KR101523229B1 - Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof - Google Patents

Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101523229B1
KR101523229B1 KR1020130146035A KR20130146035A KR101523229B1 KR 101523229 B1 KR101523229 B1 KR 101523229B1 KR 1020130146035 A KR1020130146035 A KR 1020130146035A KR 20130146035 A KR20130146035 A KR 20130146035A KR 101523229 B1 KR101523229 B1 KR 101523229B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
notch
metal material
raw material
temperature
low
Prior art date
Application number
KR1020130146035A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김병준
남대근
조형호
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020130146035A priority Critical patent/KR101523229B1/en
Priority to PCT/KR2014/008075 priority patent/WO2015080366A1/en
Priority to CN201480065445.6A priority patent/CN105792958A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101523229B1 publication Critical patent/KR101523229B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

The present invention relates to a metal material with an improved low temperature property, and a manufacturing method thereof. The metal material can be used in low temperatures as the metal material induces a ductile fracture due to an increase in fracture toughness at low temperatures. According to an embodiment of the present invention, the metal material with an improved low temperature property has at least one notch recessed on the surface and one or more micro-cracks crossing the notch in a width direction processed on a lower end of the notch.

Description

저온 특성이 향상된 금속 재료 및 그 제조방법{Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a metal material having improved low-

본 발명은 금속 재료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 저온에서의 파괴 인성 증가에 의해 연성 파괴가 유도되도록 함으로써, 저온에서 안전하게 사용할 수 있는 저온 특성이 향상된 금속 재료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a metal material and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a metal material having improved low-temperature characteristics which can be safely used at low temperatures by inducing soft fracture by increasing fracture toughness at low temperatures, .

일반적으로, 혹한지나 극지 등과 같은 지역에서 사용되는 설비나 선박, 차량 등에 적용되는 부품, 또는 저온 조건에서 사용되는 설비나 부품의 경우에는 무엇보다도 저온 파괴인성이 높은 재질이 요구되고 있다.Generally, in the case of facilities used in areas such as cold or polar regions, parts applied to ships, vehicles, or facilities or parts used in low temperature conditions, a material having high low-temperature fracture toughness is required.

저온에서는 인장강도와 항복강도가 증가하게 되며, 연신율과 단면 수축률은 상온에서 크고 저온으로 갈수록 작은 값을 나타내게 된다. 이는 온도가 내려감에 따라 연성이 저하됨을 의미한다. At low temperature, tensile strength and yield strength increase, and elongation and cross - sectional shrinkage become larger at room temperature and smaller at lower temperature. This means that the ductility decreases as the temperature decreases.

저온 취성(low temperature brittleness)은 0℃ 이하의 저온에서 인장강도와 경도가 크고 충격값이 낮은 현상으로, 체심입방(BCC) 결정구조나 조밀6방(HCP) 결정구조의 금속재료가 고온에서는 연성파괴가 발생하는데도 불구하고, 온도의 저하와 함께 연성-취성 천이(ductile to birttle transition)가 생겨 벽개파괴(cleavage fracture)가 발생하는 것을 의미한다. Low temperature brittleness is a phenomenon in which the tensile strength and hardness are high and the impact value is low at a low temperature of 0 ° C or less. When a metal material having a body center cubic (BCC) crystal structure or a dense hexagonal (HCP) This means that, despite the failure, ductile to brittle transition occurs with a decrease in temperature, resulting in cleavage fracture.

벽개파괴는 특정한 결정학적 면을 따라 균열이 빠르게 진행하는 파괴로 정의된다. 벽개파괴가 발생하는 면은 면간거리가 가장 크고, 원자간 결합력이 작은 면이 균열의 진행 면이 되며, 체심입방(BCC) 결정구조를 가지는 금속의 경우 {100}이 벽개파괴면이다. 벽개파괴의 균열 진행경로는 다결정 재료에서 입내로 진행되고, 입계를 만나면 이웃한 두 결정의 방위관계에 따라 일정한 각으로 균열 진행경로가 바뀌며, 균열 진전 경로가 꺾이게 된다. 벽개면을 따라 진행하는 균열의 방향은 거시적으로 보면 최대 주응력에 수직한 방향이다. 벽개 파괴는 소성변형이 제한되는 경우 발생하며, 면심입방(FCC) 결정구조의 금속은 저온에서도 연성파괴에 적당한 슬립계가 작동하므로 벽개파괴가 발생되지 않지만, 체심입방(BCC) 결정구조와 조밀6방(HCP) 결정구조의 금속은 저온에서 슬립계가 제한되므로 벽개파괴가 발생한다.Cleavage fracture is defined as rapid fracture along a particular crystallographic plane. The plane on which cleavage failure occurs is the plane with the largest interplanar spacing, the plane with small interatomic bonding force is the progressive surface of the crack, and the metal with the body center cubic (BCC) crystal structure is the cleavage fracture plane. The cleavage path of the cleavage fracture proceeds from the polycrystalline material into the mouth, and when the boundary is encountered, the crack propagation path changes at a constant angle depending on the orientation relationship of the two neighboring crystals, and the crack propagation path is broken. The direction of cracking along the cleavage plane is perpendicular to the maximum principal stress when viewed macroscopically. The cleavage fracture occurs when the plastic deformation is limited, and the metal of the face center cubic (FCC) crystal structure does not cause cleavage failure because the slip system suitable for the soft fracture operates at low temperature. However, the body center cubic (BCC) (HCP) crystal structure is limited in the slip system at low temperatures, so that cleavage failure occurs.

한편, 온도 감소에 따라 충격 흡수에너지가 낮아지는 연성-취성 천이 현상은, 소성변형과 벽개 균열의 생성과 성장의 경쟁에 의해 소성변형이 발생하기 어려운 경우, 입내로 취성파괴가 진행하여 발생한다. 체심입방(BCC) 결정구조 금속의 경우 슬립계가 제한되므로 뚜렷한 연성-취성 천이 현상이 발생한다.On the other hand, the ductile-brittle transition phenomenon in which the impact absorption energy is lowered as the temperature decreases is caused by the brittle fracture progressing into the mouth when plastic deformation is difficult to occur due to the competition between the plastic deformation and cleavage crack generation and growth. The body-centered cubic (BCC) crystal structure metal has a limited slip system, resulting in a pronounced ductile-brittle transition phenomenon.

현재, 저온 환경에서 사용되는 금속 재료는 저온 특성이 우수한 니켈 합금이나 스테인리스 강이 주로 사용되고 있는데, 이들 재료는 값이 비싸다는 단점이 있다.At present, metal materials used in a low-temperature environment are mainly nickel alloys or stainless steels excellent in low-temperature characteristics, and these materials are disadvantageous in that they are expensive.

