KR20240008059A - Thick-wall steel plate having different microstructure in a thickness direction, and method for the same - Google Patents

Thick-wall steel plate having different microstructure in a thickness direction, and method for the same Download PDF

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KR20240008059A
KR20240008059A KR1020220084947A KR20220084947A KR20240008059A KR 20240008059 A KR20240008059 A KR 20240008059A KR 1020220084947 A KR1020220084947 A KR 1020220084947A KR 20220084947 A KR20220084947 A KR 20220084947A KR 20240008059 A KR20240008059 A KR 20240008059A
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정호준
김효신
민관식
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Abstract

두께 방향 이상 조직을 갖는 후물 TMCP강 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명의 후물 TMCP강은, 중량%로, C:0.03~0.05%, Si:0.2~0.3%, Mn:1.20~1.30%, P:0.008% 이하, S:0.0010%이하, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb:0.035~0.050%, Ni:0.05~0.30%, Cr:0.05~0.25%, Mo:0.10이하%, Ti:0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표면에서부터 두께방향으로 250㎛ 깊이까지의 강재 표층부는, 폴리고날 페라이트: 90면적% 이상, 그리고 잔여 침상 페라이트와 베이나이트를 포함하며, 이를 제외한 강재 내층부에는, 베이나이트 및 침상 페라이트의 혼합: 90면적% 이상, 그리고 잔여 폴리고날 페라이트를 포함한다.
A thick TMCP steel having an abnormal structure in the thickness direction and a method for manufacturing the same are provided.
The thick TMCP steel of the present invention has, in weight percent, C: 0.03 to 0.05%, Si: 0.2 to 0.3%, Mn: 1.20 to 1.30%, P: 0.008% or less, S: 0.0010% or less, Sol.Al: 0.02 ~0.05%, Nb: 0.035~0.050%, Ni: 0.05~0.30%, Cr: 0.05~0.25%, Mo: 0.10% or less, Ti: 0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm or less, remainder The surface layer of the steel, which contains Fe and inevitable impurities, from the surface to a depth of 250㎛ in the thickness direction, contains polygonal ferrite: more than 90% by area, and residual acicular ferrite and bainite, and the inner layer of the steel excluding this contains bay. A mixture of nite and acicular ferrite: more than 90% by area, and containing residual polygonal ferrite.

Description

두께 방향 이상 조직을 갖는 후물 TMCP강 및 그 제조방법{THICK-WALL STEEL PLATE HAVING DIFFERENT MICROSTRUCTURE IN A THICKNESS DIRECTION, AND METHOD FOR THE SAME} Thick TMCP steel having an abnormal structure in the thickness direction and its manufacturing method {THICK-WALL STEEL PLATE HAVING DIFFERENT MICROSTRUCTURE IN A THICKNESS DIRECTION, AND METHOD FOR THE SAME}

두께 방향 이상 조직을 갖는 후물 TMCP강 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 열연후 냉각조건을 제어함으로써 그 두께방향으로 미세조직을 달리하는 복합조직강을 얻을 수 있는 후물 TMCP강 및 그 제조방법에 관한 것이다. This relates to the production of thick TMCP steel having an abnormal structure in the thickness direction. More specifically, it relates to thick TMCP steel that can obtain a composite structure steel with a different microstructure in the thickness direction by controlling the cooling conditions after hot rolling and a manufacturing method thereof. It's about.

종래 후판 TMCP강은 단발성 냉각(ACR 또는ACC)으로 원하는 강재의 온도를 확보하였으며, 그에 따라 강재 표면과 1/4t의 지점에서의 강재 조직이 동일하였다. 이러한 강재 조직 구성은 시장에서 원하는 표면은 Soft하고, 내부는 Hard한 이상조직을 얻기에는 적절하지 않았다. Conventional thick plate TMCP steel secured the desired steel temperature through single-shot cooling (ACR or ACC), and as a result, the steel surface and the steel structure at the 1/4t point were the same. This steel structure structure was not appropriate to obtain the ideal structure of soft surface and hard interior desired in the market.

이러한 강재 두께에 따른 이상 분포를 갖는 이상 조직을 구현하기 위해, 종래 냉각기에서 멀티냉각모드를 활용하는 방법도 있었으나, 설비상의 한계점이 있었다. 구체적으로, 종래의 가속냉각기는 강압구간(고유량, 8m) + 저압구간(저유량, 16m) 구성되므로, 약냉 + 강냉의 복합냉각모드 구현시 강냉 구간이 기존 냉각기의 후단부인 저압 구간에서 이루어져야 하므로 압력 및 유량이 부족할 수 밖에 없었다. In order to implement an abnormal structure with an abnormal distribution according to the thickness of the steel material, there was a method of utilizing a multi-cooling mode in a conventional cooler, but there were limitations in equipment. Specifically, the conventional accelerated cooler consists of a reduced pressure section (high flow rate, 8m) + a low pressure section (low flow rate, 16m), so when implementing a combined cooling mode of weak cooling + strong cooling, the strong cooling section must be performed in the low pressure section at the rear of the existing cooler. There was no choice but to have insufficient pressure and flow.

또한 약냉 직후 소재 Stress Relief로 판변형이 일어나 평탄도가 확보되지 않은 상태에서 강냉하게 되어 불균일 냉각의 우려의 한계가 있었다.In addition, immediately after mild cooling, plate deformation occurred due to stress relief of the material, and as flatness was not secured, there was a limit to the concern of uneven cooling.

KR10-2020-047926호 공보Public Notice KR10-2020-047926

본 발명은 열연후 냉각조건을 제어함으로써 강재의 두께방향으로 표층부에는 연질상인 페라이트상이 그리고 두께방향으로 내측으로는 경질상이 형성된 후물 TMCP강 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a thick TMCP steel in which a soft ferrite phase is formed in the surface layer in the thickness direction of the steel and a hard phase is formed in the inner layer in the thickness direction of the steel by controlling the cooling conditions after hot rolling, and a method for manufacturing the same.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. It could be.

본 발명의 일측면은, One aspect of the present invention is,

중량%로, C:0.03~0.05%, Si:0.2~0.3%, Mn:1.20~1.30%, P:0.008% 이하, S:0.0010%이하, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb:0.035~0.050%, Ni:0.05~0.30%, Cr:0.05~0.25%, Mo:0.10이하%, Ti:0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,In weight%, C: 0.03~0.05%, Si: 0.2~0.3%, Mn: 1.20~1.30%, P: 0.008% or less, S: 0.0010% or less, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb: 0.035~ 0.050%, Ni: 0.05-0.30%, Cr: 0.05-0.25%, Mo: 0.10% or less, Ti: 0.007-0.017%, Ca: 5-40ppm, N: 50ppm or less, including the balance of Fe and inevitable impurities,

표면에서부터 두께방향으로 250㎛ 깊이까지의 강재 표층부는, 폴리고날 페라이트: 90면적% 이상, 그리고 잔여 침상 페라이트와 베이나이트를 포함하며, 이를 제외한 강재 내층부에는, 베이나이트 및 침상 페라이트의 혼합: 90면적% 이상, 그리고 잔여 폴리고날 페라이트를 포함하는 두께방향 이상 조직을 가지는 열연 TMCP강에 관한 것이다. The surface layer of the steel from the surface to a depth of 250㎛ in the thickness direction contains polygonal ferrite: 90% by area or more, and residual acicular ferrite and bainite, and the inner layer of the steel excluding this contains a mixture of bainite and acicular ferrite: 90% by area. It relates to hot-rolled TMCP steel having an area % or more and a structure in the thickness direction containing residual polygonal ferrite.

