KR20150073317A - Galvanized steel having good weldabity and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용접성이 우수한 아연도금강판 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a galvanized steel sheet excellent in weldability and a method of manufacturing the same.
아연도금강판은 내식성, 용접성 및 도장성이 우수하여 자동차용 강판으로 많이 사용되고 있다. 또한, 자동차 경량화에 의한 연비 향상 및 승객 안전성의 관점에서 자동차 차체 및 구조재의 고강도화가 요구됨에 따라 다양한 종류의 자동차용 고강도강이 개발되어 왔다.
The galvanized steel sheet is excellent in corrosion resistance, weldability and paintability, and is widely used as a steel sheet for automobiles. In addition, from the viewpoint of improving fuel efficiency by reducing the weight of automobiles and increasing the strength of automobile bodies and structural members from the viewpoint of passenger safety, various types of high strength steels for automobiles have been developed.
그러나, 대부분의 강판 또는 강재는 고강도화에 따라 연성이 감소하게 되어, 결과적으로 부품으로의 가공에 있어서 많은 제한이 요구된다. 이러한 강판의 고강도화에 따른 연성 저하를 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으며, 그 결과 강재에 망간을 5 내지 35 중량% 포함시켜 강재의 소성변형 시 쌍정(TWIN)이 유발되도록 함으로써 고강도와 함께 연성을 획기적으로 향상시킨 오스테나이트계 고망간강이 제안되고 있다. (특허문헌 1 내지 4)
However, most steels or steels have low ductility as their strength increases, and as a result, a great deal of limitation is required in machining into parts. As a result of this study, it has been investigated to solve the ductility degradation due to the high strength of the steel sheet. As a result, the steel material contains 5 to 35 wt% of manganese to induce twin in the plastic deformation of the steel, An austenitic high manganese steel has been proposed. (Patent Documents 1 to 4)
이와 함께, 고강도 및 고연성을 가진 고망간강을 자동차용 강판으로 사용하기 위해 내식성에 대한 요구도 증가하고 있다. 예를 들어, 고망간강 용융아연도금강판을 자동차용 강판으로 사용하는 경우, 프레스 가공에 의해 부품을 가공한 후 점용접 또는 아크용접 등으로 용접하여 조립하게 되는데, 이때 고망간강 용융아연도금강판을 점용접하게 되면 용접 열영향부(Heat Affected Zone; HAZ)는 용접(입)열에 의해 용해되어 액상의 용융 아연으로 잔류하게 되고, 소지 조직은 고망간강의 높은 저항값에 의해 타 강종 대비 고온이 되며, 높은 열팽창 계수에 의한 입계 확장이 일어나게 된다. 이러한 상태로 열영향부에 인장력이 작용하게 되면, 용접 열영향부 조직에서는 액상의 용융 아연이 소지 표면의 결정입계에 침입하여 균열을 발생시켜 취성파괴인 용접 액상금속취화(Liquid Metal Embrittlement, 이하, 'LME'라 함)를 일으키게 된다.
In addition, there is a growing demand for corrosion resistance in order to use high manganese steel having high strength and high ductility as a steel sheet for automobiles. For example, when a high manganese steel hot-dip galvanized steel sheet is used as an automotive steel sheet, the parts are processed by press working and then assembled by spot welding or arc welding. In this case, The heat affected zone (HAZ) is dissolved by welding (heat) heat and remains as liquid molten zinc, and the base structure becomes high temperature relative to other steel species due to high resistance value of high manganese steel, and high The grain boundary expansion due to the thermal expansion coefficient occurs. When the tensile force acts on the heat affected zone in such a state, the molten zinc in the liquid phase enters the grain boundaries of the substrate surface in the weld heat affected zone structure to generate a crack, thereby causing a brittle fracture of the welded liquid metal embrittlement Quot; LME ").
이러한 용접 LME 현상은 고강도강의 용융아연도금강판에서 일반적으로 일어나는 것이나, 특히 고망간강 용융아연도금강판의 경우에는 소지가 높은 저항 강도를 가지며, 소지 표면까지 오스테나이트 조직을 가지고 있기 때문에, 용접 열영향부의 온도가 높고 열팽창 계수가 높아 소지 입계의 균열을 조장하며, 따라서 용융아연의 입계 침투가 용이하게 되어 용접 LME 발생에 민감하게 된다.
This weld LME phenomenon is generally observed in hot-dip galvanized steel sheets of high-strength steels, but in particular, in the case of hot-dip galvanized steel sheets of high-strength steels, the steel has a high resistance strength and austenite structure to the surface of the steel plate. It has a high temperature and a high thermal expansion coefficient, which promotes cracking of the subsurface boundary, which makes it easy to penetrate the molten zinc into the grain boundary, thereby being susceptible to the occurrence of weld LME.
이러한 고강도강 용융아연도금강판의 LME를 방지하기 위한 방법으로는 1) 예비전류펄스(Pre-pulse)로 가접하고, 예비전류펄스 보다 높은 용접전류펄스로 본 용접하여 용접을 완료하는 프리펄스 용접법(특허문헌 5), 2) 490MPa급 이상의 고강도 용융아연도금강판에서 LME 감도 지수인 E값 (E=［%C］＋［%Si］/17＋［%Mn］/7.5＋［%Ni］/17＋［%Nb］/2＋［%V］/1.5＋［%Zr］/2)을 만족하게 하는 성분조정법(특허문헌 6), 3) 580MPa 이상의 고강도강 용융아연도금강판에서 소지 조직의 40% 내지 95% 면적 분율이 페라이트 상, 베이나이트상, 퍼얼라이트 상, 마르텐사이트 상 중 1종 또는 2종이며, 1% 내지 10% 면적 분율이 잔류오스테나이트로 구성되고, 평균 입도 3nm 내지 200㎚인 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 및 지르코늄(Zr)계 석출물 또는 복합 석출물이 분산되도록 미세조직을 조정하는 방법(특허문헌 7) 등이 제안되었다.
In order to prevent the LME of such high strength steel hot dip galvanized steel sheets, there are 1) a pre-pulse welding method in which a pre-pulse is applied and the welding is completed by welding current pulses higher than the preliminary current pulse [% Si] / 17 + [% Mn] /7.5 + [% Ni] / 17 + [% Si] in the high strength hot-dip galvanized steel sheet of 490 MPa or higher, (3) a high-strength hot-dip galvanized steel sheet having a hardness of 580 MPa or higher, wherein the hot-dip galvannealed steel sheet comprises 40% to 95% (Ti) having an average particle size of 3 nm to 200 nm and having an area fraction of 1% to 10% of residual austenite, one or two of ferrite phase, bainite phase, pearlite phase and martensite phase, ), Niobium (Nb), molybdenum (Mo), and zirconium (Zr) based precipitates or complex precipitates are dispersed. The method including determining (Patent Document 7) has been proposed.
