KR100627456B1

KR100627456B1 - 인장강도 80ｋｇｆ/㎟급 고장력강의 제조방법

Info

Publication number: KR100627456B1
Application number: KR1019990063060A
Authority: KR
Inventors: 김결실
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2006-09-22
Also published as: KR20010060654A

Abstract

본 발명은 고장력강의 제조방법에 관한 것으로, B질화물 형성을 방지하기 위해, 질소고정원소인 Ti을 첨가하지 않고, Sol.Al의 함량을 종래강보다 많이 첨가하여 고용 B의 적정량을 확보함으로써, 후물재에서 충격인성의 열화현상을 방지할 수 있는 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 중량%로 C:0.07~0.15%, Mn:0.9~1.0%, Si:0.3%이하, Ni:1.0~1.2%, Cr:0.4~0.6%, Mo:0.4~0.6%, V:0.04~0.06%, Sol.Al:0.055~0.065%, B:0.0010~ 0.0020%, P:0.020%이하, S:0.010%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 1200℃ 이상에서 가열한 후 열간압연하고, 상온까지 공냉한 후 930~950℃로 재가열하여 오스테나이트화한 후, 상온까지 수냉한 다음, 630~650℃의 온도범위에서 템퍼링하는 것을 특징으로 하는 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강의 제조방법을, 그 기술적 요지로 한다.

후강판, 보론첨가강, 충격인성, 오스테나이트화 열처리, 템퍼링

Description

인장강도 80ｋｇｆ/㎟급 고장력강의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING TS 80kgf/㎟ GRADE HIGH TENSION STEEL}

본 발명은 압력용기, 수압철관 및 교량 등의 구조용으로 사용되는 고장력강의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 판두께 60mm이상 후물재에서 발생하는 충격인성의 열화를 방지할 수 있는 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강은 다음과 같은 방법에 의하여 제조되어 왔다. 즉, 종래의 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강은 중량%로 C:0.07~0.15%, Mn:0.9~1.0%, Si:0.3%이하, Ni:1.0~1.2%, Cr:0.4~0.6%, Mo:0.4~0.6%, V:0.04~0.06%, Sol.Al:0.025~0.035%, Ti:0.010~0.015%, B:0.0010~0.0020%, P:0.020%이하, S:0.010%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 1200℃ 이상에서 가열한 후 950℃부근에서 열간압연을 종료하고 상온까지 공냉한 후, 930~950℃로 재가열(오스테나이트화 열처리)하고 상온까지 수냉한 다음, 630~650℃에서 템퍼링을 실시하여 제조된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래방법으로 제조된 판두께 60mm이상의 후물재는 충격인성의 열화현상이 발생하여 규격의 요구인성치를 만족시키지 못하는 문제점이 있었다. 이것은 경화능 강화원소로 첨가된 B이 열처리시 고용 B상태로 존재하지 못하고 B질화물로 존재하면 경화능이 저하하기 때문에 생기는 현상이다.

이에, 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 B질화물 형성을 방지하기 위해, 질소고정원소인 Ti을 첨가하지 않고, Sol.Al의 함량을 종래강보다 많이 첨가하여 고용 B의 적정량을 확보함으로써, 후물재에서 충격인성의 열화현상을 방지할 수 있는 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 중량%로 C:0.07~0.15%, Mn:0.9~1.0%, Si:0.3%이하, Ni:1.0~1.2%, Cr:0.4~0.6%, Mo:0.4~0.6%, V:0.04~0.06%, Sol.Al:0.055~0.065%, B:0.0010~ 0.0020%, P:0.020%이하, S:0.010%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 1200℃ 이상에서 가열한 후 열간압연하고, 상온까지 공냉한 후 930~950℃로 재가열하여 오스테나이트화한 후, 상온까지 수냉한 다음, 630~650℃의 온도범위에서 템퍼링하는 것을 특징으로 하는 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강의 제 조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서, 상기 C는 강도와 소입성을 확보하기 위한 가장 기본적인 원소로, 강도 확보를 위해서는 0.07%이상 첨가되는 것이 바람직하고, 용접성을 고려하여 그 상한은 0.15%이하로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 Mn은 소입성을 증가시키는 원소로, 적성 소입성의 확보를 위해서는 0.9%이상 첨가되어야 하지만, 편석이 심한 원소이므로 그 상한은 1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Si은 탈산제로 첨가되는 원소로, 다량첨가시 소입성을 저하시키므로 0.3%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Ni은 저온인성을 확보하기 위해서 1.0%이상은 첨가하여야 하지만, 고가의 원소이므로 1.2%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Cr은 템퍼링시 탄화물로 석출하여 강도를 증가시키는 원소로, 적정강도를 얻기 위하여 0.4~0.6%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Mo은 경화능을 증대시키고 템퍼링시 석출하여 강도를 증가시키는 원소로, 적정강도를 얻기 위해서는 그 함량은 0.4~0.6%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 V은 탄질화물로 석출하여 강도를 증가시키는 원소로, 0.04%이상 첨가하여야 석출강화효과가 있다. 그러나, 고가이므로 0.06%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Sol.Al은 본 발명의 핵심원소로 종래강에서는 탈산제로 0.025~0.035%정도 첨가하였지만, 본 발명강에서는 0.055~0.065% 첨가되어 탈산제의 역할뿐 아니라 질소와 결합하여 AlN으로 존재함으로써 열처리시 고용 B의 적정량이 유지될 수 있도록 완충 열할을 한다.

