KR20190101504A - High strength steel exhibiting good ductility and method of production via quenching and partitioning treatment by zinc bath - Google Patents

High strength steel exhibiting good ductility and method of production via quenching and partitioning treatment by zinc bath Download PDF

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KR20190101504A
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그랜트 아론 토마스
루이스 지. 가르사-마르티네즈
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에이케이 스틸 프로퍼티즈 인코포레이티드
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Abstract

고강도 및 양호한 성형성을 가지는 스틸이 스틸 내에 오스테나이트 및 마르텐사이트 미세조직을 형성하기 위한 조성물 및 방법으로 생산된다. 비-마르텐사이트 성분을 위한 변태 온도를 낮추는 것, 및/또는 스틸의 경화능을 증가시키는 것과 같은 메커니즘에 의해서, 탄소, 망간, 몰리브덴, 니켈, 구리 및 크롬이 상온 안정적(또는 준안정적) 오스테나이트의 형성을 촉진할 수 있을 것이다. 재가열이 후속되는, 마르텐사이트 시작 온도 미만의 급속 냉각을 이용하는 열적 사이클이, 탄소가 오스테나이트로부터 마르텐사이트로 확산하는 것을 허용하는 것에 의해서, 상온 안정 오스테나이트의 형성을 촉진할 수 있을 것이다.Steels with high strength and good formability are produced in compositions and methods for forming austenite and martensite microstructures in steel. By mechanisms such as lowering the transformation temperature for non-martensitic components, and / or increasing the hardenability of the steel, carbon, manganese, molybdenum, nickel, copper and chromium are room temperature stable (or metastable) austenite May promote the formation of. Thermal cycles using rapid cooling below the martensite starting temperature, followed by reheating, may facilitate the formation of room temperature stable austenite by allowing carbon to diffuse from austenite to martensite.

Figure P1020197024809
Figure P1020197024809

Description

양호한 연성을 나타내는 고강도 스틸 그리고 ?칭 및 아연 욕에 의한 분리 처리를 통한 생산 방법{HIGH STRENGTH STEEL EXHIBITING GOOD DUCTILITY AND METHOD OF PRODUCTION VIA QUENCHING AND PARTITIONING TREATMENT BY ZINC BATH}HIGH STRENGTH STEEL EXHIBITING GOOD DUCTILITY AND METHOD OF PRODUCTION VIA QUENCHING AND PARTITIONING TREATMENT BY ZINC BATH}

본원은 2013년 5월 17일자로 출원된 "양호한 연성을 나타내는 고강도 스틸 및 아연 욕에 의한 인-라인 분리 처리를 통한 생산 방법(High-Strength Steel Exhibiting Good Ductility and Method of Production via In-Line Partitioning Treatment by Zinc Bath)"이라는 명칭의 가특허출원 제61/824,643호; 및 2013년 5월 17일자로 출원된"양호한 연성을 나타내는 고강도 스틸 및 용융 아연 욕 하류의 인-라인 분리 처리를 통한 생산 방법("High-Strength Steel Exhibiting Good Ductility and Method of Production via In-Line Partitioning Treatment Downstream of Molten zinc Bath)"라는 명칭의 가특허출원 제61/824,699호를 기초로 우선권을 주장한다. 출원 제61/824,643호 및 제61/824,699호의 개시 내용이 본원에서 참조로서 포함된다.The present application filed on May 17, 2013, "High-Strength Steel Exhibiting Good Ductility and Method of Production via In-Line Partitioning Treatment. by Zinc Bath) " 61 / 824,643 " And "High-Strength Steel Exhibiting Good Ductility and Method of Production via In-Line Partitioning, filed May 17, 2013." Priority is claimed on the basis of provisional patent application 61 / 824,699 entitled "Treatment Downstream of Molten zinc Bath." The disclosures of applications 61 / 824,643 and 61 / 824,699 are incorporated herein by reference.

고강도 및 양호한 성형성(formability) 특성을 가지는 스틸을 생산하는 것이 바람직하다. 그러나, 그러한 특성을 나타내는 스틸의 상업적인 생산이 어려운데, 이는 비교적 낮은 합금 첨가물의 바람직함 및 산업적인 생산 라인의 열처리 능력에 대한 제한과 같은 인자에 기인한다. 본 발명은 스틸 조성물, 및 결과적인 스틸이 고강도 및 냉간 성형성을 나타내도록 용융-침지 아연도금(hot-dip galvanizing)/갈바닐링(galvannealing)(HDG) 프로세스를 이용하는 스틸의 생산을 위한 프로세싱 방법에 관한 것이다.It is desirable to produce steel with high strength and good formability properties. However, commercial production of steel exhibiting such properties is difficult, due to factors such as the desirability of relatively low alloying additives and limitations on the heat treatment capacity of industrial production lines. The present invention relates to a steel composition and a processing method for the production of steel using a hot-dip galvanizing / galvannealing (HDG) process such that the resulting steel exhibits high strength and cold formability. It is about.

본 스틸이, 일반적으로 (다른 성분들 중에서) 마르텐사이트 및 오스테나이트로 이루어진 결과적인 미세조직을 함께 생성하는, 조성물 및 수정된(modified) HDG 프로세스를 이용하여 생산된다. The present steel is generally produced using a modified HDG process and a composition that together produce the resulting microstructure consisting of martensite and austenite (among other components).

그러한 미세조직을 달성하기 위해서, 조성물이 특정 합금 첨가물을 포함하고, HDG 프로세스가 특정 프로세스 수정을 포함하고, 이들 모두는 오스테나이트의 마르텐사이트로의 변태를 구동하는 것(driving)과 적어도 부분적으로 관련되고, 그러한 변태 이후에 상온에서의 오스테나이트의 부분적인 안정화가 이루어진다.In order to achieve such microstructure, the composition comprises certain alloying additives, the HDG process comprises certain process modifications, all of which are at least partially related to driving the transformation of austenite to martensite After such transformation, partial stabilization of austenite at room temperature is achieved.

본 명세서의 일부에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면이 실시예를 설명하고, 전술한 전반적인 설명 및 이하에서 주어지는 실시예에 관한 구체적인 설명과 함께, 본 개시 내용의 원리를 설명하는 역할을 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments, and together with the foregoing general description and the detailed description of the embodiments given below, serve to explain the principles of the disclosure.

도 1은, HDG 온도 프로파일의 개략도를 도시하며, 분리 단계가 갈바나이징/갈바닐링 이후에 실시된다.
도 2는, HDG 온도 프로파일의 개략도를 도시하며, 분리 단계가 갈바나이징/갈바닐링 중에 실시된다.
도 3은 일 실시예의 도표를 도시하며, 록웰(Rockwell) 경도가 냉각률에 대해서 도표화되어 있다.
도 4는 다른 실시예의 도표를 도시하며, 록웰 경도가 냉각률에 대해서 도표화되어 있다.
도 5는 다른 실시예의 도표를 도시하며, 록웰 경도가 냉각률에 대해서 도표화되어 있다.
도 6은 여러 가지 냉각율로 냉각된 샘플로부터 취한 도 3의 실시예의 6개의 현미경 사진을 도시한다.
도 7은 여러 가지 냉각율로 냉각된 샘플로부터 취한 도 4의 실시예의 6개의 현미경 사진을 도시한다.
도 8은 여러 가지 냉각율로 냉각된 샘플로부터 취한 도 5의 실시예의 6개의 현미경 사진을 도시한다.
도 9는 몇몇 실시예에 대한 오스테나이트화 온도의 함수로서의 인장 데이터의 도표를 도시한다.
도 10은 몇몇 실시예에 대한 오스테나이트화 온도의 함수로서의 인장 데이터의 도표를 도시한다.
도 11은 몇몇 실시예에 대한 ?치 온도의 함수로서의 인장 데이터의 도표를 도시한다.
도 12는 몇몇 실시예에 대한 ?치 온도의 함수로서의 인장 데이터의 도표를 도시한다.
1 shows a schematic of the HDG temperature profile, in which the separation step is carried out after galvanizing / galvannealing.
2 shows a schematic of the HDG temperature profile, wherein the separating step is carried out during galvanizing / galvannealing.
3 shows a diagram of one embodiment, where Rockwell hardness is plotted against cooling rate.
4 shows a diagram of another embodiment, where Rockwell hardness is plotted against cooling rate.
5 shows a diagram of another embodiment, where Rockwell hardness is plotted against cooling rate.
6 shows six micrographs of the example of FIG. 3 taken from samples cooled at various cooling rates.
FIG. 7 shows six micrographs of the example of FIG. 4 taken from samples cooled at various cooling rates.
FIG. 8 shows six micrographs of the example of FIG. 5 taken from samples cooled at various cooling rates.
9 shows a plot of tensile data as a function of austenitization temperature for some embodiments.
10 shows a plot of tensile data as a function of austenitization temperature for some embodiments.
FIG. 11 shows a plot of tensile data as a function of threshold temperature for some embodiments.
12 shows a plot of tensile data as a function of threshold temperature for some embodiments.

