KR101439656B1 - A steel containing phosphorous with excellent impact toughness - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충격인성이 우수한 인 함유강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강중 다량 함유될 경우 취성을 유발한다는 종래의 통념을 극복한 새로운 개념의 인 함유강에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 인 함유강은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 0.5~3.0%, P: 0.05~0.3%, B: 0.0005~0.01%, Mo: 0.05~0.5%, La: 0.05~0.5%, N: 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트의 면적분율의 합이 80% 이상인 조직을 가질 수 있다.
The present invention relates to a phosphorus-containing steel having excellent impact toughness, and more particularly, to a phosphorus-containing steel of a new concept overcoming the conventional concept of causing brittleness when contained in a large amount in the steel.
The phosphorus-containing steel according to one aspect of the present invention contains 0.05 to 0.3% of C, 0.5 to 3.0% of Mn, 0.05 to 0.3% of P, 0.0005 to 0.01% of B, 0.05 to 0.5% of Mo, 0.05 to 0.5% of La, 0.01% or less of N, the balance of Fe and unavoidable impurities, and the sum of the area fraction of ferrite and pearlite is 80% or more.

Description

충격인성이 우수한 인 함유강{A STEEL CONTAINING PHOSPHOROUS WITH EXCELLENT IMPACT TOUGHNESS}A STEEL CONTAINING PHOSPHOROUS WITH EXCELLENT IMPACT TOUGHNESS,

본 발명은 충격인성이 우수한 인 함유강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강중 다량 함유될 경우 취성을 유발한다는 종래의 통념을 극복한 새로운 개념의 인 함유강에 관한 것이다.
The present invention relates to a phosphorus-containing steel having excellent impact toughness, and more particularly, to a phosphorus-containing steel of a new concept overcoming the conventional concept of causing brittleness when contained in a large amount in the steel.

지구상에서 채취되는 철광석에는 광산에 따라 다소 상이하기는 하나 다량의 인 성분이 포함되어 있다. 상기 인 성분은 채광이후의 선광과정에서도 광석으로부터 제거되지 않으며, 대부분 원래의 함량대로 소결광, 분광석, 브리케트 등의 형태의 제철원료에 포함되게 된다. 뿐만 아니라, 철광석을 처리하여 용선으로 제조하는 소위 제선공정에서도 인 성분은 거의 제거되지 않으며, 용선 내에 상당량 잔류하게 된다.
The iron ore taken from the earth contains a large amount of phosphorus although it is slightly different depending on the mine. The phosphorus component is not removed from the ore during the ore mining process after mining, and most of the raw phosphorus component is contained in the raw materials of the form such as sinter, minerals, and briquettes. In addition, the phosphorus component is hardly removed even in the so-called steel making process in which iron ore is treated to produce molten iron, and a considerable amount of molten iron remains in the molten iron.

이러한 현상은 인이 독특한 화학반응 특성을 가지기 때문이다. 즉, 제철공정에서 철로부터 인을 제거하기 위해서는 인을 철과 분리되는 물질로 변환시켜야 하는데, 한가지 방법은 철 중에 고용된 인을 기상의 인으로 변환(기화탈린)시키는 것이며, 또 한가지 방법은 인과 산소를 반응시켜 인의 산화물(예를 들면 P2O5 또는 그 유사한 화합물을 들 수 있다)로 변환시키는 방법을 들 수 있다. 그런데, 전자의 방법은 극단적인 환원조건을 필요로 하기 때문에 공업적인 방법으로는 현실적이지 않다. 따라서, 통상적으로 사용되는 방법은 후자의 산화공정인데, 철광석으로부터 용선을 제조하기 위해서는 환원성이 강한 환원제, 예를 들면 코크스 등을 사용하는 것이 필수적이므로 용선은 환원성 (그러나, 기화탈린에 적합하지는 않은 정도의 환원성) 분위기를 가지고 있다. 제선공정에서 인 성분을 제거하는 것은 현실적으로 가능하지 않다.
This phenomenon is due to the unique chemical reaction characteristics of phosphorus. In other words, in order to remove phosphorus from iron in steelmaking process, it is necessary to convert phosphorus to iron-separated material. One method is to convert phosphorus dissolved in iron into vapor phosphorus (vaporized tallin) And then reacting it with oxygen to convert it into an oxide of phosphorus (for example, P 2 O 5 or a similar compound). However, since the former method requires extreme reduction conditions, it is not practical in an industrial way. Therefore, a commonly used method is the latter oxidation process. In order to produce molten iron from iron ore, it is necessary to use a reducing agent having a strong reducing power such as coke, so that the molten iron has a reducing property (however, Of reductive) atmosphere. It is not practically possible to remove the phosphorus component in the manufacturing process.

따라서, 현재 상용화된 제철공정에서 인의 제거는 제강공정(예비처리공정을 포함한다)에 집중되어 있다. 대표적인 인의 제거 공정은 전로로 대표되는 1차 정련공정을 들 수 있다. 전로공정은 주로 탄소를 제거하여 용선을 용강으로 변환시키는 공정으로서 탄소를 제거하기 위하여 공정 중에 순산소를 취입하는 것을 특징으로 한다. 이때, 순산소의 취입에 의해 인을 포함한 여타 산소친화적인 원소가 함께 산화되게 되는데, 전로에서의 탈린은 이러한 현상을 이용하는 것이다.
Therefore, in the currently commercialized steel making process, the removal of phosphorus is concentrated in the steelmaking process (including the pre-treatment process). A typical phosphorus removal process is a primary refining process represented by a converter. The conversion process is primarily a process for removing carbon to convert molten iron to molten steel, characterized by the injection of pure oxygen during the process to remove carbon. At this time, oxygen-enriched elements including phosphorus are oxidized together with the injection of pure oxygen, and the talline in the converter uses this phenomenon.

