KR101273783B1 - Steel material excellent in brittle crack propagation suspension property and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 강재는, 강재의 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치까지의 영역에서 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때, 하기 수학식 1 및 2를 만족한다. 단, D는, EBSP법으로 인접하는 2개의 결정 방위차를 측정하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛), R은 상기 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율(면적%)을 의미한다.
[수학식 1]
D ≤ 8㎛
[수학식 2]
R ≥ 50면적%
The steel material excellent in the brittle crack propagation stop characteristic of this invention is a following formula when the metal structure is observed by back-scattering electron diffraction (EBSP method) in the area | region from the depth t / 8 position to t / 4 position of a steel material. And 2 are satisfied. However, D measures two adjacent crystal orientation differences by the EBSP method, and the average circle equivalent diameter (micrometer) of crystal grains enclosed by the diagonal grain boundary whose crystal orientation difference is 15 degrees or more, and R is the ratio of the random grain boundary which occupies at the said diagonal grain boundary. (Area%).
[Equation 1]
D ≤ 8 μm
&Quot; (2) "
R ≥ 50 area%

Description

취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 강재 및 그의 제조방법{STEEL MATERIAL EXCELLENT IN BRITTLE CRACK PROPAGATION SUSPENSION PROPERTY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}STEEL MATERIAL EXCELLENT IN BRITTLE CRACK PROPAGATION SUSPENSION PROPERTY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 교량, 건축물, 선박 등의 구조물에 사용되는 강재에 관한 것이며, 특히 강재에 발생한 취성 균열이 신속하게 정지되는 강재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to steel materials used in structures such as bridges, buildings, ships, and the like, and more particularly, to steel materials in which brittle cracks generated in steel materials are quickly stopped.

교량, 건축물, 선박, 탱크, 해양 구조물, 라인 파이프 등의 구조물에 사용되는 강재에는 취성 파괴되기 어려울 것이 요구되고 있다. 취성 파괴를 억제하기 위해서는, 강재에 취성 균열을 발생시키지 않는 것이 유효하고, 강재에 취성 균열이 발생한 경우에는, 발생한 취성 균열을 진전시키지 않고 신속하게 정지시키는 것(이하, 취성 균열 전파 정지 특성이라고 부르는 경우가 있다)이 유효하다.Steel materials used in structures such as bridges, buildings, ships, tanks, offshore structures, and line pipes are required to be brittle and difficult to break. In order to suppress brittle fracture, it is effective not to produce brittle cracks in steel materials, and when brittle cracks occur in steel materials, stopping them quickly without advancing the brittle cracks generated (hereinafter referred to as brittle crack propagation stop characteristics). Case) is valid.

취성 균열은, 강재의 응력 확대 계수 K가, 취성 파괴 전파 정지 특성 시험에 의해 측정되는 Kca값 이상(K ≥ Kca)이 되는 경우에 발생하는 것이 알려져 있다. 응력 확대 계수 K는, 응력을 σ, 균열의 길이를 a로 했을 때, K = σ√(π×a)로 표시된다. 따라서, 강재의 강도가 높고, 응력 σ가 클수록 취성 균열이 발생하기 쉽게 된다. 취성 균열의 발생을 방지하기 위해서는, 강재의 강도를 낮게 하는 것이 유효하다. 그러나, 구조물의 대형화에 따라, 강재에 요구되는 강도는 점점 높아져 오고 있다.Brittle cracks are known to occur when the stress expansion coefficient K of the steel material is equal to or higher than the Kca value (K ≧ Kca) measured by the brittle fracture propagation stop characteristic test. The stress expansion coefficient K is expressed by K = σ√ (π × a) when the stress is σ and the length of the crack is a. Therefore, the higher the strength of the steel and the higher the stress sigma, the more likely the brittle cracking is to occur. In order to prevent the occurrence of brittle cracks, it is effective to lower the strength of the steel. However, as the structure becomes larger, the strength required for steel materials has been increasing.

본 발명자는, 응력 σ를 작게 하는 것에 의해 응력 확대 계수 K를 작게 하여 취성 균열의 발생을 방지하는 것은 아니고, 강재의 Kca값을 크게 하는 것에 의해 응력 확대 계수 K의 허용 범위를 넓혀, 큰 응력 σ가 부하된 경우에도 취성 균열의 발생을 방지하는 기술을 일본 특허공개 제2010-1520호에서 제안했다. 거기서 제안한 후강판은, 표면으로부터 깊이 t/8 내지 t/4(t는 판 두께)의 위치에 있어서의 조직을 베이나이트 주체로 하고, 또한 서로 이웃하는 2개의 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이 결정립의 평균 원 상당 직경을 8㎛ 이하로 제어한 것이다. 결정립을 미세화하는 것에 의해, Kca값을 높이고 있다. 즉, 결정립의 미세화에 의해, 균열이 입계에 충돌하는 빈도를 높여, 균열이 진전하는 것을 정지시키고 있다.The present inventors do not reduce the stress expansion coefficient K by reducing the stress sigma to prevent the occurrence of brittle cracks, but widen the allowable range of the stress expansion coefficient K by increasing the Kca value of the steel material, thereby increasing the large stress sigma. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2010-1520 has proposed a technique for preventing the occurrence of brittle cracks even when a load is applied. The thick steel plate proposed therein is a diagonal grain boundary where the structure at the position of depth t / 8 to t / 4 (t is the plate thickness) from the surface is the bainite main body, and two crystal orientation differences adjacent to each other are 15 ° or more. When the enclosed area was made into crystal grains, the average circle equivalent diameter of this crystal grain was controlled to 8 micrometers or less. By miniaturizing the crystal grains, the Kca value is increased. That is, the refinement of the crystal grains increases the frequency at which the cracks collide with the grain boundaries and stops the cracks from advancing.

강재의 추가적인 고강도화가 요망되고 있어, 본 발명자는 상기 특허의 기술을 제안한 후에도 취성 균열 전파 정지 특성을 더 개선하기 위해 검토했다.Since further high strength of steel materials is desired, the present inventors have studied to further improve brittle crack propagation stopping characteristics even after proposing the technique of the above patent.

본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 취성 균열 전파 정지 특성을 한층더 개선한 강재 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다. This invention is made | formed in view of such a situation, and the objective is to provide the steel material which further improved the brittle crack propagation stop characteristic, and its manufacturing method.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명에 따른 강재는, C: 0.02 내지 0.12%(「질량%」의 의미. 이하, 화학 성분에 대하여 동일), Si: 0.5% 이하, Mn: 1 내지 2%, Nb: 0.005 내지 0.04%, B: 0.0005 내지 0.003%, Ti: 0.005 내지 0.02%, N: 0.0040 내지 0.01%, P: 0.02% 이하, S: 0.015% 이하, Al: 0.01 내지 0.06%를 만족하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 그리고, 상기 강재의 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치(t는 강재의 두께. 이하, 동일)까지의 영역에서 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때, 하기 수학식 1 및 2를 만족하고 있다. 단, 수학식 1에서, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정 방위차를 측정하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다. 또한, 수학식 2에서, R은 상기 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율(면적%)을 의미한다.The steel material which concerns on the said subject which could solve the said subject is C: 0.02-0.12% (The meaning of "mass%. Hereafter, the same with respect to a chemical component.), Si: 0.5% or less, Mn: 1-2%, Nb : 0.005 to 0.04%, B: 0.0005 to 0.003%, Ti: 0.005 to 0.02%, N: 0.0040 to 0.01%, P: 0.02% or less, S: 0.015% or less, Al: 0.01 to 0.06% Addition of iron and unavoidable impurities. When the metal structure is observed by the backscattered electron diffraction method (EBSP method) in the region from the depth t / 8 position to the t / 4 position (t is the thickness of the steel. 1 and 2 are satisfied. In Equation (1), D denotes an average circle equivalent diameter (mu m) of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries whose crystal orientation differences are 15 degrees or more by measuring two adjacent crystal orientation differences by the EBSP method. In addition, in Equation 2, R means the ratio (area%) of the random grain boundary occupying the diagonal grain boundary.

[수학식 1][Equation 1]

D ≤ 8㎛D ≤ 8 μm

[수학식 2]&Quot; (2) "

R ≥ 50면적%R ≥ 50 area%

상기 강재는, 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에서 경도를 측정했을 때, 최소값이 190Hv 이상이 되어 있는 것이 바람직하다.When the hardness is measured in the region from the outermost surface to the depth t / 4 position, the steel is preferably at least 190 Hv.

상기 강재는, 추가로 다른 원소로서, (a) Ni: 0.7% 이하, Cu: 0.3% 이하, Cr: 1.5% 이하 및 Mo: 1% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상; 및/또는 (b) V: 0.1% 이하를 함유할 수도 있다.The steel material may further include, as another element, at least one selected from the group consisting of (a) Ni: 0.7% or less, Cu: 0.3% or less, Cr: 1.5% or less, and Mo: 1% or less; And / or (b) V: 0.1% or less.

본 발명에 따른 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 강재는, 상기 성분 조성의 강재를 적당한 온도(바람직하게는 1050℃ 이상)로 가열하여, Ar3점+30℃ 이하, Ar3점 이상의 온도 범위에서 누적 압하율 50% 이상의 압연을 행하고, 이어서 적당한 수단(가열, 복열(復熱) 등. 바람직하게는 복열)에 의해 Ar3점+30℃ 초과(바람직하게는, 재결정 온도-30℃ 이상), 재결정 온도+20℃ 이하(바람직하게는, 재결정 온도 미만)의 온도 범위로 승온한 후, 냉각(바람직하게는, Ar3점 이상의 온도부터 500℃ 이하까지를 평균 속도 5℃/초 이상으로 냉각)하는 것에 의해 제조할 수 있다. 상기 강재는, 가열 후, 가속 냉각에 의해 상기 Ar3점+30℃ 이하로 냉각할 수도 있다. 상기 승온 후에는, 압연하고 나서 상기 냉각을 행할 수도 있다.The steel having excellent brittle crack propagation stopping characteristics according to the present invention is heated to an appropriate temperature (preferably 1050 ° C or higher) of the above-described composition, and accumulated in a temperature range of Ar 3 point + 30 ° C. or lower and Ar 3 point or higher. Rolling with a reduction ratio of at least 50%, followed by Ar 3 points + 30 ° C (preferably, recrystallization temperature-30 ° C or more) by appropriate means (heating, reheating, etc., preferably reheating), and recrystallization After heating up in the temperature range of temperature +20 degrees C or less (preferably less than recrystallization temperature), cooling (preferably cooling from the temperature of Ar 3 or more point to 500 degrees C or less at the average speed of 5 degrees C / sec or more) It can manufacture by. The said steel material can also be cooled to the said Ar 3 point +30 degrees C or less by accelerated cooling after heating. After the said temperature rising, you may perform the said cooling after rolling.

본 발명에서는, 강재의 표층부에 있어서의 금속 조직에 착안하여, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경을 8㎛ 이하로 억제하는 것에 더하여, 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율을 소정값 이상으로 증가시키고 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성이 한층더 개선된 강재를 제공할 수 있다.In the present invention, focusing on the metal structure in the surface layer portion of the steel material, in addition to suppressing the average circle equivalent diameter of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary to 8 µm or less, the proportion of the random grain boundary occupied by the diagonal grain boundary is increased to a predetermined value or more. Since the brittle crack propagation stop characteristic is improved, the steel can be further improved.

도 1은 가공 포어마스터(poremaster) 시험기로 재결정 온도를 측정할 때의 열 패턴을 나타내는 모식도이다.
도 2는 피로 특성을 평가하기 위해 사용한 시험편의 형상을 나타내는 설명도이다.
도 3은 열간 압연시의 누적 압하율과 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 복열에 의한 승온의 유무와 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 복열에 의해 승온한 후의 평균 냉각 속도와 강판의 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에 있어서의 경도의 최소값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와 -10℃에서의 Kca값(취성 균열 전파 정지 특성)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R과 -10℃에서의 Kca값(취성 균열 전파 정지 특성)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 강판의 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에 있어서의 경도의 최소값과 피로 한계(피로 특성)의 관계를 나타내는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the heat pattern at the time of measuring recrystallization temperature with a processing poremaster tester.
It is explanatory drawing which shows the shape of the test piece used for evaluating a fatigue characteristic.
3 is a graph showing the relationship between the cumulative reduction ratio during hot rolling and the average circle equivalent diameter D of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries.
4 is a graph showing the relationship between the presence or absence of elevated temperature due to reheating and the ratio R between random grain boundaries at diagonal grain boundaries.
It is a graph which shows the relationship between the average cooling rate after heated up by reheating, and the minimum value of the hardness in the area | region from the outermost surface of a steel plate to the depth t / 4 position.
Fig. 6 is a graph showing the relationship between the average circle equivalent diameter D of grains surrounded by diagonal grain boundaries and the Kca value (brittle crack propagation stop characteristic) at -10 ° C.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ratio R of random grain boundaries at diagonal grain boundaries and Kca value (brittle crack propagation stop characteristic) at −10 ° C. FIG.
8 is a graph showing the relationship between the minimum value of hardness and the fatigue limit (fatigue characteristic) in the region from the outermost surface of the steel sheet to the depth t / 4 position.

