KR20240107089A - Steel sheet having a two-layer crystallization structure, and method for manufacturing such steel sheet - Google Patents

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티센크루프 라셀쉬타인 게엠베하
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Abstract

본 발명은 2층 재결정화 구조를 포함하는, 패키지용 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 방법은
● 중량을 기준으로 10 내지 1000 ppm의 탄소 함량(C), 및 특정 재결정화 온도(TR)를 갖는 강으로 제조된 냉간 압연된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 강판은 제1 면(a) 및 제2 면(b)을 갖는 단계,
● 강판의 제1 면(a) 상에 질소에 대해 적어도 부분적으로 불투과성인 배리어 층(3)을 적용하는 단계, 및
● 강판을 가열 온도(TE)로 가열하는 단계
를 갖고, 여기서
● 가열 공정은 적어도 재결정화 온도(TR)에 도달할 때까지 질소화 가스 분위기에서 적어도 일시적으로 수행되고, 이에 의해 가스 분위기로부터의 질소는 적어도, 강판을 가열할 때 강판의 제2 면(b) 상의 표면 부근의 영역(2)에서 확산되고 상기 영역(2)에서 저장되고, 이에 의해 강의 재결정화 온도는 표면 부근의 영역(2)에서 값 ΔT만큼 상승하고,
● 가열 온도(TE)는 재결정화 온도(TR) 이상이고 표면 부근의 영역(2)에서 값 ΔT만큼 상승된 재결정화 온도(TR+ΔT) 미만이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a steel sheet for packaging, including a two-layer recrystallization structure. Way
● Providing a cold rolled steel sheet made of steel with a carbon content (C) of 10 to 1000 ppm by weight and a specific recrystallization temperature (T R ), wherein the steel sheet has a first side (a) and a second side (b),
● Applying a barrier layer (3) at least partially impermeable to nitrogen on the first side (a) of the steel sheet, and
● Heating the steel sheet to the heating temperature (T E )
, where
● The heating process is carried out at least temporarily in a nitrogenizing gas atmosphere until the recrystallization temperature (T R ) is reached, whereby nitrogen from the gas atmosphere is removed at least from the second side (b ) phase diffuses in the region 2 near the surface and is stored in the region 2, whereby the recrystallization temperature of the steel rises by the value ΔT in the region 2 near the surface,
● The heating temperature (T E ) is above the recrystallization temperature (T R ) and below the recrystallization temperature (T R +ΔT) raised by the value ΔT in the region (2) near the surface.

Description

2층 결정화 구조를 갖는 강판, 및 이러한 강판의 제조 방법Steel sheet having a two-layer crystallization structure, and method for manufacturing such steel sheet

본 발명은 2층 결정화 구조를 갖는 강판의 제조 방법, 특히 딥-드로잉 공정에 의한 패키징의 제조에 사용될 수 있는 2층 결정화 구조를 갖는 강판, 뿐만 아니라 강판으로 제조된 용기에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a steel sheet with a two-layer crystallization structure, in particular a steel sheet with a two-layer crystallization structure that can be used for the production of packaging by a deep-drawing process, as well as containers made from the steel sheet.

주석도금 또는 전해 크롬 코팅된 강(ECCS)과 같은 강판으로부터 패키징의 제조를 위해, 자원 효율성의 이유로 0.1 내지 0.25 mm 범위의 두께를 갖는 점점 더 얇은 강판이 사용된다. 더 얇은 강판으로부터 충분히 안정한 패키징이 제조될 수 있도록 보장하기 위해, 패키징 강의 강도가 증가되어야 한다. 또한, 강판은 이들의 더 낮은 두께 및 더 높은 강도에도 불구하고, 강판이 딥 드로잉 및 스트레치 성형 공정에서 패키징의 제조 동안 발생하는 심한 변형을 받을 수 있도록 용이하게 성형 가능한 상태를 유지하도록 보장되어야 한다.For the production of packaging from steel sheets, such as tin-plated or electrolytic chrome-coated steel (ECCS), increasingly thinner steel sheets with a thickness ranging from 0.1 to 0.25 mm are used for reasons of resource efficiency. To ensure that sufficiently stable packaging can be manufactured from thinner steel sheets, the strength of packaging steel must be increased. In addition, it must be ensured that, despite their lower thickness and higher strength, the steel sheets remain easily formable so that they can be subjected to the severe deformations that occur during the manufacture of packaging in deep drawing and stretch forming processes.

강에 용해된 비결합 질소를 도입함으로써 강의 강도를 증가시키는 것은 종래 기술로부터 일반적으로 공지되어 있다. 강으로의 비결합 질소의 도입은 고착, 질화(nitriding) 또는 질산화(nitrifying)로 지칭되며, 강 및 강 제품의 고용체 강화를 위한 널리 공지된 공정이다.It is generally known from the prior art to increase the strength of steel by introducing dissolved unbound nitrogen into the steel. The introduction of unbound nitrogen into steel is referred to as fixation, nitriding or nitrifying and is a well-known process for solid solution strengthening of steel and steel products.

패키징 제조용으로 의도된 강판(패키징 강으로도 알려짐)의 경우, 강을 질화시킴으로써 강도를 증가시키는 것이 또한 공지되어 있다. 예를 들어, DE 102014116929 B3로부터, 400 내지 1200 ppm의 탄소 함량을 갖는 열간 압연 강 제품으로부터 질화된 패키징 강을 제조하기 위한 공정이 공지되어 있으며, 여기서 열간 압연된 스트립은 냉간 압연되어 평강 제품을 형성시키고, 냉간 압연된 평강 제품은 이후 어닐링로, 특히 연속 어닐링로에서 어닐링되어 이를 재결정화하고, 여기서 질소-함유 가스가 어닐링로에 도입되고 평강 제품 상으로 유도되어 비결합 질소를 100 ppm 초과의 농도에 상응하는 양으로 평강 제품에 도입하거나, 평강 제품 중의 비결합 질소의 양을 100 ppm 초과의 농도로 증가시킨다. 마지막으로, 어닐링되고 질화된 평강 제품은 재결정화 어닐링 직후에 적어도 100 K/s의 냉각 속도로 냉각된다. 이러한 공정은 650 MPa 초과, 특히 700 MPa 내지 850 MPa의 인장 강도를 갖는 패키징 용도를 위한 냉간 압연된 평강 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다.For steel sheets intended for packaging manufacturing (also known as packaging steel), it is also known to increase the strength by nitriding the steel. For example, from DE 102014116929 B3, a process is known for producing nitrided packaging steel from hot rolled steel products with a carbon content of 400 to 1200 ppm, wherein the hot rolled strip is cold rolled to form flat steel products. The cold rolled flat steel product is then annealed in an annealing furnace, especially a continuous annealing furnace, to recrystallize it, wherein a nitrogen-containing gas is introduced into the annealing furnace and directed onto the flat steel product to remove unbound nitrogen to a concentration of greater than 100 ppm. is introduced into the flat steel product in an amount equivalent to , or the amount of unbound nitrogen in the flat steel product is increased to a concentration of more than 100 ppm. Finally, the annealed and nitrided flat steel product is cooled immediately after recrystallization annealing at a cooling rate of at least 100 K/s. This process can be used to produce cold rolled flat steel products for packaging applications having a tensile strength greater than 650 MPa, especially between 700 MPa and 850 MPa.

WO 2005/056 841 A1으로부터, 표면에서 높은 질소 농도 및 코어 영역에서 더 낮은 질소 농도를 갖는 강판의 두께에 걸쳐 질소 구배를 갖는 강판의 제조 공정이 공지되어 있고, 여기서 질소는 강판의 완전한 재결정화 후 550℃ 내지 800℃의 온도에서 암모니아 가스 분위기로 어닐링로에서 강판의 어닐링 동안 또는 그 후에 도입된다.From WO 2005/056 841 A1, a process for manufacturing steel sheets with a nitrogen gradient across the thickness of the steel sheet with a high nitrogen concentration at the surface and a lower nitrogen concentration in the core region is known, wherein the nitrogen is released after complete recrystallization of the steel sheet. An ammonia gas atmosphere at a temperature of 550°C to 800°C is introduced during or after annealing of the steel sheet in an annealing furnace.

강 스트립을 질화시켜 주석판 및 기타 패키징 강을 제조하기 위한 고강도 강 스트립의 제조 공정은 US 3 219 494에 공지되어 있으며, 여기서 코일에 감겨진 강 스트립은 초기에 강 스트립에서 질소-부유 외부 쉘을 얻기 위해 벨형 어닐링로에서 질화되고, 벨형 어닐링로에서의 질화는 암모니아 가스 분위기에 의해 야기되고, 불활성 가스 분위기에서 강판을 재결정화 온도 초과의 온도로 가열할 때 질소의 확산에 의해 강 스트립의 두께에 걸쳐 표면 부근에 도입된 질소가 균일하게 분포되고, 이에 의해 질소는 질소-부유 외부 쉘로부터 강 스트립을 통해 이의 코어 영역으로 확산될 수 있으며 강의 구조물은 완전히 재결정화될 것이다. 0.25 mm의 두께를 갖는 강판에 대해 439 MPa 내지 527 MPa 이하 범위의 강도가 달성되었다.A process for manufacturing high-strength steel strips for making tinplate and other packaging steels by nitriding the steel strips is known from US 3 219 494, in which the steel strips wound into coils are initially subjected to nitrogen-sustaining outer shells from the steel strips. For nitriding in a bell-type annealing furnace, nitriding in a bell-type annealing furnace is caused by an ammonia gas atmosphere, and over the thickness of the steel strip by diffusion of nitrogen when the steel sheet is heated to a temperature above the recrystallization temperature in an inert gas atmosphere. The nitrogen introduced near the surface is distributed uniformly, whereby nitrogen can diffuse from the nitrogen-sustaining outer shell through the steel strip into its core region and the structure of the steel will be completely recrystallized. Strengths ranging from 439 MPa to up to 527 MPa were achieved for steel plates with a thickness of 0.25 mm.

패키징의 제조를 위한 딥 드로잉 공정에서 강판의 성형 동안, 강의 결정립 구조로 인해 성형 영역의 외측에서, 특히 작은 굽힘 반경, 특별히 14 mm 미만의 굽힘 반경을 갖는 영역에서 조면화가 일어난다. 조면화의 정도는 강 구조물의 섬도에 의존한다. 강 구조물의 평균 결정립 크기가 작을수록 조면화 정도는 낮아진다. 100 내지 1000 ppm(0.01 내지 0.1 중량%) 범위의 낮은 탄소 함량을 갖는 패키징 강은 전형적으로 10 내지 30 μm 범위의 결정립 크기(평균 결정립 직경)를 갖는다. 강의 (비교적 굵은-결정립화된) 결정립 구조로 인해, 강 구조물의 결정립에 성형 동안 반경방향 바깥쪽으로 힘을 가한 후 강판의 표면을 통해 밀어낼 수 있기 때문에 성형 동안 성형 영역의 외측에서 조면화가 일어난다. 이는 냉간 압연 후에 완전히 재결정화된 냉간 압연된 강판에서 특히 두드러진다. 패키징의 제조를 위한 냉간 압연된 강판은 강판의 원래 구조적 상태 및 성형성을 회복시키기 위해 일반적으로 냉간 압연 후에 완전히 재결정화된다. 그러나, 완전히 재결정화된 강판은 비교적 높은 평균 결정립 크기를 갖는 굵은 강 구조물을 가지며 압연-경화된 강판보다 더 연성이다. 재결정화된 강판의 더 낮은 섬도 및 더 낮은 강도로 인해, 강 미세구조의 더 굵은 결정립은 성형 동안 표면에서 가시적으로 밀어낼 수 있기 때문에, 성형 동안 심한 조면화에 대한 민감성이 증가한다. 이러한 조면화는 종종 패키징, 예를 들어, 캔에 대한 안정성 및 내식성과 관련하여 문제를 일으키는데, 그 이유는 조면화된 영역이 패키징의 외측에 위치하는데, 이것이, 예를 들어, 캔 기저부의 에지 위에서 높은 기계적 응력을 받기 때문이다. During the forming of steel sheets in a deep drawing process for the production of packaging, roughening occurs outside the forming zone due to the grain structure of the steel, especially in areas with small bending radii, especially bending radii of less than 14 mm. The degree of roughening depends on the fineness of the steel structure. The smaller the average grain size of the steel structure, the lower the degree of roughening. Packaging steels with low carbon content in the range of 100 to 1000 ppm (0.01 to 0.1% by weight) typically have grain sizes (average grain diameters) in the range of 10 to 30 μm. Due to the (relatively coarse-grained) grain structure of the steel, roughening occurs outside the forming zone during forming because the grains of the steel structure can be forced radially outward during forming and then pushed through the surface of the steel sheet. This is especially noticeable in cold rolled steel sheets that are completely recrystallized after cold rolling. Cold rolled steel sheets for the production of packaging are generally fully recrystallized after cold rolling to restore the original structural state and formability of the steel sheets. However, fully recrystallized steel sheets have a coarse steel structure with a relatively high average grain size and are more ductile than roll-hardened steel sheets. Due to the lower fineness and lower strength of recrystallized steel sheets, the coarser grains of the steel microstructure can be visibly pushed away from the surface during forming, thereby increasing the susceptibility to severe roughening during forming. This roughening often causes problems with stability and corrosion resistance for packaging, e.g. cans, because the roughened areas are located on the outside of the packaging, e.g. on the edges of the base of the can. This is because it is subject to high mechanical stress.

본 발명의 목적은 작은 굽힘 반경, 특히 14 mm 미만의 굽힘 반경으로의 심한 성형의 경우에도 성형 영역의 외측에서 조면화가 발생하지 않는, 높은 강도 및 우수한 성형성을 갖는 패키징의 제조를 위한 강판을 개시하는 것이다. 특히, 강판은 0.3 mm 미만의 작은 두께의 강판으로도 성형 공정의 기계적 요건을 충족시키기 위해 적어도 5%의 파단 신율과 함께 적어도 500 MPa의 강도를 가져야 한다. 동시에, 강판은, 예를 들어, 딥-드로잉 또는 스트레치-성형 공정에서 패키징 강으로서의 이의 의도된 용도를 위해 충분한 성형성을 가져야 하며, 따라서 주석 캔 또는 음료 캔과 같은 패키징은 의도된 바와 같은 평강 제품으로부터 제조될 수 있다. 본 발명의 추가 목적은 이러한 패키징용 강판을 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to disclose a steel sheet for the production of packaging with high strength and excellent formability, in which roughening does not occur outside the forming zone even in the case of severe forming with small bending radii, especially bending radii of less than 14 mm. It is done. In particular, the steel sheet must have a strength of at least 500 MPa with an elongation at break of at least 5% to meet the mechanical requirements of the forming process even with small thickness steel sheets of less than 0.3 mm. At the same time, the steel sheet must have sufficient formability for its intended use as a packaging steel, for example in deep-drawing or stretch-forming processes, so that packaging such as tin cans or beverage cans is a flat steel product as intended. It can be manufactured from. A further object of the present invention is to provide a method for manufacturing such steel sheets for packaging.

이러한 과제는 제1항의 특징을 갖는 방법 및 제12항의 특징을 갖는 강판에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 방법 및 강판의 바람직한 실시양태는 종속항에 제시되어 있다. This problem is solved by a method having the characteristics of claim 1 and a steel sheet having the characteristics of claim 12. Preferred embodiments of the process and the steel sheet according to the invention are set out in the dependent claims.

강판이 언급되는 경우, 시트 또는 스트립 형태의 평강 제품을 의미한다. 강 또는 냉간 압연된 강판의 합금 성분의 함량 또는 농도와 관련된 % 또는 ppm의 값은 각각의 경우 강 또는 강판의 중량을 지칭한다. 제조 공정과 관련하여 하기에 개시되는 본 발명의 특징은 또한 이에 따라 공정의 제품(즉, 강판)에 관한 것이며, 그 반대도 마찬가지이다.When steel plate is mentioned, it means a flat steel product in sheet or strip form. The values of % or ppm relating to the content or concentration of alloying elements of the steel or cold rolled steel sheet refer in each case to the weight of the steel or sheet. The features of the invention disclosed below in relation to the manufacturing process also relate accordingly to the product of the process (i.e. steel sheet) and vice versa.

패키징용 강판의 제조를 위한 본 발명에 따른 공정에서, 제1 면 및 제2 면을 갖는 냉간 압연된 강판으로서, 10 내지 1000 중량ppm의 탄소 함량(C)을 갖는 강으로부터 생성되고 주어진 결정화 온도(TR)(본질적으로 강 조성에 따라 결정됨)를 갖는, 냉간 압연된 강판은 제1 면 상에 적어도 실질적으로 질소에 불투과성인 배리어 층이 제공되고 이어서 바람직하게는 연속 어닐링로에서 적어도 재결정화 온도만큼 높은 (최대) 가열 온도로 가열되고, 여기서 가열은 적어도 재결정화 온도가 적어도 일시적으로 질화 가스 분위기에서 도달할 때까지 발생하고, 이에 의해 강판을 가열하는 동안 질소는 질화 가스 분위기로부터 적어도 강판의 제2 면 상의 표면 부근의 영역으로 확산되고 이 영역에 증착되며, 이에 의해 강판의 제2 면 상의 근표면 영역에서 강판의 재결정화 온도는 ΔT 값만큼 상승되고, 가열 온도 TE는 한편으로 재결정화 온도 이상이고 다른 한편으로 근표면 영역에서 ΔT (TR +ΔT) 만큼 재결정화 온도보다 낮도록 선택된다. In the process according to the invention for the production of steel sheets for packaging, a cold rolled steel sheet with a first side and a second side, produced from steel with a carbon content (C) of 10 to 1000 ppm by weight and subjected to a given crystallization temperature ( The cold rolled steel sheet, having T R ) (essentially determined by the steel composition), is provided on a first side with a barrier layer at least substantially impermeable to nitrogen and then preferably in a continuous annealing furnace at a temperature of at least recrystallization. is heated to a (maximum) heating temperature as high as It diffuses into the area near the surface on the two sides and deposits in this area, whereby the recrystallization temperature of the steel sheet in the near-surface region on the second side of the steel sheet is raised by the value ΔT, and the heating temperature T E is on the one hand the recrystallization temperature On the one hand, it is chosen to be below the recrystallization temperature by ΔT (T R +ΔT) in the near surface region.

가열 온도 TE는 냉간 압연된 강판의 열처리에서 최대 온도이며, 즉, 본 발명의 방법에 따른 열처리 전 또는 그 동안 또는 그 후에 냉간 압연된 강판은 (최대) 가열 온도 TE보다 더 높은 온도로 가열되지 않는다. 냉간 압연된 강판이 가열될 때, 질화 가스 분위기로부터의 질소는 근표면 영역으로 강판의 제2 면 상의 질화 가스 분위기로부터의 (원자) 질소의 확산에 의해 강판의 제2 면 상의 근표면 영역으로만 혼입된다. 배리어 층에 의해 커버링되는 강판의 반대쪽 제1 면 상에는 배리어 층을 통한 질소의 침투가 방지된다. 결과적으로, 강의 재결정화 온도는 강판의 제2 면 상의 근표면 영역에서만 값 ΔT만큼 상승하는 반면, 강판의 제1 면 상의 영역에서의 재결정화 온도는 적어도 실질적으로 변하지 않은 채로 남아 있고, 즉, 가열 전 냉간 압연된 강판의 강 조성에 의해 결정된 강의 원래의 재결정화 온도에 상응한다. 따라서, 가열 온도(TE)는 TR ≤ TE < TR + ΔT가 되도록 선택되며, 여기서 TR은 강의 초기 재결정화 온도이다. The heating temperature T E is the maximum temperature in the heat treatment of cold rolled steel sheets, i.e. the cold rolled steel sheets before, during or after heat treatment according to the method of the invention are heated to a temperature higher than the (maximum) heating temperature T E It doesn't work. When a cold rolled steel sheet is heated, nitrogen from the nitriding gas atmosphere is only transferred to the near surface region on the second side of the steel sheet by diffusion of (atomic) nitrogen from the nitriding gas atmosphere onto the near surface region. mixed. On the first side opposite the steel sheet covered by the barrier layer, penetration of nitrogen through the barrier layer is prevented. As a result, the recrystallization temperature of the steel increases by the value ΔT only in the near-surface region on the second side of the steel sheet, while the recrystallization temperature in the region on the first side of the steel sheet remains at least substantially unchanged, i.e. Corresponds to the original recrystallization temperature of the steel determined by the steel composition of the pre-cold rolled steel sheet. Accordingly, the heating temperature (T E ) is chosen such that T R ≤ T E < T R + ΔT, where T R is the initial recrystallization temperature of the steel.