그런데, 상기 전로 이후의 2차정련 공정에서는 다시 환원제가 투입되어 환원성 분위기가 유지되게 되므로, 추가적인 탈린은 기대하기 어려워 전로에서 가급적 전량의 탈린이 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 용선 중 초기 인의 함량이 높거나, 목표로 하는 최종 인의 함량이 낮을 경우에는 전로에서의 인제거 부하가 증가할 뿐만 아니라, 목표 탄소량에 이미 도달하였는데도 불구하고 인제거를 위한 산소취입에 따른 추가적인 탈탄이 불가피하게 이루어지며, 그에 따라 탄소와 밀접한 열역학적 관계를 가지는 용존 산소량이 증가할 수 밖에 없다. 산소량이 증가할 경우에는 출강시 또는 2차 정련과정에서 투입되는 알루미늄, 실리콘, 망간 등의 원소를 포함하는 환원제의 투입량이 증가할 수 밖에 없는데, 그에 따라 환원제와 용존 산소의 환원반응에 의해 생성되는 탈산생성물이 용강 내에 증가하게 되어 용강의 품질은 악화되게 된다.
However, in the secondary refining step after the conversion, the reducing agent is introduced again to maintain the reducing atmosphere, so that it is difficult to expect additional talline, so that it is preferable that the whole talline is conducted in the converter as much as possible. Therefore, when the content of initial phosphorus in the molten iron is high or the content of the final phosphorous as the target is low, not only the phosphorus removal load in the converter is increased but also the amount of oxygen Which inevitably leads to an increase in the amount of dissolved oxygen having a thermodynamic relationship closely related to carbon. When the amount of oxygen is increased, the amount of the reducing agent including the elements such as aluminum, silicon, and manganese added during the excrement or the secondary refining is inevitably increased. As a result, the reducing agent and the oxygen generated by the reduction reaction of the dissolved oxygen The deoxidation product is increased in the molten steel and the quality of the molten steel is deteriorated.

뿐만 아니라, 전로에서의 탈린량이 증가되면서 야기되는 추가적인 문제로는 산소취입량의 증가에 따른 용강온도의 상승 및 그에 따른 노체 수명의 열화 등 셀 수 없이 많다.
In addition, an additional problem caused by an increase in the amount of talline in the converter is numerous, such as an increase in the molten steel temperature due to an increase in the amount of oxygen injected and deterioration of the life of the furnace body.

전로에서의 탈린량을 감소시키고 상술한 문제점을 경감시키기 위하여 전로 이전의 공정에서 용선에 산화제를 첨가하여 탈린을 도모하는 방법이 제안된 바 있다. 상기 방법은 1차 정련이라 불리는 전로 전의 공정에서 이루어지므로 용선예비처리공정이라고도 불리고 있다. 용선예비처리에 의해 전로에 투입되는 용선 중의 인의 양은 감소하고 그에 따라 전로에서의 탈린부하는 경감될 수 있다. 그러나, 상기 공정은 부가적인 과정을 필요로 하고 용선의 온도감소를 야기하는 등 근원적으로 문제를 해결하는 방법은 아니다.
In order to reduce the amount of talline in the converter and to alleviate the above-mentioned problem, a method has been proposed in which talline is added by adding an oxidizing agent to the molten iron in the pre-converter process. This method is also referred to as a preliminary ironing process because it is performed in a pre-transfer process called primary refining. The amount of phosphorus in the charcoal charged into the converter by the charcoal pretreatment is reduced, so that the talline load on the converter can be alleviated. However, the above-described process requires an additional process and is not a method for solving the problem fundamentally, such as causing the temperature of the charcoal to decrease.

따라서, 강 중의 인의 함량을 높게 유지하면서도 종래 인에 의한 취성 등의 문제를 발생하지 않도록 할 경우에는 제강공정의 부하를 경감할 수 있을 뿐만 아니라, 강의 품질이 향상될 수 있음에도 이에 대한 해답을 공업적으로 제시한 발명은 아직 제안된 바 없다.
Therefore, in the case of avoiding problems such as brittleness caused by conventional phosphorus while maintaining the phosphorus content in the steel at a high level, the load of the steelmaking process can be reduced and the quality of the steel can be improved. Has not yet been proposed.

본 발명의 일측면은 비교적 높은 인 함량에서도 취성이 발생되지 않도록 하여 제강과정에서의 부담을 경감할 수 있는 신규한 고인성 인 함유강을 제공한다.
One aspect of the present invention provides a novel high-strength phosphorous steel capable of reducing the burden in the steelmaking process by preventing brittleness from being generated even at a relatively high phosphorus content.

본 발명의 또다른 일측면은 인함유에 의해 높은 강도를 가질 수 있는 고강도 인 함유강을 제공한다.
Another aspect of the present invention provides a high strength, containing steel capable of having high strength by phosphorus.

본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 추가적인 과제는 명세서 전반적인 내용에 기재되어 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가지는 자라면 본 발명의 명세서로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
The object of the present invention is not limited to the above description. Additional objects and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will become apparent to those having ordinary skill in the art upon examination of the following or may be learned from practice of the invention.

본 발명의 일측면에 따른 인 함유강은 중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 0.5~3.0%, P: 0.05~0.3%, B: 0.0005~0.01%, Mo: 0.05~0.5%, La: 0.05~0.5%, N: 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트의 면적분율의 합이 80% 이상인 조직을 가질 수 있다.
The phosphorus-containing steel according to one aspect of the present invention contains 0.05 to 0.3% of C, 0.5 to 3.0% of Mn, 0.05 to 0.3% of P, 0.0005 to 0.01% of B, 0.05 to 0.5% of Mo, 0.05 to 0.5% of La, 0.01% or less of N, the balance of Fe and unavoidable impurities, and the sum of the area fraction of ferrite and pearlite is 80% or more.

또한, Ti: 0.1% 이하, Si: 1.0% 이하, Cr: 2.0% 이하 및 Ni: 3.0% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 를 더 포함할 수 있다.
It may further include at least one selected from the group consisting of Ti of 0.1% or less, Si of 1.0% or less, Cr of 2.0% or less, and Ni of 3.0% or less.

또한, 상기 P는 0.1~0.2%일 수 있다.
The P may be 0.1 to 0.2%.

또한, 상기 페라이트의 평균입도는 5~50㎛일 수 있다.
The average particle size of the ferrite may be 5 to 50 탆.

또한, 본 발명의 인 함유강은 -20℃에서의 충격파단면의 벽개파면율이 면적기준으로 80% 이상일 수 있다.
In the phosphorus-containing steel of the present invention, the cleavage wave front face ratio of the cross section of the shock wave at -20 占 폚 may be 80% or more based on the area basis.

