KR20230056822A - Ultra-high strength steel sheet having excellent ductility and mathod of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연성이 우수한 초고강도 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동차에 사용될 수 있는 강도 및 연성이 우수한 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high strength steel sheet with excellent ductility and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a steel sheet with excellent strength and ductility that can be used for automobiles and a method for manufacturing the same.
최근 이산화탄소 배출 규제 기준이 보다 엄격해짐에 따라 연비 향상의 필요성이 증대되어 자동차 사들은 경량화에 많은 노력을 기울이고 있다. 또한, 전기차의 시장 점유율이 점차 높아짐에 따라 기존 내연기관에서부터 이어져 온 구조부재 외에 안전성 규제에 따른 배터리 케이스 등의 고강도 강 적용 비율도 지속적으로 증가하는 추세이다. 따라서, 승자동차 강판의 경량화 및 내충돌 특성 향상에 따른 승객 안정성을 동시에 확보하기 위한 대안이 필요한 실정이다.Recently, as carbon dioxide emission standards have become more stringent, the need for fuel efficiency improvement has increased, and automobile companies are making great efforts to reduce weight. In addition, as the market share of electric vehicles gradually increases, the application rate of high-strength steel, such as battery cases, in accordance with safety regulations, in addition to structural members that have been inherited from existing internal combustion engines, continues to increase. Therefore, there is a need for an alternative to secure passenger safety at the same time by reducing the weight of the steel plate for passenger cars and improving crash resistance.
차체의 경량화를 위해서는 승객의 안정성을 확보하는 범위에서 강판의 두께를 감소시켜야 하는데, 이를 위해 시트레일(Seat rail), 멤버(member) 등의 구조 부재에 대해 인장강도 대비 항복강도, 즉, 항복비가 우수한 고강도 강의 적용 비율이 증가하고 있다. 한편, 일반적으로 강도가 증가할수록 연신율 감소에 따른 성형성 저하가 동반된다. 그러나, 이러한 구조 부재 부품의 대부분이 성형 공정을 통과하기 때문에 충돌 안정성뿐 아니라, 성형성도 함께 확보되어야 하므로, 높은 항복비뿐 아니라, 연성의 향상이 필수적이다.In order to reduce the weight of the car body, the thickness of the steel plate must be reduced within the range of securing passenger safety. To this end, the yield strength to tensile strength of structural members such as seat rails and members The application rate of excellent high-strength steel is increasing. On the other hand, in general, as the strength increases, formability decreases due to a decrease in elongation. However, since most of these structural member parts pass through a molding process, not only crash stability but also moldability must be secured, so it is essential to improve ductility as well as a high yield ratio.
연속 소둔 시, 저온까지 수냉각 처리하는 기술은 항복강도를 높이기 위한 대표적인 제조방법이다. 소둔 공정에서 균열시킨 후 물에 침적하여 마르텐사이트를 템퍼링시키게 되는데, 이 때, 강판 내에 생성되는 템퍼드 마르텐사이트 조직을 통해 높은 항복강도뿐 아니라, 상간 경도차 감소에 따른 성형성의 향상을 함께 도모할 수 있다.During continuous annealing, water cooling to a low temperature is a typical manufacturing method for increasing yield strength. After cracking in the annealing process, martensite is tempered by immersion in water. At this time, through the tempered martensite structure generated in the steel sheet, not only high yield strength, but also improvement in formability due to the decrease in hardness difference between phases can be promoted. can
특허문헌 1은 탄소 0.18% 이상의 강재를 연속소둔 후 상온까지 수냉하고, 120~300℃에서 1~15분간 과시효 처리하여 마르텐사이트 80~97면적% 이상인 강재를 제조하는 기술을 제안한다. 이와 같이, 수냉 후 템퍼링에 의한 고강도강을 제조할 경우 항복비는 높지만, 수냉 시, 폭/길이 방향의 온도 편차로 인한 코일의 형상품질 열화 및 재질 편차 문제로 성형 시, 크랙 등이 발생하므로 작업성이 저하될 수 있다.Patent Document 1 proposes a technique for manufacturing a steel material having 80 to 97 area% or more of martensite by continuously annealing a steel material having 0.18% or more of carbon, water-cooling to room temperature, and overaging at 120 to 300 ° C. for 1 to 15 minutes. As such, when high-strength steel is manufactured by tempering after water cooling, the yield ratio is high, but during water cooling, cracks occur during molding due to deterioration of shape quality of the coil and material deviation due to temperature deviation in the width/length direction. sexuality may deteriorate.
특허문헌 2는 인장강도가 1400MPa 이상이고, 항복비가 0.7 이상인 충돌 특성이 우수한 초고강도 강판을 제안하였다. 그러나 탄소 0.1~0.3%, 망간 6~12%와 같이 합금이 다량 첨가되어 있어 연주성, 점용접성 등이 열위하게 된다.Patent Document 2 proposed an ultra-high strength steel sheet having a tensile strength of 1400 MPa or more and a yield ratio of 0.7 or more and excellent crash characteristics. However, since a large amount of alloy is added, such as 0.1 to 0.3% of carbon and 6 to 12% of manganese, playability and spot weldability are inferior.
또한, 특허문헌 3에서는 항복강도가 1300MPa 이상, 인장강도가 1500MPa 이상인 초고강도 강판을 제안하였다. 이러한 강판은 우수한 강도로 인해 자동차용 내충돌 특성이 우수한 장점이 있으나, 연신율이 8% 미만이므로, 롤포밍(Roll forming)과 같이 단순 형상부품 제작에만 활용될 수 있는 한계가 있다.In addition, Patent Document 3 proposed an ultra-high strength steel sheet having a yield strength of 1300 MPa or more and a tensile strength of 1500 MPa or more. Such a steel plate has the advantage of excellent crash resistance properties for automobiles due to its excellent strength, but since the elongation is less than 8%, there is a limit in that it can be used only for manufacturing simple shaped parts such as roll forming.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하고, 높은 항복비와 연성을 동시에 확보할 수 있는 고강도 강판의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a high-strength steel sheet capable of solving the above-mentioned problems and simultaneously securing a high yield ratio and ductility.
본 발명의 일 측면에 따르면 연성이 우수한 초고강도 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.According to one aspect of the present invention, it is intended to provide an ultra-high strength steel sheet with excellent ductility and a manufacturing method thereof.
본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정되지 않는다. 통상의 기술자라면 본 명세서의 전반적인 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above. A person skilled in the art will have no difficulty understanding the further subject matter of the present invention from the general content of this specification.
본 발명의 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.22%, 망간(Mn): 2.6~3.2%, 실리콘(Si): 0.3~0.7%, 산가용 알루미늄(sol.Al): 0.3~0.7%, 인(P): 0.05% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 질소(N): 0.01% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,One aspect of the present invention, by weight, carbon (C): 0.15 ~ 0.22%, manganese (Mn): 2.6 ~ 3.2%, silicon (Si): 0.3 ~ 0.7%, aluminum for acid value (sol.Al): 0.3~0.7%, phosphorus (P): 0.05% or less, sulfur (S): 0.01% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities,
하기 관계식 1에서 정의되는 R1 값이 0.7~1.1이고,The R1 value defined in the following relational expression 1 is 0.7 to 1.1,
하기 관계식 2에서 정의되는 R2 값이 4.0~6.0이며,The R2 value defined in the following relational expression 2 is 4.0 to 6.0,
미세조직으로 마르텐사이트를 80면적% 이상, 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트를 20면적% 이하로 포함하며, 전체 마르텐사이트 분율에 대한 템퍼드 마르텐사이트 분율의 비는 92~97%이고,The microstructure contains 80 area% or more of martensite and less than 20 area% of ferrite, bainite and retained austenite, and the ratio of the tempered martensite fraction to the total martensite fraction is 92 to 97%,
연신율이 10.0% 이상인 강판을 제공할 수 있다.A steel sheet having an elongation of 10.0% or more can be provided.
[관계식 1][Relationship 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(여기서, [Si], [Al], [P] 및 [Mn]은 각 원소의 중량%이다.)(Where [Si], [Al], [P] and [Mn] are the weight percent of each element.)
[관계식 2][Relationship 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(여기서, [C], [Mn], [Cr] 및 [B]는 각 원소의 중량%이다.)(Where [C], [Mn], [Cr] and [B] are the weight percent of each element.)
상기 강판은 중량%로, 크롬(Cr): 0.7% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 바나듐(V): 0.1% 이하 및 보론(B): 0.0025% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The steel sheet contains, in weight percent, chromium (Cr): 0.7% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, titanium (Ti): 0.1% or less, vanadium (V): 0.1% or less, and boron (B): 0.0025 It may further include one or more selected from % or less.
상기 강판은 미세조직으로 페라이트를 3면적% 이상 포함할 수 있다.The steel sheet may include 3 area% or more of ferrite as a microstructure.
상기 강판은 미세조직으로 잔류 오스테나이트를 3면적% 이상 포함할 수 있다.The steel sheet may include 3 area% or more of retained austenite as a microstructure.
상기 강판은 중량%로, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하 중 선택된 1종 이상을 포함하고, 평균 직경이 50nm 이하인 Ti 또는 Nb계 미세 석출물을 1012개/m2 이상으로 포함할 수 있다.The steel sheet includes, in weight percent, titanium (Ti): 0.1% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, and includes Ti or Nb-based fine precipitates having an average diameter of 50 nm or less, 10 12 / m 2 or more.
상기 강판은 인장강도가 1500MPa 이상이고, 항복강도가 1000MPa 이상이고, 항복비가 0.68 이상이고, 항복강도와 연신율의 곱이 10000MPa·%이며, 구멍확장성(HER)이 35% 이상일 수 있다.The steel sheet may have a tensile strength of 1500 MPa or more, a yield strength of 1000 MPa or more, a yield ratio of 0.68 or more, a product of yield strength and elongation of 10000 MPa %, and hole expandability (HER) of 35% or more.