강재의 인장 강도를 높이면, 응력 σ가 커지기 때문에, 응력 확대 계수 K가 커져서, 취성 균열이 발생하기 쉽게 된다. 그 때문에, 상기 일본 특허공개 제2010-1520호에 개시한 바와 같이, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D를 8㎛ 이하로 억제하는 것만으로는, 취성 파괴의 발생을 방지할 수 없다는 것이 밝혀졌다.When the tensile strength of the steel is increased, the stress σ becomes large, and thus the stress expansion coefficient K becomes large, and brittle cracking tends to occur. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-1520, it is not possible to prevent the occurrence of brittle fracture only by suppressing the average circle-equivalent diameter D of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries to 8 µm or less. Turned out.

그래서, 본 발명자는 취성 균열 전파 정지 특성을 한층더 개선한 강재를 제공하는 것을 목표로 하여 예의 검토를 거듭해 왔다. 그 결과, 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R을 50면적% 이상으로 하면, 취성 균열이 발생하더라도 진전을 신속하게 정지할 수 있어, 취성 균열 전파 정지 특성을 확보할 수 있다는 것을 발견했다.Therefore, the present inventor has earnestly examined with the aim of providing a steel material which further improved the brittle crack propagation stopping characteristic. As a result, it was found that when the ratio R of the random grain boundary occupying the diagonal grain boundary is 50 area% or more, the progress can be stopped quickly even if a brittle crack occurs, and the brittle crack propagation stop characteristic can be secured.

즉, 대각 입계는 입계 에너지가 낮은 「대응 입계」와 입계 에너지가 높은 「랜덤 입계」로 대별되는 것이 알려져 있다(예를 들면, 「재료 조직학」, 다카키세츠오(高木節雄), 쯔사기가네아키(津崎兼彰), 아사쿠라서점 발행, 제45페이지). 이들 중 입계 에너지가 높은 랜덤 입계는, 취성 균열의 진전에 대하여 저항하게 되어, 취성 균열이 진전하는 것을 신속하게 정지할 수 있는 것은 아닌가하는 생각으로 검토를 반복했다. 그 결과, 후술하는 실시예에서 밝혀진 것처럼, 소정의 방법에 의해 랜덤 입계의 양을 조절할 수 있다는 점, 그리고 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R을 50면적% 이상으로 하면 취성 균열 전파 정지 특성을 개선할 수 있다는 점이 밝혀졌다.In other words, diagonal grain boundaries are known to be classified into "corresponding grain boundaries" having low grain boundary energy and "random grain boundaries" having high grain boundary energy (for example, "material histology", Takaki Setsuo, and Tsagagi Aki. Tsukasa, published by Asakura Bookstore, page 45. Among them, the random grain boundary having a high grain boundary energy was resistant to the progress of brittle cracking, and the study was repeated with the thought that the brittle crack could stop rapidly. As a result, as is clear from the examples described later, the amount of random grain boundaries can be adjusted by a predetermined method, and the brittle crack propagation stopping characteristic is improved when the ratio R of the random grain boundaries occupies the diagonal grain boundary is 50 area% or more. It turns out that you can.

이하, 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D, 및 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R에 대하여][About the average circle equivalent diameter D of crystal grains enclosed by diagonal grain boundaries whose crystal orientation difference is 15 degrees or more, and the ratio R of random grain boundaries occupying diagonal grain boundaries]

본 발명의 강재는, 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때에, 하기 수학식 1과 2를 만족하고 있을 필요가 있다. 양쪽 식을 만족함으로써, 취성 균열 전파 정지 특성을 개선할 수 있다.When the steel material of this invention observes a metal structure by a backscattering electron diffraction image method (EBSP method), it is necessary to satisfy following formula (1) and (2). By satisfying both equations, the brittle crack propagation stop characteristic can be improved.

[수학식 1][Equation 1]

D ≤ 8㎛D ≤ 8 μm

[수학식 2]&Quot; (2) "

R ≥ 50면적%R ≥ 50 area%

상기 수학식 1에서, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정 방위차를 측정하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 뜻하고 있다. 「원 상당 직경」이란, 결정립의 면적을 측정하여, 면적이 같아지도록 상정한 원의 직경이다.In Equation 1, D measures two adjacent crystal orientation differences by the EBSP method, and when an area surrounded by diagonal grain boundaries having a crystal orientation difference of 15 ° or more is used as the crystal grain, the average circle equivalent diameter (μm) of the crystal grain is determined. It means. The "circle equivalent diameter" is the diameter of the circle which measured the area of a crystal grain, and assumed so that area might become the same.

본 발명에서는, 상기 특허공개 제2010-1520호와 마찬가지로, 취성 균열 전파 정지 특성을 개선하기 위해, 상기 D값을 8㎛ 이하로 한다. 즉, 취성 균열은, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계에서 굴곡하거나, 우회하거나 또는 정지하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 그 때문에, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립을 미세화함으로써, 취성 균열이 굴곡·우회·정류하는 위치가 증가하고, 그 결과, 취성 균열이 진전하는 것을 정지시킬 수 있다.In this invention, in order to improve brittle crack propagation stop characteristic similarly to the said patent publication 2010-1520, the said D value is made into 8 micrometers or less. That is, it is generally known that brittle cracks bend, bypass, or stop at diagonal grain boundaries with a crystal orientation difference of 15 ° or more. Therefore, by miniaturizing the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary whose crystal orientation difference is 15 degrees or more, the position where the brittle cracks are bent, bypassed, and rectified increases, and as a result, the brittle cracks can be stopped from progressing.

상기 D값은, 바람직하게는 7㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 6㎛ 이하이다. 한편, D값은 작을수록 바람직하여, 하한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 1㎛ 정도여도 된다.The said D value becomes like this. Preferably it is 7 micrometers or less, More preferably, it is 6 micrometers or less. On the other hand, D value is so preferable that it is small, and a minimum in particular is not restrict | limited, For example, about 1 micrometer may be sufficient.

상기 수학식 2에서, R은 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정 방위차를 측정했을 때에, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율(면적%)을 뜻하고 있다.In Equation 2, R denotes the ratio (area%) of random grain boundaries occupied at diagonal grain boundaries where the crystal orientation differences are 15 ° or more when two adjacent crystal orientation differences are measured by the EBSP method.

본 발명에서는, R값을 50면적% 이상으로 한다. 입계 에너지가 높은 랜덤 입계를 증가시키는 것에 의해, 취성 균열의 진전에 대한 저항을 늘릴 수 있어, 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시킬 수 있다.In this invention, R value is made into 50 area% or more. By increasing the random grain boundary with high grain boundary energy, the resistance to the growth of the brittle crack can be increased, and the brittle crack propagation stop characteristic can be improved.

상기 R값은 바람직하게는 53면적% 이상, 보다 바람직하게는 55면적% 이상이다. 한편, R값은 클수록 바람직하여, 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 65면적% 정도여도 된다.Preferably said R value is 53 area% or more, More preferably, it is 55 area% or more. On the other hand, R value is so preferable that it is large, and an upper limit in particular is not restrict | limited, For example, about 65 area% may be sufficient.

D값 및 R값은, 강재의 두께를 t(mm)로 했을 때, 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치까지의 영역에서의 금속 조직을 관찰하여 측정한다. 취성 균열 전파 정지 특성은, 표층으로부터 형성되는 연성 파괴 영역(쉬어 리프: shear lip)에 의한 에너지 손실이 영향을 주기 때문에, 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치까지의 영역에서의 D값과 R값을 제어하는 것에 의해, 취성 균열을 정지할 수 있다.When the thickness of steel materials is t (mm), D value and R value observe and measure the metal structure in the area | region from the depth t / 8 position to t / 4 position. The brittle crack propagation stop characteristics are D values and R in the region from the depth t / 8 position to the t / 4 position because the energy loss due to the soft fracture region (shear lip) formed from the surface layer is affected. By controlling the value, brittle cracking can be stopped.

이상에 의해, 강재의 취성 균열 전파 정지 특성이 향상된다. 이 기술은, 특히 표면 경도를 향상시킨 강철이나 고강도 강에 유효하게 사용할 수 있다.By the above, the brittle crack propagation stop characteristic of steel materials improves. This technique can be used effectively for steel and high strength steel which improved the surface hardness especially.

그런데, 상기 구조물에는, 보통 응력이 반복적으로 부하된다. 응력이 반복적으로 부하되면, 용단 응력에 의해 슬립 밴드(slip band)가 발생하고, 이것이 반복과 함께 발달하여, 구조물의 표면에 돌출이나 홈(이하, 돌출 등이라고 부른다)을 형성한다. 이 돌출 등에 응력이 집중되면, 피로 균열이 발생하여 피로 파괴된다. 그러나, 안전성을 확보하기 위해, 구조물을 구성하는 강재에는 피로 균열이 발생하기 어렵고 피로 특성이 우수할 것이 요구된다.By the way, the structure is usually repeatedly loaded with stress. When the stress is repeatedly loaded, slip bands are generated by the melt stress, which develops with repetition to form protrusions or grooves (hereinafter referred to as protrusions, etc.) on the surface of the structure. When stress concentrates on this protrusion or the like, fatigue cracking occurs and fatigue fracture occurs. However, in order to ensure safety, fatigue cracking is unlikely to occur in the steel constituting the structure and it is required to have excellent fatigue characteristics.

피로 균열의 발생을 방지하기 위해서는, 전단 응력에 의한 미끄럼을 억제하여, 돌출 등의 형성을 방지하면 되고, 강재의 항복점(YP) 및 인장 강도(TS)를 높게 하는 것이 유효하다. 그래서 본 발명에서는, 항복점 및 인장 강도를 높이기 위해, 강재의 표층부에서의 경도에 주목했다. 피로 균열은, 강재의 표면에서 발생하기 때문에, 강재의 표층부를 딱딱하게 하여 해당 부분의 항복점 및 인장 강도를 높게하면, 돌출 등의 발생을 방지할 수 있어, 피로 균열의 발생을 억제할 수 있다고 생각했기 때문이다. 그리고 후술하는 실시예에서 밝혀진 것처럼, 표층부에서의 경도의 최소값을 190Hv 이상으로 하면, 피로 특성을 개선할 수 있는 것이 밝혀졌다.In order to prevent the occurrence of fatigue cracking, it is effective to suppress the sliding due to the shear stress, to prevent the formation of protrusions, and to increase the yield point YP and the tensile strength TS of the steel. Therefore, in the present invention, in order to increase the yield point and the tensile strength, attention was paid to the hardness at the surface layer portion of the steel. Fatigue cracks are generated on the surface of the steel, so if the surface layer of the steel is hardened to increase the yield point and tensile strength of the portion, it is possible to prevent the occurrence of protrusions and to suppress the occurrence of fatigue cracks. Because I did. And as it turned out in the Example mentioned later, when the minimum value of the hardness in surface layer part was 190 Hv or more, it turned out that a fatigue characteristic can be improved.

[경도의 최소값에 대하여][About the minimum value of hardness]

본 발명에서는, 강재의 표층부에서의 경도의 최소값을 190Hv 이상으로 하는 것이 바람직하다. 강재의 표층부를 딱딱하게 하는 것에 의해, 응력이 반복적으로 부하되더라도 돌출 등의 형성을 방지할 수 있기 때문에, 강재의 피로 특성을 개선할 수 있다.In this invention, it is preferable to make minimum value of the hardness in the surface layer part of steel materials into 190 Hv or more. By hardening the surface layer part of steel materials, even if stress is repeatedly loaded, formation of protrusions and the like can be prevented, so that fatigue characteristics of steel materials can be improved.