도 1은 특정 화학적 조성(이하에서 보다 구체적으로 설명됨)을 가지는 스틸 시트에서 고강도 및 냉간 성형성을 달성하기 위해서 이용되는 열적 사이클을 개략적인 표상을 도시한다. 특히, 도 1은 전형적인 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링 열적 프로파일(10)을 도시하며, 프로세스 수정이 쇄선으로 도시되어 있다. 일 실시예에서, 프로세스는 일반적으로 오스테나이트화를 포함하고, 그러한 오스테나이트화에 후속하여, 오스테나이트를 마르텐사이트로 부분적으로 변태시키기 위해서 특정의(specific) ?치 온도로 급랭시키는 것(rapid cooling), 그리고 탄소가 마르텐사이트의 외부로 그리고 잔류 오스테나이트 내부로 확산될 수 있게 하기 위해서, 높은 온도(elevated temperature), 즉 분리 온도(partitioning temperature)에서 유지하고, 그에 따라 오스테나이트를 상온에서 안정화시키는 것이 이어진다. 일부 실시예에서, 도 1에 도시된 열적 프로파일이 통상적인 연속적인 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링 생산 라인과 함께 이용될 수 있을 것이나, 그러한 생산 라인이 요구되는 것은 아니다.FIG. 1 shows a schematic representation of the thermal cycle used to achieve high strength and cold formability in steel sheets having a specific chemical composition (described in more detail below). In particular, FIG. 1 shows a typical melt-immersion galvanizing or galvannealing thermal profile 10, with process modifications shown by the dashed lines. In one embodiment, the process generally comprises austenitization and subsequent such austenitization, rapid cooling to a specific threshold temperature to partially transform the austenite into martensite. ), And to allow carbon to diffuse out of martensite and into residual austenite, it is maintained at elevated temperature, ie partitioning temperature, thereby stabilizing austenite at room temperature. Is followed. In some embodiments, the thermal profile shown in FIG. 1 may be used with conventional continuous melt-immersion galvanizing or galvannealing production lines, but such a production line is not required.

도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 스틸 시트가 먼저 피크 금속 온도(12)로 가열된다. 도시된 예에서, 피크 금속 온도(12)가 적어도 오스테나이트 변태 온도(A1) 보다 높은 것으로 도시되어 있다(예를 들어, 이중 상(phase), 오스테나이트 + 페라이트 영역). 그에 따라, 피크 금속 온도(12)에서, 스틸의 적어도 일부가 오스테나이트로 변태될 것이다. 비록 도 1이 피크 금속 온도(12)가 A1 보다 높은 것으로만 도시하고 있지만, 일부 실시예에서, 피크 금속 온도가 또한, 페라이트가 오스테나이트로 완전히 변태되는 온도(A3)(예를 들어, 단일 상, 오스테나이트 영역) 보다 높은 온도를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As can be seen in FIG. 1, the steel sheet is first heated to peak metal temperature 12. In the example shown, the peak metal temperature 12 is shown to be at least higher than the austenite transformation temperature A 1 (eg, dual phase, austenite + ferrite region). Thus, at peak metal temperature 12, at least a portion of the steel will transform to austenite. Although FIG. 1 only shows that the peak metal temperature 12 is higher than A 1 , in some embodiments, the peak metal temperature is also the temperature A 3 at which ferrite is completely transformed into austenite (eg, It will be appreciated that it can include higher temperatures than a single phase, austenite region).

다음에 스틸 시트가 급랭을 거친다. 스틸 시트가 냉각됨에 따라, 일부 실시예가 갈바나이징 또는 갈바닐링을 위한 냉각의 짧은 중단을 포함할 수 있을 것이다. 갈바나이징이 이용되는 실시예에서, 스틸 시트가 일정한 온도(14)를 짧게 유지할 수 있는데, 이는 용융 아연 갈바나이징 욕으로부터의 열 때문이다. 또 다른 실시예에서, 갈바닐링 프로세스가 이용되고, 스틸 시트의 온도가, 갈바닐링 프로세스가 실시될 수 있는 갈바닐링 온도(16)까지 약간 상승될 수 있을 것이다. 그렇지만, 다른 실시예에서, 갈바나이징 또는 갈바닐링 프로세스가 전체적으로 생략될 수 있고, 스틸 시트가 연속적으로 냉각될 수 있을 것이다.The steel sheet is then quenched. As the steel sheet is cooled, some embodiments may include a short interruption of cooling for galvanizing or galvanizing. In embodiments where galvanizing is used, the steel sheet can keep a constant temperature 14 short, because of the heat from the molten zinc galvanizing bath. In another embodiment, a galvannealing process is used and the temperature of the steel sheet may be slightly raised to the galvannealing temperature 16 at which the galvannealing process can be performed. However, in other embodiments, the galvanizing or galvannealing process may be omitted entirely, and the steel sheet may be continuously cooled.

스틸 시트의 급랭이 스틸 시트에 대한 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 아래로 미리 결정된 ?치 온도(18)까지 계속되는 것으로 도시되어 있다. Ms 까지의 냉각률이 충분히 커서 피크 금속 온도(12)에서 형성된 오스테나이트의 적어도 일부가 마르텐사이트로 변태될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 다시 말해서, 냉각률이 충분히 커서, 비교적 작은 냉각률에서 변태되는 페라이트, 펄라이트, 또는 베이나이트와 같은 다른 비-마르텐사이트 성분 대신에 마르텐사이트로 오스테나이트가 변태될 수 있을 것이다.The quench of the steel sheet is shown to continue below the martensite starting temperature M s for the steel sheet to a predetermined threshold temperature 18. It will be appreciated that the cooling rate up to M s is sufficiently large that at least some of the austenite formed at the peak metal temperature 12 can be transformed into martensite. In other words, the cooling rate is sufficiently large that austenite may be transformed into martensite in place of other non-martensite components, such as ferrite, pearlite, or bainite, which are transformed at relatively small cooling rates.

도 1에 도시된 바와 같이, ?치 온도(18)가 Ms 미만이다. ?치 온도(18)와 Ms 사이의 차이가 이용되는 스틸 시트의 개별적인 조성에 따라서 달라질 수 있을 것이다. 그러나, 많은 실시예에서, ?치 온도(18)와 Ms 사이의 차이가 충분히 커서, 오스테나이트를 안정화시키기 위한 그리고 최종 냉각 시에 과다한 "신선(fresh)" 마르텐사이트를 생성하는 것을 피하기 위한, 탄소 공급원으로서 작용하기에 적절한 양의 마르텐사이트를 형성할 수 있을 것이다. 부가적으로, ?치 온도(18)가 충분히 높아서, 초기 ?치 중에 너무 많은 오스테나이트를 소모하는 것을 피할 수 있을 것이다(예를 들어, 주어진 실시예에서 오스테나이트를 안정화시키기 위해서 필요한 것 보다 더 많은 오스테나이트의 과다한 탄소 부화(excessive carbon enrichment of austenite)를 피할 수 있을 것이다).As shown in FIG. 1, the threshold temperature 18 is less than M s . The difference between the maximum temperature 18 and M s may vary depending on the individual composition of the steel sheet used. However, in many embodiments, the difference between the threshold temperature 18 and M s is large enough to stabilize the austenite and to avoid creating excessive “fresh” martensite on final cooling, It may be possible to form an appropriate amount of martensite to serve as a carbon source. Additionally, the threshold temperature 18 may be high enough to avoid consuming too much austenite during the initial threshold (eg, more than necessary to stabilize the austenite in a given embodiment. Excessive carbon enrichment of austenite may be avoided).

