합금화 용융아연도금 강판용 고강도 고성형성 저 Si계 TRIP강 개발을 위하여 최적 성분계 도출하고 첨가원소 및 각종 제조공정 변수가 TRIP강의 특성에 미치는 영향을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 2상영역 열처리 시간이 기계적 성질에 미치는 영향은 미약하였으며, 이것은 2상영역 열처리 직후 수냉한 시편에서 측정한 오스테나이트의 분율과 관계가 있다. 1～2분의 짧은 열처리 시간에는 평형분율의 70～80% 정도의 오스테나이트가 형성되는데, 이와 같은 이유는 2상영역 열처리시 ...
합금화 용융아연도금 강판용 고강도 고성형성 저 Si계 TRIP강 개발을 위하여 최적 성분계 도출하고 첨가원소 및 각종 제조공정 변수가 TRIP강의 특성에 미치는 영향을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 2상영역 열처리 시간이 기계적 성질에 미치는 영향은 미약하였으며, 이것은 2상영역 열처리 직후 수냉한 시편에서 측정한 오스테나이트의 분율과 관계가 있다. 1～2분의 짧은 열처리 시간에는 평형분율의 70～80% 정도의 오스테나이트가 형성되는데, 이와 같은 이유는 2상영역 열처리시 펄라이트의 용해에 의해 생성된 오스테나이트로부터 페라이트로의 Mn, Si, Al 등 치환형 원소의 확산이 느리게 진행되기 때문이다. 2. 항온변태처리 초기에 나타나는 인장강도 감소와 연신율의 증가는 마르텐사이트 분율의 감소에 의한 것이며, 항온변태온도가 증가함에 따라 연신율의 감소는 베이나이트 변태가 짧은 시간에 종료되고 펄라이트 석출이 일어나기 때문이라고 판단된다. 3. 열처리시 승온 및 냉각조건이 강판의 기계적 특성에 미치는 영향은 크지 않으나, 합금화 열처리 온도 상승에 의한 잔류오스테나이트의 부피분율은 약 6% 정도이며, 연신율도 33%로 낮은 값을 보였다. 이는 항온변태 온도보다 높은 520℃의 합금화 열처리 온도에서 유지하는 동안 베이나이트 변태가 많이 진행되었기 때문이다. 4. C 함량(0.05wt%)이 증가함에 따라 강도수준이 약 100MPa 정도 증가하였다. 이것은 C 함량이 기계적 성질을 결정하는 주된 요인임을 알 수 있으며, 인장강도 590MPa급 저 Si형 TRIP강을 제조하기 위해서는 0.15wt%C 이상 첨가되어야 한다는 사실을 알 수 있다. 또한 C함량이 증가하여도 연신율 저하가 크지 않는데, 그 이유는 TRIP강에서 C 함량이 증가하는 경우 잔류오스테나이트의 부피분율과 안정성이 높아짐으로써 인장강도는 증가되어도 연신율은 크게 저하되지 않는다. 5. Si 함량이 약 1.2wt%로 낮아지면 이론적으로 90MPa의 인장강도 감소가 예상되는데, 실험에서 100～150MPa 정도의 인장강도 감소가 발생하였다. 이는 잔류오스테나이트 안정성의 차이에 의한 것으로 판단된다. Si 함량이 높은 소재는 잔류오스테나이트가 소성변형에 의해 쉽게 변태되는 낮은 기계적 안정성을 보이며, 변형 전에 존재하던 잔류오스테나이트의 많은 부분이 마르텐사이트로 변태되어 가공경화에 기여함으로써 Si의 고용강화 효과만으로 예상되는 강도수준보다 더 높은 인장강도를 나타낸다. 6. Al은 강력한 페라이트 안정화 원소로서 1.5wt%Al 이상 첨가되고 0.1～0.15wt%C 함량을 갖는 합금계에서는 전 온도영역에서 오스테나이트(γ) 단상영역이 존재하지 않았으며, 오스테나이트 단상영역이 소멸되는 Al의 조성은 약 1.2wt% 였다. Al 함량이 증가함에 따라 오히려 인장강도와 항복강도가 모두 낮아져 Al에 의한 강화효과는 기대하기 어렵다. 