KR101543912B1 - 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법 - Google Patents

컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101543912B1
KR101543912B1 KR1020130163342A KR20130163342A KR101543912B1 KR 101543912 B1 KR101543912 B1 KR 101543912B1 KR 1020130163342 A KR1020130163342 A KR 1020130163342A KR 20130163342 A KR20130163342 A KR 20130163342A KR 101543912 B1 KR101543912 B1 KR 101543912B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel pipe
less
steel
excluding
present
Prior art date
Application number
KR1020130163342A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150075296A (ko
Inventor
이학철
서인식
이순기
이홍주
Original Assignee
주식회사 포스코
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 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020130163342A priority Critical patent/KR101543912B1/ko
Publication of KR20150075296A publication Critical patent/KR20150075296A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101543912B1 publication Critical patent/KR101543912B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명은 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태는 중량%, Mn: 16~24%, C: 0.3~1.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Ti: 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외) 및 V: 1%이하(0은 제외) 중 1종 이상을 추가로 포함하고, 1면적%이하의 카바이드 및 잔부 오스테나이트로 이루어지는 미세조직을 가지며, 결정립내 1㎛이하의 크기를 갖는 석출물이 100㎛3당 50개 이상이고, 결정립의 크기가 200㎛이하인 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 균일 연신율이 우수한 오스테나이트 조직을 가져 높은 확관성을 가질 뿐만 아니라 조관 후 열처리에 의해 미세 석출물이 형성되도록 함으로써 결정립을 미세화하여 우수한 수준의 압축항복강도를 갖는 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

Description

컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법{AUSTENITIC PIPE FOR HAVING EXCELLENT COLLAPSE RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지표에서 지하의 유전까지 강관을 부설하기 위해서는, 우선 지표로부터 소정의 깊이까지 굴착해, 케이싱으로 불리는 강관을 매설해 벽의 붕괴를 방지한다. 그 후, 상기 케이싱의 첨단으로부터 한층 더 지하를 굴착해 보다 깊은 우물을 만들고, 먼저 매설한 케이싱 내부를 통해 새로운 케이싱을 매설한다. 이 작업을 반복함으로써, 최종적으로 유전에 도달하는 유정관(튜빙)이 부설된다. 매우 깊은 우물을 굴착하는 경우에는, 직경이 다른 다종류의 케이싱을 필요로 한다. 이는 원유나 가스를 통하는 유정관의 지름은 정해져 있기 때문인데, 이로 인해 지름 방향에 있어서의 굴착 면적을 넓게 할 필요가 있다. 따라서, 케이싱으로 사용되기 위한 강관은 우수한 확관성이 요구된다.
한편, 이러한 강관은 내부에서 외부 방향으로 인장응력이 주어져 확관되는데, 상기 강관에 외압으로 인한 응력이 외부에서 내부 방향으로 주어지는 경우, 즉, 압축응력이 걸리는 경우, 이 압축응력에 대한 내력이 급격히 저하하는 문제가 있다. 이는, 바우싱거 효과(Bauschinger's effect)로 잘 알려져 있는데, 소성변형 후, 소성을 위한 방향의 응력과 반대되는 응력을 가하는 경우, 원래 가지고 있는 압축항복강도보다 낮은 응력으로도 변형이 생기는 현상 때문이다. 따라서, 확관용 강관은 우수한 확관성뿐만 아니라 컬렙스(collapse) 저항성으로 대변될 수 있는 높은 수준의 압축항복강도 또한 요구된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 기존에는 베이나이트-마르텐사이트 조직을 갖는 탄소강을 이용하였으나 확관성이 낮아, 확관용 강관으로 이용하는데 한계가 있다.
