 0.03 to 0.1 wt%
탄소는 강을 강화시키는데 가장 경제적이며 효과적인 원소로서, 페라이트-베이나이트 복합조직강의 경우, 그 함량이 증가하면 베이나이트 상분율이 증가하여 강의 인장강도가 증가하게 된다. 상기 탄소의 함량이 0.03중량% 미만인 경우, 열연 후 냉각 중 페라이트 형성속도가 지나치게 상승하여 베이나이트의 형성이 용이하지 않으며, 반면, 0.1중량%을 초과할 경우, 열연 후 냉각 중 경화능이 과도하게 상승하여 엣지(edge)부에는 베이나이트 상분율이 지나치게 높아지거나 마르텐사이트가 형성되어 엣지부 성형성이 열위해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 탄소의 함량은 0.03~0.1중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Carbon is the most economical and effective element to strengthen the steel. In the case of ferrite-bainite composite steel, the content of bainite phase increases and the tensile strength of the steel increases. When the content of carbon is less than 0.03% by weight, the ferrite formation rate during cooling after hot rolling is too high to form bainite. On the other hand, when the content of carbon exceeds 0.1% by weight, There is a problem that the bainite phase fraction becomes too high at the edge portion or martensite is formed and the edge formability becomes poor. Therefore, the carbon content is preferably limited to 0.03 to 0.1% by weight.
실리콘(Si): 0.01~1.2중량%Silicon (Si): 0.01 to 1.2 wt%
실리콘은 용강을 탈산시키고, 고용강화에 의한 강도 향상을 위하여 첨가되는 원소이다. 또한, 실리콘은 페라이트 안정화 원소로서 열연 후 냉각 중 페라이트 변태를 촉진하는 효과가 있어 페라이트-베이나이트 복합조직강의 기지를 구성하는 페라이트 상분율 증대에 효과적인 원소이다. 상기 실리콘의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 페라이트 안정화 효과가 적어 기지조직을 페라이트 조직으로 만들기 어려우며, 반면, 1.2중량%를 초과할 경우, 열간압연시 강판표면에 실리콘에 의한 붉은색 스케일이 형성되어 강판표면 품질이 매우 나빠질 뿐만 아니라 연성 및 용접성이도 저하되는 문제가 있다. 또한, 과잉의 실리콘은 탄화물 형성을 크게 지연시키므로, 상대적으로 냉각속도가 빠른 강판의 엣지(edge)부에는 과잉의 고용탄소가 그대로 잔류하여 준안정 오스테나이트상이 형성되거나 마르텐사이트상이 형성되며, 이로 인해 엣지부의 전단변형부 성형성이 열위해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘의 함량은 0.01~1.2중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Silicon is an element added for deoxidizing molten steel and improving the strength by solid solution strengthening. Silicon is an element stabilizing ferrite, which is effective in accelerating ferrite transformation during cooling after hot rolling, and is an element effective in increasing the ferrite phase fraction constituting the base of the ferrite-bainite composite structure steel. When the content of silicon is less than 0.01% by weight, the effect of stabilizing ferrite is small and it is difficult to make the base structure into a ferrite structure. On the other hand, when the content of silicon exceeds 1.2% by weight, a red color scale is formed on the steel sheet surface by hot rolling There is a problem that not only the surface quality of the steel sheet is deteriorated but also ductility and weldability deteriorate. In addition, excess silicon greatly delays formation of carbide, so that excessively coagulated austenite remains in the edge portion of the steel sheet having a relatively high cooling rate to form a metastable austenite phase or a martensite phase, There is a problem in that the formability of the shear deformed portion of the edge portion is degraded. Therefore, the content of silicon is preferably limited to 0.01 to 1.2% by weight.
망간(Mn): 1.2~1.9중량%Manganese (Mn): 1.2 to 1.9 wt%
망간은 실리콘과 마찬가지로 강을 고용강화시키는데 효과적인 원소이며, 강의 경화능을 증가시켜 열연 후 냉각 중 베이나이트의 형성을 용이하게 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 상기 망간의 함량이 1.2중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 반면, 1.9중량%를 초과할 경우, 과도하게 페라이트 변태를 지연하여 페라이트-베이나이트 복합조직강의 기지를 구성하는 페라이트의 적정 분율 확보를 어렵게 하는 문제가 있으며, 연주공정에서 슬라브 주조시 두께중심부에서 편석부가 크게 발달되어 최종제품의 내충격 특성을 해치는 문제가 있다. 나아가, 열연 후 냉각 중 경화능이 과도하게 상승하여, 엣지부에는 베이나이트 상분율이 지나치게 높아지거나 마르텐사이트가 형성되어 엣지부 성형성이 열위해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 망간의 함량은 1.2~1.9중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Manganese, like silicon, is an effective element for strengthening the steel and enhances the hardenability of the steel to facilitate the formation of bainite during cooling after hot rolling. In order to exhibit such effects, the content of manganese in the present invention is preferably 1.2 wt% or more. On the other hand, if it exceeds 1.9% by weight, there is a problem that the ferrite transformation is excessively delayed to make it difficult to secure a proper fraction of ferrite constituting the base of the ferrite-bainite composite steel. In the casting process, There is a problem that the stone part is greatly developed and the impact resistance characteristic of the final product is impaired. Further, the curing ability during cooling after hot rolling is excessively increased, and the bainite phase fraction is excessively increased at the edge portion, or martensite is formed and the edge formability is poor. Accordingly, the content of manganese is preferably limited to 1.2 to 1.9 wt%.
