KR20240098897A - Hot rolled steel sheet and mehtod for the same - Google Patents
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Abstract
열연강판 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명의 열연강판은, 중량%로, C:0.05∼0.10%, Si:0.01∼1.0%, Mn:1.4∼2.0%, Al:0.01∼0.1%, Cr: 0.005~0.5%, Mo: 0.005∼0.3%, P:0.001∼0.05%, S:0.001∼0.01%, N:0.001∼0.01%, Nb: 0.005~0.05%, Ti: 0.005~0.12%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 페라이트와 베이나이트 상의 합: 90면적% 이상 그리고 잔여 펄라이트, 마르텐사이트 및 MA상의 합: 10면적% 미만을 포함하는 미세조직을 가진다.
A hot rolled steel sheet and a manufacturing method thereof are provided.
The hot rolled steel sheet of the present invention has, in weight percent, C: 0.05 to 0.10%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 1.4 to 2.0%, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.005 to 0.5%, Mo: 0.005 to 0.005%. 0.3%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.001 to 0.01%, N: 0.001 to 0.01%, Nb: 0.005 to 0.05%, Ti: 0.005 to 0.12%, contains remaining Fe and inevitable impurities, ferrite and bay It has a microstructure containing the sum of the nite phases: more than 90 area% and the sum of the remaining pearlite, martensite and MA phases: less than 10 area%.
Description
본 발명은 주로 자동차 샤시부품의 멤버류 및 로어암, 보강재, 연결재, 프레임에 사용되는 부품에 적용될 수 있는 성형성, 소부경화성 및 재질 균일성이 우수한 고강도 복합조직 열연강판에 대한 것으로, 보다 상세하게는 760MPa 이상의 인장강도를 확보하면서 동시에 구멍확장성 (HER0) 값은 40% 이상이면서 소부경화량 (BH2)이 30MPa 이상이고 300~600℃에서 열처리 후에도 소부경화량(BHh)이 30MPa 이상을 유지하며, 재질 균일성이 우수한 고강도 복합조직 열연강판과 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention mainly relates to a high-strength composite hot-rolled steel sheet with excellent formability, bake hardenability, and material uniformity that can be applied to components used in automobile chassis parts, lower arms, reinforcements, connectors, and frames. Secures a tensile strength of over 760 MPa, while the hole expandability (HER 0 ) value is over 40%, the bake hardening amount (BH 2 ) is over 30 MPa, and even after heat treatment at 300~600℃, the bake hardening amount (BH h ) is over 30 MPa. It relates to a high-strength composite hot-rolled steel sheet with excellent material uniformity and a method of manufacturing the same.
종래의 자동차 샤시 및 프레임용으로 사용되는 고강도 열연강판은 경량화를 위한 고강도 박물화가 진행됨과 동시에 부품 형상을 고려하여 우수한 성형성이 요구되고 있으며, 나아가, 부품의 내구성을 극대화하기 위하여 도장 열처리 후 항복강도 상승을 의미하는 소부경화성이 요구되고 있다. High-strength hot-rolled steel sheets used for conventional automobile chassis and frames are being thinned for weight reduction, and at the same time, excellent formability is required considering the shape of the part. Furthermore, in order to maximize the durability of the part, the yield strength after painting heat treatment is increased. Bake hardenability, which means an increase, is required.
또한 최근 열연 샤시부품의 내식성 증가를 위해 열연 도금재의 사용 비율이 높아지고 있으며, 열연 도금재를 만들기 위해서는 열간 압연 이후 추가 열처리를 통해서만 가능하다. 이러한 추가 열처리는 기존 열연 강판의 미세조직을 변화시킬 수 있으며, 원하는 최종 미세조직 및 물성을 만족하기 위해서는 합금성분, 열연 미세조직, 열처리 조건 등을 적절하게 설정하는 것이 매우 중요하다. In addition, the use of hot-rolled plating materials has recently been increasing to increase the corrosion resistance of hot-rolled chassis parts, and making hot-rolled plating materials is only possible through additional heat treatment after hot rolling. This additional heat treatment can change the microstructure of the existing hot-rolled steel sheet, and it is very important to appropriately set the alloy composition, hot-rolled microstructure, heat treatment conditions, etc. in order to satisfy the desired final microstructure and physical properties.
특허문헌 1은 저온역 생성 페라이트상인 베이나이틱 페라이트와 그래뉼러 베이나이틱 페라이트를 기지조직으로 하는 복합조직강과 관련한 기술이나, 추가적인 강도 확보를 위해 Cu를 활용해야 하므로 표면결함 및 열간압연시 고온취성이 발생할 수 있으며 이를 방지할 목적으로 Ni를 첨가해야 하는 단점이 있다.
특허문헌 2는 Ti, Nb, Cr, Mo 등을 첨가하여 용접 열향부의 강도를 확보한 기술이다. 구체적으로, 아크용접 시 용접열에 의해 용융된 용접재료와 인접한 열영향부는 600℃ 이상의 고온으로 가열되며, 특히, 오스테나이트역 이상의 온도로 가열되는 경우도 있어 Cr과 Mo의 첨가로 강의 경화능을 증가시켜 냉각시 베이나이트 및 마르텐사이트상 등의 저온상을 형성시켜 강도를 확보하는 기술이다. 하지만 본 특허에서와 같이 경화능 극대화 기반 컨셉은 강판 제조후 필요에 따른 열처리후에도 높은 성형성 확보가 필요한 자동차용 강판에 적용하는 것에 한계가 있다.
본 발명은 성형성, 소부경화성 및 재질 균일성이 우수한 고강도 복합조직 열연강판 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a high-strength composite hot-rolled steel sheet with excellent formability, bake hardenability, and material uniformity, and a method for manufacturing the same.
또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. It could be.
본 발명의 일 측면은, One aspect of the present invention is,
중량%로, C:0.05∼0.10%, Si:0.01∼1.0%, Mn:1.4∼2.0%, Al:0.01∼0.1%, Cr: 0.005~0.5%, Mo: 0.005∼0.3%, P:0.001∼0.05%, S:0.001∼0.01%, N:0.001∼0.01%, Nb: 0.005~0.05%, Ti: 0.005~0.12%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,In weight percent, C: 0.05 to 0.10%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 1.4 to 2.0%, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.005 to 0.5%, Mo: 0.005 to 0.3%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.001-0.01%, N: 0.001-0.01%, Nb: 0.005-0.05%, Ti: 0.005-0.12%, including the balance Fe and inevitable impurities,
페라이트와 베이나이트 상의 합: 90면적% 이상 그리고 잔여 펄라이트, 마르텐사이트 및 MA상의 합: 10면적% 미만을 포함하는 미세조직을 가지며,It has a microstructure comprising the sum of ferrite and bainite phases: more than 90 area% and the sum of the remaining pearlite, martensite and MA phases: less than 10 area%;
760MPa 이상의 인장강도, 40% 이상의 구멍확장성 (HER0), 소부경화량(BH2)이30MPa 이상이며, 그리고 하기 관계식 1에 의해 정의되는 △TS1이 100MPa이하를 만족하는 열연강판에 관한 것이다. It relates to a hot rolled steel sheet that has a tensile strength of 760 MPa or more, hole expandability (HER 0 ) of 40% or more, bake hardening (BH 2 ) of 30 MPa or more, and △TS1 defined by the following
[관계식 1][Relationship 1]
△TS1 = TSmax - TSmin △TS1 = TS max - TS min
TSmax : 제조 열연 코일 후단 30m 이내 지점에서 극edge를 포함하는 폭방향 7개 위치에서의 TS 최대값TS max : Maximum TS value at 7 locations in the width direction, including the polar edge, within 30m of the rear end of the manufactured hot-rolled coil.
TSmin : 제조 열연 코일 후단 30m 이내 지점에서 극edge를 포함하는 폭방향 7개 위치에서의 TS 최소값TS min : Minimum TS value at 7 locations in the width direction, including the polar edge, within 30m of the rear end of the manufactured hot-rolled coil.