이에 따라, 최근 상기 재료들을 값이 저렴한 재료로 대체하기 위한 연구가 계속되고 있으며, 특히 저온에서 취성파괴로 인한 안전사고의 발생을 방지하기 위해, 체심입방(BCC) 결정구조인 금속 재료의 저온 파괴인성을 향상시키기 위한 연구가 지속되어 왔는데, 주로 합금원소 및 조성비, 또는 열처리 등 재료의 내부적 요인을 변화시킴으로써 결정립 미세화 등을 통해 재료 특성을 개선하고 있다.In order to prevent the occurrence of safety accidents due to brittle fracture at a low temperature, a low-temperature fracture of a metal material, which is a body-centered cubic (BCC) crystal structure, Researches for improving the toughness have been continued. The material characteristics are improved through fine grain refinement mainly by changing the alloying element and composition ratio, or internal factors of the material such as heat treatment.

그러나, 이와 같이 합금원소나 열처리 방법의 개발을 통해 재료의 저온특성을 향상시키는 것은, 재료 자체의 내부 특성 때문에 강도 및 파괴인성을 동시에 향상시키는 데에는 한계가 있고, 개선이 되더라도 효과가 미미하며, 공정 추가에 따른 제조비용의 증가에 비해 다양한 분야에서의 적용성이 낮다는 문제점이 있다.
However, improving the low-temperature characteristics of the material through the development of alloying elements and heat treatment methods has limitations in improving the strength and fracture toughness at the same time due to the internal characteristics of the material itself, There is a problem that applicability in various fields is low compared with an increase in manufacturing cost due to the addition of the resin.

KRKR 10-2010-011795810-2010-0117958 AA (2010.11.04(November 11, 2010 공개)open) KRKR 10-2012-001129210-2012-0011292 AA (2012.02.07(2012.02.07 공개)open) KRKR 10-1996-700408010-1996-7004080 AA (1996.08.31(August 31, 1996 공개)open)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 재료 내부의 특성은 유지하면서 외부 가공에 의해 강도 및 저온 파괴인성이 향상된 금속 재료와 그 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and one embodiment of the present invention provides a metal material having improved strength and low temperature fracture toughness by external processing while maintaining the characteristics of the material, and a manufacturing method thereof .

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 표면에 적어도 하나 이상의 노치(notch)가 함몰 형성되고, 상기 노치의 하단에 상기 노치를 폭 방향으로 가로지르는 미세 크랙이 적어도 하나 이상 가공되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, at least one notch is formed on the surface of the notch, and at least one fine crack is formed on the lower end of the notch so as to cross the notch in the width direction. A metal material with improved properties is provided.

이때, 상기 노치는, 냉간압연 또는 냉간단조에 의해 압하 가공된 원재료의 적어도 일면에 형성된다.At this time, the notch is formed on at least one surface of the raw material which is processed by cold rolling or cold forging.

이때, 상기 노치는, 쐐기형 또는 원호형 단면 형태인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the notch has a wedge-shaped or arcuate cross-sectional shape.

또한, 상기 노치는, 한 쌍의 경사면과, 상기 한 쌍의 경사면이 서로 접하는 경계부를 포함한다.Further, the notch includes a pair of inclined surfaces and a boundary portion in which the pair of inclined surfaces are in contact with each other.

이때, 상기 미세 크랙은, 상기 경계부의 길이 방향에 수직한 방향으로 가공된다.At this time, the fine cracks are processed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the boundary portion.

또한, 상기 미세 크랙은, 서로 이격하여 복수 개 형성될 수 있다.In addition, a plurality of fine cracks may be formed spaced apart from each other.

이때, 상기 원재료는 체심입방(BCC) 결정구조의 금속인 것이 바람직하다.At this time, the raw material is preferably a metal having a body-centered cubic (BCC) crystal structure.

한편, 표면에 노치(notch)를 성형하는 노치 성형단계; 및 상기 노치의 하단에 상기 노치의 폭 방향으로 가로지르도록 적어도 하나 이상의 미세 크랙을 가공하는 크랙 가공단계를 포함하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법이 제공된다.A notch forming step of forming a notch on the surface; And a crack machining step of machining at least one fine crack at a lower end of the notch so as to cross the width direction of the notch.

여기서, 상기 노치는 쐐기형 또는 원호형 단면 형태로 성형되는 것이 바람직하다.Here, the notch is preferably formed in a wedge-shaped or arcuate cross-sectional shape.

이때, 상기 노치 성형단계 이전에, 원재료를 압하 가공하는 압하 가공단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 원재료는 냉간압연 또는 냉간단조에 의해 압하 가공될 수 있다.At this time, before the notch forming step, it may further include a push-down processing step of pushing down the raw material, and the raw material may be processed by cold rolling or cold forging.

또한, 상기 노치는 한 쌍의 경사면과, 상기 한 쌍의 경사면이 서로 접하는 경계부를 포함하며, 상기 미세 크랙은 상기 경계부의 길이 방향에 수직한 방향으로 가공된다.The notch includes a pair of inclined surfaces and a boundary portion where the pair of inclined surfaces contact with each other, and the fine cracks are processed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the boundary portion.

이때, 상기 노치는 프레스 가공 또는 절삭 가공 또는 방전 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.At this time, the notch can be formed by press working, cutting work, electric discharge machining or laser machining.

또한, 상기 미세 크랙은 절삭 가공 또는 방전 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성될 수 있다.The fine cracks may be formed by cutting, discharging, or laser processing.

이때, 상기 미세 크랙은 서로 이격하여 복수 개 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a plurality of fine cracks are spaced apart from each other.

또한, 상기 원재료는 체심입방(BCC) 결정구조의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
The raw material is preferably made of a metal having a body-centered cubic (BCC) crystal structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료 및 그 제조방법에 의하면, 금속 재료 내부의 특성은 유지하고 외부 가공에 의해 강도 및 저온 파괴인성을 향상시키므로, 비용이 저렴하고 다양한 분야에 용이하게 적용할 수 있다.According to the metal material having improved low-temperature characteristics and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention, the characteristics inside the metal material are maintained and the strength and low-temperature fracture toughness are improved by external machining, .

또한, 저온 환경에서 사용되는 LNG 탱크, 쇄빙선, 플랜트 등 다양한 산업분야에 적용 가능하고, 저온에서의 안전성을 향상시켜 안전사고를 예방할 수 있다.Also, it can be applied to various industrial fields such as LNG tank, icebreaker, and plant used in a low temperature environment, and it is possible to prevent safety accident by improving safety at low temperature.