본 발명은 강관 제조시 확관 또는 축관에 의해 발생하는 변형과 후속열처리에 의해 결정립내에 다량의 미세 석출물이 형성되도록 함으로써 우수한 컬렙스 저항성을 갖는 강관 및 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%, Mn: 16~24%, C: 0.3~1.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Ti: 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외) 및 V: 1%이하(0은 제외) 중 1종 이상을 추가로 포함하고, 1면적%이하의 카바이드 및 잔부 오스테나이트로 이루어지는 미세조직을 가지며, 결정립내 1㎛이하의 크기를 갖는 석출물이 100㎛3당 50개 이상이고, 결정립의 크기가 200㎛이하인 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 중량%, Mn: 16~24%, C: 0.3~1.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Ti: 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외) 및 V: 1%이하(0은 제외) 중 1종 이상을 추가로 포함하는 강 슬라브를 재가열한 뒤, 마무리 압연온도가 850~1050℃가 되도록 열간압연하여 열연강재를 얻는 단계; 상기 열연강재를 10℃/s이상으로 500℃이하까지 냉각하는 단계; 상기 냉각된 열연강재를 조관하여 강관을 얻는 단계; 상기 강관을 1~10%의 변형율로 확관 또는 축관하는 단계; 및 상기 확관 또는 축관된 강관을 500~700℃로 가열하는 단계를 포함하는 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관을 제공한다.
본 발명에 따르면, 균일 연신율이 우수한 오스테나이트 조직을 가져 높은 확관성을 가질 뿐만 아니라 조관 후 열처리에 의해 미세 석출물이 형성되도록 함으로써 결정립을 미세화하여 우수한 수준의 압축항복강도를 갖는 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 2의 미세조직을 관찰한 사진이다.
도 2는 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 7의 미세조직을 관찰한 사진이다.
본 발명자들은 기존의 확관용 강재가 갖는 문제를 해결하기 위한 연구를 행하던 중, 고망간강의 경우 오스테나이트계 강재 특유의 우수한 균일 연신율을 지니고 있어 우수한 확관성을 확보할 수 있고, 강관 제조시 확관 또는 축관에 의해 발생하는 변형에 의해 결정립 내부에 석출물의 형성이 가능한 사이트(site)가 형성되도록 하고, 조관 후 후속열처리에 의해 결정립내에 다량의 미세 석출물이 형성되도록 함으로써 바우싱거 효과를 저감시킬 수 있다는 식견하에 본 발명을 완성하게 되었다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
Mn: 16~24중량%
Mn은 오스테나이트 안정화의 대표적인 원소로서, 균일 연신율을 향상시켜 확관성을 향상시킨다. 또한, 상기 Mn은 C 고용도를 상승시켜 내부에 탄화물이 다량 석출하는 것을 방지하여 균일연신율을 향상시키는 효과를 발현한다. 다만, 상기 Mn이 16중량%미만일 경우에는 오스테나이트 안정화도가 저감되어 마르텐사이트와 같은 저온변태조직이 형성될 수 있고 이로 인해 오스테나이트 단상 조직을 확보하기 곤란하여 확관성이 저하될 수 있으며, 24중량%를 초과하는 경우에는 적층결함에너지가 너무 높아짐에 따라 가공경화율이 저하되어 확관후 압축강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 16~24중량%의 범위를 가지는 것이 바람직하다. 상기 Mn의 하한은 보다 바람직하게는 17중량%, 보다 더 바람직하게는 18중량%이다. 상기 Mn의 상한은 보다 바람직하게는 23중량%, 보다 더 바람직하게는 22중량%이다.
C: 0.3~1.0중량%
C는 오스테나이트 안정화 원소로서 균일 연신율을 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라 강도를 향상시키고, 가공경화율을 높이는데 유리한 원소이다. 다만, 상기 C의 함량이 0.3중량%미만일 경우에는 강도 및 가공경화율 향상 효과가 저감될 수 있을 뿐만 아니라, Mn과 마찬가지로 오스테나이트 안정화도가 저감되어 마르텐사이트와 같은 저온변태조직이 형성될 수 있고 이로 인해 오스테나이트 단상 조직을 확보하기 곤란하여 확관성이 저하될 수 있다. 1.0중량%를 초과하는 경우에는 카바이드가 다량 석출되어 균일 연신율을 저감시켜 우수한 확관성을 확보하기 곤란할 수 있다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.3~1.0중량%의 범위를 가지는 것이 바람직하다. 상기 C의 하한은 보다 바람직하게는 0.4중량%, 보다 더 바람직하게는 0.5중량%이다. 상기 C의 상한은 보다 바람직하게는 0.9중량%, 보다 더 바람직하게는 0.8중량%이다.