본 발명에 따르면, 강 중에 B, Mo 및 La를 첨가함으로써 인에 의한 취화 현상을 방지할 수 있어, 비교적 높은 인 함량에서도 충분한 인성을 확보할 수 있어 고인성 인 함유강을 제공할 수 있다. 그에 따라 제강등 선공정에서의 부담을 경감할 수 있으며, 전체적인 공정을 합리적으로 제어할 수 있다.According to the present invention, the addition of B, Mo and La into the steel can prevent the embrittlement caused by phosphorus and ensure sufficient toughness even at a relatively high phosphorous content, thereby providing a steel containing high toughness. Accordingly, the burden on the steelmaking process can be reduced, and the overall process can be controlled reasonably.

뿐만 아니라, 인은 결정립 기지내에 존재할 경우 고용강화 효과를 부여하는 원소로서 비교적 높은 함량의 인첨가에 의하여 높은 강도를 얻을 수 있다.
In addition, when phosphorus is present in a crystal grain base, high strength can be obtained by addition of a relatively high content of phosphorus as an element that gives employment strengthening effect.

도 1은 발명강3의 미세조직을 관찰한 현미경 사진, 그리고
도 2는 발명강3을 -100℃에서 충격시험한 시편의 파단면을 관찰한 현미경 사진이다.
FIG. 1 is a micrograph of the microstructure of the inventive steel 3, and FIG.
Fig. 2 is a microscope photograph showing the fracture surface of the sample 3 subjected to the impact test at -100 deg.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 발명자들은 인이 다량 포함될 때, 강재내에서 취성이 발생하는 기구에 대하여 검토한 결과 포함되는 인이 결정립 계면에 편석되기 때문이라는 점을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
The inventors of the present invention have found that phosphorus contained in the steel is segregated at the crystal grain boundary as a result of studies on a mechanism in which brittleness is generated when a large amount of phosphorus is contained, leading to the present invention.

즉, 본 발명에서는 인의 결정립 계면에 편석되는 현상을 최대한 억제함으로써 달성될 수 있다. 이를 위해서 본 발명에서는 강의 성분을 적절한 범위로 제어하고, 결정립 계면에 인보다 우선 석출되거나 인과 자리 경쟁하는 원소를 첨가하는 것을 한가지 수단으로 한다.
That is, in the present invention, it can be achieved by suppressing the phenomenon of segregation at the grain boundary interface of phosphor as much as possible. For this purpose, in the present invention, the steel component is controlled in an appropriate range and one element is added to the crystal grain boundary to precipitate phosphorus first or to compete with phosphorus.

특히, 본 발명에서는 강의 결정립계에서 P와 자리경쟁하는 원소로서 B를 첨가한다. 즉, B가 첨가될 경우 상기 첨가된 B는 결정립계에 우선적으로 편석함으로써 P가 편석될 자리를 줄이는 역할을 한다. 그럼으로써 P는 결정립계에 편석되는 양보다 결정립내에 고용되는 양이 증가하게 되어 취성(결정립계에 편석되는 P에 기인)은 감소하고 강도(결정립내에 고용되는 P에 기인)는 증가하는 것이다. 또한, P 대신에 결정립계에 편석한 B는 P와 같은 취화문제는 크게 발생시키지 않으므로 강의 인성은 증가하게 되는 것이다.
Particularly, in the present invention, B is added as an element which competes with P in the grain boundary of steel. That is, when B is added, the added B segregates preferentially in grain boundaries, thereby reducing the segregation of P into segregation. As a result, the amount of P dissolved in the crystal grains is increased more than the amount of crystal segregation in the grain boundaries, so that the brittleness (due to P segregated in grain boundaries) decreases and the strength (due to P solubilized in the grain) increases. In addition, B, which is bound to grain boundaries instead of P, does not significantly cause embrittlement problems such as P, and therefore toughness of the steel increases.

또한, 본 발명에서는 결정립 계면에 편석되는 인의 양을 감소시키기 위해 인과 석출물 또는 집합체(cluster)를 형성시키는 Mo와 La를 첨가시킨다. 즉, Mo 또는 La가 첨가될 경우 상기 첨가된 Mo는 인과 함께 석출물을 형성시키거나 집합체를 형성시키며, La 역시 P와 석출물을 형성시키기 때문에, 결정립계에 편석되는 P의 양이 상대적으로 줄어드는 것이다. 뿐만 아니라, Mo와 La는 강재의 강화에 유리하게 작용하는 원소일 뿐만 아니라, Mo/La와 P의 석출물은 석출강화 현상을 기대할 수도 있으므로 강도의 향상에도 유리하다.
Further, in the present invention, Mo and La, which form phosphorus precipitates or clusters, are added to reduce the amount of phosphorus segregated at the grain boundary interface. That is, when Mo or La is added, the added Mo forms precipitates or aggregates together with phosphorus, and La also forms precipitates with P, so that the amount of P segregated in the grain boundaries is relatively reduced. In addition, Mo and La are not only elements that favor the strengthening of the steel, but also precipitation strengthening phenomenon of the precipitates of Mo / La and P can be expected, which is also advantageous in improving the strength.

또한, 강재의 강도와 인성은 상기의 첨가 성분외에도 추가적인 성분을 적절히 제어함으로써 보다 향상될 수 있다.
Further, the strength and toughness of the steel can be further improved by appropriately controlling additional components in addition to the above-mentioned addition components.

보다 구체적으로는 본 발명의 인 함유강은 C: 0.05~0.3%, Mn: 0.5~3.0%, P: 0.05~0.3%, B: 0.0005~0.01%, Mo: 0.05~0.5%, La: 0.05~0.5%, N: 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 페라이트와 펄라이트의 면적분율의 합이 80% 이상인 조직을 가질 수 있다.
More specifically, the phosphorus-containing steel of the present invention contains 0.05 to 0.3% of C, 0.5 to 3.0% of Mn, 0.05 to 0.3% of P, 0.0005 to 0.01% of B, 0.05 to 0.5% of Mo, 0.5%, N: 0.01% or less, the balance Fe and unavoidable impurities, and the sum of the area fraction of ferrite and pearlite is 80% or more.

이하, 본 발명의 성분에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 첨가되는 각 원소의 함량에 대하여 특별한 기재가 없다면 중량%를 의미함에 유의할 필요가 있다.
Hereinafter, the components of the present invention will be described. In the present invention, it should be noted that the content of each element to be added means the weight% unless otherwise specified.