그러나, 종래의 방법 1)은 고망간강 대비 점용접 시 입열량이 작은 DP(Dual Phase)강, TRIP(Transformation Induced Plasticity)강 등에서는 효과를 나타내지만, 상온에서도 오스테나이트 조직을 가지고 있어 높은 저항값과 높은 입열량을 나타내는 고망간강에서는 효과적이지 않으며, 종래의 방법 2)는 490MPa 이상의 DP강 또는 TRIP강에서의 보론(B) 함유량을 조정하여 용접 열영향부의 오스테나이트 입계를 강화하여 용접LME성을 개선하고자 한 것이나, 고망간강은 상온에서도 오스테나이트 조직을 가지고 있고 다량의 망간(Mn)을 함유하고 있기 때문에, 보론(B)에 의한 오스테나이트 입계 강화를 위해서는 많은 양의 보론(B)을 첨가하여야 하는 문제가 있다. 그 결과 보론(B) 첨가량이 LME 감도 지수인 0.24를 넘게 되고, 과잉의 보론(B) 첨가는 반대로 LME을 조장하고 소둔 시 계면에 보론 산화물(B2O5)을 형성하여 도금성을 저해하게 되므로 바람직하지 않다. 한편, 종래의 방법 3)은 용접 시 형성되는 오스테나이트 상을 제2상의 퍼얼라이트 상 및 마르텐사이트 상이 미세하게 분할하므로 오스테나이트 상이 미세하게 되고, 이로 인하여 액상 용융아연의 침입 경로를 복잡하게 하여 점용접 시의 용접LME 발생을 방지할 수는 있으나, 모든 온도에서 오스테나이트 단상인 고망간강에서는 상기 제2상을 형성시킬 수 없으므로 용접LME를 개선하기 어려운 문제가 있다.
However, the conventional method 1) shows an effect in DP (Dual Phase) steel and TRIP (Transformation Induced Plasticity) steel in which the amount of heat input is small during spot welding compared to high manganese steel, but it has austenite structure even at room temperature, And high manganese steel showing high heat input. Conventional method 2) strengthened the austenite grain boundaries of weld heat affected zone by adjusting the content of boron (B) in DP steel or TRIP steel of 490 MPa or more, However, since manganese steel has austenite structure at room temperature and contains a large amount of manganese (Mn), a large amount of boron (B) must be added for strengthening the austenite grain boundary by boron (B) There is a problem. As a result, the addition amount of boron (B) exceeds 0.24, which is the LME sensitivity index, and the excess boron (B) additionally inhibits the plating ability by promoting LME and forming boron oxide (B 2 O 5 ) Which is undesirable. On the other hand, in the conventional method 3), since the austenite phase of the second phase is finely divided by the austenite phase of the second phase, the austenite phase becomes finer, which complicates the intrusion path of the molten zinc, It is possible to prevent the occurrence of welding LME at the time of welding, but it is difficult to improve the welding LME because the secondary phase can not be formed in a high manganese steel which is austenite single phase at all temperatures.
따라서, 고망간강 아연도금강판에 있어서 점용접 시 용접 열 영향부에서의 액상금속취화 균열의 발생을 방지할 수 있는 아연도금강판 및 이의 제조방법이 제공되는 경우 관련 분야에서 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
Therefore, it is expected that a galvanized steel sheet and a method for manufacturing the same, which can prevent the occurrence of brittle brittleness of a liquid metal in weld heat affected zone during spot welding in a high manganese steel galvanized steel sheet, do.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소지 강판 및 아연 도금층 사이에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡인 니켈(Ni)층을 단일층으로 포함함으로써, 용접시 용접 열 영향부에서의 액상금속취화 균열의 발생을 방지하여 용접성이 우수한 아연도금강판 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a nickel- The present invention provides a zinc-plated steel sheet excellent in weldability and a method of manufacturing the same.
일 측면에서, 본 발명은, 망간(Mn) 8 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 소지 강판; 상기 소지 강판의 적어도 일 면에 아연 도금층을 포함하고, 상기 소지 강판과 아연 도금층 사이에 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 포함하는 용접성이 우수한 아연도금강판을 제공하고자 한다.
In one aspect, the present invention provides a steel sheet comprising: a ground steel sheet comprising 8 wt% to 25 wt% of manganese (Mn); Wherein the base steel sheet has a zinc plating layer on at least one surface thereof and a zinc (Ni) layer having a nickel (Ni) coating amount of 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2 between the base steel sheet and the zinc plating layer Coated steel sheet.
다른 측면에서, 본 발명은, 망간(Mn) 8 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 소지 강판을 준비하는 단계; 상기 소지 강판의 적어도 일면에 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 형성하는 단계; 및 상기 니켈(Ni)층이 형성된 소지 강판 상에 아연 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 용접성이 우수한 아연도금 강판의 제조방법을 제공하고자 한다.
In another aspect, the present invention provides a method of manufacturing a steel sheet, comprising: preparing a base steel sheet comprising 8 wt% to 25 wt% of manganese (Mn); Forming a nickel (Ni) layer having a nickel (Ni) adhesion amount of 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2 on at least one surface of the base steel sheet; And forming a zinc-plated layer on a base steel sheet on which the nickel (Ni) layer is formed, to provide a method of manufacturing a galvanized steel sheet excellent in weldability.
본 발명에 따른 용접성이 우수한 아연도금 강판은 소지 강판과 아연 도금층 사이에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 포함함으로써, 고망간강에 대한 추가적인 합금 원소의 첨가 없이도 용접성이 우수한 고망간강 아연도금 강판을 얻을 수 있어 매우 유리하다.
The galvanized steel sheet excellent in weldability according to the present invention includes a nickel (Ni) layer having an adhesion amount of 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2 between the base steel sheet and the zinc plated layer, This excellent high manganese steel galvanized steel sheet can be obtained, which is very advantageous.
도 1은 니켈(Ni) 부착량에 따른 계면의 니켈(Ni) 농화도(濃化度)를 전자선 마이크로애널라이저(Electrone Probe X-ray Microanalyzer; EPMA)를 이용하여 측정한 면 분석 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 3에 따른 용융아연도금 강판의 온도에 따른 인장응력 및 변형률 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1에 따른 용융아연도금 강판의 온도에 따른 인장응력 및 변형률 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1 내지 3 및 비교예 4 내지 6에 따른 용융아연도금 강판의 인장강도 및 변형률 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a photograph of a surface of nickel (Ni) concentrated at an interface according to the amount of nickel (Ni) deposited on the surface of the substrate, using Electron Probe X-ray Microanalyzer (EPMA).
FIG. 2 is a graph showing changes in tensile stress and strain according to the temperature of a hot-dip galvanized steel sheet according to Comparative Example 3. FIG.
3 is a graph showing changes in tensile stress and strain according to the temperature of the hot-dip galvanized steel sheet according to Example 1. Fig.