결과적으로, 강판에 2층 결정화 구조가 형성되고, 강판은 제1 면 상에 적어도 실질적으로 완전히 재결정화된 제1 영역 및 제2 면 상에 재결정화되지 않거나 기껏해야 부분적으로만 재결정화된 제2 영역을 포함한다. 결정화 구조의 이러한 2층 구조에 기인하여 본 발명에 따른 공정이 이루어지는데, 그 이유는 강판의 제2 면 상의 (근표면) 제2 영역이, 배리어 층으로 인해 제2 영역보다 가열 동안 질화되지 않거나 적어도 상당히 덜 질화되는 제1 면 상의 인접한 제1 영역과 비교하여, 가열 동안 질화로 인해 더 높은 재결정화 온도를 갖기 때문이다. 가열 온도가 (근표면) 제2 영역의 재결정화 온도(ΔT만큼 증가됨)와 인접한 제1 영역의 재결정화 온도(질화되지 않아서 강의 초기 재결정화 온도와 적어도 실질적으로 같은 재결정화 온도를 가짐) 사이에 있기 때문에, 질화되지 않은 제1 영역만이 가열 동안 재결정화될 것이고, 반면에 질화된 (근표면) 제2 영역은 재결정화되지 않을 것이거나 단지 불완전하게 재결정화될 것이고, 결과적으로 여전히 압연-경성(냉간 압연으로부터)일 것이다.As a result, a two-layer crystallization structure is formed in the steel sheet, wherein the steel sheet has a first region on the first side that is at least substantially completely recrystallized and a second region that is not recrystallized or is at most only partially recrystallized on the second side. Includes area. Due to this two-layer structure of the crystallization structure, the process according to the invention takes place because the second region on the second side of the steel sheet (near surface) is either not more nitrided during heating than the second region due to the barrier layer. This is because it has a higher recrystallization temperature due to nitridation during heating, at least compared to the adjacent first region on the first side which is significantly less nitrided. The heating temperature is between the recrystallization temperature of the (near surface) second region (increased by ΔT) and the recrystallization temperature of the adjacent first region (which is not nitrided and therefore has a recrystallization temperature at least substantially equal to the initial recrystallization temperature of the steel). Therefore, only the unnitrided first region will recrystallize during heating, while the nitrided (near surface) second region will not recrystallize or will only recrystallize incompletely, resulting in still roll-hardness. (from cold rolling).

강판의 제1 면 상의 배리어 층은 원자 질소가 표면을 통해 강판의 내부로 확산되는 것을 방지한다. 이를 보장하기 위해, 배리어 층이 형성되는 물질은 특히 300℃ 초과, 바람직하게는 적어도 600℃ 이하의 온도에 대해 적합하게 내온성인데, 그 이유는 이들 온도에서 강판이 어닐링로에서 질화되기 때문이고, 어닐링로의 가스 분위기로부터의 질소 원자가 촉매 반응에 의해 강판의 고온 표면 상에 증착되고 강판으로 확산된다.The barrier layer on the first side of the steel sheet prevents atomic nitrogen from diffusing through the surface into the interior of the steel sheet. To ensure this, the material from which the barrier layer is formed is suitably temperature-resistant, in particular to temperatures above 300° C., preferably at least 600° C. or lower, since at these temperatures the steel sheet is nitrided in the annealing furnace; Nitrogen atoms from the gas atmosphere of the annealing furnace are deposited on the hot surface of the steel sheet by a catalytic reaction and diffuse into the steel sheet.

배리어 층은, 예를 들어, 오븐 페인트 또는 실리콘 수지-기반 엔진 페인트와 같은 내열성 페인트에 의해 형성될 수 있다. 배리어 층을 적용하기 위해, 예를 들어, 분무에 의해 어닐링로에 배치되기 전에 강판의 제1 면의 한 면에 내열성 페인트 물질이 적용된다. 배리어 층은 또한 강판의 한 면 상에, 예를 들어, 크롬/크롬 산화물 층 상에 전해 증착된 코팅에 의해, 특히 80 내지 140 mg/m2 범위의 크롬의 코팅 중량으로 형성될 수 있다.The barrier layer can be formed, for example, by a heat-resistant paint, such as oven paint or silicone resin-based engine paint. To apply the barrier layer, a heat-resistant paint material is applied to one side of the first side of the steel sheet before being placed in an annealing furnace, for example by spraying. The barrier layer can also be formed on one side of the steel sheet by a coating electrolytically deposited, for example on a chromium/chromium oxide layer, especially with a coating weight of chromium in the range from 80 to 140 mg/m 2 .

배리어 층은 어닐링로의 질소-함유 가스 분위기로부터 강판으로의 질소의 통과를 크게 방지하는 방식으로 설계되고, 즉, 예를 들어, 강판의 제1 면의 표면이 배리어 층으로 불완전하게 덮이기 때문에 또는 제1 면 상의 배리어 층의 결함 때문에 강판으로 확산될 수 있는 불가피한 질소 잔류물 외에는, 질소의 침투가 강판의 제1 면 상의 배리어 층을 통해 억제된다. 바람직하게는, 배리어 층은 강판의 제2 면으로 확산되는 질소의 양의 최대 10%가 강판의 제1 면으로 침투할 수 있도록 형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 공정에서, 질소는 본질적으로 강판의 제2 면에서만 확산되고, 제2 면에서 제1 면으로 이어지는 강판의 단면에 걸쳐 질소 농도의 구배가 형성되고, 강판이 가열 온도(TE)로 가열될 때 질소 함량이 증가함에 따라 재결정화 온도의 증가로 인해, 제1 면 상에 적어도 실질적으로 재결정화된 제1 영역 및 제2 면 상에서 재결정화되지 않거나 적어도 완전히는 재결정화되지 않는 제2 영역을 갖는 2층 재결정화 구조의 형성이 야기된다.The barrier layer is designed in such a way that it significantly prevents the passage of nitrogen from the nitrogen-containing gas atmosphere of the annealing furnace into the steel sheet, i.e. because, for example, the surface of the first side of the steel sheet is incompletely covered by the barrier layer, or The penetration of nitrogen through the barrier layer on the first side of the steel sheet is suppressed, except for inevitable nitrogen residues that may diffuse into the steel sheet due to defects in the barrier layer on the first side. Preferably, the barrier layer is formed so that at most 10% of the amount of nitrogen diffusing into the second side of the steel sheet can penetrate into the first side of the steel sheet. Therefore, in the process according to the invention, nitrogen diffuses essentially only on the second side of the steel sheet, a gradient of nitrogen concentration is formed over the cross-section of the steel sheet running from the second side to the first side, and the steel sheet is heated at a temperature (T Due to the increase in recrystallization temperature with increasing nitrogen content when heated with This results in the formation of a two-layer recrystallized structure with a second region.

배리어 층은 바람직하게는 졸-겔 층, 특히 SiO2, TiO2 및/또는 ZrO2의 층이다. 이러한 졸-겔 층은 졸-겔 공정에 의해 생성될 수 있고, 콜로이드성 분산액으로서 존재하는 코팅 용액으로서 사용되는 졸을 강판의 제1 면의 표면에 적용하고, 후속하여 습식-화학적으로 형성된 층을 겔화 및 건조시킴으로써 강판 표면에 효율적으로 적용될 수 있다. SiO2-졸-겔 층의 생성을 위해, 특히 실리콘 알콜레이트가 전구체로서 사용될 수 있다. 특히, The barrier layer is preferably a sol-gel layer, especially a layer of SiO 2 , TiO 2 and/or ZrO 2 . This sol-gel layer can be produced by the sol-gel process, wherein the sol used as the coating solution, existing as a colloidal dispersion, is applied to the surface of the first side of the steel sheet, followed by wet-chemically formed layer. It can be efficiently applied to the surface of a steel plate by gelling and drying. For the creation of the SiO 2 -sol-gel layer, in particular silicone alcoholates can be used as precursors. especially,

- (TMOS), - (TMOS),

- (TEOS)- (TEOS)

- 또는 (TPOS)- or (TPOS)

의 수용액은 강 스트립의 제1 면 상의 표면에 적용될 수 있다. ZrO2 - 또는 TiO2 - 졸-겔 층의 생성을 위해, 지르코늄 프로필레이트 또는 티타늄 (2-프로필레이트)의 수용액이 적용될 수 있다.An aqueous solution of can be applied to the surface on the first side of the steel strip. For the creation of ZrO 2 - or TiO 2 - sol-gel layers, aqueous solutions of zirconium propylate or titanium (2-propylate) can be applied.

졸-겔 층은 바람직하게는 스트립 코팅 공정에서 제1 면 상의 강 스트립의 표면에 습식-화학적으로 적용된다. 이러한 방식으로, 강판 표면에 졸-겔 층을 적용하기 위한 졸-겔 공정은 효율적인 공정 제어를 달성하기 위해 연속 스트립 코팅 공정으로 통합될 수 있으며, 여기서 강판은 스트립 형태이고 후속하는 강 스트립의 질화 및 어닐링은 스트립이 사전결정된 스트립 속도로 통과하는 연속 어닐링로에서 수행된다. 졸-겔 층은 연속 어닐링로의 상류에서 별도의 단계에 적용된다. 졸의 겔화 및 건조는 연속 어닐링로에서 강 스트립의 가열 동안 적어도 부분적으로 일어날 수 있어서 매우 효율적인 공정을 달성하고 스트립 라인의 길이를 감소시킬 수 있다. 특히 SiO2 층의 생성을 위한 졸-겔 공정은 강판의 한 면 상에 조밀하고 균일한 배리어 층을 적용하는 데 사용될 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 이러한 공정이 배리어 층을 적용하는 데 바람직한 이유이다.The sol-gel layer is preferably applied wet-chemically to the surface of the steel strip on the first side in a strip coating process. In this way, the sol-gel process for applying a sol-gel layer on the steel sheet surface can be integrated into a continuous strip coating process to achieve efficient process control, where the steel sheet is in strip form and the subsequent nitriding and nitriding of the steel strip. Annealing is performed in a continuous annealing furnace through which the strip passes at a predetermined strip speed. The sol-gel layer is applied in a separate step upstream of the continuous annealing furnace. Gelation and drying of the sol can occur at least partially during heating of the steel strip in a continuous annealing furnace, achieving a very efficient process and reducing the length of the strip line. In particular, it has been shown that the sol-gel process for the creation of SiO 2 layers can be used to apply a dense and uniform barrier layer on one side of a steel sheet, which is why this process is preferred for applying barrier layers. .

특히 바람직한 실시양태에서, 실리케이트-함유 배리어 층은 실리카 및 나트륨 염을 함유하는 수성의 염기성 전해질로부터 강판의 두 면 중 하나에 전기분해적으로 적용되고, 여기서 배리어 층으로서 작용하는 실리케이트 층은 1 내지 10 mg/m2의 범위, 특히 바람직하게는 3 내지 6 mg/m2의 범위로 강판의 두 면 중 하나에 적용된다. 배리어 층의 전해 적용 동안, 강판 표면은 동시에 탈지된다. 배리어 층의 전해 적용은 강판의 표면에 걸쳐 균일하게 분포되고 어닐링로에서 질화 공정 동안 강 스트립의 제1 면에 걸쳐 질소 침투를 방지하기에 균질하고 충분한 코팅 중량을 갖는 배리어 층을 생성하는 것을 가능하게 한다. In a particularly preferred embodiment, the silicate-containing barrier layer is electrolytically applied to one of the two sides of the steel sheet from an aqueous basic electrolyte containing silica and sodium salts, wherein the silicate layer acting as barrier layer has 1 to 10 It is applied to one of the two sides of the steel sheet in the range of mg/m 2 , particularly preferably in the range of 3 to 6 mg/m 2 . During electrolytic application of the barrier layer, the steel sheet surface is simultaneously degreased. Electrolytic application of the barrier layer makes it possible to create a barrier layer that is uniformly distributed over the surface of the steel strip and has a coating weight that is homogeneous and sufficient to prevent nitrogen penetration across the first side of the steel strip during the nitriding process in the annealing furnace. do.

어닐링로에서 질화 공정에 의해 제1 영역의 적어도 실질적으로 완전한 재결정화를 달성하기 위해, 강판의 온도는 바람직하게는 가열 온도에 도달한 후 사전결정된 어닐링 시간(tG) 동안 가열 온도(TE)에서 유지된다. 어닐링 시간은 바람직하게는 1초 초과, 특히 1 내지 80초의 범위, 바람직하게는 1 내지 10초의 범위이다. 예를 들어, 10초 초과의 더 긴 어닐링 시간으로, 제1 영역의 완전한 재결정화 이외에, 가열 동안 도입된 질소의 분포는 강판의 두께에 걸쳐 고르게 되어, 재결정화된 제1 영역과 재결정화되지 않았거나 거의 재결정화되지 않은 제2 영역 사이의 강판의 코어 영역에 더 넓은 전이 구역을 생성한다.In order to achieve at least substantially complete recrystallization of the first region by the nitriding process in the annealing furnace, the temperature of the steel sheet is preferably adjusted to a heating temperature (T E ) during a predetermined annealing time (t G ) after reaching the heating temperature. is maintained in The annealing time is preferably greater than 1 second, especially in the range from 1 to 80 seconds, preferably in the range from 1 to 10 seconds. With longer annealing times, for example, greater than 10 seconds, in addition to complete recrystallization of the first region, the distribution of nitrogen introduced during heating becomes even throughout the thickness of the steel sheet, such that no recrystallization occurs with the first region recrystallizing. or creates a wider transition zone in the core region of the steel sheet between the second region, which is barely recrystallized.

따라서, 또한 본 발명의 목적은 특히 패키징의 제조에 사용될 수 있고 10 내지 1000 ppm의 중량 기준 탄소 함량(C)을 갖고 0.5 mm 미만의 두께를 갖는 강으로 제조되는 강판을 제공하는 것이고, 강판은 제1 면 상에 제1 영역 및 제2 면 상에 제2 영역을 갖는 2층 결정화 구조를 가지며, 제1 영역은 적어도 실질적으로 재결정화되고, 제2 영역은 재결정화되지 않거나, 적어도 완전히 재결정화되지 않고, 질소에 대해 적어도 실질적으로 불투과성인 배리어 층은 제1 면의 표면 상에 배열된다. 배리어 층의 배리어 효과로 인해, 본 발명에 따른 공정에서, 질소는 본질적으로 강판의 제2 면에서만 확산되고, 제2 면에서 제1 면으로 이어지는 강판의 단면에 걸쳐 질소 농도의 구배가 형성되고, 이는 강판이 가열 온도(TE)로 가열될 때 질소 함량이 증가함에 따라 재결정화 온도의 증가로 인해 2층 결정화 구조의 형성을 야기한다. 본 발명에 따른 강판의 2층 결정화 구조는 또한 하기에서 2층 미세구조로서 지칭된다.Therefore, it is also an object of the present invention to provide a steel sheet which can be used in particular for the production of packaging and which has a carbon content (C) by weight of 10 to 1000 ppm and is made of steel with a thickness of less than 0.5 mm, It has a two-layer crystallization structure having a first region on one side and a second region on a second side, wherein the first region is at least substantially recrystallized and the second region is not recrystallized, or at least not fully recrystallized. A barrier layer that is at least substantially impermeable to nitrogen is arranged on the surface of the first side. Due to the barrier effect of the barrier layer, in the process according to the invention, nitrogen diffuses essentially only on the second side of the steel sheet, and a gradient of nitrogen concentration is formed over the cross-section of the steel sheet running from the second side to the first side, This causes the formation of a two-layer crystallization structure due to the increase in recrystallization temperature as the nitrogen content increases when the steel sheet is heated to the heating temperature (T E ). The two-layer crystallization structure of the steel sheet according to the invention is also referred to below as two-layer microstructure.

본 발명에 따른 강판은 500 MPa 초과, 특히 600 MPa 초과, 바람직하게는 700 MPa 초과의 매우 높은 강도를 가지며, 신율(파단 신율)은 딥 드로잉 적용에서 허용되는 적어도 5%이다. 동시에, 강판은, 특히 딥 드로잉 공정에서, 우수한 성형성을 갖는다. 강판은 특히, 매우 작은 굽힘 반경으로의 심한 성형의 경우에도, 여전히 압연-경성인 재결정화되지 않은 제2 영역이 굽힘 반경의 외측에 위치할 때 굽힘 반경의 외측에 조면화가 발생하지 않는다는 사실을 특징으로 한다. 이는 재결정화된 제1 영역의 굵은 입자가 압연-경성인 제2 영역의 높은 강도로 인해 굽힘 반경의 외측의 표면을 통해 가압될 수 없다는 사실에 의해 달성된다. 따라서, 여전히 압연-경성인 제2 영역은 제1 영역의 재결정화된 강 구조물의 굵은 입자에 대한 배리어를 형성한다. 압연-경성인 제2 영역은 재결정화된 제1 영역으로부터의 더 큰 결정립이 성형 동안 강판의 표면에 대해 외향으로 가압되는 것을 방지한다. 이는 성형 동안 바람직하지 않은 광학 효과 및 기계적 불안정성을 방지하고, 또한 강판의 제2 면의 표면에 적용된 코팅에서 다공도 및 균열을 방지한다. The steel sheet according to the invention has a very high strength of more than 500 MPa, especially more than 600 MPa, preferably more than 700 MPa, and an elongation (elongation at break) of at least 5%, which is acceptable for deep drawing applications. At the same time, the steel sheet has excellent formability, especially in the deep drawing process. The steel sheet is characterized by the fact that, in particular, even in the case of heavy forming to very small bend radii, no roughening occurs outside the bend radius when the second non-recrystallized region, which is still roll-hard, is located outside the bend radius. Do it as This is achieved by the fact that the coarse grains of the recrystallized first region cannot be pressed through the surface outside the bending radius due to the high strength of the roll-hard second region. Thus, the second region, still roll-hard, forms a barrier against the coarse grains of the recrystallized steel structure of the first region. The second region, which is roll-hard, prevents larger grains from the recrystallized first region from pressing outward against the surface of the steel sheet during forming. This prevents undesirable optical effects and mechanical instability during forming, and also prevents porosity and cracking in the coating applied to the surface of the second side of the steel sheet.

강판의 특히 우수한 성형성은 압연-경성인 제2 영역이 가능한 한 얇고, 특히 재결정화된 제1 영역보다 얇은 경우에 달성된다. 바람직하게는, 제1 영역은 50 μm 내지 450 μm의 범위, 특히 바람직하게는 90 μm 내지 400 μm의 범위, 특히 150 μm 내지 300 μm의 범위의 두께를 갖고, 제2 영역의 두께는 바람직하게는 1 μm 내지 50 μm 범위, 특히 바람직하게는 2 μm 내지 10 μm의 범위이다. 바람직하게는, 제2 영역의 두께는 제1 영역의 두께의 1% 내지 10%이다. 재결정화되지 않거나 거의 재결정화되지 않은 제2 영역의 이러한 낮은 두께에서, 강판의 성형성은 여전히 압연-경성인 영역의 높은 강도에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 그럼에도 불구하고, 강판의 성형 동안, 제2 영역은 강판의 표면을 통해 가압되는 강 구조물의 굵은 결정립에 대한 충분한 배리어를 형성하여, 표면의 조면화를 방지한다. Particularly good formability of the steel sheet is achieved if the second, roll-hardened region is as thin as possible, in particular thinner than the first, recrystallized region. Preferably, the first region has a thickness in the range from 50 μm to 450 μm, particularly preferably in the range from 90 μm to 400 μm, especially in the range from 150 μm to 300 μm, and the thickness of the second region preferably is It is in the range from 1 μm to 50 μm, particularly preferably in the range from 2 μm to 10 μm. Preferably, the thickness of the second region is 1% to 10% of the thickness of the first region. At this low thickness of the non-recrystallized or barely recrystallized second region, the formability of the steel sheet is hardly affected by the high strength of the still roll-hard region. Nevertheless, during forming of the steel sheet, the second region forms a sufficient barrier against coarse grains of the steel structure being pressed through the surface of the steel sheet, preventing roughening of the surface.

강판을 가열할 때 질소의 혼입으로 인해 제2 영역에서 재결정화 온도가 증가하는 값 ΔT는 가열 종료 후 강판의 제2 영역에서 질화에 의해 도입된 질소 함량에 의해 제어될 수 있고, 여기서 특히 ΔT = a · ΔN(ppm)에 의해 설명될 수 있는 선형 관계가 관찰될 수 있고, 여기서 a는 비례 상수이고 ΔN(ppm)은 질화에 의한 강판의 가열 동안 제2 영역에 도입된 ppm(강의 중량을 기준으로 함)의 질소 함량이다. 상이한 질소 함량 및 그 밖에 동일한 합금 조성을 갖는 샘플에 대한 시험에 의해서 예로서 a 1.2 K/ppm의 값이 산출되었다. 따라서, ΔT 10 K 내지 24 K 범위의 근표면 영역에서 재결정화 온도의 증가는 10 ppm 내지 20 ppm(0.001 내지 0.002 중량%에 상응함) 범위의 ΔN의 낮은 부가로 이미 달성되었을 수 있다. 예를 들어, ΔN = 100 ppm(0.01 중량%에 상응함)의 더 높은 질소 부하량에서, 근표면 영역에서 재결정화 온도의 (이론적으로 달성 가능한) 증가는 이미 대략 ΔT 120 K이다. 바람직하게는, 강판의 가열 시 질소의 혼입에 의해 제2 영역에서 재결정화 온도가 증가하는 값 ΔT는 K 초과, 특히 바람직하게는 100 K 초과이고, 특히 바람직하게는 100 K 내지 250 K의 범위이다. The value ΔT at which the recrystallization temperature increases in the second region due to the incorporation of nitrogen when heating the steel sheet can be controlled by the nitrogen content introduced by nitriding in the second region of the steel sheet after the end of heating, where in particular ΔT = A linear relationship can be observed that can be described by a ) is the nitrogen content. By testing on samples with different nitrogen contents and otherwise the same alloy composition, for example a A value of 1.2 K/ppm was calculated. Therefore, ΔT An increase in the recrystallization temperature in the near-surface region in the range from 10 K to 24 K can already be achieved with a low addition of ΔN in the range from 10 ppm to 20 ppm (corresponding to 0.001 to 0.002% by weight). For example, at higher nitrogen loadings of ΔN = 100 ppm (corresponding to 0.01% by weight), the (theoretically achievable) increase in recrystallization temperature in the near-surface region is already approximately ΔT. It is 120 K. Preferably, the value ΔT at which the recrystallization temperature increases in the second region due to the incorporation of nitrogen when heating the steel sheet is greater than K, particularly preferably greater than 100 K, and particularly preferably in the range from 100 K to 250 K. .