특히, 값이 저렴한 체심입방(BCC) 결정구조 금속의 저온 특성을 개선함으로써, 높은 인장강도 및 저온 파괴인성을 가진 금속재를 저렴하게 생산할 수 있으며, 두께가 두꺼운 금속재로 이루어지는 큰 구조물에도 적용 가능하다.
Particularly, by improving the low-temperature characteristics of a low-cost body-centered cubic (BCC) crystal structure metal, a metal material having a high tensile strength and low-temperature fracture toughness can be produced at low cost, and is also applicable to a large structure made of a thick metal material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성-취성 천이를 설명하기 위한 온도-응력 그래프.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료의 개략도.
도 3은 압연 방향과 노치의 길이 방향에 따른 인장강도를 비교한 그래프.
도 4는 압연 방향과 노치의 길이 방향에 따른 흡수에너지를 비교한 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법 순서도.
도 6(a)는 비교예로서 종래의 샤르피 충격 시험용 시편의 사시도.
도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 시편의 파면 사진.
도 7(a)는 시험예로서 본 발명의 일 실시예에 따라 미세 크랙이 가공된 샤르피 충격 시험용 시편의 사시도.
도 7(b)는 도 7(a)에 도시된 시편의 파면 사진.
도 8은 비교예와 시험예의 샤르피 충격 시험 결과를 도시한 그래프.
도 9는 온도 변화에 따른 비교예와 시험예의 파면 사진.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원호형 단면 형태의 노치를 도시한 개략도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a temperature-stress graph for illustrating a ductile-brittle transition according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a schematic view of a metal material having improved low temperature characteristics according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph comparing the tensile strengths along the rolling direction and the longitudinal direction of the notch.
4 is a graph comparing absorbed energy along the rolling direction and the longitudinal direction of the notch.
5 is a flowchart of a method of manufacturing a metal material with improved low temperature characteristics according to an embodiment of the present invention.
6 (a) is a perspective view of a conventional Charpy impact test specimen as a comparative example.
6 (b) is a wavefront photograph of the specimen shown in Fig. 6 (a). Fig.
7 (a) is a perspective view of a specimen for a Charpy impact test in which a fine crack is machined according to an embodiment of the present invention as a test example.
7 (b) is a wavefront photograph of the specimen shown in Fig. 7 (a).
8 is a graph showing the Charpy impact test results of Comparative Examples and Test Examples.
9 is a wavefront photograph of a comparative example and a test example according to a temperature change.
10 is a schematic view showing a notch of an arc-shaped sectional shape according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명인 저온 특성이 향상된 금속 재료 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of a metal material having improved low-temperature characteristics and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely as exemplifications of the constituent elements set forth in the claims of the present invention, and are included in technical ideas throughout the specification of the present invention, Embodiments that include components replaceable as equivalents in the elements may be included within the scope of the present invention.

실시예Example

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연성-취성 천이를 설명하기 위한 온도-응력 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a graph of temperature versus stress for describing soft-brittle transition according to an embodiment of the present invention.

일반적으로 금속 재료를 냉간압연 또는 냉간단조 등의 방법으로 압하 가공하면, 도 1에 도시된 온도-응력 그래프에서 항복강도(yield strength) 곡선이 오른쪽으로 이동하고(σY1 → σY2), 취성강도(brittle strength) 선이 아래쪽으로 이동하여(σB1 → σB2), 연성-취성 천이 온도(DBTT; ductile-brittle transition temperature)가 (1) 지점에서 (2) 지점으로 이동하면서 증가하게 된다.Generally, when a metal material is subjected to a pressing process such as cold rolling or cold forging, the yield strength curve shifts to the right (σ Y1 → σ Y2 ) in the temperature-stress graph shown in FIG. 1 and the brittle strength the brittle strength line moves downward (σ B1 → σ B2 ) and increases as the ductile-brittle transition temperature (DBTT) moves from point (1) to point (2).

그런데, 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료에 의하면, 도 1에 도시된 항복강도 곡선이 오른쪽으로 이동하면서(σY1 → σY2), 취성강도 선이 급격히 위쪽으로 이동함으로써(σB1 → σB3), 연성-취성 천이온도(DBTT)가 (1) 지점에서 (1) 지점보다 저온인 (3) 지점으로 이동하여, 금속 재료의 강도와 저온 파괴인성이 동시에 증가될 수 있다.
However, according to the metal material having improved low-temperature characteristics according to the embodiment of the present invention, as the yield strength curve shown in Fig. 1 moves to the right (? Y1 ? Y2 ), the brittle- σ B1 → σ B3 ) and the ductile-brittle transition temperature (DBTT) moves from the point (1) to the point (3) which is lower than the point (1), the strength of the metal material and the low temperature fracture toughness can be simultaneously increased .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료의 개략도이다.2 is a schematic view of a metal material having improved low-temperature characteristics according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따라 저온 특성이 향상되는 금속성 원재료는, 특별히 그 종류가 제한되지는 않는다. 다만, 면심입방(FCC) 결정구조의 재료에 비해, 저온에서 쉽게 취성파괴 경향을 보이는 체심입방(BCC) 결정구조나 조밀6방(HCP) 결정구조를 가진 재료의 경우, 저온 파괴인성 등의 특성이 더욱 크게 향상되는 효과를 볼 수 있다.The metallic raw material having improved low-temperature characteristics according to an embodiment of the present invention is not particularly limited in its kind. However, in the case of a material having a body-centered cubic (BCC) crystal structure or a dense hexagonal (HCP) crystal structure that exhibits a brittle fracture tendency at low temperatures, compared with a material having a face-centered cubic (FCC) crystal structure, Can be further improved.

이하, 본 발명의 일 실시예로서, 체심입방(BCC) 결정구조이며 값이 저렴한 저합금강을 원재료로 선택한 예를 들어 본 발명을 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described as an example of the present invention in which a low-alloy steel having a body-centered cubic (BCC) crystal structure and a low value is selected as a raw material.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 금속 재료의 저온 파괴인성을 향상시키기 위해, 원재료의 표면에 노치(notch)(10)가 함몰 형성되고, 노치(10)의 하단에 미세 크랙(crack)(20)이 가공된다. 이때, 원재료는 압하 가공에 의해 강도가 향상된 상태인 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, a notch 10 is formed on the surface of a raw material so as to improve the low-temperature fracture toughness of the metal material, and a fine crack 20 Is processed. At this time, it is preferable that the raw material is in a state in which the strength is improved by the pressing process.

도 2에 도시된 바와 같이, 저합금강으로 이루어지는 원재료의 표면에 적어도 하나 이상의 노치(10)가 함몰 형성된다. 이때, 원재료는 냉간압연 또는 냉간단조에 의해 압하 가공되어 강도가 향상된 상태인 것이 바람직하며, 노치(10)는 압하 가공된 면의 인접면에 형성된다.As shown in FIG. 2, at least one notch 10 is formed on the surface of a raw material composed of a low alloy steel. At this time, it is preferable that the raw material is processed by cold rolling or cold forging so that the strength is improved, and the notch 10 is formed on the adjacent surface of the pressed surface.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 원재료가 냉간압연된 경우, 노치(10)는 압연면(30)에 대하여 압연방향 좌우 양측의 인접면(40) 중 어느 하나, 또는 둘 모두에 형성될 수 있다.For example, when the raw material is cold-rolled as shown in Fig. 2, the notch 10 is formed on one or both of the adjacent side surfaces 40 on both sides of the rolling surface 30 in the rolling direction .