이것은 1.0wt%Al을 Si로 대체하여도 1.5wt%Al을 첨가하는 것 보다 우수한 기계적 특성을 갖는 냉연 TRIP강을 제조할 수 있다는 것을 의미하므로 합금원소 첨가량 억제 측면에서도 의미 있는 결과이다. 7. Cu 첨가량이 증가 할 수록 기계적 특성이 개선되었는데, 특히 0.51wt% Cu를 첨가한 강종은 Cu를 첨가하지 않는 강종에 비해 항복강도는 약 30MPa, 인장강도는 50～60MPa 정도 높았으며, 잔류오스테나이트의 부피분율 또한 12% 이상으로 다른 강종들에 비해 높게 나타났다. 그러나 고 Si 강종에서 처럼 잔류오스테나이트가 변형 초기에 쉽게 변태되는 경향을 나타냈다. 이것은 Cu 첨가에 의해 잔류오스테나이트의 부피분율이 증가하여 상대적으로 잔류오스테나이트내의 C 농도가 낮아 오스테나이트의 기계적 안정성은 저하된 반면, Cu에 의한 페라이트의 고용강화로 인하여 잔류오스테나이트가 비교적 높은 응력하에서 변형되기 때문이다. 8. 잔류오스테테나이트의 안정화 원소인 P는 첨가량이 증가함에 따라 잔류오스테나이트의 부피분율이 2～3%가 많아지지만, 인장변형시 5%정도의 낮은 변형률에서도 상당한 잔류오스테나이트가 마르텐사이트로 변태된다. 9. 0.2wt%Mo 첨가한 합금에서 인장강도는 730MPa 이상의 높은 값을 갖지만, 연신율은 30～32%로 가장 낮은 수준을 보였다. 또한 항온변태처리 후 15～17%의 매우 많은 잔류오스테나이트가 존재하지만, 5% 정도의 변형률에서도 절반 정도의 잔류오스테나이트가 마르텐사이트로 변태되어 기계적 안정성이 낮았다. Mo 첨가시 잔류오스테나이트의 부피분율이 높아지는 것은 항온변태처리 온도로 냉각하는 도중에 페라이트로 변태되는 오스테나이트의 양이 적기 때문이라고 생각된다. 10. Co 첨가의 효과는 5sec의 짧은 항온변태처리 시간에도 15%에 가까운 많은 양의 잔류오스테나이트가 형성되는데, 이것은 2상영역 열처리 온도에서 항온변태 온도로 냉각하는 도중에 오스테나이트의 많은 부분이 페라이트로 변태되면서 오스테나이트 내의 탄소농도가 상당히 증가되었기 때문이라고 판단된다. 따라서, 짧은 항온변태 시간에 매우 안정한 잔류오스테나이트가 생성되어 변형시 쉽게 마르테사이트로 변태되지 않기 때문에 가공경화지수 증분도 천천히 증가하는 경향을 나타내며, 균일 연신율도 25%를 상회하는 높은 값을 갖는다. 11. 1.0wt% 이상의 탄소를 함유하고 입내에 구형으로 존재하는 잔류오스테나이트는 소성변형시에도 마르텐사이트로 변태하지 않고 결정립내에 잔류하여 성형시 2상강화인자로서 인장강도 및 균일 연신에 긍정적 영향을 미치는 것으로 판단된다. 12. 용융아연도금 실험한 결과 열처리시 환원분위기에서만 열처리되었던 소재는 표층의 산화물에 의해 도금 밀착성이 저하되어 표면에 미도금부가 발생하였으며, 산화+환원 열처리하였던 소재는 우수한 도금 특성을 보였다. 또한 강중 Co 함량의 증가에 따라 도금 특성이 개선되는데, 0.5wt%Co 일 때 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 다른 합금원소에 비해 산소와의 친화력이 작으므로 표면산화물 형성이 억제되어 용융아연도금 특성 향상에 기여한 것으로 판단된다. 13. 현장생산 라인에서 실험한 결과 인장강도 590MPa 이상, 연신율 30% 이상의 저 Si계 TRIP GA강판을 개발하였으며, 이 소재의 성형성 평가는 한계드로잉비(LDR)와 장출 성형성(LDH) 평가를 통하여 수행하였으며, 평가결과 개발강의 한계드로잉비가 2.12로 590MPa DP GA 강의 2.08 보다 우수하였으며, 장출 성형성 또한 각각 32.2mm, 29.4mm로 개발강의 성형성이 경쟁강인 590MPa DP GA 강보다 우수한 것으로 나타났다.