많은 실시예에서, ?치 온도(18)가 약 191 ℃ 내지 약 281 ℃ 사이에서 변경될 수 있을 것이나, 그러한 제한이 요구되는 것은 아니다. 부가적으로, ?치 온도(18)가 주어진 스틸 소정에 대해서 계산될 수 있을 것이다. 그러한 계산에 대해서, ?치 온도(18)는, 분리 후의 상온의 Ms 온도를 가지는 잔류 오스테나이트(retained austenite)에 상응한다. ?치 온도(18)를 계산하기 위한 방법이 당업계에 공지되어 있고 J. G. Speer, A. M. Streicher, D. K. Matlock, F. Rizzo, 및 G. Krauss의 "Quenching And Partitioning : A Fundamentally New Process to Create High Strength Trip Sheet Microstructures," Austenite Formation and Decomposition, pp. 505-522, 2003; 및 A. M. Streicher, J. G. J. Speer, D. K. Matlock, 및 B. C. De Cooman의 "Quenching and Partitioning Response of a Si-Added TRIP Sheet Steel," in Proceedings of the International Conference on Advanced High Strength Sheet Steels for Automotive Applications, 2004에서 설명되어 있으며, 그러한 것의 주된 내용(subject matter)이 본원에서 참조로서 포함된다.In many embodiments, the threshold temperature 18 may vary between about 191 ° C. and about 281 ° C., but such a restriction is not required. Additionally, the threshold temperature 18 may be calculated for a given steel predetermined. For such calculations, the value temperature 18 corresponds to the retained austenite with the M s temperature at room temperature after separation. Methods for calculating the temperature (18) are known in the art and are described in "Quenching And Partitioning: A Fundamentally New Process to Create High Strength Trip" by JG Speer, AM Streicher, DK Matlock, F. Rizzo, and G. Krauss. Sheet Microstructures, "Austenite Formation and Decomposition, pp. 505-522, 2003; And "Quenching and Partitioning Response of a Si-Added TRIP Sheet Steel," in Proceedings of the International Conference on Advanced High Strength Sheet Steels for Automotive Applications, 2004 by AM Streicher, JGJ Speer, DK Matlock, and BC De Cooman. The subject matter of which is incorporated herein by reference.

?치 온도(18)가 (Ms 에 대해서) 충분히 낮아서, 오스테나이트를 안정화시키기 위한 그리고 최종 ?치 시에 과다한 "신선" 마르텐사이트를 생성하는 것을 피하기 위한, 탄소 공급원으로서 작용하기에 적절한 양의 마르텐사이트를 형성할 수 있을 것이다. 대안적으로, ?치 온도(18)가 충분히 높아서, 초기 ?치 중에 너무 많은 오스테나이트를 소모하는 것을 피할 수 있고 잔류 오스테나이트의 잠재적인 탄소 부화가 상온에서의 오스테나이트 안정화에 필요한 것 보다 큰 상황을 생성하는 것을 피할 수 있을 것이다. 일부 실시예에서, 적합한 ?치 온도(18)가, 분리 후의 상온의 Ms 온도를 가지는 잔류 오스테나이트에 상응할 수 있을 것이다. Speer 및 Streicher 등(상기의 내용 참조)은, 바람직한 미세조직을 초래할 수 있는 프로세싱 선택사항(option)을 조사하는데 대한 지침을 제공하는 계산을 제공하였다. 그러한 계산은, 이상적인 전체(full) 분리를 가정하고, Koistinen-Marburger(KM) 관계식을 2차례

Figure pat00001
- 먼저 ?치 온도(18)에 대해서 초기 ?치로 이어서 상온에서 취종 ?치로(이하에서 더 설명되는 바와 같음) - 적용하는 것에 의해서 실시될 수 있을 것이다. KM 표현식(expression) 내의 Ms 온도가 오스테나이트 화학식(Andrew의 선형 표현식의 오스테나이트 화학식과 같음)을 기초로 하는 실험적 공식을 이용하여 추정될 수 있다:The value of temperature 18 is sufficiently low (for M s ) to provide an adequate amount of carbon to act as a carbon source for stabilizing austenite and to avoid producing excessive “fresh” martensite at the final value. May form martensite. Alternatively, the threshold temperature 18 is sufficiently high to avoid consuming too much austenite during the initial threshold and the potential carbon enrichment of residual austenite is greater than that required for austenite stabilization at room temperature. You can avoid creating it. In some embodiments, a suitable threshold temperature 18 may correspond to residual austenite having an M s temperature of room temperature after separation. Speer and Streicher et al. (See above) provided calculations that provide guidance for investigating processing options that may result in desirable microstructure. Such a calculation assumes ideal full separation and twice the Koistinen-Marburger (KM) relation.
Figure pat00001
By first applying the initial temperature value to the temperature value 18 and then to the covering value at room temperature (as described further below). The Ms temperature in the KM expression can be estimated using an experimental formula based on the austenite formula (same as the austenite formula of Andrew's linear expression):

Ms(℃) = 539 - 423C - 30.4Mn - 7.5Si + 30AlMs (° C) = 539-423C-30.4Mn-7.5Si + 30Al

Speer 등에 의해서 설명되는 계산식의 결과가, 최대량의 잔류 오스테나이트를 유도할 수 있는 ?치 온도(18)를 나타낼 수 있을 것이다. 최대량의 잔류 오스테나이트를 가지는 온도를 초과하는 ?치 온도(18)에 대해서, 오스테나이트의 상당한 분율이 초기 ?치 이후에 존재하나; 이러한 오스테나이트를 안정화시키기 위한 탄소 공급원으로 작용하기 위한 충분한 마르텐사이트가 존재하지 않는다. 그에 따라, 보다 높은 ?치 온도의 경우에, 최종 ?치 중에, 증가하는 양의 신선한 마르텐사이트가 형성된다. 최대량의 잔류 오스테나이트를 가지는 온도 미만의 ?치 온도의 경우에, 만족스럽지 못한 양의 오스테나이트가 초기 ?치 중에 소비될 수 있을 것이고 그에 의해서 마르텐사이트로부터 분리될 수 있는 과다량의 탄소가 존재할 수 있을 것이다.The results of the equations described by Speer et al. May represent a? Max temperature 18 that can lead to a maximum amount of residual austenite. For threshold temperatures 18 above the temperature with the maximum amount of residual austenite, a significant fraction of austenite is present after the initial threshold; There is not enough martensite to act as a carbon source to stabilize this austenite. Thus, in the case of higher threshold temperatures, an increasing amount of fresh martensite is formed during the final threshold. In the case of a quench temperature below the temperature with the maximum amount of residual austenite, an unsatisfactory amount of austenite may be consumed during the initial quench so that there may be an excess of carbon that can be separated from martensite. There will be.

?치 온도(18)에 일단 도달하면, 스틸 시트의 온도가 ?치 온도에 비해서 증가되거나 주어진 기간 동안 ?치 온도에서 유지된다. 특히, 이러한 스테이지가 분리 스테이지로서 지칭될 수 있을 것이다. 그러한 스테이지에서, 스틸 시트의 온도가 적어도 ?치 온도에서 유지되어, 탄소가 급속한 냉각 중에 형성된 마르텐사이트로부터 임의의 잔류 오스테나이트로 확산할 수 있게 한다. 그러한 확산은 잔류 오스테나이트가 상온에서 안정적(또는 준-안정적(meta-stable)이 될 수 있게 하고, 그에 따라 스틸 시트의 기계적 성질을 개선할 수 있을 것이다.Once the threshold temperature 18 is reached, the temperature of the steel sheet is increased relative to the threshold temperature or maintained at the threshold temperature for a given period. In particular, such a stage may be referred to as a separate stage. In such stages, the temperature of the steel sheet is maintained at least at the temperature, allowing carbon to diffuse from martensite formed during rapid cooling to any residual austenite. Such diffusion may allow residual austenite to be stable (or meta-stable) at room temperature, thereby improving the mechanical properties of the steel sheet.

