KR101024724B1 - 시어 절단성이 우수한 대입열 용접용 후강판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 대입열 용접에서도 양호한 HAZ 인성을 나타내는 동시에, 시어 전단기에 의해 절단한 경우라도 시어 절단 깨짐이 발생하지 않는 시어 절단성이 우수한 후강판을 제공하는 것이다.

본 발명의 후강판은 화학 성분 조성을 적절하게 조정하는 동시에, 하기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 후강판이며, 또한 베이나이트 분율이 95 면적％ 이상의 조직이고, 베이나이트의 블록 사이즈의 평균 원 상당 직경이 40 ㎛ 이하인 동시에, 베이나이트의 블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 상기 평균 원 상당 직경의 차가 40 ㎛ 이하이다.

1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.0 … (1)

40 ≤ X값 ≤ 160 … (2)

X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb]

+ 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]

[식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타냄]

후강판, 시어 절단성, 대입열 용접, 모재 인성, HAZ 인성

Description

시어 절단성이 우수한 대입열 용접용 후강판{THICK STEEL PLATE WITH EXCELLENT SHEAR CUTTING PROPERTY FOR LARGE HEAT-INPUT WELD}

본 발명은, 예를 들어 선박이나 해양 구조물 등의 용접 구조물에 적용되는 후강판에 관한 것으로, 특히 대입열 용접 후의 열 영향부(Heat Affected Zone : HAZ)의 인성이 우수한 동시에, 시어 절단성도 우수한 후강판에 관한 것이다.

최근 예를 들어 컨테이너선 등의 대형화가 진행되어, 판 두께가 40 ㎜ 이상인 후강판이 이용되는 경우가 있다. 이러한 후강판을 효율적으로 용접하기 위해, 입열량이 40 kJ/㎜ 이상인 대입열 용접 혹은 초대입열 용접(이하,「대입열 용접」으로 대표하는 경우가 있음)을 행하는 것이 요구되고 있다.

그러나 대입열 용접을 행하면, HAZ가 고온의 오스테나이트 영역까지 가열된 후 서랭되므로, 그 조직이 조대화되어 HAZ 인성(靭性)이 현저하게 열화된다고 하는 문제가 있다. 이러한 것으로부터, 종래에는 부득이하게 용접 입열량의 제한을 하게 되어 있었다.

이러한 대입열 용접으로 양호한 HAZ 인성을 달성하기 위해, 예를 들어 특허 문헌 1은 후강판 중의 C 함유량을 저감시키는 동시에, 불가피하게 혼입되어 오는 P 의 함유량을 제한하고, 덧붙여 Nb 및 B의 함유량을 적절한 범위로 제어하는 것을 제안하고 있다. 또한 특허 문헌 2는, 용접용 강 중에 존재하는 TiN계 개재물 중에 Nb를 적극적으로 함유시켜 조대 페라이트의 생성을 억제하고 있다. 그러나 이들 기술에서는 TiN이 부족하거나, 또는 TiN이 충분한 경우에는 그 TiN이 조대화되어 있거나 CaO 산화물 등에 의한 핀 고정 효과가 충분하지 않으므로, HAZ 인성의 가일층의 개선의 여지가 있다. 또한, 후술하는 모재 강판의 시어 절단성에 대해서는 고려되어 있지 않다.

특허 문헌 3은 강재에 N을 비교적 다량으로 함유시키고, 또한 Ti와 B의 함유량 밸런스를 적절하게 제어하는 것을 제안하고 있다. 그러나 이러한 기술에 있어서도, TiN이나 BN의 석출량이 충분하지 않거나 미세하지 않고, 또한 Nb 무첨가로 켄칭성이 낮기 때문에 페라이트가 조대해지므로, HAZ 인성의 가일층의 개선의 여지가 있다. 또한, 후술하는 모재 강판의 시어 절단성에 대해서는 고려되어 있지 않다.

한편, 열간 압연에 의해 소정의 판 두께로 압연된 후강판은 냉각 바닥에서 냉각된 후 치수 측정 작업이 행해지고 치수 측정된 후강판은 소정 치수의 폭 및 길이로 절단되게 된다. 그리고 이 절단은, 전단기에 의한 절단이나 가스 절단이 행해진다. 통상, 판 두께가 50 ㎜ 정도보다도 얇은 후강판에서는 전단기에 의해 절단되고, 판 두께가 50 ㎜ 정도보다도 두꺼운 후강판에서는 가스 절단이 행해지고 있지만, 상기 전단기로서는 후강판의 상부 및 하부를 절단하는 클록 시어, 귀부를 절단하는 사이드 시어, 후강판의 폭 방향을 2분할하는 슬리터, 길이 방향을 소정의 치수로 절단하는 엔드 시어 등이 있고, 이들 전단기로 구성되는 절단 라인을 통과시킴으로써 후강판이 소정의 치수로 되는 것으로 된다.

상기한 바와 같은 전단 공정에 있어서 발생하는 강판 절단면의 불량은 불균일, 버어, 기계 깨짐, 절입, 단차 등이 알려져 있고, 이들이 발생 혹은 커진 경우에는 그 상태로는 제품으로서는 사용할 수 없고 블라인더 연마 등의 손질이나 재절단이 필요해져 수율의 저하나 제조 비용의 상승을 초래하게 된다.

상기한 바와 같은 절단면 불량의 대책으로서, 지금까지 다양한 제안이 이루어져 있다. 이러한 기술로서, 예를 들어 비특허 문헌 1에는 이들 절단면 불량은 전단기의 설비적인 조건에 따라 정해지는 정도가 크다고 하여 전단기의 설비 조건을 적정값으로 관리하는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허 문헌 4에는 불균일을 적게 하는 방법으로서 절단선을 포함하는 크롭부를 예열한 후 전단기에 의해 절단하는 방법이 개시되어 있다.