본 발명에 따른 공정에서, 강판은 단일-스테이지 가열 단계 또는 2-스테이지 열처리로 가열될 수 있다. 단일-스테이지 가열 단계에서, 강판은 가열 시간(tE) 내에 실온에서부터 가열 온도(TE)까지 가열되고, 가열 온도(TE)에 도달한 후, 가열 온도(TE)에서 사전결정된 어닐링 시간(tG) 동안 유지되며, 가열 시간(tE)은 바람직하게는 1.0 내지 300초의 범위이고/이거나 어닐링 시간(tG)은 바람직하게는 1.0초 내지 80초의 범위, 특히 바람직하게는 1초 내지 10초의 범위이다. 가열 동안, 강판은 질화 가스 분위기, 특히 0.1 내지 6% 범위의 암모니아의 부피 분율을 갖는 암모니아-함유 가스 분위기에 적어도 일시적으로 노출된다.In the process according to the invention, the steel sheet can be heated in a single-stage heating step or in a two-stage heat treatment. In the single-stage heating step, the steel sheet is heated from room temperature to the heating temperature ( TE ) within the heating time (t E ), and after reaching the heating temperature (T E ), a predetermined annealing time is performed at the heating temperature (T E ). (t G ), the heating time (t E ) is preferably in the range from 1.0 to 300 seconds and/or the annealing time (t G ) is preferably in the range from 1.0 to 80 seconds, particularly preferably from 1 second to 1 second. The range is 10 seconds. During heating, the steel sheet is at least temporarily exposed to a nitriding gas atmosphere, especially an ammonia-containing gas atmosphere with a volume fraction of ammonia in the range from 0.1 to 6%.

2-스테이지 가열 공정에서, 질화는 중간 온도에서 제1 스테이지에서 수행되고, 어닐링은 중간 온도보다 높은 가열 온도에서 제2 스테이지에서 일어난다(하기에서 가열 온도가 어닐링 온도로도 지칭되는 이유임). 중간 온도는 원래의 재결정화 온도 TR보다 낮다. 2-스테이지 공정에서, 강판은 제1 스테이지에서 제1 가열 시간 내에 실온에서부터 중간 온도(TZ < TR)까지 가열되고, 적어도 대략 이 온도에서 유지 시간 tH 동안 유지된다. 중간 온도 TZ는 바람직하게는 300℃ 내지 600℃, 특히 바람직하게는 400℃ 내지 550℃의 범위인데, 그 이유는 암모니아 가스가 어닐링로의 가스 분위기의 질화 성분으로서 사용될 때 금속 표면 상의 원자 질소로의 해리가 약 300℃의 온도에서 시작되기 때문이다. 임의의 경우에, 약 550℃ 이하의 온도에서, (완전한) 재결정화는 본 발명에 따른 대부분의 합금 조성물에 대해 아직 발생하지 않는다. 따라서, 제1 스테이지의 바람직한 중간 온도 TZ에서, 질화 가스 분위기로부터 강판의 제2 영역으로의 해리된 질소의 확산은 일어나지만, 아직 재결정화되지는 않는다. 제1 영역의 재결정화는 강판이 원래의 재결정화 온도 TR 이상이지만 TR + ΔT 미만인 가열 온도(어닐링 온도) TE로 가열되는 제2 스테이지까지 발생하지 않는다. 예를 들어, 가열 온도 TE는 사용되는 강의 초기 재결정화 온도 TR의 값에 따라 650℃ 내지 800℃의 범위이고, 특히 약 750℃이다. In a two-stage heating process, nitriding is performed in the first stage at an intermediate temperature, and annealing occurs in the second stage at a heating temperature higher than the intermediate temperature (which is why the heating temperature is also referred to as the annealing temperature below). The intermediate temperature is lower than the original recrystallization temperature T R . In a two-stage process, the steel sheet is heated from room temperature to an intermediate temperature (T Z < T R ) in a first stage within a first heating time and maintained at least approximately at this temperature for a holding time t H. The intermediate temperature T This is because dissociation begins at a temperature of about 300°C. In any case, at temperatures below about 550° C., (complete) recrystallization does not yet occur for most alloy compositions according to the invention. Therefore, at the preferred intermediate temperature T Z of the first stage, diffusion of the dissociated nitrogen from the nitriding gas atmosphere into the second region of the steel sheet occurs, but not yet recrystallizes. Recrystallization of the first region does not occur until a second stage in which the steel sheet is heated to a heating temperature (annealing temperature) T E above the original recrystallization temperature T R but below T R + ΔT. For example, the heating temperature T E ranges from 650° C. to 800° C., especially around 750° C., depending on the value of the initial recrystallization temperature T R of the steel used.

제1 실시양태에서 강판의 단일-스테이지 가열에서와 같이, 2-스테이지 공정에서, 강판의 제1 영역에는 적어도 실질적으로 단지 (부분적인) 재결정화가 일어나는 반면, 제2 영역은 재결정화되지 않는다. 제1 스테이지에서 질화된 제2 영역의 재결정화는 제2 영역의 질화로 인해 ΔT만큼 증가된 재결정화 온도 TR + ΔT 미만이 되도록 가열 온도(어닐링 온도) TE를 선택함으로써 방지된다. As in the single-stage heating of the steel sheet in the first embodiment, in the two-stage process at least substantially only (partial) recrystallization occurs in the first region of the steel sheet, while the second region does not recrystallize. Recrystallization of the second region nitrided in the first stage is prevented by selecting the heating temperature (annealing temperature) T E so that it is below the recrystallization temperature T R + ΔT which is increased by ΔT due to nitriding of the second region.

2-스테이지 열처리에서, 강판은 연속 어닐링로에서 적합하게 어닐링되는데, 먼저 제1 스테이지에서 강판의 제2 면 상의 표면 부근의 제2 영역에서 바람직하게는 10 내지 150초의 범위인 유지 시간 동안 강의 (초기) 재결정화 온도 TR보다 낮은 더 낮은 중간 온도 TZ에서 어닐링되고, 제2 스테이지에서 바람직하게는 1 내지 300초, 특히 바람직하게는 1 내지 10초의 범위인 어닐링 시간 tG 동안 강의 중간 온도보다 높고 (초기) 재결정화 온도(TR) 초과인 가열 온도(어닐링 온도 TE)에서 제1 영역에서만 적어도 부분적으로 재결정화 어닐링된다. In a two-stage heat treatment, the steel sheet is suitably annealed in a continuous annealing furnace, first in a first stage, in a second region near the surface on the second side of the steel sheet, for a holding time preferably in the range of 10 to 150 seconds (initial heat treatment) of the steel. ) annealed at a lower intermediate temperature T Z below the recrystallization temperature T It is at least partially recrystallized and annealed only in the first region at a heating temperature (annealing temperature T E ) that is above the (initial) recrystallization temperature T R .

강판이 2-스테이지 공정에서 실온에서부터 중간 온도까지 가열되는 제1 가열 시간(tE 1)은 바람직하게는 1.0 내지 120초, 특히 바람직하게는 10 내지 90초의 범위이고, 제1 실시양태에서와 같이, 본 발명에 따른 강판의 요망되는 물질 특성에 따라 적합화될 수 있다. 강판이 중간 온도에서 유지되는 유지 시간(tH)은 여기서 또한 바람직하게는 1.0 내지 90초, 특히 바람직하게는 10 내지 60초의 범위이고, 마찬가지로 본 발명에 따른 강판의 요망되는 물질 특성에 따라 선택된다. 유지 시간이 경과한 후, 강판은, 냉각 후에 또는 제2 가열 시간(tE 2)에 제2 스테이지에서의 냉각 없이 즉시, 가열 온도 TE(어닐링 온도)로 가열될 수 있고, 적어도 대략 이러한 가열 온도 TE에서 어닐링 시간(tG) 동안 유지될 수 있다. 선택적으로, 어닐링로에는 또한 어닐링 기간 동안 질화 가스 분위기가 제공될 수 있으며, 이로부터 해리된 (원자) 질소가 이용 가능하여 어닐링 기간 tG 동안 더 깊은 제2 영역에서 강판의 (추가) 질화가 여전히 일어날 수 있다. 이는 강판의 제1 면의 방향으로 제2 영역의 크기를 증가시키고, 이에 따라 제2 영역의 두께를 증가시킨다. 이러한 경우에 가열 온도 TE(어닐링 온도)는 또한 원래의 재결정화 온도 TR과 강판의 근표면 영역에서 질화에 의해 TR + ΔT로 증가된 재결정화 온도 사이이다. 따라서, 2-스테이지 공정에서, 이는 또한 가열 온도 TE: T ≤ TRE < TR + ΔT에 대해 유지되며, 여기서 중간 온도(TZ)는 초기 재결정화 온도 TR보다 낮다.The first heating time (t E 1 ), during which the steel sheet is heated from room temperature to the intermediate temperature in the two-stage process, preferably ranges from 1.0 to 120 seconds, particularly preferably from 10 to 90 seconds, as in the first embodiment. , can be adapted depending on the desired material properties of the steel sheet according to the invention. The holding time (t H ) during which the steel sheet is maintained at the intermediate temperature here also preferably ranges from 1.0 to 90 seconds, particularly preferably from 10 to 60 seconds, and is likewise selected depending on the desired material properties of the steel sheet according to the invention. . After the holding time has elapsed, the steel sheet can be heated to the heating temperature T E (annealing temperature) immediately after cooling or at a second heating time (t E 2 ) without cooling in the second stage, at least approximately by this heating. It can be maintained at temperature T E for an annealing time (t G ). Optionally, the annealing furnace may also be provided with a nitriding gas atmosphere during the annealing period, from which the dissociated (atomic) nitrogen is available such that (further) nitriding of the steel sheet in the deeper second region is still possible during the annealing period t G. It can happen. This increases the size of the second region in the direction of the first side of the steel sheet, thereby increasing the thickness of the second region. In this case the heating temperature T E (annealing temperature) is also between the original recrystallization temperature T R and the recrystallization temperature increased to T R + ΔT by nitriding in the near surface region of the steel sheet. Therefore, in a two-stage process, this also holds for the heating temperature T E : T ≤ T RE < T R + ΔT, where the intermediate temperature (T Z ) is lower than the initial recrystallization temperature T R .

단일-스테이지 공정과 2-스테이지 공정 둘 모두에서, 강판은 가열 동안 및 재결정화 온도에 도달하기 전에 해리된 (원자) 질소가 어닐링로에 제공되는 질화 가스 분위기에 적어도 일시적으로 노출되고, 이는 초기에 강판의 제2 면 상의 제2 영역에서만 표면 부근의 강판으로 확산되고 그곳에서 재결정화 온도를 상승시키는 한편, 강판의 제1 면 상에는 배리어 층을 통한 질소의 침투가 방지된다.In both the single-stage process and the two-stage process, the steel sheet is exposed at least temporarily to a nitriding gas atmosphere in which dissociated (atomic) nitrogen is provided to the annealing furnace during heating and before reaching the recrystallization temperature, which is initially Only a second region on the second side of the steel sheet diffuses into the steel sheet near the surface, raising the recrystallization temperature there, while on the first side of the steel sheet penetration of nitrogen through the barrier layer is prevented.

냉간 압연된 강판의 강은 바람직하게는 하기 중량 기준 조성을 갖는다: The steel of the cold rolled steel sheet preferably has the following composition by weight:

● 탄소, C: 0.001% 초과 0.1% 미만, 바람직하게는 0.06% 미만;● Carbon, C: greater than 0.001% but less than 0.1%, preferably less than 0.06%;

● 망간, Mn: 0.01% 초과 0.6% 미만;● Manganese, Mn: greater than 0.01% but less than 0.6%;

● 인, P: 0.04% 미만;● Phosphorus, P: less than 0.04%;

● 황, S: 0.04% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과;● Sulfur, S: less than 0.04%, preferably more than 0.001%;

● 알루미늄, Al: 0.08% 미만;● Aluminum, Al: less than 0.08%;

● 규소, Si: 0.1% 미만;● Silicon, Si: less than 0.1%;

● 임의로 구리, Cu: 0.1% 미만;● optionally copper, Cu: less than 0.1%;

● 임의로 크롬, Cr: 0.1% 미만;● optionally chromium, Cr: less than 0.1%;

● 임의로 니켈, Ni: 0.1% 미만;● Optionally Nickel, Ni: less than 0.1%;

● 임의로 티탄, Ti: 0.1% 미만, 바람직하게는 0.02% 초과;● optionally titanium, Ti: less than 0.1%, preferably more than 0.02%;

● 임의로 니오븀, Nb: 0.08% 미만, 바람직하게는 0.01% 초과;● optionally niobium, Nb: less than 0.08%, preferably more than 0.01%;

● 임의로 몰리브덴, Mo: 0.08 % 미만;● optionally molybdenum, Mo: less than 0.08%;

● 임의로 주석, Sn: 0.05% 미만;● optionally tin, Sn: less than 0.05%;

● 임의로 붕소, B: 0.01% 미만, 바람직하게는 0.005% 미만, 바람직하게는 0.0005% 초과;● optionally boron, B: less than 0.01%, preferably less than 0.005%, preferably more than 0.0005%;

● 임의로 질소, N0: 0.02% 미만, 특히 0.016% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과;● optionally nitrogen, N 0 : less than 0.02%, especially less than 0.016%, preferably more than 0.001%;

● 나머지 철 및 불가피한 불순물,● the remaining iron and inevitable impurities,

● 여기서, 질화 가스 분위기에서 냉간 압연된 강판의 가열 후, 강판의 전체 두께에 걸쳐 평균화된, 중량 기준 평균 질소 함량(N)은 적어도 0.01%, 바람직하게는 적어도 0.015%이다.● Here, after heating the cold-rolled steel sheet in a nitriding gas atmosphere, the average nitrogen content (N) by weight, averaged over the entire thickness of the steel sheet, is at least 0.01%, preferably at least 0.015%.

평균 질소 함량(N) 또는 평균 질소 함량에 대해 언급되는 경우, 각각의 두께에 걸쳐 평균화된 질소 농도를 의미한다. 따라서, 강판의 평균 질소 함량(N)에 대해 언급되는 경우, 강판의 두께에 걸쳐 평균화된 질소 농도를 의미한다.When reference is made to average nitrogen content (N) or average nitrogen content, the nitrogen concentration averaged over the respective thickness is meant. Therefore, when reference is made to the average nitrogen content (N) of a steel sheet, it means the nitrogen concentration averaged over the thickness of the steel sheet.

냉간 압연된 강판의 강은 이미 바람직하게는 0.001 중량% 초과 0.02 중량% 미만, 특히 바람직하게는 0.016 중량% 미만의 초기 질소 함량 N0를 가질 수 있다. 그러나, 불가피한 질소 불순물 외에는 임의의 질소를 함유하지 않는 강이 또한 사용될 수 있다. 초기 질소 함량을 0.02 중량% 미만의 값으로 제한하는 것은 열간 압연에 의해 강으로부터 생성된 핫 스트립이 통상적인 냉간 압연 장비(강판을 초미세 시트로 냉간 압연하기 위한 압연기)를 사용하여 어려움 없이 냉간 압연되게 할 수 있다. 또한, 강에서 0.02 중량% 미만의 NO의 낮은 초기 질소 함량은 슬래브를 주조할 때 결함의 형성을 방지한다. 그러나, 냉간 압연된 강판에서 가능한 가장 높은 (평균) 질소 함량을 달성하고, 이에 의해 높은 고용체 강화를 달성하기 위해, 핫 스트립을 생성하는 데 사용되는 강은 이미 바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.02 중량%, 특히 바람직하게는 0.005 중량% 내지 0.016 중량%의 범위인 (초기) 질소 함량을 갖는 경우가 유리하다.The steel of the cold rolled steel sheet may already preferably have an initial nitrogen content N 0 of greater than 0.001% by weight and less than 0.02% by weight and particularly preferably less than 0.016% by weight. However, steels that do not contain any nitrogen other than the inevitable nitrogen impurities can also be used. Limiting the initial nitrogen content to a value of less than 0.02% by weight ensures that the hot strips produced from steel by hot rolling can be cold rolled without difficulty using conventional cold rolling equipment (rolling mills for cold rolling steel sheets into ultrafine sheets). It can be done. Additionally, the low initial nitrogen content of less than 0.02% by weight NO in the steel prevents the formation of defects when casting slabs. However, in order to achieve the highest possible (average) nitrogen content in cold rolled steel sheets and thereby high solid solution strengthening, the steel used to produce the hot strip is already preferably 0.001% to 0.02% by weight. , especially preferably with an (initial) nitrogen content in the range from 0.005% to 0.016% by weight.

냉간 압연된 강판의 강이 초기 질소 함량(N0)을 갖는 경우, 냉간 압연된 강판이 강판의 제2 면 상의 제2 영역에서 가열될 때 질소 함량은 초기 질소 함량(N0) 초과의 값으로 증가한다. 제2 영역에서 중량 기준 질소 함량이 이에 의해 강의 초기 질소 함량(NO)의 바람직하게는 50 ppm 초과, 특히 바람직하게는 400 내지 800 ppm의 초과인 이 영역의 두께에 걸쳐 평균화된 값으로 증가하는 경우, 제2 영역의 두께에 따라 (때때로 상당한) 강판의 강도 증가가 관찰된다. 적어도 5%의 파단 신율에서 700 MPa 초과의 강판의 강도가 달성될 수 있다. 질화 공정에 의해 제2 영역에 증착된 질소의 (평균) 질소 함량은 대략 1000 ppm의 철 중 질소의 용해도 한계까지 도달할 수 있다.If the steel of the cold rolled steel sheet has an initial nitrogen content (N 0 ), when the cold rolled steel sheet is heated in the second region on the second side of the steel sheet, the nitrogen content is increased to a value greater than the initial nitrogen content (N 0 ). increases. The nitrogen content by weight in the second region is thereby increased to a value averaged over the thickness of this region which is preferably greater than 50 ppm, particularly preferably greater than 400 to 800 ppm, of the initial nitrogen content ( NO ) of the steel. In this case, a (sometimes significant) increase in the strength of the steel sheet is observed depending on the thickness of the second region. Strengths of steel sheets exceeding 700 MPa can be achieved at an elongation at break of at least 5%. The (average) nitrogen content of the nitrogen deposited in the second region by the nitriding process can reach a solubility limit of nitrogen in iron of approximately 1000 ppm.

공정 파라미터, 특히 가열 온도(어닐링 온도)에서 강판의 어닐링 동안 유지 시간 및 어닐링 시간, 및 어닐링로의 가스 분위기 하에 질화 가스(특히 암모니아)의 (선택적) 농도의 설정에 따라, 강판의 제1 영역은 또한 특정 정도로 질화된다. 그러나, 바람직하게는, 제1 영역의 질화는 어닐링 후 또는 가열 종료 시 제1 영역과 제2 영역의 재결정화도의 가능한 가장 큰 차이를 달성하기 위해 (상당히) 적다. 바람직하게는, 제2 영역은 30% 미만, 더욱 바람직하게는 20% 미만의 재결정화도를 갖고, 제1 영역은 70% 초과, 더욱 바람직하게는 80% 초과의 재결정화도를 갖는다. 특히 바람직하게는, 제1 영역은 완전히 재결정화된다.Depending on the setting of the process parameters, in particular the holding time and annealing time during annealing of the steel sheet at the heating temperature (annealing temperature) and the (optional) concentration of nitriding gas (in particular ammonia) under the gas atmosphere of the annealing furnace, the first region of the steel sheet is It is also nitrided to a certain degree. However, preferably, the nitridation of the first region is (quite) small in order to achieve the largest possible difference in the degree of recrystallization of the first and second regions after annealing or at the end of heating. Preferably, the second region has a degree of recrystallization of less than 30%, more preferably less than 20%, and the first region has a degree of recrystallization of greater than 70%, more preferably greater than 80%. Particularly preferably, the first region is completely recrystallized.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 강판이 열간 압연 및 이어서 냉간 압연에 의해 예비 스테이지에서 생성되는 강은 중량 기준으로 0.001% 초과 0.1% 미만의 C, 0.01% 초과 0.6% 미만의 Mn, 0.04% 미만의 P, 0.04% 미만의 S, 0.08% 미만의 Al, 0.1% 미만의 Si, 및 선택적으로 최대 0.020%, 바람직하게는 0.016% 이하의 초기 질소 함량(NO), 나머지 철 및 불가피한 불순물을 함유한다. 질화 후, 강판은 바람직하게는 적어도 0.020%, 특히 바람직하게는 0.025% 이상의 평균 질소 함량 N > N0, 특히 0.040 내지 0.080% 범위의 N을 함유한다. 0.040% 초과의 N의 평균 질소 함량에서 강판의 인장 강도는 적어도 800 MPa이고, 강판은 동시에 2% 내지 10% 범위의 파단 신율 및 따라서 딥 드로잉 공정에 충분한 성형성을 나타낸다.In a preferred embodiment, the steel sheet according to the invention is produced in a preliminary stage by hot rolling and then cold rolling and has, by weight, more than 0.001% but less than 0.1% C, more than 0.01% but less than 0.6% Mn, less than 0.04% of P, less than 0.04% S, less than 0.08% Al, less than 0.1% Si, and optionally an initial nitrogen content ( NO ) of up to 0.020%, preferably not more than 0.016%, with the remainder iron and unavoidable impurities. do. After nitriding, the steel sheet preferably contains an average nitrogen content N > N 0 of at least 0.020%, particularly preferably at least 0.025%, especially N in the range from 0.040 to 0.080%. At an average nitrogen content of N above 0.040%, the tensile strength of the steel sheet is at least 800 MPa, and the steel sheet simultaneously exhibits an elongation at break in the range of 2% to 10% and thus sufficient formability for deep drawing processes.