C: 0.05~0.3% C: 0.05 to 0.3%

C는 탄소강 성분계에서 강의 강도 확보를 위하여 필요한 원소이다. 따라서, 0.05% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 과다하게 첨가될 경우에는 B와 반응하여 석출물을 형성해 B 원자의 입계 편석효과를 떨어뜨려 충격인성 확보에 악영향을 미치므로 C 함량의 상한은 0.3%로 정하는 것이 바람직하다.
C is an element necessary for securing strength of steel in the carbon steel component system. Therefore, it is preferable that the content is 0.05% or more. However, if it is added excessively, it reacts with B to form a precipitate, which deteriorates the grain boundary segregation effect of B atoms and adversely affects securing impact toughness, so that the upper limit of C content is preferably set to 0.3%.

Mn: 0.5~3.0%Mn: 0.5 to 3.0%

상기 Mn은 고용강화 및 경화능 향상에 효과가 있는 원소이나, 다량 첨가되는 경우에 중심편석 혹은 미소편석 등의 편석이 심해져 제품 품질에 악영향을 미치므로, 하한과 상한을 0.5%과 3.0%로 각각 제한한다.
Mn is an element which is effective for strengthening solubility and hardening ability, but segregation such as center segregation or micro segregation when a large amount is added, adversely affects the quality of the product, so that the lower limit and the upper limit are set to 0.5% and 3.0% Limit.

P: 0.05~0.3%P: 0.05 to 0.3%

이미 설명한 바 있듯이, P는 결정립계에 편석하여 강의 취화의 원인이 된다. 따라서, 종래는 상기 P의 함량범위를 통상 0.03% 이하로 제한하는 것이 일반적이나, 본 발명에서는 P의 결정립계 편석을 최소화할 수 있는 수단을 함께 마련함으로써 상기 P를 0.05% 이상으로 적극 첨가한다. 이러할 경우, 제강에서의 P의 정련제거부하를 경감하여 원가절감을 도모할 수 있다는 효과 이외에도 P가 가지는 고용강화 효과를 거둘 수 있다는 장점이 있다. 다만, 그 함량이 너무 높으면 충격특성을 열위시키는 문제가 있어, 하한과 상한을 각각 0.05%와 0.3%로 제한한다. 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 보다 바람직한 P의 함량은 0.1~0.2%이다.
As already explained, P segregates in the grain boundaries and causes embrittlement of steel. Therefore, conventionally, the content range of P is generally limited to 0.03% or less. In the present invention, however, P is positively added to 0.05% or more by providing a means for minimizing crystal grain segregation of P. In this case, besides the effect of reducing the cost of scouring and removing P from steelmaking, it is possible to reduce the cost, and it is advantageous that the employment reinforcement effect of P can be obtained. However, if the content is too high, there is a problem that the impact characteristics are disadvantageously lowered, and the lower limit and the upper limit are limited to 0.05% and 0.3%, respectively. The content of P that can obtain the effects of the present invention is more preferably 0.1 to 0.2%.

B: 0.0005~0.01%B: 0.0005 to 0.01%

B는 P의 편석을 감소시킬 수 있는 역할을 하는 원소이다. 앞에서도 설명하였듯이, B는 결정립계에 우선편석함으로써 P 편석량을 감소시키는 역할을 한다. 따라서, P를 비교적 다량 첨가하여도 P에 따른 충격인성 저하를 방지할 수 있다. 상기와 같은 효과를 위해서는 상기 B는 0.0005% 이상 첨가되는 것이 바람직하며, 0.001% 이상 첨가되는 것이 보다 바람직하며, 0.005% 이상 첨가되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 과다하게 첨가되면 오히려 입계에 석출된 B 석출물에 의한 인성 저하가 문제될 수 있으므로 그 함량을 0.01% 이하로 정하는 것이 바람직하다.
B is an element that plays a role in reducing the segregation of P. As described above, B plays a role of reducing P segregation by preferentially segregating grain boundaries. Therefore, even if a relatively large amount of P is added, deterioration of impact toughness due to P can be prevented. In order to achieve the above-mentioned effects, the B content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.001% or more, and still more preferably 0.005% or more. However, if it is added in excess, the toughness deterioration due to the B precipitates precipitated in the grain boundaries may be a problem, so the content thereof is preferably 0.01% or less.

Mo: 0.05~0.5%Mo: 0.05 to 0.5%

Mo는 P의 편석을 감소시킬 수 있는 역할을 하는 또다른 원소이다. 앞에서도 설명하였듯이, Mo는 P와 석출물을 형성하거나 집합체를 형성하여 P 편석량을 감소시키는 역할을 한다. 즉, Mo는 편석되지 않은 상태에서 P에 대한 친화력을 가짐으로써 P가 결정립계에 편석되는 것을 방지할 수 있다. 상기와 같은 효과를 위해서는 상기 Mo는 0.05% 이상 첨가되는 것이 바람직하며, 0.1% 이상 첨가되는 것이 보다 바람직하며, 0.25% 이상 첨가되는 것이 더욱 바람직하다. 다만, 과다하게 첨가되면 오히려 Mo와 P의 석출물에 의한 인성 열화가 문제될 수 있으므로 그 함량을 0.5% 이하로 정하는 것이 바람직하다.
Mo is another element that plays a role in reducing P segregation. As described above, Mo plays a role of forming precipitates or aggregates with P and reducing P segregation. That is, Mo has an affinity for P in a state in which it is not segregated, thereby preventing P from being segregated at grain boundaries. In order to achieve the above-described effects, the Mo content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.1% or more, and still more preferably 0.25% or more. However, if it is added excessively, toughness deterioration due to precipitates of Mo and P may be a problem, so it is preferable to set the content to 0.5% or less.

La: 0.05~0.5%La: 0.05 to 0.5%

La는 P의 편석을 감소시킬 수 있는 역할을 하는 또다른 한가지의 원소이다. 앞에서도 설명하였듯이, La는 P와 석출물을 형성하여 P 편석량을 감소시키는 역할을 한다. 즉, La는 편석되지 않은 상태에서 P에 대한 친화력을 가짐으로써 P가 결정립계에 편석되는 것을 방지할 수 있다. 상기와 같은 효과를 위해서는 상기 La는 0.05% 이상 첨가되는 것이 바람직하며, 0.1% 이상 첨가되는 것이 보다 바람직하며, 0.25% 이상 첨가되는 것이 더욱 바람직하다. 다만, 과다하게 첨가되면 오히려 La와 P의 석출물에 의한 인성 열화가 문제될 수 있으므로 그 함량을 0.5% 이하로 정하는 것이 바람직하다.
La is another element that plays a role in reducing P segregation. As described above, La plays a role of reducing P segregation by forming precipitates with P. That is, La has an affinity for P in a state in which it is not segregated, so that P can be prevented from being segregated at grain boundaries. In order to achieve the above-described effects, the La is preferably added in an amount of 0.05% or more, more preferably 0.1% or more, and still more preferably 0.25% or more. However, if it is added in excess, the toughness deterioration due to the precipitates of La and P may be a problem, so it is preferable to set the content to 0.5% or less.