본 발명의 다른 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.22%, 망간(Mn): 2.6~3.2%, 실리콘(Si): 0.3~0.7%, 산가용 알루미늄(sol.Al): 0.3~0.7%, 인(P): 0.05% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 질소(N): 0.01% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에서 정의되는 R1 값이 0.7~1.1이며, 하기 관계식 2에서 정의되는 R2 값이 4.0~6.0인 냉연강판을 준비하는 단계;Another aspect of the present invention, in weight percent, carbon (C): 0.15 ~ 0.22%, manganese (Mn): 2.6 ~ 3.2%, silicon (Si): 0.3 ~ 0.7%, aluminum for acid value (sol.Al) : 0.3 to 0.7%, phosphorus (P): 0.05% or less, sulfur (S): 0.01% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities, in the following relational expression 1 Preparing a cold-rolled steel sheet having a defined R1 value of 0.7 to 1.1 and an R2 value defined in the following relational expression 2 of 4.0 to 6.0;
상기 냉연강판을 750~900℃의 온도범위에서 30~300초 유지하는 연속소둔 단계;Continuous annealing step of maintaining the cold-rolled steel sheet in a temperature range of 750 to 900 ° C. for 30 to 300 seconds;
상기 연속소둔된 강판을 600~720℃의 온도범위까지 10℃/s 이하의 평균 냉각속도로 1차 냉각하는 단계;firstly cooling the continuously annealed steel sheet to a temperature range of 600 to 720°C at an average cooling rate of 10°C/s or less;
상기 1차 냉각된 강판을 50~300℃의 온도범위까지 30~70℃/s의 평균 냉각속도로 2차 냉각하는 단계;Secondary cooling of the primary cooled steel sheet to a temperature range of 50 to 300 °C at an average cooling rate of 30 to 70 °C/s;
상기 2차 냉각된 강판을 100~400℃의 온도범위에서 450~650초 유지하는 과시효 처리 단계; 및An overaging treatment step of maintaining the secondary cooled steel sheet in a temperature range of 100 to 400 ° C for 450 to 650 seconds; and
상기 과시효 처리된 강판을 상온까지 냉각하는 단계를 포함하는 강판의 제조방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a method for manufacturing a steel sheet comprising the step of cooling the overaged steel sheet to room temperature.
[관계식 1][Relationship 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(여기서, [Si], [Al], [P] 및 [Mn]은 각 원소의 중량%이다.)(Where [Si], [Al], [P] and [Mn] are the weight percent of each element.)
[관계식 2][Relationship 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(여기서, [C], [Mn], [Cr] 및 [B]는 각 원소의 중량%이다.)(Where [C], [Mn], [Cr] and [B] are the weight percent of each element.)
상기 강판은 중량%로, 크롬(Cr): 0.7% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 바나듐(V): 0.1% 이하 및 보론(B): 0.0025% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The steel sheet contains, in weight percent, chromium (Cr): 0.7% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, titanium (Ti): 0.1% or less, vanadium (V): 0.1% or less, and boron (B): 0.0025 It may further include one or more selected from % or less.
상기 냉연강판을 준비하는 단계는,The step of preparing the cold-rolled steel sheet,
강 슬라브를 1000~1350℃의 온도범위로 재가열하는 단계;Reheating the steel slab to a temperature range of 1000 to 1350 ° C;
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3~Ar3+50℃의 마무리 열간압연 온도로 열간압연하는 단계;Hot rolling the reheated steel slab at a finish hot rolling temperature of Ar3 ~ Ar3 + 50 ° C;
상기 열간압연된 강판을 400~700℃의 온도범위로 냉각 후 권취하는 단계; 및Cooling the hot-rolled steel sheet to a temperature range of 400 to 700° C. and winding it; and
상기 냉각 및 권취된 강판을 40~70%의 압하율로 냉간압연하는 단계를 포함할 수 있다.A step of cold rolling the cooled and wound steel sheet at a reduction ratio of 40 to 70% may be included.
상기 상온으로 냉각된 강판을 0.1~2.0%의 압하율로 조질압연하는 단계를 더 포함할 수 있다.A step of temper rolling the steel sheet cooled to room temperature at a reduction ratio of 0.1 to 2.0% may be further included.
본 발명의 일 측면에 따르면 연성이 우수한 초고강도 강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to provide an ultra-high strength steel sheet with excellent ductility and a manufacturing method thereof.
본 발명의 일 측면에 따르면 우수한 강도를 구비하면서 연성이 우수한 자동차용 강판으로 사용되는 강판 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a steel sheet used as a steel sheet for automobiles having excellent strength and excellent ductility and a manufacturing method thereof.
도 1의 (a) 및 (b)는 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예의 미세조직(각각 1000배, 5000배)을 관찰한 사진이다.1 (a) and (b) are photographs of microstructures (1000 times and 5000 times, respectively) of an example according to an embodiment of the present invention observed using a scanning electron microscope (SEM).
이하에서는 본 발명의 바람직한 구현예들을 설명하고자 한다. 본 발명의 구현예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 구현예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 구현예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. These embodiments are provided to explain the present invention in more detail to those skilled in the art.
종래의 인장강도 1500MPa 이상의 고강도 강판은 연신율이 5~8% 수준으로, 배터리 케이스 등의 상대적으로 복잡한 부품을 냉간 성형 하기에는 연신율 부족 및 그에 따른 낮은 성형성으로 인해 어려움이 있었다. 따라서, 국부 응력을 완화하여 냉간 성형을 용이하게 하기 위하여, 10% 이상의 연신율이 요구된다.Conventional high-strength steel sheets with a tensile strength of 1500 MPa or more have an elongation of 5 to 8%, and it is difficult to cold form relatively complex parts such as battery cases due to insufficient elongation and consequently low formability. Therefore, an elongation of 10% or more is required to facilitate cold forming by relieving local stress.
따라서, 본 발명자는 상기 문제점을 해결하고, 인장강도 1500MPa 이상의 고강도이면서 10% 이상의 연신율을 동시에 확보하는 고강도 강판을 제조하기 위하여 깊이 연구하였다.Therefore, the inventors of the present invention have studied in depth to solve the above problems and manufacture a high-strength steel sheet having a tensile strength of 1500 MPa or more and at the same time securing an elongation of 10% or more.
C 함량을 높인 강의 경우, 목적하는 수준의 인장강도 및 연신율의 확보가 가능하나, 용접성 및 양산성 등이 크게 열위하므로, 양산부품 적용에는 한계가 있다. 따라서, 목적하는 물성 및 양산성 등을 모두 확보하기 위하여 합금조성, 공정조건 등의 변화를 통한 다각도의 검토 작업이 요구되었다.In the case of steel with increased C content, it is possible to secure the desired level of tensile strength and elongation, but since weldability and mass productivity are greatly inferior, there is a limit to the application of mass-produced parts. Therefore, in order to secure all of the desired physical properties and mass productivity, various review work through changes in alloy composition, process conditions, etc. was required.
그 결과, 합금원소의 함량 및 관계식을 통하여 합금조성을 최적화하고, 냉각 및 과시효 처리를 제어함으로써, 강도 및 연성을 동시에 확보할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result, it was confirmed that strength and ductility can be secured at the same time by optimizing the alloy composition through the content and relational expression of alloy elements and controlling the cooling and overaging treatment, thereby completing the present invention.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
이하에서는, 본 발명의 강 조성에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the steel composition of the present invention will be described in detail.
본 발명에서 특별히 달리 언급하지 않는 한 각 원소의 함량을 표시하는 %는 중량을 기준으로 한다.In the present invention, unless otherwise specified, % indicating the content of each element is based on weight.
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 중량%로, 탄소(C): 0.15~0.22%, 망간(Mn): 2.6~3.2%, 실리콘(Si): 0.3~0.7%, 산가용 알루미늄(sol.Al): 0.3~0.7%, 인(P): 0.05% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 질소(N): 0.01% 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.Steel according to one aspect of the present invention, by weight%, carbon (C): 0.15 ~ 0.22%, manganese (Mn): 2.6 ~ 3.2%, silicon (Si): 0.3 ~ 0.7%, acid soluble aluminum (sol.Al ): 0.3 to 0.7%, phosphorus (P): 0.05% or less, sulfur (S): 0.01% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, the balance may include iron (Fe) and other unavoidable impurities.
탄소(C): 0.15~0.22%Carbon (C): 0.15 to 0.22%
탄소(C)는 마르텐사이트를 형성시켜 강도를 확보하는데 유리한 원소로, 고강도강을 제조하는데 있어 유효한 성분이다. 일반적으로 탄소(C)의 함량이 증가할수록 마르텐사이트의 형성이 용이하여 고강도강 제조 시, 필요한 복합조직 형성에 유리하지만, 의도하는 강도 및 연신율을 동시에 제어하기 위해서는 적정 수준의 함량으로 제어할 필요가 있다. 이에, 본 발명이 목표로 하는 강도를 확보하고, 적정 수준의 마르텐사이트를 형성시키기 위하여 탄소(C)를 0.15% 이상 첨가할 수 있다. 보다 바람직한 하한은 0.17%일 수 있다. 반면, 그 함량이 과도한 경우, 용접성 및 성형성이 열위해지는 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 탄소(C) 함량의 상한을 0.22%로 제한할 수 있다. 보다 바람직한 상한은 0.2%일 수 있다.Carbon (C) is an element advantageous in securing strength by forming martensite, and is an effective component in manufacturing high-strength steel. In general, as the carbon (C) content increases, the formation of martensite becomes easier, which is advantageous in forming the complex structure required for manufacturing high-strength steel. However, it is necessary to control the content at an appropriate level to simultaneously control the intended strength and elongation there is. Accordingly, carbon (C) may be added in an amount of 0.15% or more in order to secure the strength targeted by the present invention and form an appropriate level of martensite. A more preferred lower limit may be 0.17%. On the other hand, if the content is excessive, problems such as poor weldability and formability may occur, so in the present invention, the upper limit of the carbon (C) content may be limited to 0.22%. A more preferable upper limit may be 0.2%.