일부 실시예에서, 스틸 시트가 Ms를 초과하는 비교적 높은 분리 온도(20)까지 가열될 수 있고 그 후에 높은 분리 온도(20)에서 유지된다. 이러한 스테이지 중에 스틸 시트를 가열하기 위해서 다양한 방법이 이용될 수 있을 것이다. 단지 예로서, 스틸 시트가 유도 가열, 및/또는 토치(torch) 가열, 등을 이용하여 가열될 수 있을 것이다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 스틸 시트가 Ms 보다 약간 낮은, 상이하고 더 낮은 분리 온도(22)로 가열될 수 있을 것이다. 이어서, 스틸 시트가 특정 기간 동안 낮은 분리 온도(22)에서 유사하게 유지될 수 있을 것이다. 다른 제3의 대안적인 실시예에서, 다른 대안적인 분리 온도(24)가 이용될 수 있을 것이고, 여기에서 스틸 시트가 단지 ?치 온도에서 유지된다. 물론, 본원에서의 교시 내용에 비추어 볼 때 당업자에게 자명한 바와 같이, 임의의 다른 적합한 분리 온도가 이용될 수 있을 것이다.In some embodiments, the steel sheet may be heated to a relatively high separation temperature 20 above M s and then maintained at a high separation temperature 20. Various methods may be used to heat the steel sheet during this stage. By way of example only, the steel sheet may be heated using induction heating, and / or torch heating, and the like. Alternatively, in another embodiment, the steel sheet may be heated to a different and lower separation temperature 22, slightly lower than M s . The steel sheet may then remain similar at low separation temperature 22 for a certain period of time. In another third alternative embodiment, other alternative separation temperatures 24 may be used, where the steel sheet is maintained only at the equivalent temperature. Of course, any other suitable separation temperature may be used, as will be apparent to one of ordinary skill in the art in light of the teachings herein.

스틸 시트가 희망하는 분리 온도(20, 22, 24)에 도달한 후에, 마르텐사이트로부터 오스테나이트로의 탄소의 분리를 허용하는 충분한 시간 동안, 스틸 시트가 희망하는 분리 온도(20, 22, 24)에서 유지된다. 이어서, 스틸 시트가 상온으로 냉각될 수 있을 것이다. After the steel sheet has reached the desired separation temperature 20, 22, 24, the steel sheet has the desired separation temperature 20, 22, 24 for a sufficient time to allow separation of carbon from martensite to austenite. Is maintained at. The steel sheet may then be cooled to room temperature.

도 2는 도 1에 대해서 설명된 열적 사이클의 대안적인 실시예를 도시한다(전형적인 갈바나이징/갈바닐링 열적 사이클이 실선(40)으로 도시되어 있고 전형적인 것으로부터의 이탈이 쇄선으로 도시되어 있다). 특히, 도 1의 프로세스에서와 유사하게, 스틸 시트가 먼저 피크 금속 온도(42)로 가열된다. 도시된 실시예에서 피크 금속 온도(42)가 적어도 A1를 초과하는 것으로 도시되어 있다. 그에 따라, 피크 금속 온도(42)에서, 스틸 시트의 적어도 일부가 오스테나이트로 변태될 것이다. 물론, 도 1의 프로세스와 유사하게, 본 실시예가 또한 A3를 초과하는 피크 금속 온도를 포함할 수 있을 것이다.FIG. 2 shows an alternative embodiment of the thermal cycle described with respect to FIG. 1 (a typical galvanizing / galvannealing thermal cycle is shown by the solid line 40 and the departure from the typical is shown by the dashed line). . In particular, similar to the process of FIG. 1, the steel sheet is first heated to peak metal temperature 42. In the illustrated embodiment, the peak metal temperature 42 is shown to be at least A 1 . Thus, at peak metal temperature 42, at least a portion of the steel sheet will transform to austenite. Of course, similar to the process of FIG. 1, this embodiment may also include peak metal temperatures in excess of A 3 .

다음에, 스틸 시트가 급속히 ?치될 수 있을 것이다(44). ?치(44)가 충분히 신속하여 피크 금속 온도(42)에서 형성된 오스테나이트의 일부가 마르텐사이트로 변태하는 것을 개시할 수 있을 것이고, 그에 따라 페라이트, 펄라이트, 및/또는 베이나이트, 등과 같은 비-마르텐사이트 성분으로의 과다 변태를 피할 수 있을 것이다.Next, the steel sheet may be fastened 44. The value 44 may be sufficiently rapid to initiate the transformation of a portion of the austenite formed at the peak metal temperature 42 into martensite and thus non- such as ferrite, pearlite, and / or bainite, etc. Excessive transformation into the martensite component will be avoided.

이어서, ?치(44)가 ?치 온도(46)에서 중단될 수 있을 것이다. 도 1의 프로세스와 유사하게, ?치 온도(46)가 Ms 미만이다. 물론, Ms 미만의 양이, 이용되는 재료에 따라서 달라질 수 있을 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이, 많은 실시예에서, ?치 온도(46)와 Ms 사이의 차이가, 충분한 양의 마르텐사이트를 형성할 수 있을 정도로 충분히 크면서도 너무 많은 오스테나이트가 소비되는 것을 막을 수 있을 정도로 또한 충분히 작을 수 있을 것이다.The tooth 44 may then be stopped at the tooth temperature 46. Similar to the process of FIG. 1, the threshold temperature 46 is less than M s . Of course, the amount less than Ms may vary depending on the material used. However, as noted above, in many embodiments, the difference between the threshold temperature 46 and M s is large enough to form a sufficient amount of martensite, while preventing too much austenite from being consumed. It can also be small enough to be.

이어서, 스틸 시트가 후속하여 분리 온도(50, 52)로 재가열된다(48). 도 1의 프로세스와 달리, 본 실시예에서의 분리 온도(50, 52)가 (갈바나이징 또는 갈바닐링이 이용되는 경우에) 갈바나이징 또는 갈바닐링 아연 욕 온도를 특징으로 할 수 있을 것이다. 예를 들어, 갈바나이징이 이용되는 실시예에서, 스틸 시트가 갈바나이징 욕 온도(50)까지 재가열될 수 있을 것이고, 후속하여 갈바나이징 프로세스의 지속시간 동안 그러한 온도에서 유지될 수 있을 것이다. 갈바나이징 프로세스 중에, 전술한 분리와 유사하게 분리가 발생될 수 있을 것이다. 그에 따라, 갈바나이징 욕 온도(50)가 또한 분리 온도(50)로서 기능할 수 있을 것이다. 유사하게, 갈바닐링이 이용되는 실시예에서, 더 높은 욕/분리 온도(52)를 제외하고, 프로세스가 실질적으로 동일할 수 있을 것이다.The steel sheet is subsequently reheated 48 to the separation temperatures 50, 52. Unlike the process of FIG. 1, the separation temperatures 50, 52 in this embodiment may be characterized by galvanizing or galvanizing zinc bath temperatures (if galvanizing or galvannealing is used). For example, in embodiments where galvanizing is used, the steel sheet may be reheated to the galvanizing bath temperature 50 and subsequently maintained at that temperature for the duration of the galvanizing process. . During the galvanizing process, separation may occur similar to the separation described above. Accordingly, galvanizing bath temperature 50 may also function as separation temperature 50. Similarly, in embodiments where galvannealing is used, except for the higher bath / separation temperature 52, the process may be substantially the same.

최종적으로, 스틸 시트가 상온으로 냉각(54)되며, 여기에서 적어도 일부 오스테나이트가 전술한 분리 단계로부터 안정적(또는 준안정적)이 될 수 있을 것이다.Finally, the steel sheet is cooled 54 to room temperature, where at least some austenite may be stable (or metastable) from the aforementioned separation step.

일부 실시예에서, 스틸 시트가, 주로 오스테나이트계 및 마르텐사이트계 미세조직을 형성하려는 스틸 시트의 경향(propensity)을 개선하기 위해서 및/또는 스틸 시트의 기계적인 성질을 개선하기 위해서, 특정 합금 첨가물을 포함할 수 있을 것이다. 스틸 시트의 적절한 조성이, 중량 백분율로, 0.15-0.4% 탄소, 1.5-4% 망간, 0-2% 실리콘 또는 알루미늄 또는 그 일부 조합, 0-0.5% 몰리브덴, 0-0.05% 니오븀, 다른 부수적인 원소, 및 나머지(balance) 철 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다.In some embodiments, the steel sheet has a specific alloying additive to improve the propensity of the steel sheet to form predominantly austenitic and martensitic microstructures and / or to improve the mechanical properties of the steel sheet. It may include. The proper composition of the steel sheet is, by weight percentage, 0.15-0.4% carbon, 1.5-4% manganese, 0-2% silicon or aluminum or some combination thereof, 0-0.5% molybdenum, 0-0.05% niobium, other incidental One or more of the elements, and the balance iron.