본 발명의 열연강판은 300~600℃에서 열처리 후 소부경화량(BHh)이 30MPa 이상을 유지하며, 하기 관계식 2와 같이 △TS2를 정의할 때, △TS2 × BHh -1의 절대값이 0.7 이하 일 수가 있다. The hot rolled steel sheet of the present invention maintains a bake hardening amount (BH h ) of 30 MPa or more after heat treatment at 300 to 600°C, and when defining △TS2 as shown in the
[관계식 2][Relational Expression 2]
△TS2 = TSh - TS0 △TS2 = TS h - TS 0
TSh : 열처리 후 인장강도, TS0 : 열처리 전 인장강도 TS h : Tensile strength after heat treatment, TS 0 : Tensile strength before heat treatment
상기 열연간판은 V, Ni, B 중 1종 이상의 성분을 합으로 1.5% 이하의 범위로 추가로 포함할 수 있다The hot rolled sheet may additionally contain one or more components among V, Ni, and B in a total amount of 1.5% or less.
본 발명에서 상기 열연간판의 표면에는 용융아연도금층이 형성되어 있을 수 있다. In the present invention, a hot-dip galvanized layer may be formed on the surface of the hot-rolled sheet.
또한 본 발명의 다른 측면은, In addition, another aspect of the present invention is,
상술한 합금 조성성분의 가지는 강 슬라브를 1100~1350℃의 온도범위로 재가열하는 단계; Reheating the steel slab having the above-described alloy composition to a temperature range of 1100 to 1350°C;
상기 재가열된 강 슬라브를 850~1150℃의 범위에서 열간압연함으로써 열연강판을 제조하는 단계;Manufacturing a hot rolled steel sheet by hot rolling the reheated steel slab in the range of 850 to 1150°C;
상기 열연강판을 550~650℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 50~100℃/sec로 1차 냉각하는 단계; Primary cooling the hot rolled steel sheet to a temperature in the range of 550 to 650° C. at an average cooling rate of 50 to 100° C./sec;
상기 1차 냉각된 강판을 3~7초 동안 냉각을 중단하는 단계; 및 stopping cooling of the primary cooled steel sheet for 3 to 7 seconds; and
상기 1차 냉각이 중단된 열연강판을 400~500℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 1~30℃/sec로 2차 냉각한 후, 권취하는 단계를 포함하는 열연강판 제조방법에 관한 것이다. It relates to a method of manufacturing a hot rolled steel sheet including the step of secondary cooling the hot rolled steel sheet where the primary cooling has been stopped at an average cooling rate of 1 to 30°C/sec to a temperature in the range of 400 to 500°C and then winding the hot rolled steel sheet.
상기 권취된 열연강판을 상온~200℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 0.1~25℃/hr로 냉각하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. It may further include cooling the coiled hot-rolled steel sheet to a temperature in the range of room temperature to 200°C at an average cooling rate of 0.1 to 25°C/hr.
상기 권취된 열연강판을 산세처리후 도유하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. It may further include the step of oiling the wound hot-rolled steel sheet after pickling treatment.
상기 권취된 열연강판을 산세처리 후, 450~750℃ 온도범위로 가열한 후, 중량%로, Mg 0.01~30%, Al 0.01~50%, 잔여 아연을 포함하는 도금욕에 침지함으로써 그 표면에 용융아연도금층을 형성하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다. After pickling the coiled hot-rolled steel sheet, it is heated to a temperature range of 450-750°C and then immersed in a plating bath containing 0.01-30% by weight of Mg, 0.01-50% of Al, and residual zinc, thereby forming a coating on the surface. It may further include forming a hot-dip galvanized layer.
상술한 바와 같은 구성의 본 발명은, 760MPa 이상의 인장강도를 제공함과 동시에, 구멍확장성 (HER0) 값이 40% 이상, 소부경화량 (BH2)이 30MPa 이상, 300~600℃에서 열처리 후 소부경화량(BHh)이 30MPa 이상이면서 재질 균일성도 우수강판을 효과적으로 제공할 수 있다. The present invention, configured as described above, provides a tensile strength of 760 MPa or more, a hole expandability (HER 0 ) value of 40% or more, a bake hardening amount (BH 2 ) of 30 MPa or more, and a heat treatment temperature of 300 to 600°C. It can effectively provide steel plates with bake hardening (BH h ) of 30 MPa or more and excellent material uniformity.
이에 따라, 본 강판은 자동차 샤시부품의 멤버류 및 로어암, 보강재, 연결재, 프레임에 사용되는 부품에 효과적으로 적용될 수 있다. Accordingly, this steel plate can be effectively applied to parts used in automobile chassis components, lower arms, reinforcements, connectors, and frames.
도 1은 본 발명의 실시예에서 비교예 1-5와 발명예 6-10의 강판에 대한 520℃ 열처리 전후의 △TS2 × BHh -1의 절대값의 변화를 나타내는 그림이다. Figure 1 is a diagram showing the change in the absolute value of △ TS2
이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
본 발명자들은 열연 샤시부품 적용성을 확대하기 위하여 다양한 성분 및 미세조직이 서로 다른 강들에 대하여 연구하였으며, 열연 제조 공정에서의 정밀한 온도 및 시간제어로 인한 미세조직의 제어가 코일 내 재질편차 수준을 결정하는 가장 중요한 요인임을 도출하였다. 그 결과로부터 열연강판이 우수한 재질 균일성을 갖도록 강의 주요 성분 범위를 설정하고 구성상이 마르텐사이트와 MA (martensite & austenite)상 및 펄라이트의 합은 10% 이하고 잔부는 페라이트와 베이나이트상의 합이 90% 이상으로 구성되어 760MPa 이상의 인장강도를 확보하면서 동시에 구멍확장성 (HER0) 값은 40% 이상이면서 소부경화량(BH2) 30MPa 이상인 고강도 복합조직 열연강판을 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 제시하는 것이다. 이러한 본 발명의 열연강판은 재질편차 없으며, 300~600℃에서 열처리 후에도 소부경화량 (BHh)이 30MPa 이상을 유지할 수 있어 용융아연 등을 이용한 도금 열연강판 제조시 효과적으로 사용할 수 있다. In order to expand the applicability of hot-rolled chassis parts, the present inventors studied steels with different compositions and microstructures, and the control of microstructure due to precise temperature and time control in the hot-rolled manufacturing process determines the level of material deviation within the coil. It was concluded that this is the most important factor. From the results, the range of the main components of the steel was set so that the hot rolled steel sheet had excellent material uniformity, and the composition of the martensite, MA (martensite & austenite) phases and pearlite was less than 10%, and the remainder was the sum of ferrite and bainite phases of 90%. It was confirmed that it is possible to manufacture a high-strength composite hot-rolled steel sheet with a tensile strength of 760 MPa or more, a hole expandability (HER 0 ) value of 40% or more, and a bake hardening amount (BH 2 ) of 30 MPa or more, and the present invention is to present. The hot-rolled steel sheet of the present invention has no material deviation, and the bake hardening amount (BH h ) can be maintained at 30 MPa or more even after heat treatment at 300 to 600 ° C, so it can be effectively used in the production of plated hot-rolled steel sheet using molten zinc, etc.
이러한 본 발명의 열연강판은, 중량%로, C:0.05∼0.10%, Si:0.01∼1.0%, Mn:1.4∼2.0%, Al:0.01∼0.1%, Cr: 0.005~0.5%, Mo: 0.005∼0.3%, P:0.001∼0.05%, S:0.001∼0.01%, N:0.001∼0.01%, Nb: 0.005~0.05%, Ti: 0.005~0.12%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 페라이트와 베이나이트 상의 합: 90면적% 이상 그리고 잔여 펄라이트, 마르텐사이트 및 MA상의 합: 10면적% 미만을 포함하는 미세조직을 가지며, 760MPa 이상의 인장강도, 40% 이상의 구멍확장성 (HER0), 소부경화량(BH2)이30MPa 이상이며, 그리고 관계식 1에 의해 정의되는 △TS1이 100MPa이하를 만족한다. The hot rolled steel sheet of the present invention has, in weight percent, C: 0.05 to 0.10%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 1.4 to 2.0%, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.005 to 0.5%, Mo: 0.005. ∼0.3%, P: 0.001∼0.05%, S: 0.001∼0.01%, N: 0.001∼0.01%, Nb: 0.005∼0.05%, Ti: 0.005∼0.12%, contains the balance Fe and inevitable impurities, and contains ferrite and It has a microstructure containing the sum of the bainite phases: more than 90 area% and the sum of the remaining pearlite, martensite and MA phases: less than 10 area%, a tensile strength of more than 760 MPa, hole expandability of more than 40% (HER 0 ), and bake hardening. The amount (BH 2 ) is 30 MPa or more, and △TS1 defined by
이하, 먼저 본 발명에서 제공하는 강판의 성분조성에 대하여 상세히 설명한다. 이 때 특별한 기재가 없는 한 각 성분의 함량은 중량%를 의미한다.Hereinafter, the composition of the steel sheet provided by the present invention will first be described in detail. At this time, unless otherwise specified, the content of each ingredient refers to weight percent.