망간(Mn): 2.6~3.2%Manganese (Mn): 2.6 to 3.2%
망간(Mn)은 강의 경화능을 향상시키는 원소로, 특히, 마르텐사이트를 형성하는데 중요한 역할을 하는 원소이다. 망간(Mn)은 고용강화 효과에 의해 강의 강도 상승에 기여하며, 강 중 불가피하게 첨가되는 S를 MnS로 석출시켜 열간압연 시, S에 의한 판 파단 발생 및 고온취화 현상을 억제시키는 역할을 한다. 상기 효과를 확보하기 위해 망간(Mn)을 2.6% 이상 첨가할 수 있으며, 보다 바람직한 하한은 2.8%일 수 있다. 다만, 그 함량이 일정 수준을 초과하는 경우, 용접성이 열위해질 뿐만 아니라, 마르텐사이트가 과잉으로 형성되어 재질이 불안정해지며, 밴드(Band) 형태의 산화물 띠가 형성되어 가공크랙 및 판 파단 발생 위험이 높아지는 문제가 있다. 또한, 소둔 시, 망간(Mn) 산화물이 강판의 표면에 용출되어 도금성을 저해할 우려가 있다. 따라서, 망간(Mn)의 함량을 3.2% 이하로 제한할 수 있다. 보다 바람직한 상한은 3%일 수 있다.Manganese (Mn) is an element that improves the hardenability of steel and, in particular, plays an important role in forming martensite. Manganese (Mn) contributes to the increase in strength of steel by the solid solution strengthening effect, and serves to suppress the occurrence of plate breakage and high-temperature embrittlement caused by S during hot rolling by precipitating S, which is inevitably added in steel, as MnS. In order to secure the above effect, manganese (Mn) may be added in an amount of 2.6% or more, and a more preferable lower limit may be 2.8%. However, if the content exceeds a certain level, not only does weldability deteriorate, martensite is excessively formed, making the material unstable, and a band-shaped oxide band is formed, resulting in the risk of processing cracks and plate breakage. There is a problem with this rising. In addition, during annealing, manganese (Mn) oxide is eluted on the surface of the steel sheet, and there is a possibility of impairing plating properties. Therefore, the content of manganese (Mn) may be limited to 3.2% or less. A more preferable upper limit may be 3%.
실리콘(Si): 0.3~0.7%Silicon (Si): 0.3 to 0.7%
실리콘(Si)은 강판의 연성을 저하시키지 않으면서, 강도를 확보할 수 있는 유용한 원소이다. 실리콘(Si)은 페라이트 형성을 촉진하고, 미변태 오스테나이트로의 C 농화를 조장하여 마르텐사이트 형성을 촉진하는 원소이기도 하다. 상기 효과를 확보하기 위하여 0.3% 이상의 실리콘(Si)을 첨가할 수 있다. 보다 바람직하게는 0.4% 이상 첨가할 수 있다. 반면, 그 함량이 과도한 경우, 도금성뿐만 아니라, 수소취성 및 용접성의 열위를 야기할 수 있는 바, 그 함량의 상한을 0.7%로 제한할 수 있다. 보다 바람직하게는 0.6% 이하로 제한할 수 있다.Silicon (Si) is a useful element capable of securing strength without reducing the ductility of the steel sheet. Silicon (Si) is also an element that promotes the formation of ferrite and promotes the formation of martensite by promoting the enrichment of C into untransformed austenite. In order to secure the above effect, 0.3% or more of silicon (Si) may be added. More preferably, 0.4% or more can be added. On the other hand, if the content is excessive, it may cause deterioration in plating properties as well as hydrogen embrittlement and weldability, and the upper limit of the content may be limited to 0.7%. More preferably, it can be limited to 0.6% or less.
산가용 알루미늄(sol.Al): 0.3~0.7%Acid soluble aluminum (sol.Al): 0.3 to 0.7%
산가용 알루미늄(sol.Al)은 강의 입도 미세화와 탈산을 위해 첨가되는 원소로, 특히, 베이나이트 영역 유지 시, 베이나이트 내 탄화물 석출을 지연시킴으로써 연성을 향상시킬 수 있는 성분이다. 이와 같은 효과를 확보하기 위하여 0.3% 이상의 산가용 알루미늄(sol.Al)을 첨가할 수 있다. 보다 바람직한 하한은 0.4%일 수 있다. 반면, 그 함량이 과도한 경우, 연속주조 시, 주조성이 저하될 뿐 아니라, 개재물의 과다 형성으로 소둔재 재질의 불량 발생 가능성이 증가할 수 있는 바, 그 상한을 0.7%로 제한할 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.6%로 제한할 수 있다.Acid-soluble aluminum (sol.Al) is an element added for refining and deoxidation of steel, and is a component that can improve ductility by delaying the precipitation of carbides in bainite, especially when maintaining the bainite region. In order to secure such an effect, 0.3% or more of acid soluble aluminum (sol.Al) may be added. A more preferred lower limit may be 0.4%. On the other hand, if the content is excessive, not only the castability deteriorates during continuous casting, but also the possibility of defects in the annealed material may increase due to the excessive formation of inclusions. The upper limit can be limited to 0.7%, More preferably, it can be limited to 0.6%.
인(P): 0.05% 이하Phosphorus (P): 0.05% or less
인(P)은 성형성을 크게 해치지 않으면서 강의 강도를 확보하는데 가장 유리한 원소이지만, 과잉 첨가될 경우 취성 파괴 발생 가능성이 크게 증가하여 열간압연 도중 슬라브의 판파단 발생 가능성을 증가시키는 원소이기도 하다. 또한, 인(P)은 도금 표면 특성을 저해하는 문제가 있으므로, 그 함량의 상한을 0.05%로 제한할 수 있다. 다만, 강 중에 불가피하게 첨가되는 수준을 고려하여 0%는 제외할 수 있다.Phosphorus (P) is the most advantageous element for securing the strength of steel without significantly impairing formability, but when added excessively, the possibility of brittle fracture greatly increases, thereby increasing the possibility of plate breakage of the slab during hot rolling. In addition, since phosphorus (P) has a problem of inhibiting plating surface characteristics, the upper limit of the content may be limited to 0.05%. However, 0% can be excluded in consideration of the level inevitably added to steel.
황(S): 0.01% 이하Sulfur (S): 0.01% or less
황(S)은 강 중에 불가피하게 첨가되는 불순물 원소로, 가능한 그 함량을 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 특히, 강 중의 황(S)은 적열 취성의 발생 가능성을 높일 수 있는 바, 그 함량을 0.01% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 다만, 제조과정 중에 불가피하게 첨가되는 수준을 고려하여 0%는 제외할 수 있다.Sulfur (S) is an impurity element that is inevitably added to steel, and it is desirable to manage its content as low as possible. In particular, since sulfur (S) in steel can increase the possibility of glowing brittleness, it is preferable to limit its content to 0.01% or less. However, 0% can be excluded in consideration of the level inevitably added during the manufacturing process.
질소(N): 0.01% 이하Nitrogen (N): 0.01% or less
질소(N)는 강 중에 불가피하게 첨가되는 불순물 원소로, 가능한 그 함량을 낮게 관리하는 것이 중요하다. 다만, 이를 위해서는 강의 정련 비용이 급격히 상승하는 문제가 있으므로, 조업조건이 가능한 범위인 0.01% 이하로 그 함량을 제어하는 것이 바람직하다. 강 중에 불가피하게 첨가되는 수준을 고려하여 0%는 제외할 수 있다.Nitrogen (N) is an impurity element that is inevitably added to steel, and it is important to manage its content as low as possible. However, since there is a problem in that the refining cost of steel rises rapidly for this purpose, it is preferable to control the content to 0.01% or less, which is a range in which operating conditions are possible. 0% can be excluded considering the level that is unavoidably added to steel.
본 발명의 강은, 상술한 조성 이외에 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 불가피한 불순물은 통상의 제조공정에서 의도되지 않게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이러한 불순물들은 통상의 철강제조분야의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.The steel of the present invention may include remaining iron (Fe) and unavoidable impurities in addition to the above-described composition. Since unavoidable impurities may be unintentionally incorporated in the normal manufacturing process, they cannot be excluded. Since these impurities are known to anyone skilled in the steel manufacturing field, not all of them are specifically mentioned in this specification.
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 크롬(Cr): 0.7% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 바나듐(V): 0.1% 이하 및 보론(B): 0.0025% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.Steel according to one aspect of the present invention contains chromium (Cr): 0.7% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, titanium (Ti): 0.1% or less, vanadium (V): 0.1% or less, and boron (B) : It may further include one or more selected from 0.0025% or less.
크롬(Cr): 0.7% 이하Chromium (Cr): 0.7% or less
크롬(Cr)은 경화능을 향상시키므로 강의 고강도를 확보하기 위해 첨가되는 원소이다. 크롬(Cr)은 마르텐사이트 형성에 유효할 뿐 아니라, 강도 상승 대비 연신율 하락을 최소화시켜 고연성을 갖는 고강도강의 제조에도 유리하다. 상술한 효과를 확보하기 위하여 크롬(Cr)을 첨가할 수 있다. 다만, 크롬(Cr)은 경화능 향상을 통해 마르텐사이트 형성을 용이하게 하지만, 그 함량이 일정 수준을 초과하는 경우, 마르텐사이트의 형성 비율을 과도하게 증가시키고, 조대한 크롬(Cr)계 탄화물의 분율을 증가시키므로, 연신율 저하를 초래하는 문제가 있을 수 있다. 또한, 과도한 첨가는 수소취성 및 용접성의 열위를 야기할 수 있으므로, 그 함량을 0.7% 이하로 제한할 수 있다. 보다 바람직한 상한은 0.6%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.4%일 수 있다.Chromium (Cr) is an element added to secure high strength of steel because it improves hardenability. Chromium (Cr) is not only effective in forming martensite, but also advantageous in manufacturing high-strength steel having high ductility by minimizing the decrease in elongation compared to the increase in strength. Chromium (Cr) may be added to secure the above-mentioned effect. However, chromium (Cr) facilitates the formation of martensite through improved hardenability, but when its content exceeds a certain level, the formation rate of martensite is excessively increased and the formation of coarse chromium (Cr)-based carbides Since the fraction is increased, there may be a problem of causing a decrease in elongation. In addition, since excessive addition may cause hydrogen embrittlement and poor weldability, the content may be limited to 0.7% or less. A more preferred upper limit may be 0.6%, more preferably 0.4%.