상기 경도의 최소값은 클수록 좋고, 보다 바람직하게는 200Hv 이상, 더 바람직하게는 210Hv 이상이다.The minimum value of the said hardness is so good that it is large, More preferably, it is 200 Hv or more, More preferably, it is 210 Hv or more.

상기 경도의 최소값을 190Hv 이상으로 하기 위해서는, 표층부의 금속 조직을 베이나이트 주체로 하면 좋다. 베이나이트 주체란, 금속 조직을 전자 현미경으로 관찰했을 때에, 베이나이트 분율이 60면적% 이상인 것을 의미한다. 베이나이트 분율은, 바람직하게는 70면적% 이상, 보다 바람직하게는 80면적% 이상, 더 바람직하게는 90면적% 이상이며, 가장 바람직하게는 베이나이트 100면적%이다.In order to set the minimum value of the hardness to 190 Hv or more, the metal structure of the surface layer portion may be mainly bainite. The bainite principal means that the bainite fraction is 60 area% or more when the metal structure is observed under an electron microscope. The bainite fraction is preferably at least 70 area%, more preferably at least 80 area%, even more preferably at least 90 area%, and most preferably at least 100 area% of bainite.

베이나이트 이외의 금속 조직은 페라이트여도 된다. 단, 금속 조직에서 차지하는 페라이트 분율이 높아지면, 강재의 경도는 작아지는 경향이 있다. 따라서, 금속 조직에서 차지하는 페라이트 분율은 될 수 있는 한 작고, 예를 들면 8면적% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5면적% 이하이며, 더 바람직하게는 3면적% 이하이다.Ferrite may be a metal structure other than bainite. However, as the ferrite fraction in the metal structure increases, the hardness of the steel tends to decrease. Therefore, the fraction of ferrite in the metal structure is as small as possible, for example, preferably 8 area% or less, more preferably 5 area% or less, and still more preferably 3 area% or less.

상기 경도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 260Hv 정도여도 된다. 이 상한값은 베이나이트 조직의 평균 경도와 거의 같은 값이다.Although the upper limit of the said hardness is not specifically limited, For example, about 260 Hv may be sufficient. This upper limit is almost the same as the average hardness of bainite structure.

상기 경도는, 강재의 두께를 t(mm)로 했을 때, 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에서 측정한다. 이 영역을 설정한 것은, 피로 균열이 발생하는 위치가 강재의 최표면이기 때문에, 피로 균열의 발생을 방지하기 위함이다.The said hardness is measured in the area | region from the outermost surface to the depth t / 4 position, when the thickness of steel materials is t (mm). This area is set in order to prevent the occurrence of fatigue cracking because the position where fatigue cracking occurs is the outermost surface of the steel.

상기 경도는, 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역을 같은 간격(예를 들면, 1mm 간격)으로 측정하여, 최소값을 구하면 된다. 구체적인 측정 순서는 후술하는 실시예 부분에서 설명한다.The said hardness measures the area | region from the outermost surface to the depth t / 4 position at equal intervals (for example, 1 mm space | interval), and should just calculate | require a minimum value. The specific measurement procedure is demonstrated in the Example part mentioned later.

본 발명의 강재는, 표층부에 있어서의 금속 조직(바람직하게는, 금속 조직과 경도)이 상기 요건을 만족하는 것이고, 상기 강재의 성분 조성은, C: 0.02 내지 0.12%, Si: 0.5% 이하, Mn: 1 내지 2%, Nb: 0.005 내지 0.04%, B: 0.0005 내지 0.003%, Ti: 0.005 내지 0.02%, N: 0.0040 내지 0.01%, P: 0.02% 이하, S: 0.015% 이하, Al: 0.01 내지 0.06%를 만족하고 있을 필요가 있다. 이러한 범위를 정한 이유는 이하와 같다.In the steel of the present invention, the metal structure (preferably metal structure and hardness) in the surface layer portion satisfies the above requirements, and the component composition of the steel material is C: 0.02 to 0.12%, Si: 0.5% or less, Mn: 1-2%, Nb: 0.005-0.04%, B: 0.0005-0.003%, Ti: 0.005-0.02%, N: 0.0040-0.01%, P: 0.02% or less, S: 0.015% or less, Al: 0.01 To 0.06%. The reason for determining this range is as follows.

C는, 강재(모재)의 강도를 확보하기 위해 불가결한 원소이며, 0.02% 이상 함유시킬 필요가 있다. C는 0.04% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이상이다. 그러나, C가 0.12%를 초과하면, 용접시에 HAZ에 도상(島狀) 마텐자이트(MA)를 많이 생성하여 HAZ의 인성 열화를 초래할 뿐만 아니라, 용접성에도 악영향을 미친다. 따라서, C는 0.12% 이하, 바람직하게는 0.1% 이하, 보다 바람직하게는 0.08% 이하로 한다.C is an indispensable element in order to secure the strength of the steel (base metal), and it is necessary to contain C at least 0.02%. It is preferable to contain C 0.04% or more, More preferably, it is 0.05% or more. However, when C exceeds 0.12%, not only the formation of island-like martensite (MA) in the HAZ during welding causes not only the deterioration of the toughness of the HAZ but also adversely affects the weldability. Therefore, C is at most 0.12%, preferably at most 0.1%, more preferably at most 0.08%.

Si는, 고용 강화에 의해 강재의 강도를 확보하는데 기여하는 원소이다. 그러나, Si가 0.5%를 초과하면, 용접시에 HAZ에 도상 마텐자이트(MA)를 많이 생성하여 HAZ 인성의 열화를 초래할 뿐만 아니라, 용접성에도 악영향을 미치게 한다. 따라서, Si는 0.5% 이하로 한다. 바람직하게는 0.4% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.3% 이하, 더 바람직하게는 0.2% 이하이다. 한편, Si는 함유하지 않아도 되지만, Si를 첨가하여 강재의 강도를 확보하기 위해서는, 0.02% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.05% 이상, 더 바람직하게는 0.1% 이상 함유시키는 것이 좋다.Si is an element which contributes to securing the strength of steel by solid solution strengthening. However, when Si exceeds 0.5%, a large amount of phase martensite (MA) is generated in the HAZ during welding, which not only causes deterioration of the HAZ toughness but also adversely affects the weldability. Therefore, Si is made into 0.5% or less. Preferably it is 0.4% or less, More preferably, it is 0.3% or less, More preferably, it is 0.2% or less. In addition, although it does not need to contain Si, in order to add Si and ensure the strength of steel materials, it is preferable to contain Si2% or more. More preferably, it is 0.05% or more, More preferably, it is good to contain 0.1% or more.

Mn은, 강재(모재)의 강도 향상에 기여하는 원소이며, 1% 이상 함유시킬 필요가 있다. Mn은 바람직하게는 1.2% 이상, 보다 바람직하게는 1.4% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나, Mn이 2%를 초과하면, 강재(모재)의 용접성을 열화시킨다. 따라서, Mn은 2% 이하로 억제할 필요가 있다. Mn은 바람직하게는 1.8% 이하이며, 보다 바람직하게는 1.6% 이하이다.Mn is an element which contributes to the strength improvement of steel materials (base material), and needs to be contained 1% or more. Mn is preferably 1.2% or more, more preferably 1.4% or more. However, when Mn exceeds 2%, the weldability of the steel material (base material) is deteriorated. Therefore, Mn needs to be suppressed to 2% or less. Mn becomes like this. Preferably it is 1.8% or less, More preferably, it is 1.6% or less.

Nb는, 고용에 의한 솔루트 드래그 효과(solute drag effect) 및 탄질화물을 석출시키는 것에 의한 피닝 효과(pinning effect)에 의해, 재결정립의 조대화를 억제하여, 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키는 작용을 갖고 있다. 또한, 모재 인성의 향상에도 기여한다. 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는, Nb는 0.005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 보다 바람직하게는 0.007% 이상, 더 바람직하게는 0.009% 이상이다. 그러나, Nb가 0.04%를 초과하면, 석출되는 탄질화물이 조대화하여 모재 인성을 도리어 열화시킨다. 따라서, Nb는 0.04% 이하로 한다. 특히, HAZ 인성도 개선하기 위해서는, Nb는 0.035% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03% 이하, 더 바람직하게는 0.025% 이하, 특히 바람직하게는 0.02% 이하이다.Nb has an effect of suppressing coarsening of recrystallized grains and improving brittle crack propagation stopping characteristics by a solute drag effect by solid solution and a pinning effect by depositing carbonitrides. Have It also contributes to the improvement of base metal toughness. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain Nb 0.005% or more. More preferably, it is 0.007% or more, More preferably, it is 0.009% or more. However, when Nb exceeds 0.04%, precipitated carbonitrides coarsen and degrade base metal toughness. Therefore, Nb is made into 0.04% or less. In particular, in order to improve the HAZ toughness, Nb is preferably 0.035% or less, more preferably 0.03% or less, still more preferably 0.025% or less, particularly preferably 0.02% or less.

B는, 담금질성을 높여 강도를 향상시키는 원소이다. 또한, B는 입계 페라이트의 생성을 억제하여 HAZ 인성을 향상시키는 원소이다. B 첨가에 의한 작용을 발휘시키기 위해서는, 0.0005% 이상 함유시킬 필요가 있고, 바람직하게는 0.001% 이상, 보다 바람직하게는 0.0015% 이상이다. 그러나, B가 0.003%를 초과하면, 오스테나이트 입계에 BN으로서 석출되어 HAZ 인성의 저하를 초래한다. 따라서, B는 0.003% 이하, 바람직하게는 0.0025% 이하, 보다 바람직하게는 0.002% 이하이다.B is an element which improves hardenability and improves strength. In addition, B is an element which suppresses formation of grain boundary ferrite and improves HAZ toughness. In order to exhibit the effect by B addition, it is necessary to contain 0.0005% or more, Preferably it is 0.001% or more, More preferably, it is 0.0015% or more. However, when B exceeds 0.003%, it precipitates as BN in an austenite grain boundary, and causes the fall of HAZ toughness. Therefore, B is 0.003% or less, Preferably it is 0.0025% or less, More preferably, it is 0.002% or less.

Ti는, 강 중에 질화물(TiN)을 미세 분산시켜 오스테나이트립의 조대화를 방지하고, 또한 오스테나이트의 재결정에 의한 조대화를 억제하는 작용을 갖고 있고, 결정립을 작게 하여 취성 균열 전파 정지 특성을 높이는 작용을 갖고 있다. 또한, Ti는 질화물 이외에 산화물을 생성하여, HAZ 인성의 향상에도 기여하는 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는, Ti는 0.005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 바람직하게는 0.007% 이상, 보다 바람직하게는 0.01% 이상으로 한다. 그러나 Ti를 과잉으로 첨가하면 강재(모재)의 인성을 열화시키기 때문에, Ti는 0.02% 이하로 억제해야 한다. 바람직하게는 0.018% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.016% 이하이다.Ti has a function of finely dispersing nitride (TiN) in steel to prevent coarsening of austenite grains and suppressing coarsening due to recrystallization of austenite. Height has a function. In addition, Ti is an element that forms oxides in addition to nitrides and contributes to improvement of HAZ toughness. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain Ti 0.005% or more. Preferably it is 0.007% or more, More preferably, you may be 0.01% or more. However, excessive addition of Ti deteriorates the toughness of the steel (base material), and therefore Ti should be suppressed to 0.02% or less. Preferably it is 0.018% or less, More preferably, it is 0.016% or less.

N은, Ti 질화물을 석출시켜 취성 균열 전파 정지 특성을 높이는 작용을 갖고 있는 원소이다. 또한, N은 질화물에 의한 피닝 효과에 의해, 용접시에 HAZ에 생성되는 오스테나이트립의 조대화를 방지하고 페라이트 변태를 촉진하여, HAZ 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.0040% 이상 함유시킬 필요가 있다. 바람직하게는 0.005% 이상, 보다 바람직하게는 0.006% 이상이다. N은 많을수록 Ti 질화물을 형성하여 오스테나이트립의 미세화가 촉진되기 때문에, HAZ의 인성 향상에 유효하게 작용한다. 그러나, N이 0.01%를 초과하면, 고용 N량이 증대하여 모재 자체의 인성이 열화하고, HAZ 인성도 저하된다. 따라서, N은 0.01% 이하로 억제할 필요가 있다. 바람직하게는 0.0095% 이하, 보다 바람직하게는 0.009% 이하로 한다.N is an element which has the effect | action which precipitates Ti nitride and raises brittle crack propagation stop characteristic. In addition, N is an element that prevents coarsening of austenite grains formed in HAZ during welding, promotes ferrite transformation, and contributes to improvement of HAZ toughness due to the pinning effect of nitride. In order to exhibit these effects effectively, it is necessary to contain 0.0040% or more. Preferably it is 0.005% or more, More preferably, it is 0.006% or more. As the N content increases, the Ti nitride is formed to promote the miniaturization of the austenite grains, so that N is effective in improving the toughness of the HAZ. However, when N exceeds 0.01%, the amount of solid solution N increases, the toughness of the base material itself deteriorates, and HAZ toughness also falls. Therefore, N needs to be suppressed to 0.01% or less. Preferably it is 0.0095% or less, More preferably, you may be 0.009% or less.