4 is a graph showing changes in tensile strength and strain of the hot-dip galvanized steel sheets according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 4 to 6. FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are also provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
고강도강 아연도금강판의 용접 LME 발생을 방지하기 위한 방안으로는 소지 강판의 입계를 강화하거나 입내와 입계의 경도 차를 없애는 방안 등이 알려져 있으나, 고망간강은 상온에서도 오스테나이트 조직을 가지고 있어 높은 용접 입열량과 열팽창 계수를 나타내므로, 고망간강을 도금 소재로 하는 아연도금강판에서는 이와 같은 방안이 효과적이지 않다.
In order to prevent the occurrence of welding LME of high strength steel galvanized steel sheets, it is known to strengthen the grain boundaries of the base steel sheet or to eliminate the hardness difference between the grain and the grain boundaries. However, the high manganese steel has austenite structure at room temperature, Since this shows the heat input and the thermal expansion coefficient, such a method is not effective in a galvanized steel sheet using a high manganese steel as a plating material.
이에 본 발명의 발명자들은 용접 시 용접 LME 발생을 방지하기 위한 기술을 개발하기 위하여, 용접 시 도금층의 변화를 면밀히 검토하였다. 그 결과, 용접 LME은 용접 시 열영향부 어깨부의 도금층이 용융되어 형성된 액상이 고온 및 인장응력에 의해서 팽창한 소지 강판의 입계로 침투하여 발생되는 것을 알아내었다.
The inventors of the present invention have studied the change of the plating layer during welding in order to develop a technique for preventing the occurrence of welding LME at the time of welding. As a result, it was found that the welded LME was formed by penetration of the liquid phase formed by melting the plating layer at the shoulder portion of the heat affected portion during welding, into the grain boundary of the expanded steel sheet due to high temperature and tensile stress.
보다 구체적으로는, 용접 시 열영향부 어깨부는 인장응력이 작용함과 동시에 온도가 급격히 상승하여 최대 750℃ 정도까지 올라 가게 되는데 반해, 도금층은 약 420℃ 정도에서 용융이 시작되어 액상이 되고, 열영향부 어깨부의 온도가 올라갈수록 도금층이 용융되어 형성된 액상의 유동성이 급격히 증가하여 소지 강판의 입계로 침투하기 때문에 용접 LME 균열이 발생하게 되는 것이다.
More specifically, during the welding, tensile stress acts on the shoulder portion of the heat affected portion, and the temperature rises sharply to a maximum of about 750 ° C., whereas the plating layer starts to melt at about 420 ° C. to become a liquid phase, As the temperature of the shoulder part of the affected part increases, the fluidity of the liquid phase formed by melting the plated layer increases sharply and penetrates into the grain boundary of the base steel sheet, resulting in welding LME cracking.
이에 본 발명의 발명자들은 용접LME 발생을 방지하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 상대적으로 저 융점의 도금층이 용융되더라도 상기 용융된 액상이 소지 강판의 입계로 침투할 수 없도록 소지 강판 및 도금층의 계면에 상대적으로 고 융점을 갖는 니켈(Ni)층을 형성시킴으로써, 도금층이 용융되어 형성된 액상이 소지 강판의 입계로 침투하는 것을 방지하는데 매우 효과적임을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
Therefore, the inventors of the present invention have conducted research to prevent the occurrence of welding LME, and as a result, they have found that even if a relatively low melting point plating layer is melted, the molten liquid phase can not be penetrated into the grain boundary of the steel sheet, (Ni) layer having a high melting point, it is very effective in preventing the liquid phase formed by melting the plating layer from penetrating into the grain boundary of the base steel sheet, thereby completing the present invention.
보다 상세하게, 본 발명에 의하면, 용접 시 열영향부의 도금층이 용융되더라도 상기 용융된 액상이 소지 강판의 입계로 침투할 수 없도록, 소지 강판과 아연 도금층 사이에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 범위로 조절된 니켈(Ni)층을 포함함으로써, 고망간강 용융아연도금강판의 용접LME성을 향상시킬 수 있다.
More specifically, according to the present invention, an adhesion amount between 500 mg / m 2 and 5000 mg / m 2 is applied between the base steel sheet and the zinc plated layer so that the molten liquid phase can not permeate into the grain boundary of the base steel sheet even if the plated layer of the heat- M < 2 >, it is possible to improve the welding LME property of the high manganese steel hot dip galvanized steel sheet.
즉, 본 발명에 따른 용접성이 우수한 아연도금강판은, 망간(Mn) 8 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 소지 강판; 및 상기 소지 강판의 적어도 일 면에 아연 도금층을 포함하고, 상기 소지 강판과 아연 도금층 사이에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
That is, the galvanized steel sheet excellent in weldability according to the present invention comprises a base steel sheet containing 8 to 25% by weight of manganese (Mn); And a nickel (Ni) layer including a zinc plating layer on at least one surface of the base steel sheet and having an adhesion amount between 500 mg / m 2 and 5000 mg / m 2 between the base steel sheet and the zinc plating layer.
이때, 본 발명에 사용되는 소지 강판은 고강도강 중 망간(Mn) 8 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 고망간강인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
At this time, the ground steel sheet used in the present invention is preferably high manganese steel containing 8 wt% to 25 wt% of manganese (Mn) in high strength steel, but is not limited thereto.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 소지 강판은, 중량%로, 탄소(C) 0.3% 내지 1%, 망간(Mn) 8% 내지 25%, 실리콘(Si) 0.1% 내지 3%, 알루미늄(Al) 0.1% 내지 8%, 크롬(Cr) 0.1% 내지 2%, 티타늄(Ti) 0.01% 내지 0.2%, 보론(B) 0.0005% 내지 0.01%, 인(P) 0.01% 내지 0.3%, 황(S) 0.0005% 내지 0.01%, 니켈(Ni) 0.06% 내지 2.0%, 주석(Sn) 0.02% 내지 0.2%, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있다.
More specifically, for example, the base steel sheet may contain 0.3 to 1% of carbon (C), 8 to 25% of manganese (Mn), 0.1 to 3% of silicon (Si) 0.1 to 8% of chromium (Cr), 0.01 to 0.2% of titanium (Ti), 0.0005 to 0.01% of boron (B), 0.01 to 0.3% of phosphorus, sulfur (S) 0.0005% to 0.01% nickel, 0.06% to 2.0% nickel, 0.02% to 0.2% tin, iron (Fe) and other unavoidable impurities.
또한, 본 발명에 의하면, 고망간 소지 강판 상에 아연 도금 부착량이 0 초과 65g/㎡ 이하가 되도록 상기 아연 도금층을 형성한다. 이때, 형성된 아연 도금층의 두께는 3㎛ 내지 7㎛인 것이 바람직하다.
Further, according to the present invention, the zinc plated layer is formed so that the amount of zinc plating deposited on the high manganese base steel sheet is more than 0 and 65 g / m 2 or less. At this time, the thickness of the formed zinc plated layer is preferably 3 탆 to 7 탆.
한편, 본 발명은, 상기 소지 강판 및 아연 도금층 사이에 형성되는 니켈(Ni)층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 니켈(Ni)층은 열영향부인 어깨부의 도금층이 용융되어 그 액상이 소지 강판의 입계로 침투하는 것을 막는 장벽 역할을 하는 것이다.