알루미늄(Sol.Al): 0.01~0.08중량%Aluminum (Sol.Al): 0.01 to 0.08 wt%
알루미늄은 주로 탈산을 위하여 첨가하는 원소이며, 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 상기 알루미늄의 함량이 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 반면, 0.08중량%를 초과할 경우, 연속주조시에 슬라브에 코너크랙이 발생하기 쉽고, 열연강판의 엣지부에 개재물 형성에 의한 결함이 발생하기 쉬우며, 열연 후 표면 결함 발생으로 표면품질이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 상기 알루미늄의 함량은 0.01~0.08중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Aluminum is an element added mainly for deoxidation, and in order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that the aluminum content is 0.01 wt% or more. On the other hand, when the content is more than 0.08% by weight, corner cracks are likely to occur in the slab during continuous casting, defects due to formation of inclusions are likely to occur in the edge portion of the hot-rolled steel sheet, there is a problem. Therefore, the content of aluminum is preferably limited to 0.01 to 0.08% by weight.
크롬(Cr): 0.005~0.8중량%Cr (Cr): 0.005 to 0.8 wt%
크롬은 강을 고용강화시키는데 효과적인 원소로써, 열연 후 냉각 중 페라이트 상변태를 지연시켜 권취단계에서 베이나이트 형성을 돕는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 상기 크롬의 함량이 0.005중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 반면, 0.8중량%를 초과하면 페라이트 변태를 과도하게 지연하여 베이나이트 상분율이 지나치게 높아지며, 열연강판의 연성 및 신장플랜지성이 열위하게 되고, 특히 냉각속도가 빠른 열연강판 엣지부의 연성 및 신장플랜지성이 더욱 열위하게 되는 문제가 있다. 또한, 열연강판의 내충격 특성에도 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 상기 크롬의 함량은 0.005~0.8중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Chromium is an effective element for strengthening the steel, and it plays a role in retarding the ferrite phase transformation during cooling after hot rolling to help form bainite in the winding phase. In order to exhibit such effects in the present invention, it is preferable that the content of chromium is 0.005 wt% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.8% by weight, the ferrite transformation is excessively retarded to excessively increase the bainite phase fraction, and the ductility and elongation flangeability of the hot-rolled steel sheet become poor. Especially, There is a problem in that it becomes more inferior. Also, the impact resistance characteristics of the hot-rolled steel sheet may be adversely affected. Therefore, the content of chromium is preferably limited to 0.005 to 0.8% by weight.
몰리브덴(Mo): 0.01~0.12중량%Molybdenum (Mo): 0.01 to 0.12 wt%
몰리브덴은 강의 경화능을 증가시켜 베이나이트 조직의 형성을 용이하게 하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 상기 몰리브덴의 함량이 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 반면, 0.12중량%를 초과할 경우, 과도한 소입성 증가로 내충격 특성 및 용접성을 악화시키며 경제적으로도 불리하다. 또한, 열연 후 냉각 중 경화능이 과도하게 상승하여 엣지부에는 베이나이트 상분율이 지나치게 높아지거나 마르텐사이트가 형성되어 엣지부 성형성이 열위해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 몰리브덴의 함량은 0.01~0.12중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Molybdenum is an element that facilitates the formation of bainite structure by increasing the hardenability of steel. In order to exhibit such effects, the content of the molybdenum is preferably 0.01 wt% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.12% by weight, the impact resistance and weldability are deteriorated due to an increase in the extrudability, which is economically disadvantageous. In addition, the curing ability during cooling after hot rolling is excessively increased, so that the bainite phase fraction is excessively increased at the edge portion, or martensite is formed, and edge formability is poor. Therefore, the content of the molybdenum is preferably limited to 0.01 to 0.12% by weight.
인(P): 0.001~0.05중량%Phosphorus (P): 0.001 to 0.05 wt%
인은 실리콘과 마찬가지로 고용강화 효과 및 페라이트 변태 촉진 효과를 동시에 가지기 때문에 페라이트-베이나이트 복합조직강에서는 매우 중요한 원소이다. 하지만 상기 인의 함량이 0.001중량% 미만에서는 원하는 강도를 얻기에 불충분하고, 상기 인의 함량이 0.05중량%를 초과하면 마이크로 편석에 의한 밴드조직화로 열연강판의 연성 저하를 가져오며 내충격 특성을 크게 악화시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 인의 함량은 0.001~0.05중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Phosphorus is a very important element in the ferrite-bainite composite structure steel because it has the effect of strengthening the solution and promoting the ferrite transformation similarly to silicon. However, when the content of phosphorus is less than 0.001 wt%, it is insufficient to obtain the desired strength. When the content of phosphorus exceeds 0.05 wt%, the band structure due to micro segregation causes deterioration of ductility of hot rolled steel sheet, . Therefore, the content of phosphorus is preferably limited to 0.001 to 0.05% by weight.
황(S): 0.001~0.005중량%Sulfur (S): 0.001 to 0.005 wt%
황은 강 중에 존재하는 불순물로써, 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 황의 함량은 0%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 상기 황의 함량을 0.0005중량% 이하로 제조하기 위해서는 제강조업시 시간이 지나치게 많이 소요되어 생산성이 떨어지게 된다. 한편, 상기 황의 함량이 0.005중량%를 초과할 경우, Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하며, 이에 따라 열연강판의 신장플랜지성 및 내충격 특성이 열위하게 되는 문제가 있다. 특히, 열연강판의 엣지부의 신장플랜지성 및 내충격 특성은 더욱 열위하게 되는 문제가 있다. 따라서, 상기 황의 함량은 0.001~0.005중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Sulfur is an impurity present in the steel and is preferably controlled as low as possible. Theoretically, it is advantageous to control the sulfur content to 0%, but it is inevitably contained inevitably in the manufacturing process. In order to make the content of sulfur to 0.0005% by weight or less, it takes too much time for steelmaking and the productivity is lowered. On the other hand, when the content of sulfur exceeds 0.005% by weight, it forms a nonmetallic inclusion by binding with Mn and the like, and thus the stretch flangeability and impact resistance characteristics of the hot-rolled steel sheet are inferior. Particularly, there is a problem that the stretch flangeability and the impact resistance characteristics of the edge portion of the hot-rolled steel sheet are further reduced. Therefore, the sulfur content is preferably limited to 0.001 to 0.005% by weight.