나이오븀(Nb): 0.1% 이하Niobium (Nb): 0.1% or less
나이오븀(Nb)은 오스테나이트 입계에 편석되어 소둔 열처리 시, 오스테나이트 결정립의 조대화를 억제할 뿐 아니라, 미세 탄화물을 형성하여 강도 향상에 기여하는 원소이기도 하다. 따라서, 이와 같은 효과를 확보하기 위하여 나이오븀(Nb)을 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 0.02% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 나이오븀(Nb)이 과도하게 첨가되는 경우, 조대한 탄화물의 석출 및 강 중 탄소량 저감에 의해 강도 및 연신율의 감소가 이루어질 수 있으며, 제조원가가 상승하여 경제성이 열위해질 우려가 있는 바, 그 함량을 0.1% 이하로 제한할 수 있다. 보다 바람직하게는 0.07% 이하, 보다 바람직하게는 0.04% 이하로 첨가할 수 있다. 다만, 비제한적으로 0.005% 이상 포함될 수 있다.Niobium (Nb) is an element that is segregated at austenite grain boundaries to suppress coarsening of austenite crystal grains during annealing heat treatment and to contribute to strength improvement by forming fine carbides. Therefore, in order to secure such an effect, niobium (Nb) may be added, preferably 0.02% or more. However, when niobium (Nb) is excessively added, the strength and elongation may be reduced due to the precipitation of coarse carbides and the reduction of the carbon content in the steel, and the manufacturing cost may increase, resulting in poor economic performance. Bar, Its content can be limited to 0.1% or less. More preferably, it can be added at 0.07% or less, more preferably at 0.04% or less. However, it may be included in an amount of 0.005% or more without limitation.
타이타늄(Ti): 0.1% 이하Titanium (Ti): 0.1% or less
타이타늄(Ti)은 미세 탄화물을 형성하여 항복 및 인장강도 확보에 기여할 뿐 아니라, 강 중 N를 TiN으로 석출시켜 AlN의 석출을 억제하므로, 연주 시, 크랙 발생 위험성을 효과적으로 저감시킬 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 확보하기 위하여 타이타늄(Ti)을 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 0.02% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과도한 경우, 조대한 탄화물의 석출과 강 중 탄소량 저감에 의해 강도 및 연신율의 감소가 이루어질 수 있으며, 연주 시, 노즐 막힘 또한 야기될 수 있다. 따라서, 타이타늄(Ti)의 함량을 0.1% 이하로 제한할 수 있다. 보다 바람직한 상한은 0.07%일 수 있으며, 보다 바람직한 상한은 0.04%일 수 있다. 다만, 비제한적으로 0.005% 이상 포함될 수 있다.Titanium (Ti) not only contributes to securing yield and tensile strength by forming fine carbides, but also suppresses the precipitation of AlN by precipitating N in steel as TiN, thereby effectively reducing the risk of cracking during playing. It is an element that can effectively reduce. In order to secure such an effect, titanium (Ti) may be added, preferably 0.02% or more. However, if the content is excessive, the strength and elongation may be reduced due to the precipitation of coarse carbides and the reduction of the carbon content in the steel, and nozzle clogging may also be caused during playing. Therefore, the content of titanium (Ti) may be limited to 0.1% or less. A more preferred upper limit may be 0.07%, and a more preferred upper limit may be 0.04%. However, it may be included in an amount of 0.005% or more without limitation.
바나듐(V): 0.1% 이하Vanadium (V): 0.1% or less
바나듐(V)은 C 또는 N와 반응하여 탄, 질화물을 형성하는 원소로, 저온에서 미세한 석출물을 형성시켜 강의 항복강도를 증가시키는 중요한 역할을 한다. 상기 효과를 확보하기 위하여 바나듐(V)을 일정량 이상 첨가할 수 있으며, 바람직하게는 0.02% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과도한 경우, 조대한 탄화물이 석출되고, 강 중 탄소량 저감에 의하여 강도 및 연신율의 감소가 이루어질 수 있으며, 제조원가가 상승하는 문제점이 있는 바, 그 함량을 0.1% 이하로 제한할 수 있다. 보다 바람직하게는 0.04% 이하로 제한할 수 있다.Vanadium (V) is an element that reacts with C or N to form carbon and nitride, and plays an important role in increasing the yield strength of steel by forming fine precipitates at low temperatures. In order to secure the above effect, a certain amount or more of vanadium (V) may be added, preferably 0.02% or more. However, if the content is excessive, coarse carbides are precipitated, strength and elongation may be reduced by reducing the amount of carbon in steel, and manufacturing costs increase, so the content should be limited to 0.1% or less. can More preferably, it can be limited to 0.04% or less.
보론(B): 0.0025% 이하Boron (B): 0.0025% or less
보론(B)은 소둔 중 냉각하는 과정에서 오스테나이트가 펄라이트로 변태되는 것을 지연시키는 성분이다. 다만, 보론(B)이 과도하게 첨가되는 경우, 강판 표면에 보론(B)이 농화되어 도금밀착성의 열화를 초래할 수 있으므로, 그 함량을 0.0025% 이하로 제한할 수 있다.Boron (B) is a component that retards the transformation of austenite to pearlite during cooling during annealing. However, when boron (B) is excessively added, boron (B) is concentrated on the surface of the steel sheet and may cause deterioration of coating adhesion, so the content may be limited to 0.0025% or less.
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 하기 관계식 1에서 정의되는 R1 값이 0.7~1.1일 수 있다.The steel according to one aspect of the present invention may have an R1 value of 0.7 to 1.1 defined in the following relational expression 1.
관계식 1은 본 발명에 따른 강종의 표면품질을 확보하기 위해 만족하여야 하는 성분 관계를 경험적 수치로서 얻은 것이다. 관계식 1에서 정의되는 R1 값이 1.1을 초과하면 Si, Al 등의 합금원소 함량이 상대적으로 높다는 것을 의미하며, 이로 인해 합금원소들의 강판 표면 농화에 따른 표면품질 저하를 야기할 뿐 아니라, 경화능 감소로 인해 1차 냉각 중에 페라이트가 일부 도입될 수 있다. 반면, 그 값이 0.7 미만일 경우 강판의 표면품질은 양호해지나, 베이나이트 영역 유지 시, 베이나이트 내 탄화물 석출 지연을 통하여 연성 향상을 도모하는 Al, Si 성분의 함량이 기준 이하로 감소되어 강판의 연성이 저하될 우려가 있다. 보다 바람직한 R1 값의 하한은 0.8일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.9일 수 있다.Relational Equation 1 is obtained as an empirical value of a component relationship that must be satisfied to secure the surface quality of the steel grade according to the present invention. If the R1 value defined in relational expression 1 exceeds 1.1, it means that the content of alloying elements such as Si and Al is relatively high, which causes not only a decrease in surface quality due to the concentration of alloying elements on the surface of the steel sheet, but also a decrease in hardenability. Due to this, some ferrite may be introduced during the first cooling. On the other hand, if the value is less than 0.7, the surface quality of the steel sheet becomes good, but when the bainite region is maintained, the content of Al and Si components, which promote ductility improvement through the delay of carbide precipitation in bainite, is reduced below the standard, making the steel sheet There is a risk of deterioration in ductility. A more preferable lower limit of the R1 value may be 0.8, more preferably 0.9.
[관계식 1][Relationship 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(여기서, [Si], [Al], [P] 및 [Mn]은 각 원소의 중량%이다.)(Where [Si], [Al], [P] and [Mn] are the weight percent of each element.)
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 하기 관계식 2에서 정의되는 R2 값이 4.0~6.0일 수 있다.The steel according to one aspect of the present invention may have an R2 value of 4.0 to 6.0 defined in the following relational expression 2.
관계식 2는 본 발명에서 요구하는 기본 재질을 확보하기 위한 성분 관계를 경험적 수치로서 얻은 것이다. 관계식 2에서 정의되는 R2 값이 4.0 미만이면 강의 경화능이 저하되므로 마르텐사이트 또는 베이나이트와 같은 저온변태조직의 상 분율이 저하됨에 따라 본 발명에서 요구하는 강도를 확보할 수 없게 된다. 반면, 그 값이 6.0을 초과하면 강의 경화능이 과도하게 높아지므로 원하는 가공 성형성을 갖는 재질을 얻을 수 없다. 보다 바람직한 하한은 4.6일 수 있으며, 보다 바람직한 상한은 5.2일 수 있다.Relational Expression 2 is obtained as an empirical value of the component relationship for securing the basic material required in the present invention. If the value of R2 defined in relational expression 2 is less than 4.0, since the hardenability of the steel is lowered, the strength required in the present invention cannot be secured as the phase fraction of the low-temperature transformation structure such as martensite or bainite is lowered. On the other hand, if the value exceeds 6.0, the hardenability of the steel is excessively high, so that a material having desired formability cannot be obtained. A more preferred lower limit may be 4.6, and a more preferred upper limit may be 5.2.
[관계식 2][Relationship 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(여기서, [C], [Mn], [Cr] 및 [B]는 각 원소의 중량%이다.)(Where [C], [Mn], [Cr] and [B] are the weight percent of each element.)
이하에서는, 본 발명의 강 미세조직에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the steel microstructure of the present invention will be described in detail.
본 발명에서 특별히 달리 언급하지 않는 한 미세조직의 분율을 표시하는 %는 면적을 기준으로 한다.In the present invention, % representing the fraction of the microstructure is based on the area unless otherwise specified.
본 발명에서의 마르텐사이트는 프레시 마르텐사이트(Fresh martensite) 및 템퍼드 마르텐사이트(Tempered martensite)를 포함하는 개념이며, 마르텐사이트 분율은 프레시 마르텐사이트 및 템퍼드 마르텐사이트의 합계 분율을 의미한다.Martensite in the present invention is a concept including fresh martensite and tempered martensite, and the martensite fraction means the total fraction of fresh martensite and tempered martensite.
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 미세조직으로 마르텐사이트를 80면적% 이상, 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트를 20면적% 이하로 포함하며, 전체 마르텐사이트 분율에 대한 템퍼드 마르텐사이트 분율의 비는 92~97%일 수 있다.The steel according to one aspect of the present invention contains 80 area% or more of martensite and 20 area% or less of ferrite, bainite and retained austenite as a microstructure, and the ratio of the tempered martensite fraction to the total martensite fraction may be 92-97%.