상기 B은 소입성을 확보하기 위해서는 0.0010%이상 첨가할 필요가 있지만, 0.0020%보다 많이 첨가하면 조대한 탄질화물을 형성하여 소입성이 떨어지므로, 그 함량은 0.0010~0.0020%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 P은 충격인성을 해치고 소려취성을 유발하는 원소이므로, 그 함량은 0.020%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 S은 충격인성과 용접성을 해치는 원소이므로, 그 함량은 0.010%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성된 강 슬라브는 재가열후 열간압연하고 상온까지 공냉하는데, 이 때 슬라브 가열온도는 1200℃ 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 만일, 그 온도가 1200℃ 미만인 경우에는 첨가된 합금원소의 고용효과가 저하한다.

다음에, 열연강판을 930~950℃의 온도로 재가열하여 오스테나이트화한 후, 상온까지 수냉하는데, 상기 오스테나이트화 열처리 온도가 930℃미만이면 탄화물의 고용이 충분히 이루어지지 않아서 템퍼링 후 탄화물의 석출에 의한 강도 상승 효과가 없고, 950℃보다 높으면 오스테나이트 결정립의 조대화가 일어나기 때문에, 그 온도는 상기한 바와 같이, 930~950℃로 설정하는 것이 바람직하다.

그 다음, 템퍼링을 실시하는데, 그 온도는 Cr, Mo, 및 V 탄화물의 석출이 충분히 일어날 수 있는 630~650℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예)

하기 표1의 화학성분으로 조성되는 강 슬라브를 재가열하고, 하기 표2와 같 은 판두께로 열간압연 하고 상온까지 공냉한 후, 950℃로 재가열하는 오스테나이트화 열처리를 하고, 다시 상온까지 수냉한 다음 650℃에서 템퍼링을 실시하였다.

그 후, 판두께에 따른 기계적 성질을 측정하고, 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.

구분	C	Mn	Si	P	S	Ni	Cr	Mo	V	Ti	Sol,AI	B
발명강A	0.08	0.95	0.23	0.013	0.005	1.05	0.45	0.45	0.05	-	0.055	0.0011
발명강B	0.12	0.98	0.25	0.012	0.003	1.00	0.40	0.48	0.04	-	0.064	0.0012
종래강1	0.13	0.91	0.24	0.014	0.003	1.05	0.45	0.45	0.04	0.012	0.030	0.0012
종랭강2	0.12	0.98	0.26	0.013	0.004	1.02	0.44	0.45	0.05	0.011	0.035	0.0013

구분		판두께 (mm)	인장특성			충격흡수에너지 vE-40℃ (J)
구분		판두께 (mm)	항복강도 (kgf/㎟)	인장강도 (kgf/㎟)	연신율 (%)	충격흡수에너지 vE-40℃ (J)
발명재1	발명강A	25	77.1	85.4	27	235
발명재2	발명강A	60	75.4	84.5	26	212
발명재3	발명강B	30	77.9	87.0	26	240
발명재4	발명강B	63	76.4	85.2	25	217
종래재1	종래강1	30	78.0	88.3	26	232
종래재2	종래강1	65	77.1	85.2	25	45
종래재3	종래강2	24	78.6	87.0	28	210
종래재4	종래강2	60	77.2	85.4	26	47

상기 표2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 발명강으로 제조된 발명재(1)~(4)는 판두께에 관계없이 -40℃에서의 충격인성(충격흡수에너지)이 200J이상으로 안정된 값을 보이고 있는 것에 반하여, 종래강으로 제조된 종래재(2)는 판두께 65mm의 충격인성이 45J로서 규격 요구치의 하한값을 보이고 있다.

상기와 같이, 본 발명강이 종래강에 비하여 판두께에 관계없이 충격인성이 안정된 값을 보이는 이유는, 질소 고정원소인 Ti을 이용하지 않고, Sol. Al의 함량을 높여서 다량의 AlN을 석출시킴으로써, 고용 B의 적정량을 유지시키고, 이로 인해 후물재의 충격인성 열화현상을 방지하였기 때문이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 강성분 중 Ti을 첨가하지 않고, sol.Al은 상향첨가하여 고용 B의 함량을 적정수준으로 유지함으로써,저온에서도 후물재의 충격인성을 안정적으로 확보할 수 있는 80kgf/㎟급 고장력강을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

중량%로 C:0.07~0.15%, Mn:0.9~1.0%, Si:0.3%이하, Ni:1.0~1.2%, Cr:0.4~0.6%, Mo:0.4~0.6%, V:0.04~0.06%, Sol.Al:0.055~0.065%, B:0.0010~ 0.0020%, P:0.020%이하, S:0.010%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강 슬라브를 1200℃ 이상에서 가열한 후 열간압연하고, 상온까지 공냉한 후 930~950℃로 재가열하여 오스테나이트화한 후 상온까지 수냉한 다음, 630~650℃의 온도범위에서 템퍼링하는 것을 특징으로 하는 인장강도 80kgf/㎟급 고장력강의 제조방법