On the other hand, the present invention is characterized by including a nickel (Ni) layer formed between the base steel sheet and the zinc plated layer. At this time, the nickel (Ni) layer serves as a barrier to prevent the coating layer of the shoulder portion, which is a heat affected portion, from being melted and penetrate the grain boundary of the base steel sheet.
여기서, 상기 니켈(Ni)층을 형성하는 니켈(Ni) 부착량은 예를 들면, 500㎎/㎡ 내지 5000㎎/㎡일 수 있다.
Here, the amount of nickel (Ni) depositing the nickel (Ni) layer may be, for example, 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2.
일반적으로 니켈(Ni)은 1000℃ 이상의 고 융점을 갖는다. 그러나, 본 발명과 같이 소지 강판 및 아연 도금층 사이에 니켈(Ni)층을 형성할 때, 상기 니켈(Ni)층이 단속적으로 배열된 점상으로 형성되거나, 치밀하지 못한 막을 형성할 때에는 아연 도금층 형성 전의 소둔 과정에서 소지 강판과의 반응에 의해서 Fe-Mn-Zn-Ni계 금속간 화합물로 이루어진 계면층을 형성하게 된다. 이 경우, 니켈(Ni) 고유의 특성인 고 융점을 갖는 특성을 잃게 되므로, 상기와 같은 도금층의 용융된 액상이 소지 강판의 입계로 침투하는 것을 막는 장벽 역할을 효과적으로 수행할 수 없다.
Generally, nickel (Ni) has a high melting point of 1000 ° C or higher. However, when the nickel (Ni) layer is formed between the base steel sheet and the zinc plated layer as in the present invention, when the nickel (Ni) layer is intermittently arranged in a dotted pattern or when a dense film is formed, During the annealing process, an interface layer composed of an Fe-Mn-Zn-Ni intermetallic compound is formed by reaction with the steel sheet. In this case, since the characteristic having a high melting point, which is a characteristic inherent to nickel (Ni), is lost, it can not effectively serve as a barrier for preventing the molten liquid phase of the plating layer from penetrating into the grain boundary of the steel sheet.
이해를 돕기 위하여, 도 1에는 니켈(Ni)층 형성시 니켈(Ni) 부착량에 따른 계면의 니켈(Ni) 농화도(濃化度)를 나타내었다. 도 1을 참조하면, 니켈(Ni) 부착량이 증가함에 따라 니켈(Ni)은 점상에서 얇은 피막을 거쳐 매우 치밀한 피막으로 변화된 형태로 형성됨을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 니켈(Ni) 부착량이 100㎎/㎡ 이상인 경우에는 피막을 형성하고, 부착량이 증가하는 경우 피막의 치밀도도 증가하고 있으며, 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 이상인 경우에는 매우 치밀한 피막 (붉은색의 띠)를 형성하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 포함되는 상기 니켈(Ni)층의 부착량은 적어도 500㎎/㎡ 이상인 것이 바람직하다.
For the sake of clarity, FIG. 1 shows the degree of Ni concentration at the interface according to the amount of Ni deposited upon formation of the Ni layer. Referring to FIG. 1, it can be seen that nickel (Ni) is formed into a very dense film through a thin coating on the surface as the amount of deposited nickel increases. More specifically, when the amount of nickel (Ni) adhered is more than 100 mg / m < 2 >, the film is formed. When the amount of adhering is increased, the density of the film is also increased. It can be seen that a dense film (red band) is formed. Therefore, it is preferable that the adhesion amount of the nickel (Ni) layer included in the present invention is at least 500 mg / m 2 or more.
한편, 니켈(Ni)의 부착량이 5000㎎/㎡ 을 초과하는 경우에는 두꺼운 피막이 형성되어 밀착성의 저하를 가져올 뿐만 아니라, 비용이 증가되므로 경제적이지 못하다.
On the other hand, when the deposition amount of nickel (Ni) exceeds 5000 mg / m 2, a thick coating is formed to lower the adhesion, and the cost increases, which is not economical.
다음으로, 본 발명에 따른 용접성이 우수한 아연도금 강판은 Fe-Mn-Zn-Ni/Ni/Zn의 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다. 아연도금 강판이 Fe-Mn-Zn-Ni/Ni/Zn의 3층 구조를 포함하는 경우, 여기에 순수한 니켈(Ni) 단일층이 치밀한 피막 형태로 형성되기 때문에 도금층이 용융되어 형성된 액상이 소지 강판의 입계로 침투하는 것을 막는 장벽 역할을 수행할 수 있고, 결과적으로 용접 LME 발생 현상을 획기적으로 개선할 수 있다.
Next, the galvanized steel sheet having excellent weldability according to the present invention is characterized by including the structure of Fe-Mn-Zn-Ni / Ni / Zn. When the zinc-plated steel sheet comprises a three-layer structure of Fe-Mn-Zn-Ni / Ni / Zn, a pure nickel (Ni) single layer is formed in a dense coating form thereon, It is possible to perform a barrier function to prevent penetration into the grain boundary of the weld LME, and as a result, occurrence of weld LME can be dramatically improved.
한편, 상기 니켈(Ni)층 및 아연 도금층은 인장온도 700℃에서의 변형률을 기준으로, 인장온도 750℃에서의 변형률 변화율이 0% 내지 5% 범위인 것이 바람직하다. 용접, 특히 점용접 시 용접 LME 균열이 일어나는 용접 어깨부의 온도는 최대 750℃ 정도 까지 급속히 상승하므로, 700℃에서의 변형률을 기준으로 상기 750℃에서의 변형률 변화율 수치가 낮을수록, 안정적으로 점용접을 수행할 수 있으므로 매우 유리하다.
On the other hand, it is preferable that the nickel (Ni) layer and the zinc plated layer have a strain rate change rate of 0% to 5% at a tensile temperature of 750 ° C on the basis of a strain rate at a tensile temperature of 700 ° C. The temperature of the welding shoulder portion at which welding LME cracking occurs during welding, particularly spot welding, rapidly rises to a maximum of 750 ° C., so that the lower the strain rate change rate at 750 ° C. than the 700 ° C. strain rate, It is very advantageous because it can be performed.
다음으로, 본 발명에 따른 용접성이 우수한 아연도금강판의 제조방법을 설명하기로 한다.
Next, a method of manufacturing a galvanized steel sheet excellent in weldability according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 용접성이 우수한 아연도금강판을 제조하는 방법은, 망간(Mn) 8 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 소지 강판을 준비하는 단계; 상기 소지 강판의 적어도 일면에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 형성하는 단계; 상기 니켈(Ni)층이 형성된 소지 강판을 소둔하는 단계; 및 상기 소둔하는 단계 후에 니켈(Ni)층이 형성된 소지 강판 상에 아연 도금층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
A method of manufacturing a galvanized steel sheet excellent in weldability according to the present invention comprises the steps of: preparing a base steel sheet containing 8 wt% to 25 wt% of manganese (Mn); Forming a nickel (Ni) layer having an adhesion amount of 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2 on at least one side of the base steel sheet; Annealing the base steel sheet on which the nickel (Ni) layer is formed; And forming a zinc plated layer on the base steel sheet having the nickel (Ni) layer formed thereon after the annealing step.