본 발명자들이 종래의 기술에 대해 검토한 바에 따르면, 전단기의 설비 조건을 적절하게 관리해도 기계 구조용, 건축 토목용 및 라인 파이프용으로서 적용되는 인장 강도가 550 ㎫ 이상의 고인성 고강도 후강판의 파단면에는, 발생 빈도는 적지만 판 두께 중심부를 따른 깨짐(이하,「시어 절단 깨짐」이라 함)이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

상기한 바와 같은 각종 용도에 적용되는 후강판은, 단기간에 대량 생산할 필요가 있어 예열되지 않고 전단기로 절단되는 것이다. 시어 절단 깨짐이 발생한 경우, 오프라인에 있어서의 가스 절단에 의해 재절단을 행하여 깨짐 부분을 제거해야 해, 부득이하게 대폭적인 공사 기간 연장과 제조 비용이 증가되는 것으로 된다. 그러나 지금까지 이러한 시어 절단 깨짐을 효과적으로 방지할 수 있는 기술이 확립되어 있지 않은 것이 실정이다.

시어 절단 깨짐을 방지하는 기술로서, 예를 들어 특허 문헌 5에는 압연 후의 냉각 속도를 증대시킴으로써(가속 냉각), 강재 중의 편석을 조정하여 시어 절단성을 개선한 기술이 제안되어 있지만, 고속 냉각을 실시하는 것이므로 제조할 수 있는 강도 범위가 한정되는 등의 문제가 있어, 시어 절단 깨짐에의 대책으로서는 불충분하다.

[특허 문헌 1] 일본 특허출원공개 제2003-166033호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허출원공개 제2004-218010호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허출원공개 제2005-200716호 공보

[특허 문헌 4] 일본 특허출원공개 평6-190627호 공보

[특허 문헌 5] 일본 특허출원공개 제2001-26821호 공보

[비특허 문헌 1] 「철강 편람 제3권 III (1) 압연 기초·강판」(일본 철강 협회편, 제3판, 제285 페이지)

본 발명은 이러한 상황하에서 이루어진 것이며, 그 목적은 대입열 용접에서도 양호한 HAZ 인성을 나타내는 동시에, 시어 전단기에 의해 절단한 경우라도 시어 절단 깨짐이 발생하지 않는 시어 절단성이 우수한 후강판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 후강판이라 함은, C : 0.030 내지 0.15 ％(질량％의 의미, 이하 동일), Si : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Mn : 0.8 내지 2.0 ％, P : 0.03 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), S : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Al : 0.01 내지 0.10 ％, Ti : 0.015 내지 0.03 ％, B : 0.0010 내지 0.0035 ％, N : 0.0050 내지 0.01 ％, Ca : 0.005 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), 0 : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 각각 함유하는 동시에, 하기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 후강판이며, 또한 베이나이트 분율이 95 면적％ 이상의 조직이고, 베이나이트의 블록 사이즈의 평균 원 상당 직경이 40 ㎛ 이하인 동시에, 베이나이트의 블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 상기 평균 원 상당 직경의 차가 40 ㎛ 이하인 점에 요지를 갖는 것이다. 또한, 상기「원 상당 직경」이라 함은, 베이나이트·블록의 크기에 착안하여 그 면적이 동등해지도록 상정한 원의 직경을 구한 것이다.

1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.0 … (1)

40 ≤ X값 ≤ 160 … (2)

X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb]

+ 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]

[식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타냄]

본 발명의 후강판에서는, 양호한 저온 인성 및 HAZ 인성의 관점에서, (a) δ영역의 온도 범위가 40 ℃ 이하인 것이나, (b) 깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에 있어서, Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경이 43 ㎚ 이하인 것 등의 요건을 만족시키는 것이 바람직하다. 또한,「Ti계 탄·질화물」이라 함은 Ti를 포함하는 탄화물, 질화물 중 어느 하나를 포함하는 취지이다.

본 발명의 후강판은, 상기한 C, Si, Mn, P, S, Al, Ti, B, N, Ca, O를 각각 소정량 함유하는 동시에 상기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 후강판이며, 잔량부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 기본으로 하는 것이다. 그러나 필요에 따라, (a) Nb : 0.035 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (b) Cu : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Ni : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및 Cr : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, (c) Mo : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (d) V : 0.1 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (e) Mg, Sr, Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (f) 희토류 원소 : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (g) Zr, Ta 및 Hf로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.05 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (h) Co : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및/또는 W : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 등을 더 함유하는 것도 유용하며, 함유되는 성 분에 따라서 강판의 특성이 더욱 개선된다.

본 발명에 따르면, 각 성분의 양 및 조직을 적절한 범위 내에 수용하는 동시에, 상기 (1)식 및 (2)식을 만족하도록 화학 성분 조성을 조정하고, 또한 베이나이트의 블록 사이즈의 평균 원 상당 직경이나, 베이나이트의 블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 상기 평균 원 상당 직경의 차를 적절하게 제어함으로써 대입열 용접에서도 우수한 HAZ 인성을 나타내는 동시에, 시어 절단성도 우수한 후강판을 실현할 수 있었다.

본 발명자들은 Ti계 탄·질화물을 미세화함으로써, 대입열 용접에서도 양호한 HAZ 인성을 달성시키는 것을 시험하였다. 종래의 Ti계 탄·질화물의 분산 상태는 용강 응고시의 냉각 속도가 일정하면, Ti, N의 첨가 밸런스에 의해서만 정해지는 것이라 생각되어 왔다. 그러나 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 강의 상태도에 있어서 나타내어지는δ영역의 온도 범위를 축소시킴으로써 동일한 Ti, N 첨가량으로도 Ti계 탄·질화물을 미세 분산시킬 수 있는 것을 발견하였다.