C : 0.05∼0.10%C: 0.05∼0.10%
상기 C는 강을 강화시키는데 가장 경제적이며 효과적인 원소로서, 첨가량이 증가하면 석출강화효과 또는 저온상 분율이 증가하여 인장강도가 증가하게 된다. 그러나 그 함량이 0.05% 미만이면 충분한 석출강화효과 및 저온상 형성이 어려워 목표 강도 및 소부경화성을 확보하기 어렵고, 0.10%를 초과하면 과도한 저온상 및 탄화물이 형성되어 성형성이 열위하게 되며 또한 탄소당량을 높여 일반적으로 용접성이 열위해지는 단점이 있다. 또한, 과도한 C 함량 첨가시 생성되는 미세조직의 특성에 따라, 열간압연 이후 추가 열처리시 저온상의 열화 및 추가의 잉여 탄화물이 형성되어 열처리 후 인장강도가 크게 하락할 여지가 있다. 따라서 본 발며에서는 상기 C의 함량은 0.05~0.10%로 포함되는 것이 바람직하다.C is the most economical and effective element in strengthening steel. As the addition amount increases, the precipitation strengthening effect or low-temperature phase fraction increases, thereby increasing tensile strength. However, if the content is less than 0.05%, it is difficult to achieve sufficient precipitation strengthening effect and low-temperature phase formation, making it difficult to secure the target strength and bake hardenability. If the content exceeds 0.10%, excessive low-temperature phase and carbide are formed, resulting in poor formability and carbon equivalent. There is a disadvantage that generally the weldability becomes inferior. In addition, depending on the characteristics of the microstructure created when excessive C content is added, low-temperature phase deterioration and additional excess carbides are formed during additional heat treatment after hot rolling, which may significantly reduce the tensile strength after heat treatment. Therefore, in the present invention, it is preferable that the C content is included in the range of 0.05 to 0.10%.
Si : 0.01~1.0%Si: 0.01~1.0%
상기 Si는 용강을 탈산시키고 고용강화 효과가 있으며, 조대한 탄화물 형성을 지연시켜서 성형성을 향상시키는데 유리하다. 또한, 300~600℃ 구간의 열처리 시 탄화물 형성을 억제하는 효과도 있다. 그러나 그 함량이 0.01% 미만이면 탄화물 형성을 지연시키는 효과가 적어 성형성을 향상시키기 어려우며 강도 향상에도 거의 효과가 미비하다. 1.0%를 초과할 경우 열간압연시 강판 표면에 Si에 의한 적스케일이 형성되어 강판의 표면 품질이 매우 나빠질 뿐만 아니라 연성과 용접성도 저하되는 문제점이 있으므로 그 함량을 1.0% 이내로 제한하는 것이 바람직하다.The Si deoxidizes the molten steel, has a solid solution strengthening effect, and is advantageous in improving formability by delaying the formation of coarse carbides. In addition, it has the effect of suppressing the formation of carbides during heat treatment in the range of 300 to 600°C. However, if the content is less than 0.01%, the effect of delaying carbide formation is small, making it difficult to improve formability and having little effect in improving strength. If it exceeds 1.0%, red scale due to Si is formed on the surface of the steel sheet during hot rolling, which not only deteriorates the surface quality of the steel sheet, but also reduces ductility and weldability, so it is desirable to limit the content to within 1.0%.
Mn : 1.4~2.0%Mn: 1.4~2.0%
상기 Mn은 Si과 마찬가지로 강을 고용 강화시키는데 효과적인 원소이며 추가로 강의 경화능을 향상시켜 동일한 냉각속도에서 페라이트 변태를 지연시키고 베이나이트, 마르텐사이트 등의 저온상 형성을 용이하게 한다. 하지만, 그 함량이 1.4% 미만이면 고용강화 및 경화능 향상 효과가 작아 목적한 만큼의 강도 상승 효과를 얻을 수 없다. 반면 2.0%를 초과하면 경화능이 크게 증가하여 마르텐사이트상 분율이 의도한 목적을 초과하게 되어 연주공정에서 슬라브 주조시 두께중심부에서 편석부가 크게 발달되어 성형성이 열위하게 되며, 나아가, 용접 품질을 나쁘게 만드는 원인이 된다. 따라서 본 발명에서는 상기 Mn의 함량은 1.4~2.0%로 제한하는 것이 바람직하다.Like Si, Mn is an effective element in solid solution strengthening steel, and further improves the hardenability of steel, delaying ferrite transformation at the same cooling rate and facilitating the formation of low-temperature phases such as bainite and martensite. However, if the content is less than 1.4%, the effect of solid solution strengthening and hardenability improvement is small, and the desired strength increase effect cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 2.0%, the hardenability increases significantly and the martensite phase fraction exceeds the intended purpose. When casting slabs in the continuous casting process, a segregation zone develops greatly at the center of the thickness, resulting in poor formability and further deteriorating welding quality. It causes bad things. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the Mn content to 1.4 to 2.0%.
P : 0.001∼0.05%P: 0.001∼0.05%
상기 P는 Si과 마찬가지로 고용강화 및 페라이트 변태 촉진효과를 동시에 가지고 있다. 하지만 0.001% 미만으로 제조하기 위해서는 제조비용이 많이 소요되어 경제적으로 불리하며 강도를 얻기에도 불충분하며, 그 함량이 0.05%를 초과하면 입계편석에 의한 취성이 발생하며 성형시 미세한 균열이 발생하기 쉽고 연성과 내충격특성을 크게 악화시킨다. 따라서 상기 P의 함량은 0.001~0.05%로 제한하는 것이 바람직하다.Like Si, P has both solid solution strengthening and ferrite transformation promotion effects. However, if the content is less than 0.001%, the manufacturing cost is high, which is economically disadvantageous and insufficient to obtain strength. If the content exceeds 0.05%, brittleness occurs due to grain boundary segregation, microcracks are likely to occur during molding, and ductility is low. and greatly deteriorates the impact resistance characteristics. Therefore, it is desirable to limit the P content to 0.001 to 0.05%.
S : 0.001∼0.01%S: 0.001∼0.01%
상기 S는 강 중에 존재하는 불순물로써, 그 함량이 0.001%미만으로 제조하기 위해서는 제강 조업시 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지게 된다. 반면 0.01%를 초과하면 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하며, 이에 따라 강의 절단 가공시 미세한 균열이 발생하기 쉽다. 따라서 상기 S의 함량은 0.001∼0.01%로 제한하는 것이 바람직하다.The S is an impurity present in steel, and in order to manufacture it at a content of less than 0.001%, a lot of time is required during steelmaking operation, which reduces productivity. On the other hand, if it exceeds 0.01%, it combines with Mn, etc. to form non-metallic inclusions, and as a result, fine cracks are likely to occur during cutting and processing of steel. Therefore, it is desirable to limit the S content to 0.001 to 0.01%.
Sol.Al : 0.01∼0.1%Sol.Al: 0.01∼0.1%
상기 Sol.Al은 주로 탈산을 위하여 첨가하는 성분이며 그 함량이 0.01% 미만이면 그 첨가 효과가 부족하고, 0.1%를 초과하면 질소와 결합하여 AlN이 형성되어 연주 및 주조시 슬라브에 코너 크랙이 발생하기 쉬우며 개재물 형성에 의한 결함이 발생하기 쉽다. 따라서 본 발명에서는 Sol. Al 함량을 0.01~0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.Sol.Al is an ingredient mainly added for deoxidation. If the content is less than 0.01%, the effect of the addition is insufficient. If the content exceeds 0.1%, it combines with nitrogen to form AlN, causing corner cracks in the slab during playing and casting. It is easy to do, and defects due to inclusions are likely to occur. Therefore, in the present invention, Sol. It is desirable to limit the Al content to 0.01-0.1%.