상기 강재 내층부를 이루는 잔여 조직으로, 펄라이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트중 1종 이상을 포함할 수도 있다. The remaining structure forming the inner layer of the steel may include one or more of pearlite, martensite, and residual austenite.

또한 본 발명의 다른 측면은, In addition, another aspect of the present invention is,

중량%로, C:0.03~0.05%, Si:0.2~0.3%, Mn:1.20~1.30%, P:0.008% 이하, S:0.0010%이하, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb:0.035~0.050%, Ni:0.05~0.30%, Cr:0.05~0.25%, Mo:0.10이하%, Ti:0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 가열로에서 추출한 후 860~960℃의 온도범위에서 마무리 열간압연함으로써 12T~32T 두께의 열연 강재를 제조하는 단계;In weight%, C: 0.03~0.05%, Si: 0.2~0.3%, Mn: 1.20~1.30%, P: 0.008% or less, S: 0.0010% or less, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb: 0.035~ 0.050%, Ni: 0.05~0.30%, Cr: 0.05~0.25%, Mo: 0.10% or less, Ti: 0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm or less, steel containing residual Fe and inevitable impurities Manufacturing hot rolled steel with a thickness of 12T to 32T by extracting the slab from a heating furnace and performing final hot rolling at a temperature range of 860 to 960°C;

상기 제조된 열연 강재를 연속하여 750~840℃의 온도까지 40℃/s 이하의 냉각속도로 1차 냉각하는 단계;Continuously primary cooling the manufactured hot rolled steel to a temperature of 750 to 840°C at a cooling rate of 40°C/s or less;

상기 1차 냉각된 열연 강재를 15~20초 동안 공냉한 후, 평탄화처리하는 단계; 및 Air-cooling the primary cooled hot-rolled steel for 15 to 20 seconds and then flattening it; and

상기 평탄화처리된 열연 강재를 24℃/s 이상의 냉각속도로 550℃ 이하의 냉각종료온도까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하고,Secondary cooling the flattened hot rolled steel material to a cooling end temperature of 550°C or lower at a cooling rate of 24°C/s or higher,

상기 2차 냉각단계에서 냉각 개시 온도를,Cooling start temperature in the secondary cooling step,

열연 강재의 두께가 12T~17T 일때 750~810℃, 750~810℃ when the thickness of hot rolled steel is 12T~17T,

열연강재의 두께가 17T 초과 25T 이하일때 770~810℃, 그리고 770~810℃ when the thickness of hot rolled steel exceeds 17T but does not exceed 25T, and

열연강재의 두께가 25T 초과 32T 이하일때 790~810℃로 제어하는, 두께방향 이상 조직을 가지는 열연 TMCP강 제조방법에 관한 것이다. It relates to a method of manufacturing hot-rolled TMCP steel with an abnormal structure in the thickness direction, controlling the temperature to 790-810°C when the thickness of the hot-rolled steel is more than 25T and less than 32T.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 두개의 냉각기를 동시에 활용하여 1차 냉각으로 표면만 냉각될 정도로 약냉시켜 소재 표면에 페라이트를 생성시킨 후, 공냉하여 충분히 변형되면서 표면 페라이트를 발달시키고, 이어, Pre-leveler에서 교정한 후 강냉의 2차 냉각을 통하여 강재 내부에는 경질의 제 2상을 형성시켜 두께 방향 이상 조직을 갖는 TMCP강을 제공할 수 있다. The present invention, which has the structure described above, utilizes two coolers simultaneously to generate ferrite on the surface of the material by lightly cooling it to the extent that only the surface is cooled by primary cooling, and then air-cooling it to develop surface ferrite while sufficiently deforming it. , After correction in the pre-leveler, a hard second phase is formed inside the steel through secondary cooling, thereby providing TMCP steel with an abnormal structure in the thickness direction.

그리고 이에 의해 API 耐SOUR재 하드스팟 보증 및 저온용강 YR 향상 등 신강종개발을 도모할 수 있다. In addition, this can promote the development of new steel types, such as guaranteeing the hard spot of API and SOUR materials and improving the YR of low-temperature molten steel.

도 1은 본 발명의 두께방향 이상 조직을 구현할 수 있는 냉각장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 냉각장치를 거친 강재에 대한 냉각 프로파일을 나타내는 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 15T 열연 강재의 TOP부와 MIDDLE부의 두께별 SEM 조직사진으로서, TOP부(PC988370-T)는 열연 강재의 선단으로부터 1~2M 떨어진 강재 부위를 말하며, MIDDLE부(PC988370-M)는 열연 강재의 선단으로부터 12M 떨어진 강재 부위를 말한다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 30T 열연강재의 2차 냉각 전 냉각개시온도에 따른 강재 두께별 SEM 조직사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 강재 두께별 2차 냉각개시온도가 강재의 항복강도와 경도에 미치는 영향을 나타내는 그래프로서, (a)는 강재 두께별 2차 냉각개시온도가 강재의 항복강도(1/4t 지점에서 측정)에 미치는 영향을, 그리고 (b)는 강재 두께별 2차 냉각 개시온도가 강재 표층부 경도에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
Figure 1 is a schematic diagram showing a cooling device capable of implementing an abnormal structure in the thickness direction of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the cooling profile for steel that has passed through the cooling device of Figure 1.
Figure 3 is an SEM tissue photo of the TOP part and the MIDDLE part of the 15T hot rolled steel in an embodiment of the present invention by thickness, the TOP part (PC988370-T) refers to the steel part 1 to 2M away from the tip of the hot rolled steel, and the MIDDLE part ( PC988370-M) refers to the steel part 12M away from the tip of the hot rolled steel.
Figure 4 is an SEM tissue photo of steel thickness according to the cooling start temperature before secondary cooling of 30T hot rolled steel in an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph showing the effect of the secondary cooling start temperature for each thickness of the steel material on the yield strength and hardness of the steel material in an embodiment of the present invention. (a) is a graph showing the effect of the secondary cooling start temperature for each thickness of the steel material on the yield strength of the steel material ( (measured at the 1/4t point), and (b) is a graph showing the effect of the secondary cooling start temperature by steel thickness on the hardness of the steel surface layer.

이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은 열간압연 후 12~35T의 후물재의 냉각 공정을 제어함으로써 강재 두께방향으로 다른 미세조직 분포를 가지는 복합조직 TMCP강을 제공함을 특징으로 한다. The present invention is characterized by providing a composite structure TMCP steel with a different microstructure distribution in the steel thickness direction by controlling the cooling process of 12 to 35T thick material after hot rolling.

도 1은 도 1은 본 발명의 두께방향 이상 조직을 구현할 수 있는 냉각장치를 나타내는 개략도이며, 도 2는 도 1의 냉각장치를 거친 강재에 대한 냉각 프로파일을 나타내는 그림이다. Figure 1 is a schematic diagram showing a cooling device capable of implementing an abnormal structure in the thickness direction of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing a cooling profile for a steel material that has passed through the cooling device of Figure 1.