상기 (2)식의 관계를 규정하는 X값은 δ영역의 온도 범위에 관한 함수이다. 본 발명자들은 HAZ 인성의 개선을 시험하여 상기 (2)식의 관계를 발견하였지만, 우선 그 경위에 대해 설명한다. 상기「δ영역」이라 함은, 강의 상태도에 있어서 δ철이 포함되는 영역을 의미한다. 이「δ철이 포함되는 영역」은, δ철뿐인 영역 외에도 δ + γ의 2상 영역 등, δ철과 다른 상태가 포함되는 영역도 포함한다. 그리고「δ영역의 온도 범위」라 함은, δ철이 포함되는 온도 범위(δ영역의 상한 온도와 하한 온도와의 차)를 말한다. 여기서 특정 조성의 강에 있어서, 예를 들어 δ철만의 온도 범위와 δ + γ철의 온도 범위가 있는 경우, 이들 온도 범위의 합계가 δ영역의 온도 범위이다. 이 δ영역의 온도 범위는 종합 열역학 계산 소프트웨어(Thermo-calc, CRC 종합 연구소로부터 구입 가능)에 강판의 화학 성분 조성을 입력함으로써 계산할 수 있다.

이 δ철 중에서는 Ti의 확산 속도가 빠르기 때문에, δ영역의 온도 범위가 넓으면 δ철이 존재하는 시간이 길어져, 조대한 Ti계 탄·질화물이 형성되어 쉬워질 것이라 고려된다. 그래서 화학 성분 조성을 조정하여 δ영역의 온도 범위를 축소함으로써, Ti계 탄·질화물을 미세화하는 것을 검토하였다. 그로 인해 Thermo-calc의 계산에서, 특정 성분을 기준으로 화학 성분량의 1개만을 변경함으로써 각 화학 성분의 δ영역의 온도 범위로의 영향을 조사하였다. 그러한 검토에 의해, δ영역의 온도 범위와 상관 관계에 있고, 화학 성분 조성의 함수로 나타내어지는 X값을 결정하였다 :

X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb]

+ 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]

[식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타냄]

X값의 상기 식 중의 계수는, 특정 성분의 강으로부터 각 화학 성분을 변화시킨 경우의 δ영역의 온도 범위의 변화량에 대응한다. 구체적으로는, 예를 들어 [C]의 계수인「500」은 C량을 0.01 ％만큼 증대시켰을 때에, Thermo-calc의 계산에 서 δ영역의 온도 범위가 약 5 ℃ 감소하는 것을 의미한다. 그리고 X값과 δ영역의 온도 범위는 거의 반비례 관계(X값이 증대하면, δ영역의 온도 범위는 감소한다고 하는 관계)에 있다.

또한, 상기 X값을 규정하는 원소 중에는 본 발명의 후강판의 기본 성분(C, Si, Mn) 이외에도 필요에 따라 함유되는 것도 포함되지만(Nb, Cu, Ni, Cr, Mo, V 등), 이들 원소를 포함하지 않을 때에는 이들 항목이 없는 것으로 하여 X값을 계산하고, 이들 원소를 포함할 때에는 상기 식으로부터 X값을 계산하면 된다.

이러한 생각을 기초로 하여 다양한 X값을 갖는 강판을 제조하여 조사한 바, X값을 증대시킴으로써 Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경을 미세화할 수 있어 HAZ 인성을 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다.

그리고 X값을 증대시킴으로써 또한 강판의 저온 인성도 향상되는 것을 발견하였다. 이 현상은 X값을 증대시킴으로써, Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경이 감소한 것에 따른 것이라 추정된다.

상기와 같이 본 발명의 후강판은 그 화학 성분 조성이 하기 (2)식 :

40 ≤ X값 ≤ 160 … (2)

X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb]

+ 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]

[식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타냄]

를 만족하고 있는 점에 큰 특징이 있다. 단, 본 발명은 상기한 바와 같은 추정 이유(δ영역의 온도 범위의 감소에 의한 탄·질화물의 평균 입자 직경의 감소, 평균 입자 직경의 감소에 의한 HAZ 인성 및 저온 인성의 향상 등)에는 제한되지 않고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 정해진다. 즉, 특허청구범위에 규정하는 구성 요건을 만족시키는 후강판은 본 발명의 범위 내에 포함된다.

각 화학 성분량이 적정 범위 내이면, X값이 커질수록 Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경 및 HAZ 인성 및 모재 인성이 향상된다. 이 X값의 하한은 40(바람직하게는 45, 보다 바람직하게는 50)이다. X값의 상한은 각 화학 성분의 적정량으로부터 정해지고, 160(바람직하게는 100 이하, 보다 바람직하게는 75 이하)이다. 경질상 MA 조직(마르텐사이트-오스테나이트의 혼합 조직)의 생성 억제의 관점에서, X값의 바람직한 상한은 75이다.

본 발명의 후강판에서는 X값이 40 이상으로 되도록 화학 성분 조성을 조정함으로써 Ti계 탄·질화물을 미세하게 하고 있다. 그러나 Ti 함유량과 N 함유량의 균형이 무너지면 강판의 인성, 특히 HAZ 인성이 열화된다. 구체적으로는 Ti 함유량[Ti]과 N 함유[N]의 비([Ti]/[N])가 4.0을 초과하는 경우에는 Ti계 탄·질화물이 조대해져 HAZ 인성이 저하된다. 반대로 1.5 미만이면, 과잉 N의 영향으로 저온 인성 및 HAZ 인성이 저하된다. 따라서 본 발명의 후강판에서는, X값을 규정하는 상기 (2)식에 부가하여 하기 (1)식 : 1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.0 … (1)

을 충족시키도록 Ti 함유량[Ti]과 N 함유량[N]의 균형이 도모되어 있는 것도 특징 중 하나로 한다. 이 [Ti]/[N]의 바람직한 하한은 2.0이고, 바람직한 상한은 3.5이다.