N : 0.001∼0.01%N: 0.001∼0.01%
상기 N은 C와 함께 대표적인 고용강화 원소로서, Ti, Al 등과 함께 조대한 석출물을 형성한다. 일반적으로, N의 고용강화 효과는 탄소보다 우수하지만, 강 중에 N의 양이 증가될수록 인성이 크게 떨어지는 문제점이 있으므로 그 상한을 0.01%로 제한하다. 반면 0.001% 미만으로 제조하기 위해서는 제강 조업시 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어질 수 있다. 따라서 본 발명에서는 N 함량을 0.001~0.01%로 제한하는 것이 바람직하다.N, together with C, is a representative solid solution strengthening element, and forms coarse precipitates together with Ti, Al, etc. In general, the solid solution strengthening effect of N is better than that of carbon, but as the amount of N in the steel increases, the toughness decreases significantly, so the upper limit is limited to 0.01%. On the other hand, manufacturing at less than 0.001% requires a lot of time during steelmaking operations, which may reduce productivity. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the N content to 0.001 to 0.01%.
Ti : 0.005∼0.12%Ti: 0.005∼0.12%
상기 Ti은 Nb, V와 함께 대표적인 석출강화 원소이며 N와의 강한 친화력으로 강중 조대한 TiN을 형성한다. TiN은 열간압연을 위한 가열과정에서 결정립이 성장하는 것을 억제하는 효과가 있다. 또한 질소와 반응하고 남은 Ti이 강 중에 고용되어 탄소와 결합함으로써 TiC 석출물이 형성되어 강의 강도를 향상시키는데 유용한 성분이다. 그런데 Ti의 함량이 0.005%미만이면 상기 효과를 얻을 수 없고, Ti함량이 0.12%를 초과하면 조대한 TiN의 발생 및 TiC 석출물의 조대화로 성형성을 열위하게 하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 Ti 함량을 0.005~0.12%로 제한하는 것이 바람직하다.Ti is a representative precipitation strengthening element along with Nb and V, and forms coarse TiN in steel due to its strong affinity with N. TiN has the effect of suppressing grain growth during the heating process for hot rolling. In addition, TiC precipitates are formed by reacting with nitrogen and remaining Ti is dissolved in steel and combined with carbon, making it a useful ingredient in improving the strength of steel. However, if the Ti content is less than 0.005%, the above effect cannot be obtained, and if the Ti content exceeds 0.12%, there is a problem of poor formability due to the generation of coarse TiN and coarsening of TiC precipitates. Therefore, in the present invention, it is desirable to limit the Ti content to 0.005 to 0.12%.
Nb : 0.005∼0.05%Nb: 0.005∼0.05%
상기 Nb는 Ti, V와 함께 대표적인 석출강화 원소이며 열간압연 중 석출하여 재결정 지연에 의한 결정립 미세화 효과로 강의 강도와 충격인성 향상에 효과적이다. 그러나 Nb의 함량이 0.005%미만이면 상기 효과를 얻을 수 없고, Nb함량이 0.05%를 초과하면 열간압연 중 지나친 재결정 지연으로 연신된 결정립 형성 및 조대한 복합석출물의 형성으로 성형성을 열위하게 하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 Nb 함량을 0.005~0.05%로 제한하는 것이 바람직하다.Nb is a representative precipitation strengthening element along with Ti and V, and is effective in improving the strength and impact toughness of steel through the grain refinement effect by precipitating during hot rolling and delaying recrystallization. However, if the Nb content is less than 0.005%, the above effect cannot be obtained, and if the Nb content exceeds 0.05%, the formability is inferior due to the formation of elongated grains and coarse composite precipitates due to excessive recrystallization delay during hot rolling. There is. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the Nb content to 0.005 to 0.05%.
Cr: 0.005∼0.5%Cr: 0.005∼0.5%
상기 Cr은 강을 고용강화시키며 냉각시 페라이트 상변태를 지연시켜 베이나이트 형성을 돕는 역할을 한다. 하지만, 0.005% 미만이면 첨가에 따른 상기 효과를 얻을 수 없고, 0.5%를 초과하면 페라이트 변태를 과도하게 지연하여 마르텐사이트상 형성으로 연신율이 열위하게 된다. 또한, Mn과 유사하게 두께중심부에서의 편석부가 크게 발달되며, 두께방향 미세조직을 불균일하게 하여 신장 플랜지성이 열위하게 한다. 또한 Cr 함량이 지나치게 높을 경우 재료의 내식성을 열위하게 만들수 있다. 따라서 본 발명에서는 Cr 함량을 0.005~0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.The Cr strengthens the steel by solid solution and delays the ferrite phase transformation upon cooling to help form bainite. However, if it is less than 0.005%, the above effect due to addition cannot be obtained, and if it exceeds 0.5%, ferrite transformation is excessively delayed and the elongation is inferior due to the formation of martensite phase. In addition, similar to Mn, the segregation zone at the center of the thickness is greatly developed, making the microstructure in the thickness direction non-uniform, resulting in poor elongation flangeability. Additionally, if the Cr content is too high, the corrosion resistance of the material may be inferior. Therefore, in the present invention, it is desirable to limit the Cr content to 0.005-0.5%.
Mo: 0.005~0.3% Mo: 0.005~0.3%
Mo는 강의 경화능을 증가시켜 베이나이트 조직 형성을 용이하게 한다. 하지만, 0.005% 미만이면 첨가에 따른 상기 효과를 얻을 수 없고, 0.3%를 초과하면 과도한 소입성 증가로 마르텐사이트 상이 형성되어 성형성이 급격히 열위해진다. 또한 경제적으로도 불리하며 용접성에도 해롭다. 따라서 본 발명에서는 상기 Mo의 함량을 0.005~0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.Mo increases the hardenability of steel and facilitates the formation of bainite structure. However, if it is less than 0.005%, the above effect due to addition cannot be obtained, and if it exceeds 0.3%, a martensite phase is formed due to an excessive increase in hardenability, which sharply deteriorates formability. It is also economically disadvantageous and detrimental to weldability. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the Mo content to 0.005 to 0.3%.
또한 본 발명에서는 경우에 따라 V, Ni, B 중 하나 이상의 성분을 포함할 수 있으며 그 총 함량은 1.5% 이내이다. 그 외 성분 및 잔부는 철 및 불가피한 불순물로 구성된다.Additionally, in the present invention, in some cases, one or more of V, Ni, and B may be included, and the total content is within 1.5%. Other ingredients and the remainder consist of iron and inevitable impurities.
또한 본 발명의 열연강판은 페라이트와 베이나이트 상의 합: 90% 이상 그리고 잔여 펄라이트, 마르텐사이트 및 MA상의 합: 10% 미만을 포함하는 강판 미세조직을 가질 수 있다. 만일 페라이트와 베이나이트 상의 합의 상분율이 90면적% 미만이면 잔여 펄라이트 혹은 마르텐사이트 및 MA상의 합이 10%가 초과한다는 의미로 구멍확장성이 열위해지는 문제가 있을 수 있다. 구멍확장성은 강판의 미세조직 구성에 의해 크게 영향을 받는데, 특히 강판 내에 연질상과 경질상이 복합적으로 구성되어 있는 경우 각 구성상 간의 경도 차이로 인해 크게 열위해지게 된다. 특히 매우 경한 미세조직인 펄라이트 혹은 마르텐사이트의 분율이 증가하면 할수록 구멍확장시 상간 계면에 크랙 발생이 용이하게 되어 구멍확장성을 열위시키기 때문에 상분율을 제한할 필요가 있다.In addition, the hot rolled steel sheet of the present invention may have a steel sheet microstructure including the sum of ferrite and bainite phases: 90% or more and the sum of remaining pearlite, martensite, and MA phases: less than 10%. If the phase fraction of the sum of the ferrite and bainite phases is less than 90 area%, which means that the sum of the remaining pearlite or martensite and MA phases exceeds 10%, there may be a problem of poor hole expandability. Hole expandability is greatly affected by the microstructural composition of the steel sheet. In particular, when the steel sheet is composed of a composite of soft and hard phases, it is greatly inferior due to the difference in hardness between each constituent phase. In particular, as the fraction of pearlite or martensite, which is a very hard microstructure, increases, it becomes easier for cracks to occur at the interface between phases during hole expansion, which deteriorates hole expandability, so it is necessary to limit the phase fraction.
상술한 바와 같은 미세조직을 지닌 본 발명의 열연강판은 760MPa 이상의 인장강도, 40% 이상의 구멍확장성 (HER0) 및 소부경화량(BH2)이 30MPa 이상일 수 있다.The hot rolled steel sheet of the present invention having the microstructure as described above may have a tensile strength of more than 760 MPa, hole expandability (HER 0 ) of more than 40%, and bake hardening (BH 2 ) of more than 30 MPa.