이때, 도금 소재로서 사용되는 망간(Mn) 8 중량% 내지 25 중량%를 포함하는 소지 강판에 대해서는 전술한 바와 같다.
At this time, the base steel sheet containing 8 wt% to 25 wt% of manganese (Mn) used as a plating material is as described above.
다음으로, 상기 소지 강판의 적어도 일면에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 형성한다. 이때, 니켈(Ni)층 형성은 당해 기술분야에 잘 알려진 방법을 통해 수행될 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니다.
Next, a nickel (Ni) layer having an adhesion amount of 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2 is formed on at least one surface of the base steel sheet. At this time, the formation of the nickel (Ni) layer can be performed by a method well known in the art, and is not particularly limited.
상기한 바에 따라, 니켈(Ni)층이 형성되면 소둔 하는 단계를 수행한다. 이때, 소둔 하는 단계는 이슬점 온도가 -30℃ 내지 -80℃인 환원분위기에서, 소둔 온도 700℃ 내지 850℃로 실시되는 것이 바람직하다.
When the nickel (Ni) layer is formed as described above, annealing is performed. At this time, the step of annealing is preferably carried out in a reducing atmosphere having a dew point temperature of -30 占 폚 to -80 占 폚, and at an annealing temperature of 700 占 폚 to 850 占 폚.
본 발명의 경우 소둔 하는 단계를 수행하기 전에 니켈(Ni)층을 형성하기 때문에 이슬점 온도에 민감하지 않지만, 이슬점 온도를 -80℃ 미만으로 하기 위해서는 분위기 가스 내 산소나 수분을 제거하기 위해서 많은 정제장치가 필요하므로 바람직하지 못하다. 따라서, 소둔하는 단계에서 이슬점 온도는 -30℃ 내지 -80℃로 제어함이 바람직하다.
In the case of the present invention, since the nickel (Ni) layer is formed before performing the annealing step, it is not sensitive to the dew point temperature. However, in order to reduce the dew point temperature to less than -80 DEG C, Which is undesirable. Therefore, it is preferable to control the dew point temperature at -30 캜 to -80 캜 in the step of annealing.
또한, 소둔 온도가 700℃ 미만으로 너무 낮으면 압연조직의 재결정이 국부적으로 발생되기 때문에 바람직하지 못하고, 소둔 온도가 850℃를 초과하여 너무 높으면 고온에 따른 재질연화와 함께 니켈(Ni) 피막이 소지 강판과 반응하여 니켈(Ni) 관련 합금층을 만들어 순수 니켈(Ni) 단일층이 없어지거나 얇아지게 되어 용접시 액상 아연이 소지 강판의 입계로 침투하는 것을 방지하는 것이 불가능하기 때문에 바람직하지 못하다.
If the annealing temperature is too low, the recrystallization of the rolled structure is locally undesirable. If the annealing temperature is too high, such as 850 占 폚, softening of the material due to the high temperature may occur and nickel (Ni) To form a nickel-related alloy layer, and a pure nickel (Ni) single layer is lost or thinned, which makes it impossible to prevent the liquid zinc from penetrating into the grain boundary of the steel sheet during welding.
상술한 바에 따라, 소둔 하는 단계를 수행한 후에 용융아연도금을 실시함으로써 본 발명에 따른 고망간강 용융아연도금강판을 제조할 수 있다. 이때, 상기 용융아연도금강판의 제조를 위한 용융아연도금은 알루미늄(Al)을 중량%로 0.20% 내지 0.25% 포함하는 용융아연 도금욕에서 480℃ 내지 520℃의 침지 온도로 침지하여 실시함이 바람직하다. 도금욕 내 알루미늄(Al)의 농도 및 침지 온도가 상기 수치범위를 만족하는 경우 표면 및 외관 특성이 우수한 아연도금 강판을 얻을 수 있다.
As described above, the hot-dip galvanized steel sheet according to the present invention can be produced by performing hot dip galvanizing after performing the annealing step. At this time, it is preferable that the hot-dip galvanizing for manufacturing the hot-dip galvanized steel sheet is performed by immersing in a hot dip galvanizing bath containing 0.20% to 0.25% by weight of aluminum (Al) at an immersion temperature of 480 ° C to 520 ° C Do. When the concentration of aluminum (Al) in the plating bath and the immersion temperature satisfy the above-described numerical range, a galvanized steel sheet having excellent surface and appearance characteristics can be obtained.
한편, 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 아연도금강판은 용융아연도금강판인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에 널리 알려진 전기 도금, 증착 도금 등과 같은 방법에 의한 아연도금강판에도 제한 없이 적용될 수 있다.
On the other hand, the zinc-plated steel sheet that can be produced by the method of the present invention is preferably a hot-dip galvanized steel sheet, but is not limited thereto. The galvanized steel sheet may be produced by a method such as electroplating, Without limitation.
또한, 본 발명에 있어서 용접성이 향상될 수 있는 용접 방법은 점용접일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에 널리 알려진 아크 용접, 레이저 용접 등과 같은 용접에 있어서도 열영향부에 응력이 작용하게 되면 열영향부에서 용접LME 균열이 발생하므로, 본 발명을 적용하는 경우 역시 용접LME 균열을 방지하는 효과를 획득할 수 있다.
In the present invention, the welding method capable of improving the weldability may be spot welding, but the present invention is not limited thereto. Even in welding such as arc welding, laser welding, etc. widely known in the related art, Welded LME cracks are generated in the heat affected zone, so that the application of the present invention can also obtain the effect of preventing welding LME cracks.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of specific examples. The following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 One
중량%로, 탄소 0.55%, 망간 15%, 실리콘 0.6%, 알루미늄 2%, 티타늄 0.1%, 크롬 0.1%, 보론 0.001%, 인 0.017%, 황 0.0005%, 니켈 0.3% 및 주석 0.03%의 조성을 갖는 고망간강의 슬라브를 제조하였다. 이러한 슬라브를 1150℃의 슬라브 재가열 온도에서 균질화 처리하고, 마무리 조압연 온도 1080℃가 되도록 고압수 탈스케일하였으며, 마무리 열간 온도 900℃에서 열간압연하여 두께 2.4㎜의 열연강판을 제조하였다.
, And has a composition of 0.55% by weight of carbon, 15% of manganese, 0.6% of silicon, 2% of aluminum, 0.1% of titanium, 0.1% of chromium, 0.001% of boron, 0.017% of phosphorus, 0.0005% of sulfur, 0.3% of nickel and 0.03% Slabs of high manganese steel were prepared. This slab was homogenized at a slab reheating temperature of 1150 DEG C, descaled to high-pressure water at a finish rolling temperature of 1080 DEG C, and hot-rolled at a finish hot temperature of 900 DEG C to produce a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.4 mm.