인성의 관점에서, 본 발명의 후강판 중의 Ti계 탄·질화물은 미세한 것이 바 람직하다. 따라서 본 발명의 후강판 중의 Ti계 탄·질화물은, 바람직하게는 43 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 40 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 35 ㎚ 이하이다.

본 발명에 있어서의 Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경의 값은, 이하와 같이 하여 측정한 값이다. 우선, 강판의 열이력을 대표하는 부분으로서 깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)를, 투과형 전자 현미경(TEM)으로, 관찰 배율 6만배 이상, 관찰 시야 2.0 ㎛ × 2.0 ㎛ 이상, 관찰 부위 5부위 이상의 조건으로 관찰한다. 그리고 그 시야 중의 각 탄·질화물의 면적을 측정하여, 이 면적으로부터 각 탄·질화물의 원 상당 직경을 산출한다. 이 각 탄·질화물의 원 상당 직경을 산술 평균(상가 평균)하여 얻어지는 값을, 본 발명에 있어서의 Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경으로 한다.

또한, Ti계 탄·질화물인지의 판별은 각 탄·질화물 입자의 주체로 되는 성분에 의해 정해진다. 즉,「Ti계 탄·질화물」이라 함은 탄소 및 질소를 제외한 나머지 원소의 합계 질량을 100 ％로 하였을 때, Ti의 비율이 50 질량％ 이상으로 되는 것을 말한다. 원소의 양은 에너지 분산형 X선 검출기(EDX)에 의해 결정할 수 있다. 단, 지나치게 미세한 탄·질화물은 측정할 수 없으므로, 본 발명에 있어서의「Ti계 탄·질화물」은 5 ㎚ 이상인 것으로 한정한다.

후강판에서는 상기한 바와 같이 HAZ 인성이 양호한 것에 부가하여 시어 절단성이 우수한 것도 요구된다. 시어 절단 후의 절단면의 불량이 존재하면 그 상태로는 제품으로서 사용할 수 없고, 글라인더 등에 의한 손질이나 재절단이 필요해져 수율의 저하나 제조 비용의 상승을 초래하게 된다. 본 발명자들은 시어 절단성의 향상을 아울러 달성한다고 하는 관점에서도 검토를 거듭해 왔다. 그 결과, 후강판의 조직을 베이나이트 주체로 하는(베이나이트 분율이 95 면적％ 이상) 동시에, 베이나이트의 블록 사이즈(이하,「베이나이트·블록 사이즈」라 기재함)에 착안한 조직 제어를 하면 시어 절단성이 양호해질 수 있는 것을 발견하였다.

본 발명의 후강판에서는 베이나이트·블록 사이즈의 평균 원 상당 직경을 40 ㎛ 이하로 하는 동시에, 베이나이트·블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 상기 평균 원 상당 직경의 차를 40 ㎛ 이하로 제어하여 조직의 변동을 작게 함으로써 우수한 시어 절단성을 실현할 수 있다. 베이나이트 조직을 제어함으로써 시어 절단성이 양호해지는 메커니즘에 대해서는 충분히 명백하게 할 수 있었던 것은 아니지만, 필시 조직이 미세 균일할수록 국부적(미크로)인 응력 집중이 감소하고, 또한 소재 자체도 강인해지므로 벽개면(劈開面)을 따라 깨지는 일이 적어질 것이라 추정된다.

상기한 효과를 발휘시키기 위해서는, 베이나이트·블록 사이즈가 평균 원 상당 직경으로 40 ㎛ 이하일 필요가 있지만, 베이나이트·블록 사이즈는 미세할수록 좋고, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하(더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하)이다. 또한 베이나이트·블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 상기 평균 원 상당 직경의 차는, 조직의 변동을 작게 한다고 하는 관점에서 40 ㎛ 이하로 제어되는 것이지만, 이 차의 값도 작으면 작을수록 바람직하고, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하(더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하)이다.

베이나이트·블록 사이즈는 EBSP 해석 장치(Electoron Backscatter Pattern 해석 장치 :「TexSEM」Laboratories사제) 및 FE-SEM(전해 방출형 주사 전자 현미경 :「XL30S-FEG」Philips사제)을 이용하여 측정하였다. 경각이 15°이상인 경계를 베이나이트·블록으로 하여, 그 크기(원 상당 직경)를 측정하였다. 이때의 측정 조건은, 측정 영역 : 250 ㎛ × 250 ㎛, 측정 피치 : 0.4 ㎛ 간격으로 하고, 측정 방위의 신뢰성을 나타내는 컨피던스·인덱스(Confidence Index)가 0.1보다도 작은 측정점은 해석 대상으로부터 제외하였다. 또한, 베이나이트·블록 사이즈가 2.0 ㎜ 이하인 것에 대해서는 측정 노이즈라고 판단하여, 베이나이트·블록 사이즈의 평균 계산의 대상으로부터 제외하였다.

본 발명에서는 베이나이트를 주체로 하는 조직인 것이 필요하다. 또한 베이나이트·블록 사이즈를 상기와 같이 규정함으로써, 양호한 시어 절단성이 발휘되는 것으로 된다. 단, 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는 반드시 100 면적％가 베이나이트 조직일 필요는 없으며, 베이나이트 분율로 95 면적％ 이상이면 좋다. 베이나이트 이외의 조직으로서는 마르텐사이트, 페라이트 또는 펄라이트 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 베이나이트 분율은 하기의 방법에 따라서 측정하였다.