도 1-2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 냉각장치는 압연근접냉각기(ACR), Pre-Leveller, 가속냉각기(ACC) 및 Hot Leveller를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 후판 압연기 후단에 ACR 1차 냉각기 및 ACC 가속냉각기를 별개로 배치하여, 상기 ACR 냉각기를 통해서는 약냉을 통하여 강재 표층부의 조직을 페라이트로 형성한 후, 공냉하고, 이어, 후속하는 ACC 냉각기를 통한 강냉을 통하여 강재 내부에 경질의 제2상을 형성함으로써 강재 두께방향으로 다른 미세조직 분포를 갖는 TMCP강을 제조할 수 있다. 즉, 1차 냉각 직후, 교정하고, 이어, 2차 냉각 후 다시 교정하는 프로세스를 거쳐 소재의 조직 제어뿐만 아니라 형상제어도 가능한 냉각기술로서, 1, 2차 냉각의 냉각속도, 냉각온도를 가변적으로 제어하여 다양한 형태의 복합조직을 얻을 수 있다. As shown in Figures 1-2, the cooling device of the present invention may be configured to include an adjacent rolling cooler (ACR), a pre-leveler, an accelerated cooler (ACC), and a hot leveler. That is, the ACR primary cooler and ACC acceleration cooler are separately arranged at the rear of the plate rolling mill, and the structure of the surface layer of the steel is formed into ferrite through mild cooling through the ACR cooler, followed by air cooling, and then the subsequent ACC cooler. TMCP steel with a different microstructure distribution in the steel thickness direction can be manufactured by forming a hard second phase inside the steel through quenching. In other words, it is a cooling technology that can control not only the structure of the material but also its shape through the process of correcting immediately after the first cooling and then calibrating again after the second cooling. The cooling rate and cooling temperature of the first and second cooling are variable. By controlling it, various types of complex tissues can be obtained.

이러한 본 발명의 열연 TMCP강은, 중량%로, C:0.03~0.05%, Si:0.2~0.3%, Mn:1.20~1.30%, P:0.008% 이하, S:0.0010%이하, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb:0.035~0.050%, Ni:0.05~0.30%, Cr:0.05~0.25%, Mo:0.10이하%, Ti:0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표면에서부터 두께방향으로 250㎛ 깊이까지의 강재 표층부는, 폴리고날 페라이트: 90면적% 이상, 그리고 잔여 침상 페라이트와 베이나이트를 포함하며, 이를 제외한 강재 내층부에는, 베이나이트 및 침상 페라이트의 혼합: 90면적% 이상, 잔여 폴리고날 페라이트를 포함하는 두께방향 이상 조직을 가진다. The hot-rolled TMCP steel of the present invention is, in weight percent, C: 0.03 to 0.05%, Si: 0.2 to 0.3%, Mn: 1.20 to 1.30%, P: 0.008% or less, S: 0.0010% or less, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb: 0.035~0.050%, Ni: 0.05~0.30%, Cr: 0.05~0.25%, Mo: 0.10% or less, Ti: 0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm or less, The surface layer of the steel, including the remaining Fe and inevitable impurities, from the surface to a depth of 250㎛ in the thickness direction, contains polygonal ferrite: 90% by area or more, and residual acicular ferrite and bainite, and the inner layer of the steel excluding this includes, Mixture of bainite and acicular ferrite: More than 90% by area, has an abnormal structure in the thickness direction including residual polygonal ferrite.

이하, 본 발명의 열연 TMCP강의 강 성분조성 및 그 함량 제한사유를 설명하며, 여기에서 "%"는 달리 규정한 바가 없다면 중량%를 의미한다. Hereinafter, the steel component composition of the hot-rolled TMCP steel of the present invention and the reasons for limiting its content will be described, where "%" means weight percent unless otherwise specified.

탄소(C): 0.03~0.05%Carbon (C): 0.03~0.05%

C는 기본적인 강도를 확보하는데 가장 중요한 원소이므로 적절한 범위 내에서 강 중에 함유될 필요가 있으며, 이러한 첨가효과를 얻기 위해서는 C는 0.03% 이상인 것이 바람직하다. 그러나, C의 함량이 0.05%를 초과하게 되면, 수냉시 모재 강도 및 경도가 과다하게 높아질 수 있다. C is the most important element in securing basic strength, so it needs to be contained in steel within an appropriate range. To obtain this added effect, C is preferably 0.03% or more. However, if the C content exceeds 0.05%, the strength and hardness of the base material may increase excessively when cooled with water.

따라서, 상기 C의 함량은 0.03~0.05%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the C content ranges from 0.03 to 0.05%.

실리콘(Si): 0.2~0.3%Silicon (Si): 0.2~0.3%

Si는 치환형 원소로서 고용강화를 통해 강재의 강도를 향상시키고, 강력한 탈산효과를 가지고 있으므로 청정강 제조에 필수적인 원소이므로 0.2% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나 0.3%를 초과하는 경우, 강재 중심부의 경질상 등의 기지 조직의 강도를 증대시켜 충격인성 등에 열화를 야기할 수 있다. Si is a substitutional element that improves the strength of steel through solid solution strengthening and has a strong deoxidation effect, so it is an essential element in the production of clean steel, so it is preferable to add 0.2% or more. However, if it exceeds 0.3%, it may increase the strength of the matrix structure such as the hard phase in the center of the steel, causing deterioration in impact toughness, etc.

따라서, 상기 Si는 0.2~0.3%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the Si ranges from 0.2 to 0.3%.

망간(Mn): 1.20~1.30%Manganese (Mn): 1.20~1.30%

Mn은 고용강화에 의해 강도를 향상시키고 저온변태상이 생성되도록 경화능을 향상시키는 유용한 원소이다. 따라 항복강도 460MPa이상을 확보하기 위해서는 1.20%이상 첨가되는 것이 바람직하다. 하지만, Mn함량이 증가할수Mn is a useful element that improves strength through solid solution strengthening and improves hardenability to create a low-temperature transformation phase. Accordingly, in order to secure a yield strength of 460 MPa or more, it is desirable to add 1.20% or more. However, the Mn content may increase.

록 Mn은 S와 반응하여 연신된 비금속 개재물인 MnS를 형성함에 따라 인성을 저하시킬 수 있으므로 상기 Mn의 상한은 1.30%이하인 것이 바람직하다. Rock Mn may reduce toughness by reacting with S to form MnS, an elongated non-metallic inclusion, so the upper limit of Mn is preferably 1.30% or less.

따라서, 상기 Mn의 함량은 1.20~1.30%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, the Mn content is preferably in the range of 1.20 to 1.30%.

알루미늄(Sol.Al): 0.02~0.05%Aluminum (Sol.Al): 0.02~0.05%

Al은 상기 Si과 더불어 제강공정에서 강력한 탈산제의 하나로서, 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.02% 이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 그 함량이 0.05%를 초과하는 경우에는 탈산의 결과물로 생성되는 산화성 개재물 중 Al2O3의 분율이 과다하게 증가하고, 크기가 조대해질 뿐만 아니라, 정련 중에 제거가 어려워지는 문제가 있을 수 있다. Al, along with Si, is one of the powerful deoxidizers in the steelmaking process, and to achieve this effect, it is preferable to add it in an amount of 0.02% or more. However, if the content exceeds 0.05%, the Al2O3 fraction among the oxidizing inclusions generated as a result of deoxidation increases excessively, becomes coarse in size, and may become difficult to remove during refining.