질소(N): 0.001~0.01중량%Nitrogen (N): 0.001 to 0.01 wt%
질소는 탄소와 함께 대표적인 고용강화 원소이며 티타늄, 알루미늄 등과 함께 조대한 석출물을 형성한다. 일반적으로, 질소의 고용강화 효과는 탄소보다 우수하지만, 강 중에 질소의 양이 증가될수록 인성이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 상기 질소의 함량을 0.001중량% 이하로 제조하기 위해서는 제강 조업시 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지게 되며, 반면, 0.01중량%를 초과하는 경우에는 결정립계에 편석되거나 조대한 질화물을 형성하여 취성을 유발하는 문제가 있다. 따라서, 상기 질소의 함량은 0.001~0.01중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
Nitrogen is a typical solid solution strengthening element together with carbon and forms coarse precipitates together with titanium, aluminum and the like. Generally, the solid solution strengthening effect of nitrogen is superior to carbon, but the toughness is significantly decreased as the amount of nitrogen in the steel is increased. If the content of nitrogen is less than 0.001% by weight, it takes a long time to perform the steelmaking process, resulting in a low productivity. On the other hand, when the content exceeds 0.01% by weight, segregated or coarse nitride is formed in grain boundaries to cause brittleness there is a problem. Therefore, the content of nitrogen is preferably limited to 0.001 to 0.01% by weight.
한편, Ti, Nb 및 V로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, Ti, Nb 및 V의 함량의 합은 총 0.001~0.15%로 제한하는 것이 바람직하다.
On the other hand, it is preferable to include at least one selected from the group consisting of Ti, Nb and V. In this case, the sum of the contents of Ti, Nb and V is preferably limited to 0.001 to 0.15% in total.
Ti, Nb 및 V는 결정립을 미세화시키는데 유효한 성분으로, Ti는 강중에 TiN으로 존재하여 열간압연을 위한 가열과정에서 결정립이 성장되는 것을 억제하는 효과가 있다. 또한, 질소와 반응하고 남은 Ti이 강 중에 고용되어 탄소와 결합함으로써 TiC 석출물이 형성되어 강의 강도를 향상시키는데 유용한 성분이다.
Ti, Nb and V are effective components for refining the crystal grains, and Ti exists as TiN in the steel and has an effect of inhibiting the growth of crystal grains during the heating process for hot rolling. Also, it is a useful component to improve the strength of steel by forming TiC precipitate by reacting with nitrogen and remaining Ti solved in steel and bonding with carbon.
Nb 및 V은 강중 탄화물을 형성하여 결정립 미세화에 효과적이며 미세한 석출물을 형성하여 강의 강도와 인성을 향상시킨다. 또한, 강중 편석에 의한 미세조직 및 물성의 국부적인 편차를 증가시키는 C, N 등의 고용원소를 안정화시켜 주므로 내충격 특성을 향상시키는 효과도 있다.
Nb and V form carbides in the steel, which are effective in grain refinement and form fine precipitates to improve the strength and toughness of the steel. In addition, it also stabilizes the elements such as C and N that increase local variations in microstructure and physical properties due to segregation in the steel, thereby improving the impact resistance.
잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 상기 조성 이외에 유효한 성분의 첨가가 배제되는 것은 아니다.
The remainder Fe and unavoidable impurities. Addition of an effective component other than the above-mentioned composition is not excluded.
이하, 본 발명에 의한 열연강판의 미세조직 및 석출물에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the microstructure and precipitates of the hot-rolled steel sheet according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 의한 열연강판은 상기 열연강판 중심부의 미세조직은 페라이트를 기지조직으로 하여 베이나이트가 단면 면적율로 5~20%이며, 상기 열연강판 엣지부의 미세조직은 페라이트를 기지조직으로 하여 베이나이트가 단면 면적율로 5~25%이고, 마르텐사이트가 단면 면적율로 3% 미만인 것이 바람직하며, 상기와 같은 미세조직을 확보함으로써, 내충격 특성 및 엣지부 성형성을 동시에 확보할 수 있다.
In the hot-rolled steel sheet according to the present invention, the microstructure of the center portion of the hot-rolled steel sheet has a cross-sectional area ratio of 5 to 20% with the bainite having ferrite as a base structure, and the microstructure of the hot- It is preferable that the cross sectional area ratio is 5 to 25% and that the martensite is less than 3% at the cross sectional area ratio. By securing the microstructure as described above, the impact resistance characteristic and the edge formability can be secured at the same time.
또한, 본 발명에 의한 열연강판은 직경 100nm 이상의 Ti, Nb 및 V의 단독 또는 복합 탄질화물이 3x108개/㎠ 이하인 것이 바람직하다. 조대한 탄질화물을 저감시킴으로써, 외부 충격에 대한 국부적인 응력집중이 억제되어, 열연강판의 내충격 특성이 향상되게 된다.
In the hot-rolled steel sheet according to the present invention, the Ti, Nb and V alone or composite carbonitrides having a diameter of 100 nm or more are preferably 3 x 10 8 / cm 2 or less. By reducing the coarse carbonitride, the local concentration of stress on the external impact is suppressed, and the impact resistance of the hot-rolled steel sheet is improved.