또한, 노치(10)는 예를 들어 프레스 가공이나 절삭 가공, 방전 가공 또는 레이저 가공 등의 다양한 방법에 의해 형성될 수 있는데, 재료 및 노치의 규격과 제조 효율을 고려하여 적절히 선택되는 것이 바람직하다.The notch 10 may be formed by various methods such as, for example, a pressing process, a cutting process, a discharge process, or a laser process. It is preferable that the notch 10 is appropriately selected in consideration of the specifications of the material and the notch and the manufacturing efficiency.

노치(10)는, 일 예로서 서로 대향하는 한 쌍의 경사면(11)과, 이들 경사면(11)이 하단에서 서로 접하는 경계부(12)를 포함하여 'V'자 단면의 쐐기 형태로 형성될 수 있다.The notch 10 may be formed in a wedge shape having a V-shaped cross-section including a pair of inclined surfaces 11 opposed to each other and a boundary portion 12 in which these inclined surfaces 11 are in contact with each other at the lower end have.

여기서, 노치(10)의 개수, 노치(10) 간의 간격, 노치(10)의 폭과 길이 및 깊이 등의 규격은 원재료의 규격과 강도 및 인성 등의 내부 특성을 고려하여 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.Here, the specifications such as the number of the notches 10, the interval between the notches 10, the width, the length and the depth of the notch 10 are appropriately selected in accordance with the necessity in consideration of the specifications of the raw materials, the internal characteristics such as strength and toughness .

이때, 노치(10)의 경계부(12) 길이 방향은 압연 방향에 대하여 수직한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the longitudinal direction of the boundary portion 12 of the notch 10 is formed in a direction perpendicular to the rolling direction.

이는, 재료의 강도와 파괴인성을 최대화시키기 위함이며, 도 3과 도 4는 마르텐사이트 조직인 9Cr-2W계 강(FM steels)을 60% 압하율로 냉간 압연하였을 때, 압연 방향과 노치의 길이 방향에 따른 인장강도와 흡수에너지를 각각 비교한 그래프이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 압연 방향과 노치의 길이 방향이 수직일 때(실선으로 표시), 압연 방향과 노치의 길이 방향이 평행인 경우(점선으로 표시)에 비해, 인장강도 및 흡수에너지가 더욱 크게 나타남을 알 수 있다.Figs. 3 and 4 show the results obtained when the 9Cr-2W steel (FM steels), which is a martensitic structure, is cold-rolled at a reduction ratio of 60%, the rolling direction and the longitudinal direction of the notch In the graph of FIG. 3 and 4, when the rolling direction is perpendicular to the longitudinal direction of the notch (indicated by the solid line), the tensile strength and the absorbed energy Of the total population.

다시 도 2를 참조하면, 노치(10)의 하단에는 노치(10)를 폭 방향으로 가로지르도록 미세 크랙(20)이 가공된다. 즉, 노치(10)의 일측 경사면(11) 하단에서 경계부(12)를 지나 타측 경사면(11) 하단으로 미세 크랙(20)이 가공된다. 이때, 미세 크랙(20)은 절삭 가공이나 방전 가공 또는 레이저 가공에 의해 경계부(12)의 길이 방향으로 서로 이격하여 복수 개가 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 미세 크랙(20)은 노치(10)의 경계부(12) 길이 방향에 대하여 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 경계부(12)의 길이 방향에 대하여 수직한 방향으로 길게 형성된다.Referring again to FIG. 2, a fine crack 20 is machined at the lower end of the notch 10 to cross the notch 10 in the width direction. That is, the fine cracks 20 are processed from the lower end of one side slope 11 of the notch 10 to the lower side of the other side slope 11 through the boundary 12. At this time, it is preferable that a plurality of fine cracks 20 are formed parallel to each other in the longitudinal direction of the boundary portion 12 by cutting, discharging or laser processing. The fine cracks 20 may be inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the boundary portion 12 of the notch 10 and are preferably elongated in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the boundary portion 12 .

여기서, 미세 크랙(20)의 개수, 미세 크랙(20) 간의 간격, 및 미세 크랙(20)의 폭과 길이 등 규격이 필요에 따라 적절히 선택될 수 있음은 물론이다.It goes without saying that the specifications such as the number of the fine cracks 20, the interval between the fine cracks 20, and the width and length of the fine cracks 20 can be appropriately selected according to need.

이와 같이, 냉간에서 압하 가공되고, 표면에 적어도 하나 이상의 노치(10)가 함몰 형성되며, 노치(10)의 하단에 적어도 하나 이상의 미세 크랙(20)이 가공된 금속 재료는, 원재료에 비해 강도 및 저온 파괴인성이 향상된다.As described above, the metal material having been subjected to the cold rolling process, at least one or more notches 10 being formed on the surface thereof, and at least one or more fine cracks 20 formed on the lower end of the notch 10, The low-temperature fracture toughness is improved.

여기서 강도 향상은, 원재료에 대한 냉간압연 또는 냉간단조 등의 압하 가공에 의해 이루어질 수 있으며, 특히 냉간압연에 의해 금속조직의 전위를 증가시켜 강도를 향상시키는 경우에는, 압하율과 압연 방향을 조절함으로써 원재료의 기계적 특성을 용이하게 조절할 수 있다.Here, the strength can be improved by cold rolling or cold forging of the raw material. In particular, in the case of increasing the strength by increasing the potential of the metal structure by cold rolling, by adjusting the reduction ratio and the rolling direction The mechanical properties of the raw material can be easily controlled.

