KR800000169B1 - 인장성형성이 우수한 냉연강판의 연속 소둔방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

인장성형성이 우수한 냉연강판의 연속 소둔방법

제1도(a)(b)(c)는 항온과시효, 계단과시효의 열싸이클을 표시한 그래프

제2도는 항온 과시효 계단과시효재의 에릭센치를 표시한 그래프

제3도는 연속 소둔로에 있어서 열싸이클을 표시한 그래프이다

본 발명은 프레스 성형성중 인장성형성이 좋은 냉연강판을 연속 소둔방식을 적용하여 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래, 자동차 차체동 프레스 성형용 냉연강판중에는 딥드로잉성과 인장성형성을 2가지의 성질이 주로 요구되고 있다.

딥드로잉시엔 압측할때 피압축판에 극히 적은 압축만할뿐, 펀치(punch)의 압하에 의하여 피압판이 주변으로부터 다이스로 유입하여 성형되어 피압판이 요구되는 특성은 통히 F치가 높다는 것이다.

한편 인장성형에 있어서는 구김력강압성 프레스에 있어서는 피압측판의 주변으로부터 대이스에 약간 유입하여도 펀치에 접한 부분만이 용출압축되어 이럴경우 피압축판이 요구되는 특성은 특히 에릭센(erichsen)치가 높다는 것이다.

실제의 자동차 차체의 프레스 가공에 있어서는 딥드로잉성과 인장성형성등 양자가 요구된다.

인장성형성의 에릭센치를 향상시키기 위해서는 결정입을 크게하고 항복응력을 저하시켜서 연신성을 크게 할 필요가 있다.

항복응력의 연신결정입의 크기외에 고용되어 있는 C, N의 량에도 의존되며 고용 C,N가 적을수록 "에릭센" 치는 향상한다.

종래에 이와같이 높은 에릭센치를 가진 냉연강판은 균열후의 냉각이 극히 완만하기 때문에 그 냉각과정에서 고용 C가 탄화물로 석출되어 고용 C가 무해되기까지 감축되는 상자소둔에 한하여 제조가 가능했었다.

그러나 이 상자소둔 방식을 채택하면 장시간처리(보통 60시간이상)가 필요하기 때문에 생산능률이 극히 저하되어 연속 소둔방법과 비교가 되지 않았다.

자동차 차체의 프레스용 박감판은 이때까지 연속 소둔방식으로 제조하지 않았던 이유는 균열후 급냉처리를 했음으로 잔류고용 C가 많고 에릭센치가 낮았던 것이다.

최근 단순한 일반 딥드로잉용 냉연강판을 연속소둔 공정으로 제조하는 방법(특공소 47-3340)이 명백화 하였으나 인장성형성이 완전치 못하다.

본 발명은 생산능률이 높은 연속 소둔방식에 의하여 인장성형성이 좋은 내연강판의 제조방법을 제공하는 것으로 그 요지로 하는 것은 C:0.0002∼2.1%를 함유한 강을 냉간압연강대로 한것을 가열균열, 1차냉각, 과시효 및 2차 냉각 후에 각 대역을 순차직열로 있는 연속소둔로를 연속통과 시킬때에 가열균열대에 있어서 650∼900℃의 온도로 30초∼5분의 균열을 행하고 1차 냉각대역에 있어서는 과시효 개시온도이하까지 냉각속도 5∼30℃/S로 냉각한후 400∼500℃의 과시효 개시온도로 단계적 또는 연속적으로 온도가 저하한 과시효 2∼10분간 행하며 200∼350℃로 과시효를 종료시킴을 특징으로 하는 인장성형성이 높은 냉연강판의 연속소둔 방법이다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 대상이 되는 냉연강판은 전로, 진공탈가스 연속 주조등 종래의 제강법으로 용제되어 조괴,분괴, 또는 연속주조의 각 공정을 경과한 다음, 균열, 열연 산세척, 냉연등 각공정 및 필요에 따라 전기청정공정을 경과시킨 것으로 이들 각 공정의 조건은 임의로 채택하여도 좋으며 또, 함유성분에 있어서는 C함유량이 0.0002∼0.1%면 림드강, 킬드강등 어느 강종이라도 본 발명의 효과를 발휘하며 또한 종래 상자소둔 방식에 의하여 제조된 강판에 함유되고 있는 각종 합금원소나 불순물의 함유 여하에 무관하여 본발명을 달성할 수 있다.

본 발명에 의하여 처리된 냉연강판의 C함유량을 0.0002∼0.1%로 한정한 이유는 다음과 같다.