한편, 상기와 같이 제공되는 본 발명에 의한 열연강판은 TS(Tensile strength) 및 SBR(Sheared-edge Bending Ratio)의 곱이 40,000MPa·% 이상을 확보할 수 있어, 열연강판의 엣지부를 제거하는 불필요한 공정에 의한 생산성 저하와 열연강판의 실사용량의 감소를 막을 수 있어 경제적으로 유리하다는 장점이 있다.
On the other hand, the hot-rolled steel sheet according to the present invention as described above can secure a product of TS (tensile strength) and SBR (Shear-edge Bending Ratio) of 40,000 MPa ·% or more, It is possible to prevent a decrease in the productivity due to the hot-rolled steel sheet and a decrease in the inspection capacity of the hot-rolled steel sheet, which is economically advantageous.
한편, 상기와 같이 제공되는 본 발명에 의한 열연강판은 -20℃에서 60J 이상의 충격에너지를 확보할 수 있어, 자동차 샤시부품과 구조부재 등에 바람직하게 적용될 수 있다.
On the other hand, the hot-rolled steel sheet according to the present invention as described above can secure an impact energy of 60 J or more at -20 캜 and can be suitably applied to automobile chassis parts and structural members.
한편, 본 발명에 의한 열연강판은 그 표면에 용융아연도금층을 형성하여, 용융아연도금강판으로도 이용가능하다.
On the other hand, the hot-rolled steel sheet according to the present invention can also be used as a hot-dip galvanized steel sheet by forming a hot-dip galvanized layer on its surface.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 내충격 특성 및 성형성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in impact resistance and moldability, which is another aspect of the present invention, will be described in detail.
슬라브를 얻는 단계 및 냉각하는 단계The step of obtaining the slab and the step of cooling
전술한 조성을 만족하는 용강을 연속주조하여 슬라브를 얻고, 상기 슬라브를 하기 관계식 1을 만족하도록 냉각한다. 이는 냉각중 발생하는 페라이트 변태를 회피하여 상변태 중에 발생하는 강성분의 편석이나 확산을 억제함으로써 조대한 탄화물과 질화물이 형성되는 것을 억제하기 위함이다. 나아가, 가열로에서의 슬라브 재가열시에 합금원소의 재고용이 비교적 낮은 재가열온도에서 빠르게 발생하여 균일하고 미세한 오스테나이트 상을 얻을 수 있게 되며, 열간압연 후, 열연강판 중의 직경 100nm 이상의 조대 석출물이 3x108개/㎠ 이하가 되어 내충격 특성이 향상된다. Continuous casting of molten steel satisfying the above composition is performed to obtain a slab, and the slab is cooled to satisfy the following relational expression (1). This is to prevent formation of coarse carbides and nitrides by avoiding ferrite transformation occurring during cooling and suppressing the segregation or diffusion of the steel components generated during the phase transformation. Furthermore, the slab during re-heating in the heating as will allow the re-employment of the alloying elements to obtain a relatively low reheating rapidly occurs at a temperature to uniform and fine austenite phase, and after hot rolling, coarse precipitates diameter than 100nm in the hot-rolled steel sheet 3x10 8 Cm < 2 > or less, and the impact resistance characteristics are improved.
[관계식 2][Relation 2]
CR(℃/sec) = 45.5 - 56.1[C] + 2.1[Si] - 19.2[Mn] - 8.9[Cr] + 8.0[Al] - 26.9[Mo] Cr (° C./sec) = 45.5 - 56.1 [C] + 2.1 [Si] - 19.2 [Mn] - 8.9 [Cr] + 8.0 [
(단, 상기 CR은 슬라브의 냉각속도, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], 및 [Mo]는 각각 해당 원소의 함량(중량%)을 의미함)
(Wherein CR represents the cooling rate of the slab, and [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], and [Mo]
재가열하는 단계Steps to reheat
상기 냉각된 슬라브를 1200~1300℃의 온도에서 재가열한다. 이때 상기 재가열온도가 1200℃ 미만이면 석출물이 충분히 재고용되지 않아 열간압연 이후의 공정에서 NbC, TiC 등의 석출물이 감소하게 되며, 1300℃를 초과하면 오스테나이트 결정립의 이상입성장에 의하여 강도와 내충격 특성이 저하되므로, 상기 재가열온도는 1200~1300℃로 제한하는 것이 바람직하다.
The cooled slab is reheated at a temperature of 1200 to 1300 ° C. If the reheating temperature is less than 1200 ° C., the precipitates are not sufficiently reused, so that precipitates such as NbC and TiC are reduced in the process after the hot rolling. If the reheating temperature is higher than 1300 ° C., the austenite grains undergo abnormal grain growth, The reheating temperature is preferably limited to 1200 to 1300 ° C.
열연강판을 얻는 단계Step of obtaining hot-rolled steel sheet
상기 재가열된 슬라브를 Ar3 이상의 온도에서 열간압연하고, 하기 관계식 2를 만족하도록 마무리 열간압연하여 열연강판을 얻는다. 이는 열간압연 중 강판에 동적변형유기석출에 의한 석출물이 발생하지 않도록 하여 열간압연 후 석출강화 효과가 감소하는 것을 최소화하는 동시에 열간압연 중 강판에 변형에너지를 최대한 누적시켜 페라이트 상변태시 미세하고 균일한 페라이트 결정립들이 형성되도록 하기 위함이다. The reheated slab is hot-rolled at a temperature equal to or higher than Ar3, and subjected to finish hot rolling to obtain the hot-rolled steel sheet satisfying the following relational expression (2). This is because it is possible to minimize the precipitation strengthening effect after hot rolling by minimizing precipitation of precipitates due to dynamic deformation of the steel sheet during hot rolling and to maximize the strain energy in the steel sheet during hot rolling to obtain fine and uniform ferrite So that the crystal grains are formed.