상기 열연강판은 권취 온도 450℃에서 권취하였다. 나아가, 열간압연이 끝난 열연강판의 스케일을 제거하기 위하여 열연강판을 염산 수용액에 침적하여 산세하였으며, 이때 염산 수용액의 농도는 13%였고, 산세 온도는 80℃였으며, 산세는 50초 동안 수행하였다. 산세 공정 후 압하율 50%로 냉간압연하여 두께 1.2㎜의 냉연강판으로 제조하였다.
The hot-rolled steel sheet was wound at a coiling temperature of 450 ° C. Further, in order to remove the scale of the hot rolled steel sheet after hot rolling, the hot rolled steel sheet was immersed in an aqueous hydrochloric acid solution to be pickled. The concentration of the hydrochloric acid aqueous solution was 13%, the pickling temperature was 80 ° C, and pickling was carried out for 50 seconds. After the pickling process, it was cold-rolled at a reduction ratio of 50% to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.2 mm.
상기 냉연강판은 니켈(Ni) 피막의 부착량이 1000mg/m2이 되도록 전기도금을 실시하였다. 다음으로, 상기 니켈(Ni)층이 형성된 냉연강판을 수소가 5 부피%이고 나머지가 질소로 이루어지며, 이슬점 온도가 -40℃인 환원 분위기 하에서, 40초간 소둔 온도 750℃에서 가열처리하고, 도금 소재를 480℃로 냉각하였다.
The cold-rolled steel sheet was electroplated so that the adhesion amount of the nickel (Ni) coating was 1000 mg / m 2 . Next, the cold-rolled steel sheet on which the nickel (Ni) layer was formed was subjected to a heat treatment at an annealing temperature of 750 占 폚 in a reducing atmosphere of 5 vol% of hydrogen and the balance of nitrogen at a dew point temperature of -40 占 폚 for 40 seconds, The material was cooled to 480 캜.
후속적으로, 도금욕의 알루미늄(Al)농도가 0.23 중량% 이하이고, 도금욕 온도가 460℃인 아연도금욕에 3초간 침적하여 한 면 당 도금부착량이 60g/㎡이 되도록 에어나이프로 조정하여 용융아연도금강판을 제조하였다.
Subsequently, the substrate was immersed for 3 seconds in a zinc plating bath having a plating bath temperature of 460 占 폚 and having an aluminum (Al) concentration of 0.23% by weight or less in the plating bath, and adjusted with an air knife so that the plating adhesion amount per side was 60 g / A hot-dip galvanized steel sheet was produced.
실시예Example 2 내지 3 및 2 to 3 and 비교예Comparative Example 1 내지 6 1 to 6
하기 [표 1]에 기재된 함량으로 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 아연도금 강판을 제조하였다.
A zinc-plated steel sheet was produced in the same manner as in Example 1 with the contents described in [Table 1] below.
(㎎/㎡)Ni deposition amount
(Mg / m 2)
(Fe+Mn)(%)Alloying degree
(Fe + Mn) (%)
실험예Experimental Example 1 - 변형률 변화율 측정 1 - Measurement of strain rate
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6과 같이 제조된 용융아연도금강판에 대한 변형률 변화율 측정은 고온인장시험기를 사용하여 수행하였다. 인장 시험을 위해 시편으로 제조된 시험편의 한쪽 면에 열전대를 부착하여 고온인장시험기에 장착한 후 통전하여 700℃ 및 750℃로 각각 급속 가열한 후, 인장하여 인장응력 및 변형률 관계를 측정하였다.
The strain rate of the hot-dip galvanized steel sheets prepared as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6 was measured using a high-temperature tensile tester. A thermocouple was attached to one side of a test piece made of a test piece for tensile test, and the test piece was attached to a high-temperature tensile tester, heated rapidly at 700 ° C and 750 ° C, and then tensile stress and strain were measured.
다음으로, 700℃에서의 변형률을 기준으로 750℃에서 측정한 변형률 변화율을 백분율로 계산하였다. 결과는 하기 [표 2]에 나타내었다.
Next, the rate of strain change measured at 750 ° C was calculated as a percentage based on the strain at 700 ° C. The results are shown in Table 2 below.
실험예Experimental Example 2 - 2 - 점용접부에In spot weld 대한 물성 평가 Evaluation of physical properties
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6과 같이 제조된 용융아연도금강판을 이용하여 동일한 소재 2매를 겹쳐서 용접하는 2겹 용접을 실시하였다. 용접 방법으로는 프리펄스 용접을 실시하였으며, 전류는 직류 전류를 사용하였다. 전극 성분은 Cu-Cr합금을 사용하였고, 돔 직경은 6㎜이었다. 프리펄스는 용접 전류 5.5kA에서 11 싸이클 실시하고, 1 싸이클 냉각한 후, 2펄스에서는 약 12싸이클 실시하였다. 이때 가압력은 3.6KN이였다.
Two-ply welding was carried out by using two hot-dip galvanized steel sheets produced in the same manner as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6, in which two identical materials were overlapped and welded. As the welding method, pre - pulse welding was performed, and the current was a direct current. The electrode component was a Cu-Cr alloy, and the dome diameter was 6 mm. The pre-pulse was performed for 11 cycles at a welding current of 5.5 kA, and after one cycle of cooling, about 12 cycles for 2 pulses. At this time, the pressing force was 3.6 KN.
이러한 용접된 점용접부의 용접LME 균열 깊이는 너겟부의 단면을 광학현미경으로 관찰하여 점용접 열영향부인 어깨부의 표면으로부터 소지 내부로 진전된 균열의 길이로 측정하였다. 이와 같은 균열의 길이, 즉 용접LME의 깊이를 측정하여 하기 [표 2]에 나타내었다.
Welded LME crack depths of welded spot welds were measured by the length of the cracks propagating from the surface of the shoulder part of the spot welded heat affected part to the inside of the substrate by observing the cross section of the nugget part with an optical microscope. The length of the crack, that is, the depth of the weld LME, was measured and is shown in Table 2 below.
본 발명의 고망간강 용융아연도금강판의 점용접 LME 평가 기준은 용접 LME 균열 발생 여부로 평가하였다.
The spot welding LME evaluation criteria of the high manganese steel hot dip galvanized steel sheet of the present invention was evaluated by whether welding LME crack occurred or not.
상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 본 발명과 같이 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 이상인 실시예 1 내지 3에 따른 아연도금강판의 경우, 니켈(Ni) 단일층이 존재하고, 이로 인해 용접 LME 균열이 발생하지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 니켈(Ni) 부착량이 0 이거나 500㎎/㎡ 미만인 비교예 1 내지 6의 경우, 니켈(Ni) 단일층이 존재하지 않고, 이로 인해 도금층에서 용융된 액상이 소지 강판 입계로 침투하여 용접 LME 균열이 발생한 것을 알 수 있다.