또한, 본 발명의 강관은 상기 합금성분에 더하여 Ti: 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외) 및 V: 1%이하(0은 제외) 중 1종 이상을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 Ti, Nb, V는 TiC, NbC, VC 등과 같은 단독 혹은 복합 석출물을 형성하여 외부압력이 가해지는 경우 전위가 쉽게 움직이지 못하도록 하여, 바우싱거 효과를 저감시킬 뿐만 아니라, 결정립을 미세화시켜 강도와 연성을 향상시키는 원소이다. 다만, 상기 Ti, Nb, V가 상한치를 초과하는 경우에는 제강시 산화물을 다량 생성하여 연속주조시 문제를 일으키거나 탄화물이 조대화되어 충격인성 및 균일연신율을 저하시키는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 Ti, Nb, V는 각각 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외), 1%이하(0은 제외)의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Ti 및 Nb는 보다 바람직하게는 0.01%초과~0.07%이하, 보다 더 바람직하게는 0.02%초과~0.05%이하의 범위를 갖는 것이 유리하다. 상기 V는 보다 바람직하게는 0.1%초과~1%이하, 보다 더 바람직하게는 0.5%초과~1%이하의 범위를 갖는 것이 유리하다.
본 발명이 제안하는 강재는 전술한 합금조성을 만족하는 경우, 추가적인 합금원소의 첨가없이도 우수한 컬렙스 저항성을 확보할 수 있다. 다만, 강도를 보다 향상시키기 위하여, 추가적으로 Cr: 5중량%이하를 추가로 포함할 수 있다. 다만, 상기 Cr이 5중량%를 초과하는 경우에는 다량의 카바이드가 석출되어 연신율이 저감될 수 있으므로, 상기 Cr의 함량은 5중량%이하인 것이 바람직하다.
본 발명이 제안하는 강재는 오스테나이트 단상 조직을 갖는 것이 바람직하며, 이를 통해 우수한 균일 연신율 및 가공경화율을 확보할 수 있다. 다만, 본 발명의 미세조직은 제조공정상 불가피하게 형성되는 카바이드 석출물을 포함할 수 있으며, 상기 카바이드 석출물의 상한은 1면적%이하로 관리하는 것이 바람직하다. 상기 석출물이 1면적%를 초과하는 경우에는 연신율 저감으로 인해 우수한 확관성을 확보하기 곤란할 수 있다.
또한, 본 발명의 강관은 결정립내 1㎛이하의 크기를 갖는 석출물이 100㎛3당 50개 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 1㎛이하의 크기를 갖는 미세 석출물을 50개 이상으로 다량 석출시킴으로써 외부압력이 가해지는 경우 확관시에 다량 생성된 전위가 이후 압축응력을 받을 때 쉽게 움직이지 못하도록 하여, 바우싱거 효과를 저감시킬 수 있다. 또한, 상기와 같이 석출물의 형성을 통해 결정립을 미세화시켜 강도와 연성을 향상시킬 수 있다. 상기 석출물은 다량 분포할수록 상기 효과가 커지므로, 본 발명에서는 상기 석출물 수의 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 다만, 제조공정의 한계상 1000개를 초과하는 쉽지 않다. 한편, 상기 언급한 석출물은 Fe 혹은 Cr 탄화물가 아닌 Ti, Nb, V 등에 의해 석출되는 탄화물을 의미한다.