[관계식 2] [Relation 2]
(FET - FDT)(℃) = 166 - 456[C] - 27.9[Mn] + 4.39[Si] - 28.5[Mo] - 28.2[Ti] - 51.1[Nb] (FET-FDT) (C) = 166 - 456 [C] - 27.9 [Mn] + 4.39 [Si] - 28.5 [Mo] - 28.2 [Ti]
(단, 상기 FET는 마무리 열간압연 개시온도, 상기 FDT는 마무리 열간압연 종료온도, 상기 [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb]는 각각 해당 원소의 함량(중량%)을 의미함)
(C), [Mn], [Si], [Mo], [Ti] and [Nb] of the element are the same as those of the element Content (% by weight)
냉각하는 단계Cooling step
상기 열연강판을 550~750℃까지 10~100℃/sec의 냉각속도로 1차 냉각한다. 상기 1차 냉각단계에서 온도가 550℃ 미만일 경우, 열연강판의 엣지부에 베이나이트상, 준안정 오스테나이트상 및 마르텐사이트상이 과다하게 형성되어 엣지부의 연성이 크게 저하되는 문제가 있다. 반면, 750℃를 초과할 경우, 조대한 페라이트와 펄라이트 조직이 형성되어 원하는 강도를 얻을 수 없게 된다. 그리고 냉각속도가 10℃/sec 미만일 경우 페라이트 결정립의 조대화가 일어나고 석출물 또한 조대화가 되어 원하는 강도를 얻기가 어렵고, 반면에 100℃/sec를 초과할 경우, 저온 페라이트 분율이 증가하여 연성이 저하되는 문제가 있다.
The hot-rolled steel sheet is first cooled to 550 to 750 ° C at a cooling rate of 10 to 100 ° C / sec. When the temperature is lower than 550 占 폚 in the primary cooling step, bainite phase, metastable austenite phase, and martensite phase are excessively formed at the edge portion of the hot-rolled steel sheet, and the ductility of the edge portion is greatly deteriorated. On the other hand, when it exceeds 750 ° C, coarse ferrite and pearlite structure are formed, and desired strength can not be obtained. When the cooling rate is less than 10 ° C / sec, coarsening of the ferrite grains occurs and the precipitates are coarsened, making it difficult to obtain the desired strength. On the other hand, when the cooling rate exceeds 100 ° C / sec, the low temperature ferrite fraction increases, There is a problem.
상기 1차 냉각된 열연강판을 4초 이상 공냉한다. 상기 1차 냉각 후 4초 이상 공냉하지 않으면 페라이트 조직이 충분히 형성되지 않아 열연강판의 연성이 크게 저하되는 문제가 있다.
The primary cooled hot-rolled steel sheet is air-cooled for 4 seconds or more. If air is not cooled for more than 4 seconds after the primary cooling, the ferrite structure is not sufficiently formed and the ductility of the hot-rolled steel sheet is greatly deteriorated.
권취하는Winding 단계 step
이후, 상기 공냉된 열연강판을 300~500℃에서 권취한다. 상기 권취온도가 300℃ 미만일 경우, 마르텐사이트가 과다하게 형성되어 강판의 강도가 지나치게 증가하며, 특히, 냉각속도가 빠른 열연강판 엣지부의 성형성이 현저하게 저하되는 문제가 있다. 반면, 500℃를 초과할 경우, 베이나이트 상분율이 지나치게 낮아지고 조대한 탄화물이 형성되어 목표하는 강도를 확보할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 상기 권취온도는 300~500℃로 제한하는 것이 바람직하다.
Thereafter, the air-cooled hot rolled steel sheet is wound at 300 to 500 ° C. When the coiling temperature is less than 300 ° C, martensite is excessively formed to increase the strength of the steel sheet excessively, and particularly, the moldability of the hot-rolled steel sheet edge portion having a high cooling rate is remarkably lowered. On the other hand, when the temperature exceeds 500 ° C, the bainite phase fraction becomes too low, and coarse carbides are formed, and the desired strength can not be secured. Therefore, the coiling temperature is preferably limited to 300 to 500 占 폚.
한편, 상기와 같이 권취된 열연강판은 상온(25℃)~200℃에서 공냉 한 후에 산세처리함으로써 표층부 스케일을 제거하고 도유하는 공정을 통해 산세강판으로 제조될 수 있다. 상기 산세처리하는 단계에서 그 온도가 200℃를 초과하게 되면 열연강판의 표층부가 과산세되어 표층부 조도가 나빠지게 되는 문제가 있으므로, 상기 산세처리하는 온도는 200℃ 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the hot rolled steel sheet wound as described above can be manufactured as a pickling steel sheet through a step of removing the surface layer scale by pickling treatment after air-cooling at room temperature (25 캜) to 200 캜 and casting. If the temperature exceeds 200 占 폚 at the pickling step, there is a problem that the surface layer portion of the hot-rolled steel sheet is over-saponified to degrade the surface layer roughness. Therefore, the pickling temperature is preferably limited to 200 占 폚 or lower.
또한, 상기 권취 또는 산세 후에는 상기 열연강판을 450~480℃에서 가열하고 용융아연도금욕에 통과시켜 용융아연도금강판으로 제조될 수 있다. 상기 가열온도가 450℃ 미만이면 미도금이 발생하기 쉬우며, 반면에 480℃를 초과하면 도금 결함이 발생하거나 도금층의 두께를 균일하게 제조하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 상기 가열온도는 450~480℃로 제한하는 것이 바람직하다.