냉간 압연된 강판의 가열 동안 제2 영역에 혼입된 질소는 용해된 형태 및/또는 결합 형태로 질화물로서 존재할 수 있다(용해도 한계까지). 강에서 강한 질화물 형성제의 존재 하에, 삽입된 질소는 질화물에 결합된 질소로서, 특히 TiN 및/또는 NbN 및/또는 AlN으로서 적어도 부분적으로 존재한다. 질화 동안 제2 영역으로 도입된 질소의 격자간 혼입은 강도를 증가시키기에 바람직하기 때문에, 높은 강도의 강판이 달성되어야 하는 경우, 강은 방편상 Ti, Nb, Mo 또는 Al과 같은 질화물 형성제를 가능한 한 적게 함유한다. 따라서, 질화물 형성제의 중량 백분율에 대한 하기 상한이 바람직하다: Nitrogen incorporated into the second region during heating of the cold rolled steel sheet may be present as nitrides in dissolved and/or bound form (up to the solubility limit). In the presence of strong nitride formers in steel, the intercalated nitrogen exists at least partially as nitrogen bound to nitrides, in particular as TiN and/or NbN and/or AlN. Since the interstitial incorporation of nitrogen introduced into the second region during nitriding is desirable to increase the strength, when high strength steel sheets are to be achieved, the steels are expediently treated with nitride formers such as Ti, Nb, Mo or Al. Contain as little as possible. Accordingly, the following upper limits for the weight percentage of nitride former are preferred:

● Al: 0.08% 미만의 Si: ● Al: less than 0.08% Si:

● Ti: 0.1% 미만, 바람직하게는 0.02% 초과;● Ti: less than 0.1%, preferably greater than 0.02%;

● Nb: 0.08% 미만, 바람직하게는 0.01% 초과;● Nb: less than 0.08%, preferably greater than 0.01%;

● Mo: 0.08% 미만;● Mo: less than 0.08%;

● B: 0.01% 미만, 바람직하게는 0.005% 미만.● B: less than 0.01%, preferably less than 0.005%.

다른 한편으로, 제2 영역의 질화 동안 질화물의 형성은 강판의 재결정화된 제1 영역 및 재결정화되지 않았거나 적어도 완전히 재결정화되지 않은 제2 영역의 뚜렷한 경계를 촉진한다. 따라서, 제1 영역과 제2 영역의 재결정화도의 가능한 가장 높은 차이가 요망되는 경우, Ti, Nb, Mo 및/또는 Al과 같은 충분한 양의 강한 질화물 형성제가 강에 첨가된다. 이러한 맥락에서, 냉간 압연된 강판의 강은 바람직하게는 중량 기준으로 200 ppm 초과의 티타늄 및/또는 100 ppm 초과의 니오븀 및/또는 0.0005% 초과의 붕소 및/또는 50 ppm 초과의 알루미늄을 함유한다. 특히 바람직하게는, 이러한 경우에 강한 질화물 형성제의 중량 분율의 합은 300 ppm 초과, 바람직하게는 500 ppm 초과이다. 티탄, 니오븀 및/또는 알루미늄과 같은 강한 질화물 형성제는 제1 영역에 증착된 질소를 결합시켜, 초기에 표면 부근에서만 증착된 질소가 제1 면을 향해 강판의 내부로 더 확산되는 것을 방지한다. 따라서, 시트 두께에 비해 높은 질소 함량을 갖는 매우 얇은 제1 영역이 강판의 표면에서 생성되는데, 이는 이 영역에서 재결정화 온도의 강한 증가를 초래한다. 본 발명에 따른 공정에 따라 냉간 압연된 강판이 이제 한편으로 강판의 (스파이킹되지 않거나 단지 약간만 스파이킹된) 제2 영역에서 (초기) 재결정화 온도보다 높고 다른 한편으로 질화된 영역의 (증가된) 재결정화 온도보다 낮은 온도로 가열되는 경우, 제1 영역만이 (완전히) 재결정화되고, 제2 영역은 증가된 재결정화로 인해 압연-경성 상태로 유지된다. 이는 제1 영역과 제2 영역 사이에 뚜렷한 경계가 있는 본 발명에 따른 강판에서 미세구조의 2층 결정화를 야기한다. On the other hand, the formation of nitrides during nitriding of the second region promotes a sharp boundary of the first recrystallized region of the steel sheet and the second region that is not recrystallized or at least not fully recrystallized. Therefore, if the highest possible difference in the degree of recrystallization between the first and second regions is desired, a sufficient amount of a strong nitride former such as Ti, Nb, Mo and/or Al is added to the steel. In this context, the steel of the cold rolled sheet preferably contains more than 200 ppm titanium and/or more than 100 ppm niobium and/or more than 0.0005% boron and/or more than 50 ppm aluminum by weight. Particularly preferably, in this case the sum of the weight fractions of the strong nitride formers is greater than 300 ppm, preferably greater than 500 ppm. Strong nitride formers such as titanium, niobium and/or aluminum bind the nitrogen deposited in the first region and prevent the nitrogen initially deposited only near the surface from diffusing further into the interior of the steel sheet towards the first side. Accordingly, a very thin first region with a high nitrogen content compared to the sheet thickness is created on the surface of the steel sheet, which results in a strong increase in the recrystallization temperature in this region. The steel sheet cold rolled according to the process according to the invention is now on the one hand higher than the (initial) recrystallization temperature in the second (non-spiked or only slightly spiked) region of the steel sheet and on the other hand in the nitrided region (increased temperature). ) When heated to a temperature below the recrystallization temperature, only the first region recrystallizes (completely), while the second region remains in a rolled-hard state due to increased recrystallization. This results in a two-layer crystallization of the microstructure in the steel sheet according to the invention with a clear boundary between the first and second regions.

표면 질화물 층, 특히 질화철 층은 또한 질소 공여체 내의 질소의 농도에 따라 제2 영역의 자유 표면 상에 형성될 수 있다. 이러한 표면 질화물 층은 취성이고 성형 동안 파괴될 수 있기 때문에 강판의 성형 동안 조면화의 관점에서 불리하다. 표면 질화물 층의 형성은 본질적으로 어닐링로의 질화 가스 분위기에서 질소의 농도에 의존한다. 질소 공여체로서 암모니아를 갖는 가스 분위기를 사용할 때, 예를 들어, 제1 영역의 표면 상의 질화물 층의 형성은 대략 2 내지 3 부피%의 암모니아 함량으로부터 실험실 규모로 관찰될 수 있다. 질화물 층은 매우 얇고 약 10 μm 이하의 범위의 두께를 갖는다. 제2 영역의 표면 상의 질화물 층을 피하기 위해, 가스 분위기에서 암모니아의 농도는 바람직하게는 3 부피% 이하로 설정된다. 가스 분위기에서 암모니아의 부피 분율은 강판을 유도 가열기로 가열한 실험실 시험의 조건을 지칭하며, 실험실 노의 가스 분위기에서 암모니아의 부피 분율은 실온에서 결정되었다. A surface nitride layer, especially an iron nitride layer, can also be formed on the free surface of the second region depending on the concentration of nitrogen in the nitrogen donor. This surface nitride layer is disadvantageous in terms of roughening during forming of the steel sheet because it is brittle and may break during forming. The formation of the surface nitride layer essentially depends on the concentration of nitrogen in the nitriding gas atmosphere of the annealing furnace. When using a gaseous atmosphere with ammonia as nitrogen donor, for example, the formation of a nitride layer on the surface of the first region can be observed on a laboratory scale from an ammonia content of approximately 2 to 3% by volume. The nitride layer is very thin and has a thickness in the range of about 10 μm or less. To avoid a nitride layer on the surface of the second region, the concentration of ammonia in the gas atmosphere is preferably set to 3% by volume or less. The volume fraction of ammonia in a gas atmosphere refers to the conditions of laboratory tests in which steel sheets were heated with an induction heater, and the volume fraction of ammonia in a gas atmosphere in a laboratory furnace was determined at room temperature.

강판의 제1 및 제2 영역의 결정화도와 관련된 2층 미세구조의 형성은 특히 가열 시간 및 어닐링 시간에 의해 영향을 받을 수 있다. 바람직하게는, 냉간 압연된 강판은 1.0 내지 120초의 가열 시간(필요한 경우, 그 사이에 유지 단계가 삽입되고, 여기서 온도가 유지 시간 동안 일정하게 유지되는 단계에서)의 가열 시간 내에 가열 온도(TE)까지 가열되고, 이 가열 온도에서 1.0 내지 90초의 어닐링 시간(tG) 동안 유지된다. 짧은 가열 시간 및 짧은 어닐링 시간은 강판의 제2 면에서 제1 면으로의 질소 구배의 더 강한 형성에 기여하는데, 그 이유는 짧은 가열 시간 및 어닐링 시간으로 초기에 강판의 제2 영역의 표면 상에만 증착된 질소가 코어 영역으로 확산될 수 없기 때문이다. 어닐링 시간이 길수록, 표면 부근의 제2 영역으로부터 코어 영역으로의 질소의 확산이 관찰될 수 있고, 결과적으로 강판의 코어 영역이 또한 적어도 약간 질화된다.The formation of the two-layer microstructure, which is related to the crystallinity of the first and second regions of the steel sheet, can be influenced in particular by the heating time and the annealing time. Preferably, the cold rolled steel sheet is heated to a heating temperature (T E ) and maintained at this heating temperature for an annealing time (t G ) of 1.0 to 90 seconds. The short heating time and short annealing time contribute to a stronger formation of a nitrogen gradient from the second side to the first side of the steel sheet, because with the short heating time and annealing time initially only on the surface of the second region of the steel sheet. This is because the deposited nitrogen cannot diffuse into the core area. The longer the annealing time, the more diffusion of nitrogen from the second region near the surface into the core region can be observed, with the result that the core region of the steel sheet is also at least slightly nitrided.

따라서, 재결정화되지 않은 제2 영역의 두께는 가열 시간에 의해 제어될 수 있고, 이에 의해 제2 영역의 두께와 가열 시간 사이에 선형 관계가 관찰될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 공정의 조정 가능한 공정 파라미터는 가열 시간을 통해 이용 가능하며, 이를 통해 재결정화되지 않은 및 이에 따라 압연-경성의 제2 영역의 두께가 구체적으로 조정될 수 있다. 선택된 가열 시간에 따라, 0.1 μm 내지 150 μm의 제2 영역의 두께가 설정될 수 있고, 이에 의해 제2 영역의 두께는 가능한 한 얇아야 하고, 바람직하게는 1 μm 내지 10 μm, 특히 1 μm 및 2 μm이다. 제1 영역의 표면 상의 배리어 층은 바람직하게는 1 μm 미만, 특히 0.1 μm 미만의 작은 두께, 또는 10 mg/m2 미만의 중량 지지체를 가지며, 특히 바람직하게는 제2 영역보다 더 얇다. 배리어 층은 특히 300℃ 초과, 특히 300℃ 내지 600℃의 온도에서 강판의 제1 면에서 질소의 확산을 적어도 실질적으로 완전히 방지하기에 충분히 높은 두께를 갖는다. 동시에, 배리어 층은 이의 낮은 밀도로 인해 강판의 기계적 특성에 영향을 미치지 않거나 적어도 유의하게 영향을 미치지 않는다.Accordingly, the thickness of the non-recrystallized second region can be controlled by the heating time, whereby a linear relationship can be observed between the thickness of the second region and the heating time. Accordingly, an adjustable process parameter of the process according to the invention is available through the heating time, through which the thickness of the non-recrystallized and therefore roll-hardened second region can be specifically adjusted. Depending on the selected heating time, a thickness of the second region of 0.1 μm to 150 μm can be set, whereby the thickness of the second region should be as thin as possible, preferably 1 μm to 10 μm, especially 1 μm and It is 2 μm. The barrier layer on the surface of the first region preferably has a small thickness of less than 1 μm, especially less than 0.1 μm, or a weight support of less than 10 mg/m 2 and is particularly preferably thinner than the second region. The barrier layer has a sufficiently high thickness to at least substantially completely prevent the diffusion of nitrogen on the first side of the steel sheet, especially at temperatures above 300°C, especially between 300°C and 600°C. At the same time, the barrier layer does not affect, or at least does not significantly affect, the mechanical properties of the steel sheet due to its low density.

냉간 압연된 강판이 질화 가스 분위기에서 가열될 때, 질소 함량이 냉간 압연된 강판의 제2 면으로부터 제1 면으로 꾸준히 감소하면서 제2 영역에 질소 함량의 구배가 확립된다. 제2 영역에 혼입된 질소의 양은 질화 가스 분위기의 질소 농도를 통해, 특히 어닐링로의 가스 분위기에서 암모니아의 부피 분율을 통해 제어될 수 있다. When the cold rolled steel sheet is heated in a nitriding gas atmosphere, a gradient of nitrogen content is established in the second region as the nitrogen content steadily decreases from the second side to the first side of the cold rolled steel sheet. The amount of nitrogen incorporated into the second region can be controlled through the nitrogen concentration in the nitriding gas atmosphere and, in particular, through the volume fraction of ammonia in the gas atmosphere of the annealing furnace.

바람직하게는, 강판은 방편상 스트립 형태인 강판이 통과하는 질소-함유 가스 분위기의 연속 어닐링로에서 가열된다. 질소-함유 가스 분위기는 특히 암모니아 가스를 어닐링로에 도입함으로써 제공될 수 있고, 이에 의해 가열 동안 암모니아 분자는 강판의 제2 영역의 가열된 표면에서의 촉매 반응으로 인해 원자 질소로 열적 해리되고, 제2 영역의 표면을 통해 강판으로 확산된다. 강판의 제1 면에서, 이러한 확산 공정은 배리어 층에 의해 적어도 억제되거나 바람직하게는 완전히 저해되며, 이는 가열 동안 강판 내로 질소가 전혀 확산되지 않거나 단지 매우 소량만 확산될 수 있는 이유이다. 질소-함유 가스 분위기에서 암모니아의 부피 농도는 바람직하게는 0.1% 초과, 특히 0.1% 내지 10%, 및 더욱 바람직하게는 0.1% 내지 5%, 특히 0.5% 내지 3%이다. 특히 바람직하게는, 냉간 압연된 강판은 특히 HNx를 함유하는 불활성 보호 가스 분위기에서 가열되고, 질소-함유 가스 분위기에서 HNx의 부피 농도는 바람직하게는 90% 내지 99.5%이다.Preferably, the steel sheet is heated in a continuous annealing furnace in a nitrogen-containing gas atmosphere through which the steel sheet in expedient strip form passes. A nitrogen-containing gas atmosphere can be provided in particular by introducing ammonia gas into the annealing furnace, whereby during heating the ammonia molecules thermally dissociate into atomic nitrogen due to a catalytic reaction at the heated surface of the second region of the steel sheet, 2 It spreads into the steel plate through the surface of the area. On the first side of the steel sheet, this diffusion process is at least suppressed or preferably completely inhibited by the barrier layer, which is why no or only a very small amount of nitrogen can diffuse into the steel sheet during heating. The volume concentration of ammonia in the nitrogen-containing gas atmosphere is preferably greater than 0.1%, especially 0.1% to 10%, and more preferably 0.1% to 5%, especially 0.5% to 3%. Particularly preferably, the cold rolled steel sheet is heated in an inert protective gas atmosphere particularly containing HNx, and the volume concentration of HNx in the nitrogen-containing gas atmosphere is preferably between 90% and 99.5%.

따라서, 본 발명의 공정은 10 내지 1000 ppm의 중량 기준 탄소 함량(C) 및 0.5 mm 미만의 두께를 갖는 강으로부터 강판을 제조하는 데 사용될 수 있고, 강판은 강판의 제1 면 상에 제1 영역 및 강판의 제2 면 상에 제2 영역을 갖는 2층 결정화 구조를 가지며, 제1 영역은 적어도 실질적으로 재결정화되고, 제2 영역은 재결정화되지 않거나, 적어도 완전히 재결정화되지 않고, 제조 공정의 결과로서, 질소에 대해 적어도 실질적으로 불투과성인 배리어 층이 제1 면의 표면 상에 존재한다. 질소 함량이 제2 면의 표면으로부터 제1 면을 향해 감소하면서 적어도 강판의 제2 영역에 질소 함량의 구배가 존재한다.Accordingly, the process of the present invention can be used to produce steel sheets from steel with a carbon content (C) by weight of 10 to 1000 ppm and a thickness of less than 0.5 mm, wherein the steel sheets have a first region on the first side of the steel sheet. and a two-layer crystallization structure having a second region on the second side of the steel sheet, wherein the first region is at least substantially recrystallized and the second region is not recrystallized, or at least not completely recrystallized, and the manufacturing process. As a result, a barrier layer that is at least substantially impermeable to nitrogen is present on the surface of the first side. There is a gradient of nitrogen content at least in the second region of the steel sheet with the nitrogen content decreasing from the surface of the second side toward the first side.

따라서, 강판의 제2 영역은 제1 영역보다 상당히 더 높은 경도를 갖는다. 바람직하게는, 제2 영역은 적어도 220 HV0,025, 특히 바람직하게는 적어도 300 HV0,025의 비커스 경도(Vickers hardness)를 갖는다. 바람직하게는, 제1 영역에서의 비커스 경도는 적어도 100 HV0,025 및 280 HV0,025 미만이다. 제1 영역의 경도에 대한 제2 영역의 경도의 비율은 바람직하게는 1.2 초과, 특히 바람직하게는 1.4 초과이다.Accordingly, the second region of the steel sheet has a significantly higher hardness than the first region. Preferably, the second region has a Vickers hardness of at least 220 HV 0,025 , particularly preferably at least 300 HV 0,025 . Preferably, the Vickers hardness in the first region is at least 100 HV 0,025 and less than 280 HV 0,025 . The ratio of the hardness of the second region to the hardness of the first region is preferably greater than 1.2, particularly preferably greater than 1.4.

질화 후 강판의 제2 영역에서 중량 기준 평균 질소 함량이 400 내지 800 ppm인 경우, 특히 높은 강도 및 경도 값이 달성될 수 있다. Particularly high strength and hardness values can be achieved if the average nitrogen content by weight in the second region of the steel sheet after nitriding is 400 to 800 ppm.

2층 미세구조의 두 영역은 이들의 경도 또는 강도의 관점에서 뿐만 아니라 이들의 조직의 관점에서도 서로 상이하다. 예를 들어, 적어도 실질적으로 재결정화된 제1 영역 및 거의 재결정화되지 않거나 재결정되지 않은 제2 영역은 또한 ε 섬유에서 {001} 배향과 {111} 배향의 비율로 서로 구별될 수 있다. ε 섬유에서 {001} 배향과 {111} 배향의 비율은 강판의 성형 거동을 특징으로 하는 "변형 지수"로 정의될 수 있다. {111} 배향은 우수한 성형성을 가능하게 하고 우수한 랭크포드 계수(Lankford coefficient)(r-값)를 갖는 반면, {001} 배향은 덜 성형 가능하다. 여기서, ε-섬유는 횡방향에 평행하게 놓인(강 스트립의 스트립 평면에서 압연 방향 및 법선 방향에 수직임) <110> 벡터에 의해 정의된다. 본 발명에 따른 강판에서, 각각의 경우에 재결정화된 제1 영역은 0.8 미만의 변형 지수를 갖고, 제2 영역은 2.0 초과, 특히 2.0 내지 5.0의 변형 지수를 갖는다. 제1 및 제2 영역에서 텍스처의 상응하는 특성화는 또한 미세구조의 다른 섬유, 예를 들어, 압연 방향에 놓인 <110> 벡터에 의해 정의된 α-섬유에 대하여 정의될 수 있다.The two regions of the two-layer microstructure differ from each other not only in terms of their hardness or strength, but also in terms of their organization. For example, a first region that is at least substantially recrystallized and a second region that is barely or not recrystallized can also be distinguished from each other by the ratio of {001} and {111} orientations in the ε fibers. The ratio of {001} and {111} orientations in ε fibers can be defined as the “strain index” that characterizes the forming behavior of steel sheets. The {111} orientation allows for excellent formability and has a good Lankford coefficient (r-value), while the {001} orientation is less formable. Here, the ε-fiber is defined by the <110> vector lying parallel to the transverse direction (perpendicular to the rolling direction and the normal direction in the strip plane of the steel strip). In the steel sheet according to the invention, the first recrystallized region in each case has a strain index of less than 0.8 and the second region has a strain index of more than 2.0, in particular between 2.0 and 5.0. Corresponding characterizations of the texture in the first and second regions can also be defined for other fibers of the microstructure, for example α-fibers defined by the <110> vector lying in the rolling direction.