또한, 다른 실시예에서, 스틸 시트의 적절한 조성이, 중량 백분율로, 0.15-0.5% 탄소, 1-3% 망간, 0-2% 실리콘 또는 알루미늄 또는 그 일부 조합, 0-0.5% 몰리브덴, 0-0.05% 니오븀, 다른 부수적인 원소, 및 나머지 철 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 부가적으로, 다른 실시예가, 니오븀에 더하여 또는 그 대신에, 바나듐 및/또는 티탄의 첨가물을 포함할 수 있을 것이나, 그러한 첨가는 전적으로 선택적인 것이다.Further, in another embodiment, the appropriate composition of the steel sheet is, by weight percentage, 0.15-0.5% carbon, 1-3% manganese, 0-2% silicon or aluminum or some combination thereof, 0-0.5% molybdenum, 0- 0.05% niobium, other ancillary elements, and one or more of the remaining iron. Additionally, other embodiments may include additives of vanadium and / or titanium in addition to or instead of niobium, although such additions are wholly optional.

일부 실시예에서, 오스테나이트를 안정화시키기 위해서 탄소가 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 탄소 증가가 Ms 온도를 낮출 수 있고, 다른 비-마르텐사이트 성분(예를 들어, 베이나이트, 페라이트, 펄라이트)을 위한 변태 온도를 낮출 수 있으며, 비-마르텐사이트 생성물의 형성에 필요한 시간을 증가시킬 수 있을 것이다. 부가적으로, 탄소 첨가물은 재료의 경화능을 개선할 수 있을 것이고 그에 따라, 냉각률이 지역적으로 억제될 수 있는 재료의 중심(core) 근처에서, 비-마르텐사이트 성분의 형성을 저지(retaining)할 수 있을 것이다. 그러나, 상당한 탄소 첨가물이 용접성에 유해한 영향을 초래할 수 있음에 따라, 탄소 첨가물이 제한될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. In some embodiments, carbon may be used to stabilize austenite. For example, an increase in carbon can lower the Ms temperature, lower the transformation temperature for other non-martensite components (eg bainite, ferrite, pearlite), and are required for the formation of non-martensite products. You can increase the time. In addition, the carbon additive may improve the hardenability of the material and thus retain the formation of non-martensite components near the core of the material where the cooling rate may be locally suppressed. You can do it. However, it should be understood that carbon additives may be limited as significant carbon additives may cause deleterious effects on weldability.

일부 실시예에서, 망간이, 전술한 바와 같이, 다른 비-마르텐사이트 성분의 변태 온도를 낮춤으로써, 오스테나이트의 부가적인 안정화를 제공할 수 있을 것이다. 망간이, 경화능을 증가시키는 것에 의해서 주로 오스테나이트계 및 마르텐사이트계 미세조직을 형성하고자 하는 스틸 시트의 경향을 추가적으로 개선할 수 있을 것이다.In some embodiments, manganese may provide additional stabilization of austenite by lowering the transformation temperature of other non-martensite components, as described above. Manganese may further improve the tendency of the steel sheet to form primarily austenite and martensitic microstructures by increasing the hardenability.

다른 실시예에서, 경화능을 증가시키기 위해서 몰리브덴이 이용될 수 있을 것이다.In other embodiments, molybdenum may be used to increase hardenability.

다른 실시예에서, 탄화물의 형성을 줄이기 위해서 실리콘 및/또는 알루미늄이 제공될 수 있을 것이다. 탄화물 형성의 감소가 일부 실시예에서 바람직할 수 있는데, 이는 탄화물의 존재가 오스테나이트 내로의 확산을 위해서 이용할 수 있는 탄소의 레벨(level)을 감소시킬 수 있기 때문이라는 것을 이해하여야 할 것이다. 그에 따라, 실리콘 및/또는 알루미늄 첨가물이 상온에서 오스테나이트를 추가적으로 안정화시키기 위해서 이용될 수 있을 것이다.In other embodiments, silicon and / or aluminum may be provided to reduce the formation of carbides. It will be appreciated that a reduction in carbide formation may be desirable in some embodiments, as the presence of carbides may reduce the level of carbon available for diffusion into austenite. Accordingly, silicon and / or aluminum additives may be used to further stabilize austenite at room temperature.

일부 실시예에서, 오스테나이트를 안정화시키기 위해서 니켈, 구리, 및 크롬이 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 그러한 원소가 Ms 온도의 감소를 유도할 수 있을 것이다. 부가적으로, 니켈, 구리, 및 크롬이 스틸 시트의 경화능을 추가적으로 증가시킬 수 있을 것이다.In some embodiments, nickel, copper, and chromium may be used to stabilize austenite. For example, such an element may lead to a decrease in M s temperature. In addition, nickel, copper, and chromium may further increase the hardenability of the steel sheet.

일부 실시예에서, 니오븀(또는, 티탄, 및/또는 바나듐 등과 같은 다른 마이크로-합금 원소)을 이용하여 스틸 시트의 기계적인 성질을 높일 수 있을 것이다. 예를 들어, 니오븀이, 탄화물 형성으로부터 초래되는 입계 고정(grain boundary pinning)을 통해서 스틸 시트의 강도를 증가시킬 수 있을 것이다.In some embodiments, niobium (or other micro-alloy elements such as titanium, and / or vanadium) may be used to enhance the mechanical properties of the steel sheet. Niobium, for example, may increase the strength of the steel sheet through grain boundary pinning resulting from carbide formation.

다른 실시예에서, 원소의 농도 및 선택되는 특별한 원소의 변경이 이루어질 수 있을 것이다. 물론, 그러한 변경이 이루어지는 경우에, 그러한 변경이, 각각의 주어진 합금 첨가에 대해서 전술한 성질에 따라서, 스틸 시트 미세조직 및/또는 기계적인 성질에 바람직한 또는 바람직하지 못한 영향을 미칠 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. In other embodiments, changes may be made in the concentration of elements and the particular elements selected. Of course, where such changes are made, it should be understood that such changes may have desirable or undesirable effects on the steel sheet microstructure and / or mechanical properties, depending on the properties described above for each given alloy addition. something to do.

예 1:Example 1:

스틸 시트의 실시예가 이하의 표 1에서 기술된 조성물로 제조되었다.Examples of steel sheets were made with the compositions described in Table 1 below.

재료가 이하의 매개변수에 따라서 실험 장비 상에서 프로세스되었다. 각각의 샘플에 구리 냉각형 쐐기 그립(copper cooled wedge grip) 및 포켓 조우 고정구(pocket jaw fixture)를 이용하는 Gleeble 1500 처리를 실시하였다. 샘플을 1100 ℃에서 오스테나이트화하였고, 이어서 1 내지 100 ℃/s의 다양한 냉각률로 상온까지 냉각시켰다. The material was processed on experimental equipment according to the following parameters. Each sample was subjected to Gleeble 1500 treatment using a copper cooled wedge grip and a pocket jaw fixture. The samples were austenitized at 1100 ° C. and then cooled to room temperature at various cooling rates of 1-100 ° C./s.

표 1 - 중량% 단위 화학적 조성Table 1-Chemical Composition by Weight Unit

Figure pat00002
Figure pat00002

예 2:Example 2:

상기의 예 1 및 표 1에서 설명된 각각의 스틸 조성물의 록웰 경도를 각각의 샘플의 표면 상에서 취하였다. 테스트의 결과를 도 3 내지 도 5에서 도포화하였고, 록웰 경도를 냉각률의 함수로서 도표화하였다. 적어도 7번의 측정치의 평균이 각각의 데이터 지점에 대해서 도시되었다. 조성물(V4037, V4038 및 V4039)이 각각 도 3, 도 4, 및 도 5에 상응한다.The Rockwell hardness of each steel composition described in Example 1 and Table 1 above was taken on the surface of each sample. The results of the test were applied in FIGS. 3-5, and Rockwell hardness was plotted as a function of cooling rate. The average of at least seven measurements is shown for each data point. Compositions V4037, V4038 and V4039 correspond to FIGS. 3, 4, and 5, respectively.