As shown in Table 2, in the case of the zinc-plated steel sheet according to Examples 1 to 3 in which the amount of nickel (Ni) adhered is 500 mg / m 2 or more as in the present invention, there exists a single layer of nickel (Ni) It can be seen that the welding LME crack does not occur. However, in the case of Comparative Examples 1 to 6 in which the amount of nickel (Ni) adhered is less than or equal to 500 mg / m 2, a single layer of nickel (Ni) is not present, It can be seen that cracks have occurred.
한편, 실제 점용접시 용접 LME 발생 조건을 유사하게 모사하여 정량적으로 평가하기 위해, 실시예 1 및 비교예 3에 따른 용융아연도금 강판으로 700℃ 및 750℃에서 측정한 인장응력 및 변형률 관계에 대한 그래프를 하기 도 2 및 도 3에 나타내었다. 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡인 실시예 1에 따른 용융아연도금 강판의 경우 700℃ 및 750℃에서 변형률 차이가 거의 발생하지 않았다. 그러나, 니켈(Ni) 부착량이 30㎎/㎡인 비교예 3에 따른 용융아연도금 강판의 경우 700℃에서의 변형률은 0.58이나 용접 LME가 발생하는 온도인 750℃에서의 변형률은 0.17로 변형률이 70% 이상 감소하였다.
On the other hand, a graph of tensile stress and strain relation measured at 700 ° C. and 750 ° C. by the hot-dip galvanized steel sheet according to Example 1 and Comparative Example 3 was used for quantitatively evaluating the conditions of actual plate weld LME generation similarly Are shown in Figs. 2 and 3 below. As shown in Figs. 2 and 3, in the case of the hot-dip galvanized steel sheet according to Example 1 in which the amount of nickel (Ni) adhered is 500 mg / m < 2 > However, in the case of the hot-dip galvanized steel sheet according to Comparative Example 3 in which the nickel (Ni) adhesion amount is 30 mg / m 2, the strain at 700 ° C is 0.58, but the strain at 750 ° C at which the weld LME occurs is 0.17, Or more.
이는 비교예 3의 경우, 점용접시 가열되는 용접 어깨부의 온도가 700℃인 경우에는 도금층의 용융된 액상이 소지 강판의 입계로 침투하지 못하여 인장시 연신되면서 변형율이 0.58을 나타내나, 750℃에서는 상기 용융된 액상이 소지 강판의 입계로 침투, 즉 용접 LME가 발생하여 크랙(crack)을 유발하는 쐐기 역할을 하기 때문이다. 즉, 용접 LME가 발생함으로써 인장 시 연신되지 못하고 바로 파단이 일어나기 때문에 연신율이 0.17로 급격히 떨어지게 되는 것이다. 그러나, 실시예 1의 경우, 750℃에서도 소지 강판 입계로 도금층의 용융 액상이 침투하지 못하기 때문에 700℃에서와 동일하게 인장 시 연신이 이루어지므로 변형률 변화가 거의 없는 것이다.
In the case of Comparative Example 3, when the temperature of the welded shoulder portion heated by the hot plate was 700 ° C, the molten liquid phase of the plated layer failed to permeate into the grain boundary of the steel sheet, This is because the molten liquid phase penetrates into the grain boundary of the steel sheet, that is, a weld LME is generated and acts as a wedge causing cracks. That is, due to the occurrence of welded LME, the elongation is suddenly dropped to 0.17 because the elongation can not be elongated and the elongation occurs immediately. However, in the case of Example 1, since the molten liquid phase of the plating layer can not penetrate into the steel sheet grain boundary even at 750 占 폚, stretching is performed in the same manner as at 700 占 폚, so that the strain hardly changes.
다음으로, 도 4에는 소지 강판 및 아연 도금층 계면의 니켈(Ni) 부착량에 따른 고온인장시험을 750℃에서 수행하여 인장응력 및 변형률 관계를 나타내었다.
Next, FIG. 4 shows the relationship between tensile stress and strain by performing a high-temperature tensile test according to the amount of nickel (Ni) deposited at the interface between the steel sheet and the galvanized layer at 750 ° C.
도 4를 참조하면, 실시예 1 내지 3에 따른 용융아연도금 강판과 같이 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡이상인 경우에는 변형률이 0.58 로 변화가 없음을 알 수 있다. 이를 통해, 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡이상인 경우 도금층에서 용융된 액상이 소지 강판의 입계로 침투하지 못함을 알 수 있다. 또한, 이는 소둔 처리 후 아연 도금층 형성시에도 니켈(Ni)층이 단일 피막층으로 존재하는 경우 얻을 수 있는 효과이다.
Referring to FIG. 4, it can be seen that the strain is not changed to 0.58 when the nickel (Ni) adhesion amount is 500 mg / m 2 or more as in the case of the hot-dip galvanized steel sheets according to Examples 1 to 3. As a result, it can be understood that the molten liquid phase in the plating layer can not penetrate into the grain boundary of the steel sheet when the nickel (Ni) adhesion amount is 500 mg / m 2 or more. This is also an effect that can be obtained when a nickel (Ni) layer exists as a single coating layer even when forming a zinc plating layer after annealing.
왜냐하면, 소지 강판 및 도금층 계면의 니켈(Ni)층은 소둔 및 도금시 소지 강판 및 아연과 반응하여 다양한 금속간화합물을 형성하게 되는 데, 이렇게 될 경우 니켈 피막 고유한 고 융점 특성을 소실하게 되므로 용접 시 도금층이 용융되어 형성된 액상 아연이 소지 강판 입계로 침투하는 것을 막는 장벽으로서의 역할을 수행할 수 없기 때문이다.
This is because the nickel (Ni) layer at the interface between the base steel sheet and the plating layer reacts with the base steel sheet and zinc during annealing and plating to form various intermetallic compounds. In this case, since the inherent high melting point characteristic of the nickel film is lost, This is because the liquid zinc formed by melting the plated layer can not serve as a barrier against penetration into the grain boundary of the steel sheet.
보다 구체적으로, 본 발명과 같이 니켈(Ni)층의 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 이상인 아연도금 강판은, 소둔 처리 및 도금 후에도 Fe-Mn-Zn-Ni계 금속간화합물의 계면층뿐만 아니라 니켈(Ni) 단일층을 포함하고, 이러한 고 융점의 니켈(Ni) 단일층이 존재함으로써, 용접 시 발생하는 도금층의 용융 액상이 소지 강판 입계로 침투하는 것을 방지하는 장벽 역할을 하게 되므로, 용접LME 발생을 방지하는데 매우 효과적이다.
More specifically, the zinc-plated steel sheet having a nickel (Ni) adhesion amount of 500 mg / m < 2 > or more in the nickel (Ni) layer as in the present invention is not only an interfacial layer of the Fe-Mn- (Ni) single layer, and the presence of such a single layer of nickel (Ni) having a high melting point serves as a barrier to prevent the molten liquid phase of the plating layer, which is generated during welding, from penetrating into the grain boundary, It is very effective in preventing the occurrence of LME.