After the winding or pickling, the hot-rolled steel sheet may be heated at 450 to 480 ° C and passed through a hot-dip galvanizing bath to produce a hot-dip galvanized steel sheet. If the heating temperature is lower than 450 ° C, unplating tends to occur. On the other hand, if the heating temperature is higher than 480 ° C, plating defects may occur or it may be difficult to uniformly manufacture the thickness of the plating layer. Therefore, the heating temperature is preferably limited to 450 to 480 ° C.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the description of these embodiments is intended only to illustrate the practice of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
(( 실시예Example ))
하기 표 1에 본 발명에 의거한 발명예와 비교예의 성분 조성을 갖는 강 슬라브 조성을 나타내었다. 또한, 하기 표 2에는 표 1에 나타낸 강종들에 대하여 슬라브 냉각조건, 열간압연 조건, 권취온도를 나타내었다. 표2에서 CR, FET, FDT와 CT는 각각 슬라브 냉각속도, 마무리 열간압연 개시온도, 마무리 열간압연 종료온도 및 권취온도를 의미하며, 열간압연 직후 1차 냉각시까지의 평균 냉각속도는 25℃/sec로, 1차 냉각 후 공냉시 강판온도는 680~700℃로, 공냉시간은 4~5초로 일정하게 하였다.
Table 1 below shows the steel slab composition having the composition of the inventive and comparative examples based on the present invention. In Table 2, slab cooling conditions, hot rolling conditions, and coiling temperatures are shown for the steel types shown in Table 1. In Table 2, CR, FET, FDT and CT are the slab cooling rate, the finish hot rolling start temperature, the finish hot rolling finish temperature and the coiling temperature, respectively, and the average cooling rate until the first cooling immediately after hot rolling is 25 ° C / sec, the temperature of the steel sheet during air cooling after the first cooling was 680 to 700 ° C, and the air cooling time was kept constant for 4 to 5 seconds.
표 3에는 발명예와 비교예의 기계적 성질 평가결과 및 미세조직 관찰결과를 나타내었다. 상기 표 3에서 YS, TS, T-El, SBR은 각각 항복강도, 인장강도, 파괴연신율, 엣지부 성형성(Shared-edge Bending Ratio)을 의미한다.
Table 3 shows the mechanical property evaluation results and microstructure observation results of the inventive and comparative examples. In Table 3, YS, TS, T-El, and SBR mean yield strength, tensile strength, fracture elongation, and Shared-edge Bending Ratio.
인장시험은 압연판재의 압연방향에 대하여 90° 방향을 기준으로 JIS 5호 규격에 의거하여 채취된 시험편으로 하였다. 하기 표 3의 결과는 3회 실시 후 평균한 값이다. 특히, YS는 0.2% off-set 항복강도 또는 하부항복점을 의미한다.
The tensile test was performed on specimens taken in accordance with the JIS No. 5 standard with respect to the rolling direction of the rolled plate in the direction of 90 °. The results in Table 3 below are the average values after three runs. In particular, YS means a 0.2% off-set yield strength or lower yield point.
SBR 평가는 시험편 중심부에 곡률반경 5mm의 전단변형된 원형 노치(Notch)를 갖는 시험편을 이용하였다. 이때 시험편은 열간압연판의 엣지부에서 채취하여 압연방향과 평행하게 준비하며 굽힘시험하여 노치부에서 균열이 발생하는 시점에 시험을 멈추어 그 변화를 측정하였다. 즉, SBR은 노치부의 간격(Lo=10mm)이 굽힘시험으로 점차 벌어져 노치부에서 균열이 발생했을 때의 간격(Lf)을 측정하여 하기 관계식 3에 의해 구하였으며, 하기 표 3의 결과는 3회 실시 후 평균한 값이다.SBR evaluation was carried out using a specimen having a notch at the center of the specimen and having a shear-deformed circular notch with a radius of curvature of 5 mm. At this time, the test specimens were taken from the edge of the hot rolled plate and prepared parallel to the rolling direction. The test was stopped at the time of cracking at the notch portion and the change was measured. That is, in the SBR, the interval (Lo) when the notch portion interval (Lo = 10 mm) was gradually widened by the bending test and cracks occurred at the notch portion was measured and found by the following Equation 3, It is the average value after execution.
[관계식 3][Relation 3]
SBR = (Lf - Lo)×100/Lo SBR = (Lf - Lo) x 100 / Lo
(단, Lo는 초기 원형 노치부 간격(10mm)이며, Lf는 균열 발생시 변형된 원형 노치부 간격임)
(Where Lo is an initial circular notched portion interval (10 mm), and Lf is a circular notched portion spacing that is deformed when a crack is generated)
미세조직중 베이나이트 상분율은 해당 압연판재에서 엣지부와 중심부 시편을 각각 채취하여 Lepera 에칭액 또는 Nital 에칭액으로 에칭한 후 광학현미경을 이용하여 500배율로 관찰하고 이를 image 분석기로 분석하여 구하였다. 조대한 Ti, Nb 및 V의 단독 또는 복합 탄질화물은 Replica법으로 샘플을 준비하여 TEM(Transmission Electron Microscopy)으로 관찰하였다.
The bainite phase fraction of the microstructure was obtained by taking the edge and center specimens from the rolled sheet, etching them with Lepera or Nital etchant, and observing them at 500 magnification using an optical microscope and analyzing them with an image analyzer. The coarse Ti, Nb and V single or complex carbonitrides were prepared by Replica method and observed by TEM (Transmission Electron Microscopy).