P는, 편석하기 쉬운 원소이며, 특히 강재 중의 결정립계에 편석하여 모재 인성을 열화시킨다. 따라서, P는 0.02% 이하로 억제해야 한다. 바람직하게는 0.018% 이하, 보다 바람직하게는 0.015% 이하로 한다.P is an element which is easy to segregate, and in particular, it segregates at grain boundaries in steel materials and deteriorates base metal toughness. Therefore, P should be suppressed to 0.02% or less. Preferably it is 0.018% or less, More preferably, you may be 0.015% or less.

S는, Mn과 결합하여 황화물(MnS)을 생성하여, 모재 인성이나 판 두께 방향의 연성을 열화시키는 유해한 원소이다. 따라서, S는 0.015% 이하로 억제해야 한다. 바람직하게는 0.012% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.008% 이하, 더 바람직하게는 0.006% 이하이다.S is a harmful element that combines with Mn to form sulfide (MnS), which degrades the ductility of the base metal and the ductility in the sheet thickness direction. Therefore, S should be suppressed to 0.015% or less. Preferably it is 0.012% or less, More preferably, it is 0.008% or less, More preferably, it is 0.006% or less.

Al은, 탈산제로서 작용하는 원소이며, 또한 AlN을 형성하여 결정립의 미세화에 작용하는 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Al은 0.01% 이상으로 할 필요가 있다. Al은, 바람직하게는 0.02% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.03% 이상이다. 그러나, 과잉이 되면 모재 인성 및 HAZ 인성을 열화시키기 때문에, Al은 0.06% 이하로 억제할 필요가 있다. Al은 바람직하게는 0.04% 이하, 보다 바람직하게는 0.035% 이하이다.Al is an element which acts as a deoxidizer, and is an element which forms AlN and acts in refinement | miniaturization of a crystal grain. In order to exert such an effect, Al needs to be 0.01% or more. Al is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.03% or more. However, when excessive, the base metal toughness and the HAZ toughness deteriorate. Therefore, Al needs to be suppressed to 0.06% or less. Al is preferably 0.04% or less, and more preferably 0.035% or less.

본 발명의 강재는, 상기 원소를 필수 성분(Si, P, S를 제외함)으로서 함유하는 것이고, 잔부는 철 및 불가피적 불순물(예를 들면, Mg, As, Se 등)이다.The steel material of this invention contains the said element as an essential component (except Si, P, S), and remainder is iron and an unavoidable impurity (for example, Mg, As, Se, etc.).

본 발명의 강재는, 추가로 다른 원소로서, 강재의 강도를 향상시키는 원소(Ni, Cu, Cr, Mo) 및/또는 HAz 인성을 한층더 향상시키는 원소(V) 등을 함유시키는 것도 유효하다. 구체적으로는,The steel of the present invention is also effective to further contain, as another element, an element (Ni, Cu, Cr, Mo) for improving the strength of the steel and / or an element (V) for further improving the HAz toughness. Specifically,

(a) Ni: 0.7% 이하, Cu: 0.3% 이하, Cr: 1.5% 이하 및 Mo: 1% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소; 및/또는 (b) V: 0.1% 이하 등을 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 범위를 정한 이유는 이하와 같다.(a) at least one element selected from the group consisting of Ni: 0.7% or less, Cu: 0.3% or less, Cr: 1.5% or less, and Mo: 1% or less; And / or (b) V: 0.1% or less. The reason for determining this range is as follows.

[(a) Ni, Cu, Cr, Mo][(a) Ni, Cu, Cr, Mo]

Ni, Cu, Cr 및 Mo는, 모두 강재의 강도를 높이는데 기여하는 원소이며, 각각 단독으로 또는 복합하여 첨가할 수 있다.Ni, Cu, Cr, and Mo are all elements which contribute to raising the strength of steel materials, and can be added individually or in combination, respectively.

특히, Ni는 강재의 강도를 높임과 아울러, 강재 자체의 인성을 향상시키는 것에도 기여하는 원소이다. Ni는 될 수 있는 한 함유시키는 것이 바람직하지만, 비싼 원소이기 때문에, 과잉으로 함유하면 고비용이 된다. 따라서, 경제적 이유에서 상한은 0.7%로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5% 이하, 더 바람직하게는 0.4% 이하이다. 한편, Ni는 전술한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상이다.In particular, Ni is an element which contributes not only to increasing the strength of the steel, but also to improving the toughness of the steel itself. It is preferable to contain Ni as much as possible, but since it is an expensive element, when it contains excessively, it will become high cost. Therefore, for economic reasons, the upper limit is preferably 0.7%. More preferably, it is 0.5% or less, More preferably, it is 0.4% or less. On the other hand, it is preferable to contain Ni 0.01% or more in order to exhibit the above-mentioned effect effectively. More preferably, it is 0.02% or more, More preferably, it is 0.03% or more.

Cu는, 고용 강화하여 강재의 강도를 높이는 원소이다. 그러나, 0.3%를 초과하여 함유하면 강재의 인성이 열화하기 때문에, Cu는 0.3% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.28% 이하이며, 더 바람직하게는 0.25% 이하이다. 한편, 전술한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상이다.Cu is an element which solid-solution strengthens and raises the strength of steel materials. However, since the toughness of steel materials deteriorates when it contains exceeding 0.3%, Cu is preferable to be 0.3% or less. More preferably, it is 0.28% or less, More preferably, it is 0.25% or less. On the other hand, in order to exhibit the above-mentioned effect effectively, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.02% or more, More preferably, it is 0.03% or more.

Cr은, 강재의 강도를 높이는데 작용하지만, 1.5%를 초과하면, 강재(모재)의 강도를 현저하게 너무 높여 모재 인성이 열화하기 때문에 HAZ 인성이 저하된다. 따라서, Cr은 1.5% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.2% 이하, 더 바람직하게는 1% 이하, 특히 바람직하게는 0.5% 이하이다. 한편, 전술한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상이다.Cr acts to increase the strength of the steel, but when it exceeds 1.5%, the strength of the steel (base material) is significantly increased so that the toughness of the base material deteriorates, so the HAZ toughness is lowered. Therefore, Cr is preferably at most 1.5%. More preferably, it is 1.2% or less, More preferably, it is 1% or less, Especially preferably, it is 0.5% or less. On the other hand, in order to exhibit the above-mentioned effect effectively, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.02% or more, More preferably, it is 0.03% or more.

Mo는, 강재의 강도를 높이는데 작용하지만, 1%를 초과하면, 강재(모재)의 강도가 현저하게 너무 높아져서 모재 인성이 도리어 열화하기 때문에 HAZ 인성도 저하된다. 따라서, Mo는 1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.7% 이하, 더 바람직하게는 0.5% 이하, 특히 바람직하게는 0.05% 이하이다. 한편, 전술한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상이다.Mo acts to increase the strength of the steel, but when it exceeds 1%, the strength of the steel (base material) becomes so high that the base metal toughness deteriorates rather than the HAZ toughness. Therefore, it is preferable to make Mo 1% or less. More preferably, it is 0.7% or less, More preferably, it is 0.5% or less, Especially preferably, it is 0.05% or less. On the other hand, in order to exhibit the above-mentioned effect effectively, it is preferable to contain 0.01% or more. More preferably, it is 0.02% or more, More preferably, it is 0.03% or more.

[(b) V][(b) V]

V는, HAZ 인성을 향상시키는 원소이지만, 0.1%를 초과하여 함유하면, 석출되는 탄질화물이 조대화하여 모재의 인성을 열화시킨다. 따라서, V는 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.08% 이하, 더 바람직하게는 0.05% 이하, 특히 바람직하게는 0.01% 이하이다. 한편, 전술한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.001% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.00 2% 이상, 더 바람직하게는 0.003% 이상이다.Although V is an element which improves HAZ toughness, when it contains more than 0.1%, the deposited carbonitride will coarsen and deteriorate the toughness of a base material. Therefore, V is preferably made 0.1% or less. More preferably, it is 0.08% or less, More preferably, it is 0.05% or less, Especially preferably, it is 0.01% or less. On the other hand, in order to exhibit the above-mentioned effect effectively, it is preferable to contain 0.001% or more. More preferably, it is 0.002% or more, More preferably, it is 0.003% or more.

다음으로, 본 발명의 강재를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Next, the method of manufacturing the steel material of this invention is demonstrated.

대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(D값) 및 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율(R값)을 소정의 범위로 제어하기 위해서는, 가열한 강재를 Ar3점 바로 위의 미재결정 영역에서 압연(이하, 저온 압연이라고 한다)하는 것에 의해 강재에 변형(전위)을 도입한 후, 이것을 재결정 온도 부근으로 승온시키는 것(이하, 승온 처리라고 한다)이 중요하다. 재결정 온도 미만에서도, 도입된 변형을 구동력으로 하여 재결정이 생기기 때문에, 새로운 입계가 생성된다. 그리고, Ar3점 바로 위의 저온에서 생성되는 입계가 대응 입계가 되는 것에 대하여, 재결정 온도 부근에서 생성되는 입계는 랜덤 입계가 된다. 따라서, 미재결정 영역에서의 압연으로 도입되는 변형의 축적을 크게 할수록, 또한 그 후의 승온에 의해 재결정 온도에 가까이 갈수록, D값을 작게 할 수 있고, R값을 크게 할 수 있다.In order to control the average circle equivalent diameter (D value) of the grains surrounded by the diagonal grain boundaries and the ratio (R value) of the random grain boundaries occupied by the diagonal grain boundaries within a predetermined range, the heated steel is placed in the unrecrystallized region immediately above Ar 3 . After introducing a strain (potential) into steel materials by rolling (hereinafter referred to as low temperature rolling), it is important to raise the temperature to near the recrystallization temperature (hereinafter, referred to as a temperature raising process). Even below the recrystallization temperature, since recrystallization occurs using the introduced strain as a driving force, new grain boundaries are generated. And while the grain boundary produced at the low temperature just above Ar 3 becomes a corresponding grain boundary, the grain boundary produced near recrystallization temperature becomes a random grain boundary. Therefore, D value can be made small and R value can be made large, so that the accumulation | accumulation of the deformation | transformation introduced by rolling in a non-recrystallization area | region is large, and closer to recrystallization temperature by subsequent temperature increase.

상기 강재의 가열 온도(강재의 온도는 평균 온도를 의미한다. 이하 동일하고, 그의 결정 방법은 실시예의 부분에서 상술한다)는, 예를 들면 1050℃ 이상, 1080℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1100℃ 이상이다. 1050℃ 이상으로 가열하는 것에 의해, 강재의 조직을 오스테나이트 단상으로 할 수 있고, 또한 Nb를 전체 고용할 수 있다. 그러나, 가열 온도가 지나치게 높으면, 초기 오스테나이트 조직이 지나치게 조대화되기 때문에, 변태 후의 조직을 충분히 미세화하기 곤란해진다. 따라서, 가열 온도의 상한은, 예를 들면 1250℃ 이하, 바람직하게는 1200℃ 이하, 더 바람직하게는 1150℃ 이하로 한다.The heating temperature of the steel material (the temperature of the steel means an average temperature, which is the same below, and the method of determination thereof is described in detail in the examples) is preferably 1050 ° C or more and 1080 ° C or more, for example. Preferably it is 1100 degreeC or more. By heating at 1050 degreeC or more, the structure of steel materials can be made into austenite single phase, and Nb can be fully dissolved. However, when the heating temperature is too high, the initial austenite structure becomes excessively coarse, so that it becomes difficult to sufficiently refine the structure after transformation. Therefore, the upper limit of heating temperature is 1250 degrees C or less, Preferably it is 1200 degrees C or less, More preferably, you may be 1150 degrees C or less.