저온 파괴인성의 향상은 노치(10)와 미세 크랙(20)에 의해 이루어지는데, 일반적으로 크랙은 저온에서 결함으로 작용하여 파괴를 발생시키지만, 크랙의 개수 및 방향을 조절함으로써, 크랙 에너지를 분산시켜 인성을 증가시킬 수 있다.The improvement of the low-temperature fracture toughness is achieved by the notch 10 and the fine crack 20. In general, the crack acts as a defect at a low temperature to cause fracture. However, by controlling the number and direction of cracks, The toughness can be increased.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 원재료 내부의 크랙 및 결함에 집중되는 응력을 표면에 인위적으로 형성시킨 노치(10)로 분산시키고, 또한 노치(10)의 경계부(12)에 집중되는 응력을 경계부(12)에 수직한 방향으로 가공된 미세 크랙(20)으로 더욱 분산시켜, 금속 재료의 인성을 급격히 증가시키게 되는 것이다. 이때, 미세 크랙(20)의 개수 및 방향성을 조절함으로써 인성 향상 효과의 조절이 가능하다.
That is, according to the embodiment of the present invention, the stress concentrated on the cracks and defects in the raw material is dispersed by the notches 10 artificially formed on the surface, and the stress concentrated on the boundary portion 12 of the notch 10 Is further dispersed in the fine cracks 20 processed in the direction perpendicular to the boundary portion 12, and the toughness of the metal material is rapidly increased. At this time, it is possible to control the toughness improving effect by controlling the number and direction of the fine cracks 20.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법 순서도이다. 이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법을 순서대로 설명하기로 한다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal material having improved low-temperature characteristics according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of manufacturing a metal material having improved low-temperature characteristics according to an embodiment of the present invention will be described in order with reference to FIG.

압하Squeeze 가공단계( Processing step ( S10S10 ):):

저온 특성을 향상시키고자 하는 금속성 원재료를 압하 가공하여 강도를 향상시킨다. 이때, 체심입방(BCC) 결정구조를 가지며 값이 저렴한 저합금강이 원재료로 선택되는 것이 바람직하나, 그 외의 다른 금속성 재료가 선택될 수 있음은 물론이다.The metallic raw material which is to improve the low temperature characteristic is subjected to rolling processing to improve the strength. At this time, it is preferable that a low alloy steel having a body-centered cubic (BCC) crystal structure and a low value is selected as a raw material, but other metallic materials may be selected.

압하 가공은 냉간압연 또는 냉간단조 공정에 의해 이루어질 수 있다. 바람직하게는 냉간압연 공정에 의해 원재료의 전위를 증가시켜 강도를 향상시키는데, 예를 들어 60% 정도의 압하율로 저합금강을 냉간 압연하는 경우, 40% 이상의 강도 향상 효과를 볼 수 있다. 즉, 압하율 및 압연 방향을 조절함으로써, 원재료의 강도 등 기계적 특성을 적절히 조절할 수 있다.The pressing process can be performed by a cold rolling or a cold forging process. Preferably, the strength of the raw material is increased by increasing the potential of the raw material by a cold rolling process. For example, when the low alloy steel is cold-rolled at a reduction ratio of about 60%, the strength improvement effect of 40% or more can be obtained. That is, by controlling the reduction rate and the rolling direction, the mechanical properties such as the strength of the raw material can be appropriately controlled.

노치Notch 성형단계( Molding step ( S20S20 ):):

압하 가공된 원재료의 표면에 적어도 하나 이상의 노치(10)를 성형한다. 냉간 압연된 원재료의 경우에는, 압연면(30)에 대하여 압연방향과 수직인 인접면(40)에 노치(10)를 성형하는 것이 바람직하다. At least one notch (10) is formed on the surface of the raw material subjected to the pressing processing. In the case of the cold rolled raw material, it is preferable to form the notch 10 on the adjacent face 40 perpendicular to the rolling direction with respect to the rolled face 30.

이때, 노치(10)는 폭 방향 단면이 'V'자 형태이고 폭 보다 길이가 긴 쐐기 형태로 압연면(30)의 일측 인접면(40)의 표면 또는 양측 인접면(40)의 표면에 함몰 형성될 수 있으며, 한 쌍의 경사면(11)과, 경사면(11) 하단이 서로 접하는 모서리 형태의 경계부(12)를 포함한다. 경계부(12)의 길이 방향은 압연방향에 대하여 수직한 방향인 것이 바람직하다.At this time, the notch 10 is recessed on the surface of one side adjacent surface 40 of the rolling surface 30 or on the surface of the both side adjacent surface 40 in the form of a wedge having a V- And includes a pair of inclined surfaces 11 and an edge portion 12 in the form of an edge in which the lower ends of the inclined surfaces 11 are in contact with each other. The longitudinal direction of the boundary portion 12 is preferably a direction perpendicular to the rolling direction.

노치(10) 성형은 프레스 가공에 의해 이루어지는 것이 바람직하나, 필요시에는 펀치 등을 이용한 수작업에 의할 수도 있고, 절삭 또는 방전 가공이나 레이저 가공에 의해 노치(10)를 성형할 수도 있다. 또한, 노치(10)의 개수와 노치(10) 사이 간격, 노치(10)의 폭과 길이 및 깊이 등의 규격은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.The notch 10 is preferably formed by press working. However, the notch 10 may be manually formed by using a punch or the like when necessary, or the notch 10 may be formed by cutting or electric discharge machining or laser processing. The standard such as the number of the notches 10 and the interval between the notches 10, the width, the length and the depth of the notch 10 can be appropriately selected as required.

크랙crack 가공단계( Processing step ( S30S30 ):):

노치(10)의 하단에 노치(10)를 가로질러 양쪽 경사면(11)으로 이어지는 미세 크랙(20)을 가공한다. 이때, 미세 크랙(20)은 방전 가공에 의해 홈 형태로 가공되는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 별도의 절삭용구에 의해 절삭 가공되거나 레이저 가공에 의해 형성되는 것도 가능하다.A fine crack 20 is formed at the lower end of the notch 10 and extends across the notch 10 to the both inclined surfaces 11. At this time, it is preferable that the fine cracks 20 are processed into a groove shape by electrical discharge machining. If necessary, the fine cracks 20 can be cut by a separate cutting tool or formed by laser machining.

미세 크랙(20)은 일측 경사면(11) 하단에서 경계부(12)를 지나 타측 경사면(11) 하단으로 이어지며, 경계부(12)의 길이 방향으로 서로 이격하여 복수 개 가공되는 것이 바람직한데, 경계부(12)에 대하여 수직인 방향으로 길게 가공되는 것이 바람직하다.It is preferable that the fine cracks 20 extend from the lower end of one side slope 11 to the lower end of the other side slope 11 through the boundary 12 and are machined away from each other in the longitudinal direction of the boundary 12, 12 in the vertical direction.

여기서, 미세 크랙(20)의 개수, 방향, 미세 크랙(20) 간의 간격, 및 미세 크랙(20)의 폭과 길이 등 규격은 미세 크랙(20)에 의한 인성 향상 효과를 감안하여 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.Here, the specifications such as the number and direction of the fine cracks 20, the spacing between the fine cracks 20, and the width and length of the fine cracks 20 are appropriately adjusted according to need, taking into account the effect of improving the toughness due to the fine cracks 20 Can be selected.