합금화 용융아연도금 강판용 고강도 고성형성 저 Si계 TRIP강 개발을 위하여 최적 성분계 도출하고 첨가원소 및 각종 제조공정 변수가 TRIP강의 특성에 미치는 영향을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 2상영역 열처리 시간이 기계적 성질에 미치는 영향은 미약하였으며, 이것은 2상영역 열처리 직후 수냉한 시편에서 측정한 오스테나이트의 분율과 관계가 있다. 1～2분의 짧은 열처리 시간에는 평형분율의 70～80% 정도의 오스테나이트가 형성되는데, 이와 같은 이유는 2상영역 열처리시 펄라이트의 용해에 의해 생성된 오스테나이트로부터 페라이트로의 Mn, Si, Al 등 치환형 원소의 확산이 느리게 진행되기 때문이다. 2. 항온변태처리 초기에 나타나는 인장강도 감소와 연신율의 증가는 마르텐사이트 분율의 감소에 의한 것이며, 항온변태온도가 증가함에 따라 연신율의 감소는 베이나이트 변태가 짧은 시간에 종료되고 펄라이트 석출이 일어나기 때문이라고 판단된다. 3. 열처리시 승온 및 냉각조건이 강판의 기계적 특성에 미치는 영향은 크지 않으나, 합금화 열처리 온도 상승에 의한 잔류오스테나이트의 부피분율은 약 6% 정도이며, 연신율도 33%로 낮은 값을 보였다. 이는 항온변태 온도보다 높은 520℃의 합금화 열처리 온도에서 유지하는 동안 베이나이트 변태가 많이 진행되었기 때문이다. 4. C 함량(0.05wt%)이 증가함에 따라 강도수준이 약 100MPa 정도 증가하였다. 이것은 C 함량이 기계적 성질을 결정하는 주된 요인임을 알 수 있으며, 인장강도 590MPa급 저 Si형 TRIP강을 제조하기 위해서는 0.15wt%C 이상 첨가되어야 한다는 사실을 알 수 있다. 또한 C함량이 증가하여도 연신율 저하가 크지 않는데, 그 이유는 TRIP강에서 C 함량이 증가하는 경우 잔류오스테나이트의 부피분율과 안정성이 높아짐으로써 인장강도는 증가되어도 연신율은 크게 저하되지 않는다. 5. Si 함량이 약 1.2wt%로 낮아지면 이론적으로 90MPa의 인장강도 감소가 예상되는데, 실험에서 100～150MPa 정도의 인장강도 감소가 발생하였다. 이는 잔류오스테나이트 안정성의 차이에 의한 것으로 판단된다. Si 함량이 높은 소재는 잔류오스테나이트가 소성변형에 의해 쉽게 변태되는 낮은 기계적 안정성을 보이며, 변형 전에 존재하던 잔류오스테나이트의 많은 부분이 마르텐사이트로 변태되어 가공경화에 기여함으로써 Si의 고용강화 효과만으로 예상되는 강도수준보다 더 높은 인장강도를 나타낸다. 6. Al은 강력한 페라이트 안정화 원소로서 1.5wt%Al 이상 첨가되고 0.1～0.15wt%C 함량을 갖는 합금계에서는 전 온도영역에서 오스테나이트(γ) 단상영역이 존재하지 않았으며, 오스테나이트 단상영역이 소멸되는 Al의 조성은 약 1.2wt% 였다. Al 함량이 증가함에 따라 오히려 인장강도와 항복강도가 모두 낮아져 Al에 의한 강화효과는 기대하기 어렵다. 이것은 1.0wt%Al을 Si로 대체하여도 1.5wt%Al을 첨가하는 것 보다 우수한 기계적 특성을 갖는 냉연 TRIP강을 제조할 수 있다는 것을 의미하므로 합금원소 첨가량 억제 측면에서도 의미 있는 결과이다. 7. Cu 첨가량이 증가 할 수록 기계적 특성이 개선되었는데, 특히 0.51wt% Cu를 첨가한 강종은 Cu를 첨가하지 않는 강종에 비해 항복강도는 약 30MPa, 인장강도는 50～60MPa 정도 높았으며, 잔류오스테나이트의 부피분율 또한 12% 이상으로 다른 강종들에 비해 높게 나타났다. 