따라서, 상기 Al은 0.02~0.05%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the Al ranges from 0.02 to 0.05%.

인(P): 0.008% 이하Phosphorus (P): 0.008% or less

P는 결정립계에 취성을 유발하거나 조대한 개재물을 형성시켜 취성을 유발하는 원소이므로, 상기 P의 함량을 0.008% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.P is an element that causes embrittlement at grain boundaries or forms coarse inclusions, so it is desirable to control the P content to 0.008% or less.

황(S): 0.0010% 이하Sulfur (S): 0.0010% or less

S는 결정립계에 취성을 유발하거나 조대한 개재물을 형성시켜 취성을 유발하는 원소이므로, 상기 S의 함량을 0.0010% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.S is an element that causes embrittlement at grain boundaries or forms coarse inclusions, so it is desirable to control the S content to 0.0010% or less.

니오븀(Nb): 0.035~0.050%Niobium (Nb): 0.035~0.050%

Nb는 NbC 또는 Nb(C,N)의 형태로 석출하여 모재 강도를 향상시킨다. 또한, 고온으로 재가열시 고용된 Nb는 압연 시 NbC의 형태로 매우 미세하게 석출되어 오스테나이트의 재결정을 억제하여 조직을 미세화시키는 효과가 있다. 상기 효과를 위해서 상기 Nb는 0.035% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 0.050%를 초과할 경우에는 미용해된 Nb가 Ti,Nb(C,N) 형태로 생성되며, 이로 인해 강도 특성을 저해시키는 요인이 될 수 있다.Nb improves the strength of the base material by precipitating in the form of NbC or Nb(C,N). In addition, Nb dissolved in solid solution when reheated to a high temperature precipitates very finely in the form of NbC during rolling, which has the effect of suppressing recrystallization of austenite and refining the structure. For the above effect, it is preferable that 0.035% or more of Nb is added. However, if it exceeds 0.050%, undissolved Nb is generated in the form of Ti, Nb (C, N), which may be a factor in deteriorating strength characteristics.

따라서, 상기 Nb의 함량은 0.035~0.050%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the Nb content ranges from 0.035 to 0.050%.

티타늄(Ti): 0.007~0.017%Titanium (Ti): 0.007~0.017%

Ti은 재가열시 TiN으로 석출하여 모재 및 용접 열영향부의 결정립의 성장을 억제하여 저온인성을 크게 향상시키는 성분으로서, 이러한 첨가효과를 얻기 위해서는 0.007% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, Ti가 0.017%를 초과하여 첨가되면, 연주 노즐의 막힘이나 중심부 정출에 의해 저온인성이 감소될 수 있다.Ti is a component that precipitates as TiN upon reheating and significantly improves low-temperature toughness by suppressing the growth of grains in the base metal and weld heat-affected zone. It is preferable to add 0.007% or more to achieve this addition effect. However, if Ti is added in excess of 0.017%, low-temperature toughness may be reduced due to clogging of the playing nozzle or crystallization in the center.

따라서 상기 Ti 함량은 0.007~0.017%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, the Ti content is preferably in the range of 0.007 to 0.017%.

크롬(Cr): 0.05~0.25%Chromium (Cr): 0.05~0.25%

크롬(Cr)은 소입성을 증대시켜 저온변태조직을 형성함으로써 항복 및 인장강도를 증대시키는 역할을 하며, 이를 위하여 0.05% 이상으로 Cr을 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 만일 Cr 함량이 0.25%를 초과하게 되면 M23C6등과 같은 Cr-Rich 조대 탄화물이 형성될 수 있어 충격인성이 하락할 수 있다.Chromium (Cr) plays a role in increasing yield and tensile strength by increasing hardenability and forming a low-temperature transformation structure. For this purpose, it is preferable to add Cr in an amount of 0.05% or more. However, if the Cr content exceeds 0.25%, Cr-Rich coarse carbides such as M23C6 may be formed and impact toughness may decrease.

따라서, 상기 Cr의 함량은 0.05~0.25%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Therefore, the Cr content is preferably in the range of 0.05 to 0.25%.

몰리브덴(Mo): 0.10% 이하 Molybdenum (Mo): 0.10% or less

Mo은 Cr과 같이 후공정인 템퍼링 또는 용접후열처리(PWHT) 동안의 강도 하락 방지에 유효한 원소이며, P 등 불순물의 입계 편석에 의한 인성 저하를 방지하는 효과가 있다. 또한 소입성을 증대시켜 마르텐사이트나 베이나이트 등 저온상 분율을 증대시켜 기지상의 강도를 높인다. 그러나 Mo는 고가의 원소로서 과도하게 첨가하는 경우 제조비용이 크게 상승할 수 있으므로 0.10% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다. Mo, like Cr, is an element effective in preventing a decrease in strength during post-process tempering or post-weld heat treatment (PWHT), and is effective in preventing a decrease in toughness due to grain boundary segregation of impurities such as P. In addition, it increases hardenability and increases the fraction of low-temperature phases such as martensite and bainite, thereby increasing the strength of the matrix phase. However, Mo is an expensive element and if added excessively, the manufacturing cost can increase significantly, so it is preferable to add it in an amount of 0.10% or less.

니켈(Ni): 0.05~0.30%Nickel (Ni): 0.05~0.30%

Ni은 저온에서 적층결함을 증대시켜 전위의 교차슬립(Cross slip)을 용이하게 만들어 충격인성을 향상시키고 경화능을 향상시켜 강도를 증가시키는데 중요한 원소로서, 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.05% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 Ni이 0.3%를 초과하여 첨가되면 타 경화능 원소 대비 비싼 원가로 인해 제조원가를 상승시킬 수 있으므로, 상기 Ni의 함량은 0.05~0.30%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Ni is an important element that improves impact toughness by increasing stacking faults at low temperatures, making it easier to cross slip dislocations, and increasing strength by improving hardenability. To achieve this effect, it must be added at least 0.05%. desirable. However, if Ni is added in excess of 0.3%, the manufacturing cost may increase due to the high cost compared to other hardenability elements, so the Ni content is preferably in the range of 0.05 to 0.30%.

칼슘(Ca): 5~40ppmCalcium (Ca): 5~40ppm

Ca는 Al에 의한 탈산 후 첨가하게 되면 MnS 개재물을 형성하는 S와 결합하여 MnS의 생성을 억제함과 동시에, 구상의 CaS를 형성하여 크랙의 발생을 억제하는 효과가 있다. 본 발명에서는 불순물로 함유되는 S를 충분히 CaS로 형성시키기 위해서 상기 Ca를 5ppm 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 다만, 40ppm을 초과하는 경우에는 CaS를 형성하고 남은 Ca가 O와 결합하여 조대한 산화성 개재물을 생성하게 되며, 이는 압연시 연신, 파괴되어 균열의 개시점을 작용하는 문제가 있다. 따라서, 상기 Ca의 함량은 5~40ppm의 범위를 갖는 것이 바람직하다.When Ca is added after deoxidation by Al, it combines with S forming MnS inclusions to suppress the production of MnS, and at the same time forms spherical CaS, which has the effect of suppressing the occurrence of cracks. In the present invention, it is preferable to add 5 ppm or more of Ca in order to sufficiently form S contained as an impurity into CaS. However, if it exceeds 40ppm, Ca remaining after forming CaS combines with O to generate coarse oxidative inclusions, which are stretched and broken during rolling, causing a problem of acting as the starting point of cracks. Therefore, the Ca content is preferably in the range of 5 to 40 ppm.