이에 반해, 비교예 4 내지 6에 따른 용융아연도금 강판과 같이 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 미만인 경우에는 니켈(Ni) 부착량이 감소함에 따라 변형률도 0.47, 0.38. 0.14 정도로 매우 낮아짐을 알 수 있다.
On the other hand, in the case where the nickel (Ni) adhesion amount is less than 500 mg / m 2 as in the case of the hot dip galvanized steel sheet according to Comparative Examples 4 to 6, the deformation rate is 0.47, 0.38. 0.14.
이는, 소지 강판 및 아연 도금층의 계면에 형성되는 니켈(Ni)층의 니켈(Ni) 부착량이 500㎎/㎡ 미만인 경우, 상기 니켈(Ni)층이 단속적인 점상 형태로 형성되거나 치밀하지 못한 피막 형태로 형성되며, 이로 인해 도금 전의 소둔 과정에서 소지 강판과의 반응에 의해 Fe-Mn-Zn-Ni계 금속간화합물의 계면층을 형성하여 니켈(Ni) 피막의 고유 특성인 고 융점을 잃게 되므로 상기와 같은 액상 아연의 장벽 효과를 얻을 수 없게 되기 때문이다.
This is because when the nickel (Ni) adhered amount of the nickel (Ni) layer formed at the interface between the base steel sheet and the zinc plated layer is less than 500 mg / m 2, the nickel (Ni) layer is formed in an intermittent point- The interface layer of the Fe-Mn-Zn-Ni intermetallic compound is formed by the reaction with the steel sheet during the annealing process before plating to lose the high melting point inherent in the nickel (Ni) coating, It is impossible to obtain the barrier effect of the liquid zinc such as zinc.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention. To those of ordinary skill in the art.
Claims (8)
상기 소지 강판의 적어도 일 면에 아연 도금층을 포함하고,
상기 소지 강판과 아연 도금층 사이에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni) 층을 포함하는 용접성이 우수한 아연도금강판.
A base steel sheet comprising 8 to 25% by weight of manganese (Mn); And
Wherein at least one surface of said backing steel sheet comprises a zinc plated layer,
And a nickel (Ni) layer having an adhesion amount between 500 mg / m 2 and 5000 mg / m 2 between the base steel sheet and the zinc plating layer.
상기 소지 강판은 중량%로, 탄소(C) 0.3% 내지 1%, 망간(Mn) 8% 내지 25%, 실리콘(Si) 0.1% 내지 3%, 알루미늄(Al) 0.1% 내지 8%, 크롬(Cr) 0.1% 내지 2%, 티타늄(Ti) 0.01% 내지 0.2%, 보론(B) 0.0005% 내지 0.01%, 인(P) 0.01% 내지 0.3%, 황(S) 0.0005% 내지 0.01%, 니켈(Ni) 0.06% 내지 2.0%, 주석(Sn) 0.02% 내지 0.2%, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것인 용접성이 우수한 아연도금강판.
The method according to claim 1,
The base steel sheet may contain 0.3 to 1% of carbon (C), 8 to 25% of manganese (Mn), 0.1 to 3% of silicon (Si), 0.1 to 8% of aluminum (Al) (P), 0.01 to 0.3% of sulfur (P), 0.0005 to 0.01% of sulfur (S), 0.1 to 2% of boron (B) 0.06 to 2.0% of tin (Sn), 0.02 to 0.2% of tin (Sn), and the balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities.
상기 아연도금강판은 Fe-Mn-Zn-Ni/Ni/Zn의 구조를 포함하는 것인 용접성이 우수한 아연도금강판.
The method according to claim 1,
Wherein the zinc-plated steel sheet comprises a structure of Fe-Mn-Zn-Ni / Ni / Zn.
상기 니켈(Ni)층 및 아연 도금층은 인장온도 700℃에서의 변형율을 기준으로, 인장온도 750℃에서의 변형율 변화율이 0% 내지 5%인 용접성이 우수한 아연도금강판.
The method according to claim 1,
The nickel (Ni) layer and the zinc plated layer are excellent in weldability with a strain rate change rate of 0% to 5% at a tensile temperature of 750 캜 based on a strain rate at a tensile temperature of 700 캜.
상기 소지 강판의 적어도 일면에 부착량이 500㎎/㎡ 내지 5000 ㎎/㎡ 인 니켈(Ni)층을 형성하는 단계;
상기 니켈(Ni)층이 형성된 소지 강판을 소둔하는 단계; 및
상기 소둔하는 단계 후에 니켈(Ni)층이 형성된 소지 강판 상에 아연 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 용접성이 우수한 아연도금 강판의 제조방법.
Preparing a base steel sheet comprising 8 to 25% by weight of manganese (Mn);
Forming a nickel (Ni) layer having an adhesion amount of 500 mg / m 2 to 5000 mg / m 2 on at least one side of the base steel sheet;
Annealing the base steel sheet on which the nickel (Ni) layer is formed; And
And a step of forming a zinc plating layer on a base steel sheet on which a nickel (Ni) layer is formed after the annealing step.
상기 소지 강판은 중량%로, 탄소(C) 0.3% 내지 1%, 망간(Mn) 8% 내지 25%, 실리콘(Si) 0.1% 내지 3%, 알루미늄(Al) 0.1% 내지 8%, 크롬(Cr) 0.1% 내지 2%, 티타늄(Ti) 0.01% 내지 0.2%, 보론(B) 0.0005% 내지 0.01%, 인(P) 0.01% 내지 0.3%, 황(S) 0.0005% 내지 0.01%, 니켈(Ni) 0.06% 내지 2.0%, 주석(Sn) 0.02% 내지 0.2%, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것인 용접성이 우수한 아연도금 강판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
The base steel sheet may contain 0.3 to 1% of carbon (C), 8 to 25% of manganese (Mn), 0.1 to 3% of silicon (Si), 0.1 to 8% of aluminum (Al) (P), 0.01 to 0.3% of sulfur (P), 0.0005 to 0.01% of sulfur (S), 0.1 to 2% of boron (B) 0.06 to 2.0% of tin (Sn), 0.02 to 0.2% of tin (Sn), and the balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities.
소둔하는 단계는 이슬점 온도가 -30℃ 내지 -80℃인 환원분위기에서, 소둔온도 700℃ 내지 850℃로 실시하는 것인 용접성이 우수한 아연도금 강판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of annealing is carried out in a reducing atmosphere having a dew point temperature of -30 占 폚 to -80 占 폚 at an annealing temperature of 700 占 폚 to 850 占 폚.
상기 아연 도금층을 형성하는 단계는 알루미늄(Al)을 중량%로 0.20% 내지 0.25% 포함하는 용융아연도금욕에서 480℃ 내지 520℃의 온도로 침지하여 실시하는 것인 용접성이 우수한 아연도금 강판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of forming the zinc plating layer is performed by immersing in a hot dip galvanizing bath containing aluminum (Al) in an amount of 0.20 to 0.25% by weight at a temperature of 480 to 520 캜. Way.
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