제1 영역과 제2 영역의 서로에 대한 유리한 뚜렷한 경계는, 제2 영역의 강판이 30% 미만, 바람직하게는 20% 미만의 (재)결정화도를 갖는 경우, 및/또는 제1 영역이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과의 (재)결정화도를 갖는 경우에 달성된다. 하기가 가열 온도(TE)에 적용되는 경우, 두 영역 사이에 특히 뚜렷한 경계가 달성될 수 있다: TE = TR + ΔT/2. 바람직하게는, 가열 온도 TE는 TR + ΔT/3 내지 TR + 2 ΔT/3의 범위이다.The advantageous sharp boundaries of the first and second regions with respect to each other are such that the steel sheet of the second region has a (re)crystallization of less than 30%, preferably less than 20%, and/or the first region has a degree of (re)crystallization of less than 70%. This is achieved with a degree of (re-)crystallization greater than, preferably greater than 80%. A particularly sharp boundary between the two regions can be achieved if the following applies to the heating temperature (T E ): T E = T R + ΔT/2. Preferably, the heating temperature T E is in the range from TR + ΔT/3 to TR + 2 ΔT/3.

본 발명에 따른 공정에 의해 제조된 강판은 패키징의 제조에 유리하게 사용될 수 있고, 이에 의해 강판은 성형 공정에서, 예를 들어, 캔의 본체로 성형될 수 있다. 일부 경우에, 강판은 14 mm 미만의 매우 작은 굽힘 반경으로 심한 성형에 주어진다. 본 발명에 따른 강판은 특히, 여전히 압연-경성인 제2 영역이 굽힘 반경의 외측에 있는 경우, 성형 동안 굽힘 반경의 외측에서 표면의 어떠한 조면화도 거의 발생하지 않는다는 사실을 특징으로 한다. 성형 동안 발생하는 조면화는, 예를 들어, 강판 시편을 딥 드로잉하여 입방체의 4개의 모서리에서 상이한 굽힘 반경을 갖는 입방체 용기를 형성시키고 이어서 용기의 굽힘 반경의 외측에서 조도를 측정하는 4-반경 컵 시험에 의해 검출될 수 있다. 본 발명에 따른 강판에서, 8 mm 내지 14 mm 범위의 굽힘 반경으로 강판을 성형한 후 제2 영역의 외표면은 바람직하게는 1.0 μm 미만, 특히 바람직하게는 0.8 μm 미만의 조도(Ra) 및/또는 3 미만, 바람직하게는 2.5 미만의 조도 계수 ― 조도 계수는 90°각의 외측의 제2 영역 표면의 조도와 강판으로부터 성형된 용기의 변형되지 않은 섹션의 강판의 조도의 비율임 ― 를 갖는다. The steel sheet produced by the process according to the invention can be advantageously used for the production of packaging, whereby the steel sheet can be formed in a forming process into the body of a can, for example. In some cases, steel sheets are given to heavy forming with very small bending radii of less than 14 mm. The steel sheet according to the invention is characterized by the fact that virtually no roughening of the surface occurs outside the bending radius during forming, especially if the still roll-hard second region is outside the bending radius. The roughening that occurs during forming can be achieved, for example, by deep drawing a sheet steel specimen to form a cubic vessel with different bend radii at the four corners of the cube and then measuring the roughness on the outside of the bend radius of the vessel using a four-radius cup. Can be detected by test. In the steel sheet according to the invention, the outer surface of the second region after forming the steel sheet with a bending radius in the range of 8 mm to 14 mm preferably has a roughness (Ra) of less than 1.0 μm, particularly preferably less than 0.8 μm. or a roughness coefficient of less than 3, preferably less than 2.5, wherein the roughness coefficient is the ratio of the roughness of the surface of the second area outside the 90° angle and the roughness of the steel sheet of the unstrained section of the container formed from the steel sheet.

따라서, 본 발명의 목적은 제조 공정 및 이로부터 제조된 강판 이외에, 또한 적어도 하나의 볼록하게 성형된 섹션 - 이에 의해 본 발명에 따른 강판의 제2 영역이 성형된 섹션의 볼록한 외측 상에 놓이게 됨 - 을 갖는 강판으로부터 제조된 용기이다. 특히, 용기는 캔 바닥 및 그 위에 형성된 몸체를 구비하는 캔일 수 있고, 캔 바닥과 몸체 사이의 전이로 성형된 부분이 형성된다. Therefore, in addition to the manufacturing process and the steel sheet produced therefrom, the object of the present invention is also to provide at least one convexly shaped section, whereby a second region of the steel sheet according to the invention lies on the convex outside of the shaped section. It is a container manufactured from a steel plate with. In particular, the container may be a can having a can bottom and a body formed thereon, with the transition between the can bottom and the body forming the molded portion.

본 발명에 따른 패키징 강 및 제조 공정의 이러한 및 다른 이점은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 보다 상세히 기재된 실시양태로부터 야기된다. 도면은 하기를 나타낸다:
도 1은 온도-시간 다이어그램 형태의 본 발명에 따른 공정의 가열 단계의 실시양태의 개략도이다.
도 2는 2층 미세구조를 갖는 본 발명에 따른 강판의 단면의 개략도이다.
도 3은 2층 미세구조를 갖는 본 발명에 따른 강판의 현미경 단면 이미지(금속조직학적 섹션)이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에서 상이한 가열 시간(tE)으로 가열되고 질화된, 본 발명에 따른 강판의 상이한 샘플에서 측정한 경우 강판의 두께 대비 비커스 경도(HV0.025)의 단면 변화의 플롯이다.
도 5는 상이한 가열 시간(tE)에서 가열되고 질화된 본 발명에 따른 강판의 응력-변형률 다이어그램 [σ(ε)]의 비교이다.
도 6은 용기의 모서리에서 상이한 굽힘 반경을 갖는 본 발명에 따른 강판으로부터 이 시험에서 제조된 용기 바닥의 평면도에 의한 4-반경 컵 시험의 개략도(도 6a) 및 용기의 측면도의 섹션(도 6b)이다.
도 7은 본 발명에 따른 강판의 시편에 대하여 수행된 도 6의 4-반경 컵 시험의 결과에 대한 도식으로서, 도 7a에는 도 6b와 상이한 위치(P0 내지 P4)에서 굽힘 반경(R1 내지 R4)의 외측에 대한 조도(Ra; 단위: μm)가 도시되어 있고, 도 7b에는 이들 위치(P0 내지 P4)에서의 조도 계수(Ra 계수 = Ra/R0, R0은 용기의 변형되지 않은 섹션에서 강판의 조도임)가 도시되어 있다.
These and other advantages of the packaging steel and manufacturing process according to the invention arise from the embodiments described in more detail below with reference to the accompanying drawings. The drawing shows:
Figure 1 is a schematic diagram of an embodiment of the heating step of the process according to the invention in the form of a temperature-time diagram.
Figure 2 is a schematic diagram of a cross section of a steel sheet according to the invention with a two-layer microstructure.
Figure 3 is a microscopic cross-sectional image (metallographic section) of a steel sheet according to the invention with a two-layer microstructure.
Figure 4 is a plot of the cross-sectional change in Vickers hardness (HV 0.025 ) versus the thickness of the steel sheet when measured on different samples of the steel sheet according to the invention, heated and nitrided at different heating times (t E ) in the method according to the invention. .
Figure 5 is a comparison of the stress-strain diagrams [σ(ε)] of steel sheets according to the invention heated and nitrided at different heating times (t E ).
Figure 6 shows a schematic illustration of the 4-radius cup test with a top view of the bottom of the container manufactured in this test from a steel sheet according to the invention with different bending radii at the corners of the container (Figure 6a) and a section of the side view of the container (Figure 6b) am.
Figure 7 is a schematic of the results of the 4-radius cup test of Figure 6 performed on a specimen of a steel sheet according to the present invention, wherein Figure 7a shows bending radii (R1 to R4) at different positions (P0 to P4) than Figure 6b. The roughness (Ra; unit: μm) for the outside is shown, and in Figure 7b the roughness coefficient at these positions (P0 to P4) (Ra coefficient = Ra/R 0 , where R 0 is the (Roughness of the steel plate) is shown.

10 내지 1000 ppm의 중량 기준 탄소 함량을 갖는 열간 압연되고 후속하여 냉간 압연된 강판은 본 발명에 따른 강판의 제조를 위한 출발 생성물로서 사용된다. 강의 합금 조성은 방편상 패키징 강에 대한 표준(예를 들어, 표준 ASTM A623-11의 "주석 밀 제품에 대한 표준 사양" 또는 "유럽 표준 EN 10202"에 규정된 바와 같은)에 의해 명시된 한계를 준수하지만, 특히 초기 질소 함량과 관련하여, 특히 0.02 중량% 초과의 높은 질소 함량을 갖는 고도로 질화된 강판이 제조되어야 하는 경우 이와는 편차가 있을 수 있다. 본 발명에 따른 강판이 제조될 수 있는 강의 성분은 하기에 상세히 설명된다:Hot rolled and subsequently cold rolled steel sheets with a carbon content by weight of 10 to 1000 ppm are used as starting products for the production of the steel sheets according to the invention. The alloy composition of the steel complies with the limits specified by standards for packaging steels (e.g. as specified in the standards ASTM A623-11 “Standard Specification for Tin Mill Products” or the “European Standard EN 10202”). However, there may be deviations from this, especially with regard to the initial nitrogen content, especially if highly nitrided steel sheets with a high nitrogen content of more than 0.02% by weight are to be produced. The composition of the steel from which the steel sheet according to the invention can be manufactured is explained in detail below:

강의 조성:Lecture composition:

● 탄소, C: 0.001% 초과 0.1% 미만, 바람직하게는 0.06% 미만;● Carbon, C: greater than 0.001% but less than 0.1%, preferably less than 0.06%;

탄소는 경도 및 강도를 증가시키는 효과가 있다. 따라서, 강은 바람직하게는 0.001 중량% 초과의 탄소를 함유한다. 파단 신율의 감소 없이 1차 냉간 압연 동안 및 필요한 경우, 제2 냉간 압연 단계(조질 압연)에서 강판의 압연성을 보장하기 위해, 탄소 함량은 0.1 중량%를 초과하지 않아야 한다. Carbon has the effect of increasing hardness and strength. Therefore, the steel preferably contains more than 0.001% by weight carbon. In order to ensure the rollability of the steel sheet during the first cold rolling without reducing the elongation at break and, if necessary, in the second cold rolling stage (quench rolling), the carbon content should not exceed 0.1% by weight.

● 망간, Mn: 0.01% 초과 0.6% 미만;● Manganese, Mn: greater than 0.01% but less than 0.6%;

망간은 또한 경도 및 강도를 증가시키는 효과가 있다. 또한, 망간은 강의 가단성, 용접성 및 내마모성을 개선한다. 더욱이, 망간의 첨가는 열간 압연 동안 적색 파괴 경향을 감소시키고, 망간은 결정립 미세화를 초래한다. 따라서, 적어도 0.01 중량%의 망간 함량이 바람직하다. 높은 강도를 달성하기 위해, 0.1 중량% 초과, 특히 0.20 중량% 이상의 망간 함량이 바람직하다. 그러나, 망간 함량이 너무 높아지면, 이는 강의 내식성에 해를 끼친다. 또한, 망간 함량이 너무 높아지면, 강도가 너무 높아져 강이 더 이상 냉간 압연 가능하고 성형 가능하지 않게 된다. 따라서, 망간 함량에 대한 바람직한 상한은 0.6 중량%이다.Manganese also has the effect of increasing hardness and strength. Additionally, manganese improves the malleability, weldability, and wear resistance of steel. Moreover, the addition of manganese reduces the red fracture tendency during hot rolling, and manganese causes grain refinement. Therefore, a manganese content of at least 0.01% by weight is preferred. To achieve high strengths, a manganese content of more than 0.1% by weight, especially more than 0.20% by weight, is preferred. However, if the manganese content becomes too high, it harms the corrosion resistance of the steel. Additionally, if the manganese content becomes too high, the strength becomes too high and the steel is no longer cold rollable and formable. Therefore, the preferred upper limit for manganese content is 0.6% by weight.

● 인, P: 0.04% 미만.● Phosphorus, P: less than 0.04%.

인은 강에서 바람직하지 않은 부산물이다. 높은 인 함량은 특히 강의 취성을 유발하고, 이에 따라 강판의 성형성을 저하시키며, 이것이 인 함량의 상한이 0.04 중량%인 이유이다.Phosphorus is an undesirable by-product of rivers. High phosphorus content particularly causes brittleness of the steel and thus reduces the formability of the steel sheet, which is why the upper limit of the phosphorus content is 0.04% by weight.

● 황, S: 0.04% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과.● Sulfur, S: less than 0.04%, preferably more than 0.001%.

황은 연성 및 내식성을 악화시키는 바람직하지 않은 부수적인 원소이다. 따라서, 강에는 0.04 중량% 이하의 황이 존재해야 한다. 다른 한편으로, 강을 탈황시키기 위해서는 복잡하고 비용 집약적인 조치가 취해져야 하며, 이것이 경제적 관점에서 0.001 중량% 미만의 황 함량이 더 이상 타당할 수 없는 이유이다. 따라서, 황 함량은 바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.04 중량%, 특히 바람직하게는 0.005 중량% 내지 0.01 중량%의 범위이다.Sulfur is an undesirable minor element that worsens ductility and corrosion resistance. Therefore, less than 0.04% by weight sulfur should be present in the steel. On the other hand, complex and cost-intensive measures have to be taken to desulfurize the steel, which is why sulfur contents below 0.001% by weight are no longer feasible from an economic point of view. Therefore, the sulfur content preferably ranges from 0.001% to 0.04% by weight, particularly preferably from 0.005% to 0.01% by weight.

● 알루미늄, Al: 0.08% 미만;● Aluminum, Al: less than 0.08%;

강 제조에서, 알루미늄은 강을 진정시키기 위해 주조 공정에서 탈산제로 작용한다. 알루미늄은 또한 스케일 저항성 및 성형성을 증가시킨다. 추가로, 알루미늄은 질소와 함께 질화물을 형성하는데, 이는 본 발명에 따른 강판에서 유리하다. 따라서, 알루미늄은 바람직하게는 0.005 중량% 이상의 농도로 사용된다. 다른 한편으로, 0.08 중량% 초과의 알루미늄 농도는 알루미늄 클러스터 형태의 표면 결함을 유발할 수 있고, 이것이 바람직하게는 알루미늄 함량에 대한 이러한 상한을 초과하지 않아야 하는 이유이다.In steel manufacturing, aluminum acts as a deoxidizer in the casting process to calm the steel. Aluminum also increases scale resistance and formability. Additionally, aluminum forms nitrides with nitrogen, which is advantageous in the steel sheet according to the invention. Therefore, aluminum is preferably used in a concentration of 0.005% by weight or more. On the other hand, aluminum concentrations above 0.08% by weight may lead to surface defects in the form of aluminum clusters, which is why this upper limit for the aluminum content should preferably not be exceeded.

● 규소, Si: 0.1% 미만;● Silicon, Si: less than 0.1%;

규소는 강의 스케일 저항성을 증가시키며 고용체 강화제이다. 강 제조에서, 이는 용융물을 더 얇게 만드는 긍정적인 효과를 가지며 탈산제로 작용한다. 강에 대한 규소의 또 다른 긍정적인 효과는 인장 강도, 항복 강도 및 스케일 저항성을 증가시킨다는 것이다. 따라서, 0.003 중량% 이상의 규소 함량이 바람직하다. 그러나, 규소 함량이 너무 높아지면, 특히 0.1 중량%를 초과하면, 강의 내식성이 저하될 수 있고, 특히 전해 코팅에 의한 표면 처리가 더 어려워질 수 있다.Silicon increases the scale resistance of steel and is a solid solution strengthener. In steel manufacturing, it has the positive effect of making the melt thinner and acts as a deoxidizer. Another positive effect of silicon on steel is that it increases tensile strength, yield strength and scale resistance. Therefore, a silicon content of 0.003% by weight or more is preferred. However, if the silicon content becomes too high, especially exceeding 0.1% by weight, the corrosion resistance of the steel may decrease and surface treatment, especially by electrolytic coating, may become more difficult.

● 선택적으로 질소, NO: 0.02% 미만, 특히 0.016% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과.● Optionally nitrogen, N O : less than 0.02%, especially less than 0.016%, preferably more than 0.001%.

질소는 본 발명에 따른 강판을 위한 강이 생성되는 용강 중의 선택적인 성분이다. 질소가 고용체 강화제로서 작용하여 경도 및 강도를 증가시키는 것은 사실이다. 그러나, 0.02 중량% 초과의 강 용융물 중의 지나치게 높은 질소 함량은 강 용융물로부터 생성된 핫 스트립이 더 이상 냉간 압연될 수 없음을 의미한다. 또한, 용강 중의 높은 질소 함량은 0.016 중량% 이상의 질소 농도에서 열간 성형 능력이 감소하기 때문에 열간 압연된 스트립에서 결함의 위험을 증가시킨다. 본 발명에 따르면, 어닐링로에서 냉간 압연된 강판을 질화시킴으로써 강판의 질소 함량을 후속적으로 증가시키는 것이 고려된다. 따라서, 용강으로의 질소의 도입은 완전히 없앨 수 있다. 그러나, 강력한 고용체 강화를 달성하기 위해, 강 용융물이 이미 0.001 중량% 초과, 특히 바람직하게는 0.010 중량% 이상의 초기 질소 함량을 함유하는 것이 바람직하다.Nitrogen is an optional component in the molten steel from which the steel for the steel sheet according to the invention is produced. It is true that nitrogen acts as a solid solution strengthener, increasing hardness and strength. However, an excessively high nitrogen content in the steel melt of more than 0.02% by weight means that the hot strip produced from the steel melt can no longer be cold rolled. Additionally, the high nitrogen content in molten steel increases the risk of defects in hot rolled strip because hot forming ability is reduced at nitrogen concentrations above 0.016% by weight. According to the present invention, it is contemplated to subsequently increase the nitrogen content of the cold rolled steel sheet by nitriding it in an annealing furnace. Therefore, the introduction of nitrogen into the molten steel can be completely eliminated. However, in order to achieve strong solid solution strengthening, it is desirable for the steel melt to already contain an initial nitrogen content of more than 0.001% by weight, particularly preferably more than 0.010% by weight.

● 선택적: 질화물 형성제, 특히 니오븀, 티탄, 지르코늄, 바나듐: ● Optional: Nitride formers, especially niobium, titanium, zirconium, vanadium:

알루미늄, 티탄, 니오븀, 지르코늄 또는 바나듐과 같은 질화물-형성 원소는 선택적으로 강에 원래 함유된 질소 및 후속하여 어닐링로에서 후속 질화 공정에 의해 질화물의 형태로 도입된 질소를 적어도 부분적으로 결합시키기 위한 것으로서 본 발명에 따른 강판의 강에서 유리하다. 이는 성형 거동을 개선하고 에이징이 거의 없는 IF(격자간 비함유) 강판을 제조하는 것을 가능하게 한다. 알루미늄, 티탄 및/또는 니오븀은 강 성분으로서 특히 바람직한데, 그 이유는 강한 질화물 형성제로서의 이들의 특성 이외에, 이들은 또한 인성을 감소시키지 않으면서 결정립 미세화에 의해 강도를 증가시키는 미세합금 성분으로서 작용하기 때문이다.Nitride-forming elements such as aluminum, titanium, niobium, zirconium or vanadium are optionally used to at least partially bind the nitrogen originally contained in the steel and the nitrogen subsequently introduced in the form of nitrides by a subsequent nitriding process in the annealing furnace. It is advantageous in the steel sheet according to the present invention. This improves the forming behavior and makes it possible to produce IF (interstitial-free) steel sheets with almost no aging. Aluminum, titanium and/or niobium are particularly preferred as steel components because, in addition to their properties as strong nitride formers, they also act as microalloying components that increase strength by grain refinement without reducing toughness. Because.