질소(N): 50ppm이하Nitrogen (N): 50ppm or less

질소(N)는 강 중에서 공업적으로 완전히 제거하는 것이 어려우므로, 제조공정에서 허용할 수 있는 범위인 50ppm를 상한으로 한다. 한편, 상기 N는 강 중 Al, Ti, Nb, V 등과 반응하여 질화물을 형성함으로써 오스테나이트 결정립의 성장을 억제하고, 이로부터 소재의 인성 및 강도 향상에 유리한 영향을 미치나, 그 함량이 50ppm을 초과하여 과도하게 첨가되면 고용 상태의 N이 존재하고, 이는 저온인성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다.Since it is difficult to completely remove nitrogen (N) from steel industrially, the upper limit is 50ppm, which is the allowable range in the manufacturing process. Meanwhile, N reacts with Al, Ti, Nb, V, etc. in steel to form nitrides, thereby suppressing the growth of austenite grains, which has a beneficial effect on improving the toughness and strength of the material, but its content exceeds 50 ppm. Therefore, if excessively added, N exists in a solid solution, which may have a negative effect on low-temperature toughness.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.The remaining component of the present invention is iron (Fe). However, in the normal manufacturing process, unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed, so this cannot be ruled out. Since these impurities are known to anyone skilled in the ordinary manufacturing process, all of them are not specifically mentioned in this specification.

한편, 본 발명의 열연 TMCP 강재는, 그 표면에서부터 두께방향으로 250㎛ 깊이까지의 강재 표층부는, 폴리고날 페라이트: 90면적% 이상, 그리고 잔여 침상 페라이트와 베이나이트를 포함하며, 이를 제외한 강재 내층부에는, 베이나이트 및 침상 페라이트의 혼합: 90면적% 이상, 잔여 폴리고날 페라이트를 포함할 수 있다. Meanwhile, in the hot rolled TMCP steel of the present invention, the surface layer of the steel from the surface to a depth of 250㎛ in the thickness direction contains polygonal ferrite: 90% by area or more, and residual acicular ferrite and bainite, excluding this, the inner layer of the steel may include a mixture of bainite and acicular ferrite: 90% by area or more, with residual polygonal ferrite.

상기 강재 내층부를 이루는 잔여 조직으로, 펄라이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트중 1종 이상을 포함할 수도 있다. The remaining structure forming the inner layer of the steel may include one or more of pearlite, martensite, and residual austenite.

다음으로, 본 발명의 열연 TMCP 강의 제조방법에 대하여 설명한다.Next, the manufacturing method of hot-rolled TMCP steel of the present invention will be described.

본 발명의 열연 TMCP강 제조방법은, 상술한 조성성분의 강 슬라브를 가열로에서 추출한 후 860~960℃의 온도범위에서 마무리 열간압연함으로써 12T~32T 두께의 열연 강재를 제조하는 단계; 상기 제조된 열연 강재를 연속하여 750~840℃의 온도까지 40℃/s 이하의 냉각속도로 1차 냉각하는 단계; 상기 1차 냉각된 열연 강재를 15~20초 동안 공냉한 후, 평탄화처리하는 단계; 및 상기 평탄화처리된 열연 강재를 24℃/s 이상의 냉각속도로 550℃ 이하의 냉각종료온도까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하고, 상기 2차 냉각단계에서 냉각 개시 온도를, 열연 강재의 두께가 12T~17T 일때 750~810℃, 열연강재의 두께가 17T 초과 25T 이하일때 770~810℃, 그리고 열연강재의 두께가 25T 초과 32T 이하일때 790~810℃로 제어한다. The hot-rolled TMCP steel manufacturing method of the present invention includes the steps of extracting a steel slab of the above-described composition from a heating furnace and then performing final hot rolling at a temperature range of 860 to 960° C. to produce hot-rolled steel with a thickness of 12T to 32T; Continuously primary cooling the manufactured hot rolled steel to a temperature of 750 to 840°C at a cooling rate of 40°C/s or less; Air-cooling the primary cooled hot-rolled steel for 15 to 20 seconds and then flattening it; And secondary cooling of the flattened hot-rolled steel to a cooling end temperature of 550°C or lower at a cooling rate of 24°C/s or higher, wherein the cooling start temperature in the secondary cooling step is set to the thickness of the hot-rolled steel. It is controlled at 750~810℃ when it is 12T~17T, at 770~810℃ when the thickness of hot rolled steel is over 17T and below 25T, and at 790~810℃ when the thickness of hot rolled steel is between 25T and below 32T.

먼저, 본 발명에서는 상술한 조성성분의 강 슬라브를 가열로에서 추출한 후 860~960℃의 온도범위에서 마무리 열간압연함으로써 12T~32T(mmt)의 열연 강재를 제조한다. 본 발명에서는 상기 가열로의 온도범위는 일반적인 것으로, 이에 제한되지 않는다. 일예로, 1050~1200℃의 온도범위를 가질 수 있다. First, in the present invention, hot-rolled steel of 12T to 32T (mmt) is manufactured by extracting steel slabs of the above-described composition from a heating furnace and then finishing hot rolling them in a temperature range of 860 to 960 ° C. In the present invention, the temperature range of the heating furnace is general and is not limited thereto. For example, it may have a temperature range of 1050 to 1200°C.

그리고 상기 마무리 열간압연을 통하여 소망하는 12T~32T 두께의 열연 강재를 제조할 수 있다. 이때, 만일 상기 마무리압연온도가 860℃ 미만이면, 냉각개시온도가 Ar3온도 이하로 떨어져 이상역 냉각이 되어 강도미달 문제가 발생할 수 있다. 반면에 960℃를 초과하면 오스테나이트 입도가 커서 후에 냉각을 충분히 시키더라도 강도 및 충격인성보증 에 취약한 문제점이 있다.And through the finishing hot rolling, hot rolled steel with a desired thickness of 12T to 32T can be manufactured. At this time, if the finish rolling temperature is lower than 860°C, the cooling start temperature may drop below the Ar3 temperature, resulting in abnormal cooling, which may cause a problem of insufficient strength. On the other hand, if the temperature exceeds 960℃, the austenite grain size is large, so even if sufficiently cooled later, strength and impact toughness are weak.

이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 마무리압연 온도범위를 860~960℃로 제한함이 바람직하다. Considering this, in the present invention, it is preferable to limit the finish rolling temperature range to 860 to 960°C.

이어, 본 발명에서는 상기 마무리 열간압연된 열연 강재를 연속하여 750~840℃의 온도까지 40℃/s 이하의 냉각속도로 1차 냉각하며, 이를 통하여 열연 강재의 표면으로부터 두께방향으로 250㎛까지의 표층부에 페라이트 조직이 형성할 수 있다. Subsequently, in the present invention, the finished hot-rolled hot-rolled steel is continuously cooled to a temperature of 750 to 840°C for the first time at a cooling rate of 40°C/s or less, and through this, the thickness of the hot-rolled steel is reduced to 250㎛ from the surface of the hot-rolled steel. A ferrite structure may form in the surface layer.