즉 C가 0.002미만일 경우엔 과시효처리를 행하지 않아도 소둔후 급냉한 채라도 고용 C가 무해한 범위내로 보존된 점으로 보아 본 발명의 적용외로 한것이며, 달리 C함량이 0.1％를 초과하면 C에 의한 재질경화로 인하여 인장형성이 양호한 강판을 얻을 수 없다.

상자소둔 방식에서는 코일 또는 철판을 적재한 상태에서 균열을 가하고 균열후 냉각시키게 되나 적상상태의 코일 또는 절판의 열용량이 크기 때문에 이들 코일 또는 절판전체를 소정의 소둔온도에 도달시키기 위하여 l0시간 전후를 요하며 또 균열후 냉각도 극히 완만하여 700℃ 전후의 균열온도로부터 실온까지 냉각시키기에는 1일이상 소요됨이 보통이다.

이에 반하여 연속소둔방식은 강판은 코일로부터 풀여서 단일판 상으로 소둔로내로 공급되므로 피처리제의 열용량이 적어서 인나튜브를 장치한 버어너의 간접가열을 하여도 피처리재를 1분전후에서 700℃로 30초∼5분의 균열로서 재결정이 완료시킨 상소둔과 동일효과를 얻게 된다.

균열온도가 650℃ 미만이고 균열시간이 30초 미만일 경우에는 개결정이 불충분하며 다른 균열 온도가 900℃를 초과하고 균열시간이 5분을 초과할 경우에는 생산효능을 저하시킬뿐이고 특히 재질 향상도 되지못한다.

균열후 1차 냉각속도는 상자 소둔에는 극히 완만하기 때문에 냉각개시 당초에 존재하지 않은 피처리 재료중 고용 C는 냉각중에 펑행상태도의 C고용한 변화에 따라서 서서히 탄화물로 석출되어가서 고용 C가 저하되어 C에 의한 고용체 경화가 소멸하여 피처리재의 인장성형성 시효성이 향상하여 간다.

한편 연속소둔에 있어서는 피처리재가 로의가열 균열대역을 통과할때 열용량이 적기 때문에 즉시 급냉되어 실온에 가깝게 냉각되기 까지는 10분을 요하지 않는다.

그러므로 냉각개시 당초에 존재한 피처리 재중의 고용 C의 대부분이 그대로 강체 고용되므로 고용체경화로 인하여 피처리재의 인장성형성이 열파되어 시효성도 떨어진다.

이를 방지시키기 위하여 피처리재를 균열후의 균열도중에 또는 균열후에 신은 가까이 일단 냉각시킨 다음에 다시 균열온도 미만의 온도로 과잉고용 C로 탄화물로서 석출시키기 위한 과시효처리를 할 것이다.

과시효온도가 높을 경우에는 C의 확산속도가 바르므로 단시간에 탄화물 석출이 끝나지만 C의 고용한도가 높으므로 잔류고용 C량이 다량이어서 과시효가 완전치 못한다.

한편 과시효온도가 낮을 경우에는 C의 확산속도가 늦으므로 탄화물 석출완료에는 장시간을 요하나 C의 고용한이 적으므로 잔류고용 C량은 극히 적어저서 과시효처리는 완전하게 된다. 그러므로 과시효온도의 선정은 생산효율을 올리느냐, 인장정형성등의 재질의 완전화를 꾀하느냐의 양자 택일의 뜻을 가지고있어 종전에는 어느 한편을 희생시켜야만 된다.

이에 대하여 본 발명에서는 균열온도로 부터 과시효 개시온도이하까지 냉각시켜서 과시효 개시온도를 400∼500℃로 단계적으로 또는 연속적으로 온도가 저하되는 과시효를 2∼10분 행하고 200∼350℃에서 과시효를 완료시킴으로서 고온과시효로 탄화물 석출이 빨리 완료되는 이점과 저온과시효 효과로 잔류 고용C가 급저하게 되는 이점만을 살려서 각 결점을 제거하여 인장성형성을 확보하고 고용 C에 의한 시효를 방지시켜서 생산성을 향상케한 것이다.

본 발명에 있어서는 균열온도로부터 과시효 개시온도이하까지의 냉각은 5∼30℃/S로 하여 균열온도에서 냉각중에 있어서도 균열온도의 직하부근에서는 C의 확산이 특히 빨라서 이단계에서의 탄화물 석출도 이용할 수 있기 때문에 일차 냉각대역에서의 냉각속도는 30℃/S를 초과하여서는 적당치 못한다.