가열한 강재는, 필요에 따라 조 압연 및 냉각을 실시한 후, 상기 저온 압연을 실시한다. 저온 압연의 온도는, Ar3점+30℃ 이하(바람직하게는, Ar3점+ 20℃ 이하), Ar3점 이상이다. 이 온도 범위에서의 누적 압하율을 50% 이상, 바람직하게는 53% 이상, 보다 바람직하게는 55% 이상으로 한다. R값 및 D값의 관점에서는 누적 압하율의 상한은 제한되지 않지만, 압연 부하나 제조 효율을 고려하면 누적 압하율은, 예를 들면 80% 이하, 바람직하게는 70% 이하, 보다 바람직하게는 65% 이하 정도로 해도 된다.The heated steel materials are subjected to crude rolling and cooling as necessary, and then subjected to the low temperature rolling. The temperature of low temperature rolling is Ar 3 point + 30 degrees C or less (preferably Ar 3 point + 20 degrees C or less), and Ar 3 point or more. The cumulative reduction ratio in this temperature range is 50% or more, preferably 53% or more, more preferably 55% or more. In view of the R value and the D value, the upper limit of the cumulative reduction ratio is not limited, but considering the rolling load and the production efficiency, the cumulative reduction ratio is, for example, 80% or less, preferably 70% or less, and more preferably 65 It may be about% or less.

한편, 상기 Ar3점의 온도는 하기 수학식 3으로부터 산출할 수 있다. 수학식 3에서, [ ]는 각 원소의 함유량(질량%)을 나타내고 있고, t는 강재의 마무리 판 두께(mm)를 뜻하고 있다.On the other hand, the temperature of the Ar 3 point can be calculated from the following equation (3). In Equation 3, [] represents the content (mass%) of each element, and t represents the finished sheet thickness (mm) of the steel.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Ar3(℃) = 910-310×[C]-80×[Mn]-20×[Cu]-15×[Cr]-55×[Ni]-80×[Mo]+ 0.35×(t-8)Ar 3 (° C.) = 910-310 × [C] -80 × [Mn] -20 × [Cu] -15 × [Cr] -55 × [Ni] -80 × [Mo] + 0.35 × (t-8 )

저온 압연 후에는, 전술한 것처럼 승온 처리한다. 이 승온의 온도 범위는, Ar3점+30℃ 초과, 재결정 온도+20℃ 이하이다. 재결정 온도에 가까이 갈수록, 변형을 구동력으로 하는 재결정이 진행하여, R값이 커지고, 또한 D값이 작아진다. 단, 재결정 온도를 지나치게 초과하면, 결정립이 성장하기 시작하기 때문에, D값의 억제가 곤란해진다. 재결정과 입자 성장의 균형을 고려하여, 승온의 온도 범위를 재결정 온도+20℃ 이하로 정했다. 바람직한 온도 범위는, 재결정 온도-30℃ 이상(특히, 재결정 온도-20℃ 이상), 재결정 온도 미만(특히, 재결정 온도-5℃ 이하)이다.After low temperature rolling, it heat-processes as above-mentioned. The temperature range of this temperature increase is more than Ar <3> +30 degreeC and recrystallization temperature +20 degreeC or less. The closer to the recrystallization temperature, the more the recrystallization with the strain as the driving force proceeds, the larger the R value and the smaller the D value. However, if the recrystallization temperature is excessively exceeded, crystal grains will start to grow, which makes it difficult to suppress the D value. In consideration of the balance between recrystallization and grain growth, the temperature range of the elevated temperature was set to the recrystallization temperature + 20 ° C or lower. Preferable temperature ranges are recrystallization temperature -30 degreeC or more (especially recrystallization temperature -20 degreeC or more) and below recrystallization temperature (especially recrystallization temperature -5 degrees C or less).

한편, 재결정 온도는, 예를 들면 가공 포어마스터 시험기를 사용하고, 다음의 순서로 측정할 수 있다. 직경 8mm, 높이 12mm의 원주상 시험편을 준비하여, 도 1에 나타내는 열 패턴으로 가공한다. 즉, 승온 속도 10℃/초로 1100℃까지 시험편을 가열하고, 1분 유지한 후, 높이가 10mm가 되도록 초기 가공을 하고, 1100℃인 채로 20분간 유지한다. 다음으로, 가공 온도가 760℃, 780℃, 800℃, 820℃, 840℃, 860℃ 또는 880℃가 되도록 1100℃부터 냉각 속도 50℃/초로 냉각하고, 각 가공 온도에서 10초 유지→1패스째 가공→상기 가공 온도에서 10초 유지→2패스째 가공을 반복하고, 4패스째 가공을 종료한 후, 가공 온도에서 10초 유지하고 나서 실온까지 냉각 속도 50℃/초로 냉각했다. 각 패스의 가공은, 시험편 높이가, 1패스째: 9.0mm, 2패스째: 8.0mm, 3패스째: 7.0mm, 4패스째: 6.5mm가 되도록 스트로크 속도 15mm/초로 행했다. 상기 냉각은 비활성 가스를 사용하여 급냉했다. 비교 대상으로서, 상기 20분간 유지한 후, 가공하지 않고서 실온까지 냉각 속도 50℃/초로 냉각(비활성 가스에 의한 급냉)한 샘플도 준비했다.In addition, recrystallization temperature can be measured in the following procedure using a processed pore master tester, for example. A cylindrical test piece having a diameter of 8 mm and a height of 12 mm is prepared and processed into a thermal pattern shown in FIG. 1. That is, after heating a test piece to 1100 degreeC at a temperature increase rate of 10 degree-C / sec, holding for 1 minute, initial processing is performed so that height may become 10 mm, and it hold | maintains for 20 minutes with 1100 degreeC. Next, cooling is carried out at a cooling rate of 50 ° C./sec from 1100 ° C. so that the processing temperature becomes 760 ° C., 780 ° C., 800 ° C., 820 ° C., 840 ° C., 860 ° C. or 880 ° C., and the process is maintained for 10 seconds at each processing temperature → 1 pass. 10th process hold | maintained from the said process temperature, the 10th process holding | maintenance was repeated, and after completion | finish of the 4th process, it hold | maintained for 10 second at processing temperature, and cooled to room temperature at 50 degreeC / sec. Each pass was processed at a stroke speed of 15 mm / sec so that the test piece height became 9.0 mm in the first pass, 8.0 mm in the second pass, 7.0 mm in the third pass, and 6.5 mm in the fourth pass. The cooling was quenched using inert gas. As a comparison object, the sample which hold | maintained for said 20 minutes, and cooled (quenched by inert gas) at 50 degree-C / sec of cooling rate to room temperature was also prepared, without processing.

가공 후, 각 가공 온도에서의 오스테나이트 입경을 측정하고, 재결정 유무를 관찰하여, 재결정 온도를 결정한다. 오스테나이트립이 등축이 되어 있는 경우를 재결정되었다고 평가하고, 편평해 있는 경우를 재결정되지 않았다고 평가했다. 오스테나이트 입경은, 시험편을 #150 내지 #1000까지의 습식 에머리 연마지를 사용하여 연마하고, 이어서 연마제로서 다이아몬드 슬러리를 사용하여 경면 마무리하고, 이 경면 연마면을 극저(極低) 카본 부식액(예를 들면, 피크르산 20g, 도데실벤젠설폰산나트륨 20g 및 염산 5 내지 10㎖를 증류수 500㎖에 용해시켜 조제한 부식액)으로 에칭한 후, 150㎛×200㎛의 시야를 배율 400배로 관찰하여, 화상 해석하여 오스테나이트 입경을 측정했다.After processing, the austenite grain size at each processing temperature is measured, the presence or absence of recrystallization is determined, and the recrystallization temperature is determined. It was evaluated that the case where the austenite grains were equiaxed was recrystallized, and that the case where the austenite grain was flat was not recrystallized. The austenitic particle diameter is obtained by polishing the test piece using wet emery abrasive papers of # 150 to # 1000, followed by mirror finish using a diamond slurry as an abrasive, and the mirror polished surface with an extremely low carbon corrosion solution (e.g., For example, 20 g of picric acid, 20 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, and 5 to 10 ml of hydrochloric acid were prepared by dissolving in 500 ml of distilled water), followed by etching at a magnification of 400 times to observe a 150 µm x 200 µm image. The austenite particle diameter was measured.

승온시키기 위한 수단은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 가열(고주파 가열 등) 및 복열의 어느 것을 이용할 수도 있다. 복열을 이용하는 경우는, 가열한 강재를 저온 압연하기까지의 사이(특히, 저온 압연 개시 직전)에, 가속 냉각(예를 들면, 수냉)을 해야 한다. 또한, 조 압연을 실시하는 경우에는, 조 압연과 저온 압연의 사이에서 가속 냉각할 필요가 있다. 저온 압연 직전의 가속 냉각에 의해, 강재 표면과 내부의 온도 차이를 크게 할 수 있기 때문에, 저온 압연 후에 강재를 복열할 수 있다.The means for raising the temperature is not particularly limited, and any of heating (high frequency heating and the like) and recuperation can be used, for example. When recuperation is used, accelerated cooling (for example, water cooling) must be performed until the heated steel is cold rolled (especially just before the start of cold rolling). In addition, when performing rough rolling, it is necessary to accelerate-cool between crude rolling and low temperature rolling. Accelerated cooling immediately before the low temperature rolling can increase the temperature difference between the steel surface and the inside, so that the steel can be recovered after the low temperature rolling.

상기 승온의 온도 범위에서는, 필요에 따라 압연을 실시할 수도 있다. 승온 온도에서 재결정하면서 압연하는 것에 의해, 결정립을 더 미세하게 할 수 있고, D값을 보다 작게 할 수 있다. 이 압연의 누적 압하율은, 예를 들면 3% 이상(바람직하게는 5% 이상, 특히 바람직하게는 8% 이상), 25% 이하(바람직하게는 20% 이하, 특히 바람직하게는 18% 이하)이다.In the temperature range of the said temperature rising, you may roll as needed. By rolling while recrystallizing at an elevated temperature, crystal grains can be made finer and D value can be made smaller. The cumulative reduction ratio of this rolling is, for example, 3% or more (preferably 5% or more, particularly preferably 8% or more), 25% or less (preferably 20% or less, particularly preferably 18% or less). to be.

승온 처리 종료 후에는 제어 냉각하는 것이 권장된다. 제어 냉각에 의해 금속 조직을 베이나이트 주체로 할 수 있고, 표층부의 경도를 소정값 이상으로 높일 수 있고, 피로 특성을 개선할 수 있다. 이 제어 냉각에서는, 예를 들면 Ar3점 이상의 온도부터 500℃ 이하까지를 평균 속도 5℃/초 이상으로 냉각한다. 냉각 개시 온도가 Ar3점을 하회하거나, 평균 냉각 속도가 5℃/초를 하회하면, 페라이트가 많이 생성되어, 표층부를 딱딱하게 하기가 어려워진다. 평균 냉각 속도는, 바람직하게는 7℃/초 이상, 보다 바람직하게는 9℃/초 이상이다. 냉각 정지 온도를 500℃ 이하로 한 것은, 변태를 완전히 완료시키기 위함이다.It is recommended to cool the control after completion of the temperature increase treatment. By controlled cooling, the metal structure can be made mainly of bainite, the hardness of the surface layer portion can be increased to a predetermined value or more, and the fatigue characteristics can be improved. In this controlled cooling, for example, the temperature is at least 3 ° C to 500 ° C or lower at an average speed of 5 ° C / sec or more. When the cooling start temperature is lower than the Ar 3 point or the average cooling rate is lower than 5 ° C / sec, a large amount of ferrite is generated, which makes it difficult to harden the surface layer portion. The average cooling rate is preferably 7 ° C / sec or more, more preferably 9 ° C / sec or more. The cooling stop temperature was set at 500 ° C. or lower to completely complete the transformation.

본 발명의 강재는, 취성 균열 전파 정지 특성(또, 피로 특성)이 우수하기 때문에, 예를 들면 교량, 건축물, 선박, 탱크, 해양 구조물, 라인 파이프 등의 구조물의 재료로서 사용할 수 있다. 이 강재는, 소 내지 중입열 용접은 물론, 입열량이 50kJ/mm 이상인 대입열 용접에 있어서도 용접 열 영향부의 인성 열화를 막을 수 있다.Since the steel materials of the present invention are excellent in brittle crack propagation stop characteristics (and fatigue characteristics), they can be used as materials for structures such as bridges, buildings, ships, tanks, marine structures, line pipes, and the like. This steel can prevent the deterioration of the toughness of the weld heat-affected zone even in small to medium heat input welding, as well as large heat input welding having a heat input amount of 50 kJ / mm or more.