본 발명에서는 상기 1차 냉각종료온도를 750~840℃ 범위로 제한함이 바람직하다. 만일 냉각종료온도가 750℃ 미만이면, 열연강판 표층부 특정 깊이에서 후술하는 2차 냉각 전 이미 변태가 개시되어, 2차 냉각 시 강도 하락이 발생할 여지가 있다. 반면에 상기 냉각종료온도가 840℃를 초과하면, 약 30m에 이르는 ACR~ACC 이송중 열연 강재 표면에 과도한 복열에 의한 역변태가 발생하여 표면에 생성된 페라이트가 모두 오스테나이트로 바뀐 후, 후속하는 2차 강냉에 의해 베이나이트로 변태되어 표면 경도가 다시 높아질 우려가 있다. In the present invention, it is preferable to limit the primary cooling end temperature to the range of 750 to 840°C. If the cooling end temperature is less than 750°C, transformation has already begun at a certain depth in the surface layer of the hot rolled steel sheet before secondary cooling, which will be described later, and there is a possibility that strength will decrease during secondary cooling. On the other hand, if the cooling end temperature exceeds 840°C, reverse transformation due to excessive reheating occurs on the surface of the hot rolled steel during the ACR to ACC transfer of about 30 m, and all ferrite generated on the surface is converted to austenite, and then the subsequent There is a risk that it will be transformed into bainite by secondary cooling and the surface hardness will increase again.

또한 본 발명에서는 상기 1차 냉각 속도를 40℃/s 이하로 제한함이 바람직하다. Additionally, in the present invention, it is preferable to limit the primary cooling rate to 40°C/s or less.

그리고 본 발명에서는 상기 1차 냉각된 열연 강재를 15~20초 동안 공냉한 후, 평탄화처리한다. In the present invention, the primary cooled hot-rolled steel is air-cooled for 15 to 20 seconds and then flattened.

먼저 상기 1차 냉각된 열연 강재에 대하여 10~30초 동안 공냉을 실시하는데, 본 발명에서는 이러한 공냉을 통하여 열연 강재 표층부에 형성된 페라이트 조직이 변형되어 페라이트 조직을 발달시킨다. First, the primary cooled hot-rolled steel is air-cooled for 10 to 30 seconds. In the present invention, through this air-cooling, the ferrite structure formed in the surface layer of the hot-rolled steel is transformed to develop a ferrite structure.

본 발명에서는 약 30m에 이르는 ACR~ACC 냉각기간의 거리, 강재의 이송속도 및 공냉에 따른 자연 냉각 정도를 고려하여 공냉시간은 10~30초 범위로 제한함이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to limit the air cooling time to the range of 10 to 30 seconds in consideration of the distance between the ACR and ACC cooling periods of about 30 m, the transfer speed of the steel material, and the degree of natural cooling due to air cooling.

그리고 본 발명에서는 상기 공냉된 열연 강재를 pre-leverler를 이용하여 형상을 교정하는 평탄화처리를 실시한다. And in the present invention, the air-cooled hot-rolled steel is subjected to a flattening treatment to correct its shape using a pre-leverler.

후속하여, 본 발명에서는 상기 평탄화처리된 열연 강재를 24℃/s 이상의 냉각속도로 550℃ 이하의 냉각종료온도까지 2차 냉각한다.Subsequently, in the present invention, the flattened hot rolled steel is secondarily cooled to a cooling end temperature of 550°C or lower at a cooling rate of 24°C/s or higher.

먼저, 본 발명에서는 상기 2차 냉각종료온도를 550℃ 이하로 제어함이 바람직하다. 만일 상기 2차 냉각종료온도가 550℃를 초과하면 열연 강재 내부에 정도의 경질의 제 2상조직을 얻을 수 없어 강재의 강도가 떨어질 수 있다. First, in the present invention, it is preferable to control the secondary cooling end temperature to 550°C or lower. If the secondary cooling end temperature exceeds 550°C, a sufficiently hard second phase structure cannot be obtained inside the hot rolled steel, and the strength of the steel may decrease.

또한 상기 2차 냉각 속도가 24℃/s 미만이면, 소망하는 강도를 갖는 열연강 재를 얻을 수 없다. 한편 본 발명에서 상기 2차 냉각 속도의 상한을 제시하고 있지 않지만, 냉각설비 제약 및 냉각에 따른 판변형 등의 문제를 고려하여 100℃/s로 제한함이 좋다. Additionally, if the secondary cooling rate is less than 24°C/s, hot rolled steel having the desired strength cannot be obtained. Meanwhile, although the present invention does not suggest an upper limit for the secondary cooling rate, it is better to limit it to 100°C/s in consideration of problems such as cooling equipment constraints and plate deformation due to cooling.

한편, 본 발명에서는 상기 2차 냉각단계에서 냉각 개시 온도를, 열연 강재의 두께가 12T~17T 일때 750~810℃, 열연강재의 두께가 17T 초과 25T 이하일때 770~810℃, 그리고 열연강재의 두께가 25T 초과 32T 이하일때 790~810℃로 제어할 것이 요구된다. Meanwhile, in the present invention, the cooling start temperature in the secondary cooling step is 750 to 810 ℃ when the thickness of the hot rolled steel is 12T to 17T, 770 to 810 ℃ when the thickness of the hot rolled steel is more than 17T and 25T or less, and the thickness of the hot rolled steel When is over 25T but below 32T, it is required to control it to 790~810℃.

상기 두께범위 별 열연강재에서, 2차 냉각개시온도가 상한치 810℃를 초과하면, 전술한 1차 냉각에서의 지나친 약냉으로 공냉 중 F(페라이트) → A(오스테나이트) 역변태가 발생하여 1차 냉각이 무효화되는 효과를 보일 수 있으며, 2차 강냉 시 표면에서 중심부까지 전체가 베이나이트가 생성되어 통상의 수냉재와 동일한 미세조직을 가진 강재가 제조될 수 있다 In hot rolled steel for each thickness range above, if the secondary cooling start temperature exceeds the upper limit of 810°C, reverse transformation from F (ferrite) to A (austenite) occurs during air cooling due to excessively weak cooling in the above-mentioned primary cooling, resulting in primary cooling. Cooling can have the effect of being nullified, and during secondary quenching, bainite is generated entirely from the surface to the center, making it possible to manufacture steel with the same microstructure as ordinary water-cooled materials.

반면, 상기 두께범위 별 열연강재에서, 상기 2차 냉각개시온도가 각각의 하한치, 750℃, 770℃ 및 790℃ 미만이면, 1차 냉각 시 과냉으로 강재 내부 깊이까지 페라이트가 생성되고, 2차 강냉에 의해 베이나이트가 생성되어 표면경도는 만족하나, YS가 444Mpa로 목표 460Mpa에 미달할 수 있다. On the other hand, in hot rolled steel for each thickness range, if the secondary cooling start temperature is less than the respective lower limits, 750°C, 770°C, and 790°C, ferrite is generated to the depth inside the steel due to subcooling during the first cooling, and secondary cooling Bainite is generated and the surface hardness is satisfactory, but YS is 444Mpa, which may fall short of the target of 460Mpa.