또한, 본 발명의 강관은 결정립의 크기가 200㎛이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 미세한 결정립을 확보함으로써 우수한 강도 및 연성을 확보하여 바우싱거 효과를 효과적으로 저감시킬 수 있는 동시에 우수한 확관성을 확보할 수 있다. 다만, 상기 결정립이 200㎛를 초과하는 수준으로 조대해지는 경우에는 상기 효과가 저감될 수 있으므로, 상기 결정립의 크기는 200㎛이하인 것이 바람직하다.
상기와 같이 제공되는 본 발명의 강관은 양끝 고정 확관 시험시 30%이상의 우수한 확관율을 확보할 수 있는 동시에, 상기 확관 후 600MPa이상의 우수한 압축항복강도를 확보할 수 있어 높은 컬렙스 저항성 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 강관 제조방법에 대하여 설명한다.
우선, 전술한 합금조성을 만족하는 강 슬라브를 재가열한 뒤, 열간압연하여 열연강재를 얻는다. 이 때, 상기 열간압연은 마무리 압연온도가 850~1050℃가 되도록 행하여지는 것이 바람직한데, 상기 마무리 압연온도가 850℃미만일 경우에는 카바이드가 석출되어 균일 연신율이 저하될 수 있으며, 미세조직이 팬케이크화 되어 조직이방성으로 인한 불균일 연신이 발생할 수 있다. 상기 마무리 압연온도가 1050℃를 초과하는 경우에는 결정립이 조대화되어 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 마무리 압연온도는 850~1050℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상기 재가열은 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 온도 범위 내에서 이루어지면 되므로, 본 발명에서는 상기 재가열 온도 범위에 대하여 특별히 한정하지 않는다.
상기 열간압연을 통해 얻어지는 열연강재를 10℃/s이상으로 500℃이하까지 냉각하는 것이 바람직한데, 이를 통해 탄화물이 냉각 중에 석출되는 것을 억제할 수 있다. 상기 냉각속도가 10℃/s미만이거나, 냉각정지온도가 500℃를 초과하는 경우에는 탄화물이 석출되어 연신율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 냉각은 10℃/s이상으로 500℃이하까지 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 냉각 속도는 15℃/s이상의 속도를 갖는 보다 바람직하며, 20℃/s이상의 속도를 갖는 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 공정조건의 한계상 500℃/s를 초과하기는 어렵다. 상기 냉각정지온도 또한 500℃이하의 조건을 만족하기만 하면 본 발명이 얻고자 하는 효과를 얻을 수 있으므로 그 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
이후, 상기와 같이 냉각된 열연강재를 조관하여 강관을 얻는다. 이 때, 결정립 내부에 에너지를 증가시켜 석출물의 생성이 가능한 사이트가 다수 형성되도록 함으로써, 후공정인 열처리에 의해 석출물이 결정립내에 다량 형성되도록 하기 위하여, 상기 강관을 1~10%의 변형율로 확관 또는 축관하는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 확관 또는 축관은 강관의 형상을 조정하는 역할 또한 수행한다. 한편, 상기 언급한 확관은 강관 제조 후 케이싱 등과 같은 제품으로 적용되어 통상 15%이상의 변형율로 확관되는 것과는 구별되는 것임을 유의해야 한다.
이어서, 상기 확관 또는 축관된 강관을 500~700℃로 가열한다. 통상적으로 오스테나이트계 강재의 경우에는 합금원소의 높은 용해도로 인해 석출물의 형성이 용이하지 않으며, 조관 전 열처리를 행하여 석출물을 형성시킨다 하더라도 결정립계에 생성되어 연성을 저하시키게 된다. 그러나, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 확관 또는 축관 가공을 통해 결정립 내부에 에너지를 증가시켜 석출물의 생성이 가능한 사이트가 다수 형성되도록 한 뒤, 열처리를 행함으로써 결정립 내부에 미세 석출물이 다량 석출되도록 하여 우수한 강도와 연성을 확보할 수 있다. 다만, 상기 열처리 온도가 500℃미만일 경우에는 석출물이 충분히 생성되지 않아 강도 향상 및 바우싱거 효과 저감을 얻기 곤란하다는 단점이 있으며, 700℃를 초과하는 경우에는 탄화물이 다량 생성되나 조대한 탄화물이 생성되어 충격인성 및 균일연신율을 저하되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 열처리 온도는 500~700℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.