그러나 고 Si 강종에서 처럼 잔류오스테나이트가 변형 초기에 쉽게 변태되는 경향을 나타냈다. 이것은 Cu 첨가에 의해 잔류오스테나이트의 부피분율이 증가하여 상대적으로 잔류오스테나이트내의 C 농도가 낮아 오스테나이트의 기계적 안정성은 저하된 반면, Cu에 의한 페라이트의 고용강화로 인하여 잔류오스테나이트가 비교적 높은 응력하에서 변형되기 때문이다. 8. 잔류오스테테나이트의 안정화 원소인 P는 첨가량이 증가함에 따라 잔류오스테나이트의 부피분율이 2～3%가 많아지지만, 인장변형시 5%정도의 낮은 변형률에서도 상당한 잔류오스테나이트가 마르텐사이트로 변태된다. 9. 0.2wt%Mo 첨가한 합금에서 인장강도는 730MPa 이상의 높은 값을 갖지만, 연신율은 30～32%로 가장 낮은 수준을 보였다. 또한 항온변태처리 후 15～17%의 매우 많은 잔류오스테나이트가 존재하지만, 5% 정도의 변형률에서도 절반 정도의 잔류오스테나이트가 마르텐사이트로 변태되어 기계적 안정성이 낮았다. Mo 첨가시 잔류오스테나이트의 부피분율이 높아지는 것은 항온변태처리 온도로 냉각하는 도중에 페라이트로 변태되는 오스테나이트의 양이 적기 때문이라고 생각된다. 10. Co 첨가의 효과는 5sec의 짧은 항온변태처리 시간에도 15%에 가까운 많은 양의 잔류오스테나이트가 형성되는데, 이것은 2상영역 열처리 온도에서 항온변태 온도로 냉각하는 도중에 오스테나이트의 많은 부분이 페라이트로 변태되면서 오스테나이트 내의 탄소농도가 상당히 증가되었기 때문이라고 판단된다. 따라서, 짧은 항온변태 시간에 매우 안정한 잔류오스테나이트가 생성되어 변형시 쉽게 마르테사이트로 변태되지 않기 때문에 가공경화지수 증분도 천천히 증가하는 경향을 나타내며, 균일 연신율도 25%를 상회하는 높은 값을 갖는다. 11. 1.0wt% 이상의 탄소를 함유하고 입내에 구형으로 존재하는 잔류오스테나이트는 소성변형시에도 마르텐사이트로 변태하지 않고 결정립내에 잔류하여 성형시 2상강화인자로서 인장강도 및 균일 연신에 긍정적 영향을 미치는 것으로 판단된다. 12. 용융아연도금 실험한 결과 열처리시 환원분위기에서만 열처리되었던 소재는 표층의 산화물에 의해 도금 밀착성이 저하되어 표면에 미도금부가 발생하였으며, 산화+환원 열처리하였던 소재는 우수한 도금 특성을 보였다. 또한 강중 Co 함량의 증가에 따라 도금 특성이 개선되는데, 0.5wt%Co 일 때 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 다른 합금원소에 비해 산소와의 친화력이 작으므로 표면산화물 형성이 억제되어 용융아연도금 특성 향상에 기여한 것으로 판단된다. 13. 현장생산 라인에서 실험한 결과 인장강도 590MPa 이상, 연신율 30% 이상의 저 Si계 TRIP GA강판을 개발하였으며, 이 소재의 성형성 평가는 한계드로잉비(LDR)와 장출 성형성(LDH) 평가를 통하여 수행하였으며, 평가결과 개발강의 한계드로잉비가 2.12로 590MPa DP GA 강의 2.08 보다 우수하였으며, 장출 성형성 또한 각각 32.2mm, 29.4mm로 개발강의 성형성이 경쟁강인 590MPa DP GA 강보다 우수한 것으로 나타났다.