예 3:Example 3:

예 1의 조성물의 각각에 대한 각각의 샘플의 중심 근처에서 두께 방향을 통해서 길이방향으로 광학 현미경 사진을 취하였다. 이러한 테트스의 결과를 도 6 내지 도 8에 도시하였다. 조성물(V4037, V4038 및 V4039)이 각각 도 6, 도 7, 및 도 8에 상응한다. 부가적으로, 도 6 내지 도 8 각각이 각각의 조성물에 대한 6개의 현미경 사진을 포함하고, 각각의 현미경 사진이 상이한 냉각률에 노출된 샘플을 나타낸다.Optical micrographs were taken longitudinally through the thickness direction near the center of each sample for each of the compositions of Example 1. The results of these tests are shown in FIGS. 6 to 8. Compositions V4037, V4038 and V4039 correspond to FIGS. 6, 7, and 8, respectively. Additionally, each of FIGS. 6-8 includes six micrographs of each composition, each micrograph showing a sample exposed to different cooling rates.

예 4:Example 4:

예 1의 각각의 조성물에 대한 임계 냉각률이 본원에서 설명된 과정에 따라서 예 2 및 예 3의 데이터를 이용하여 추정되었다. 본원에서의 임계 냉각률은 마르텐사이트를 형성하기 위해서 그리고 비-마르텐사이트 변태 생성물의 형성을 방지하기 위해서 요구되는 냉각률을 지칭한다. 이러한 테스트의 결과는 다음과 같다:Critical cooling rates for each of the compositions of Example 1 were estimated using the data of Examples 2 and 3 according to the procedures described herein. Critical cooling rate herein refers to the cooling rate required to form martensite and to prevent the formation of non-martensite transformation products. The results of these tests are as follows:

V4037: 70 ℃/sV4037: 70 ° C / s

V4038: 75 ℃/sV4038: 75 ° C / s

V4039: 7 ℃/s V4039: 7 ° C / s

예 5:Example 5:

스틸 시트의 실시예가 이하의 표 2에서 기술된 조성물로 제조되었다.Examples of steel sheets were made with the compositions described in Table 2 below.

재료가 용융, 열간 압연, 및 냉간 압연에 의해서 프로세스되었다. 이어서, 재료에 대해서 예 6 및 예 7에서 이하에서 보다 구체적으로 설명되는 테스팅을 실시하였다. 표 2에 나열된 모든 조성물은 도 2에 대해서 전술한 프로세스와 함께 이용하기 위한 것이고, 예외적으로 V4039는 도 1에 대해서 전술한 프로세스와 함께 이용하기 위한 것이다. 히트(heat)(V4039)가 도 1에 대해서 전술한 열적 프로파일에 의해서 요구되는 바와 같은 보다 큰 경화능을 제공하도록 의도된 조성을 갖는다. 결과적으로, V4039에 대해서, 열간 압연 이후에, 그러나 냉간 압연 이전에, 100% H2 대기 중에서 600 ℃에서 2시간 동안 어닐링하였다. 모든 재료가 약 75%의 냉간 압연 중에 1 mm로 감소되었다. 열간 압연 및 냉간 압연 이후의 표 2에 기재된 재료 조성물의 일부에 대한 결과가 표 3 및 표 4에 각각 기재되어 있다. The material was processed by melting, hot rolling, and cold rolling. Subsequently, the materials were tested in Examples 6 and 7 as described in more detail below. All compositions listed in Table 2 are for use with the process described above with respect to FIG. 2, with the exception that V4039 is for use with the process described above with respect to FIG. 1. Heat V4039 has a composition intended to provide greater hardenability as required by the thermal profile described above with respect to FIG. 1. As a result, V4039 was annealed at 600 ° C. for 2 hours in 100% H 2 atmosphere after hot rolling but before cold rolling. All materials were reduced to 1 mm during about 75% cold rolling. The results for some of the material compositions described in Table 2 after hot rolling and cold rolling are shown in Tables 3 and 4, respectively.

표 2 - 중량% 단위 화학적 조성 Table 2-Chemical Composition by Weight Unit

히트hit 설명Explanation CC MnMn SiSi AlAl MoMo CrCr NbNb BB V4037V4037 실험 재료Experimental material 0.190.19 1.541.54 0.110.11 1.411.41 00 0.0090.009 00 0.00070.0007 V1307V1307 실험 재료Experimental material 0.190.19 1.531.53 1.481.48 0.0410.041 00 00 00 0.00050.0005 V4063V4063 실험 재료Experimental material 0.190.19 1.61.6 0.110.11 1.341.34 00 0.0030.003 00 0.00070.0007 V4038V4038 실험 재료Experimental material 0.220.22 1.681.68 0.0070.007 1.291.29 00 0.20.2 0.0210.021 0.00080.0008 V4039V4039 실험 재료Experimental material 0.20.2 2.942.94 1.571.57 <0.030<0.030 <0.002<0.002 0.0050.005 0.0020.002 N/RN / R A1305A1305 실험 재료Experimental material 0.20.2 2.942.94 1.571.57 00 00 00 00 0.00060.0006 V4107V4107 실험 재료Experimental material 0.180.18 4.034.03 1.631.63 0.0050.005 00 00 00 0.00080.0008 V4108V4108 실험 재료Experimental material 0.180.18 5.065.06 1.561.56 0.0040.004 00 00 00 0.00090.0009 V4060V4060 실험 재료Experimental material 0.40.4 1.21.2 1.971.97 0.0030.003 00 0.190.19 0.0070.007 0.00050.0005 V4061V4061 실험 재료Experimental material 0.410.41 1.21.2 0.980.98 0.0030.003 00 0.0030.003 00 0.00040.0004 V4062V4062 실험 재료Experimental material 0.390.39 1.181.18 0.0120.012 1.161.16 00 0.0030.003 00 0.00070.0007 V4078-1V4078-1 실험 재료Experimental material 0.20.2 1.671.67 0.10.1 1.411.41 0.280.28 0.0030.003 <0.003<0.003 0.00070.0007 V4078-2V4078-2 실험 재료Experimental material 0.20.2 1.671.67 0.10.1 1.411.41 0.270.27 <0.003<0.003 0.0510.051 0.00070.0007 V4078-1V4078-1 실험 재료Experimental material 0.190.19 1.941.94 0.0980.098 1.431.43 <0.003<0.003 <0.003<0.003 <0.003<0.003 0.00070.0007 V4078-2V4078-2 실험 재료Experimental material 0.190.19 1.961.96 0.0990.099 1.411.41 <0.003<0.003 <0.003<0.003 0.0510.051 0.00070.0007

표 3 - 인장 데이터, 열간 압연 후Table 3-Tensile data, after hot rolling

Figure pat00003
Figure pat00003

표 4 - 인장 데이터, 냉간 압연 후Table 4-Tensile data, after cold rolling

Figure pat00004
Figure pat00004

예 7:Example 7:

예 5의 조성물에 대해서 Gleeble 딜라토법(dilatomety)을 실시하였다. Gleeble 딜라토법을, 25.4 mm 방향을 따른 팽창(dilation)을 측정하는 c-변형 게이지로 101.6 x 25.4 x 1 mm 샘플을 이용하여 진공 내에서 실시하였다. 도표는 결과적인 팽창 대 온도로 생성되었다. 라인 단편(segment)을 팽창 데이터로 대입하였고, 팽창 데이터가 선형 거동으로부터 벗어나는 지점을 관심 변태 온도(예를 들어, Al, A3, Ms)로서 취하였다. 결과적인 변태 온도가 표 5에 기재되어 있다.The Gleeble dilatomety was performed about the composition of Example 5. The Gleeble Dilato method was carried out in vacuo using a 101.6 x 25.4 x 1 mm sample with a c-strain gauge measuring dilation along the 25.4 mm direction. The plot was generated with the resulting expansion versus temperature. Line segments were substituted for expansion data, and the point at which the expansion data deviated from linear behavior was taken as the transformation temperature of interest (eg A 1 , A 3 , M s ). The resulting transformation temperatures are listed in Table 5.