따라서, 중량의 관점에서, 강은 선택적으로, 바람직하게는 하기를 함유한다:Therefore, in terms of weight, the steel optionally, preferably contains:

● 티탄, Ti: 바람직하게는 0.02% 초과, 특히 바람직하게는 0.02% 초과 0.1% 미만, 및/또는● Titanium, Ti: preferably greater than 0.02%, particularly preferably greater than 0.02% but less than 0.1%, and/or

● 니오븀, Nb: 바람직하게는 0.01% 초과 0.08% 미만, 및/또는● Niobium, Nb: preferably greater than 0.01% and less than 0.08%, and/or

● 알루미늄, Al: 바람직하게는 0.005 중량% 초과 0.08 중량% 미만, 및/또는● Aluminum, Al: preferably greater than 0.005% by weight and less than 0.08% by weight, and/or

● 몰리브덴, Mo: 0.08% 미만;● Molybdenum, Mo: less than 0.08%;

기타 선택적 성분:Other optional ingredients:

나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물 이외에, 강은, 존재하는 경우, 이들 추가 성분에 의해 달성될 수 있는 추가 유리한 특성을 강에 제공하기 위해 하기와 같은 기타 임의의 성분을 함유할 수 있다:In addition to the remaining iron (Fe) and inevitable impurities, the steel may contain other optional components, such as:

● 임의로 구리, Cu: 0.1% 미만;● optionally copper, Cu: less than 0.1%;

● 임의로 크롬, Cr: 0.1% 미만;● optionally chromium, Cr: less than 0.1%;

● 임의로 니켈, Ni: 0.1% 미만;● Optionally Nickel, Ni: less than 0.1%;

● 임의로 주석, Sn: 0.05% 미만; ● optionally tin, Sn: less than 0.05%;

● 임의로 붕소, B: 0.01% 미만, 바람직하게는 0.005% 미만, 바람직하게는 0.0005% 초과.● Optionally boron, B: less than 0.01%, preferably less than 0.005%, preferably more than 0.0005%.

표 1은 냉간 압연된 강판의 2층 미세구조를 형성시키기 위해 2층 결정화 구조를 생성하도록 본 발명에 따른 공정으로 처리될 수 있는, 강판이 열간 압연 및 냉간 압연에 의해 제조될 수 있는 강 조성물 A, B 및 C의 실시양태를 나타낸 것이다. Table 1 shows steel compositions A, from which steel sheets can be produced by hot rolling and cold rolling, which can be processed by the process according to the invention to produce a two-layer crystallized structure in order to form a two-layer microstructure of cold rolled steel sheets. , B and C are shown.

강판의 제조 공정:Manufacturing process of steel plate:

강의 기재된 조성으로, 강 용융물이 생성되고, 이에 의해 바람직한 실시양태에서, 강판의 높은 (평균) 질소 함량을 달성하기 위해, 강은 강 용융물에 질소를 첨가함으로써, 예를 들어, 질소 가스에서 취입함으로써 및/또는 석회 질소(칼슘 시안아미드) 또는 망간 질화물과 같은 고체 질소 화합물을 첨가함으로써 이미 초기 질소 함량 NO를 가질 수 있다. 강 용융물로부터 제조된 강판의 강도가 질소 고용체 강화로 인해 너무 높아지는 것을 방지하고, 강의 열간 성형성을 유지할 뿐만 아니라 강 용융물로부터 생성된 슬래브에서 질화물에 의해 유발되는 결함을 피하기 위해, 강의 초기 질소 함량(N0)이 0.02 중량%를 초과하지 않고 바람직하게는 0.016 중량% 이하인 경우가 유리하다. With the described composition of the steel, a steel melt is produced whereby, in a preferred embodiment, in order to achieve a high (average) nitrogen content of the steel sheet, the steel is produced by adding nitrogen to the steel melt, for example by blowing in nitrogen gas. and/or by adding solid nitrogen compounds such as lime nitrogen (calcium cyanamide) or manganese nitride . To prevent the strength of the steel sheet made from the steel melt from becoming too high due to nitrogen solid solution strengthening, and to maintain the hot formability of the steel as well as to avoid defects caused by nitrides in the slabs produced from the steel melt, the initial nitrogen content of the steel ( It is advantageous when N 0 ) does not exceed 0.02% by weight and is preferably 0.016% by weight or less.

슬래브는 먼저 용융된 강으로부터 주조되고, 이는 이후 열간 압연되고 실온으로 냉각된다. 이러한 방식으로 생성된 핫 스트립은 1 내지 4 mm 범위의 두께를 가지며, 500℃ 내지 750℃, 바람직하게는 650℃ 내지 750℃ 범위의 사전결정된 코일링 온도에서 코일로 권취된다. 이후, 핫 스트립은 사전결정된 코일링 온도에서 코일로 권취된다. 0.5 mm 미만, 바람직하게는 0.3 mm 미만의 통상적인 시트 두께의 얇은 강판 형태의 패키징 강을 제조하기 위해, 핫 스트립은 50% 내지 90% 초과 범위의 두께 감소로 냉간 압연된다. The slab is first cast from molten steel, which is then hot rolled and cooled to room temperature. The hot strips produced in this way have a thickness ranging from 1 to 4 mm and are wound into coils at a predetermined coiling temperature ranging from 500° C. to 750° C., preferably from 650° C. to 750° C. The hot strip is then wound into coils at a predetermined coiling temperature. To produce packaging steel in the form of thin sheets of typical sheet thicknesses of less than 0.5 mm, preferably less than 0.3 mm, hot strips are cold rolled with a thickness reduction ranging from 50% to more than 90%.

이어서, 실리케이트 층 또는 졸-겔 층, 특히 SiO2, TiO2 및/또는 ZrO2 층의 형태로 (원자) 질소에 대해 적어도 실질적으로 불투과성인 배리어 층이 0.5 mm 미만의 두께로 냉간 압연된 강판의 두 면 중 하나 상의 강판의 표면에 적용된다. 코일 코팅 공정에서, 예를 들어, 실리콘 알콜레이트의 분산액이 제1 면(a) 상의 강 스트립의 표면에 적용된다. 이러한 목적 상, 분산액은 분무 노즐을 사용하여 습식-화학 코팅 공정에서 강 스트립의 제1 면 상에 졸로서 분무되거나 닥터 블레이드로 적용되고 후속하여 건조된다. 공정에서, 분자 사슬이 초기에 형성되고, 더 긴 기간 후에 미세 입자가 형성된다. 추가 과정에서, 입자는 졸에서 네트워크를 형성한다. 습식-화학적으로 적용된 졸 층에서, 이후 가수분해 및 축합 반응으로 인해 겔 상태가 생성된다. 겔화는 열을 가함으로써 가속화될 수 있다. The steel sheet is then cold rolled with a barrier layer at least substantially impermeable to (atomic) nitrogen in the form of a silicate layer or a sol-gel layer, in particular a SiO 2 , TiO 2 and/or ZrO 2 layer to a thickness of less than 0.5 mm. It is applied to the surface of a steel plate on one of its two sides. In a coil coating process, for example, a dispersion of silicone alcoholate is applied to the surface of a steel strip on the first side (a). For this purpose, the dispersion is sprayed as a sol on the first side of the steel strip in a wet-chemical coating process using a spray nozzle or applied with a doctor blade and subsequently dried. In the process, molecular chains are initially formed, and after a longer period, fine particles are formed. In the further process, the particles form a network in the sol. In the wet-chemically applied sol layer, a gel state is created due to subsequent hydrolysis and condensation reactions. Gelation can be accelerated by applying heat.

겔화 및 건조를 위해, 졸로 코팅된 강 스트립이 오븐에 넣어질 것이다. 졸의 건조는 유리하게는 연속 어닐링로에서 적어도 부분적으로 일어날 수 있고, 여기서 강판의 질화 및 부분 재결정화를 위한 강판의 후속 열처리가 일어난다. 이러한 목적 상, 제1 면 상에 배리어 층이 제공된 냉간 압연된 강 스트립은 연속 어닐링로를 통과하고, 어닐링로에서 강 스트립이 강의 (초기) 재결정화 온도 TR보다 높은 온도로 가열된다. For gelling and drying, the sol-coated steel strip will be placed in an oven. Drying of the sol can advantageously take place at least partially in a continuous annealing furnace, where subsequent heat treatment of the steel sheet for nitriding and partial recrystallization takes place. For this purpose, a cold rolled steel strip provided with a barrier layer on the first side is passed through a continuous annealing furnace, in which the steel strip is heated to a temperature higher than the (initial) recrystallization temperature T R of the steel.

특히 바람직한 실시양태에서, 실리케이트-함유 배리어 층은 수성 전해질로부터 강판의 두 면 중 하나에 전기분해적으로 적용된다. 이러한 목적 상, 실리카 및 나트륨 염을 함유하는 수성의 염기성 전해질 용액이 전해질 탱크에 첨가되고, 강판이 캐소드로서 사전결정된 스트립 속도로 전해질 탱크에 통과된다. 표 2는 전해질 용액의 바람직한 조성을 나타낸 것이고, 표 2는 전해질 적용 공정의 바람직한 파라미터를 나타낸 것이며, 이로써 1 내지 10 mg/m2의 범위, 특히 바람직하게는 3 내지 6 mg/m2의 범위에서 배리어 층으로서 작용하는 실리케이트 층은 강판의 한 면 상에 전해질로부터 적용된다.In a particularly preferred embodiment, the silicate-containing barrier layer is applied electrolytically from an aqueous electrolyte to one of the two sides of the steel sheet. For this purpose, an aqueous basic electrolyte solution containing silica and sodium salts is added to the electrolyte tank, and a steel sheet as cathode is passed through the electrolyte tank at a predetermined strip speed. Table 2 shows the preferred composition of the electrolyte solution, Table 2 shows the preferred parameters of the electrolyte application process, thereby providing a barrier in the range of 1 to 10 mg/m 2 , particularly preferably in the range of 3 to 6 mg/m 2 The silicate layer, which acts as a layer, is applied from the electrolyte on one side of the steel sheet.

본 발명에 따른 공정에서, 배리어 층이 적용된 후, 재결정화 어닐링 전 또는 바람직하게는 이와 동시에 연속식 어닐링로에서 질화 가스 분위기 하에 이를 가열함으로써 냉간 압연된 강판이 질화된다. 질화는 바람직하게는 강판이 강의 (초기) 재결정화 온도 TR 초과의 온도로 가열되면서 어닐링로에 질소-함유 가스, 바람직하게는 암모니아(NH3)를 도입함으로써 어닐링로에서 재결정화 어닐링과 동시에 수행된다. 암모니아가 질소-함유 가스로서 사용될 때 바람직하게는 300℃ 초과인 어닐링로의 온도에서, 원자 질소는 촉매 반응으로 인해 질소-함유 가스로부터 질소의 해리에 의해 형성되며, 이는 강판의 표면에서 (격자간에) 강판의 제2 면 상에서 강판으로 확산될 수 있다. 강판의 제1 면 상에서, 질소의 확산은 배리어 층에 의해 방지된다.In the process according to the invention, after the barrier layer has been applied, the cold rolled steel sheet is nitrided by heating it under a nitriding gas atmosphere in a continuous annealing furnace before or preferably simultaneously with the recrystallization annealing. Nitriding is preferably carried out simultaneously with recrystallization annealing in an annealing furnace by introducing a nitrogen-containing gas, preferably ammonia (NH 3 ), into the annealing furnace while the steel sheet is heated to a temperature above the (initial) recrystallization temperature T R of the steel. do. When ammonia is used as the nitrogen-containing gas, preferably at a temperature of the annealing furnace exceeding 300° C., atomic nitrogen is formed by dissociation of nitrogen from the nitrogen-containing gas due to a catalytic reaction, which occurs on the surface of the steel sheet (interstitial ) can spread into the steel sheet on the second side of the steel sheet. On the first side of the steel sheet, diffusion of nitrogen is prevented by the barrier layer.

가열 동안 제2 면 상에서 강판 표면의 산화를 방지하기 위해, 어닐링로에서 불활성 가스 분위기를 사용하는 것이 방편이다. 바람직하게는, 어닐링로의 분위기는 질소 공여체로서 작용하는 질소-함유 가스 및 HNx와 같은 불활성 가스의 혼합물로 이루어지고, 불활성 가스의 부피 분율은 바람직하게는 90% 내지 99.5%이고, 가스 분위기의 부피 분율의 나머지는 질소-함유 가스, 특히 암모니아 가스(NH3 가스)에 의해 형성된다. To prevent oxidation of the surface of the steel sheet on the second side during heating, it is expedient to use an inert gas atmosphere in the annealing furnace. Preferably, the atmosphere of the annealing furnace consists of a mixture of a nitrogen-containing gas acting as a nitrogen donor and an inert gas such as HNx, the volume fraction of the inert gas is preferably 90% to 99.5%, and the volume of the gas atmosphere is preferably 90% to 99.5%. The remainder of the fraction is formed by nitrogen-containing gases, especially ammonia gas (NH 3 gas).

도 1은 본 발명에 따른 공정의 바람직한 실시양태의 예에서 어닐링로에서 강판을 질화 및 어닐링하기 위한 열처리의 온도-시간 프로파일을 개략적으로 나타낸 것이다. 이러한 제1 실시양태의 예에서, 강판의 단일-스테이지 열처리는 연속 어닐링로에서 수행되고, 강판은 단일-스테이지 가열 동안 동시에 재결정화 어닐링되고 질화된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 실시양태에서, 강판은 10 내지 15℃/s의 바람직한 (평균) 가열 속도로 가열 시간(tE) 내에 실온에서부터 가열 온도 TE ≥ TR로 가열되고, 어닐링 시간(tG) 동안 적어도 대략 이 온도에서 유지된다. 가열 온도 TE는 강판이 어닐링되어 재결정화되는(소정의 영역에서) 어닐링 온도에 상응하고, 초기 재결정화 온도 TR과 강판의 근표면 영역에서 질화에 의해 TR + ΔT로 증가된 재결정화 온도 사이에 있다. 이는 여기서 가열 온도 TE: T ≤ TRE < TR + ΔT 동안 유지된다.Figure 1 schematically shows the temperature-time profile of a heat treatment for nitriding and annealing a steel sheet in an annealing furnace in an example of a preferred embodiment of the process according to the invention. In an example of this first embodiment, the single-stage heat treatment of the steel sheet is performed in a continuous annealing furnace, and the steel sheet is simultaneously recrystallized annealed and nitrided during the single-stage heating. As shown in Figure 1, in this embodiment, the steel sheet is heated from room temperature to a heating temperature T It is maintained at least approximately at this temperature for a period of time (t G ). The heating temperature T E corresponds to the annealing temperature at which the steel sheet is annealed and recrystallized (in a given region), the initial recrystallization temperature T R and the recrystallization temperature increased to T R + ΔT by nitriding in the near surface region of the steel sheet. It's in between. This holds here for the heating temperature T E : T ≤ T RE < T R + ΔT.

가열 시간(tE)은 바람직하게는 1.0 내지 300초, 특히 바람직하게는 10 내지 120초의 범위이고, 하기에 추가로 설명될 바와 같이 본 발명에 따른 강판의 요망되는 물질 특성에 따라 조정될 수 있다. 가열 시간을 조정하기 위해, 강판이 어닐링로에서 가열되는 가열 속도 또는 강판이 연속 어닐링로를 통과하는 속도가 요망되는 가열 시간에 따라 조정될 수 있다. 바람직한 가열 시간(tE)을 1.0 내지 300초의 범위 내로 설정하기 위해, 예를 들어, 10 K/s 내지 80 K/s의 가열 속도가 선택될 수 있다. 가열 시간 동안, 연속 어닐링로에서의 강판은 질화 가스 분위기, 특히 암모니아 가스 분위기에 노출된다. 어닐링 시간(tG)은 바람직하게는 1.0 내지 90초, 특히 바람직하게는 10 내지 60초의 범위이고, 또한 본 발명에 따른 강판의 요망되는 물질 특성에 따라 선택된다. 어닐링 시간(tG)이 경과한 후, 강판은 어닐링로를 떠나 환경에서 수동적으로 냉각되거나, 능동 냉각, 예를 들어, 수냉 또는 가스 흐름 냉각에 의해 실온으로 냉각된다. 적합한 냉각 속도는 가스 흐름 냉각의 경우 3 K/s 내지 20 K/s의 범위 및 수냉의 경우 1000 K/s 초과의 범위이다.The heating time (t E ) preferably ranges from 1.0 to 300 seconds, particularly preferably from 10 to 120 seconds, and can be adjusted depending on the desired material properties of the steel sheet according to the invention, as will be explained further below. To adjust the heating time, the heating rate at which the steel sheet is heated in the annealing furnace or the speed at which the steel sheet passes through the continuous annealing furnace can be adjusted according to the desired heating time. To set the preferred heating time (t E ) in the range of 1.0 to 300 seconds, a heating rate of, for example, 10 K/s to 80 K/s may be selected. During the heating time, the steel sheet in the continuous annealing furnace is exposed to a nitriding gas atmosphere, especially ammonia gas atmosphere. The annealing time (t G ) preferably ranges from 1.0 to 90 seconds, particularly preferably from 10 to 60 seconds, and is also selected depending on the desired material properties of the steel sheet according to the invention. After the annealing time (t G ) has elapsed, the steel sheet leaves the annealing furnace and is cooled passively in the environment or cooled to room temperature by active cooling, for example water cooling or gas flow cooling. Suitable cooling rates range from 3 K/s to 20 K/s for gas flow cooling and above 1000 K/s for water cooling.

강의 (초기) 재결정화 온도 TR은 강의 조성에 따라 달라지며, 전형적으로 550℃ 내지 720℃의 범위이다. The (initial) recrystallization temperature T R of the steel depends on the composition of the steel and typically ranges from 550°C to 720°C.

냉간 압연된 강판이 어닐링로에서 가열될 때, 질소-함유 가스로부터의 질소는 초기에, 원자 질소가 강판 표면을 통해 확산됨에 따라 강판의 제2 면 상의 근표면 영역에만 증착된다. 근표면 영역으로 확산된 질소는 특히 Al, Nb, Ti, 또는 B와 같은 강한 질화물 형성제가 강에 존재하는 경우, 강의 철 격자에 격자간에 혼입될 수 있거나 질화물로서 결합된다. 질소의 혼입은 근표면의 제2 영역에서 강의 재결정화 온도(TR)를 값 ΔT만큼 상승시킨다. 표면 부근의 제2 영역에서 이러한 재결정화 온도(TR)의 증가는 ΔT로 도 1에 나타나 있다. When a cold rolled steel sheet is heated in an annealing furnace, nitrogen from the nitrogen-containing gas is initially deposited only on the near surface area on the second side of the steel sheet as atomic nitrogen diffuses through the steel sheet surface. Nitrogen that diffuses into the near surface region can become interstitially incorporated into the iron lattice of the steel or become incorporated as nitrides, especially if strong nitride formers such as Al, Nb, Ti, or B are present in the steel. The incorporation of nitrogen increases the recrystallization temperature (T R ) of the steel in the second region of the root surface by the value ΔT. This increase in recrystallization temperature (T R ) in the second region near the surface is shown in Figure 1 as ΔT.

본 발명에 따르면, 가열 온도(TE) 또는 어닐링 온도는 이제 T ≤ TRE < TR + ΔT가 적용되도록 선택된다. 따라서, 가열 온도(TE) 또는 어닐링 온도는 냉간 압연된 강판의 제조에 사용되는 강의 (초기) 재결정화 온도(TR)와 근표면 제2 영역에서 강판의 근표면 질화로 인해 값 ΔT만큼 증가한 재결정 온도(TR + ΔT) 사이에 있도록 본 발명에 따른 공정에서 설정된다. 이러한 방식으로 가열 온도(TE)(또는 어닐링 온도)를 설정함으로써, 재결정화는 강판의 제1 면 상의 제1 영역에서만 일어나고, 이는 표면 부근의 제2 영역에 내측으로 인접하고, 여기서, 적어도 초기에, 강판의 어닐링 및 동시 질화 동안 질소가 (아직) 혼입되지 않았다. 이는 가열 온도(TE)가 강판의 이러한 제1 영역에서만, 그리고 재결정화 온도가 혼입된 질소로 인해 ΔT만큼 증가된 제2 영역에서만 재결정화 온도(TR)보다 높기 때문이고, 가열 온도(TE)는 TR + ΔT로 증가된 재결정화 온도 미만이다. 따라서, 적어도 본질적으로, 바람직하게는 대체로 완전히 재결정화된 제1 영역(1) 및 제2 영역(2)을 갖는 2층 미세구조가 강판의 단면에 걸쳐 형성되고, 제2 영역(2)은 재결정화되지 않거나 적어도 완전히 재결정화되지 않는다. According to the invention, the heating temperature (T E ) or annealing temperature is now selected such that T ≤ T RE < T R + ΔT applies. Therefore, the heating temperature (T E ) or the annealing temperature is the (initial) recrystallization temperature (T R ) of the steel used for the manufacture of cold rolled steel sheets and the recrystallization temperature increased by the value ΔT due to near-surface nitriding of the steel sheet in the near-surface second region. The temperature is set in the process according to the invention to be between T R + ΔT. By setting the heating temperature T E (or annealing temperature) in this way, recrystallization takes place only in a first region on the first side of the steel sheet, adjacent inwardly to a second region near the surface, where, at least initially, In, nitrogen was not (yet) incorporated during the annealing and simultaneous nitriding of the steel sheet. This is because the heating temperature (T E ) is higher than the recrystallization temperature (T R ) only in this first region of the steel sheet and only in the second region where the recrystallization temperature is increased by ΔT due to the incorporated nitrogen, and the heating temperature (T E ) is below the recrystallization temperature increased by T R + ΔT. Thus, a two-layer microstructure is formed over the cross-section of the steel sheet with a first region (1) and a second region (2) that is at least essentially and preferably substantially completely recrystallized, with the second region (2) being recrystallized. It does not crystallize, or at least does not recrystallize completely.