이와 같이, 노치(10)의 경계부(12)를 가로질러 복수 개의 미세 크랙(20)이 가공되면, 경계부(12)에 집중되는 응력이 미세 크랙(20)을 통해 분산되어, 금속 재료의 인성이 향상되는 효과를 가져온다. 즉, 저온에서 파괴시 연성파괴가 발생하며, 이에 따라 안전한 사용이 가능해진다.
As described above, when a plurality of fine cracks 20 are machined across the boundary 12 of the notch 10, the stress concentrated on the boundary 12 is dispersed through the fine cracks 20, Resulting in an improved effect. In other words, ductile fracture occurs at low temperature and thus safe use is possible.

도 6(a)는 비교예로서 종래의 샤르피 충격 시험용 시편의 사시도이며, 도 7(a)는 시험예로서 본 발명의 일 실시예에 따라 미세 크랙이 가공된 샤르피 충격 시험용 시편의 사시도이다.FIG. 6A is a perspective view of a conventional Charpy impact test specimen as a comparative example, and FIG. 7A is a perspective view of a Charpy impact test specimen in which a fine crack is processed according to an embodiment of the present invention as a test example.

이하, 도 6(a)와 도 7(a)를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저온 특성이 향상된 금속 재료 및 그 제조방법의 시험예를 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 6 (a) and FIG. 7 (a), test examples of the metal material with improved low-temperature characteristics according to an embodiment of the present invention and its manufacturing method will be described.

먼저, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 중간 부분에 'V'자 형태의 노치(10)가 절개 형성된 샤르피 충격 시험(Charpy impact test)용 시편을 비교예로서 준비하고, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 상기 비교예와 외관상 동일한 형태이되, 노치(10)의 경사면(11)이 서로 접하는 경계부(12)에 경계부(12)의 길이 방향과 수직한 방향으로 복수 개의 미세 크랙(20)을 가공한 시편을 시험예로 준비하였다.First, as shown in FIG. 6 (a), a test piece for a Charpy impact test in which a notch 10 of 'V' shape is cut at an intermediate portion is prepared as a comparative example. Cracks 20 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the boundary portion 12 are formed in the boundary portion 12 where the inclined surfaces 11 of the notch 10 are in contact with each other, ) Was prepared as a test sample.

이때, 시편은 템퍼트 마르텐사이트(tempered martensite) 조직을 가지며, 870℃에서 담금질(quenching) 후 630℃에서 8시간 템퍼링(tempering)하여 오스테나이징(austenizing) 열처리된 저합금강 재료로 제작되었다. 저합금강 재료의 화학성분은 아래의 표 1과 같다.At this time, the specimen had a tempered martensite structure and was made of a low alloying steel material which was quenched at 870 ° C. and then tempered at 630 ° C. for 8 hours to austenizing heat treated. The chemical composition of low alloy steel materials is shown in Table 1 below.

성분ingredient CC SiSi MnMn PP SS NiNi CrCr MoMo CuCu NbNb VV AlAl BB wt%wt% 0.0860.086 0.260.26 0.860.86 0.0040.004 0.0030.003 3.783.78 0.230.23 0.0050.005 0.0090.009 0.0140.014 0.0260.026 0.0160.016 0.00020.0002

이후, 각각의 시편을 저온으로 냉각하고 샤르피 충격시험을 실시하였으며, 시편은 경계부(12)를 기준으로 절단되었다.Then, each specimen was cooled to a low temperature and Charpy impact test was performed. The specimen was cut at the boundary (12).

도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 시편이 -140℃에서 절단된 파면 사진이며, 도 7(b)는 도 7(a)에 도시된 시편이 -140℃에서 절단된 파면 사진이다.FIG. 6 (b) is a photograph of the wavefront cut at -140 ° C. of the specimen shown in FIG. 6 (a), and FIG. 7 to be.

이때, 도 6(b)에 점선으로 표시된 부분과 같이, 비교예로서 준비된 시편은 노치(10)의 경계부(12)에서 응력집중에 의해 취성파괴가 발생한다. 반면에, 시험예로서 준비된 시편은 경계부(12)에서 응력 분산에 의한 파괴인성의 향상으로 인해 연성파괴가 발생함을 볼 수 있다. At this time, brittle fracture occurs due to stress concentration at the boundary portion 12 of the notch 10, as shown in the dotted line in Fig. 6 (b). On the other hand, it can be seen that the specimen prepared as the test specimen has ductile fracture due to the improvement of the fracture toughness due to the stress dispersion at the boundary portion (12).

즉, 비교예의 경우에는, 도 6(a)에서 도면상 가로방향 타원형으로 표시된 영역에 응력이 집중되어 저온에서 취성파괴가 발생한다. 반면에, 시험예의 경우는 방전 가공된 미세 크랙(20)이 응력 집중을 방해하고, 도 7(a)에서 미세 크랙(20)의 주변에 일점쇄선으로 도시된 세로방향 타원형 영역으로 응력이 분산되며, 파단시 에너지 분산에 의해 많은 에너지를 흡수함으로써, 파괴인성이 증가하여 연성파괴가 발생하게 되는 것이다.That is, in the case of the comparative example, brittle fracture occurs at a low temperature due to the concentration of stress in the region indicated by the ellipse in the transverse direction in Fig. 6 (a). On the other hand, in the case of the test example, the discharge machined fine crack 20 interferes with the stress concentration, and the stress is dispersed in the longitudinal oval area shown by the one-dot chain line around the fine crack 20 in Fig. 7 (a) , A large amount of energy is absorbed by the energy dispersion at the time of fracture, so that fracture toughness is increased and ductile fracture occurs.

따라서, 정적 파괴 모드일 경우에도, 저온에서 비교예와 같은 기존의 재료는 갑작스런 취성파괴가 발생하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 실험예와 같이 노치(10) 하단에 미세 크랙(20)이 형성된 재료는 저온에서 연성파괴가 발생하여 크랙이 천천히 진행되기 때문에 안전성이 높다.
Therefore, even in the case of the static failure mode, the conventional material as in the comparative example at low temperature causes sudden brittle fracture. However, as in the experiment example according to the embodiment of the present invention, the micro crack 20 is formed at the lower end of the notch 10 The material formed is susceptible to ductile fracture at low temperatures and cracks progress slowly, resulting in high safety.

도 8은 도 6(a)에 도시된 비교예와 도 7(a)에 도시된 시험예의 샤르피 충격 시험 결과를 도시한 그래프이다.Fig. 8 is a graph showing the Charpy impact test results of the comparative example shown in Fig. 6 (a) and the test example shown in Fig. 7 (a).

시편의 온도를 달리하면서 샤르피 흡수 에너지를 측정한 결과, 단순히 'V'자 형태의 노치(10)가 형성된 비교예의 경우, 저합금강의 일반적인 특성으로서 연성-취성 천이 온도(DBTT)가 -85℃ 정도임에 따라, -100℃ 이하의 온도부터 취성 파괴가 발생함을 볼 수 있다.As a result of measuring the Charpy absorbed energy while varying the temperature of the specimen, in a comparative example in which a notch 10 of a 'V' shape was formed, the soft-brittle transition temperature (DBTT) It can be seen that brittle fracture occurs at a temperature of -100 ° C or lower.