상술한 바와 같은 제조공정을 통하여 제조된 본 발명의 열연 강재는, 그 표면에서부터 두께방향으로 250㎛ 깊이까지의 강재 표층부에는 페라이트 조직을 가지며, 이를 제외한 강재 내층부에는 베이나이트, 마르텐사이트, 잔류 오스테아니트 및 펄라이트 중 1종 이상의 경질상 조직을 포함하며, 따라서 두께 방향을 상호 다른 미세조직 분포를 갖는 이상 복합조직강을 제조할 수 있다. The hot-rolled steel of the present invention manufactured through the manufacturing process described above has a ferrite structure in the surface layer of the steel from the surface to a depth of 250㎛ in the thickness direction, and the inner layer of the steel excluding this contains bainite, martensite, and residual auste. It contains one or more hard phase structures of anite and pearlite, and therefore it is possible to manufacture a biphasic composite steel having different microstructure distributions in the thickness direction.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

(실시예)(Example)

하기 표 1과 같은 조성성분을 갖는 강 슬라브들을 마련하였다. 이어, 상기 마련된 슬라브들을 마무리 열간압연, 1차 냉각, 공냉 및 2차 냉각을 거쳐 열연 TMCP 강재를 제조하였으며, 이때, 구체적인 제조공정 조건은 하기 표 2와 같다. 한편 표 2의 조건에서, 열연 강재를 1차 냉각 후 12초 동안 공냉 유지 후 2차 냉각을 실시하였다. Steel slabs with compositions shown in Table 1 below were prepared. Next, the prepared slabs were manufactured into hot-rolled TMCP steels through finishing hot rolling, primary cooling, air cooling, and secondary cooling. At this time, specific manufacturing process conditions are shown in Table 2 below. Meanwhile, under the conditions in Table 2, the hot-rolled steel was kept in air cooling for 12 seconds after primary cooling, and then secondary cooling was performed.

한편 하기 표 2에 나타난 바와 같이, 마무리 열간압연을 통하여 15T, 19.5T 및 30T 두께를 갖는 열연 강재를 마련한 후, 이를 이용하여 하기 표 2의 조건으로 열연 TMCP강을 제조하였다. Meanwhile, as shown in Table 2 below, hot-rolled steel having thicknesses of 15T, 19.5T and 30T was prepared through finish hot rolling, and then hot-rolled TMCP steel was manufactured using this under the conditions in Table 2 below.

하기 표 2에서, TO, T4, T5, RR4, SCT1, FCT1, CR1, SCR2, FCT2 및 CR2는 각각 가열로 추출온도(℃), 사상압연 개시온도(℃), 사상압연 종료온도(℃), 사상압연 누적압하율(%), 제1 냉각개시온도(℃), 제1냉각 종료온도(℃), 제 1냉각속도(℃/s), 제2 냉각개시온도(℃), 제2 냉각종료온도(℃) 및 제2 냉각속도(℃/s)를 나타낸다. In Table 2 below, TO, T4, T5, RR4, SCT1, FCT1, CR1, SCR2, FCT2, and CR2 are the heating furnace extraction temperature (℃), finishing rolling start temperature (℃), finishing rolling finishing temperature (℃), and Finishing rolling cumulative reduction rate (%), first cooling start temperature (°C), first cooling end temperature (°C), first cooling rate (°C/s), second cooling start temperature (°C), second cooling end Indicates the temperature (℃) and the second cooling rate (℃/s).

강재 조성성분(중량%)Steel composition (% by weight) 성분ingredient CC SiSi MnMn PP SS Sol.AlSol. Al NbNb NiNi CrCr MoMo TiTi CaCa NN 함량content 0.040.04 0.250.25 1.251.25 0.0050.005 0.00060.0006 0.030.03 0.0450.045 0.250.25 0.20.2 0.080.08 0.0120.012 2020 4545

*표 1에서 잔여성분은 Fe 및 불가피한 불순물이며, Ca와 N의 함량단위는 ppm임.*In Table 1, the remaining components are Fe and inevitable impurities, and the unit of content of Ca and N is ppm.

두께thickness TOTO T4T4 T5T5 RR4 RR4 SCT1SCT1 FCT1FCT1 CR1CR1 SCT2SCT2 FCT2 FCT2 CR2CR2 15mmt15mmt 11401140 10501050 960960 7575 840840 800800 2020 760760 550550 4040 19.5mmt19.5mmt 11401140 10101010 940940 7575 870870 800800 3030 770770 500500 5050 30mmt30mmt 11201120 990990 940940 7575 890890 790~830790~830 24~4024~40 770~810770~810 450450 24~2924~29

먼저, 제조된 15T 열연 강재의 TOP부 및 MIDDLE부에서의 강재 두께에 따른 미세조직을 관찰하여 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 강재 표층부는 페라트 조직이, 그리고 강재 중심부로 갈수록 저온조직인 베이나이트 분율이 증가함을 확인할 수 있다. First, the microstructure according to the steel thickness in the TOP and MIDDLE parts of the manufactured 15T hot rolled steel was observed and shown in FIG. 3. As shown in Figure 3, it can be seen that the ferrat structure increases in the surface layer of the steel, and the bainite fraction, a low-temperature structure, increases toward the center of the steel.

도 4는 본 발명의 실시예에서 30T 열연강재의 2차 냉각 전 냉각개시온도(760℃, 804℃ 및 819℃)에 따른 강재 두께별(표층부 250㎛, t/4) SEM 조직사진이다. Figure 4 is an SEM tissue photo of steel thickness (surface layer 250㎛, t/4) according to the cooling start temperature (760℃, 804℃, and 819℃) before secondary cooling of 30T hot rolled steel in an embodiment of the present invention.

도 4(b)는 본 발명의 조건을 이용하여 30T 열연 강재를 제조한 발명예로서, 1차 약냉에 의해 표층부 150~200㎛ 두께범위에서 페라이트가 생성되었으며, 2차 강냉에 의해 강재 중심부 베이나이트가 생성되어 250㎛위치에는 F+B 혼합조직이 형성됨을 확인할 수 있으며, 이에 의해 목표 항복강도 460MPa 및 경도 220Hv를 모두 만족하였다. Figure 4(b) is an invention example of manufacturing a 30T hot-rolled steel using the conditions of the present invention. Ferrite was generated in the surface layer thickness range of 150 to 200㎛ by the first mild cooling, and bainite was formed in the center of the steel by the second quenching. It can be confirmed that an F+B mixed structure is formed at the 250㎛ position, thereby satisfying both the target yield strength of 460MPa and hardness of 220Hv.

이에 반하여, 도 4(a)는 2차 냉각개시온도 본 발명 범위를 초과하는 비교예 1로서, 1차 냉각에서의 지나친 약냉으로 공냉 중 F → A 역변태가 발생하여 1차 냉각이 무효화되는 효과를 보였으며, 2차 강냉 시 표면에서 중심부까지 전체에 베이나이트가 생성되어 일반 냉각과 동일한 미세조직을 갖는 강재를 나타내었다. On the other hand, Figure 4(a) is Comparative Example 1 in which the secondary cooling start temperature exceeds the range of the present invention, and the F → A reverse transformation occurs during air cooling due to excessively weak cooling in the primary cooling, which nullifies the primary cooling. It was shown that during secondary quenching, bainite was generated throughout the entire surface from the surface to the center, indicating a steel material with the same microstructure as normal quenching.