본 발명에서는 고연성 및 고강도 특성을 효과적으로 양립시키기 위하여 프레시 마르텐사이트와 템퍼드 마르텐사이트의 분율을 합계로 80% 이상으로 제한하되, 전체 마르텐사이트 분율에 대한 템퍼드 마르텐사이트의 분율의 비를 92~97%로 제한한다. 전체 마르텐사이트 분율이 80% 미만이면 목적하는 강도를 효과적으로 확보할 수 없다. 또한, 전체 마르텐사이트 대비 템퍼드 마르텐사이트의 비율이 92% 미만일 경우, 목적하는 항복비 및 구멍확장성을 확보할 수 없으며, 그 비율이 97%를 초과하면 목적하는 강도와 연신율을 동시에 확보하기에 어려움이 있다.In the present invention, in order to effectively achieve both high ductility and high strength properties, the total fraction of fresh martensite and tempered martensite is limited to 80% or more, but the ratio of the fraction of tempered martensite to the total martensite fraction is 92 to limited to 97%. If the total martensite fraction is less than 80%, the desired strength cannot be effectively secured. In addition, if the ratio of tempered martensite to total martensite is less than 92%, the desired yield ratio and hole expandability cannot be secured, and if the ratio exceeds 97%, the desired strength and elongation are simultaneously secured. There are difficulties.
본 발명에서는 목적하는 강도와 연신율을 동시에 확보하기 위하여 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트를 20면적% 이하로 포함할 수 있다. 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트가 20%를 초과할 경우, 목적하는 연신율 뿐 아니라 구멍확장성도 확보하는데 어려움이 있을 수 있다. 보다 바람직하게는 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트를 17% 이하로 포함할 수 있으며, 보다 바람직한 하한은 6%일 수 있다. 본 발명에서는 목적하는 연성을 동시에 확보하기 위하여 보다 바람직하게는 페라이트를 3% 이상, 잔류 오스테나이트를 3% 이상 포함할 수 있다. 보다 바람직한 페라이트 분율의 상한은 6%일 수 있으며, 보다 바람직한 잔류 오스테나이트 분율의 상한은 5%일 수 있다. 본 발명에서 베이나이트의 분율은 0%를 포함할 수 있으나, 제조 시, 불가피하게 1% 이상 포함될 수 있다.In the present invention, in order to simultaneously secure the desired strength and elongation, ferrite, bainite, and retained austenite may be included at 20 area% or less. When ferrite, bainite and retained austenite exceed 20%, it may be difficult to secure not only the desired elongation but also the hole expandability. More preferably, ferrite, bainite, and retained austenite may be included at 17% or less, and a more preferable lower limit may be 6%. In the present invention, more preferably 3% or more of ferrite and 3% or more of retained austenite may be included in order to simultaneously secure desired ductility. A more preferable upper limit of the ferrite fraction may be 6%, and a more preferable upper limit of the retained austenite fraction may be 5%. In the present invention, the fraction of bainite may include 0%, but may inevitably include 1% or more during manufacture.
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하 중 선택된 1종 이상을 포함할 경우, 평균 직경이 50nm 이하인 Ti 또는 Nb계 미세 석출물을 1012개/m2 이상으로 포함할 수 있다.Steel according to one aspect of the present invention is titanium (Ti): 0.1% or less, niobium (Nb): when containing one or more selected from among 0.1% or less, Ti or Nb-based fine precipitates having an average diameter of 50 nm or less 10 12 /m 2 or more may be included.
본 발명에서는 미세한 석출물을 다량 포함함으로써, 목적하는 고강도 특성을 보다 효과적으로 확보할 수 있다.In the present invention, by including a large amount of fine precipitates, it is possible to more effectively secure the desired high-strength characteristics.
이하에서는, 본 발명의 강 제조방법에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the steel manufacturing method of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따르는 강은 상술한 합금조성을 만족하는 냉연강판을 연속소둔, 1차 냉각, 2차 냉각 및 과시효 처리하여 제조될 수 있다.Steel according to one aspect of the present invention can be produced by continuous annealing, primary cooling, secondary cooling, and over-aging of a cold-rolled steel sheet satisfying the above-described alloy composition.
냉연강판 준비Cold rolled steel sheet preparation
본 발명의 합금조성을 만족하는 냉연강판을 준비할 수 있다.A cold-rolled steel sheet satisfying the alloy composition of the present invention can be prepared.
본 발명의 냉연강판은 통상의 공정조건으로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 아래에서 설명하는 조건으로 강 슬라브를 재가열, 열간압연, 냉각, 권취 및 냉간압연하여 제조될 수 있다.The cold-rolled steel sheet of the present invention can be manufactured under normal processing conditions, preferably by reheating, hot rolling, cooling, winding and cold rolling a steel slab under the conditions described below.
재가열reheat
본 발명의 합금조성을 만족하는 강 슬라브를 1000~1350℃의 온도범위로 재가열할 수 있다.A steel slab satisfying the alloy composition of the present invention can be reheated to a temperature range of 1000 to 1350 ° C.
재가열 온도가 1000℃ 미만일 경우, 목적하는 마무리 열간압연 온도에범위 이하의 온도구간에서 열간압연될 소지가 있으며, 재가열 온도가 1350℃를 초과할 경우, 강의 융점에 도달하여 생산성이 저하될 우려가 있다.If the reheating temperature is less than 1000 ° C, there is a possibility of hot rolling in a temperature range below the target finishing hot rolling temperature range, and if the reheating temperature exceeds 1350 ° C, the melting point of the steel is reached and productivity may decrease. .
열간압연hot rolled
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3~Ar3+50℃의 마무리 열간압연 온도로 열간압연할 수 있다.The reheated steel slab may be hot rolled at a finish hot rolling temperature of Ar3 ~ Ar3 + 50 ° C.
열간압연 시, 마무리 열간압연 온도는 마무리 압연기의 출구측 온도 기준일 수 있다. 마무리 열간압연 온도가 Ar3 미만인 경우에는 열간 변형 저항이 급격히 증가될 가능성이 높은 반면, 그 온도가 Ar3+50℃를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 산화 스케일이 발생할 뿐 아니라, 열연강판의 결정립이 조대하게 형성되어 최종 강판의 물성 저하를 야기할 수 있다.During hot rolling, the finishing hot rolling temperature may be a reference temperature at the exit side of the finishing mill. If the finish hot rolling temperature is less than Ar3, the hot deformation resistance is likely to increase rapidly, whereas if the temperature exceeds Ar3+50℃, an excessively thick oxide scale occurs and the crystal grains of the hot-rolled steel sheet are formed coarsely. This can cause deterioration of physical properties of the final steel sheet.
냉각 및 권취cooling and winding
상기 열간압연된 강판을 400~700℃의 온도범위로 냉각 후 권취할 수 있다.The hot-rolled steel sheet may be cooled after cooling to a temperature range of 400 to 700° C.
권취온도가 400℃ 미만이면 과다한 마르텐사이트 또는 베이나이트가 생성되어 냉간압연 시, 부하로 인한 형상 불량 등의 제조상의 문제가 발생할 우려가 있으며, 그 온도가 700℃를 초과하면 표면 스케일의 증가로 산세성이 열화될 수 있다.If the coiling temperature is less than 400℃, excessive martensite or bainite is generated, which may cause manufacturing problems such as shape defects due to load during cold rolling, and if the temperature exceeds 700℃, pickling due to an increase in surface scale Sex may deteriorate.
더하여, 본 발명에서는 후속 공정인 냉간압연을 행하기에 앞서, 강판의 표면에 생성된 스케일을 제거하기 위해 산세를 실시할 수 있다.In addition, in the present invention, pickling may be performed to remove scale generated on the surface of the steel sheet prior to cold rolling, which is a subsequent process.
냉간압연cold rolled
상기 냉각 및 권취된 강판을 40~70%의 압하율로 냉간압연할 수 있다.The cooled and wound steel sheet may be cold rolled at a reduction ratio of 40 to 70%.
본 발명에서는 냉간압연 조건을 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 40~70%의 압하율로 냉간압연을 행할 수 있다. 냉간압연 시, 압하율이 40% 미만인 경우, 재결정 구동력이 약화되어 양호한 재결정립을 확보하는데 어려움이 있으며, 형상 교정이 어려울 수 있다. 반면, 그 압하율이 70%를 초과하는 경우, 강판 에지(edge)부에 크랙이 발생할 가능성이 높고, 압연 하중이 급격히 증가하는 문제점이 있을 수 있다.In the present invention, cold rolling conditions are not particularly limited, but cold rolling can be preferably performed at a reduction ratio of 40 to 70%. During cold rolling, when the reduction ratio is less than 40%, the recrystallization driving force is weakened, making it difficult to secure good recrystallized grains and shape correction. On the other hand, if the reduction ratio exceeds 70%, cracks are likely to occur at the edge of the steel sheet, and there may be problems in that the rolling load increases rapidly.
연속소둔continuous annealing
본 발명에서는 준비된 냉연강판을 750~900℃의 온도범위에서 30~300초 유지하는 연속소둔을 행할 수 있다.In the present invention, continuous annealing may be performed by holding the prepared cold-rolled steel sheet at a temperature range of 750 to 900° C. for 30 to 300 seconds.
본 발명에서는 연속소둔을 통해 목적하는 미세조직의 기반을 마련할 수 있다. 연속소둔 온도가 750℃ 미만이면 페라이트 분율이 증가하게 되는데, 이로 인해 강도가 저하될 뿐 아니라, 상간 경도차 증가로 인하여 구멍확장성 또한 열화될 수 있다. 반면, 그 온도가 900℃를 초과하면 페라이트 분율 감소에 따른 연성 감소 외에 강판 표면에 소둔 산화물의 생성이 진전될 우려가 있다. 본 발명의 연속소둔 온도의 보다 바람직한 상한은 830℃일 수 있으며, 보다 바람직하게는 820℃일 수 있다. 또한, 보다 바람직한 하한은 800℃일 수 있으며, 보다 바람직하게는 810℃일 수 있다.In the present invention, it is possible to prepare the basis for the desired microstructure through continuous annealing. When the continuous annealing temperature is less than 750 ° C., the ferrite fraction is increased. As a result, not only the strength is lowered, but also the hole expandability may be deteriorated due to the increase in the hardness difference between phases. On the other hand, if the temperature exceeds 900 ° C., there is a concern that the formation of annealed oxide on the surface of the steel sheet may progress in addition to the decrease in ductility due to the decrease in the ferrite fraction. A more preferable upper limit of the continuous annealing temperature of the present invention may be 830 ℃, more preferably may be 820 ℃. In addition, a more preferable lower limit may be 800°C, more preferably 810°C.