또한, 표3에 나타낸 열연강판의 내충격성은 ASTM Standard E8m-04 규격을 기준으로 시험하여 얻은 결과이다. 이 때 충격시험편은 압연방향의 수직방향으로 채취하였으며, 충격에너지는 -20℃에서 3회 시험한 결과중 최소값이다. 이 충격흡수에너지 값이 60J보다 작을 경우 내충격 특성이 열위한 것으로 판단하였다. In addition, the impact resistance of the hot-rolled steel sheet shown in Table 3 is the result obtained by testing with ASTM Standard E8m-04 standard. The impact test specimens were taken in the vertical direction in the rolling direction, and the impact energy was the smallest among the results of three tests at -20 ° C. When the impact absorption energy value is smaller than 60J, it is judged that the impact resistance characteristic is heat.
도 1은 비교예 1 내지 8과 발명예 1 내지 6의 인장강도(TS)× 엣지부 성형성(SBR) 값과 충격에너지 값을 도시한 그래프이다. 도 1의 빗금친 영역이 본 발명예 범위에 해당한다.
1 is a graph showing tensile strength (TS) x edge formability (SBR) values and impact energy values of Comparative Examples 1 to 8 and Examples 1 to 6; The hatched area in Fig. 1 corresponds to the range of the present invention.
② = 166 - 456[C] - 27.9[Mn] + 4.39[Si] - 28.5[Mo] - 28.2[Ti] - 51.1[Nb] [Mo] - 8.9 [Cr] + 8.0 [Al] - 26.9 [Mo]
- = 28.9 [Si] - 28.5 [Mo] - 28.2 [Ti] - 51.1 [Nb]
(MPa)YS
(MPa)
(MPa)TS
(MPa)
(%)T-El
(%)
(%)SBR
(%)
(MPa·%)TSxSBR
(MPa 占%)
(%)Martensite phase fraction
(%)
(EA/cm2)Number of coarse precipitates
(EA / cm 2 )
에너지(J)Shock
Energy (J)
비교예 1, 2, 4, 5, 7, 8은 강 성분은 모두 본 발명이 제안한 성분 범위에 해당하였으나, 관계식 1 및 2 중 하나 또는 모두를 만족하지 못하여 결정립계에서 조대한 탄화물이 발생하였으며, 엣지부 성형성 및 내충격 특성이 모두 열위하게 나타났다. 비교예 3은 강의 제조방법이 본 발명이 제안한 범위를 모두 만족하였으나, 강 성분 중 Si 함량이 과다하여 강판의 엣지부에 마르텐사이트가 과다하게 형성되어 엣지부 성형성이 열위하게 나타났다. 비교예 6은 강 성분 및 관계식 1 및 2를 모두 만족하였으나, 권취온도가 높아, 다량의 조대 석출물이 형성되고, 강판의 미세조직으로 다량의 퍼얼라이트 조직이 형성되어 엣지부 성형성 및 내충격특성이 열위하게 나타났고, 반면 비교예 9는 권취온도가 지나치게 낮아, 강판의 엣지부에 마르텐사이트가 과다하게 형성되어 엣지부 성형성 및 내충격특성이 열위하게 나타났다.
In Comparative Examples 1, 2, 4, 5, 7 and 8, all of the steel components corresponded to the composition range proposed by the present invention, but one or both of relational expressions 1 and 2 were not satisfied, so that coarse carbides were generated at grain boundaries, The moldability and the impact resistance were both inferior. In Comparative Example 3, the steel production method satisfied all of the ranges proposed by the present invention, but the Si content in the steel component was excessive, and martensite was excessively formed in the edge portion of the steel sheet, resulting in poor edge formability. Comparative Example 6 satisfied both the steel component and the relational expressions 1 and 2, but the coiling temperature was high and a large amount of coarse precipitates were formed, and a large amount of pearlite structure was formed by the microstructure of the steel sheet, Whereas in Comparative Example 9, the coiling temperature was too low, and martensite was excessively formed in the edge portion of the steel sheet, resulting in poor edge formability and impact resistance characteristics.
이에 반해, 발명예들은 모두 본 발명에서 제안한 성분범위와 제조방법을 만족하여 재질 및 내충격 특성이 우수한 결과를 나타내었다.
On the other hand, all of the inventors satisfied the composition range and the manufacturing method proposed in the present invention, and showed excellent materials and impact resistance characteristics.
비교예 1 내지 9와 발명예 1 내지 6의 인장강도(TS)×엣지부 성형성(SBR) 값과 충격에너지 값을 도 1에 도시하였다.The tensile strength (TS) x edge formability (SBR) values and impact energy values of Comparative Examples 1 to 9 and Examples 1 to 6 are shown in Fig.
Claims (8)
직경 100nm 이상의 Ti, Nb 및 V의 단독 또는 복합 탄질화물이 3x108개/㎠ 이하이고, TS(Tensile strength) 및 SBR(Sheared-edge Bending Ratio)의 곱이 40,000MPa·% 이상인 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains 0.03 to 0.1% of C, 0.01 to 1.2% of Si, 1.2 to 1.9% of Mn, 0.01 to 0.08% of Al, 0.005 to 0.8% of Cr, 0.01 to 0.12% 0.001 to 0.15% in total of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb and V, and the balance Fe and unavoidable impurities, in an amount of 0.001 to 0.05%, S to 0.001 to 0.005% and N: 0.001 to 0.01% ,
An impact resistance characteristic in which the number of Ti, Nb and V alone or complex carbonitrides having a diameter of 100 nm or more is 3 x 10 8 / cm 2 or less, the product of TS (tensile strength) and SBR (sheared-edge bending ratio) is 40,000 MPa ·% or more, High-strength hot-rolled steel with excellent strength.