또한 하기 관계식 1에 의해 정의되는 △TS1이 100MPa이하를 만족하는 재질편차가 없는 우수한 열연강판을 제공할 수 있다. In addition, it is possible to provide an excellent hot-rolled steel sheet without material deviation that satisfies △TS1, defined by the following
[관계식 1][Relational Expression 1]
△TS1 = TSmax - TSmin △TS1 = TS max - TS min
TSmax : 제조 열연 코일 후단 30m 이내 지점에서 극edge를 포함하는 폭방향 7개 위치에서의 TS 최대값TS max : Maximum TS value at 7 locations in the width direction, including the polar edge, within 30m of the rear end of the manufactured hot-rolled coil.
TSmin : 제조 열연 코일 후단 30m 이내 지점에서 극edge를 포함하는 폭방향 7개 위치에서의 TS 최소값TS min : Minimum TS value at 7 locations in the width direction, including the polar edge, within 30m of the rear end of the manufactured hot-rolled coil.
또한 본 발명의 열연강판은 300~600℃에서 열처리 후 소부경화량(BHh)이 30MPa 이상을 유지하며, 하기 관계식 2와 같이 △TS2를 정의할 때, △TS2 × BHh -1 의 절대값이 0.7 이하를 만족하는 고온 소부경화특성을 가질 수 있다. 즉, 본 발명의 열연강판은 300~600℃에서 열처리 후에도 소부경화량 (BHh)이 30MPa 이상이므로, 후속하는 용융아연 도금공정 등애서 도금강판을 효과적으로 제조할수 있다. In addition, the hot rolled steel sheet of the present invention maintains a bake hardening amount (BH h ) of 30 MPa or more after heat treatment at 300 to 600°C, and when defining △TS2 as in the following
[관계식 2][Relational Expression 2]
△TS2 = TSh - TS0 △TS2 = TS h - TS 0
TSh : 열처리 후 인장강도, TS0 : 열처리 전 인장강도 TS h : Tensile strength after heat treatment, TS 0 : Tensile strength before heat treatment
다음으로, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 본 발명의 열연강판 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Next, the method for manufacturing a hot rolled steel sheet of the present invention according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 열연강판 제조방법은, 상술한 합금 조성성분의 가지는 강 슬라브를 1100~1350℃의 온도범위로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 850~1150℃의 범위에서 열간압연함으로써 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 550~650℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 50~100℃/sec로 1차 냉각하는 단계; 상기 1차 냉각된 강판을 3~7초 동안 냉각을 중단하는 단계; 및 상기 1차 냉각이 중단된 열연강판을 400~500℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 1~30℃/sec로 2차 냉각한 후, 권취하는 단계;를 포함하다. The method for manufacturing a hot rolled steel sheet of the present invention includes the steps of reheating a steel slab having the above-described alloy composition to a temperature range of 1100 to 1350°C; Manufacturing a hot rolled steel sheet by hot rolling the reheated steel slab in the range of 850 to 1150°C; Primary cooling the hot rolled steel sheet to a temperature in the range of 550 to 650° C. at an average cooling rate of 50 to 100° C./sec; stopping cooling of the primary cooled steel sheet for 3 to 7 seconds; And a step of secondary cooling the hot rolled steel sheet for which the primary cooling has been stopped at an average cooling rate of 1 to 30°C/sec to a temperature in the range of 400 to 500°C and then winding it.
재가열reheat
먼저, 본 발명에서는 상술한 합금 조성성분의 가지는 강 슬라브를 1100~1350℃의 온도범위로 재가열한다. 이때, 재가열온도가 1100℃ 미만이면 Ti, Nb, Mo 및 V을 포함한 석출물의 재고용율이 하락하여 열간압연 이후의 공정에서 미세 석출물의 형성이 감소하게 된다. 1350℃를 초과하면 오스테나이트 결정립 조대화로 강도가 저하되므로, 재가열온도는 1100~1350℃로 제한하는 것이 바람직하다. First, in the present invention, a steel slab containing the above-described alloy composition is reheated to a temperature range of 1100 to 1350°C. At this time, if the reheating temperature is less than 1100°C, the resolubility rate of precipitates including Ti, Nb, Mo, and V decreases, thereby reducing the formation of fine precipitates in the process after hot rolling. If it exceeds 1350°C, the strength decreases due to coarsening of austenite grains, so it is desirable to limit the reheating temperature to 1100-1350°C.
열간압연hot rolling
이어, 본 발명에서는 상기 재가열된 강 슬라브를 850~1150℃의 범위에서 열간압연함으로써 열연강판을 제조한다. 이때, 1150℃보다 높은 온도에서 열간압연을 개시하면 열연강판의 온도가 높아져 결정립 크기가 조대해지고 열연강판의 표면품질이 열위해지게 된다. 또한 상기 열간압연을 850℃ 보다 낮은 온도에서 종료하면 지나친 재결정 지연에 의해 연신된 결정립의 발달하여 이방성이 심해지고 성형성이 열위해진다. Next, in the present invention, a hot rolled steel sheet is manufactured by hot rolling the reheated steel slab in the range of 850 to 1150°C. At this time, if hot rolling is started at a temperature higher than 1150°C, the temperature of the hot rolled steel sheet increases, the grain size becomes coarse, and the surface quality of the hot rolled steel sheet deteriorates. Additionally, if the hot rolling is completed at a temperature lower than 850°C, the elongated crystal grains develop due to excessive recrystallization delay, resulting in severe anisotropy and poor formability.
1차 냉각 및 유지Primary cooling and maintenance
그리고 상기 열연강판을 550~650℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 50~100℃/sec로 1차 냉각하고, 이어, 상기 1차 냉각된 강판을 3~7초 동안 냉각을 중단한다. Then, the hot-rolled steel sheet is first cooled to a temperature in the range of 550-650°C at an average cooling rate of 50-100°C/sec, and then cooling of the primarily cooled steel sheet is stopped for 3-7 seconds.
즉, 본 발명에서는 상기 열연강판을 500~650℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 50~100℃/sec로 1차 냉각한다. 보다 바람직하게는 550~600℃의 범위의 온도까지 1차 냉각을 실시한다. 만일 500℃ 미만으로 1차 냉각하면 최종 미세조직 구성 시 페라이트 및 페라이트 내 석출물의 양이 줄어 들어 강도하락이 발생할 수 있다. 반면 650℃를 초과하여 1차 냉각되면 최종 미세조직 구성 시 일부 펄라이트 변태가 발생하여 성형성이 열위해지는 결과를 초래할 수 있다. That is, in the present invention, the hot rolled steel sheet is first cooled to a temperature in the range of 500 to 650° C. at an average cooling rate of 50 to 100° C./sec. More preferably, primary cooling is performed to a temperature in the range of 550 to 600°C. If first cooling is performed below 500℃, the amount of ferrite and precipitates within the ferrite may decrease when forming the final microstructure, resulting in a decrease in strength. On the other hand, if the primary cooling exceeds 650℃, some pearlite transformation may occur in the final microstructure, resulting in poor formability.
또한 본 발명에서는 상기 1차 냉각시 평균 냉각속도를 50~100℃/sec로 제어하는 것이 바람직하다. 만일 상기 냉각속도가 50℃/sec 미만이면, 페라이트 상분율이 지나치게 많이 형성될 수 있어서 강도 확보에 불리하고, 냉각속도가 100℃/sec 초과하면 1차 냉각종료온도가 낮은 영역에서 페라이트 상분율이 크게 감소하여 연신율이 부족하게 될 수 있다. Additionally, in the present invention, it is preferable to control the average cooling rate at 50 to 100°C/sec during the primary cooling. If the cooling rate is less than 50℃/sec, the ferrite phase fraction may be formed too much, which is disadvantageous in securing strength. If the cooling rate exceeds 100℃/sec, the ferrite phase fraction may be formed in the area where the first cooling end temperature is low. It may decrease significantly, resulting in insufficient elongation.