연속소둔 시, 유지 시간이 30초 미만일 경우, 페라이트의 재결정이 충분히 이루어지지 않아 목적하는 연신율의 확보가 어려울 수 있고, 강판의 길이/폭 방향으로 재질편차가 발생할 우려가 크다. 반면, 그 시간이 300초를 초과할 경우, 어닐링 효과가 이미 포화되는 관계로 생산성 저하의 문제점이 발생할 수 있다.During continuous annealing, if the holding time is less than 30 seconds, ferrite recrystallization is not sufficiently achieved, making it difficult to secure a desired elongation rate, and there is a high risk of material deviation in the length / width direction of the steel sheet. On the other hand, if the time exceeds 300 seconds, the annealing effect is already saturated, and thus a problem of reduced productivity may occur.
1차 냉각1st cooling
상기 연속소둔된 강판을 600~720℃의 온도범위까지 10℃/s 이하의 평균 냉각속도로 1차 냉각할 수 있다.The continuously annealed steel sheet may be first cooled at an average cooling rate of 10° C./s or less to a temperature range of 600 to 720° C.
1차 냉각은 후속 공정인 2차 냉각을 행함에 앞서 서냉을 실시함으로써, 급냉 구간에서의 급격한 온도 하락에 의한 판형상 열위를 억제할 수 있다. 1차 냉각 종료 온도가 600℃ 미만이거나 720℃를 초과하게 되면 2차 냉각과의 적정 온도구배 범위를 벗어나게 되므로, 상기 효과를 확보하기 어려우며, 그 결과 안정적인 재질의 확보가 어려워질 수 있다.In primary cooling, slow cooling is performed prior to performing secondary cooling, which is a subsequent process, so that plate-shaped inferiority due to rapid temperature drop in the rapid cooling section can be suppressed. If the primary cooling end temperature is less than 600 ° C or exceeds 720 ° C, it is out of the appropriate temperature gradient range with secondary cooling, making it difficult to secure the above effect, and as a result, it may be difficult to secure a stable material.
1차 평균 냉각속도가 10℃/s를 초과하면 오스테나이트 내 C, Mn 농화가 충분히 발생하지 않을 우려가 있다. 본 발명에서 1차 평균 냉각속도의 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 통상적인 서냉의 냉각속도로 냉각을 행하므로 바람직하게는 1℃/s 이상으로 할 수 있다. If the primary average cooling rate exceeds 10 ° C / s, there is a concern that C and Mn concentration in austenite may not sufficiently occur. In the present invention, the lower limit of the primary average cooling rate is not particularly limited, but since cooling is performed at the cooling rate of normal slow cooling, it can be preferably set to 1 ° C. / s or more.
2차 냉각secondary cooling
상기 1차 냉각된 강판을 50~300℃의 온도범위까지 30~70℃/s의 평균 냉각속도로 2차 냉각할 수 있다.The primary cooled steel sheet may be secondary cooled at an average cooling rate of 30 to 70 °C/s to a temperature range of 50 to 300 °C.
2차 냉각 종료 온도가 50℃ 미만이면 마르텐사이트 변태 종료 온도(Mf)를 지나게 되므로 이후 적정 온도에서 과시효 처리를 하더라도 잔류 오스테나이트로의 C, Mn 농화 효과가 감소하게 된다. 결과적으로 잔류 오스테나이트의 안정성이 감소하게 되어 목적하는 연신율을 확보하지 못하게 되는 문제점이 있다. 반면, 그 온도가 300℃를 초과하면 2차 냉각 종료 시, 생성되는 마르텐사이트 분율이 크게 감소하여 본 발명에서 목적하는 미세조직을 구현하지 못할 우려가 있다. 본 발명에서의 보다 바람직한 2차 냉각온도의 상한은 200℃일 수 있으며, 보다 바람직하게는 150℃일 수 있다. 보다 바람직한 2차 냉각온도의 하한은 100℃일 수 있다.If the secondary cooling end temperature is less than 50 ° C., the martensitic transformation end temperature (Mf) is passed, so even after overaging at an appropriate temperature, the effect of concentrating C and Mn into retained austenite is reduced. As a result, there is a problem in that the stability of retained austenite is reduced so that a desired elongation cannot be secured. On the other hand, if the temperature exceeds 300 ° C., when the secondary cooling is completed, the generated martensite fraction is greatly reduced, and there is a concern that the microstructure desired in the present invention may not be implemented. A more preferable upper limit of the secondary cooling temperature in the present invention may be 200°C, more preferably 150°C. A more preferable lower limit of the secondary cooling temperature may be 100°C.
2차 평균 냉각속도가 30℃/s 미만이면 강판 내 시멘타이트 석출이 발생하게 되어, 잔류 오스테나이트 분율이 부족해질 우려가 있으며, 그 속도가 70℃/s를 초과하면 잔류 오스테나이트로의 C, Mn 농화 효과를 얻는데 어려움이 있을 수 있으며, 강판의 평탄도 또한 열위될 수 있다.If the secondary average cooling rate is less than 30 ℃ / s, cementite precipitation occurs in the steel sheet, and there is a concern that the retained austenite fraction may be insufficient. If the rate exceeds 70 ℃ / s, C and Mn as retained austenite There may be difficulty in obtaining a thickening effect, and the flatness of the steel sheet may also be inferior.
과시효 처리overaging treatment
상기 2차 냉각된 강판을 100~400℃의 온도범위에서 450~650초 유지하는 과시효 처리를 행할 수 있다.Overaging treatment may be performed by holding the secondary cooled steel sheet at a temperature range of 100 to 400° C. for 450 to 650 seconds.
과시효 처리는 마르텐사이트의 템퍼링 효과를 유도하여 본 발명에서 목적하는 강도 및 연성을 동시에 효과적으로 확보할 수 있게 한다. 본 발명에서는 2차 냉각 후 강판을 100~400℃의 온도범위에서 일정시간 유지하도록 제어함으로써 마르텐사이트를 적절히 템퍼링시킬 수 있으며, 잔류 오스테나이트로의 C 및 Mn 농화 효과를 얻을 수 있다. The overaging treatment induces a tempering effect of martensite, thereby effectively securing the desired strength and ductility in the present invention at the same time. In the present invention, martensite can be appropriately tempered by controlling the steel sheet to be maintained at a temperature range of 100 to 400 ° C. for a certain period of time after secondary cooling, and the effect of concentrating C and Mn into retained austenite can be obtained.
과시효 처리 온도가 100℃ 미만이면 잔류 오스테나이트로의 C, Mn 농화 효과가 미미해지는 문제점이 있으며, 그 온도가 400℃를 초과하면 잔류 오스테나이트 내 시멘타이트가 석출되어 연성이 감소할 수 있다. 보다 바람직한 과시효 처리 온도의 상한은 300℃일 수 있으며, 보다 바람직하게는 250℃일 수 있다. 보다 바람직한 과시효 처리 온도의 하한은 150℃일 수 있다.If the overaging treatment temperature is less than 100 ° C, there is a problem that the effect of concentrating C and Mn into retained austenite is insignificant, and if the temperature exceeds 400 ° C, cementite in the retained austenite is precipitated and ductility may decrease. A more preferable upper limit of the overaging treatment temperature may be 300°C, more preferably 250°C. A more preferable lower limit of the overaging treatment temperature may be 150°C.
과시효 처리 시, 유지 시간이 450초 미만일 경우 충분한 템퍼링 효과를 얻을 수 없으며, 650초를 초과하게 되면 시멘타이트 등의 탄화물 석출로 인해 연성이 감소하는 문제점이 있을 수 있다.In the overaging treatment, if the holding time is less than 450 seconds, sufficient tempering effect cannot be obtained, and if it exceeds 650 seconds, there may be a problem in that ductility is reduced due to precipitation of carbides such as cementite.
본 발명에서는 과시효 처리 후 강판을 상온까지 냉각할 수 있다. 과시효 처리 후 냉각에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 통상의 조건을 적용할 수 있다.In the present invention, after the overaging treatment, the steel sheet may be cooled to room temperature. Cooling after overaging treatment is not particularly limited, and normal conditions can be applied.
조질압연temper rolling
본 발명의 일 측면에 따르면 과시효 처리된 강판을 0.1~2.0%의 압하율로 조질압연을 행할 수 있다.According to one aspect of the present invention, temper rolling may be performed on the overaged steel sheet at a reduction ratio of 0.1 to 2.0%.
본 발명에서는 과시효 처리된된 강판에 대하여 선택적으로 조질압연을 행할 수 있으며, 그 조건에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 통상적으로, 조질압연을 실시하는 경우, 인장강도의 증가를 수반하지 않고서도, 항복강도가 상승하는 효과를 얻을 수 있다. 다만, 조질압연의 압하율이 0.1% 미만인 경우, 상기 항복강도 상승 효과가 미비할 뿐 아니라, 형상 제어에 있어서 어려움이 있다. 반면, 압하율이 2.0%를 초과하는 경우, 고연신 작업에 의해 조업성이 크게 열위해질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 조질압연 시, 압하율을 0.1~2.0%로 제한할 수 있다.In the present invention, temper rolling can be selectively performed on the overaged steel sheet, and the conditions are not particularly limited. Usually, when temper rolling is performed, the effect of increasing the yield strength can be obtained without increasing the tensile strength. However, when the rolling reduction of temper rolling is less than 0.1%, the effect of increasing the yield strength is insufficient, and there is difficulty in shape control. On the other hand, when the reduction ratio exceeds 2.0%, operability may be greatly deteriorated due to high elongation work. Therefore, in the present invention, during temper rolling, the reduction ratio may be limited to 0.1 to 2.0%.
이와 같이 제조된 본 발명의 강은 인장강도가 1500MPa 이상이고, 항복강도가 1000MPa 이상이고, 항복비가 0.68 이상이고, 연신율이 10.0% 이상이며, 항복강도와 연신율의 곱이 10000MPa·%이고, 구멍확장성(HER)이 35% 이상으로, 고강도를 가지면서 우수한 연성 특성을 구비할 수 있다.The steel of the present invention thus prepared has a tensile strength of 1500 MPa or more, a yield strength of 1000 MPa or more, a yield ratio of 0.68 or more, an elongation of 10.0% or more, a product of yield strength and elongation of 10000 MPa %, and hole expandability. (HER) of 35% or more, it is possible to have excellent ductility properties while having high strength.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 아래의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it should be noted that the following examples are only for illustrating the present invention in more detail and are not intended to limit the scope of the present invention.