(실시예)
하기 표 1과 같은 합금조성을 갖는 강 슬라브를 하기 표 2에 기재된 조건을 이용하여 열연강재를 얻었다. 이 열연강재를 조관하여 강관을 얻은 뒤, 상기 강관의 형상이 원형이 되도록 5%의 변형율로 가공을 행하였다. 이와 같이 얻어진 강관에 대하여 미세조직 분율, 석출물 크기 및 개수와 확관율을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 상기 강관에 대하여 30%의 확관율로 확관을 행한 후 압축항복강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 화학조성(중량%)
Mn C Ti Nb V Cr
발명강1 16.5 0.72 0.05 - - -
발명강2 18.9 0.35 0.02 0.045 - -
발명강3 21.1 0.93 0.01 0.02 0.6 -
발명강4 23.6 0.55 - 0.03 0.2 -
발명강5 18.1 0.32 0.06 - 0.1 3.5
비교강1 15.2 0.25 0.03 - 0.3 -
비교강2 26.3 0.61 0.04 0.06 - -
비교강3 16.8 1.15 - 0.05 0.3 -
비교강4 21.5 0.56 0.06 0.22 0.15 -
비교강5 18.2 0.7 0.18 0.02 - -
구분 강종No. 마무리 열간압연온도(℃) 냉각속도(℃/s) 냉각정지온도(℃) 열처리온도(℃)
발명예1 발명강1 930 25 330 550
발명예2 발명강2 890 19 450 530
발명예3 발명강3 1000 36 210 620
발명예4 발명강4 970 27 380 630
발명예5 발명강5 870 98 410 630
비교예1 발명강1 1130 38 150 570
비교예2 발명강2 920 7 300 510
비교예3 발명강3 880 18 580 520
비교예4 발명강4 930 55 390 750
비교예5 비교강1 950 42 250 620
비교예6 비교강2 1000 21 290 590
비교예7 비교강3 860 60 390 550
비교예8 비교강4 910 120 360 590
비교예9 비교강5 940 29 470 610
구분
미세조직 분율
(열처리전)
(면적%)
결정립계 탄화물 분율(열처리후)
(면적%)
결정립내 1㎛이하의 크기를 갖는 석출물수
(개/100㎛3)
결정립
크기
(㎛)
최대
확관율
(%)
확관후
압축항복강도
(MPa)
발명예1 100γ 0.51 152 39 56 658
발명예2 100γ 0.45 225 35 65 680
발명예3 100γ 0.48 341 86 57 730
발명예4 100γ 0.45 251 65 61 699
발명예5 100γ 0.47 182 31 50 640
비교예1 100γ 0.50 223 225 37 520
비교예2 96γ+4C 5 201 54 21 측정불가
비교예3 97γ+3C 4 195 38 23 측정불가
비교예4 100γ 3 51 42 25 측정불가
비교예5 85γ+15M 0.47 121 46 17 측정불가
비교예6 100γ 0.52 155 61 56 532
비교예7 94γ+6C 8 167 32 12 측정불가
비교예8 100γ 0.53 123 43 28 측정불가
비교예9 100γ 0.51 131 42 27 측정불가
단, γ는 오스테나이트, C는 카바이드, m은 입실론 마르텐사이트임.