[베이나이트 분율의 측정 방법]

각 강판의 t/4(t : 판 두께) 위치로부터 채취한 한 변이 2 ㎝인 정사각형의 시험편을 경면 연마한 후, 나이탈 부식액(2 ％초산-에탄올 용액)으로 에칭하고, 광학 현미경에 의해 조직을 관찰하고(배율 : 100배), n = 10(회)로 하여 촬영한 사진을 화상 해석 장치(Media Cybernetics제 : Imega-Pro Plus)에 의해 베이나이트 분 율을 산출하였다. 이때, 페라이트 이외의 래스(lath) 형상 조직은 모두 베이나이트라고 간주하였다.

본 발명의 후강판은 그 화학 성분 조성이 상기 (1)식 및 (2)식의 관계를 만족하는 동시에 베이나이트, 블록 사이즈를 제어함으로써 HAZ 인성과 함께 시어 절단성이 우수한 것으로 된다. 그러나 이들의 요건을 만족하고 있어도, 각각의 화학 성분(각 원소)의 함유량이 적정 범위 내에 없으면 상기한 효과를 달성할 수 없다. 따라서 본 발명의 후강판은 상기 (1)식 및 (2)식 및 베이나이트·블록 사이즈가 규정 범위를 만족하는 것에 부가하여, 각각의 화학 성분의 양이, 이하에 기재하는 바와 같은 적정 범위 내에 있는 것도 특징으로 한다. 이하, 화학 성분에 대해 각각 설명한다.

[C : 0.030 내지 0.15 ％]

C는 강판의 강도를 확보하기 위해 필요한 원소이며, 또한 강의 상태도에 있어서의 δ영역의 온도 범위를 축소시키기 위해 유효한 원소이다. C 함유량이 0.030 ％ 미만에서는 그들의 효과가 발휘되지 않게 된다. 한편, C 함유량이 0.15 ％를 초과하면 경질의 제2상 MA 조직이 지나치게 많아져, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하된다. 그래서 C 함유량을 0.030 내지 0.15 ％로 정하였다. C 함유량의 바람직한 하한은 0.040 ％이고(보다 바람직하게는 0.050 ％ 이상), 바람직한 상한은 0.10 ％(보다 바람직하게는 0.070 ％ 이하)이다.

[Si : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Si는 강판의 강도를 확보하기 위해 유효한 원소이며, 그것을 위해서는 0.01 ％ 이상(보다 바람직하게는 0.10 ％ 이상) 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나 Si를 과잉으로 함유시키면 MA 조직이 많이 생성되어 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되므로, 그 상한을 1.0 ％로 할 필요가 있다. Si량의 바람직한 상한은 0.8 ％이고, 보다 바람직하게는 0.50 ％, 더욱 바람직하게는 0.40 ％이다.

[Mn : 0.8 내지 2.0 ％]

Mn은 켄칭성을 향상시켜 강판의 강도를 확보하는 데도 유효한 원소이다. Mn 함유량이 0.8 ％ 미만에서는 강도 확보의 작용이 충분히 발휘되지 않는다. 한편, Mn 함유량이 2.0 ％를 초과하면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하된다. 그래서 Mn 함유량을 0.8 내지 2.0 ％로 정하였다. Mn 함유량의 바람직한 하한은 1.00 ％이고, 보다 바람직하게는 1.20 ％, 더욱 바람직하게는 1.50 ％이다. 한편, Mn량의 바람직한 상한은 1.80 ％, 보다 바람직하게는 1.60 ％이다.

[P : 0.03 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

불순물 원소인 P는 모재 인성 및 HAZ 인성에 악영향을 미치므로, 그 양은 가능한 한 적은 것이 바람직하다. 따라서 P량은 0.03 ％ 이하, 바람직하게는 0.010 ％ 이하이다. 그러나 공업적으로 강 중의 P량을 0 ％로 하는 것은 곤란하다.

[S : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

S는 MnS를 형성하여 연성을 저하시키는 원소로, 특히 고장력 강에 있어서 악영향이 커지므로 그 양은 가능한 한 적은 것이 바람직하다. 따라서 S량은 0.01 ％ 이하, 바람직하게는 0.005 ％ 이하이다. 그러나 공업적으로 강 중의 S량을 0 ％로 하는 것은 곤란하다.

[Al : 0.01 내지 0.10 ％]

Al은 탈산 및 미크로 조직의 미세화에 의해 모재 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Al을 0.01 ％ 이상 함유시킨다. 단, Al을 과잉으로 함유시키면 오히려 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되므로 상한을 0.10 ％로 한다. Al 함유량의 바람직한 하한은 0.020 ％이다. 한편, 그 바람직한 상한은 0.060 ％이고, 보다 바람직하게는 0.040 ％ 이하이다.

[Ti : 0.015 내지 0.03 ％]

Ti는 N과 미세한 질화물을 형성하고, 용접시에 있어서의 HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제함으로써(이른바, 피닝 효과), HAZ 인성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Ti를 0.015 ％ 이상 함유한다. 그러나 Ti 함유량이 과잉으로 되면, 오히려 HAZ 인성이 열화되므로 Ti 함유량의 상한을 0.03 ％로 정하였다. Ti 함유량은 바람직하게는 0.017 ％ 이상, 0.020 ％ 이하로 하는 것이 좋다.

[B : 0.0010 내지 0.0035 ％]

B는 대입열 용접시에 HAZ, 특히 본드부의 부근에서 BN을 핵으로 한 립(粒) 내 페라이트를 생성시키는 동시에, 고용 N의 고정 작용도 가져 HAZ 인성 개선에 중요한 원소이다. 본 발명에서는 그 효과를 충분히 발휘시키기 위해 B를, 통상의 후강판 중의 함유량보다도 많게, 0.0010 ％ 이상 함유시키고 있다. 그러나 B 함유량이 과잉으로 되면 대입열 용접시에 조대한 베이나이트 조직이 형성되므로 오히려 HAZ 인성이 열화된다. 그로 인해 B 함유량의 상한을 0.0035 ％로 정하였다. B 함 유량의 바람직한 하한은 0.0015 ％(보다 바람직하게는 0.0020 ％ 이상), 바람직한 상한은 0.0030 ％(보다 바람직하게는 0.0025 ％ 이하)이다.