Gleeble 방법을 또한 이용하여, 예 5의 각각의 조성물에 대한 임계 냉각률을 측정하였다. 전술한 바와 같이, 제1 방법이 Gleeble 딜라토법을 이용하였다. 제2 방법이 록웰 경도의 측정을 이용하였다. 특히, 샘플에 대해서 냉각률 범위에서 Gleeble 테스팅을 실시하였고, 록웰 경도 측정치를 취하였다. 그에 따라, 록웰 경도 측정치가, 냉각률의 범위에 대한 경도의 측정치로 각각의 재료 조성물에 대해서 취해졌다. 이어서 각각의 냉각률에서 주어진 조성물의 록웰 경도 측정치들 사이의 비교가 이루어졌다. 2 지점 HRA의 록웰 경도 편차가 상당한 것으로 간주되었다. 비-마르텐사이트 변태 생성물을 피하기 위한 임계 냉각률이, 최대 경도 보다 경도가 2 지점 HRA 미만인, 가장 큰 냉각률로서 취해졌다. 예 5에 나열된 조성물의 일부에 대해서, 결과적인 임계 냉각률이 또한 표 5에 기재되어 있다.The Gleeble method was also used to determine the critical cooling rate for each composition of Example 5. As described above, the first method used the Gleeble dilato method. The second method used the measurement of Rockwell hardness. In particular, Gleeble testing was performed on the sample in the cooling rate range and Rockwell hardness measurements were taken. Thus, Rockwell hardness measurements were taken for each material composition as a measure of hardness over a range of cooling rates. A comparison was then made between the Rockwell hardness measurements of a given composition at each cooling rate. Rockwell hardness variation of the two point HRA was considered significant. The critical cooling rate to avoid the non-martensite transformation product was taken as the largest cooling rate, with hardness less than two points HRA above the maximum hardness. For some of the compositions listed in Example 5, the resulting critical cooling rates are also listed in Table 5.

표 5 - Gleeble 딜라토법으로부터의 변태 온도 및 임계 냉각률Table 5-Transformation Temperature and Critical Cooling Rate from Gleeble Dilato Method

Figure pat00005
Figure pat00005

예 8:Example 8:

예 5의 조성물을 이용하여 ?치 온도 및 잔류 오스테나이트의 이론적 최대치를 계산하였다. 그러한 계산은 전술한 Speer 등의 방법을 이용하여 실시되었다. 예 5에 나열된 조성물의 일부에 대해서, 계산의 결과가 이하의 표 6에 기재되어 있다.The composition of Example 5 was used to calculate the maxima temperature and theoretical maximum of residual austenite. Such calculation was performed using the method of Speer et al. Mentioned above. For some of the compositions listed in Example 5, the results of the calculations are listed in Table 6 below.

표 6 - ?치 온도 및 잔류 오스테나이트의 이론적 최대치Table 6-Calculated Temperatures and Theoretical Maximums of Residual Austenitic

Figure pat00006
Figure pat00006

예 9:Example 9:

예 5의 조성물의 샘플에 대해서 도 1 및 도 2에 도시된 열적 프로파일을 적용하였고, 피크 금속 온도 및 ?치 온도가 주어진 조성물의 샘플들 사이에서 변경된다. 전술한 바와 같이, 조성물(V4039)에 대해서만 도 1에 도시된 열적 프로파일이 적용되는 반면, 다른 모든 조성물에는 도 2에 도시된 열적 사이클이 적용되었다. 각각의 샘플에 대해서, 인장강도 측정이 이루어졌다. 결과적인 인장 측정치를 도 9 내지 도 12에 도표화하였다. 특히, 도 9 및 도 10은 오스테나이트화 온도에 대해서 도표화된 인장강도 데이터를 도시하고, 도 11 및 도 12는 ?치 온도에 대해서 도표화된 인장강도 데이터를 도시한다. 부가적으로, 열적 사이클이 Gleeble 방법을 이용하여 실시되는 경우에, 그러한 데이터 지점이 "Gleeble"로 표시되었다. 유사하게, 열적 사이클이 염 욕(salt bath)을 이용하여 실시되는 경우에, 그러한 데이터 지점이 "염"으로 표시되었다.The thermal profile shown in FIGS. 1 and 2 was applied to a sample of the composition of Example 5, with the peak metal temperature and? As mentioned above, the thermal profile shown in FIG. 1 applies only to composition V4039, while the thermal cycle shown in FIG. 2 applies to all other compositions. For each sample, tensile strength measurements were made. The resulting tensile measurements are plotted in FIGS. 9-12. In particular, FIGS. 9 and 10 show tensile strength data tabulated over austenitization temperatures, and FIGS. 11 and 12 show tensile strength data tabulated over threshold temperatures. In addition, when a thermal cycle was conducted using the Gleeble method, such data points were marked as "Gleeble". Similarly, when a thermal cycle is conducted using a salt bath, such data points are marked as "salts."

부가적으로, 예 5(이용 가능한 경우)에 나열된 각각의 조성에 대한 유사한 인장 측정이, 이하에 제시된 표 7에 기재되어 있다. 예를 들어 분리 시간 및 온도만이 도시되어 있고, 다른 실시예에서, 그러한 메커니즘(예를 들어, 탄소 분리 및/또는 상 변태)이, 기술된 분리 온도로의 또는 그로부터의 비-등온적(isothermal) 가열 및 냉각 중에 발생되고, 이는 또한 최종적인 재료 성질에 기여할 수 있을 것이다. In addition, similar tensile measurements for each of the compositions listed in Example 5 (if available) are set forth in Table 7 set forth below. For example, only separation times and temperatures are shown, and in other embodiments, such mechanisms (eg, carbon separation and / or phase transformations) are non-isothermal to or from the described separation temperatures. ) During heating and cooling, which may also contribute to the final material properties.

표 7 - 인장 데이터, 분리 후Table 7-Tensile Data, After Separation

Figure pat00007
Figure pat00007

본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도 여러 가지 실시예가 이루어질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 본 발명의 한계가 첨부된 청구항으로부터 결정되어야 할 것이다.It will be understood that various embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the limits of the invention should be determined from the appended claims.

12 - 피크 금속 온도12-peak metal temperature

Claims (4)