상기 표 1 내지 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금조성과 제조조건을 만족하는 발명예 1 내지 5의 경우에는 미세한 결정립을 가질 뿐만 아니라 확관전에는 오스테나이트 단상 조직을 가지다가 열처리 후 결정립계에 탄화물이 미량으로 형성되고, 결정립 내부에 ㎛3 당 100개 이상의 석출물이 생성됨에 따라 30% 확관 후에 600MPa 이상의 우수한 항복강도를 확보하고 있음을 알 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 4의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금조성을 만족하기는 하나, 제조조건을 만족하지 않아 본 발명이 제안하는 물성을 만족하지 못하는 결과를 나타내었다. 비교예 1의 경우 마무리 압연 온도가 매우 높기 때문에 200㎛를 초과하는 결정립 크기를 가지게 되어 확관 후 강도가 낮은 것을 알 수 있다. 냉각 속도(비교예 2), 냉각정지온도(비교예 3) 및 열처리온도(비교예 4)를 만족하지 않는 경우에는 열처리 전후에 결정립계에 다량의 탄화물이 석출되어 균일 연신율이 저하되고, 이로 인해 확관율이 현저히 낮아지는 것을 알 수 있다. 나아가, 확관시 파단이 발생하여 압축항복강도를 측정하는 것이 불가능하였다.
비교예 5의 경우에는 Mn과 C의 함량이 본 발명이 제안하는 조건보다 낮아 오스테나이트 안정도가 낮고, 이로 인해 다량의 입실론 마르텐사이트가 생성되어 확관율이 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 6의 경우에는 Mn의 함량이 본 발명이 제안하는 조건을 초과하여 첨가되었기 때문에, 변형모드가 가공경화가 많이 일어나는 TWIP 현상이 아닌 Slip 형태로 변하게 되어 가공경화율이 떨어지게 되고, 이로 인해 확관 후 압축항복강도가 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 7의 경우에는 본 발명이 제안하는 조건을 초과하여 다량의 탄화물이 결정립계에 생성되고, 이로 인해 확관율이 매우 저하된 것을 확인할 수 있으며, 결국 확관시 파단이 발생하여 압축항복강도를 측정하는 것이 불가능하였다.
비교예 8 및 9의 경우에는 Ti 및 Nb 등 석출형 첨가원소의 함량이 본 발명이 제안하는 조건을 초과하여 확관율이 매우 낮은 수준임을 알 수 있는데, 이는 매우 조대한 석출물의 형성으로 인해 균일연신율이 현저히 저하되었기 때문이다.
도 1 및 2는 각각 발명예 2 및 비교예 7의 열처리전 미세조직을 관찰한 사진이다. 도 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 발명예 2의 경우에는 결정립계에 탄화물이 석출되지 않았을 뿐만 아니라, 결정립 크기가 200㎛이하로서 매우 미세한 결정립이 형성되었음을 알 수 있다. 반면, 비교예 7의 경우에는 과도한 C의 함량으로 인해 결정립계에 다량의 탄화물이 석출되었음을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. 중량%, Mn: 16~24%, C: 0.3~1.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
    Ti: 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외) 및 V: 1%이하(0은 제외) 중 1종 이상을 추가로 포함하고,
    1면적%이하의 카바이드 및 잔부 오스테나이트로 이루어지는 미세조직을 가지며,
    결정립내 1㎛이하의 크기를 갖는 석출물이 100㎛3당 50개 이상이고,
    원 상당 직경으로 측정한 결정립의 크기가 200㎛이하인 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 강관은 Cr: 5%이하를 추가로 포함하는 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 강관은 600MPa이상의 압축항복강도를 갖는 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 강관은 30%이상의 확관율을 갖는 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관.
  5. 중량%, Mn: 16~24%, C: 0.3~1.0%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, Ti: 0.1%이하(0은 제외), Nb: 0.1%이하(0은 제외) 및 V: 1%이하(0은 제외) 중 1종 이상을 추가로 포함하는 강 슬라브를 재가열한 뒤, 마무리 압연온도가 850~1050℃가 되도록 열간압연하여 열연강재를 얻는 단계;
    상기 열연강재를 10℃/s이상으로 500℃이하까지 냉각하는 단계;
    상기 냉각된 열연강재를 조관하여 강관을 얻는 단계;
    상기 강관을 1~10%의 변형율로 확관 또는 축관하는 단계; 및
    상기 확관 또는 축관된 강관을 500~700℃로 가열하는 단계를 포함하는 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 강 슬라브는 Cr: 5%이하를 추가로 포함하는 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관의 제조방법.