이어, 상기 1차 냉각된 강판을 3~7초 동안 냉각을 중단하여, 열연강판의 온도가 내부 잠열 및 변태발열을 고려하여 550~700℃의 범위의 온도를 만족하도록 하여 준다. 이때 냉각 중단 시간을 3초 미만으로 하면 페라이트 상변태 및 석출의 효과가 미미하고 7초를 초과하면 미세조직 중 페라이트상 분율은 크게 증가하고 경질상인 베이나이트와 베이니틱 페라이트상이 감소하게 되어 최종적으로 원하는 미세조직을 얻을 수 없게 된다. Next, cooling of the primary cooled steel sheet is stopped for 3 to 7 seconds to ensure that the temperature of the hot rolled steel sheet satisfies a temperature range of 550 to 700°C, taking into account internal latent heat and transformation heat. At this time, if the cooling interruption time is less than 3 seconds, the effect of ferrite phase transformation and precipitation is minimal, and if it exceeds 7 seconds, the ferrite phase fraction in the microstructure increases significantly and the hard bainite and bainitic ferrite phases decrease, ultimately resulting in the desired microstructure. Organization cannot be obtained.
2차 냉각 및 권취 Secondary cooling and winding
이어, 본 발명에서는 상기 1차 냉각이 중단된 열연강판을 400~500℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 1~30℃/sec로 2차 냉각한 후, 권취한다. Next, in the present invention, the hot rolled steel sheet whose primary cooling has been stopped is secondary cooled to a temperature in the range of 400 to 500°C at an average cooling rate of 1 to 30°C/sec and then coiled.
상기 2차 냉각시 냉각 종료온도는 400~500℃의 범위인 것이 바람직하고, 430~470℃인 것이 보다 바람직하다. 만약, 2차 냉각종료 온도가 지나치게 높으면 베이나이트가 충분히 형성되지 않아 강도 확보가 어려울 수 있으며, 반면, 지나치게 낮으면 베이나이트상, 마르텐사이트상 및 MA상이 필요 이상으로 다량 형성되어 강의 연성과 신장 플렌지성이 모두 열위하게 된다. The cooling end temperature during the secondary cooling is preferably in the range of 400 to 500°C, and more preferably 430 to 470°C. If the secondary cooling end temperature is too high, bainite is not formed sufficiently, making it difficult to secure strength. On the other hand, if it is too low, bainite, martensite, and MA phases are formed in larger quantities than necessary, reducing the ductility and elongation of the steel. All intelligence becomes inferior.
또한 상기 2차 냉각시 냉각속도는 평균 1~30℃/sec 로 하는 것이 하는 것이 바람직하다. 냉각속도가 지나치게 높을 경우, MA상이 형성되기 쉽고 과도한 베이나이트상이 형성되어 연신율이 감소하게 된다. 냉각속도의 하한에 대해서는 특별히 한정하지 아니하나, 냉각속도를 1℃/sec 미만으로 느리게 제어하기 위해서는 별도의 냉각 및 보열설비 등이 필요하여 경제적으로 불리할 수 있으므로 이를 고려하여 하한을 1℃/sec로 한정할 수는 있다. In addition, it is preferable that the cooling rate during the secondary cooling is set to an average of 1 to 30°C/sec. If the cooling rate is too high, the MA phase is easily formed and an excessive bainite phase is formed, resulting in a decrease in elongation. There is no particular limitation on the lower limit of the cooling rate. However, in order to control the cooling rate slowly to less than 1°C/sec, separate cooling and heat insulation facilities are required, which may be economically disadvantageous. Taking this into consideration, the lower limit is set to 1°C/sec. It can be limited to .
상온 냉각room temperature cooling
후속하여, 본 발명에서는 상기 권취된 코일을 상온~200℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 0.1~25℃/hr로 냉각하여 최종 열연강판을 제조할 수 있다. 이때, 냉각속도가 25℃/hr를 초과하면 강 중 MA상이 형성되기 쉬워 강의 신장 플렌지성이 열위해지며, 냉각속도를 0.1℃/hr 미만으로 제어하기 위해서는 별도의 가열설비 등이 필요하여 경제적으로 불리하다. 바람직하게는, 1~10℃/hr로 냉각하는 것이 좋다.Subsequently, in the present invention, the final hot rolled steel sheet can be manufactured by cooling the wound coil to a temperature ranging from room temperature to 200°C at an average cooling rate of 0.1 to 25°C/hr. At this time, if the cooling rate exceeds 25℃/hr, the MA phase is likely to be formed in the steel, which deteriorates the elongation flangeability of the steel. In order to control the cooling rate to less than 0.1℃/hr, separate heating equipment is required, making it economically disadvantageous. It's disadvantageous. Preferably, it is good to cool at 1 to 10°C/hr.
또한 본 발명에서는 필요에 따라, 상기 권취된 열연강판을 산세처리후 도유하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. Additionally, if necessary, the present invention may further include the step of oiling the coiled hot-rolled steel sheet after pickling treatment.
또한 필요에 따라, 상기 권취된 열연강판을 산세처리 후, 450~750℃ 온도범위로 가열한 후, 중량%로, Mg 0.01~30%, Al 0.01~50%, 잔여 아연을 포함하는 도금욕에 침지함으로써 그 표면에 용융아연도금층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. Additionally, if necessary, the coiled hot-rolled steel sheet is pickled, heated to a temperature range of 450 to 750°C, and then placed in a plating bath containing 0.01 to 30% by weight of Mg, 0.01 to 50% of Al, and residual zinc. It may additionally include the step of forming a hot-dip galvanized layer on the surface by dipping.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the description of these examples is only for illustrating the implementation of the present invention and the present invention is not limited by the description of these examples.
(실시예)(Example)
하기 표 1에 나타낸 합금조성을 갖는 강 슬라브를 마련한 후, 이들 슬라브들을 1200℃에서 재가열하였다. 이어, 재가열된 슬라브들을 하기 표 2와 같은 조건으로 열간압연, 1차 냉각 및 유지, 2차 냉각 및 권취, 마지막으로 8℃/hr의 냉각속도로 상온으로 냉각하여 최종 열연강판 제품을 제조하였다. After preparing steel slabs having the alloy composition shown in Table 1 below, these slabs were reheated at 1200°C. Next, the reheated slabs were hot rolled, primary cooled and maintained, secondary cooled and coiled under the conditions shown in Table 2 below, and finally cooled to room temperature at a cooling rate of 8°C/hr to produce the final hot rolled steel product.
상기와 같이 제조된 열연강판들의 미세조직 구성 및 분율을 측정하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. The microstructure composition and fraction of the hot rolled steel sheets manufactured as above were measured, and the results are shown in Table 3 below.
구체적으로, 페라이트상(F), 베이나이트상(B), 마르텐사이트상(M) 및 펄라이트상(P) 분율은 SEM을 이용하여 ×3000, ×5000 배율에서 분석한 결과로부터 측정하였다. 마르텐사이트 및 MA상 판독을 위해 나이탈 (Nital) 및 레펠라 (Lepera) 에칭 후 광학현미경과 Image 분석기를 이용하여 ×1000 배율에서 분석을 진행하였다. Specifically, the fractions of ferrite phase (F), bainite phase (B), martensite phase (M), and pearlite phase (P) were measured from the results of analysis at ×3000 and ×5000 magnifications using SEM. To read martensite and MA phases, analysis was performed at ×1000 magnification using an optical microscope and an image analyzer after Nital and Lepera etching.
또한 제조된 열연강판의 인장강도(TS0), 소부경화량(BH2) 및 구멍확장성(HER0를) 측정하여, 그 결과를 같이 표 3에 나타내었다. In addition, the tensile strength (TS 0 ), bake hardening (BH 2 ), and hole expandability (HER 0 ) of the manufactured hot rolled steel sheets were measured, and the results are shown in Table 3.
인장재질 및 소부경화량은 DIN 규격 시험편을 압연방향으로 시편채취하여 시험한 결과로서 인장평가는 상온에서 진행되었다.The tensile material and bake hardening amount were tested by collecting DIN standard test pieces in the rolling direction, and the tensile evaluation was conducted at room temperature.
소부경화량 측정은 상온에서 2% 예변형시 강도값과, 2% 예변형후 170℃에서 20분간 열처리하고 상온냉각 후의 강도값의 차이로 측정하였다. 특히, 소부경화량 측정시 예변형후 170℃에서 20분간 열처리 후 강도를 하부 항복강도로 측정하여 하부 소부경화량으로 측정하였다. The bake hardening amount was measured as the difference between the strength value when prestrained by 2% at room temperature and the strength value after heat treatment at 170°C for 20 minutes after prestraining by 2% and cooling to room temperature. In particular, when measuring the bake hardening amount, the strength after pre-straining and heat treatment at 170°C for 20 minutes was measured as the lower yield strength and the lower bake hardening amount.