(실시예)(Example)
하기 표 1의 합금조성을 가지는 강 슬라브를 진공 용해하고, 1200℃에서 가열한 후, 880~920℃의 출구측 온도로 마무리 압연을 종료하였으며, 600℃에서 권취하였다. 이후, 산세하여 표면 스케일을 제거한 후, 50%의 냉간 압하율로 냉간압연을 실시하였으며, 하기 표 2에 개시된 조건으로 연속소둔, 냉각 및 과시효 처리를 각각 행하였다.The steel slab having the alloy composition of Table 1 below was vacuum-melted, heated at 1200 ° C, finish rolling was terminated at an outlet temperature of 880 to 920 ° C, and winding was performed at 600 ° C. Thereafter, after pickling to remove surface scale, cold rolling was performed at a cold rolling reduction of 50%, and continuous annealing, cooling, and overaging were performed under the conditions shown in Table 2 below, respectively.
또한, 하기 표 1에는 각 강종의 합금조성에 따른 관계식 1 및 관계식 2의 R1 및 R2 값을 계산하여 나타내었다.In addition, in Table 1 below, R1 and R2 values of Relational Expression 1 and Relational Expression 2 according to the alloy composition of each steel type are calculated and shown.
[관계식 1][Relationship 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(여기서, [Si], [Al], [P] 및 [Mn]은 각 원소의 중량%이다.)(Where [Si], [Al], [P] and [Mn] are the weight percent of each element.)
[관계식 2][Relationship 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(여기서, [C], [Mn], [Cr] 및 [B]는 각 원소의 중량%이다.)(Where [C], [Mn], [Cr] and [B] are the weight percent of each element.)
번호Psalter
number
종river
bell
(℃)temperature
(℃)
(℃)temperature
(℃)
(℃/s)speed
(℃/s)
(℃)temperature
(℃)
(℃/s)speed
(℃/s)
(℃)temperature
(℃)
(초)hour
(candle)
제조된 강판의 미세조직을 관찰하여 하기 표 3에 나타내었으며, 프레시 마르텐사이트(FM), 템퍼드 마르텐사이트(TM), 페라이트(F), 베이나이트(B) 및 잔류 오스테나이트(잔류 γ)의 분율을 측정하여 나타내었다. 미세조직은 연마된 시편 단면을 나이탈 에칭한 후 SEM을 이용하여 관찰하였으며, 잔류 오스테나이트는 XRD 분석을 통해 측정하였다. 표 2의 Mt는 프레시 마르텐사이트(FM)와 템퍼드 마르텐사이트(TM)의 합계 분율을 의미하며, TM/Mt는 프레시 마르텐사이트와 템퍼드 마르텐사이트의 합계 분율(Mt)에 대한 템퍼드 마르텐사이트(TM)의 분율의 비를 의미한다. The microstructure of the manufactured steel sheet was observed and shown in Table 3 below, and fresh martensite (FM), tempered martensite (TM), ferrite (F), bainite (B) and retained austenite (retained γ) The fraction was measured and expressed. The microstructure was observed using SEM after nital etching of the polished specimen cross section, and the retained austenite was measured through XRD analysis. Mt in Table 2 means the total fraction of fresh martensite (FM) and tempered martensite (TM), and TM / Mt is tempered martensite for the total fraction (Mt) of fresh martensite and tempered martensite (TM) means the ratio of fractions.
더하여, 표 3에는 제조된 각 시편에 대한 물성 값을 측정하여 나타내었다. 항복강도(YS), 인장강도(TS) 및 연신율(El)은 인장시험을 통해 평가되었으며, 압연 판재의 압연방향에 대해 90도 방향을 기준으로 JIS-5호 규격에 의거하여 채취된 시험편으로 평가하여 측정하였다. 또한, 상기 물성 값을 통하여 항복비 및 항복강도와 연신율의 곱(YSxEl) 값을 계산하여 나타내었다. 구멍확장성(HER)은 구멍확장시험을 통해 평가되었으며, 10mmΨ의 펀칭 구멍(다이 내경 10.3mm, 클리어런스 12.5%)을 형성한 후 꼭지각 60도의 원추형 펀치를 펀칭 구멍의 버(burr)가 외측이 되는 방향으로 펀칭 구멍에 삽입하고, 12mm/min의 이동 속도로 펀칭 구멍 주변부를 압박 확장한 후 아래의 관계식을 이용하여 산출하였다.In addition, Table 3 shows the measured physical property values for each of the prepared specimens. Yield strength (YS), tensile strength (TS), and elongation (El) were evaluated through a tensile test, and evaluated with test pieces taken in accordance with the JIS-5 standard based on the direction of 90 degrees with respect to the rolling direction of the rolled sheet. was measured. In addition, the yield ratio and the product of yield strength and elongation (YSxEl) were calculated and displayed through the above physical property values. The hole expandability (HER) was evaluated through a hole expansion test, and after forming a punched hole of 10 mmΨ (die inner diameter 10.3 mm, clearance 12.5%), a conical punch with an apex angle of 60 degrees was used, and the burr of the punched hole became the outside. It was inserted into the punched hole in the same direction, and the area around the punched hole was compressed and expanded at a moving speed of 12 mm/min, and then calculated using the following relational expression.
[관계식][relational expression]
구멍확장성(HER, %) = {(D - D0) / D0} x 100Hole expandability (HER, %) = {(D - D 0 ) / D 0 } x 100
(여기서, D는 균열이 두께방향을 따라 강판을 관통하였을 때의 구멍 직경(mm)을 의미하며, D0는 초기 구멍 직경(mm)을 의미한다.)(Here, D means the hole diameter (mm) when the crack penetrates the steel sheet along the thickness direction, and D 0 means the initial hole diameter (mm).)
편
번
호city
side
th
like
종river
bell
γresidue
γ
(MPa)YS
(MPa)
(MPa)TS
(MPa)
(%)El
(%)
(MPa·%)YSxEl
(MPa %)
(%)HER
(%)
* FM: 프레시 마르텐사이트, TM: 템퍼드 마르텐사이트, Mt: 프레시 마르텐사이트 + 템퍼드 마르텐사이트, F: 페라이트, B: 베이나이트, 잔류 γ: 잔류 오스테나이트* FM: fresh martensite, TM: tempered martensite, Mt: fresh martensite + tempered martensite, F: ferrite, B: bainite, retained γ: retained austenite
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 합금조성 및 제조조건을 만족하는 발명예의 경우, 본 발명에서 제안하는 미세조직 특징을 만족하였으며, 본 발명에서 목적하는 물성을 확보하였다. As shown in Table 3, in the case of the inventive example satisfying the alloy composition and manufacturing conditions of the present invention, the microstructure characteristics proposed in the present invention were satisfied, and the desired physical properties were secured in the present invention.
도 1의 (a) 및 (b)는 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예의 미세조직(각각 1000배, 5000배)을 관찰한 사진이다.1 (a) and (b) are photographs of microstructures (1000 times and 5000 times, respectively) of an example according to an embodiment of the present invention observed using a scanning electron microscope (SEM).
한편, 비교예 1 및 2는 1차 냉각 시, 냉각종료온도가 본 발명의 조건을 만족하지 못한 경우로, 2차 냉각과의 적절한 온도구배를 얻지 못함에 따라 목적하는 수준의 연신율을 확보하지 못하였다.On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 are cases in which the cooling end temperature did not satisfy the conditions of the present invention during the first cooling, and it was not possible to secure the elongation at the desired level because an appropriate temperature gradient with the second cooling was not obtained. did
비교예 3 내지 5는 2차 냉각 조건이 본 발명을 만족하지 않는 예시이다. 비교예 3은 2차 냉각종료온도가 과도하게 낮아 마르텐사이트 변태 종료 온도를 지나게 되어 이후 과시효 처리를 행함에도 불구하고 잔류 오스테나이트로의 C, Mn 농화 효과가 감소하였다. 결과적으로, 잔류 오스테나이트의 안정성이 감소하여 목적하는 연신율을 확보하지 못하였다. 비교예 4 및 5는 2차 냉각종료온도가 본 발명의 범위를 초과하는 예시로 최종 미세조직으로 템퍼드 마르텐사이트가 충분히 형성되지 못하였으며, 베이나이트가 과도하게 형성되어 전체 마르텐사이트의 분율이 부족하였다. 그 결과 인장강도 외 목적하는 물성을 확보하지 못하였다.Comparative Examples 3 to 5 are examples in which the secondary cooling conditions do not satisfy the present invention. In Comparative Example 3, the end temperature of the secondary cooling was excessively low, so that the martensitic transformation end temperature was passed, and the effect of concentrating C and Mn into retained austenite was reduced despite the subsequent overaging treatment. As a result, the stability of retained austenite decreased, and the desired elongation was not secured. In Comparative Examples 4 and 5, as examples in which the secondary cooling end temperature exceeds the range of the present invention, tempered martensite was not sufficiently formed as the final microstructure, and bainite was excessively formed, so that the fraction of total martensite was insufficient. did As a result, it was not possible to secure the desired physical properties other than tensile strength.
비교예 6 내지 8은 본 발명의 과시효 처리 조건을 만족하지 않는 예시이다. 비교예 6은 과시효 처리 시간이 부족하여 잔류 오스테나이트로의 C, Mn 농화 효과의 감소로 목적하는 연신율을 확보하지 못하였다. 비교예 7은 과시효 처리 시간이 과도하여 시멘타이트 등의 탄화물 석출로 인해 목적하는 연신율을 확보하지 못하였다. 비교예 8은 과시효 처리 온도가 본 발명에서 제안하는 온도범위를 초과하는 것으로 잔류 오스테나이트 내 시멘타이트 등 탄화물의 석출로 인해 목적하는 연신율을 확보하지 못하였다. Comparative Examples 6 to 8 are examples that do not satisfy the overaging treatment conditions of the present invention. In Comparative Example 6, the target elongation was not secured due to a decrease in the effect of concentrating C and Mn into retained austenite due to insufficient overaging treatment time. In Comparative Example 7, the target elongation was not secured due to precipitation of carbides such as cementite due to excessive overaging treatment time. In Comparative Example 8, the overaging treatment temperature exceeded the temperature range proposed in the present invention, and the desired elongation was not secured due to the precipitation of carbides such as cementite in the retained austenite.