본 발명의 강재는, 인장 강도가 530MPa 이상(특히, 600MPa 이상)인 것이 바람직하다. 또한, 표층부 경도의 최소값은 160Hv 이상(특히, 190Hv 이상)인 것이 바람직하다.It is preferable that the steel material of this invention is 530 Mpa or more (especially 600 Mpa or more). In addition, it is preferable that the minimum value of the surface layer part hardness is 160 Hv or more (especially 190 Hv or more).

본 발명의 강재는, 판 두께가 3mm 이상(특히, 20mm 이상, 더욱이는 40mm 이상)의 후강판을 대상으로 하고 있다.The steel material of this invention is intended for the thick steel plate whose plate | board thickness is 3 mm or more (especially 20 mm or more, Furthermore, 40 mm or more).

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 한정하는 성질의 것이 아니라, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경하여 실시하는 것도 가능하고, 그것은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, the following Example is not a property which limits this invention, It is also possible to change suitably and to implement in the range which may be suitable for the purpose of the previous and later, It is all included in the technical scope of the present invention.

[실시예][Example]

하기 표 1에 나타내는 성분 조성의 강(잔부는 철 및 불가피적 불순물)을 전로에서 용제하여, 얻어진 슬래브를 하기 표 2에 나타내는 조건으로 열간 압연했다. 구체적인 조건은 다음과 같다. 용제하여 얻어진 슬래브를 하기 표 1에 나타내는 온도로 가열한 후, 1050℃에서 하기 표 2에 나타내는 열간 압연 개시 온도까지 가속 냉각하고, 이 온도부터 하기 표 2에 나타내는 누적 압하율로 열간 압연했다.The slab obtained by dissolving steel (remainder and iron and unavoidable impurity) of the component composition shown in following Table 1 by the converter was hot-rolled on the conditions shown in following Table 2. Specific conditions are as follows. After heating the slab obtained by solvent to the temperature shown in following Table 1, it accelerated-cooled at 1050 degreeC to the hot rolling start temperature shown in following Table 2, and hot-rolled at this cumulative reduction ratio shown in following Table 2 from this temperature.

열간 압연 후에는, 복열에 의해 승온시키고 나서 냉각하여, 하기 표 2에 나타내는 판 두께의 강판을 제조했다. 하기 표 2에, 복열시켰을 때의 강재의 최고 온도와, 각 강종에 있어서의 재결정 온도(즉, 결정립이 재결정 개시하는 온도)를 나타낸다. 재결정 온도는, 가공 포어마스터 시험기로 측정했다. 또한, 하기 표 2에, 냉각 개시 온도 및 평균 냉각 속도를 나타낸다. 한편, 하기 표 2의 No. 7, 8은 복열에 의해 승온시킨 후, 하기 표 2에 나타내는 압하율로 압연하고 나서 냉각한 예이다.After hot rolling, it heated up by reheating, cooled, and produced the steel plate of the plate thickness shown in following Table 2. Table 2 below shows the maximum temperature of the steel material when reheated and the recrystallization temperature (that is, the temperature at which crystal grains start recrystallization) in each steel type. The recrystallization temperature was measured with the processed pore master tester. In addition, in Table 2, the cooling start temperature and the average cooling rate are shown. On the other hand, No. 7, 8 is an example of cooling after rolling up by the reduction ratio shown in following Table 2 after heating up by reheating.

본 실시예에서, 상기 온도는 모두 평균 온도로 관리했다. 평균 온도의 산출 방법은 다음과 같다.In this example, all of the above temperatures were managed as average temperatures. The calculation method of an average temperature is as follows.

<평균 온도><Average temperature>

(1) 프로세스 컴퓨터를 사용하여, 가열 개시부터 가열 종료까지의 분위기 온도와 재로(在爐) 시간에 기초하여, 강편의 표면부터 이면까지의 판 두께 방향에 있어서의 임의의 위치의 가열 온도를 산출한다.(1) Using a process computer, the heating temperature at any position in the sheet thickness direction from the surface of the steel piece to the back surface is calculated based on the atmosphere temperature and the ashing time from the heating start to the heating end. do.

(2) 산출한 가열 온도를 사용하여, 압연 중의 압연 패스 스케쥴이나 패스 사이의 냉각 방법(수냉 또는 공냉)의 데이터에 기초하여, 판 두께 방향의 임의의 위치에 있어서의 압연 온도를 차분법 등 계산에 적합한 방법을 사용하여 산출하면서, 압연한다.(2) Using the calculated heating temperature, the rolling temperature at any position in the sheet thickness direction is calculated on the basis of the rolling pass schedule during rolling or the data of the cooling method (water cooling or air cooling) between the passes and the difference method. It rolls, calculating using the method suitable for.

(3) 강편의 표면 온도는, 압연 라인 상에 설치된 방사형 온도계를 사용하여 실측한다. 단, 프로세스 컴퓨터에서도 표면 온도를 계산한다.(3) The surface temperature of a steel piece is measured using the radial thermometer provided on the rolling line. However, the surface temperature is also calculated on the process computer.

(4) 조 압연 개시시, 조 압연 종료시 및 마무리 압연 개시시에 각각 실측한 강편의 표면 온도를, 프로세스 컴퓨터로 계산한 표면 온도와 대조한다.(4) The surface temperature of the measured steel piece at the time of rough rolling start, the rough rolling end, and the finish rolling start is compared with the surface temperature calculated by the process computer.

(5) 계산 표면 온도와 실측한 강편의 표면 온도의 차이가 ±30℃ 이상인 경우는, 실측한 강편의 표면 온도를 상기 계산 표면 온도로 치환하여 프로세스 컴퓨터 상의 계산 표면 온도로 하고, ±30℃ 미만인 경우는, 프로세스 컴퓨터로 계산한 표면 온도를 그대로 사용한다.(5) When the difference between the calculated surface temperature and the surface temperature of the measured steel piece is ± 30 ° C or more, the surface temperature of the measured steel piece is replaced with the calculated surface temperature to be the calculated surface temperature on the process computer, and is less than ± 30 ° C. In this case, the surface temperature calculated by the process computer is used as it is.

(6) 산출된 계산 표면 온도를 사용하여, 판 두께 방향의 평균 온도를 구한다.(6) Using the calculated surface temperature, the average temperature in the plate thickness direction is obtained.

하기 표 2에는, 표 1에 나타낸 성분 조성 및 강판의 판 두께(제품 두께)에 기초하여, 상기 수학식 3을 사용하여 산출한 Ar3점의 값을 나타낸다.Table 2 shows, based on the composition and thickness (product thickness) of the steel sheets shown in Table 1, shows a value of the Ar 3 point calculated using the above equation (3).

다음으로, 얻어진 강판의 금속 조직을 하기 순서로 관찰하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와, 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R을 구했다. D(㎛)와 R(면적%)의 값을 하기 표 3에 나타낸다.Next, the metal structure of the obtained steel sheet was observed in the following order, and the average circle equivalent diameter D of the crystal grain enclosed by the diagonal grain boundary whose crystal orientation difference is 15 degrees or more, and the ratio R of the random grain boundary occupied by diagonal grain boundary were calculated | required. The values of D (μm) and R (area%) are shown in Table 3 below.

<D값><D value>

(1) 얻어진 강판의 표면과 이면의 양쪽을 포함하도록, 압연 방향(길이 방향)으로 평행하게 절단한 샘플을 준비한다.(1) The sample cut | disconnected in parallel in the rolling direction (length direction) is prepared so that both the surface and the back surface of the obtained steel plate may be included.

(2) #150 내지 #1000까지의 습식 에머리 연마지, 또는 그것과 동등한 기능을 갖는 연마 방법으로 연마하고, 다이아몬드 슬러리 등의 연마제를 사용하여 경면 마무리를 실시한다.(2) Polishing is performed by wet emery polishing papers of # 150 to # 1000, or by a polishing method having a function equivalent thereto, and mirror finishing is performed by using an abrasive such as a diamond slurry.

(3) 경면 연마면을 TexSEM Laboratories사제의 EBSP(Electron Back Scattering Pattern) 장치로, 판 두께 방향의 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치(t는 강판의 두께)까지의 영역에서 측정 범위를 200㎛×200㎛, 피치를 0.5㎛로 하여 2개의 결정 방위차를 측정하여, 결정 방위차가 15° 이상인 경계를 대각 입계로 한다. 측정은 상기 영역에서 5시야로 행한다. 한편, 측정 방위의 신뢰성을 나타내는 컨피던스·인덱스가 0.1보다 작은 측정점은 해석 대상에서 제외한다.(3) The mirror polished surface is an EBSP (Electron Back Scattering Pattern) device manufactured by TexSEM Laboratories, and the measurement range is 200 in the region from the depth t / 8 position to the t / 4 position (t is the thickness of the steel sheet) in the sheet thickness direction. Two crystal orientation differences are measured by making a pitch of 0.5 micrometer x 200 micrometers, and a pitch of 0.5 micrometer, and let a boundary with a crystal orientation difference of 15 degrees or more be diagonal grain boundary. Measurement is carried out at 5 o'clock in the above range. On the other hand, measurement points whose confidence index indicating reliability of the measurement orientation is smaller than 0.1 are excluded from the analysis target.

(4) 그레인 분포도(Grain distribution map)에서, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 최대 폭(보통, 판 두께 방향에 따른 길이)과 최대 길이(보통, 압연 방향에 따른 길이)를 측정하고, 결정립의 면적을 산출하여 결정립의 원 상당 직경을 산출하여, 평균값을 구한다.(4) In the grain distribution map, measure the maximum width (usually the length along the sheet thickness direction) and the maximum length (usually along the rolling direction) of grains surrounded by diagonal grain boundaries with a grain orientation difference of 15 ° or more. Then, the area of the crystal grains is calculated, the circle equivalent diameter of the crystal grains is calculated, and the average value is obtained.

<R값><R value>

(1) 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R은, 상기 D를 산출할 때와 같은 조건으로 경면 마무리를 실시한 샘플을 사용하고, TexSEM Laboratories사제의 EBSP 장치로, 경면 연마면 중 판 두께 방향의 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치(t는 강판의 두께)까지의 영역에서 측정 범위를 200㎛×200㎛, 피치를 0.5㎛으로 하여 2개의 결정 방위차를 측정한다. 측정은 상기 영역에서 5시야로 행한다. 한편, 측정 방향의 신뢰성을 나타내는 컨피던스·인덱스가 0.1보다 작은 측정점은 해석 대상에서 제외한다.(1) The ratio R of the random grain boundary in the diagonal grain boundary is an EBSP device manufactured by TexSEM Laboratories, using a sample subjected to specular finishing under the same conditions as when calculating the above D, and has a depth in the plate thickness direction in the mirror polished surface. In the area | region from t / 8 position to t / 4 position (t is thickness of a steel plate), two crystal orientation differences are measured for 200 micrometers x 200 micrometers in a measurement range, and 0.5 micrometer in pitch. Measurement is carried out at 5 o'clock in the above range. On the other hand, the measuring point whose confidence index showing the reliability of the measuring direction is smaller than 0.1 is excluded from the analysis object.

(2) 측정 결과 중, 결정 방위차가 5.5° 미만인 것은 노이즈라고 생각하여 삭제하고, 62.5°까지의 각 방향 차이에 있어서의 분포를 구한다.(2) Among the measurement results, it is considered that noise having a crystal orientation difference of less than 5.5 ° is removed, and the distribution in each direction difference up to 62.5 ° is obtained.