N: 0.01% 이하N: not more than 0.01%

N은 강 중에 포함되는 불순물이다. 만일 포함되는 함량이 높을 경우에는 B화 결합하여 BN을 형성하는데, 이는 B의 입계 석출을 방해하는 결과가 된다. 따라서, 상기 N의 함량은 0.01% 이하로 정하는 것이 바람직하다. 다만, 상기 N은 불순물로서 그 함량이 낮으면 낮을수로 유리하므로 그 하한을 별도로 규정하지는 않는다. 더욱 바람직하게는 0.005% 이하로 하는 것이 좋다.
N is an impurity contained in the steel. If the content is high, the B-bond is formed to form BN, which interferes with the grain boundary precipitation of B. Therefore, the content of N is preferably 0.01% or less. However, since N is an impurity and its content is low, it is advantageous to be low, so that the lower limit is not separately defined. And more preferably 0.005% or less.

따라서, 본 발명의 인 함유강은 C: 0.05~0.3%, Mn: 0.5~3.0%, P: 0.05~0.3%, B: 0.0005~0.01%, Mo: 0.05~0.5%, La: 0.05~0.5%, N: 0.01% 이하를 포함하는 조성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 인 함유강은 상술한 성분 이외에도 강의 기능을 향상시킬 수 있는 공지의 원소를 적정량 포함하는 것을 배제하지 않는다는 점에 유의할 필요가 있다.
Accordingly, the phosphorus-containing steel of the present invention contains 0.05 to 0.3% of C, 0.5 to 3.0% of Mn, 0.05 to 0.3% of P, 0.0005 to 0.01% of B, 0.05 to 0.5% of Mo, 0.05 to 0.5% of La, , And N: 0.01% or less. It should also be noted that the phosphorus-containing steel of the present invention does not exclude that it contains an appropriate amount of known elements capable of improving the steel function in addition to the above-mentioned components.

강의 기능을 향상시킬 수 있는 공지의 원소의 예를 든다면, Ti: 0.1% 이하, Si: 1.0% 이하, Cr: 2.0% 이하, Ni: 3.0% 이하를 들 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 성분은 1종만 포함될 수도 있으며, 그 중에서 선택된 2종 이상의 성분들이 복합적으로 첨가될 수도 있다. 이하, 상기 추가 성분들의 첨가이유에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 이들은 임의성분으로서 반드시 첨가하지 않아도 되기 때문에 그 하한을 특별히 규정하지는 않는다.
Examples of known elements capable of improving the steel function include Ti: not more than 0.1%, Si: not more than 1.0%, Cr: not more than 2.0%, and Ni: not more than 3.0% . These components may be contained only in one kind, and two or more components selected therefrom may be added in combination. Hereinafter, reasons for addition of the additional components will be described in detail. However, since these components are not necessarily added as optional components, they are not specifically defined.

Ti: 0.1% 이하Ti: 0.1% or less

Ti는 N를 석출시킴에 의하여 BN 석출을 억제하여 B 효과를 극대화시킬 수 있다. 다만, 다량으로 첨가되는 경우에는 TiN 다량 석출로 인해 오히려 충격특성을 저하시킬 수 있기에 상한을 0.1%로 제한한다.
By precipitating N, Ti can inhibit BN precipitation and maximize the B effect. However, when a large amount of TiN is added, the upper limit is limited to 0.1% because the impact characteristics may be deteriorated due to the precipitation of TiN.

Si: 1.0% 이하Si: 1.0% or less

Si은 고용강화에 의한 강도 향상의 효과가 있는 원소이나, 다량 첨가되는 경우에 스케일 결함의 증가로 인하여 표면 품질의 저하를 초래하므로, 상한을 1.0%로 제한한다.
Si is an element having an effect of improving the strength by solid solution strengthening. However, when the Si is added in a large amount, the upper limit is limited to 1.0%, because the increase in scale defects causes a decrease in surface quality.

Cr: 2.0% 이하Cr: 2.0% or less

Cr은 강의 소입성을 향상시키는 원소로 알려져 있으나, 다량으로 첨가되는 경우 경우에는 중심편석 등의 역효과가 예상되므로 상한을 2.0% 이하로 제한한다.
Cr is known as an element improving the ingotability of steel. However, in the case where a large amount of Cr is added, the upper limit of the Cr content is limited to 2.0% or less, because the adverse effect of center segregation is expected.

Ni: 3.0% 이하Ni: 3.0% or less

Ni은 강의 충격특성을 향상시키는 원소로 알려져 있으나, 다량으로 첨가될 경우 원가상승에 큰 부담을 미칠 수 있기 때문에 상한을 3.0% 이하로 제한한다.
Ni is known as an element to improve the impact properties of steel. However, Ni is limited to 3.0% or lower because it may cause a large burden on cost increase when added in large amounts.

뿐만 아니라, 본 발명의 강재는 통상 강의 공업적 생산 과정에서 포함될 수 있는 기타의 불순물을 포함할 수 있다. 이러한 불순물들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 알 수 있는 내용이므로 본 발명에서 특별히 그 종류와 함량을 제한하지는 않는다.
In addition, the steel material of the present invention may include other impurities which can be normally included in the industrial production process of steel. These impurities can be known to anyone with ordinary knowledge in the art to which the present invention belongs, so that the kind and content of the impurities are not specifically limited in the present invention.

또한, 고강도 강재는 사용용도에 따라 강도(300MPa 이상, 바람직하게는 300~600MPa)와 인성의 밸런스를 조절할 필요가 있는데, 본 발명의 강재는 충분힌 인성을 확보하기 위하여 페라이트와 펄라이트의 면적분율의 합이 80% 이상인 조직을 가진다. 이들 조직의 합이 충분하지 않을 경우에는 내부에 경질 조직이 다량 형성되어 충분한 인성을 확보하기 어렵기 때문이다. 또한, 유사한 취지로 전체 조직 중 페라이트의 면적분율은 30% 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 페라이트와 펄라이트 이외의 조직으로서는 강재 내부에 형성되는 조직이라면 특별히 제한하지 않으며, 한가지 예를 들면 일부 마르텐사이트를 포함하는 베이나이트 조직을 들 수 있다.
In order to ensure sufficient toughness, the steel material of the present invention is required to have an area fraction of ferrite and pearlite (hereinafter referred to as " pearlite " And the sum is 80% or more. If the sum of these tissues is not sufficient, a large amount of hard tissues are formed inside, which makes it difficult to secure sufficient toughness. It is also preferable that the area fraction of the ferrite in the whole structure is 30% or more. The structure other than the ferrite and the pearlite is not particularly limited as long as it is a structure formed in the steel material, and for example, a bainite structure including a part of martensite can be mentioned.