상기 열연강판 중심부의 미세조직은 페라이트를 기지조직으로 하여 베이나이트가 단면 면적율로 5~20%이며, 상기 열연강판 엣지부의 미세조직은 페라이트를 기지조직으로 하여 베이나이트가 단면 면적율로 5~25%이고, 마르텐사이트가 단면 면적율로 3% 이하인 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판.
The method according to claim 1,
Wherein the microstructure of the center of the hot-rolled steel sheet has a cross-sectional area ratio of 5 to 20%, and the microstructure of the hot-rolled steel sheet has a ferrite base structure, wherein the bainite has a cross- By mass, and martensite is 3% or less at a cross-sectional area ratio and excellent in impact resistance and edge formability.
상기 열연강판은 -20℃에서의 충격에너지가 60J 이상인 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판.
The method according to claim 1,
Wherein the hot-rolled steel sheet has an impact resistance of 60 J or more at -20 캜 and excellent in edge formability.
상기 열연강판은 용융아연도금층을 추가로 포함하는 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판.
The method according to claim 1,
Wherein the hot-rolled steel sheet further comprises a hot-dip galvanized layer and has excellent impact resistance and edge formability.
상기 슬라브를 하기 관계식 1의 조건을 만족하도록 냉각하는 단계;
상기 냉각된 슬라브를 1200~1300℃로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 슬라브를 Ar3 이상의 온도에서 열간압연하고, 하기 관계식 2를 만족하도록 마무리 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 550~750℃까지 10~100℃/s의 냉각속도로 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 열연강판을 4초 이상 공냉하는 단계; 및
상기 공냉된 열연강판을 300~500℃에서 권취하는 단계를 포함하는 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법.
[관계식 1]
CR(℃/sec) = 45.5 - 56.1[C] + 2.1[Si] - 19.2[Mn] - 8.9[Cr] + 8.0[Al] - 26.9[Mo]
(단, 상기 CR은 슬라브의 냉각속도, 상기 [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], 및 [Mo]는 각각 해당 원소의 함량(중량%)을 의미함)
[관계식 2]
(FET - FDT)(℃) = 166 - 456[C] - 27.9[Mn] + 4.39[Si] - 28.5[Mo] - 28.2[Ti] - 51.1[Nb]
(단, 상기 FET는 마무리 열간압연 개시온도, 상기 FDT는 마무리 열간압연 종료온도, 상기 [C], [Mn], [Si], [Mo], [Ti] 및 [Nb]는 각각 해당 원소의 함량(중량%)을 의미함)
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains 0.03 to 0.1% of C, 0.01 to 1.2% of Si, 1.2 to 1.9% of Mn, 0.01 to 0.08% of Al, 0.005 to 0.8% of Cr, 0.01 to 0.12% 0.001 to 0.15% in total of at least one selected from the group consisting of Ti, Nb and V, and the balance Fe and unavoidable impurities, in an amount of 0.05 to 0.05%, S: 0.001 to 0.005% and 0.001 to 0.01% Continuously cast molten steel to obtain a slab;
Cooling the slab so as to satisfy the condition of the following expression (1);
Reheating the cooled slab to 1200 to 1300 占 폚;
Hot-rolling the reheated slab at a temperature equal to or higher than Ar3 and subjecting the hot-rolled steel sheet to a hot-rolled steel sheet to obtain a hot-rolled steel sheet satisfying the following relational expression (2);
Cooling the hot-rolled steel sheet to 550 to 750 ° C at a cooling rate of 10 to 100 ° C / s;
Air cooling the primary cooled hot rolled steel sheet for 4 seconds or more; And
And a step of winding the air-cooled hot-rolled steel sheet at 300 to 500 ° C, and a method of manufacturing a high-strength hot-rolled steel sheet having excellent impact resistance and edge formability.
[Relation 1]
Cr (° C./sec) = 45.5 - 56.1 [C] + 2.1 [Si] - 19.2 [Mn] - 8.9 [Cr] + 8.0 [
(Wherein CR represents the cooling rate of the slab, and [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], and [Mo]
[Relation 2]
(FET-FDT) (C) = 166 - 456 [C] - 27.9 [Mn] + 4.39 [Si] - 28.5 [Mo] - 28.2 [Ti]
(C), [Mn], [Si], [Mo], [Ti] and [Nb] of the element are the same as those of the element Content (% by weight)
상기 권취하는 단계 후, 상기 열연강판을 산세처리하는 단계; 및
상기 산세처리된 열연강판을 도유하는 단계를 더 포함하는 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Picking up the hot-rolled steel sheet after the winding step; And
Further comprising a step of raising the hot-rolled steel sheet subjected to the pickling treatment, and further comprising a step of raising the pickled hot-rolled steel sheet.
상기 권취하는 단계 후, 상기 열연강판을 산세처리하는 단계; 및
상기 산세처리된 열연강판을 450~480℃의 용융아연도금욕에 침지하여 용융아연도금하는 단계를 더 포함하는 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Picking up the hot-rolled steel sheet after the winding step; And
Further comprising a step of immersing the hot-rolled steel sheet subjected to the pickling treatment in a hot-dip galvanizing bath at 450 to 480 캜 for hot-dip galvanizing, and a method for producing a high-strength hot-rolled steel sheet excellent in impact resistance and edge formability.
상기 산세처리하는 단계는 200℃ 이하의 온도에서 행하는 것을 특징으로 하는 내충격 특성 및 엣지부 성형성이 우수한 고강도 열연강판의 제조방법.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the pickling treatment is carried out at a temperature of 200 DEG C or lower, and a method of manufacturing a high strength hot-rolled steel sheet having excellent impact resistance and edge formability.
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