Recently advanced high-strength steels(AHSS) with high formability for automotive parts have been developed to meet the demands for passenger safety and weight reduction of a car body. A newly developed AHSS is being looked upon to improve formabilitiy and increase energy absorption as compared to t...
Recently advanced high-strength steels(AHSS) with high formability for automotive parts have been developed to meet the demands for passenger safety and weight reduction of a car body. A newly developed AHSS is being looked upon to improve formabilitiy and increase energy absorption as compared to traditional high strength steels(HSS) that have commonly been used in body structures. As a result, a variety of AHSS including dual phase(DP), transformation induced plasticity(TRIP), martensitic(MS) and complex phase steels(CP) widely used in the manufacture of automobiles since the 1980s. Among these high strength steels, TRIP steels are regarded as one of the attractive steels due to their excellent mechanical properties including high strength and ductility. These steels typically have a microstructure consisting of ferrite, bainite and retained austenite. The presence of retained austenite leads to better mechanical properties that can be attributed to its transformation to martensite on straining. To guarantee high formability, the retained austenite should posses optimal stability which enables it to undergo progressive transformation, which in turn lead to a more continuously increasing strain hardening exponent. Because of this excellent formability, TRIP steels can be used to produce more complicated parts than other high strength steels. TRIP steels typically require the use of an isothermal hold at an intermediate temperature, which produces some bainite. The higher Si and C content of TRIP steels also result in larger volume fractions of retained austenite in the final microstructure. TRIP steels use high quantities of carbon to obtain sufficient carbon content for stabilizing the retained austenite phase. Si dissolves in ferrite as a ferrite formation element when polygonal ferrite forms, which raises the chemical potential of carbon in ferrite and enhances carbon diffusion into austenite. when being held at bainite transformation range, austenite could be transformed to baintic ferrite. Si efficiently supresses the formation of cementite because it does not dissolve in cementite, and carbon diffuses into austenite further. The remaining austenite is enriched of carbon in the end. An increase of carbon content in retained austenite due to carbon enrichment results in the decrease of the Ms temperature of austenite. As a results, larger amount of austenite with carbon enrichment survives the final microstructures. TRIP steels are ideal for light weight autobody applications due to their high strength and ductility. However, in order to expand automotive applications galvanizing is essential for corrosion protection. Several kinds of strengthening elements, particularly Si leads to easy surface oxidation of a steel sheets during heat treatment. As a results, galvanizing defects on the steel sheets surface can be formed due to its selective oxidation. In this study, some substitutional elements including Si with various thermodynamic, metallurgical and industrial considerations should be conducted for the development of TRIP GA steels. C content was lowered to 0.1～0.15wt% to improve the weldability and Si content was also lowered to 0.3wt% to enhance the galvanizability. 1.0～2.0wt% Al was added to substitute for Si. Also tramp alloying elements(Cu, Co, Mo, P) were added to improve various characteristics of TRIP GA steels. The effects of continuous annealing conditions and alloying elements on the mechanical properties were investigated. The addition of alloying elements contributed to the mechanical properties of the TRIP steels. The additions of Si, Cu, Mo and P showed the tendency to increase tensile strength while to decrease elongation. It was revealed that Al increased elongation and TS×El, and Co slightly increased tensile strength and TS×El. The elongation of a test specimens were increased with an increase of soaking temperature while the tensile strength was not changed so much under these test condition. With an increase of galvannealing temperature, the volume fraction of retained austenite significantly decreased, resulting in the drastic decrease in elongation. Some alloys satisfying required tensile properties displayed smooth galvannealed surfaces without any bare spots, and Co was shown to have positive effects on galvanizability. 590MPa grade low Si TRIP GA steel sheets having mechanical properties suitable for various autobody application purposes and excellent formability could be successfully achieved.