[N : 0.0050 내지 0.01 ％]

N은 Ti와 결합하여 미세한 탄질화물을 형성하고, 대입열 용접시에 오스테나이트립의 조대화를 억제하여 HAZ 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. N 함유량이 지나치게 적으면 상기 효과가 충분히 발휘되지 않으므로, 그 하한을 0.0050 ％로 정하였다. 한편, N 함유량이 과잉으로 되면, 모재 인성 및 HAZ 인성에 악영향을 미치므로 그 상한을 0.01 ％로 정하였다. N 함유량의 바람직한 하한은 0.0055 ％이고, 보다 바람직하게는 0.0060 ％ 이상이다. 또한 N 함유량의 바람직한 상한은 0.0090 ％이고, 보다 바람직하게는 0.0080 ％ 이하이다.

[Ca : 0.005 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Ca는 HAZ 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 상세하게는, Ca는 MnS를 구형화한다고 하는 개재물의 형태 제어에 의한 이방성을 저감시킴으로써 HAZ 인성을 향상시킨다. 한편, CaS, CaO를 형성하고 HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제함으로써 HAZ 인성을 향상시킨다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해 강판 중에, Ca를 바람직하게는 0.0005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나 Ca의 함유량이 과잉이면 오히려 모재 인성 및 HAZ 인성을 열화시키므로 그 상한을 0.005 ％로 정하였다. Ca량의 바람직한 상한은 0.0030 ％이고, 보다 바람직하게는 0.0025 ％이다.

[0 : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

O는 Al, Ca, Mg 등과 반응하여 고온에서 안정된 산화물을 형성하고, HAZ의 구 오스테나이트립의 조대화를 방지하는 데 유효하게 작용하는 원소이다. 이러한 효과는 그 함유량이 많아질수록 증대되지만, 과잉으로 되면 청정도가 저하되어 버려 HAZ 인성이 오히려 저하되므로 그 상한을 0.01 ％로 정하였다.

본 발명의 후강판은 상기 성분 외에는 기본적으로 Fe 및 불가피 불순물로 이루어진다. 그러나 본 발명은 다른 원소가 함유되는 후강판을 배제하는 것은 아니며, 본 발명의 범위에는 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위에서 다른 성분 원소를 함유하고 있는 후강판도 포함된다.

예를 들어 본 발명의 후강판에는, 상기 성분 외에 필요에 따라서 (a) Nb : 0.035 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (b) Cu : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Ni : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및 Cr : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, (c) : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (d) V : 0.1 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (e) Mg, Sr, Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 합계 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (f) 희토류 원소 : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (g) Zr, Ta 및 Hf로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.05 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), (h) Co : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및/또는 W : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 등을 더 함유시키는 것도 유효하고, 함유시키는 성분의 종류에 따라서 강판의 특성이 더욱 개선된다.

[Nb : 0.035 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Nb는 소지(素地)의 켄칭성을 향상시켜 강판의 강도를 높이기 위해 유효한 원소로, 필요에 따라 함유된다. 그러나 Nb 함유량이 과잉으로 되면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되므로 그 상한을 0.035 ％로 정하였다. Nb는, 그 효과를 발휘시키기 위해서는 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상 함유시키는 것이 좋다. 또한 Nb 함유량의 보다 바람직한 상한은 0.025 ％이고, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이하로 하는 것이 좋다.

[Cu : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Ni : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및 Cr : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상]

Cu, Ni 및 Cr은 모두 켄칭성을 높여 강도 향상에 기여하는 원소로, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이 중 Cu는, C와 마찬가지로 δ영역의 온도 범위를 축소시켜 Ti계 탄질화물을 미세화하는 효과를 갖는다고 생각된다. 또한 Ni도, δ영역의 온도 범위를 축소시키기 위해 유효한 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해, 모두 그 함유량은 바람직하게는 0.20 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.40 ％ 이상인 것이 추천된다. 이들의 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되는 경향이 있으므로 그 상한은 모두 2.0 ％로 정하였다. 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다.

[Mo : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Mo는 켄칭성을 높여 강도를 향상시키는 것에 부가하여 템퍼링 취성을 방지하기 위해 유효한 원소이며, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Mo 함유량은 바람직하게는 0.05 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이상인 것이 추천된다. 그러나 Mo 함유량이 과잉으로 되면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 열화되므로 그 상한을 1.0 ％로 정하였다. Mo 함유량은 보다 바람직하게는 0.50 ％ 이하이다.

[V : 0.1 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

V는 소량의 첨가에 의해 켄칭성 및 템퍼링 연화 저항을 높이는 효과를 갖는 원소이며, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해, V량은 바람직하게는 0.01 ％ 이상, 보다 바람직하게는 0.02 ％ 이상인 것이 추천된다. 그러나 V량이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 열화되므로 그 상한을 0.1 ％로 정하였다. V량은 바람직하게는 0.05 ％ 이하이다.

[Mg, Sr 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Mg, Sr 및 Ba는 후강판 중에 미세한 산화물을 생성하고, HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제함으로써 HAZ 인성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 이들 중 1종 이상(합계)을 0.0003 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나 이들의 함유량이 과잉으로 되면, 오히려 모재 인성 및 HAZ 인성을 열화시키므로 그 상한을 0.01 ％로 하였다. 보다 바람직한 상한은 0.0040 ％이고, 더욱 바람직하게는 0.0020 ％이다.