(3) 상기 (2)의 공정에서 작성한 결정 방위차 분포와 대응 입계 맵(각 대응 입계의 개수가 기재되어 있는 표)을 대응시키는 것에 의해, 각 판 두께 위치에 있어서의 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R을 산출한다. 구체적으로는, 각 대응 입계(Σ1 내지 4)를 결정 방위 분포에 의해 얻어지는 방위차 15° 이상의 대각 입계의 개수로 나누는 것에 의해, 각 대응 입계의 분포를 구하고, 이것을 합계하여 100%에서 뺌으로써 각 판 두께 위치에 있어서의 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R을 산출한다. 각 판 두께 위치에 있어서의 최대 랜덤 입계의 비율 R을, 그의 압연재에 있어서의 랜덤 입계의 비율 R로 한다[대응 입계 이외를 랜덤 입계로 한다(> Σ49)].(3) The random grain boundary occupied by the diagonal grain boundary in each plate thickness position by making the crystal orientation difference distribution created in the process of said (2) correspond with the corresponding grain boundary map (the table in which the number of each grain boundary is described). Calculate the ratio R of. Specifically, by dividing each corresponding grain boundary (Σ1-4) by the number of diagonal grain boundaries of 15 degrees or more obtained by the crystal orientation distribution, the distribution of each corresponding grain boundary is calculated | required, and it totals and subtracts from 100%, The ratio R of the random grain boundaries at the diagonal grain boundaries at the sheet thickness positions is calculated. The ratio R of the maximum random grain boundary in each plate | board thickness position is made into the ratio R of the random grain boundary in the rolling material (other than a corresponding grain boundary is set as a random grain boundary (> Σ49)).

한편, 대응 입계의 측정에는 주식회사 TSL사의 「TSL OIM Data Collection ver 5.2」를 사용하고, 해석에는 주식회사 TSL사의 「TSL OIM Analysis ver 5.0」을 사용했다.On the other hand, "TSL OIM Data Collection ver 5.2" of TSL Corporation was used for the measurement of a corresponding grain boundary, and "TSL OIM Analysis ver 5.0" of TSL Corporation was used for analysis.

다음으로, 강판의 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치(t는 강판의 두께)까지의 영역에서, 강판의 압연 방향에 평행하고 또한 강판의 표면에 대하여 수직한 면이 노출하도록 샘플을 잘라내고, 이것을 #150 내지 #1000까지의 습식 에머리 연마지를 사용하여 연마하고, 이어서 연마제로서 다이아몬드 슬러리를 사용하여 경면 마무리했다. 이 경면 연마면을 2% 질산-에탄올 용액(나이탈 용액)으로 에칭한 후, 150㎛×200㎛의 시야를 배율 400배로 관찰하고, 화상 해석하여 페라이트 분율을 측정했다. 페라이트 이외의 RAS상 조직은 모두 베이나이트라고 보았다. 5시야에 대하여 페라이트 분율을 구하여, 그 평균값을 하기 표 3에 나타낸다.Next, in the region from the depth t / 8 position to the t / 4 position (t is the thickness of the steel sheet) of the steel sheet, the sample is cut out so that a surface parallel to the rolling direction of the steel sheet and perpendicular to the surface of the steel sheet is exposed. This was polished using wet emery polishing papers from # 150 to # 1000, followed by mirror finish using a diamond slurry as an abrasive. After this mirror polished surface was etched with a 2% nitric acid-ethanol solution (nital solution), a 150 μm × 200 μm field of view was observed at a magnification of 400 times, and image analysis was performed to measure the ferrite fraction. All non-ferrite RAS tissue was considered bainite. The ferrite fraction was calculated | required about 5 fields, and the average value is shown in Table 3 below.

다음으로, 강판의 최표면으로부터 깊이 t/4 위치(t는 강판의 두께)까지의 영역에서의 경도 및 강판의 기계적 특성(항복점 및 인장 강도)을 측정했다.Next, the hardness in the region from the outermost surface of the steel sheet to the depth t / 4 position (t is the thickness of the steel sheet) and the mechanical properties (yield point and tensile strength) of the steel sheet were measured.

<경도><Hardness>

강판의 경도는, 상기 D를 산출할 때와 같은 조건으로 경면 마무리한 샘플을 사용하여, 비커스 경도 시험기로 측정했다. 측정은, 강판의 최표면에서 t/4 위치(t는 강재의 두께)까지의 영역을 1mm 간격으로, 하중을 98N(10kgf), 측정 개소를 20개소로 행했다. 측정 결과 중 최소값을 하기 표 3에 나타낸다.The hardness of the steel plate was measured with a Vickers hardness tester using a sample mirror-finished under the same conditions as when the above D was calculated. The measurement performed the area from the outermost surface of the steel plate to the t / 4 position (t is the thickness of the steel) at intervals of 1 mm, the load at 98 N (10 kgf), and 20 measurement points. The minimum value of the measurement results is shown in Table 3 below.

<기계적 특성><Mechanical characteristics>

강판의 깊이 t/4 부위(압연 방향에 수직 방향. C 방향)부터 NK(니혼해사협회) 배급이 정하는 U14A 시험편을 채취하여, JIS Z2241에 따라 인장 시험을 행하여, 항복점(YP) 및 인장 강도(TS)를 측정했다. 측정 결과를 하기 표 3에 나타낸다.The U14A test piece determined by NK (Nihon Maritime Association) distribution was taken from the depth t / 4 site | part of a steel plate (direction perpendicular to a rolling direction, C direction), the tensile test was performed according to JIS Z2241, and a yield point (YP) and tensile strength ( TS) was measured. The measurement results are shown in Table 3 below.

다음으로, 강판의 취성 균열 전파 정지 특성 및 피로 특성을 다음 순서로 평가했다.Next, the brittle crack propagation stop characteristic and the fatigue characteristic of the steel plate were evaluated in the following order.

<취성 균열 전파 정지 특성><Fragile Crack Propagation Characteristics>

취성 균열 전파 정지 특성은, 사단법인 니혼용접협회(WES) 발행의 강종 인정 시험 방법(2003년 3월 31일 제정)에서 규정되는 「취성 파괴 전파 정지 시험」에 따라 행했다. 시험은, 취성 파괴 전파 정지 시험 방법의 도 7.2에 표시되어 있는 형상의 시험편을 사용하여, 이 시험편에 -190℃ 내지 +60℃의 범위로부터 선택되는 임의의 온도 범위에서 온도 구배를 주어 4시험체분 행하여, Kca값을 하기 수학식 4로 산출했다. 하기 수학식 4에서, c는 전파부 입구부터 취성 균열 선단까지의 길이, σ는 전파부 입구부터 취성 균열 선단까지의 길이, W는 전파부 폭을 각각 나타내고 있다.The brittle crack propagation stop characteristic was performed according to the brittle fracture propagation stop test specified in the steel grade certification test method (established on March 31, 2003) issued by the Nippon Welding Association (WES). The test was carried out using a test piece of the shape shown in Fig. 7.2 of the brittle fracture propagation stop test method, giving the test piece a temperature gradient in an arbitrary temperature range selected from the range of -190 ° C to + 60 ° C. The Kca value was calculated by the following equation (4). In Equation 4 below, c represents the length from the inlet to the brittle crack tip,? Is the length from the inlet to the brittle crack tip, and W represents the width of the propagation section.

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

Figure 112011016682616-pat00001
Figure 112011016682616-pat00001

T를 취성 균열 선단의 온도(단위는 K)로 하고, X축을 1/T, Y축을 산출한 Kca값으로 하여 1/T와 Kca값의 상관 관계를 나타내는 그래프를 작성하여, 4점의 근사 곡선과 273K의 교점을 -10℃에서의 Kca값으로 했다. -10℃에서의 Kca값을 하기 표 3에 나타낸다. 본 발명에서는, -10℃에서의 Kca가 7000N/mm1 .5 이상인 경우를 합격(취성 균열 전파 정지 특성이 우수하다)으로 한다.Using T as the temperature at the brittle crack tip (unit: K), X-axis as 1 / T and Y-axis calculated Kca, a graph showing the correlation between 1 / T and Kca values was created. And the intersection point of 273K were made into Kca value at -10 degreeC. Kca values at −10 ° C. are shown in Table 3 below. In the present invention, to pass (is excellent in brittle crack propagation stop characteristics), if the Kca at -10 ℃ 7000N / mm 1 .5 or greater.

<피로 특성><Fatigue Characteristics>

피로 특성은, 강판의 t/4 부위로부터 채취한 도 2에 나타내는 미니어쳐 인장 피로 시험편을 사용하여, 반복 수 200만회를 반복 한계로 하고, 시험 정지 시에 있어서의 피로 강도를 피로 한계로서 측정하여 평가했다. 시험 조건은 하기와 같다.Fatigue characteristics were evaluated by measuring the fatigue strength at the time of stopping test as a fatigue limit, using the miniature tensile fatigue test piece shown in FIG. did. The test conditions are as follows.

<시험조건><Test Conditions>

시험 환경: 실온, 대기 중Test environment: room temperature, air

시험기 하중 용량: 10kNTesting Machine Load Capacity: 10kN

부하 양식: 축력Load form: axial force

제어 방식: 하중 제어Control method: load control

제어 파형: 정현파Control waveform: sine wave

응력비: R = σminmax = 0.1Stress ratio: R = σ min / σ max = 0.1

시험 속도: 10 내지 20HzTest speed: 10-20Hz

파단 반복수 범위: 104 내지 2×106 Break Repeat Range: 10 4 to 2 × 10 6

측정 회수: 4회Number of measurements: 4 times

시험 정지 조건: 파단 또는 최대 반복수 도달시(미파단)Test stop condition: at break or at maximum repeat (unbreak)

다음으로, 강판의 충격 특성과, 이 강판을 용접했을 때의 HAZ 인성을 평가했다. 평가 순서를 이하에 나타낸다.Next, the impact characteristic of the steel plate and the HAZ toughness at the time of welding this steel plate were evaluated. The evaluation procedure is shown below.

<충격 특성><Shock characteristics>

강판의 충격 특성은, V 노치 샤르피 시험을 행하여, 취성 파면 천이 온도(vTrs)를 측정하여 평가했다. 측정은, t/4 위치로부터 NK(니혼해사협회) 배급이 정하는 U4호 시험편을 채취하여, JIS Z2242에 따라 행했다. 측정 결과를 하기 표 3에 나타낸다.The impact characteristics of the steel sheet were evaluated by performing a V notch Charpy test and measuring the brittle wavefront transition temperature (vTrs). The measurement was extract | collected U4 test piece which NK (Nihon Maritime Association) distribution determines from t / 4 position, and performed it according to JISZ2242. The measurement results are shown in Table 3 below.

<HAZ 인성><HAZ Toughness>

용접시에 열 영향을 받는 부위(HAZ)의 인성을 평가하기 위해, 대입열 용접을 모의하여 하기에 나타내는 용접 재현 시험을 했다. 용접 재현 시험은, 강판의 t/4 위치로부터 잘라낸 샘플이 1400℃가 되도록 가열하고, 이 온도에서 30초간 유지한 후 냉각하는 열 사이클을 부여했다. 냉각 속도는, 800℃부터 500℃로의 냉각 시간이 300초가 되도록 조정했다.In order to evaluate the toughness of the heat affected zone (HAZ) at the time of welding, a high heat welding was simulated to perform a welding reproducing test shown below. The welding reproduction test was heated so that the sample cut out from the t / 4 position of a steel plate might be set to 1400 degreeC, hold | maintained at this temperature for 30 second, and gave the heat cycle to cool. The cooling rate was adjusted so that cooling time from 800 degreeC to 500 degreeC might be 300 second.

냉각 후의 샘플의 충격 특성을 V 노치 샤르피 시험으로 측정했다. 시험은, -20℃에서 행하여, -20℃에서의 흡수 에너지(vE-20)를 측정했다. 본 발명에서는, vE-20이 100J 이상인 경우를 「HAZ 인성이 우수하다」라고 평가했다. 측정 결과를 하기 표 3에 나타낸다.The impact characteristic of the sample after cooling was measured by the V notch Charpy test. The test was performed at -20 degreeC and the absorption energy (vE- 20 ) in -20 degreeC was measured. In the present invention, the case where vE- 20 is 100J or more was evaluated as "excellent in HAZ toughness." The measurement results are shown in Table 3 below.

우선, 열간 압연시의 누적 압하율과, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D의 관계를 도 3에 나타낸다. 도 3으로부터, 열간 압연시의 누적 압하율을 50% 이상이라고 하면, 상기 평균 원 상당 직경 D를 8㎛ 이하로 할 수 있다는 것을 알 수 있다.First, FIG. 3 shows the relationship between the cumulative reduction ratio during hot rolling and the average circle equivalent diameter D of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries. 3 shows that when the cumulative reduction ratio at the time of hot rolling is 50% or more, the said average circle equivalent diameter D can be 8 micrometers or less.