반면에, 'V'자 형태의 노치(10)에 복수 개의 미세 크랙(20)을 수직하게 가공한 시험예의 경우, -140℃의 온도까지도 100J 이상의 높은 흡수 에너지를 보여주는바, 비교예에 비해 흡수 에너지가 수십 배 이상 상승된 것을 확인할 수 있다. 다만, 이러한 흡수 에너지의 상승에 따른 인성의 향상 효과는 저온에서만 확인될 뿐, 고온 영역에서는 비교예에 비해 큰 효과가 없다.
On the other hand, in the test example in which a plurality of fine cracks 20 were vertically processed in the V-shaped notch 10, even at a temperature of -140 DEG C, a high absorption energy of 100 J or more was exhibited, It can be seen that the energy has risen several tens of times. However, the effect of improving the toughness due to the increase of the absorbed energy is confirmed only at a low temperature, and there is no greater effect than that of the comparative example in a high temperature region.

도 9는 온도 변화에 따른 비교예와 시험예의 파면 사진이다.9 is a wavefront photograph of a comparative example and a test example according to a temperature change.

도 9에 도시된 바와 같이, 비교예의 경우 상온에서는 연성파괴가 발생하지만, -100℃ 이하의 온도에서는 취성파괴가 발생하였다.As shown in Fig. 9, in the comparative example, ductile fracture occurred at room temperature, but brittle fracture occurred at a temperature of -100 캜 or lower.

반면에, 시험예의 경우에는 -140℃ 온도 영역까지도 연성파괴를 보여주는 딤플(dimple)이 발생하였으며, 샤르피 충격 시험 후 시편이 변형된 모습으로부터 재료의 인성이 급격히 증가하였음을 알 수 있다. 다만, 액체질소 온도인 -200℃ 부근에서는 취성파괴가 발생하였다.
On the other hand, in the case of the test example, a dimple showing soft fracture occurred at a temperature range of -140 ° C., and the toughness of the material rapidly increased from the deformed shape of the specimen after the Charpy impact test. However, brittle fracture occurred at around -200 ℃, which is the liquid nitrogen temperature.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원호형 단면 형태의 노치를 도시한 개략도이다. 10 is a schematic view showing a notch of an arc-shaped sectional shape according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 10에 도시된 바와 같은 원호형 단면 형태의 노치(10')가 형성될 수 있다. 이 경우, 하단이 뾰족하게 형성되는 전술한 실시예의 쐐기형 노치(10)에 비해, 노치(10')의 하단부에서 응력 분산이 더 많이 이루어지는 효과를 기대할 수 있다. 물론, 추후 큰 응력에 의해 크랙이 발생하는 경우에는 경계부(12')에 대하여 수직 방향으로 형성되는 미세크랙(20')이 또 다시 응력을 분산시키기 때문에 크랙의 진행을 방해하여 연성파괴를 유도하게 된다.According to another embodiment of the present invention, a notch 10 'having an arc-shaped sectional shape as shown in Fig. 10 can be formed. In this case, compared with the wedge-shaped notch 10 of the above-described embodiment in which the lower end is sharp, an effect of more stress dispersion at the lower end of the notch 10 'can be expected. Of course, when a crack is generated due to a large stress, the fine crack 20 'formed in the direction perpendicular to the boundary 12' disperses the stress again, thereby preventing the crack from proceeding and inducing the soft fracture do.

이때, 경사면(11')은 도 10에 도시된 바와 같이 곡면으로 형성될 수 있으며, 다른 예로서 원호 단면 형태의 곡면과 곡면의 상단에서 상향으로 수직하게, 또는 소정 각도로 경사지게 연장되는 평면을 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.
In this case, the inclined surface 11 'may be formed as a curved surface as shown in FIG. 10, and as another example, it may include a curved surface having an arc sectional shape and a plane vertically upward or inclined at an angle .

10,10' : 노치 11,11' : 경사면
12,12' : 경계부 20,20' : 미세 크랙
30 : 압연면 40 : 인접면
10, 10 ': notch 11, 11': inclined surface
12,12 ': boundary 20, 20': fine crack
30: rolled surface 40: adjacent surface

Claims (16)

표면에 적어도 하나 이상의 노치(notch)가 함몰 형성되고, 상기 노치의 하단에 상기 노치의 일측 경사면(11) 하단에서 경계부(12)를 지나 타측 경사면(11) 하단으로 이어지는 미세 크랙이 적어도 하나 이상 가공되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
Wherein at least one notch is formed on the surface of the notch and at least one fine crack extending from the lower end of one side of the notch to the lower end of the other side of the inclined face (11) Wherein the low temperature characteristic is improved.
제 1항에 있어서, 상기 노치는,
냉간압연 또는 냉간단조에 의해 압하 가공된 원재료의 적어도 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
The apparatus of claim 1,
Characterized in that the metal material is formed on at least one surface of the raw material which is processed by cold rolling or cold forging.
제 1항에 있어서, 상기 노치는,
쐐기형 또는 원호형 단면 형태인 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
The apparatus of claim 1,
Wherein the metal material has a wedge-shaped or circular arc-shaped cross-sectional shape.
제 1항에 있어서, 상기 노치는,
한 쌍의 경사면과, 상기 한 쌍의 경사면이 서로 접하는 경계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
The apparatus of claim 1,
A pair of inclined surfaces, and a boundary portion in which the pair of inclined surfaces are in contact with each other.
제 4항에 있어서, 상기 미세 크랙은,
상기 경계부의 길이 방향에 수직한 방향으로 가공되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
The method according to claim 4, wherein the micro-
Wherein the metal material is processed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the boundary portion.
제 1항에 있어서, 상기 미세 크랙은,
서로 이격하여 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
The method according to claim 1,
Wherein a plurality of metal particles are formed spaced apart from each other.
제 2항에 있어서,
상기 원재료는 체심입방(BCC) 결정구조의 금속인 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료.
3. The method of claim 2,
Wherein the raw material is a metal having a body-centered cubic (BCC) crystal structure.
표면에 노치(notch)를 성형하는 노치 성형단계; 및
상기 노치의 하단에 상기 노치의 일측 경사면(11) 하단에서 경계부(12)를 지나 타측 경사면(11) 하단으로 이어지도록 적어도 하나 이상의 미세 크랙을 가공하는 크랙 가공단계를 포함하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
A notch forming step of forming a notch on the surface; And
And at least one fine crack is formed on the lower end of the notch so as to extend from the lower end of the one side slope (11) of the notch to the lower end of the other side slope (11) through the boundary (12) ≪ / RTI >
제 8항에 있어서,
상기 노치가 쐐기형 또는 원호형 단면 형태로 성형되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the notch is formed in a wedge-shaped or circular arc-shaped cross-sectional shape.
제 8항에 있어서,
상기 노치 성형단계 이전에, 원재료를 압하 가공하는 압하 가공단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Further comprising a step of pushing down the raw material before the step of forming the notch.
제 10항에 있어서,
상기 원재료는 냉간압연 또는 냉간단조에 의해 압하 가공되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the raw material is processed by cold rolling or cold forging.
제 8항에 있어서,
상기 노치는 한 쌍의 경사면과, 상기 한 쌍의 경사면이 서로 접하는 경계부를 포함하며, 상기 미세 크랙은 상기 경계부의 길이 방향에 수직한 방향으로 가공되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the notch includes a pair of inclined surfaces and a boundary portion where the pair of inclined surfaces are in contact with each other and the fine cracks are processed in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the boundary portion. Way.
제 8항에 있어서,
상기 노치는 프레스 가공 또는 절삭 가공 또는 방전 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the notch is formed by pressing, cutting, discharging, or laser processing.
제 8항에 있어서,
상기 미세 크랙은 절삭 가공 또는 방전 가공 또는 레이저 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the fine cracks are formed by cutting, discharging, or laser processing.
제 8항에 있어서,
상기 미세 크랙은 서로 이격하여 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein a plurality of micro cracks are formed spaced apart from each other.
제 11항에 있어서,
상기 원재료는 체심입방(BCC) 결정구조의 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 특성이 향상된 금속 재료의 제조방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the raw material is made of a metal having a body-centered cubic (BCC) crystal structure.
KR1020130146035A 2013-11-28 2013-11-28 Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof KR101523229B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130146035A KR101523229B1 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof
PCT/KR2014/008075 WO2015080366A1 (en) 2013-11-28 2014-08-29 Metal material with improved low-temperature property and method for manufacturing same
CN201480065445.6A CN105792958A (en) 2013-11-28 2014-08-29 Metal material with improved low-temperature property and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130146035A KR101523229B1 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101523229B1 true KR101523229B1 (en) 2015-05-28