따라서, 질소-함유 가스 분위기에서 강판의 가열로부터 생성된 미세구조는, 도 2에서 본 발명에 따른 강판의 개략 단면도에 도시된 바와 같이, 적어도 본질적으로 완전히 재결정화된 제1 영역(1) 및 재결정화되지 않은 제2 영역(2)을 포함한다. 강판의 제2 면(b) 상에 위치된 제2 영역(2)은 재결정화되지 않거나 적어도 완전히 재결정화되지 않아서 냉간 압연된 강판의 압연된 대로의 상태로 유지된다. 대조적으로, 강판의 제1 면(a) 상에 놓인 제1 영역(1)은 (특히 완전히) 재결정화된다. 도 2에 도시된 배리어 층(3)은 강판의 제1 면(a) 상에 위치한다.Accordingly, the microstructure resulting from heating the steel sheet in a nitrogen-containing gas atmosphere consists of at least an essentially completely recrystallized first region 1 and a recrystallized It includes a second area (2) that is not converted. The second region 2 located on the second side b of the steel sheet does not recrystallize or at least does not recrystallize completely and thus remains in the as-rolled state of the cold rolled steel sheet. In contrast, the first region 1 lying on the first side a of the steel sheet is (particularly completely) recrystallized. The barrier layer 3 shown in Figure 2 is located on the first side (a) of the steel sheet.

제2 영역(2) 및 제1 영역(1)의 재결정화도는 가열 온도(TE) 및 어닐링 시간(tG)을 통해 조정될 수 있다. 코어 영역(2)과 헴 영역(1)의 뚜렷한 경계는, 예를 들어, 어닐링 시간(tG)이 10초 초과이고 가열 온도(TE)가 TR + ΔT/3 내지 TR + 2ΔT/3인 경우에 달성될 수 있다. 유사하게, 헴 영역(1)의 두께는 가열 온도(TE) 및 가열 시간(tE)의 공정 파라미터에 의해 조정될 수 있다.The degree of recrystallization of the second region 2 and the first region 1 can be adjusted through heating temperature (T E ) and annealing time (t G ). A sharp boundary between the core region (2) and the heme region (1) can be achieved, for example, when the annealing time (t G ) is greater than 10 seconds and the heating temperature (T E ) is between T R + ΔT/3 and T R + 2ΔT/. This can be achieved in case 3. Similarly, the thickness of the hem region 1 can be adjusted by the process parameters of heating temperature (T E ) and heating time (t E ).

따라서, 본 발명에 따른 공정은 적어도 대체로 완전히 재결정화된 제1 영역(1) 및 압연-경성인 제2 영역(2)을 갖는 2층 미세구조를 생성하는 데 사용될 수 있다.Accordingly, the process according to the invention can be used to produce a two-layer microstructure with a first region (1) that is at least largely fully recrystallized and a second region (2) that is roll-hard.

본 발명에 따른 강판의 제조 후, 이들은 통상적인 방식으로, 특히 전해 주석 도금 또는 크롬 도금에 의해 한 면 또는 양면 상에 전환 또는 보호 층으로 코팅될 수 있다.After production of the steel sheets according to the invention, they can be coated with a conversion or protective layer on one or both sides in the customary way, in particular by electrolytic tin plating or chrome plating.

실시예:Examples:

강판, 용기의 제조에서의 이의 용도 및 본 발명에 방법의 실시양태의 실시예가 하기에 설명된다.Examples of steel sheets, their use in the production of containers and embodiments of the method according to the invention are described below.

0.23 ± 0.01 mm의 두께를 갖는 강판을 표 1에 열거된 합금 조성(ppm 수치는 냉간 압연된 강판이 제조된 강에서 합금 성분의 중량 분율을 지칭함)을 갖는 강 용융물 A로부터 열간 압연 및 후속 냉간 압연에 의해 제조하였다. 냉간 압연된 강판을 5%의 암모니아의 부피 분율로 암모니아-함유 불활성 가스 분위기 하에 상이한 가열 시간 tE에서 750℃의 가열 온도 TE로 열처리하고 가열 온도 TE에서 45초의 어닐링 시간 tG 동안 유지하였다. A steel sheet with a thickness of 0.23 ± 0.01 mm is hot rolled and subsequently cold rolled from steel melt A with the alloy composition listed in Table 1 (ppm figures refer to the weight fraction of alloying elements in the steel from which the cold rolled steel sheet is produced). Manufactured by . The cold rolled steel sheets were heat treated to a heating temperature T E of 750°C at different heating times t E under an ammonia-containing inert gas atmosphere with a volume fraction of ammonia of 5% and kept at the heating temperature T E for an annealing time t G of 45 s. .

열처리된 강판의 미세조직을 현미경으로 조사하였다(Nital 후 3% 질산으로 냉간-임베딩(cold-embedding), 그라인딩, 연마 및 에칭됨). 도 3은 본 발명에 따른 강판의 금속조직학적 섹션의 단면 현미경 사진의 예를 나타낸 것으로서, 이로부터 상이한 결정화도를 갖는 두 영역(1, 2) 및 강판의 제1 면 상의 배리어 층(3)(도 3의 섹션에서는 보이지 않음)을 볼 수 있다. 도 3으로부터, 본 발명에 따른 강판은 재결정화된 제1 영역(1) 및 재결정화되지 않은 제2 영역(2)을 갖는 2층 미세구조를 가지며, 제1 영역(1)은 제2 영역(2)보다 상당히 두꺼운 것이 분명하다. The microstructure of heat-treated steel sheets (Nital followed by cold-embedding with 3% nitric acid, grinding, polishing and etching) was examined microscopically. Figure 3 shows an example of a cross-sectional micrograph of a metallographic section of a steel sheet according to the invention, from which two regions (1, 2) with different degrees of crystallinity and a barrier layer (3) on the first side of the steel sheet (Fig. (not visible in section 3) can be seen. From Figure 3, the steel sheet according to the present invention has a two-layer microstructure with a recrystallized first region (1) and a non-recrystallized second region (2), and the first region (1) is a second region ( It is clear that it is considerably thicker than 2).

본 발명에 따른 강판의 샘플에서, 경도는 단면에 걸친 다양한 위치에서 기록되었다. 도 4는 상이한 위치(위치 1 내지 위치 7, 여기서 위치 1은 제1 면(a)에서 강판의 표면이고 위치 7은 제2 면(b)에서 강판의 표면임)에서 강판 시편의 두께에 대한 비커스 경도 HV0.025의 변화를 나타낸 것이다. 도 4로부터, 경도는 제1 면(a)에서 제2 면(b)으로 강판 시편의 두께에 대해 꾸준히(선형적으로) 증가하는 것을 알 수 있다.In samples of steel sheets according to the invention, the hardness was recorded at various positions across the cross section. Figure 4 shows the Vickers plot of the thickness of a steel sheet specimen at different positions (position 1 to position 7, where position 1 is the surface of the steel sheet on the first side (a) and position 7 is the surface of the steel sheet on the second side (b)) This represents a change in hardness HV 0.025 . From Figure 4, it can be seen that the hardness increases steadily (linearly) with respect to the thickness of the steel sheet specimen from the first side (a) to the second side (b).

강판의 두께에 대한 이러한 경도의 변화는 질소 함량이 외측으로부터 강판의 코어를 향해 감소함에 따라 제2 영역(2)에서 강판의 질화 및 어닐링로에서의 열처리 동안 제1 영역(1)의 (완전한) 재결정화에 기인한다. 제2 영역(2)은 여전히 압연-경성이고, 제2 면(b) 상의 강판의 표면에서 최대 경도를 갖는 높은 경도를 갖는다.This change in hardness with respect to the thickness of the steel sheet occurs during heat treatment in the nitriding and annealing furnace of the steel sheet in the second region 2 as the nitrogen content decreases from the outside towards the core of the steel sheet (complete) in the first region 1. It is due to recrystallization. The second region 2 is still roll-hard and has a high hardness with a maximum hardness at the surface of the steel sheet on the second side b.

도 4는 또한 가열 시간(tE)에 따른 비커스 경도의 절대값을 나타낸 것이다. 예를 들어, tE = 60초의 짧은 가열 시간으로 열처리된 샘플은 제1 면(a)에서 대략 100의 낮은 비커스 경도를 갖고, 예를 들어, tE = 300초의 더 긴 가열 시간으로 처리된 샘플은 동일한 면에서 150 초과의 비커스 경도를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 강판의 경도 또는 강도는 가열 시간(tE)을 통해 조정될 수 있다. 또한, 도 4로부터, 120초 초과의 더 긴 가열 시간의 경우, 질소가 이 영역으로 확산되고 강판의 경도 또는 강도가 증가하면서, 가열 동안 제1 영역(1)의 적어도 부분적인 경화가 또한 일어난다는 것을 알 수 있다.Figure 4 also shows the absolute value of Vickers hardness depending on the heating time (t E ). For example, a sample heat treated with a short heating time of t E = 60 seconds has a low Vickers hardness of approximately 100 on the first side (a), and a sample treated with a longer heating time, for example, of t E = 300 seconds. has a Vickers hardness of greater than 150 in the same plane. Therefore, the hardness or strength of the steel sheet according to the present invention can be adjusted through the heating time (t E ). Furthermore, from Figure 4, it can be seen that for longer heating times of more than 120 seconds, at least partial hardening of the first region 1 also occurs during heating, as nitrogen diffuses into this region and the hardness or strength of the steel sheet increases. You can see that

이는 또한 본 발명에 따른 강판에 대한 강도 및 신율 측정에 의해 확인될 수 있다. 도 5는 각각 tE = 60초 및 tE = 300초의 상이한 가열 시간으로 가열되고 이들 가열 시간으로 질화된, 표 1의 강으로부터 제조된 본 발명에 따른 2개의 강판 샘플의 응력-변형 다이어그램의 예를 나타낸 것이다. This can also be confirmed by strength and elongation measurements on the steel sheet according to the invention. Figure 5 shows an example of a stress-strain diagram of two steel sheet samples according to the invention made from the steels of Table 1, heated and nitrided with different heating times of t E = 60 s and t E = 300 s, respectively. It represents.

도 5는 본 발명에 따른 강판의 기계적 파라미터, 특히 인장 강도 및 파단 신율이 가열 시간을 통해 조정될 수 있다는 것을 나타낸 것이고, 600 MPa 초과의 인장 강도 및 7% 초과의 파단 신율이 달성 가능하다. Figure 5 shows that the mechanical parameters of the steel sheet according to the invention, in particular the tensile strength and elongation at break, can be adjusted through heating time, and tensile strengths of more than 600 MPa and elongations at break of more than 7% are achievable.

따라서, 본 발명에 따른 공정은 5% 초과, 바람직하게는 7% 초과의 우수한 파단 신율과 조합된 600 MPa 초과의 매우 높은 강도를 특징으로 하는 (질화) 강판을 제조하는 데 사용될 수 있다. 이러한 강판은 주석 캔 및 음료 캔과 같은 안정한 패키징뿐만 아니라 (테어-오프(tear-off)) 뚜껑과 같은 이의 일부의 제조를 위한 성형 공정에서 우수하게 가공될 수 있다.The process according to the invention can therefore be used to produce (nitrided) steel sheets characterized by very high strengths of more than 600 MPa combined with good elongations at break of more than 5%, preferably more than 7%. These steel sheets can be processed excellently in forming processes for the production of stable packaging such as tin cans and beverage cans, as well as parts thereof such as (tear-off) lids.

미세구조의 정확한 조성, 특히 제1 및 제2 영역의 결정화의 두께 및 정도, 뿐만 아니라 연속 어닐링로에서 질화 공정에 의해 생성된 제1 및 제2 영역에서의 질소 함량 및 강판의 두께에 걸친 질소 함량의 구배는 공정 파라미터를 변화시킴으로써 영향을 받을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 공정에 의해 제조된 강판의 특성은 상이한 응용에 맞춰 조정될 수 있다.The exact composition of the microstructure, in particular the thickness and degree of crystallization of the first and second zones, as well as the nitrogen content in the first and second zones produced by the nitriding process in a continuous annealing furnace and the nitrogen content throughout the thickness of the steel sheet. The gradient can be influenced by changing process parameters. Accordingly, the properties of the steel sheets produced by the process according to the invention can be adapted to different applications.

성형 동안 본 발명에 따른 강판의 거동은 용기의 4개의 모서리 각각에서 상이한 굽힘 반경(R1, R2, R3, 및 R4)을 갖는 직육면체 용기로 강판 시편을 성형함으로써 4-반경 컵 시험에서 조사되었다. The behavior of steel sheets according to the invention during forming was investigated in a four-radius cup test by forming steel sheet specimens into cuboidal containers with different bending radii (R1, R2, R3, and R4) at each of the four corners of the container.

도 6은 4-반경 컵 시험 동안 강판으로부터 형성된 용기의 개략도를 나타낸 것이며, 도 6a는 용기 기저부의 평면도를 나타낸 것이고 도 6b는 용기 벽의 영역에서의 측면도의 단면도를 나타낸 것이다. 도 6a는 하기 크기를 갖는 상이한 굽힘 반경(R1, R2, R3, R4)을 나타낸 것이다:Figure 6 shows a schematic diagram of a vessel formed from a steel plate during a four-radius cup test, Figure 6a showing a top view of the base of the vessel and Figure 6b a cross-sectional side view in the region of the vessel wall. Figure 6a shows different bending radii (R1, R2, R3, R4) with the following sizes:

R1 = 8 mm,R1 = 8 mm,

R2 = 10 mm,R2 = 10 mm,

R3 = 12 mm,R3 = 12 mm,

R4 = 14 mm.R4 = 14 mm.

중심 조도 Ra 값을 결정하기 위해 도 6b에 도시된 위치 P0, P1, P2, P3 및 P4에서 조도 측정을 수행하였다.To determine the central roughness Ra value, roughness measurements were performed at positions P0, P1, P2, P3, and P4 shown in Figure 6b.

4-반경 컵 시험에서, 2층 결정화 구조를 갖는 강판을 각 경우에 사용하였고, 재결정화된 제1 영역(1) 및 재결정화되지 않은(따라서 여전히 분쇄-경성(mill-hard)임) 제2 영역(2)을 굽힘 반경에서 외측과 내측 둘 모두에 배열하였다. 이러한 맥락에서, 제2 영역(2)의 상이한 두께를 갖는 강판을 또한 4-반경 컵 시험에서 조사하였다. 제2 영역(2)의 상이한 두께를 스티칭 공정에 대한 상이한 가열 시간(샘플 A: tE = 1초, 샘플 B: tE = 300초)에 의해 제조 공정에서 생성하였다.In the four-radius cup test, a steel sheet with a two-layer crystallization structure was used in each case, a first region (1) that was recrystallized and a second region that was not recrystallized (and therefore still mill-hard). Regions (2) were arranged both on the outer and inner sides at the bend radius. In this context, steel sheets with different thicknesses of the second region 2 were also investigated in the 4-radius cup test. Different thicknesses of the second region 2 were created in the manufacturing process by different heating times for the stitching process (sample A: t E = 1 second, sample B: t E = 300 seconds).

4-반경 컵 시험의 결과는 도 7a 및 7b에 나타나 있다. 도 7a는 시험된 강판 시편의 두 변형 모두에 대하여 위치 P1 내지 P4(도 6b 참조) 및 용기의 변형되지 않은 바닥 영역(도 6b의 위치 P0)에서 다양한 굽힘 반경 R1, R2, R3, R4에서 측정된 중심 조도(Ra 값)를 나타낸 것이다.The results of the 4-radius cup test are shown in Figures 7A and 7B. Figure 7a shows measurements at various bending radii R1, R2, R3, R4 at positions P1 to P4 (see Figure 6b) and in the undeformed bottom region of the vessel (position P0 in Figure 6b) for both deformations of the tested steel sheet specimen. This shows the central roughness (Ra value).

도 7a로부터, 모든 굽힘 반경 R1 내지 R4에서 조도 Ra가 용기의 변형되지 않은 바닥에서의 조도보다 더 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 도 7a로부터, 재결정화되지 않은(압연-경성) 제2 영역(2)이 굽힘 반경의 외측에 위치하는 용기에서 굽힘 반경(R1 내지 R4)에서의 조도가 더 낮다는 것을 알 수 있다. 대조적으로, 재결정화된 제1 영역(1)이 굽힘 반경의 외측에 놓이는 용기는 더 높은 조도(Ra)를 갖는다. 굽힘 반경(R1 내지 R4)의 외측에 놓인 제2 영역(2)을 갖는 용기에서, 중심 조도(Ra)는 1.0 μm 미만, 특히 0.8 μm 미만이다. From Figure 7a, it can be seen that at all bending radii R1 to R4 the roughness Ra is higher than the roughness at the undeformed bottom of the container. It can also be seen from Figure 7a that the roughness at the bend radii R1 to R4 is lower in the container in which the non-recrystallized (rolled-hard) second region 2 is located outside the bend radius. In contrast, containers in which the first recrystallized region 1 lies outside the bend radius have a higher roughness Ra. In containers with the second region 2 lying outside the bending radius R1 to R4, the central roughness Ra is less than 1.0 μm, especially less than 0.8 μm.

도 7b는 굽힘 반경(R1 내지 R4)에서의 Ra 값 및 용기의 변형되지 않은 바닥 영역에서의 Ra 값의 비율에 의해 정의된 Ra 계수를 나타낸 것이다. 도 7b에서 알 수 있는 바와 같이, 재결정화되지 않은 제2 영역(2)이 굽힘 반경(R1 내지 R4)의 외측에 위치하는 용기는 약 3배 낮은 Ra 계수를 갖는다. 굽힘 반경(R1 내지 R4)의 외측에 놓인 제2 영역(2)을 갖는 용기의 경우에, 조도 계수(Ra 계수)는 3 미만, 특히 2.5 미만이다.Figure 7b shows the Ra coefficient defined by the ratio of the Ra value at the bending radius (R1 to R4) and the Ra value in the unstrained bottom area of the container. As can be seen in Figure 7b, the container in which the non-recrystallized second region 2 is located outside the bending radius R1 to R4 has an Ra coefficient that is about 3 times lower. In the case of containers with the second region 2 lying outside the bending radius R1 to R4, the roughness coefficient (Ra coefficient) is less than 3, especially less than 2.5.

이로부터, 본 발명에 따른 강판이 형성될 때, 재결정화되지 않은 제2 영역(2)을 갖는 강판의 제2 면(b)이 외측에 있을 때 굽힘 반경의 외측에서 훨씬 더 적은 조면화가 발생한다는 결론이 나온다. 따라서, 4-반경 컵 시험의 결과는 본 발명에 따른 강판이 용기의 굽힘 반경의 영역에서 낮은 Ra 값으로 낮은 조면화를 나타내는 용기의 제조에 매우 적합하다는 것을 보여준다. 바람직하게는, 강판이 용기로 성형될 때, 재결정화되지 않은 제2 영역(2)을 갖는 강판의 제2 면(b)은 성형 후, 이러한 면이 용기의 굽힘 반경에서 외측에 놓이는 방식으로 배열된다. 이러한 경우, 강판의 재결정화되지 않은 제2 영역(2)은 강 구조물의 더 큰 결정립에 대한 배리어를 나타내고, 강 구조물의 결정립이 시각적으로 보이는 방식으로 제2 면(b)의 표면을 통해 가압되는 것을 방지하고, 여기서 이들은 굽힘 반경의 외측에 바람직하지 않은 조면화를 생성한다. 바람직하게는, 압연-경성의 제2 영역(2)의 두께는 가능한 한 작게, 특히 50 μm 미만으로 선택된다. 이는 강판의 기계적 특성, 특히 이의 성형성이 압연-경화된 제2 영역(2)에 의해 단지 미미하게 영향을 받도록 보장한다. 특히, 이는 높은 경도 및 강도를 갖는 압연-경성의 제2 영역(2)에도 불구하고 강판의 성형성이 현저하게 감소되지 않도록 보장한다. 실제로, 굽힘 반경(R1 내지 R4)의 내측 상에는 더 연성이고 재결정화된 제1 영역(1)을 갖는 강판의 연성이고 보다 용이하게 성형 가능한 제1 면(a)이 있다. 강판이 굽힘 반경으로 성형될 때, 강판의 제1 영역(1)은 굽힘 반경의 내측에서 압축되며, 연성의 재결정화된 제1 영역(1)은 이러한 성형에 대해 낮은 저항성만을 형성한다. 따라서, 제2 면(b) 상에서의 높은 경도 및 강도에도 불구하고, 본 발명에 따른 강판은 성형된 영역의 외측 상에 강판 표면의 임의의 유해한 조면화 없이 통상적인 성형 공정, 특히 딥 드로잉 공정에서 용기로 용이하게 성형될 수 있다. 도 7a에 도시된 시편 A와 시편 B의 조도 값의 비교로부터, 제2 영역(2)의 두께는 조도에 단지 미미한 영향만을 미친다는 것을 알 수 있으며, 이는 강판을 성형하는 동안 조면화를 막는다는 관점에서 제2 영역의 두께가 작을 수 있는 이유이다.From this it follows that when the steel sheet according to the invention is formed, much less roughening occurs outside the bending radius when the second side (b) of the steel sheet with the non-recrystallized second region (2) is on the outside. A conclusion emerges. Therefore, the results of the 4-radius cup test show that the steel sheet according to the invention is very suitable for the production of containers, showing low roughening with low Ra values in the region of the bending radius of the container. Preferably, when the steel sheet is formed into a container, the second side (b) of the steel sheet with the non-recrystallized second region (2) is arranged in such a way that after forming this side lies outside the bending radius of the container. do. In this case, the non-recrystallized second region 2 of the steel sheet represents a barrier to the larger grains of the steel structure, with the grains of the steel structure being pressed through the surface of the second side b in a visually visible manner. This prevents them from forming, where they create undesirable roughening outside the bend radius. Preferably, the thickness of the roll-hardened second region 2 is selected as small as possible, in particular less than 50 μm. This ensures that the mechanical properties of the steel sheet, in particular its formability, are only slightly affected by the roll-hardened second region 2. In particular, this ensures that the formability of the steel sheet is not significantly reduced despite the roll-hard second region 2 having high hardness and strength. In fact, on the inside of the bending radii R1 to R4 there is a softer and more easily formable first side (a) of the steel sheet with a softer and recrystallized first region (1). When the steel sheet is formed to a bend radius, the first region 1 of the steel sheet is compressed inside the bend radius, and the ductile recrystallized first region 1 forms only a low resistance to this forming. Therefore, despite the high hardness and strength on the second side (b), the steel sheet according to the invention can be used in conventional forming processes, especially deep drawing processes, without any detrimental roughening of the steel sheet surface on the outside of the formed area. It can be easily molded into a container. From the comparison of the roughness values of specimen A and specimen B shown in Figure 7a, it can be seen that the thickness of the second region 2 has only a minor effect on the roughness, which prevents roughening during forming the steel sheet. This is the reason why the thickness of the second region may be small from this point of view.