또 30℃/S이상의 냉각속도에서는 과시효 개시점에서의 C의 과포화도가 높고 석출된 탄화물 핵이 미세화하여 수가 증가하므로 과시효는 촉진되게 되는 것이나 석출경화가 되기 쉽고 인장정형성이 떨어지며 또한 냉각속도를 5℃/S미만으로 하여도 C의 확산의 빠른 온도임으로 특별한 이점을 갖지 못하여 생산성을 둔화시킬 뿐이다.

과시효 개시온도가 500℃를 초과하면 C의 고용한이 비교적 커서 과시효의 의미가 없어진다. 과시효 개시온도 400∼500℃의 과시개시 당소에서는 상기 일차 냉각속도 범위를 채용하면 탄화물은 입계로 형성되어 예를들어 피처리 냉연강판이 0.02% C를 함유한 경우 700℃,400℃에서의 고용한은 각각 0.02% 0.0036%이므로 이단계서 대부분의 고용 C는 입계탄화물로서 석출되는 것이나 0.0036%의 소량의 고용 C가 잔류 한다.

인장성형성 시효성에서는 이정도의 고용 C가 잔류하여도 유해한 것으로 과시효의 종료온도 200∼350℃의 직전에서는 잔류된 고용 C는 입내에 미세탄화물로서 석출되어 고용 C는 무시할 정도로, 예를들어 300℃에서의 C의 고용한 0.0004%정도로 저하한다.

상기 결정입내에 미세탄화물이 소량 존재하면 인장성형성을 손상시키지 않고 지연 시효화 하게하므로 이는 상자소둔에서는 기대할 수 없는 것이어서 본 발명의 특색의 하나이다.

균열시에 존재하지 않은 고용의 모든 것은 대량의 입내미세 탄화물이 되었을 경우는 전술한 바와같이 석출경화가 일어나므로 지연시효화에는 기여되나 안장성형성은 저하된다.

본 발명에서는 과시효개시 400∼500℃에서 최종 과시효 종료온도 200∼350℃까지에 2∼10분을 걸고 그간 과시효온도를 연속적 또는 단계적으로 저하시킨다. 과시효시간 2분이하에서는 과시효 목적을 달성치못하여 생산성 향상을 목적한 연속소둑법의 이점을 발휘하지 못한다. 과시효처리의 가장 좋은 조건은 과시효개시 400∼450℃ 동종료 250∼300℃ 전체과시효시간 3∼6분이다.

여기서 연속적으로 온도가 저하하는 과시효라함은 과시효 개시온도와 동종료온도의 차를 과시효시간으로 나누어서 얻은 평균온도 저하율에 비하여 과시효 대역, 각위치까지의 순간온도 저하율이 평균온도 저하율의 土30% 변동폭내에 포함될 경우를 말하며 또 단계적으로 온도가 저하한 과시효라함은 과시효대역을 순차 과시효온도가 저하하는 2개이상의 항온과시효 대역으로 나누어서 그 항온과시효대역의 통과시간 합계를 항온과시효대역의 수로 등분한 평균항은 과시효 시간의 ±30% 변동폭내로 각 항온과 시효시간이 수용되게끔 또 과시효개시온도와 동종료시간의 차를 항온과시효대역의 수로 등분하여 얻어진 평균과시효 온도간격의 ±30%의 변등폭내에 각항온과시효간격에 수용되게 다시 각항은 과시효 대역간의 천이영역을 평전 항온과시효시간의 50%이하의 시간으로 통과할 경우를 말한다.

본 발명에 의한 상술한 과시효조건을 채택하지 않고 400∼500℃ 항혼과시효만으로서는 어떠한 장시간과시효처리를 하여도 그 온도에서의 고용한도가 높으므로 잔류고용 C의 인장성형성과시효성을 나쁘게하는 양을 남기게 하여 또 200∼350℃에서는 항온과시효만 해서는 고용의 석출이 지연되므로 소요과시효시간이 길어져서 실용적이 되지 못한 동시에 특히 200∼300℃ 항온과시효만으로서는 대량의 고용 C가결정입내 미세탄화물로 되어 석출 경화되므로 인장성형성이 둔화되어 좋지 못한다.

그리고 350∼400℃에서의 항온과시효의 실시는 항온과시효과로써는 최적범위인 것이나 본 발명의 효과에는 미치지 못한다.

2차 냉각 대역에서는 될수 있는한 속히 실온 근처까지 냉각시킨 것이 생산능률 향상에 적합하다.