또한, 상기 조직중 페라이트의 평균 입도는 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 즉, 페라이트의 입도가 작을 경우에는 P가 편석될 장소가 증가하기 때문에 편석되는 장소에서의 P 함량이 과도하게 높게 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 페라이트의 평균 입도는 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 함께 형성되는 펄라이트는 페라이트의 입도에 영향받기 때문에 따로 제한하지는 않는다. 이론적으로는 페라이트의 입도를 작게하면 할수록 유리할 것이나, 공업적으로 5㎛ 미만으로 제어하는 것은 용이하지 않으므로 상기 페라이트의 입도의 하한은 5㎛로 정한다. 본 발명에서는 B를 첨가하여 입계에 편석시킴으로써 충격인성을 향상시킬 수 있기 때문에 입도를 상기 범위로 하여도 인성이 향상된 인 함유강을 얻을 수 있는 것이다. 그 결과 본 발명의 강재는 -20℃에서도 충격파단면의 벽개파면율이 면적기준으로 80% 이상일 수 있다.
Further, the average grain size of the ferrite in the structure is more preferably 50 탆 or less. That is, when the particle size of the ferrite is small, the amount of P segregation increases, and therefore it is possible to prevent the P content in the segregated place from becoming excessively high. Therefore, the average particle size of the ferrite is preferably 50 탆 or less. The pearlite formed together is not limited because it is influenced by the particle size of the ferrite. Theoretically, the smaller the particle size of ferrite is, the more advantageous it is. However, since it is not easy to industrially control it to less than 5 mu m, the lower limit of the particle size of the ferrite is set to 5 mu m. In the present invention, B is added to segregate in grain boundaries to improve impact toughness, so that a phosphorus-containing steel having improved toughness can be obtained even if the grain size is in the above range. As a result, the steel material of the present invention can have a cleavage wave fracture rate of a cross section of 80% or more on an area basis even at -20 ° C.

상술한 바와 같이 강재의 조직을 제어하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 방법을 통하여 달성할 수 있으며, 본 발명에서는 특별히 그 방법을 제한하지 않는다. 예를 들면, 압연온도, 압하율, 냉각속도, 냉각 구간 등을 들 수 있는데, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 조건을 변경하여 본 발명의 조직을 얻는데 특별한 어려움이 없을 것이다.
The method of controlling the structure of the steel as described above can be achieved by a method known in the technical field of the present invention, and the method is not particularly limited in the present invention. For example, the rolling temperature, the reduction rate, the cooling rate, the cooling section, and the like can be mentioned. If the person skilled in the art is familiar with the present invention, there is no particular difficulty in obtaining the organization of the present invention by changing these conditions will be.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate and specify the present invention and not to limit the scope of the present invention. And the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and the matters reasonably deduced therefrom.

(실시예)(Example)

제강공정에 의해 얻어지는 조성을 모사한 표 1과 2에 나타낸 조성의 강괴를 진공 유도 용해에 의해 두께 60mm, 폭 175mm로 주조하였다. 상기 얻어진 강괴를 1200℃에서 1시간 재가열을 실시한 후 열연 두께 7mm가 되도록 열간압연을 하였다. 열간압연된 시합금은 분위기로에서 900℃, 30분 오스테나이트화 열처리한 후, 650℃, 3시간 염욕열처리를 통해 페라이트, 펄라이트 조직을 확보하고, 최종 5mm 서브사이즈(subsize) 샤피충격시편을 가공하여 충격인성시험을 실시하였다. 각 시편별 강도와 충격특성도 표 1 및 표 2에 함께 나타내었다. 표에서 강도는 인장강도(MPa)를 인성은 충격인성(J/cm2, -20℃ 기준, 샤피 충격흡수에너지)을 의미한다. 또한, 각 조직의 분율(%)은 면적기준으로 측정된 것이며, 입도의 단위는 마이크로미터(㎛)이다.
The steel ingots having the compositions shown in Tables 1 and 2, which were obtained by casting, were cast by vacuum induction melting to a thickness of 60 mm and a width of 175 mm. The obtained ingot was reheated at 1,200 DEG C for one hour, and then hot rolled to a hot rolled thickness of 7 mm. The hot-rolled steel sheet was austenitized at 900 ° C for 30 minutes in an atmospheric furnace, and then ferritic and pearlite structures were secured through a heat treatment at 650 ° C for 3 hours to form a final 5mm subsize Charpy impact specimen And the impact toughness test was carried out. The strength and impact properties of each specimen are also shown in Tables 1 and 2. In the table, strength means tensile strength (MPa), toughness means impact toughness (J / cm 2 , -20 ° C, Charpy impact absorption energy). In addition, the fraction (%) of each tissue is measured on an area basis, and the unit of granularity is micrometer (占 퐉).