그리고 구멍확장성은 상온에서 총 3회 평가한 결과의 평균값을 나타내었다. 구체적으로, 구체적으로, 매 시험마다 육안으로 크랙이 발생할 때 시험을 중단하고 크랙이 발생한 곳의 장축 길이를 재어 구멍확장성을 평가하였으며, 이는 시편의 압연방향과는 무관하게 측정하였다. And the hole expandability was expressed as the average value of the results evaluated three times at room temperature. Specifically, in each test, when a crack occurred visually, the test was stopped and the major axis length of the crack occurred was measured to evaluate hole expandability, which was measured regardless of the rolling direction of the specimen.
또한 동일 열연강판 코일 내 재질편차 정도를 측정하기 위하여 관계식 1에 의해 △TS1을 계산하고, 그 결과를 하기 표 3에 또한 나타내었다. In addition, in order to measure the degree of material deviation within the same hot rolled steel coil, △TS1 was calculated using
유지시간 (sec)
Holding time (sec)
(℃)cooling temperature
(℃)
(℃/s)Cooling speed
(℃/s)
(℃/s)Cooling speed
(℃/s)
*표 2에서 FDT는 마무리 열간압연온도 *In Table 2, FDT is the finishing hot rolling temperature.
*표 3에서 F는 페라이트, B는 베이나이트, M은 마르텐사이트, MA는도상 마르텐사이트 그리고 P는 펄라이트를 나타냄. 그리고 △TS1은 관계식 1에 따른 인장강도 차이를 나타냄. *In Table 3, F stands for ferrite, B stands for bainite, M stands for martensite, MA stands for island martensite, and P stands for pearlite. And △TS1 represents the difference in tensile strength according to
상기 표 1-3에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제안한 성분범위와 제조조건을 만족하는 발명예 6-10은 모두 목표로 하는 재질을 확보할 수 있었다. 구체적으로, 발명예 6-10의 열연강판 모두 760MPa 이상의 인장강도, 40% 이상의 구멍확장성 (HER0), 30MPa 이상의 소부경화량(BH2)을 나타내며, 관계식 1에 의해 정의되는 △TS1 값이 100MPa이하를 만족하여 재질편차가 없는 우수한 열연강판을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. As shown in Table 1-3 above, Inventive Examples 6-10 that satisfied the ingredient range and manufacturing conditions proposed in the present invention were all able to secure the target material. Specifically, the hot rolled steel sheets of Invention Example 6-10 all exhibit a tensile strength of more than 760 MPa, hole expandability (HER 0 ) of more than 40%, and bake hardening amount (BH 2 ) of more than 30 MPa, and the △TS1 value defined by
이에 반하여, 비교예 1-5는 본 발명에서 제시한 성분 범위를 초과한 경우들이다. 특히, 상기 비교예들은 강 성분 중 미세조직 및 기계적 성질을 결정함에 가장 영향이 큰 C, Si, Mn의 적정 함량 범위를 만족하지 못하는 경우로 마르텐사이트상 및 MA상이 불필요하게 형성되는 경우가 많았으며, 적정한 석출 강화 효과를 얻지 못해 강판의 강도가 열위해지거나 구멍확장성, 소부경화성이 열위한 결과를 얻었다. 구체적으로, 비교예 2, 5는 각각 C, Mn 함량이 미달된 경우로 경화능 하락에 의한 충분한 저온상 분율이 확보되지 않아 강판의 강도가 760MPa를 만족하지 못하였다. 또한, 비교예 1, 4는 각각 C, Mn 함량이 초과된 경우로 과도한 경화능에 의해 저온상 분율이 목표 대비 높아 강도가 지나치게 높아지게 되고, 이에 따라 구멍확장성이 열위해졌다. On the other hand, Comparative Examples 1-5 are cases where the component ranges suggested in the present invention were exceeded. In particular, the above comparative examples did not satisfy the appropriate content ranges of C, Si, and Mn, which have the greatest influence on microstructure and mechanical properties among steel components, and martensite and MA phases were often formed unnecessarily. , the appropriate precipitation strengthening effect was not obtained, resulting in the strength of the steel sheet being deteriorated or the hole expandability and bake hardenability being deteriorated. Specifically, in Comparative Examples 2 and 5, the C and Mn contents were insufficient, respectively, and a sufficient low-temperature phase fraction was not secured due to a decrease in hardenability, so the strength of the steel sheet did not satisfy 760 MPa. In addition, Comparative Examples 1 and 4 were cases in which the C and Mn contents were exceeded, respectively, and the low-temperature phase fraction was higher than the target due to excessive hardenability, resulting in excessively high strength and poor hole expandability.
한편 비교예 11-15는 본 발명에서 제안한 성분범위를 만족하더라도 제조조건을 만족하지 못하는 경우이다. Meanwhile, Comparative Examples 11-15 are cases where the manufacturing conditions are not satisfied even though the ingredient range proposed in the present invention is satisfied.
구체적으로, 비교예 11의 경우 1차 냉각 온도가 지나치게 높아 미세조직 내 펄라이트가 생성되어 있음을 확인할 수 있다. 펄라이트 조직이 생성될 경우 미세조직 상간 경도차가 심화되고 불균일성을 초래해 구멍확장성 및 성형성이 열위해진다. 이러한 미세조직 내 불균일성은 또한 제조 코일 내 재질 편차를 야기시키는 문제점이 있다. Specifically, in the case of Comparative Example 11, it can be confirmed that the first cooling temperature was too high and pearlite was generated in the microstructure. When a pearlite structure is created, the difference in hardness between microstructure phases intensifies and causes non-uniformity, resulting in inferior hole expandability and formability. This non-uniformity in microstructure also has the problem of causing material variation within the manufactured coil.
비교예 12 및 15의 경우 각각 1차 냉각 후 유지시간이 초과 혹은 미달하였다. 1차 냉각 후 유지시간이 과도하게 길 경우에는 연질상인 페라이트의 과도한 상변태로 인해 베이나이트 변태가 줄어들고 석출물의 조대화로 인한 강도 열위가 발생하였으며, 반대로 그 유지시간이 너무 짧은 경우에는 저온 변태상 분율이 과도하게 증가되고 석출물 생성이 줄어들어 미세조직 상간 경도차의 증가로 인한 구멍확장성 열위가 발생하게 되었다. In Comparative Examples 12 and 15, the holding time after primary cooling was exceeded or shortened, respectively. If the holding time after primary cooling is excessively long, the bainite transformation is reduced due to excessive phase transformation of ferrite, which is a soft phase, and strength inferiority occurs due to coarsening of precipitates. Conversely, if the holding time is too short, the low-temperature transformation phase fraction is reduced. This was excessively increased and the production of precipitates was reduced, resulting in inferior hole expansion due to an increase in the hardness difference between microstructure phases.
또한 비교예 13은 권취온도가 본 발명에서 제안한 적정 제조조건보다 높아 목표로 하는 인장물성을 확보하지 못하는 것을 확인할 수 있다. In addition, it can be confirmed that in Comparative Example 13, the target tensile properties were not secured because the coiling temperature was higher than the appropriate manufacturing conditions proposed in the present invention.
(실시예 2)(Example 2)
실시예 2의 비교예 1-5의 강판들과 발명예 6-10의 강판들에 대하여 하기 표 4와 같은 조건으로 추가 열처리를 진행하였다. 즉, 열연강판들을 열처리 온도, 520℃에서 8분 동안 열처리한 후, 상온까지 공냉하였다. 그리고 이러한 열처리를 행한 후, 열처리 전후의 강판의 기계적 특성을 평가하여 하기 표 4에 또한 나타내었다. 구체적으로, 열처리 후의 강판의 인장강도와 소부경화량을 측정하여, 그 결과를 실시예 1의 열처리전 강판의 인장강도 및 소부경화량에 비교하여 나타내었다. 이때, 열처리후의 인장강도 및 소부경화량의 측정방법은 상술한 실시예 1의 경우와 동일하다.Additional heat treatment was performed on the steel sheets of Comparative Examples 1-5 and Inventive Examples 6-10 of Example 2 under the conditions shown in Table 4 below. That is, the hot rolled steel sheets were heat treated at the heat treatment temperature of 520°C for 8 minutes and then air cooled to room temperature. After performing this heat treatment, the mechanical properties of the steel sheet before and after heat treatment were evaluated and are shown in Table 4 below. Specifically, the tensile strength and bake hardening amount of the steel sheet after heat treatment were measured, and the results were compared with the tensile strength and bake hardening amount of the steel sheet before heat treatment in Example 1. At this time, the method of measuring the tensile strength and bake hardening amount after heat treatment is the same as in Example 1 described above.