상술한 바와같이 본 발명에 의한 상자소둔 방식에 따를 수 있는 좋은 인장성형성을 가진 냉연강판을 높은 생산효율을 가진 연속소둔 방식으로 제조할 수 있음이 밟혀지게 되어 그 공업적 이익을 지대한 것이다

이하 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

전로에서 취련된 C:0.04% Mn:0.23% S:0.010% p:0.011% Si:0.01% O:0.042% N:15그리고 잔부가 Fe 및 불순물로된 강괴를 통상의 방법으로 슬라브로 한후에 1,200℃×5시간의 균열후 최종마무리 온도가 890℃가 되도록 2.2mm로 열연하여 710℃로 코일로 권취한다.

그후 세척하여 스케일을 제거후 0.8mm로 냉연시켜 전청후 염욕로에서 700℃×2분간 재결정소둔을 한후에 600℃, 500℃, 400℃, 300℃로 유지된 염욕로, 200℃로 유지된 오일 배스(bath)를 이용하여 과시효시간 5분으로서 제1도로 표시한 항온과시효 및 계단과시효를 한다.

소둔온도로부터 과시효개시온도까지의 냉속은 10∼15℃/S이었다.

얻어진 시편의 "에릭센"치를 제2도에 표시하였는데 본 발명의 범위내에 있는 시료 G, H, J는 특히 높은 에릭센치를 나타내고 있으며 이는 비교하기 위하여 700℃×4시간의 상자소둔을 한 시료 ×와 동일 수준치이다.

[실시예 2]

전로에서 취련된 C:0.04% Mn:22∼0.24% Si:0.01% S:0.008∼0.012% P:0.010∼0.012% O:0.032 0.041% N:9∼12P.P.M 그리고 잔부가 Fe 및 불순물로된 강괴 3개에 대하여 실시에 1과 동일공정으로 냉연까지를 행하고 전면에는 전청설비 후면에는 조질압연 레밸러(leveller)와 도유장치를 설비한 수직형 연속소둔로에 통판하고 제3도에 표시된 3종(a)(b)(c)로된 소둔 싸이클을 절용하여 1.5%의 조질압연을 하여 얻은 제품의 재질을 제1표에 표시하였다.

비교하기 위해서 상기 성분의 범위코일 1개를 700℃×4시간 소둔하여 1.5% 조질앞연했을 경우를 1표에 병행시켰으며 이때 냉각속도는 5∼30℃/S이었다.

[표 1] 연속소둔 싸이클 재질

본 발명을 적용했을때(a)에서는 3분간의 과시효로 완전히 상자소둔과 같은 정도의 제품을 얻었다.

[실시예 3]

전로에서 취련된 열연권취온도 680℃로 적용한 판두께 2.6mm의 열연강대에서 얻은0.8mm냉각강대로서 C:0.04%, Mn:0.24%, Si:0.01%, S:0.015%, P:0.013%, O:0.040%, N:15PPM 그리그 잔부가 Fe 및 불순물로된 것을 1분 10초등안 700℃까지 가열하고 그 온도로 1분간 유지한 후에 l0℃/S, 30℃/S, 60℃/S, 100℃/S,에서 과시효 개시온도 450℃까지의 1차 냉각을 하고 그후 450℃에서 1분, 이어서 25초에서 450℃에서 350℃로 냉각하여 350℃에서 1분 과시효처리를 하고 실온까지 2분간에 2차 냉각을 하여 1.5%의 조질 압연을 한다.

이 시료에 있어 기계실험을 한 결과 2표에 표시된 바와같이 본 발명의 범위외인 1차 냉각속도 60℃/S, 00℃/S에서는 에릭선치가 낮고 인장정형성이 저하됨이 명백하다.

[표 2] 1차냉각속도와 재질

Claims (1)

1. C:0.0002∼0.1%를 함유한 강을 냉간압연강대로 한다음, 가열 균열 1차 냉각, 과시효 2차 냉각의 각 대역이 차례로 직선적으로 배열되어 있는 연속소둔로를 연속통과 시킬때, 가열균열대역에서는 650∼900℃의 온도로 30초∼5분간의 균열을 행하고, 1차 냉각대역에서는 과시효개시온도이하까지 냉각속도 5∼30℃/초로 냉각시킨후, 400∼500℃의 과시효 개시온도에서 단계적 또는 연속적으로 온도가 저하하는 과시효를 2∼10분간 행하고, 200∼350℃에서 과시효를 종료하는 것을 특징으로 하는 인장성형성이 우수한 냉연강판의 연속 소둔방법.

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