Recently advanced high-strength steels(AHSS) with high formability for automotive parts have been developed to meet the demands for passenger safety and weight reduction of a car body. A newly developed AHSS is being looked upon to improve formabilitiy and increase energy absorption as compared to traditional high strength steels(HSS) that have commonly been used in body structures. As a result, a variety of AHSS including dual phase(DP), transformation induced plasticity(TRIP), martensitic(MS) and complex phase steels(CP) widely used in the manufacture of automobiles since the 1980s. Among these high strength steels, TRIP steels are regarded as one of the attractive steels due to their excellent mechanical properties including high strength and ductility. These steels typically have a microstructure consisting of ferrite, bainite and retained austenite. The presence of retained austenite leads to better mechanical properties that can be attributed to its transformation to martensite on straining. To guarantee high formability, the retained austenite should posses optimal stability which enables it to undergo progressive transformation, which in turn lead to a more continuously increasing strain hardening exponent. Because of this excellent formability, TRIP steels can be used to produce more complicated parts than other high strength steels. TRIP steels typically require the use of an isothermal hold at an intermediate temperature, which produces some bainite. The higher Si and C content of TRIP steels also result in larger volume fractions of retained austenite in the final microstructure. TRIP steels use high quantities of carbon to obtain sufficient carbon content for stabilizing the retained austenite phase. Si dissolves in ferrite as a ferrite formation element when polygonal ferrite forms, which raises the chemical potential of carbon in ferrite and enhances carbon diffusion into austenite. when being held at bainite transformation range, austenite could be transformed to baintic ferrite. Si efficiently supresses the formation of cementite because it does not dissolve in cementite, and carbon diffuses into austenite further. The remaining austenite is enriched of carbon in the end. An increase of carbon content in retained austenite due to carbon enrichment results in the decrease of the Ms temperature of austenite. As a results, larger amount of austenite with carbon enrichment survives the final microstructures. TRIP steels are ideal for light weight autobody applications due to their high strength and ductility. However, in order to expand automotive applications galvanizing is essential for corrosion protection. Several kinds of strengthening elements, particularly Si leads to easy surface oxidation of a steel sheets during heat treatment. As a results, galvanizing defects on the steel sheets surface can be formed due to its selective oxidation. In this study, some substitutional elements including Si with various thermodynamic, metallurgical and industrial considerations should be conducted for the development of TRIP GA steels. C content was lowered to 0.1～0.15wt% to improve the weldability and Si content was also lowered to 0.3wt% to enhance the galvanizability. 1.0～2.0wt% Al was added to substitute for Si. Also tramp alloying elements(Cu, Co, Mo, P) were added to improve various characteristics of TRIP GA steels. The effects of continuous annealing conditions and alloying elements on the mechanical properties were investigated. The addition of alloying elements contributed to the mechanical properties of the TRIP steels. The additions of Si, Cu, Mo and P showed the tendency to increase tensile strength while to decrease elongation. It was revealed that Al increased elongation and TS×El, and Co slightly increased tensile strength and TS×El. The elongation of a test specimens were increased with an increase of soaking temperature while the tensile strength was not changed so much under these test condition. With an increase of galvannealing temperature, the volume fraction of retained austenite significantly decreased, resulting in the drastic decrease in elongation. Some alloys satisfying required tensile properties displayed smooth galvannealed surfaces without any bare spots, and Co was shown to have positive effects on galvanizability. 590MPa grade low Si TRIP GA steel sheets having mechanical properties suitable for various autobody application purposes and excellent formability could be successfully achieved.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.