구분division 화학성분(중량%)Chemical composition (% by weight) 조직group 물성Properties CC MnMn PP BB MoMo LaLa NN 기타성분Other ingredients 페라이트분율Ferrite fraction 펄라이트분율Perlite fraction 페라이트입도Ferrite particle size 강도burglar 인성tenacity 비교강1Comparative River 1 0.11 0.11 0.69 0.69 0.21 0.21 0.00020.0002 0.030.03 0.020.02 0.0065 0.0065 44 44 43 43 21 21 421 421 3838 비교강2Comparative River 2 0.11 0.11 0.72 0.72 0.18 0.18 0.00040.0004 0.050.05 0.060.06 0.0076 0.0076 45 45 43 43 24 24 401 401 4141 비교강3Comparative Steel 3 0.10 0.10 0.70 0.70 0.24 0.24 0.00040.0004 0.060.06 0.040.04 0.0078 0.0078 54 54 34 34 24 24 442 442 4444 비교강4Comparative Steel 4 0.11 0.11 0.69 0.69 0.20 0.20 0.00060.0006 0.040.04 0.040.04 0.0058 0.0058 47 47 36 36 25 25 413 413 4242 발명강1Inventive Steel 1 0.11 0.11 0.70 0.70 0.23 0.23 0.00060.0006 0.070.07 0.060.06 0.0032 0.0032 45 45 40 40 19 19 441 441 5353 발명강2Invention river 2 0.11 0.11 0.71 0.71 0.20 0.20 0.00350.0035 0.250.25 0.210.21 0.0076 0.0076 45 45 46 46 24 24 435 435 7171 발명강3Invention steel 3 0.11 0.11 0.70 0.70 0.19 0.19 0.00680.0068 0.370.37 0.360.36 0.0086 0.0086 44 44 46 46 22 22 445 445 6868 발명강4Inventive Steel 4 0.10 0.10 0.71 0.71 0.20 0.20 0.00980.0098 0.480.48 0.450.45 0.0035 0.0035 49 49 33 33 23 23 463 463 5656 비교강5Comparative Steel 5 0.12 0.12 0.72 0.72 0.18 0.18 0.0110.011 0.490.49 0.470.47 0.0066 0.0066 41 41 42 42 24 24 454 454 4646 비교강6Comparative Steel 6 0.10 0.10 0.69 0.69 0.20 0.20 0.00970.0097 0.540.54 0.510.51 0.0087 0.0087 52 52 34 34 16 16 466 466 3939 비교강7Comparative Steel 7 0.10 0.10 0.70 0.70 0.23 0.23 0.0130.013 0.580.58 0.570.57 0.0062 0.0062 53 53 28 28 19 19 499 499 3131

구분division 화학성분(중량%)Chemical composition (% by weight) 조직group 물성Properties CC MnMn PP BB MoMo LaLa NN 기타성분Other ingredients 페라이트분율Ferrite fraction 펄라이트분율Perlite fraction 페라이트입도Ferrite particle size 강도burglar 인성tenacity 비교강8Comparative Steel 8 0.110.11 0.690.69 0.030.03 0.00180.0018 0.170.17 0.180.18 0.0035 0.0035 46 46 42 42 16 16 292 292 9494 비교강9Comparative Steel 9 0.090.09 0.70.7 0.040.04 0.0020.002 0.220.22 0.20.2 0.0060 0.0060 57 57 30 30 24 24 297 297 8888 발명강5Invention steel 5 0.080.08 0.70.7 0.060.06 0.00210.0021 0.230.23 0.20.2 0.0027 0.0027 63 63 26 26 20 20 311 311 8383 발명강6Invention steel 6 0.10.1 0.70.7 0.120.12 0.00180.0018 0.180.18 0.210.21 0.0086 0.0086 52 52 31 31 17 17 363 363 7272 발명강7Invention steel 7 0.110.11 0.720.72 0.230.23 0.00180.0018 0.170.17 0.20.2 0.0059 0.0059 46 46 40 40 19 19 454 454 6464 발명강8Inventive Steel 8 0.110.11 0.720.72 0.290.29 0.0020.002 0.20.2 0.220.22 0.0084 0.0084 46 46 42 42 18 18 504 504 5151 발명강9Invention river 9 0.12 0.12 0.68 0.68 0.14 0.14 0.0018 0.0018 0.19 0.19 0.18 0.18 0.0041 0.0041 Ti:0.06Ti: 0.06 42 42 47 47 18 18 384 384 61 61 발명강10Invented Steel 10 0.11 0.11 0.70 0.70 0.13 0.13 0.0018 0.0018 0.22 0.22 0.20 0.20 0.0023 0.0023 Si:0.45Si: 0.45 45 45 43 43 19 19 376 376 62 62 발명강11Invention steel 11 0.11 0.11 0.72 0.72 0.12 0.12 0.0017 0.0017 0.21 0.21 0.21 0.21 0.0026 0.0026 Cr:1.13Cr: 1.13 48 48 41 41 18 18 369 369 63 63 발명강12Invention steel 12 0.12 0.12 0.72 0.72 0.12 0.12 0.0017 0.0017 0.21 0.21 0.21 0.21 0.0041 0.0041 Ni:1.84Ni: 1.84 41 41 49 49 20 20 374 374 65 65 발명강13Invention steel 13 0.10 0.10 0.72 0.72 0.12 0.12 0.0020 0.0020 0.21 0.21 0.21 0.21 0.0012 0.0012 Ti:0.06
Si:0.81
Ti: 0.06
Si: 0.81
53 53 37 37 18 18 368 368 67 67
발명강14Invented Steel 14 0.11 0.11 0.70 0.70 0.11 0.11 0.0023 0.0023 0.19 0.19 0.20 0.20 0.0038 0.0038 Cr:0.82
Ni:1.69
Cr: 0.82
Ni: 1.69
46 46 38 38 23 23 364 364 73 73
발명강15Invented Steel 15 0.11 0.11 0.68 0.68 0.12 0.12 0.0020 0.0020 0.17 0.17 0.19 0.19 0.0073 0.0073 Ti:0.07
Cr:0.91
Ni:1.51
Ti: 0.07
Cr: 0.91
Ni: 1.51
47 47 46 46 16 16 371 371 69 69
발명강16Invented Steel 16 0.09 0.09 0.72 0.72 0.13 0.13 0.0023 0.0023 0.21 0.21 0.20 0.20 0.0088 0.0088 Ti:0.07
Si:0.64
Cr:1.12
Ni:1.69
Ti: 0.07
Si: 0.64
Cr: 1.12
Ni: 1.69
56 56 32 32 22 22 380 380 70 70
비교강10Comparative Steel 10 0.10.1 0.690.69 0.310.31 0.00190.0019 0.20.2 0.210.21 0.0019 0.0019 52 52 39 39 21 21 516 516 4343 비교강11Comparative Steel 11 0.10.1 0.70.7 0.350.35 0.00190.0019 0.210.21 0.230.23 0.0043 0.0043 52 52 36 36 19 19 550 550 3535