[희토류 원소 : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

희토류 원소(REM)는 산화물 또는 황화물로서 존재하고, HAZ의 오스테나이트 립 미세화나 페라이트 변태의 촉진 작용에 의해 HAZ 인성을 개선하는 작용이 있어, 필요에 따라 유효하게 활용할 수 있다. 그러나 REM을 과잉으로 함유시키면 HAZ 인성을 오히려 열화시키므로, 그 상한은 0.01 ％로 하는 것이 바람직하다. REM의 보다 바람직한 상한은 0.003 ％이다. 또한, 본 발명에서 이용하는 REM은 란타노이드 계열 희토류 원소 중 어느 하나를 포함하는 것이며, 이들 중 1종 이상을 함유시키면 좋다.

[Zr, Ta 및 Hf로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.05 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Zr, Ta 및 Hf는 Ti와 마찬가지로 탄소·질화물을 형성하고, 용접시에 있어서의 HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제하므로 HAZ 인성의 개선에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해, 상기 원소 중 1종 이상을 합계 0.001 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하지만, 이들의 함유량이 과잉으로 되면 모재 인성 및 HAZ 인성이 오히려 저하되므로, 이들의 원소를 함유시키는 경우 그 합계 0.05 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이하로 하는 것이 좋다.

[Co : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및/또는 W : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)]

Co 및 W는 켄칭성을 향상시켜 강판의 강도를 높이는 효과를 갖는 원소이다. 이러한 효과를 충분히 발휘시키기 위해, 이들 중 하나 또는 양쪽을 각각 0.2 ％ 이상으로 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나 이들의 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 열화되므로 이들의 양의 상한을 모두 2.5 ％로 정하였다.

본 발명의 후강판을 제조하는 데 있어서는, 상기한 바와 같이 화학 성분 조성, [Ti]/[N] 및 X값의 요건을 만족시키는 강을, 통상의 용제법(溶製法)에 의해 용제하고 이 용강을 냉각하여 슬래브로 한 후, 예를 들어 950 내지 1300 ℃의 범위로 가열한 후 열간 압연을 행하고, 850±50 ℃의 온도 범위에 있어서의 압연 패스수를 4회 이상으로 하고(단, 1패스당 압하량은 5 ㎜ 이상), 계속해서 750 내지 800 ℃에서의 누적 압하율을 10 내지 30 ％로 되도록 압연을 종료하고, 그 후 700 내지 400 ℃의 온도 범위를 5 ℃/초 이상으로 냉각하도록 하면 좋다.

상기 제조 조건에 있어서, 850±50 ℃의 온도 범위에 있어서의 압연 패스수를 4회 이상으로 1패스당 5 ㎜ 이상으로 하는 것은, 베이나이트·블록 사이즈의 미세화라고 하는 관점에서이며, 이때의 압연 패스수가 4회 미만으로 되면 베이나이트·블록 사이즈를 평균 원 상당 직경으로 40 ㎛ 이하로 할 수 없게 된다. 또한 750 내지 800 ℃에서의 누적 압하율을 10 내지 30 ％로 하는 것은, 베이나이트·블록 사이즈를 작게 하는 동시에 그 최대값을 작게 한다고 하는 관점에서이며, 이때의 압하율이 10 ％ 미만에서는 베이나이트·블록 사이즈의 평균 원 상당 직경이 40 ㎛를 초과하는 것으로 되고, 압하율이 30 ％를 초과하면 베이나이트·블록 사이즈의 최대 원 상당 직경이 커져, 이들의 차(베이나이트·블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 평균 원 상당 직경의 차)가 40 ㎛를 초과하는 것으로 된다.

또한 700 내지 400 ℃의 온도 범위를 5 ℃/초 이상으로 냉각하는 것은, 베이나이트가 변태하는 온도 영역(700 내지 400 ℃)을 가능한 한 빠르게 냉각함으로써 베이나이트·블록 사이즈를 작게 한다고 하는 관점에서이며, 이 온도 영역에서의 냉각 속도가 5 ℃/초 미만으로 되는 베이나이트·블록 사이즈의 평균 원 상당 직경이 40 ㎛를 초과하는 것으로 된다.

본 발명의 후강판은 X값을 제어하여 δ영역의 온도 범위를 좁게 하고 있으므로, 용강을 통상의 조건으로 냉각(예를 들어, 1500 ℃로부터 1100 ℃까지를 0.1 내지 2.0 ℃/초의 냉각 속도로 냉각)하여 슬래브를 형성함으로써, 충분히 작은 Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경을 형성할 수 있다. 단, 보다 미세한 탄·질화물을 형성시키기 위해 주조기의 냉각수량이나 냉각 방법을 변경시켜 응고시의 냉각 속도를 향상시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 후강판에 관한 것으로, 상기 분야에 있어서 후강판이라 함은 JIS로 정의되는 바와 같이, 일반적으로 판 두께가 3.0 ㎜ 이상인 것을 가리킨다. 그러나 본 발명의 후강판의 판 두께는, 바람직하게는 20 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 40 ㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 60 ㎜ 이상이다. 왜냐하면 본 발명의 후강판은, 입열량이 40 kJ/㎜인 대입열 용접 혹은 초대입열 용접이라도 양호한 HAZ 인성을 나타내기 때문에, 판 두께가 두꺼워도 입열량을 증대시킴으로써 효율적으로 용접할 수 있기 때문이다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 처음부터 이하의 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전·후기의 취지에 적합한 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

하기 표1 내지 표4에 나타내는 조성의 강을, 통상의 용제법에 의해 용제하고, 이 용강을 0.1 내지 2.0 ℃/분의 냉각 속도로 1500 ℃로부터 1100 ℃까지 냉각하여 슬래브로 한 후, 1100 ℃로 가열하여 열간 압연을 행하고, 경우에 따라 템퍼링을 행하여 판 두께 40 ㎜의 고장력 강판을 제조하였다. 이때 850±50 ℃의 온도 범위에 있어서의 압연 패스수(1패스당 압하량 : 시험 번호 78의 것은 4 ㎜, 그 이외는 10 ㎜), 750 내지 800 ℃에서의 누적 압하율 및 700 내지 400 ℃의 온도 범위에서의 냉각 속도를 제어하였다. 하기 표1 내지 표4에는 강판의 화학 성분 조성으로부터 계산한 [Ti]/[N], X값 및 Thermo-calc로부터 계산한 δ영역의 온도 범위의 값(표 중에서「δ영역」이라고 기재)을 병기하였다.