또한 도 4(c)는 2차 냉각개시온도 본 발명 범위 미만인 비교예 2로서, 1차 냉각 시 과냉으로 일부 내부 깊이까지 페라이트가 생성되고, 2차 강냉에 의해 베이나이트가 생성되어 표면경도는 만족하나, YS가 444Mpa로 목표 460Mpa에 미달하였다. In addition, Figure 4(c) shows Comparative Example 2 in which the secondary cooling start temperature is below the range of the present invention. During primary cooling, ferrite is generated to some internal depth by supercooling, and bainite is generated by secondary quenching, so the surface hardness is satisfactory. One, YS was 444Mpa, falling short of the target of 460Mpa.

한편, 도 5는 상기 제조된 열연 강재 두께별 2차 냉각개시온도가 강재의 항복강도와 경도에 미치는 영향을 나타내는 그래프로서, (a)는 강재 두께별 2차 냉각개시온도가 강재의 항복강도(1/4t 지점에서 측정)에 미치는 영향을, 그리고 (b)는 강재 두께별 2차 냉각 개시온도가 강재 표층부 경도에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다. Meanwhile, Figure 5 is a graph showing the effect of the secondary cooling start temperature for each thickness of the manufactured hot rolled steel on the yield strength and hardness of the steel. (a) shows that the secondary cooling start temperature for each thickness of the steel is the yield strength of the steel ( (measured at the 1/4t point), and (b) is a graph showing the effect of the secondary cooling start temperature by steel thickness on the hardness of the steel surface layer.

도 3에 나타난 바와 같이, 30T 열연 강재 테스트 결과, 두께 방향으로 깊이 250㎛ 위치에서 경도 220Hv이하를 확보를 위해서는 2차 냉각개시온도의 상한은 810℃정도이며, 이는 소재 표층부에만 한정된 메커니즘이므로 두께에 상관없이 일정할 것으로 판단된다. 그런데 각 두께별 항복강도 하한 460Mpa 확보를 위한 2차 냉각개시온도의 하한은 각각 상이한데, 구체적으로, 15T는 750℃, 19.5T는 770℃ 그리고 30T는 790℃ 수준으로 판단됨을 알 수 있다. As shown in Figure 3, as a result of the 30T hot rolled steel test, in order to secure hardness of 220Hv or less at a depth of 250㎛ in the thickness direction, the upper limit of the secondary cooling start temperature is about 810℃, and since this is a mechanism limited to the surface layer of the material, the thickness Regardless, it is believed to be constant. However, the lower limit of the secondary cooling start temperature to secure the lower yield strength limit of 460Mpa for each thickness is different. Specifically, it can be seen that 15T is judged to be 750℃, 19.5T is 770℃, and 30T is judged to be 790℃.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the detailed description of the present invention has described preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art can make various modifications without departing from the scope of the present invention. Of course this is possible. Therefore, the scope of rights of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later, but also by their equivalents.

Claims (3)

중량%로, C:0.03~0.05%, Si:0.2~0.3%, Mn:1.20~1.30%, P:0.008% 이하, S:0.0010%이하, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb:0.035~0.050%, Ni:0.05~0.30%, Cr:0.05~0.25%, Mo:0.10이하%, Ti:0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
표면에서부터 두께방향으로 250㎛ 깊이까지의 강재 표층부는, 폴리고날 페라이트: 90면적% 이상, 그리고 잔여 침상 페라이트와 베이나이트를 포함하며, 이를 제외한 강재 내층부에는, 베이나이트 및 침상 페라이트의 혼합: 90면적% 이상, 그리고 잔여 폴리고날 페라이트를 포함하는 포함하는 두께방향 이상 조직을 가지는 열연 TMCP강.
In weight%, C: 0.03~0.05%, Si: 0.2~0.3%, Mn: 1.20~1.30%, P: 0.008% or less, S: 0.0010% or less, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb: 0.035~ 0.050%, Ni: 0.05-0.30%, Cr: 0.05-0.25%, Mo: 0.10% or less, Ti: 0.007-0.017%, Ca: 5-40ppm, N: 50ppm or less, including the balance of Fe and inevitable impurities,
The surface layer of the steel from the surface to a depth of 250㎛ in the thickness direction contains polygonal ferrite: 90% by area or more, and residual acicular ferrite and bainite, and the inner layer of the steel excluding this contains a mixture of bainite and acicular ferrite: 90% by area. Hot-rolled TMCP steel having an area % or more and a structure in the thickness direction containing residual polygonal ferrite.
제 1항에 있어서, 상기 강재 내층부를 이루는 잔여 조직으로, 펄라이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트 중 1종 이상을 포함하는 두께방향 이상 조직을 가지는 열연 TMCP강.
The hot-rolled TMCP steel according to claim 1, wherein the residual structure forming the inner layer of the steel has an abnormal structure in the thickness direction including at least one of pearlite, martensite, and retained austenite.
중량%로, C:0.03~0.05%, Si:0.2~0.3%, Mn:1.20~1.30%, P:0.008% 이하, S:0.0010%이하, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb:0.035~0.050%, Ni:0.05~0.30%, Cr:0.05~0.25%, Mo:0.10이하%, Ti:0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 가열로에서 추출한 후 860~960℃의 온도범위에서 마무리 열간압연함으로써 12T~32T 두께의 열연 강재를 제조하는 단계;
상기 제조된 열연 강재를 연속하여 750~840℃의 온도까지 40℃/s 이하의 냉각속도로 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 열연 강재를 15~20초 동안 공냉한 후, 평탄화처리하는 단계; 및
상기 평탄화처리된 열연 강재를 24℃/s 이상의 냉각속도로 550℃ 이하의 냉각종료온도까지 2차 냉각하는 단계;를 포함하고,
상기 2차 냉각단계에서 냉각 개시 온도를,
열연 강재의 두께가 12T~17T 일때 750~810℃,
열연강재의 두께가 17T 초과 25T 이하일때 770~810℃, 그리고
열연강재의 두께가 25T 초과 32T 이하일때 790~810℃로 제어하는, 두께방향 이상 조직을 가지는 열연 TMCP강 제조방법.
In weight%, C: 0.03~0.05%, Si: 0.2~0.3%, Mn: 1.20~1.30%, P: 0.008% or less, S: 0.0010% or less, Sol.Al: 0.02~0.05%, Nb: 0.035~ 0.050%, Ni: 0.05~0.30%, Cr: 0.05~0.25%, Mo: 0.10% or less, Ti: 0.007~0.017%, Ca: 5~40ppm, N: 50ppm or less, steel containing residual Fe and inevitable impurities Manufacturing hot rolled steel with a thickness of 12T to 32T by extracting the slab from a heating furnace and performing final hot rolling at a temperature range of 860 to 960°C;
Continuously primary cooling the manufactured hot rolled steel to a temperature of 750 to 840°C at a cooling rate of 40°C/s or less;
Air-cooling the primary cooled hot-rolled steel for 15 to 20 seconds and then flattening it; and
Secondary cooling the flattened hot rolled steel material to a cooling end temperature of 550°C or lower at a cooling rate of 24°C/s or higher,
Cooling start temperature in the secondary cooling step,
750~810℃ when the thickness of hot rolled steel is 12T~17T,
770~810℃ when the thickness of hot rolled steel exceeds 17T but does not exceed 25T, and
A method of manufacturing hot-rolled TMCP steel with an abnormal structure in the thickness direction, controlling the temperature to 790~810℃ when the thickness of the hot-rolled steel exceeds 25T and is less than 32T.
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