다음으로, 복열에 의한 승온의 유무와, 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R의 관계를 도 4에 나타낸다. 도 4로부터, 압연 후에 복열하는 것에 의해, 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R이 50면적% 이상으로 증가하는 것을 알 수 있다.Next, FIG. 4 shows the relationship between the presence or absence of temperature increase due to reheating and the ratio R of the random grain boundary occupying the diagonal grain boundary. It can be seen from FIG. 4 that the ratio R of the random grain boundaries at the diagonal grain boundaries increases to 50 area% or more by reheating after rolling.

다음으로, 복열에 의해 승온한 후의 평균 냉각 속도와, 강판의 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에 있어서의 경도의 최소값의 관계를 도 5에 나타낸다. 도 5에는, 하기 표 2, 표 3의 No. 3 내지 11의 결과를 플로팅했다. 도 5로부터, 승온후의 평균 냉각 속도를 5℃/초 이상으로 하면, 표층부의 경도의 최소값을 190Hv 이상으로 할 수 있다는 것을 알 수 있다.Next, FIG. 5 shows the relationship between the average cooling rate after heating up by reheating and the minimum value of the hardness in the area | region from the outermost surface of a steel plate to the depth t / 4 position. 5, No. 2 and Table 3 below. The results of 3 to 11 were plotted. 5 shows that when the average cooling rate after temperature rising is 5 degrees C / sec or more, the minimum value of the hardness of a surface layer part can be 190 Hv or more.

다음으로, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와, -10℃에서의 Kca값의 관계를 도 6에 나타낸다. 도 6에서, ◆은 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R이 50면적% 이상인 결과를 나타내고 있고, ■는 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R이 50면적% 미만인 결과를 나타내고 있다. 도 6으로부터, 상기 평균 원 상당 직경 D를 8㎛ 이하로 억제하는 것에 의해, -10℃에 있어서의 Kca값을 7000N/mm1 .5 이상으로 할 수 있어, 취성 균열 전파 정지 특성을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.Next, the relationship between the average circle equivalent diameter D of the crystal grain enclosed by diagonal grain boundary, and the Kca value in -10 degreeC is shown in FIG. In Fig. 6, indicates that the ratio R of the random grain boundary occupies the diagonal grain boundary is 50 area% or more, and the result of the ratio R of the random grain boundary occupies the diagonal grain boundary is less than 50 area%. From Figure 6, by inhibiting the average circle equivalent diameter D below the 8㎛, it can be the Kca value of the -10 ℃ to 7000N / mm 1 .5 or higher, to improve brittle crack propagation stop characteristics It can be seen that there is.

다음으로, 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R과, -10℃에서의 Kca값의 관계를 도 7에 나타낸다. 도 7에는, No.1 내지 3, 11, 12, 13, 16, 17의 결과를 나타냈다. 도 7로부터, 상기 랜덤 입계의 비율 R을 50면적% 이상으로 하는 것에 의해, -10℃에서의 Kca값을 7000N/mm1 .5 이상으로 할 수 있어, 취성 균열 전파 정지 특성을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.Next, the relationship between the ratio R of the random grain boundary in a diagonal grain boundary and Kca value in -10 degreeC is shown in FIG. In Fig. 7, the results of Nos. 1 to 3, 11, 12, 13, 16, and 17 are shown. From Figure 7, that the random grain boundary of the ratio R by not less than 50 area%, it is possible to value the Kca at -10 ℃ to 7000N / mm 1 .5 or higher, to improve brittle crack propagation stop characteristics It can be seen that.

다음으로, 강판의 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에 있어서의 경도의 최소값과 피로 한계의 관계를 도 8에 나타낸다. 도 8로부터, 표층부에서의 경도의 최소값을 190Hv 이상으로 하는 것에 의해, 피로 한계를 400MPa 이상으로 할 수 있어, 피로 특성을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다.Next, FIG. 8 shows the relationship between the minimum value of hardness and the fatigue limit in the region from the outermost surface of the steel sheet to the depth t / 4 position. 8 shows that by setting the minimum value of the hardness at the surface layer portion to 190 Hv or more, the fatigue limit can be 400 MPa or more, and the fatigue characteristics can be improved.

다음으로, 표 3에 기초하여 고찰한다.Next, consider based on Table 3.

No. 1 내지 11은, 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 예이고, 표층부에 있어서의 금속 조직을 적절히 제어하고 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성이 개선되어 있다. 즉, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D는 8㎛ 이하이고, 또한 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R이 50면적% 이상으로 되어 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성은 우수하다. 또한, 충격 특성도 우수하고, 강재 자체의 인성은 양호하다. 특히, No. 1 내지 8은 HAZ 인성도 우수하다. 한편, No. 9는 강판에 포함되는 Nb가 약간 많기 때문에, HAZ 인성이 약간 뒤떨어져 있다.No. 1-11 are examples which satisfy | fill the requirements prescribed | regulated by this invention, and since the metal structure in a surface layer part is appropriately controlled, brittle crack propagation stop characteristic is improved. That is, since the average circle equivalent diameter D of the crystal grains enclosed by the diagonal grain boundary is 8 micrometers or less, and the ratio R of the random grain boundary in a diagonal grain boundary is 50 area% or more, brittle crack propagation stop characteristic is excellent. Moreover, it is excellent in impact characteristics and the toughness of steel material itself is favorable. In particular, 1-8 are also excellent in HAZ toughness. On the other hand, Since 9 has a little much Nb contained in a steel plate, HAZ toughness is inferior slightly.

본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 예 중, No. 1 내지 9는, 표층부에서의 경도의 최소값을 190Hv 이상으로 하고 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성에 더하여 피로 특성도 우수하다. 한편, No. 10, 11은, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D는 8㎛ 이하이고, 또한 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R이 50면적% 이상으로 되어 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성은 우수하지만, 표층부 경도의 최소값이 190Hv를 하회하고 있기 때문에, 피로 특성이 개선되어 있지 않다.In the example which satisfy | fills the requirements prescribed | regulated by this invention, No. Since 1-9 are made into the minimum value of the hardness in surface layer part 190Hv or more, in addition to a brittle crack propagation stop characteristic, it is excellent also in a fatigue characteristic. On the other hand, In 10 and 11, the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary is 8 µm or less, and since the ratio R of the random grain boundary occupies the diagonal grain boundary is 50 area% or more, the brittle crack propagation stop characteristic is excellent. Since the minimum value of the surface-layer part hardness is less than 190 Hv, a fatigue characteristic does not improve.

한편, No. 12 내지 17은, 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하지 않는 예이다. 이들 예에서는, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D가 8㎛를 초과하거나, 또는 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율 R이 50면적%를 하회하고 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성이 개선되어 있지 않다.On the other hand, 12-17 is an example which does not satisfy the requirement prescribed | regulated by this invention. In these examples, the brittle crack propagation stop characteristics are improved because the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundaries exceeds 8 µm, or the ratio R of the random grain boundaries occupying the diagonal grain boundaries is less than 50 area%. Not.

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Claims (9)

강재로서,
C: 0.02 내지 0.12%(「질량%」의 의미. 이하, 화학 성분에 대하여 동일),
Si: 0 내지 0.5%,
Mn: 1 내지 2%,
Nb: 0.005 내지 0.04%,
B: 0.0005 내지 0.003%,
Ti: 0.005 내지 0.02%,
N: 0.0040 내지 0.01%,
P: 0 내지 0.02%,
S: 0 내지 0.015%,
Al: 0.01 내지 0.06%를 만족하고,
잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
상기 강재의 깊이 t/8 위치로부터 t/4 위치(t는 강재의 두께. 이하, 동일)까지의 영역에서 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때, 하기 수학식 1 및 2를 만족하는 강재.
[수학식 1]
D ≤ 8㎛
[수학식 2]
R ≥ 50면적%
[단, 수학식 1에서, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정 방위차를 측정하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다.
또한, 수학식 2에서, R은 상기 대각 입계에서 차지하는 랜덤 입계의 비율(면적%)을 의미한다.]
As steel,
C: 0.02 to 0.12% (the meaning of "mass%", hereinafter the same as for the chemical component),
Si: 0-0.5%,
Mn: 1-2%,
Nb: 0.005 to 0.04%,
B: 0.0005 to 0.003%,
Ti: 0.005 to 0.02%,
N: 0.0040 to 0.01%,
P: 0 to 0.02%,
S: 0 to 0.015%,
Al: satisfies 0.01 to 0.06%,
The balance consists of iron and inevitable impurities,
When the metal structure is observed by the backscattered electron diffraction method (EBSP method) in the region from the depth t / 8 position to the t / 4 position (t is the thickness of the steel. Steel satisfying two.
[Equation 1]
D ≤ 8 μm
&Quot; (2) &quot;
R ≥ 50 area%
[Equation 1] In Equation (1), D denotes an average circle equivalent diameter (mu m) of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries whose crystal orientation differences are 15 degrees or more by measuring two adjacent crystal orientation differences by the EBSP method.
In addition, in Equation 2, R denotes the ratio (area%) of the random grain boundary to the diagonal grain boundary.]
제 1 항에 있어서,
추가로 다른 원소로서,
Ni: 0 초과 0.7% 이하,
Cu: 0 초과 0.3% 이하,
Cr: 0 초과 1.5% 이하 및
Mo: 0 초과 1% 이하
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 강재.
The method of claim 1,
As another element,
Ni: more than 0 and less than 0.7%,
Cu: more than 0 and less than 0.3%,
Cr: greater than 0 and less than 1.5% and
Mo: more than 0 and less than 1%
Steel material containing 1 or more types chosen from the group which consists of.
제 1 항에 있어서,
추가로 다른 원소로서,
V: 0 초과 0.1% 이하를 함유하는 강재.
The method of claim 1,
As another element,
V: Steel containing more than 0 and 0.1% or less.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 강재의 최표면으로부터 깊이 t/4 위치까지의 영역에서 경도를 측정했을 때, 최소값이 190Hv 이상인 강재.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The minimum value is 190 Hv or more when hardness is measured in the area | region from the outermost surface of the said steel to the depth t / 4 position.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성의 강재를 가열하고, Ar3점+30℃ 이하, Ar3점 이상의 온도 범위에서 누적 압하율 50% 이상의 압연을 행하고, 이어서 Ar3점+30℃ 초과, 재결정 온도+20℃ 이하의 온도 범위로 승온한 후, 냉각하는 것을 특징으로 하는 강재의 제조방법.First carried out to claim 3, wherein heating the steel material of the chemical composition according to any one of items, and Ar 3 point + 30 ℃ or less, Ar 3 temperature point or more rolling cumulative rolling reduction of 50% or more in, then Ar 3 point A method for producing steel, characterized in that the cooling is carried out after the temperature is raised to a temperature range of more than + 30 ° C and a recrystallization temperature of + 20 ° C or less. 제 5 항에 있어서,
상기 강재의 가열 온도를 1050℃ 이상으로 하고, 가속 냉각에 의해 강재가 Ar3점+30℃ 이하가 되고나서 Ar3점 이상의 온도 범위에서 상기 누적 압하율 50% 이상의 압연을 행하고, 복열에 의해 상기 Ar3점+30℃ 초과, 재결정 온도+20℃ 이하의 온도 범위로 승온시키는 것을 특징으로 하는 강재의 제조방법.
The method of claim 5, wherein
The heating temperature of the steel is set to 1050 ° C or higher, the steel is reduced to Ar 3 points + 30 ° C or lower by accelerated cooling, and then the rolling reduction is performed at 50% or more of the cumulative reduction rate at a temperature range of Ar 3 or more, A method for producing a steel, wherein the temperature is raised to a temperature range of more than 3 points of Ar + 30 ° C and a recrystallization temperature of + 20 ° C or less.
제 5 항에 있어서,
상기 승온은, 재결정 온도-30℃ 이상, 재결정 온도 미만의 온도 범위로 하는 것을 특징으로 하는 강재의 제조방법.
The method of claim 5, wherein
The said elevated temperature is a recrystallization temperature-30 degreeC or more, The manufacturing method of the steel characterized by the above-mentioned.
제 5 항에 있어서,
상기 승온 후, 압연하고 나서 상기 냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 강재의 제조방법.
The method of claim 5, wherein
After cooling, the cooling is carried out, followed by rolling.
제 5 항에 있어서,
상기 냉각은, Ar3점 이상의 온도부터 500℃ 이하까지를 평균 속도 5℃/초 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 강재의 제조방법.
The method of claim 5, wherein
The said cooling is the manufacturing method of the steel materials characterized by the above-mentioned Ar 3 point or more to 500 degrees C or less to an average speed of 5 degrees C / sec or more.
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