*표 4에서 TS0와 BH2 는 각각 열처리전 인장강도와 소부경화량을 나타냄*In Table 4, TS 0 and BH 2 represent the tensile strength and bake hardening amount before heat treatment, respectively.
TSh와 BHh는 열처리후 인장강도와 소부경화량을 나타냄TS h and BH h represent the tensile strength and bake hardening amount after heat treatment.
△TS2 = TSh - TS0 △TS2 = TS h - TS 0
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명예 6-10의 열연강판의 경우, 추가 열처리후 소부경화량(BHh)이 30MPa 이상을 유지하며, 상술한 △TS2 × BHh -1 절대값이 0.7 이하를 만족하여 본 열연강판을 이용하여 각종 도금공정에 효과적으로 적용할 수 있음을 확인할 수 있다. As shown in Table 4, in the case of the hot rolled steel sheet of Example 6-10 of the present invention, the bake hardening amount (BH h ) after additional heat treatment is maintained at 30 MPa or more, and the absolute value of △TS2 × BH h -1 described above is 0.7. It can be confirmed that the hot rolled steel sheet can be effectively applied to various plating processes by satisfying the following.
이에 반하여, 비교예 1-5는 목표로 하는 미세조직을 얻지 못함에 따라 열처리 후 강도 및 소부경화성 변화가 발명예 6-10 대비 상대적으로 큰 것을 알 수 있다. 특히, 비교예 1 및 4의 경우처럼 경화능 원소 함량이 지나치게 높은 경우, 미세조직내 저온변태상의 분율이 증대하게 되고, 이러한 상들은 추가 열처리(300~600℃)시에 템퍼링 효과 등으로 인해 강도 저하가 크게 발생하게 됨을 확인할 수 있다. 따라서 이러한 미세조직의 특성을 갖는 열연 강판의 경우 도금을 위한 추가 열처리 용도로 사용하기에는 어려움이 있을 수 있다. On the other hand, in Comparative Example 1-5, as the target microstructure was not obtained, it can be seen that the changes in strength and bake hardenability after heat treatment were relatively large compared to Invention Example 6-10. In particular, when the hardenability element content is too high, as in the case of Comparative Examples 1 and 4, the fraction of low-temperature transformation phases in the microstructure increases, and these phases lose strength due to the tempering effect during additional heat treatment (300 to 600°C). It can be seen that the degradation occurs significantly. Therefore, in the case of hot rolled steel sheets having these microstructure characteristics, it may be difficult to use them for additional heat treatment for plating.
도 1은 본 발명의 실시예에서 비교예 1-5와 발명예 6-10의 강판에 대한 520℃ 열처리 전후의 △TS2 × BHh -1 절대값의 변화를 나타내는 그림이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 열연강판의 경우 △TS2 × BHh -1 절대값의 0.7 이하로 우수한 특성을 가짐을 확인 할 수 있다. Figure 1 is a diagram showing the change in absolute value of △ TS2 As shown in Figure 1, it can be confirmed that the hot rolled steel sheet of the present invention has excellent properties with an absolute value of △TS2 × BH h -1 of 0.7 or less.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 자에게 있어서는 본 발명의 기본적인 사상의 범주 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경이 가능하며, 또한 본 발명의 권리범위는 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 함을 명시한다. Although the description has been made with reference to the above embodiments, various modifications and changes can be made to the present invention within the scope of the basic idea of the present invention by those skilled in the art, and the scope of the rights of the present invention is limited to the scope of the patent claims. It is specified that it should be interpreted based on
Claims (9)
페라이트와 베이나이트 상의 합: 90면적% 이상 그리고 잔여 펄라이트, 마르텐사이트 및 MA상의 합: 10면적% 미만을 포함하는 미세조직을 가지며,
760MPa 이상의 인장강도, 40% 이상의 구멍확장성 (HER0), 소부경화량(BH2)이30MPa 이상이며, 그리고 하기 관계식 1에 의해 정의되는 △TS1이 100MPa이하를 만족하는 열연강판.
[관계식 1]
△TS1 = TSmax - TSmin
TSmax : 제조 열연 코일 후단 30m 이내 지점에서 극edge를 포함하는 폭방향 7개 위치에서의 TS 최대값
TSmin : 제조 열연 코일 후단 30m 이내 지점에서 극edge를 포함하는 폭방향 7개 위치에서의 TS 최소값
In weight percent, C: 0.05 to 0.10%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 1.4 to 2.0%, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.005 to 0.5%, Mo: 0.005 to 0.3%, P: 0.001 to 0.05%, S: 0.001-0.01%, N: 0.001-0.01%, Nb: 0.005-0.05%, Ti: 0.005-0.12%, including the balance Fe and inevitable impurities,
It has a microstructure comprising the sum of ferrite and bainite phases: more than 90 area% and the sum of the remaining pearlite, martensite and MA phases: less than 10 area%;
A hot-rolled steel sheet that has a tensile strength of 760 MPa or more, hole expandability (HER 0 ) of 40% or more, bake hardening (BH 2 ) of 30 MPa or more, and △TS1 defined by the following relational equation 1 of 100 MPa or less.
[Relational Expression 1]
△TS1 = TS max - TS min
TS max : Maximum TS value at 7 locations in the width direction, including the polar edge, within 30m of the rear end of the manufactured hot-rolled coil.
TS min : Minimum TS value at 7 locations in the width direction, including the polar edge, within 30m of the rear end of the manufactured hot-rolled coil.
[관계식 2]
△TS2 = TSh - TS0
TSh : 열처리 후 인장강도, TS0 : 열처리 전 인장강도
According to claim 1, after heat treatment at 300 to 600°C, the bake hardening amount (BH h ) is maintained at 30 MPa or more, and when defining △TS2 as shown in equation 2 below, the absolute value of △TS2 × BH h -1 is Hot rolled steel sheet with a thickness of 0.7 or less.
[Relational Expression 2]
△TS2 = TS h - TS 0
TS h : Tensile strength after heat treatment, TS 0 : Tensile strength before heat treatment
The hot rolled steel sheet according to claim 1, comprising at least one of V, Ni, and B in a total amount of 1.5% or less.
The hot-rolled steel sheet according to claim 1, wherein a hot-dip galvanized layer is formed on the surface.
상기 재가열된 강 슬라브를 850~1150℃의 범위에서 열간압연함으로써 열연강판을 제조하는 단계;
상기 열연강판을 550~650℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 50~100℃/sec로 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 강판을 3~7초 동안 냉각을 중단하는 단계; 및
상기 1차 냉각이 중단된 열연강판을 400~500℃의 범위의 온도까지 평균 냉각속도 1~30℃/sec로 2차 냉각한 후, 권취하는 단계; 를 포함하는 열연강판 제조방법.
In weight percent, C: 0.05 to 0.10%, Si: 0.01 to 1.0%, Mn: 1.4 to 2.0%, Al: 0.01 to 0.1%, Cr: 0.005 to 0.5%, Mo: 0.005 to 0.3%, P: 0.001 to Steel slabs containing 0.05%, S: 0.001 to 0.01%, N: 0.001 to 0.01%, Nb: 0.005 to 0.05%, Ti: 0.005 to 0.12%, the balance Fe and inevitable impurities are heated to a temperature range of 1100 to 1350°C. reheating;
Manufacturing a hot rolled steel sheet by hot rolling the reheated steel slab in the range of 850 to 1150°C;
Primary cooling the hot rolled steel sheet to a temperature in the range of 550 to 650° C. at an average cooling rate of 50 to 100° C./sec;
stopping cooling of the primary cooled steel sheet for 3 to 7 seconds; and
Secondary cooling the hot rolled steel sheet for which the primary cooling has been stopped at an average cooling rate of 1 to 30°C/sec to a temperature in the range of 400 to 500°C and then winding it; A hot rolled steel sheet manufacturing method comprising.
The method of claim 5, wherein the total content of at least one of V, Ni, and B is 1.5% or less.
The method of claim 5, further comprising cooling the wound coil to a temperature in the range of room temperature to 200°C at an average cooling rate of 0.1 to 25°C/hr.
The method of claim 5, further comprising the step of oiling the coiled hot-rolled steel sheet after pickling treatment.
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