Claims (24)

● 10 내지 1000 ppm의 중량 기준 탄소 함량(C) 및 사전결정된 재결정화 온도(TR)를 갖는 강의 냉간 압연된 강판을 제공하는 단계로서, 상기 강판은 제1 면(a) 및 제2 면(b)을 갖는 것인 단계,
● 강판의 제1 면(a)에 질소에 대해 적어도 실질적으로 불투과성인 배리어 층(3)을 적용하는 단계,
● 강판을 가열 온도(TE)로 가열하는 단계
를 포함하는 패키징용 강판의 제조 방법으로서,
● 가열은 적어도 재결정화 온도(TR)에 적어도 일시적으로 도달할 때까지 질화 가스 분위기에서 일어나고, 이에 따라 강판이 가열될 때, 질소는 가스 분위기로부터 적어도 강판의 제2 면(b) 상의 근표면 영역(2)으로 확산되고 이 영역(2)에 혼입되고, 이에 따라 근표면 영역(2)에서의 강의 재결정화 온도는 값 ΔT만큼 상승하고,
● 가열 온도(TE)는 재결정화 온도(TR) 이상이고 근표면 영역(2)에서 ΔT만큼 증가된 재결정화 온도(TR + ΔT) 미만인 제조 방법.
● Providing a cold rolled steel sheet of steel with a carbon content (C) by weight of 10 to 1000 ppm and a predetermined recrystallization temperature (T R ), wherein the steel sheet has a first side (a) and a second side ( b) having,
● Applying a barrier layer (3) at least substantially impermeable to nitrogen to the first side (a) of the steel sheet,
● Heating the steel sheet to the heating temperature (T E )
A method of manufacturing a steel sheet for packaging comprising:
● The heating takes place in a nitriding gas atmosphere until at least temporarily the recrystallization temperature T diffuses into and is incorporated into region 2, whereby the recrystallization temperature of the steel in near surface region 2 rises by the value ΔT,
● A manufacturing method in which the heating temperature (T E ) is above the recrystallization temperature (T R ) and below the recrystallization temperature (T R + ΔT) increased by ΔT in the near surface region (2).
제1항에 있어서, 냉간 압연된 강판의 강은
● C: 0.001% 초과 0.1% 미만, 바람직하게는 0.06% 미만;
● Mn: 0.01% 초과 0.6% 미만;
● P: 0.04% 미만;
● S: 0.04% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과;
● Al: 0.08% 미만, 바람직하게는 0.005% 초과;
● Si: 0.1% 미만;
● 임의로 Cu: 0.1% 미만;
● 임의로 Cr: 0.1% 미만;
● 임의로 Ni: 0.1% 미만;
● 임의로 Ti: 0.1% 미만, 바람직하게는 0.02% 초과, 특히 바람직하게는 0.05% 초과;
● 임의로 Nb: 0.08% 미만, 바람직하게는 0.01% 초과;
● 임의로 Mo: 0.08% 미만;
● 임의로 Sn: 0.05% 미만;
● 임의로 B: 0.01% 미만, 바람직하게는 0.005% 미만, 바람직하게는 0.0005% 초과;
● 임의로 N: 0.02% 미만, 특히 0.016% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과;
● 나머지 철 및 불가피한 불순물
의 중량 기준 조성을 갖고,
● 질화 가스 분위기에서 냉간 압연된 강판의 가열 후 중량 기준 평균 질소 함량은 적어도 0.005%, 바람직하게는 적어도 0.015%인 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the cold rolled steel sheet is
● C: greater than 0.001% but less than 0.1%, preferably less than 0.06%;
● Mn: greater than 0.01% but less than 0.6%;
● P: less than 0.04%;
● S: less than 0.04%, preferably greater than 0.001%;
● Al: less than 0.08%, preferably more than 0.005%;
● Si: less than 0.1%;
● Optionally Cu: less than 0.1%;
● Arbitrarily Cr: less than 0.1%;
● Randomly Ni: less than 0.1%;
● optionally Ti: less than 0.1%, preferably more than 0.02%, especially preferably more than 0.05%;
● Optionally Nb: less than 0.08%, preferably more than 0.01%;
● Arbitrarily Mo: less than 0.08%;
● Arbitrarily Sn: less than 0.05%;
● Optionally B: less than 0.01%, preferably less than 0.005%, preferably more than 0.0005%;
● Optionally N: less than 0.02%, especially less than 0.016%, preferably more than 0.001%;
● Remaining iron and unavoidable impurities
It has a weight-based composition of,
● A manufacturing method wherein the average nitrogen content by weight after heating of the cold-rolled steel sheet in a nitriding gas atmosphere is at least 0.005%, preferably at least 0.015%.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉간 압연된 강판의 강은 중량 기준으로 200 ppm 초과, 바람직하게는 500 ppm 초과의 티타늄 및/또는 100 ppm 초과의 니오븀 및/또는 50 ppm 초과의 알루미늄을 함유하는 것인 제조 방법. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the steel of the cold rolled sheet contains more than 200 ppm by weight, preferably more than 500 ppm of titanium and/or more than 100 ppm of niobium and/or more than 50 ppm of aluminum. Manufacturing method: 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 압연된 강판이 가열 시간(tE) 내에 실온에서부터 가열 온도(TE)까지 가열되고, 가열 온도(TE)에 도달한 후, 가열 온도(TE)에서 사전결정된 어닐링 시간(tG) 동안 유지되며, 가열 시간(tE)이 바람직하게는 1.0 내지 300초의 범위이고/이거나 어닐링 시간(tG)이 바람직하게는 1.0초 내지 80초의 범위인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the cold rolled steel sheet is heated from room temperature to the heating temperature ( TE) within the heating time (t E ) , and after reaching the heating temperature ( TE ), the cold rolled steel sheet is heated. maintained at a temperature (T E ) for a predetermined annealing time (t G ), wherein the heating time (t E ) is preferably in the range from 1.0 to 300 seconds and/or the annealing time (t G ) is preferably in the range from 1.0 to 80 seconds. A manufacturing method characterized in that the range of seconds. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 냉간 압연된 강판의 강은 초기 질소 함량(N0)을 갖고, 냉간 압연된 강판의 가열 동안, 근표면 영역(2)에서의 평균 질소 함량은 근표면 영역(2)의 두께에 걸쳐 평균화된 값으로 증가하며, 이는 강의 초기 질소 함량(N0)보다 50 내지 1000 ppm 높고, 질소 함량의 구배는, 질소 함량이 강판의 제2 면(b) 상의 근표면 영역(2)으로부터 배리어 층(3)이 제공된 강판의 제1 면(a)으로 감소하면서, 특히 냉간 압연된 강판의 단면에 걸쳐 확립되는 것인 제조 방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the steel of the cold rolled steel sheet has an initial nitrogen content (N 0 ) and, during heating of the cold rolled steel sheet, the average nitrogen content in the near surface region (2). increases to a value averaged over the thickness of the near surface region 2, which is 50 to 1000 ppm higher than the initial nitrogen content of the steel (N 0 ), and the gradient of nitrogen content is such that the nitrogen content is ), wherein the barrier layer (3) is established over the cross-section of the cold rolled steel sheet, decreasing from the near surface area (2) on the first side (a) of the provided steel sheet. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 동안 및 특히 유지 시간(tH) 동안 적어도 일시적으로 냉간 압연된 강판의 제2 면(b) 상의 근표면 영역(2)의 질화가 일어나고, 어닐링 시간(tG) 동안, 근표면 영역(2) 외측에서, 특히 강판의 제1 면(a) 상의 제1 영역(1)에서 냉간 압연된 강판의 적어도 부분적인 재결정화 어닐링이 일어나고, 반면에 강판의 제2 면(b) 상의 근표면 영역(2)은 재결정화되지 않는 것인 제조 방법.The method according to claim 1 , wherein during heating and in particular during the holding time (t H ) nitridation of the near surface region (2) on the second side (b) of the cold rolled steel sheet takes place at least temporarily. , during the annealing time t G , at least partial recrystallization annealing of the cold rolled steel sheet takes place outside the near surface region 2 , in particular in the first region 1 on the first side a of the steel sheet, while The near surface region (2) on the second side (b) of the steel sheet is not recrystallized. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 강판을 가열할 때 질소의 혼입에 의해 근표면 영역(2)에서 재결정화 온도가 증가하는 값 ΔT는 30℃ 초과, 바람직하게는 50℃ 초과이고, 특히, 100℃ 내지 250℃의 범위인 제조 방법.The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the value ΔT at which the recrystallization temperature increases in the near surface region (2) due to the incorporation of nitrogen when heating the steel sheet is greater than 30°C, preferably greater than 50°C. and, in particular, a production method in the range of 100°C to 250°C. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 층(3)이 졸-겔 층, 특히 SiO2, TiO2 및/또는 ZrO2의 층을 강판의 제1 면(a)의 표면 상에 적용함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the barrier layer (3) is a sol-gel layer, in particular a layer of SiO 2 , TiO 2 and/or ZrO 2 on the surface of the first side (a) of the steel sheet. A manufacturing method, characterized in that formed by applying to. 제8항에 있어서, 강판이 강 스트립이고, 졸-겔 층이 특히 습식-화학적으로 스트립 코팅 공정에서 제1 면(a) 상의 강 스트립의 표면에 적용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.9. Process according to claim 8, characterized in that the steel sheet is a steel strip and the sol-gel layer is applied to the surface of the steel strip on the first side (a), in particular wet-chemically in a strip coating process. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 층(3)이 실리카를 함유하는 수성 전해질로부터 강판의 제1 면(a)의 표면에 전기분해적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the barrier layer (3) is electrolytically applied to the surface of the first side (a) of the steel sheet from an aqueous electrolyte containing silica. . 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 층(3)이 1 내지 10 mg/m2의 범위, 바람직하게는 3 내지 6 mg/m2의 범위의 코팅 중량을 갖는 것인 제조 방법.11. Process according to any one of claims 1 to 10, wherein the barrier layer (3) has a coating weight in the range of 1 to 10 mg/m 2 , preferably in the range of 3 to 6 mg/m 2 method. 10 내지 1000 ppm의 중량 기준 탄소 함량(C)을 갖는 강으로 제조되고 제1 면(a) 및 제2 면(b) 및 0.5 mm 미만의 두께를 갖는, 특히 패키징용 강판으로서, 질소에 대해 적어도 실질적으로 불투과성인 배리어 층(3)은 제1 면(a)의 표면 상에 존재하고, 강판은 제1 면(a) 상의 제1 영역(1) 및 제2 면(b) 상의 제2 영역(2)을 갖는 2층 결정화 구조를 갖고, 제1 영역(1)은 적어도 실질적으로 재결정화되고, 제2 영역(2)은 재결정화되지 않거나 적어도 완전히 재결정화되지 않는 것인 강판.Steel sheet, especially for packaging, made of steel with a carbon content (C) by weight of 10 to 1000 ppm and having a first side (a) and a second side (b) and a thickness of less than 0.5 mm, comprising at least A substantially impermeable barrier layer (3) is present on the surface of the first side (a), and the steel sheet has a first region (1) on the first side (a) and a second region on the second side (b). A steel sheet having a two-layer crystallization structure with (2), wherein the first region (1) is at least substantially recrystallized and the second region (2) is not recrystallized or at least not completely recrystallized. 제12항에 있어서,
● C: 0.001% 초과 0.1% 미만, 바람직하게는 0.06% 미만;
● Mn: 0.01% 초과 0.6% 미만;
● P: 0.04% 미만;
● S: 0.04% 미만, 바람직하게는 0.001% 초과;
● Al: 0.08% 미만, 바람직하게는 0.005% 초과;
● Si: 0.1% 미만;
● 임의로 Cu: 0.1% 미만;
● 임의로 Cr: 0.1% 미만;
● 임의로 Ni: 0.1% 미만;
● 임의로 Ti: 0.1% 미만, 바람직하게는 0.02% 초과, 특히 바람직하게는 0.02% 초과;
● 임의로 Nb: 0.08% 미만, 바람직하게는 0.01% 초과;
● 임의로 Mo: 0.08% 미만;
● 임의로 Sn: 0.05% 미만;
● 임의로 B: 0.01% 미만, 바람직하게는 0.005% 미만, 바람직하게는 0.0005% 초과;
● 및 적어도 0.005%, 바람직하게는 0.015% 초과, 특히 바람직하게는 0.02% 초과의 강판의 두께에 걸쳐 평균화된 질소 함량,
● 뿐만 아니라 나머지 철 및 불가피한 불순물
의 중량 기준 조성을 갖는 강판.
According to clause 12,
● C: greater than 0.001% but less than 0.1%, preferably less than 0.06%;
● Mn: greater than 0.01% but less than 0.6%;
● P: less than 0.04%;
● S: less than 0.04%, preferably greater than 0.001%;
● Al: less than 0.08%, preferably more than 0.005%;
● Si: less than 0.1%;
● Optionally Cu: less than 0.1%;
● Arbitrarily Cr: less than 0.1%;
● Randomly Ni: less than 0.1%;
● optionally Ti: less than 0.1%, preferably more than 0.02%, especially preferably more than 0.02%;
● Optionally Nb: less than 0.08%, preferably more than 0.01%;
● Arbitrarily Mo: less than 0.08%;
● Arbitrarily Sn: less than 0.05%;
● Optionally B: less than 0.01%, preferably less than 0.005%, preferably more than 0.0005%;
● and a nitrogen content averaged over the thickness of the steel sheet of at least 0.005%, preferably greater than 0.015%, particularly preferably greater than 0.02%,
● As well as the remaining iron and inevitable impurities
A steel plate having a weight-based composition of
제12항 또는 제13항에 있어서, 제1 영역(1)이 50 μm 내지 450 μm의 범위, 바람직하게는 90 μm 내지 400 μm 및 특히 150 μm 내지 300 μm의 범위의 두께를 갖는 것, 및/또는 제2 영역(2)이 1 μm 내지 50 μm 범위, 바람직하게는 2 μm 내지 10.0 μm의 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 강판.14. The method according to claim 12 or 13, wherein the first region (1) has a thickness in the range from 50 μm to 450 μm, preferably in the range from 90 μm to 400 μm and in particular in the range from 150 μm to 300 μm, and/ or a steel sheet, characterized in that the second region (2) has a thickness in the range of 1 μm to 50 μm, preferably in the range of 2 μm to 10.0 μm. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 500 MPa 초과, 바람직하게는 700 MPa 초과의 인장 강도 및/또는 5% 초과, 바람직하게는 7% 초과의 파단 신율을 갖는 것을 특징으로 하는 강판.15. Steel sheet according to any one of claims 12 to 14, characterized in that it has a tensile strength greater than 500 MPa, preferably greater than 700 MPa and/or an elongation at break greater than 5%, preferably greater than 7%. . 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 강판의 제2 영역(2)의 평균 질소 함량이 50 내지 1000 중량ppm인 것을 특징으로 하는 강판.16. Steel sheet according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the average nitrogen content of the second region (2) of the steel sheet is 50 to 1000 ppm by weight. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 질소 함량의 구배가 적어도 제2 영역(2)에 및/또는 강판의 전체 두께에 걸쳐 존재하고, 질소 함량이 강판의 제2 면(b)에서부터 제1 면(a)까지 감소하는 것을 특징으로 하는 강판. 17. The method according to any one of claims 12 to 16, wherein a gradient of nitrogen content exists at least in the second region (2) and/or over the entire thickness of the steel sheet, and the nitrogen content is at least on the second side (b) of the steel sheet. A steel plate characterized in that it decreases from to the first surface (a). 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 영역(2)이 제1 영역(1)보다 더 높은 경도 및/또는 더 높은 인장 강도를 갖고, 제1 영역(1)의 경도에 대한 제2 영역(2)의 경도의 비율이 바람직하게는 1.2 초과, 특히 바람직하게는 1.4 초과이고, 강판의 제2 영역(2)이 바람직하게는 적어도 250 HV0.025, 특히 바람직하게는 적어도 300 HV0.025의 비커스 경도(Vickers hardness)를 갖는 것을 특징으로 하는 강판.18. The method according to any one of claims 12 to 17, wherein the second region (2) has a higher hardness and/or a higher tensile strength than the first region (1), and the hardness of the first region (1) is The ratio of the hardness of the second region 2 to the hardness is preferably greater than 1.2, particularly preferably greater than 1.4, and the second region 2 of the steel sheet is preferably at least 250 HV 0.025 , particularly preferably at least 300 HV. A steel plate characterized by having a Vickers hardness of 0.025 . 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 영역(2)이 30% 미만, 바람직하게는 20% 미만의 재결정화도를 갖는 것, 및/또는 제1 영역(1)이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과의 재결정화도를 갖는 것을 특징으로 하는 강판.19. The process according to any one of claims 12 to 18, wherein the second region (2) has a degree of recrystallization of less than 30%, preferably less than 20%, and/or the first region (1) has a recrystallization degree of less than 70%. Steel sheet characterized in that it has a degree of recrystallization greater than 80%. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 질화물 층, 특히 질화철 층이 제2 영역(2)의 표면 상에 존재하는 것을 특징으로 하는 강판. 20. Steel sheet according to any one of claims 12 to 19, characterized in that a nitride layer, in particular an iron nitride layer, is present on the surface of the second region (2). 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 배리어 층(3)이 졸-겔 층, 특히 SiO2, TiO2 및/또는 ZrO2의 층인 것을 특징으로 하는 강판. 21. Steel sheet according to any one of claims 12 to 20, characterized in that the barrier layer (3) is a sol-gel layer, in particular a layer of SiO 2 , TiO 2 and/or ZrO 2 . 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 영역(1)의 표면 상의 배리어 층(3)이 1 μm 미만, 특히 0.1 μm 미만의 두께, 또는 10 mg/m2 미만, 바람직하게는 3 mg/m2 내지 6 mg/m2의 코팅 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 강판. 22. The method according to claim 12, wherein the barrier layer (3) on the surface of the first region (1) has a thickness of less than 1 μm, especially less than 0.1 μm, or less than 10 mg/m 2, preferably less than 10 mg/m 2 . is a steel sheet characterized in that it has a coating weight of 3 mg/m 2 to 6 mg/m 2 . 제12항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 강판의 성형 후 제2 영역(2)의 표면이 8 mm 내지 14 mm 범위의 굽힘 반경을 갖고, 굽힘 반경에서 외측에 놓인 제2 영역(2)이 1.0 μm 미만, 바람직하게는 0.8 μm 미만의 조도(Ra) 및/또는 3 미만, 바람직하게는 2.5 미만의 조도 계수를 갖고, 조도 계수가 굽힘 반경의 외측의 제2 영역(2)의 표면의 조도와 변형되지 않은 섹션의 강판의 조도의 비율에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 강판. 23. The method according to any one of claims 12 to 22, wherein the surface of the second region (2) after forming of the steel sheet has a bend radius in the range of 8 mm to 14 mm, and the second region (2) lies outside the bend radius. ) has a roughness (Ra) of less than 1.0 μm, preferably less than 0.8 μm and/or a roughness coefficient of less than 3, preferably less than 2.5, the surface of the second region 2 outside the bending radius. A steel plate, characterized in that it is defined by the ratio of the roughness of the steel plate and the roughness of the undeformed section. 제12항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따른 강판으로 제조된 용기, 특히 캔으로서, 용기는 적어도 하나의 볼록하게 변형된 부분을 갖고, 강판의 제2 영역(2)은 변형된 부분의 볼록한 외측 상에 위치하는 것인 용기.A container, in particular a can, made of a steel sheet according to any one of claims 12 to 23, wherein the container has at least one convexly deformed portion, wherein the second region 2 of the steel sheet has a convex shape of the deformed portion. A container that is located on the outside.
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