비교예 9 내지 12는 본 발명에서 제안하는 합금조성 또는 관계식을 만족하지 못하는 예시이다. 비교예 9 및 10은 각각 C 및 Mn의 함량이 본 발명에서 제안하는 범위에 미치지 못하는 것으로 목적하는 강도를 확보하지 못하였다. 비교예 11은 관계식 1의 값이 본 발명에서 제안하는 범위를 벗어난 것으로, 합금원소들이 강판의 표면에 농화되어 표면품질이 저하되었을 뿐 아니라, 경화능 감소로 인해 항복강도가 낮아져 목적하는 항복비를 확보하지 못하였다. 비교예 12는 관계식 2의 값이 본 발명의 범위를 초과한 것으로, 경화능이 과도하게 높아져 목적하는 수준의 연신율을 확보하지 못하였다.Comparative Examples 9 to 12 are examples that do not satisfy the alloy composition or relational expression proposed in the present invention. In Comparative Examples 9 and 10, the content of C and Mn, respectively, did not reach the range proposed in the present invention, and thus did not secure the desired strength. In Comparative Example 11, the value of Relational Equation 1 is outside the range suggested by the present invention, and alloy elements are concentrated on the surface of the steel sheet, resulting in a decrease in surface quality, as well as a decrease in yield strength due to a decrease in hardenability, resulting in a desired yield ratio. could not secure In Comparative Example 12, the value of Relational Equation 2 exceeded the range of the present invention, and the hardenability was excessively high, so that the desired level of elongation could not be secured.
이상에서 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다. Although the present invention has been described in detail through examples above, other types of embodiments are also possible. Therefore, the spirit and scope of the claims set forth below are not limited to the embodiments.
Claims (10)
하기 관계식 1에서 정의되는 R1 값이 0.7~1.1이고,
하기 관계식 2에서 정의되는 R2 값이 4.0~6.0이며,
미세조직으로 마르텐사이트를 80면적% 이상, 페라이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트를 20면적% 이하로 포함하며, 전체 마르텐사이트 분율에 대한 템퍼드 마르텐사이트 분율의 비는 92~97%이고,
연신율이 10.0% 이상인 강판.
[관계식 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(여기서, [Si], [Al], [P] 및 [Mn]은 각 원소의 중량%이다.)
[관계식 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(여기서, [C], [Mn], [Cr] 및 [B]는 각 원소의 중량%이다.)
By weight, carbon (C): 0.15 to 0.22%, manganese (Mn): 2.6 to 3.2%, silicon (Si): 0.3 to 0.7%, acid soluble aluminum (sol.Al): 0.3 to 0.7%, phosphorus ( P): 0.05% or less, sulfur (S): 0.01% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities,
The R1 value defined in the following relational expression 1 is 0.7 to 1.1,
The R2 value defined in the following relational expression 2 is 4.0 to 6.0,
The microstructure contains 80 area% or more of martensite and less than 20 area% of ferrite, bainite and retained austenite, and the ratio of the tempered martensite fraction to the total martensite fraction is 92 to 97%,
Steel sheet with an elongation of 10.0% or more.
[Relationship 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(Where [Si], [Al], [P] and [Mn] are the weight percent of each element.)
[Relationship 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(Where [C], [Mn], [Cr] and [B] are the weight percent of each element.)
상기 강판은 중량%로, 크롬(Cr): 0.7% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 바나듐(V): 0.1% 이하 및 보론(B): 0.0025% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 강판.
According to claim 1,
The steel sheet contains, in weight percent, chromium (Cr): 0.7% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, titanium (Ti): 0.1% or less, vanadium (V): 0.1% or less, and boron (B): 0.0025 A steel sheet further comprising one or more selected from % or less.
상기 강판은 미세조직으로 페라이트를 3면적% 이상 포함하는 강판.
According to claim 1,
The steel sheet is a steel sheet containing 3 area% or more of ferrite as a microstructure.
상기 강판은 미세조직으로 잔류 오스테나이트를 3면적% 이상 포함하는 강판.
According to claim 1,
The steel sheet is a steel sheet containing 3 area% or more of retained austenite as a microstructure.
상기 강판은 중량%로, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하 중 선택된 1종 이상을 포함하고, 평균 직경이 50nm 이하인 Ti 또는 Nb계 미세 석출물을 1012개/m2 이상으로 포함하는 강판.
According to claim 2,
The steel sheet includes, in weight percent, titanium (Ti): 0.1% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, and includes Ti or Nb-based fine precipitates having an average diameter of 50 nm or less, 10 12 / Steel sheet containing more than m 2 .
상기 강판은 인장강도가 1500MPa 이상이고, 항복강도가 1000MPa 이상이고, 항복비가 0.68 이상이고, 항복강도와 연신율의 곱이 10000MPa·%이며, 구멍확장성(HER)이 35% 이상인 강판.
According to claim 1,
The steel sheet has a tensile strength of 1500 MPa or more, a yield strength of 1000 MPa or more, a yield ratio of 0.68 or more, a product of yield strength and elongation of 10000 MPa %, and a hole expandability (HER) of 35% or more.
상기 냉연강판을 750~900℃의 온도범위에서 30~300초 유지하는 연속소둔 단계;
상기 연속소둔된 강판을 600~720℃의 온도범위까지 10℃/s 이하의 평균 냉각속도로 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 강판을 50~300℃의 온도범위까지 30~70℃/s의 평균 냉각속도로 2차 냉각하는 단계;
상기 2차 냉각된 강판을 100~400℃의 온도범위에서 450~650초 유지하는 과시효 처리 단계; 및
상기 과시효 처리된 강판을 상온까지 냉각하는 단계를 포함하는 강판의 제조방법.
[관계식 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(여기서, [Si], [Al], [P] 및 [Mn]은 각 원소의 중량%이다.)
[관계식 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(여기서, [C], [Mn], [Cr] 및 [B]는 각 원소의 중량%이다.)
By weight, carbon (C): 0.15 to 0.22%, manganese (Mn): 2.6 to 3.2%, silicon (Si): 0.3 to 0.7%, acid soluble aluminum (sol.Al): 0.3 to 0.7%, phosphorus ( P): 0.05% or less, sulfur (S): 0.01% or less, nitrogen (N): 0.01% or less, the balance including iron (Fe) and other unavoidable impurities, and the R1 value defined by the following relational expression 1 is 0.7 to 1.1 And, preparing a cold-rolled steel sheet having an R2 value of 4.0 to 6.0 defined in the following relational expression 2;
Continuous annealing step of maintaining the cold-rolled steel sheet in a temperature range of 750 to 900 ° C. for 30 to 300 seconds;
firstly cooling the continuously annealed steel sheet to a temperature range of 600 to 720°C at an average cooling rate of 10°C/s or less;
Secondary cooling of the primary cooled steel sheet to a temperature range of 50 to 300 °C at an average cooling rate of 30 to 70 °C/s;
An overaging treatment step of maintaining the secondary cooled steel sheet in a temperature range of 100 to 400 ° C for 450 to 650 seconds; and
A method of manufacturing a steel sheet comprising the step of cooling the overaged steel sheet to room temperature.
[Relationship 1]
R1 = [Si]+[Al]+([P]/[Mn])
(Where [Si], [Al], [P] and [Mn] are the weight percent of each element.)
[Relationship 2]
R2 = [C]+1.5[Mn]+2[Cr]+[B]
(Where [C], [Mn], [Cr] and [B] are the weight percent of each element.)
상기 강판은 중량%로, 크롬(Cr): 0.7% 이하, 나이오븀(Nb): 0.1% 이하, 타이타늄(Ti): 0.1% 이하, 바나듐(V): 0.1% 이하 및 보론(B): 0.0025% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 강판의 제조방법.
According to claim 7,
The steel sheet contains, in weight percent, chromium (Cr): 0.7% or less, niobium (Nb): 0.1% or less, titanium (Ti): 0.1% or less, vanadium (V): 0.1% or less, and boron (B): 0.0025 Method for producing a steel sheet further comprising one or more selected from % or less.
상기 냉연강판을 준비하는 단계는,
강 슬라브를 1000~1350℃의 온도범위로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3~Ar3+50℃의 마무리 열간압연 온도로 열간압연하는 단계;
상기 열간압연된 강판을 400~700℃의 온도범위로 냉각 후 권취하는 단계; 및
상기 냉각 및 권취된 강판을 40~70%의 압하율로 냉간압연하는 단계를 포함하는 강판의 제조방법.
According to claim 7,
The step of preparing the cold-rolled steel sheet,
Reheating the steel slab to a temperature range of 1000 to 1350 ° C;
Hot rolling the reheated steel slab at a finish hot rolling temperature of Ar3 ~ Ar3 + 50 ° C;
Cooling the hot-rolled steel sheet to a temperature range of 400 to 700° C. and winding it; and
A method of manufacturing a steel sheet comprising the step of cold rolling the cooled and wound steel sheet at a reduction ratio of 40 to 70%.
상기 상온으로 냉각된 강판을 0.1~2.0%의 압하율로 조질압연하는 단계를 더 포함하는 강판의 제조방법.
According to claim 7,
Method for producing a steel sheet further comprising the step of temper rolling the steel sheet cooled to room temperature at a reduction ratio of 0.1 to 2.0%.
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CN116770173A (en) * | 2023-06-08 | 2023-09-19 | 邯郸钢铁集团有限责任公司 | Low-cost high-strength thermoforming wheel and production method thereof |
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JPH04289120A (en) | 1990-12-29 | 1992-10-14 | Nkk Corp | Production of ultrahigh strength cold rolled steel sheet excellent in formability and strip shape |
KR20140097332A (en) | 2011-11-08 | 2014-08-06 | 노스이스턴 유니버시티 | Damascene template for directed assembly and transfer of nanoelements |
KR20200027387A (en) | 2018-09-04 | 2020-03-12 | 주식회사 포스코 | Ultra high strength and high ductility steel sheet having excellent yield ratio and manufacturing method for the same |
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2021
- 2021-10-20 KR KR1020210140027A patent/KR20230056822A/en unknown
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