용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링된 스틸 시트를 가공하기 위한 방법이며, 상기 스틸 시트는 중량 백분율로:
0.15-0.5% 탄소;
1-3% 망간;
2% 이하의 실리콘, 알루미늄 또는 그 일부 조합;
0.5% 이하의 몰리브덴;
0.05% 이하의 니오븀, 티탄 및 바나듐 중 적어도 하나;
0.2% 이하의 크롬;
0.0009% 이하의 보론; 및
나머지 철 및 다른 부수적인 불순물을 포함하는 스틸 시트이거나,
0.15-0.4% 탄소;
1.5-4% 망간;
2% 이하의 실리콘, 알루미늄 또는 그 일부 조합;
0.5% 이하의 몰리브덴;
0.05% 이하의 니오븀, 티탄 및 바나듐 중 적어도 하나;
0.2% 이하의 크롬;
0.0009% 이하의 보론; 및
나머지 철 및 다른 부수적인 불순물을 포함하는 스틸 시트이고,
상기 방법은,
(a) 스틸 시트를 제1 온도(T1)로 가열하는 단계로서, 제1 온도(T1)는, 적어도, 스틸 시트가 오스테나이트 및 페라이트로 변태되는 온도보다 높은, 스틸 시트를 제1 온도(T1)로 가열하는 단계;
(b) 스틸 시트의 최대 상온 경도의 2 HRA 미만보다 낮지 않은 스틸 시트의 상온 경도를 갖도록 하는 냉각률을 토대로 스틸 시트의 선택된 조성물에 관한 임계 냉각률을 선택하는 단계;
(c) 상기 임계 냉각률로 냉각하는 것에 의해서 스틸 시트를 제2 온도(T2)로 냉각시키는 단계로서, 제2 온도(T2)는 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만이고, 상기 임계 냉각률은 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시킬 수 있을 정도로 충분히 크고, 상기 임계 냉각률은 베이나이트 및 다른 비-마르텐사이트 변태 생성물의 형성이 억제될 수 있을 정도로 충분히 큰, 스틸 시트를 제2 온도(T2)로 냉각시키는 단계;
(d) 스틸 시트를 분리 온도로 재-가열하는 단계로서, 분리 온도는 스틸 시트의 조직 내에서의 탄소의 확산을 허용할 수 있을 정도로 충분한, 스틸 시트를 분리 온도로 재-가열하는 단계;
(e) 상기 스틸 시트를 유지시간 동안 분리 온도에서 유지함으로써 오스테나이트를 안정화시키는 단계로서, 유지 시간은 스틸 시트의 미세조직이 마르텐사이트, 오스테나이트 및 선택적으로 페라이트로 구성되도록 탄소가 마르텐사이트로부터 오스테나이트로 확산하는 것을 허용할 수 있을 정도로 충분한 기간인, 오스테나이트를 안정화시키는 단계;
(f) 오스테나이트를 안정화시키는 단계 동안 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링 단계; 및
(g) 상기 스틸 시트를 상온으로 냉각시키는 단계를 포함하는, 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링된 스틸 시트를 가공하기 위한 방법.
A method for processing melt-immersion galvanized or galvanized steel sheets, wherein the steel sheets are in weight percent:
0.15-0.5% carbon;
1-3% manganese;
Up to 2% silicon, aluminum or some combination thereof;
Molybdenum up to 0.5%;
0.05% or less of at least one of niobium, titanium and vanadium;
0.2% or less of chromium;
Up to 0.0009% boron; And
Steel sheet containing the remaining iron and other incidental impurities,
0.15-0.4% carbon;
1.5-4% manganese;
Up to 2% silicon, aluminum or some combination thereof;
Molybdenum up to 0.5%;
0.05% or less of at least one of niobium, titanium and vanadium;
0.2% or less of chromium;
Up to 0.0009% boron; And
A steel sheet containing the remaining iron and other incidental impurities,
The method,
(a) heating the steel sheet to the first temperature T1, wherein the first temperature T1 is at least a temperature higher than the temperature at which the steel sheet is transformed into austenite and ferrite; Heating);
(b) selecting a critical cooling rate for the selected composition of the steel sheet based on the cooling rate such that the steel sheet has an ambient temperature hardness of less than less than 2 HRA of the maximum room temperature hardness of the steel sheet;
(c) cooling the steel sheet to the second temperature T2 by cooling to the critical cooling rate, wherein the second temperature T2 is less than the martensite starting temperature M s and the critical cooling rate is Large enough to transform austenite into martensite and the critical cooling rate large enough to inhibit the formation of bainite and other non-martensite transformation products at a second temperature T2 Cooling;
(d) re-heating the steel sheet to the separation temperature, wherein the reheating of the steel sheet to the separation temperature is sufficient to permit diffusion of carbon within the tissue of the steel sheet;
(e) stabilizing austenite by maintaining the steel sheet at a separation temperature for a holding time, wherein the holding time is such that carbon is austenite from martensite such that the microstructure of the steel sheet is composed of martensite, austenite and optionally ferrite; Stabilizing austenite, which is of sufficient duration to allow diffusion into nitrite;
(f) melt-immersion galvanizing or galvannealing during stabilizing austenite; And
(g) cooling the steel sheet to room temperature, the method for processing a melt-immersion galvanized or galvanized steel sheet.
용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링된 스틸 시트를 가공하기 위한 방법이며, 상기 스틸 시트는 중량 백분율로:
0.15-0.5% 탄소;
1-3% 망간;
2% 이하의 실리콘, 알루미늄 또는 그 일부 조합;
0.5% 이하의 몰리브덴;
0.05% 이하의 니오븀, 티탄 및 바나듐 중 적어도 하나;
0.2% 이하의 크롬;
0.0009% 이하의 보론; 및
나머지 철 및 다른 부수적인 불순물을 포함하는 스틸 시트이거나,
0.15-0.4% 탄소;
1.5-4% 망간;
2% 이하의 실리콘, 알루미늄 또는 그 일부 조합;
0.5% 이하의 몰리브덴;
0.05% 이하의 니오븀, 티탄 및 바나듐 중 적어도 하나;
0.2% 이하의 크롬;
0.0009% 이하의 보론; 및
나머지 철 및 다른 부수적인 불순물을 포함하는 스틸 시트이고,
상기 방법은,
(a) 스틸 시트를 제1 온도(T1)로 가열하는 단계로서, 제1 온도(T1)는, 적어도, 스틸 시트가 오스테나이트 및 페라이트로 변태되는 온도보다 높은, 스틸 시트를 제1 온도(T1)로 가열하는 단계;
(b) 냉각률로 냉각하는 것에 의해서 스틸 시트를 제2 온도(T2)로 냉각시키는 단계로서, 제2 온도(T2)는 마르텐사이트 시작 온도(Ms) 미만이고, 상기 냉각률은 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시킬 수 있을 정도로 충분히 크고, 상기 냉각률은 스틸 시트의 선택된 조성물에 관해 비-마르텐사이트 변태 생성물을 방지하는 임계 냉각률로 정의되고, 상기 임계 냉각률은 스틸 시트가 최대 상온 경도의 2 HRA 낮은 경도보다 낮지 않은 상온 경도를 갖도록 하는 임계 냉각률인, 스틸 시트를 제2 온도(T2)로 냉각시키는 단계;
(c) 스틸 시트를 분리 온도로 재-가열하는 단계로서, 분리 온도는 스틸 시트의 조직 내에서의 탄소의 확산을 허용할 수 있을 정도로 충분한, 스틸 시트를 분리 온도로 재-가열하는 단계;
(d) 상기 스틸 시트를 유지시간 동안 분리 온도에서 유지함으로써 오스테나이트를 안정화시키는 단계로서, 유지 시간은 스틸 시트의 미세조직이 마르텐사이트, 오스테나이트 및 선택적으로 페라이트로 구성되도록 탄소가 마르텐사이트로부터 오스테나이트로 확산하는 것을 허용할 수 있을 정도로 충분한 기간인, 오스테나이트를 안정화시키는 단계;
(e) 오스테나이트를 안정화시키는 단계 동안 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링 단계; 및
(f) 상기 스틸 시트를 상온으로 냉각시키는 단계를 포함하는, 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링된 스틸 시트를 가공하기 위한 방법.
A method for processing melt-immersion galvanized or galvanized steel sheets, wherein the steel sheets are in weight percent:
0.15-0.5% carbon;
1-3% manganese;
Up to 2% silicon, aluminum or some combination thereof;
Molybdenum up to 0.5%;
0.05% or less of at least one of niobium, titanium and vanadium;
0.2% or less of chromium;
Up to 0.0009% boron; And
Steel sheet containing the remaining iron and other incidental impurities,
0.15-0.4% carbon;
1.5-4% manganese;
Up to 2% silicon, aluminum or some combination thereof;
Molybdenum up to 0.5%;
0.05% or less of at least one of niobium, titanium and vanadium;
0.2% or less of chromium;
Up to 0.0009% boron; And
A steel sheet containing the remaining iron and other incidental impurities,
The method,
(a) heating the steel sheet to the first temperature T1, wherein the first temperature T1 is at least a temperature higher than the temperature at which the steel sheet is transformed into austenite and ferrite; Heating);
(b) cooling the steel sheet to a second temperature T2 by cooling at a cooling rate, wherein the second temperature T2 is less than the martensite starting temperature M s , the cooling rate being austenite Large enough to transform into martensite, the cooling rate is defined as the critical cooling rate that prevents non-martensitic transformation products with respect to the selected composition of the steel sheet, the critical cooling rate being the maximum room temperature hardness of the steel sheet. Cooling the steel sheet to a second temperature T2, which is a critical cooling rate such that 2HRA has a room temperature hardness not lower than the low hardness;
(c) re-heating the steel sheet to the separation temperature, wherein the reheating of the steel sheet to the separation temperature is sufficient to permit diffusion of carbon within the tissue of the steel sheet;
(d) stabilizing austenite by maintaining the steel sheet at a separation temperature for a holding time, wherein the holding time is such that carbon is austenite from martensite such that the microstructure of the steel sheet is composed of martensite, austenite and optionally ferrite; Stabilizing austenite, which is of sufficient duration to allow diffusion into nitrite;
(e) melt-immersion galvanizing or galvanizing during the stabilizing austenite phase; And
(f) cooling the steel sheet to room temperature, the method for processing a melt-immersion galvanized or galvanized steel sheet.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링이 마르텐사이트 시작 온도(Ms)를 초과하여 발생되는, 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링된 스틸 시트를 가공하기 위한 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein said melt-immersion galvanizing or galvannealing occurs above the martensite starting temperature (M s ).
제1항 또는 제2항에 있어서,
분리 온도는 마르텐사이트 시작 온도(Ms)를 초과하는, 용융-침지 갈바나이징 또는 갈바닐링된 스틸 시트를 가공하기 위한 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The separation temperature is above the martensite starting temperature (M s ), wherein the melt-immersion galvanized or galvanized steel sheet.
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