KR1020130163342A 2013-12-25 2013-12-25 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법 KR101543912B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163342A KR101543912B1 (ko) 2013-12-25 2013-12-25 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163342A KR101543912B1 (ko) 2013-12-25 2013-12-25 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150075296A KR20150075296A (ko) 2015-07-03
KR101543912B1 true KR101543912B1 (ko) 2015-08-11

Family

ID=53788339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130163342A KR101543912B1 (ko) 2013-12-25 2013-12-25 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101543912B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190077182A (ko) * 2017-12-24 2019-07-03 주식회사 포스코 내사우어 특성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101714922B1 (ko) * 2015-12-18 2017-03-10 주식회사 포스코 인성 및 내부품질이 우수한 내마모 강재 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190077182A (ko) * 2017-12-24 2019-07-03 주식회사 포스코 내사우어 특성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법
KR101999014B1 (ko) * 2017-12-24 2019-10-01 주식회사 포스코 내사우어 특성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150075296A (ko) 2015-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101855377B (zh) 扩管性优异的钢管以及其制造方法
WO2013133076A1 (ja) 耐硫化物応力割れ性に優れた高強度鋼材の製造方法
JP6583532B2 (ja) 鋼材及び油井用鋼管
CN102345077A (zh) 一种具有高强塑积的大膨胀率膨胀管用钢及其制备方法
KR101940872B1 (ko) 유정관용 열연강판, 이를 이용한 강관 및 이들의 제조방법
JP6859921B2 (ja) ステンレス鋼材及びステンレス鋼管
JP4367259B2 (ja) 拡管性に優れる油井用継目無鋼管
KR101543912B1 (ko) 컬렙스 저항성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법
KR101322092B1 (ko) 용접성 및 저온인성이 우수한 내마모용 강판 및 그 제조방법
KR101611697B1 (ko) 확관성과 컬렙스 저항성이 우수한 고강도 확관용 강재 및 확관된 강관과 이들의 제조방법
JP2005146414A (ja) 拡管用継目無油井鋼管およびその製造方法
JP2008291322A (ja) 拡管性に優れた油井用鋼管およびその製造方法
KR101585742B1 (ko) 용접부의 확관성이 우수한 확관 파이프용 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법
KR20160078600A (ko) 확관성이 우수한 파이프용 열연강판 및 그 제조방법
KR101568545B1 (ko) 확관성 및 확관 후 강도가 우수한 확관 파이프용 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법
KR101543911B1 (ko) 내마모성 및 인성이 우수한 오스테나이트계 강관 및 그 제조방법
KR101657805B1 (ko) 내압괴성이 우수한 유정관용 열연강판, 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고강도 강관 및 이의 제조 방법
KR101585740B1 (ko) 용접부의 강도 및 인성이 우수한 확관 파이프용 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법
KR100851176B1 (ko) 저온인성 및 항복강도 이방성이 적은 라인파이프용열연강판과 그 제조방법
KR101715524B1 (ko) 비열처리형 열연강판 및 그 제조 방법
KR101568503B1 (ko) 균열저항성이 우수한 열연강판, 이를 이용한 강관 및 이들의 제조방법
KR101665809B1 (ko) Dwtt 연성파면율이 우수한 오스테나이트계 라인파이프용 강판 및 그 제조방법
KR102031455B1 (ko) 저온인성이 우수한 열연강판, 강관 및 그 제조방법
KR20160078649A (ko) 확관성이 우수한 고강도 확관용 심리스 파이프 및 이의 제조방법
KR101647213B1 (ko) 고강도, 고연신률 및 고인성을 갖는 유정관용 열연강판, 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고강도 강관 및 이의 제조 방법

Legal Events

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