Family

ID=53199280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130146035A KR101523229B1 (en) 2013-11-28 2013-11-28 Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101523229B1 (en)
CN (1) CN105792958A (en)
WO (1) WO2015080366A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101804221B1 (en) 2016-10-27 2017-12-06 한국생산기술연구원 Metal Structures Having Weld Zone Improved Fracture Toughness And Method for Manufacturing the Same
KR101818166B1 (en) 2016-10-07 2018-02-21 한국생산기술연구원 Metal material with improved surface properties

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010033366A (en) * 1997-12-19 2001-04-25 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 Ultra-high strength ausaged steels with excellent cryogenic temperature toughness
JP2002129277A (en) * 2000-10-20 2002-05-09 Kawasaki Steel Corp Plate to be rolled and rolling method for structure- fining rolling
KR20070043866A (en) * 2004-07-30 2007-04-25 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 Vertical crack forming method and vertical crack forming device in substrate

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5061649B2 (en) * 2007-02-28 2012-10-31 Jfeスチール株式会社 Thick steel plate with a thickness of 50 mm or more with excellent brittle crack propagation stopping characteristics
JP5304520B2 (en) * 2009-07-31 2013-10-02 Jfeスチール株式会社 Evaluation method of brittle fracture propagation stop performance of thick steel plate
JP5304925B2 (en) * 2011-12-27 2013-10-02 Jfeスチール株式会社 Structural high-strength thick steel plate with excellent brittle crack propagation stopping characteristics and method for producing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010033366A (en) * 1997-12-19 2001-04-25 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 Ultra-high strength ausaged steels with excellent cryogenic temperature toughness
JP2002129277A (en) * 2000-10-20 2002-05-09 Kawasaki Steel Corp Plate to be rolled and rolling method for structure- fining rolling
KR20070043866A (en) * 2004-07-30 2007-04-25 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 Vertical crack forming method and vertical crack forming device in substrate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818166B1 (en) 2016-10-07 2018-02-21 한국생산기술연구원 Metal material with improved surface properties
KR101804221B1 (en) 2016-10-27 2017-12-06 한국생산기술연구원 Metal Structures Having Weld Zone Improved Fracture Toughness And Method for Manufacturing the Same

Also Published As

Publication number Publication date
CN105792958A (en) 2016-07-20
WO2015080366A1 (en) 2015-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2765210B1 (en) High-tensile steel plate giving welding heat-affected zone with excellent low-temperature toughness, and process for producing same
EP1956108A1 (en) High-strength steel excellent in delayed fracture resistance characteristics and metal bolts
KR101988144B1 (en) High toughness and high tensile strength thick steel plate with excellent material homogeneity and production method for same
EP2266722B1 (en) Method of production of a high strength part
JP5880777B2 (en) High-strength steel sheet with excellent delayed fracture resistance and low-temperature toughness, and high-strength members manufactured using it
EP2684972A1 (en) Steel sheets for hot stamping, method for manufacturing same, and method for manufacturing high-strength parts
EP2305851B1 (en) High-strength untempered steel for fracture splitting and steel component for fracture splitting
KR20180059915A (en) Hydrogen organic cracking resistance pressure vessel steel plate and manufacturing method thereof
EP2439304A1 (en) Steel sheet for brake disc, and brake disc
KR20180125540A (en) Method for manufacturing abrasion resistant and abrasion resistant steel sheet
KR20180125542A (en) Method for manufacturing abrasion resistant and abrasion resistant steel sheet
EP2743363A1 (en) Nickel steel plate and manufacturing process therefor
WO2020230796A1 (en) High-strength member, method for manufacturing high-strength member, and method for manufacturing steel sheet for high-strength member
KR20180125543A (en) Method for manufacturing abrasion resistant and abrasion resistant steel sheet
EP3330399B1 (en) Steel for suspension spring and method for manufacturing same
EP3312298A1 (en) Steel pipe for fuel spray pipe and manufacturing method therefor
EP2135967A1 (en) Forging steel
KR20180125541A (en) Method for manufacturing abrasion resistant and abrasion resistant steel sheet
EP2400041B1 (en) Steel material for welding and method for producing same
JP2016153524A (en) Ultra high strength steel sheet excellent in delayed fracture resistance at cut end part
WO2015001950A1 (en) Steel for bolt, bolt, and production method for said steel and said bolt
JP2022028885A (en) High-strength member and method for manufacturing high-strength member
KR101523229B1 (en) Metal material with improved low temperature property and manufacturing method thereof
KR101998496B1 (en) Hot-rolled steel and section
EP3147065B1 (en) Welding method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190402

Year of fee payment: 5