상기한 바와 같이 하여 제조한 강판에 대해, Ti계 탄·질화물의 입자 직경(평균, 최대), 강판의 인장 강도, 모재 인성, HAZ 인성 및 시어 절단성을 하기의 방법으로 측정하는 동시에, 베이나이트의 면적률을 전술한 방법에 의해 측정하였다. 이들의 결과를 제조 방법(850±50 ℃의 온도 범위에 있어서의 압연 패스수, 750 내지 800 ℃에서의 누적 압하율 및 700 내지 400 ℃에서의 온도 범위에서의 냉각 속도)과 함께 하기 표5 내지 표8에 나타낸다.

[Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경]

깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)를 투과형 전자 현미경(TEM)으로, 관찰 배율 6만배, 관찰 시야 2.0 ㎛ × 2.0 ㎛, 관찰 부위 5부위 조건으로 관찰하였다. 그리고 그 시야 중의 각 탄·질화물의 면적을 측정하고, 이 면적으로부터 각 탄·질화물의 원 상당 직경을 산출하였다. 이 각 탄질화물의 원 상당 직경을 산술 평균(상가 평균)하여 각 강판에 있어서의 Ti계 탄·질화물의 평균 원 상당 직경을 산출하였다. 또한 베이나이트·블록 사이즈의 최대 원 상당 직경을 선택하고, 상기 평균 원 상당 직경의 차를 구하였다[하기 표5 내지 표8에는「직경차(최대-평균)」이라 기재함].

[강판의 인장 강도]

깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에서 시험편의 길이 방향이 강판의 판폭 방향(C 방향)으로 되도록 JIS 4호 시험편을 채취하고, 인장 시험을 행함으로써 인장 강도를 측정하였다.

[모재 인성]

깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에서 시험편의 길이 방향이 강판의 압연 방향(L 방향)으로 되도록 JIS Z 2242에 규정하는 V 노치 표준 시험편을 채취하고, 각 온도에서 샤르피 충격 시험(Charpy impact test)(충격날 반경 : 2 ㎜)을 행하여 -40 ℃에 있어서의 흡수 에너지(vE_-40)를 측정하였다.

[HAZ 인성]

입열량 40 kJ/㎜로 용접(일렉트로 가스 아크 용접)을 행하고, 도1에 도시하는 부위로부터 JIS 4호 시험편을 채취하고(노치 위치는 본드로부터 0.5 ㎜ HAZ측), -40 ℃에서 샤르피 충격 시험(충격날 반경 : 2 ㎜)을 행하여 흡수 에너지(vE_-40)를 측정하였다. 본 발명에서는 흡수 에너지(vE_-40)가 200 J 이상인 것을 합격으로 하였다.

[시어 절단성의 평가]

시어 절단성의 양부는, 절단 후의 후판 절단면을 자분 심상(磁粉深傷)으로 조사하여 시어 절단 깨짐 등이 없는 것을 시어 절단성이 양호(후기 표 중「○」로 표시), 시어 절단 깨짐이 확인된 것을 불량(후기 표 중「×」로 표시)으로 하였다.

이들 결과로부터, 다음과 같이 고찰할 수 있다. 우선 시험 번호 1 내지 46의 것은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족시키는 것이지만, 어떠한 특성(강판의 인장 강도, 모재 인성, HAZ 인성 및 시어 절단성)도 양호한 것을 알 수 있다.

이에 대해, 시험 번호 47 내지 78의 것에서는 본 발명에서 규정하는 요건 중 어느 하나가 결여된 것이며, 어느 하나의 특성이 열화되어 있다.

도1은 HAZ 인성(vE_-40) 측정용의 시험편을 채용한 위치를 도시하는 개략도.

Claims (11)

1. C : 0.030 내지 0.15 ％(질량％의 의미, 이하 동일), Si : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Mn : 0.8 내지 2.0 ％, P : 0.03 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), S : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Al : 0.01 내지 0.10 ％, Ti : 0.015 내지 0.03 ％, B : 0.0010 내지 0.0035 ％, N : 0.0050 내지 0.01 ％, Ca : 0.005 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), O : 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 각각 함유하는 동시에, 하기 (1)식 및 (2)식을 만족하는 후강판이며, 또한 베이나이트 분율이 95 면적％ 이상의 조직이고, 베이나이트의 블록 사이즈의 평균 원 상당 직경이 40 ㎛ 이하인 동시에, 베이나이트의 블록 사이즈의 최대 원 상당 직경과 상기 평균 원 상당 직경의 차가 40 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 시어 절단성이 우수한 대입열 용접용 후강판.

   1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4.0 … (1)

   40 ≤ X값 ≤ 160 … (2)

   X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb]

   + 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]

   [식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타냄]
2. 제1항에 있어서, δ영역의 온도 범위가 40 ℃ 이하인 대입열 용접용 후강판.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에 있어서, Ti계 탄·질화물의 평균 입자 직경이 43 ㎚ 이하인 대입열 용접용 후강판.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, Nb : 0.035 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, Cu : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), Ni : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음) 및 Cr : 2.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 대입열 용접용 후강판.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, Mo : 1.0 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, V : 0.1 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, Mg, Sr 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 희토류 원소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.01 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, Zr, Ta 및 Hf로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 : 합계 0.05 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)를 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, Co : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음), W : 2.5 ％ 이하(0 ％를 포함하지 않음)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 것인 대입열 용접용 후강판.

Images