상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, B 성분의 함량의 증가에 따라 인장강도가 증가되는 효과를 확인할 수 있다. 이는 B 함량이 증가함에 따라 입계에 편석되는 P의 양이 감소하고 그에 따라 P에 의한 고용강화효과가 증가할 뿐만 아니라, B에 의한 강도향상효과도 도모할 수 있었기 때문으로 판단된다. 또한, B의 함량이 부족할 경우에는 높은 P 함량 조건에서 P의 결정립계 편석을 방지할 수 없으므로 충격인성의 향상효과도 기대하기 어려워 -20℃에서 48J/cm2에 미치지 못하는 충격흡수에너지를 가진다. 또한, B가 과량으로 첨가되면 강도는 증가할 수 있으나, BN 등과 같은 결정립계 석출물로 인하여 강재가 취화되어 충격흡수에너지가 기대에 미치지 못한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 조성범위에서 B 함량은 0.0005~0.01%인 것이 바람직한 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen from the above Table 1, the effect of increasing the tensile strength according to the increase of the content of the component B can be confirmed. This is because the amount of segregated P in the grain boundaries decreases as the B content increases, resulting in an increase in the solid solution strengthening effect by P and also an improvement in strength by B. In addition, when the content of B is insufficient, it is impossible to prevent segregation of grain boundaries of P under the condition of high P content, so that it is difficult to expect an effect of improving the impact toughness. Thus, it has a shock absorption energy of less than 48 J / cm 2 at -20 캜. When B is excessively added, the strength may increase, but the steel is brittle due to grain boundary precipitates such as BN and the impact absorption energy is less than expected. Therefore, it was confirmed that the B content in the preferred composition range of the present invention is preferably 0.0005 to 0.01%.

이러한 현상은 Mo와 La 첨가시에도 마찬가지로서, Mo와 La가 부족하면 결정립계의 P 편석을 완전히 방지할 수 없으며, 반대로 이들 함량이 과다할 경우에는 P와의 석출물로 인하여 충격특성이 저하된다.
This phenomenon is likewise applied when Mo and La are added. If Mo and La are insufficient, the P segregation of grain boundaries can not be completely prevented. On the other hand, if these contents are excessive, the impact properties are deteriorated due to precipitates with P.

또한, 상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 다른 조성이 본 발명의 조성을 충족하되 P 함량이 낮은 경우에는 충격특성은 양호하나, 강도가 300MPa 미만으로서 충분하지 못하다. P 함량이 증가함에 따라 인장강도가 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 그러나, P 함량이 과다할 경우에는 강도 향상효과는 확인할 수 있으나, 본 발명에서 규정하는 범위를 초과할 경우에는 48J/cm2 미만의 충격흡수에너지를 나타내어, 인성이 양호하지 못함을 확인할 수 있었다.
Further, as shown in Table 2, when the other composition satisfies the composition of the present invention and the P content is low, the impact property is good, but the strength is less than 300 MPa, which is not sufficient. As the P content increases, the tensile strength tends to increase. However, if the P content is excessive, the strength improvement effect can be confirmed, but when it exceeds the range specified in the present invention, the impact absorption energy is less than 48 J / cm 2 and it is confirmed that the toughness is not good.

도 1에 발명강2의 미세조직을 나타내었다. 상기 도면에서 확인할 수 있듯이, 발명강2의 미세조직은 45%의 페라이트와 46%의 펄라이트 그리고 여분의 기타상으로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 도 2에는 발명강2를 -100℃에서 충격시험한 시편의 파단면을 나타내었다. 도면에서 볼 수 있듯이, 통상의 고P 강에서 나타나는 입계파괴가 아닌 벽개파괴가 나타나는 것을 확인할 수 있었다(바람직한 범위인 80% 이상의 벽개파면 면적분율을 만족한다. 통상적으로 온도가 낮아질수록 충격특성이 열위해지는 특성을 감안할 때 -20℃에서의 충격파단면은 80%이상 면적분율의 벽개파면을 갖게 된다). 이는 B가 결정립계에 먼저 편석되어 P가 편석하는 것을 방지함으로써 결정립계가 취약하게 되는 것을 방지한다는 것을 간접적으로 의미한다.
Fig. 1 shows the microstructure of invention steel 2. As shown in the figure, it can be seen that the microstructure of Invention Steel 2 is composed of 45% of ferrite, 46% of pearlite and an extra gravel phase. Fig. 2 shows a fractured section of the sample 2 subjected to impact test at -100 ° C. As can be seen from the drawing, it was confirmed that cleavage fracture appears not in the grain boundary fracture appearing in normal high P steel (satisfying the preferable range of cleavage wave surface area fraction of 80% or more). Normally, The shock wave section at -20 ° C has a cleavage wavefront of at least 80% area fraction). This implies that B prevents the grain boundaries from becoming fragile by preventing B from segregating first in the grain boundaries and causing P to segregate.

Claims (5)

중량%로, C: 0.05~0.3%, Mn: 0.5~3.0%, P: 0.05~0.3%, B: 0.0005~0.01%, Mo: 0.05~0.5%, La: 0.05~0.5%, N: 0.01% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고,
페라이트와 펄라이트의 면적분율의 합이 80% 이상인 조직을 가지며,
샤피 충격흡수에너지가 -20℃에서 48J/cm2 이상인 인 함유강.
0.05 to 0.3% of Mn, 0.5 to 3.0% of Mn, 0.05 to 0.3% of P, 0.0005 to 0.01% of B, 0.05 to 0.5% of Mo, 0.05 to 0.5% of La, 0.01 to 0.01% of N, Hereinafter, with the composition including the remainder Fe and unavoidable impurities,
The total area ratio of ferrite and pearlite is 80% or more,
Charpy phosphorus-containing steel whose impact absorption energy is greater than or equal to 48 J / cm 2 at -20 ° C.
제 1 항에 있어서, Ti: 0.1% 이하, Si: 1.0% 이하, Cr: 2.0% 이하 및 Ni: 3.0% 이하 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 인 함유강.
The phosphorus-containing steel according to claim 1, further comprising at least one selected from the group consisting of Ti: not more than 0.1%, Si: not more than 1.0%, Cr: not more than 2.0%, and Ni: not more than 3.0%.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 P는 0.1~0.2%인 인 함유강.
The phosphorus containing steel according to any one of claims 1 to 3, wherein P is 0.1 to 0.2%.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 페라이트의 평균입도는 5~50㎛인 인 함유강.
The phosphorus-containing steel according to any one of claims 1 to 5, wherein the ferrite has an average particle size of 5 to 50 μm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, -20℃에서의 충격파단면의 벽개파면율이 면적기준으로 80% 이상인 인 함유강.
The phosphorus-containing steel according to claim 1 or 2, wherein the cleavage wave fracture rate of the cross section of the shock wave at -20 캜 is 80% or more based on the area.
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