KR101568514B1 - High strength structural steel having low yield ratio and preparing method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소(C): 0.02~0.10중량%, 망간(Mn): 2.0~4.0중량%, 실리콘(Si): 0.01~0.8중량%, 알루미늄(Al): 0.5~1.5중량%, 크롬(Cr): 1.0~2.0중량%, 구리(Cu): 0.01~1.0중량%, 니오븀(Nb): 0.005~0.10중량%, 바나듐(V): 0.005~0.3중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.1중량%, 인(P): 0.02중량% 이하(0중량%는 제외), 황(S): 0.01중량% 이하(0중량%는 제외), 보론(B): 5~40중량ppm, 질소(N): 15~150중량ppm, 칼슘(Ca): 60중량ppm 이하(0중량ppm은 제외), 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 성분의 합이 1.5~3.5중량%인 저항복비형 초고강도 건설용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chromium (Cr) alloy comprising 0.02 to 0.10% by weight of carbon (C), 2.0 to 4.0% by weight of manganese (Mn), 0.01 to 0.8% ): 1.0 to 2.0 wt%, Cu: 0.01 to 1.0 wt%, Niobium (Nb): 0.005 to 0.10 wt%, V: 0.005 to 0.3 wt%, and Ti: 0.005 to 0.1 wt Sulfur (S): not more than 0.01 wt% (excluding 0 wt%), boron (B): 5 to 40 wt ppm, nitrogen (N) (Al) and a chromium (Cr) component are contained in an amount of 15 to 150 ppm by weight, Ca: 60 ppm by weight or less (excluding 0 ppm by weight), the balance of Fe and other unavoidable impurities. To 1.5 to 3.5 wt%, and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 건설용 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 낮은 항복비의 확보가 가능하며 높은 인장강도를 가지는, 저항복비형 초고강도 건설용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a steel material for construction and a method of manufacturing the steel material, and more particularly, to a steel material having a high tensile strength capable of securing a low yield ratio and having a high strength for construction.
최근 국내외 빌딩, 교량 등과 같은 구조물은 초고층화, 장스팬화 추세가 진행됨에 따라 극후, 고강도 강재의 개발이 요구되고 있다. 고강도 강을 사용하게 되면 높은 허용응력을 가지기 때문에 건축 및 교량 구조를 합리화, 경량화할 수 있어 경제적인 건설이 가능할 뿐만 아니라, 판 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 절단이나 천공 등 기계가공과 용접 작업이 용이해진다.
Recently, the development of superstructures and high strength steels has been demanded as domestic and overseas buildings, bridges, and other structures are progressing into superstructure and long span. The use of high-strength steel has a high permissible stress, which makes it possible to rationalize and lighten the construction and the bridge structure, making economical construction possible, as well as being able to thin the plate thickness, facilitating machining and welding operations such as cutting and drilling It becomes.
한편, 강재의 강도를 높일 경우 인장강도와 항복강도의 비율인 항복비(항복강도/인장강도)가 상승하는 경우가 많은데, 항복비가 상승할 경우에는 소성변형이 일어나는 시점(항복점)에서 파괴가 일어나는 시점까지의 응력차가 크지 않기 때문에, 건축물이 변형에 의해 에너지를 흡수하여 파괴를 방지할 수 있는 여유가 많지 않아, 지진 등과 같은 거대 외력이 작용하였을 때 안전성을 담보하기가 어렵다는 문제점이 있다. 따라서, 구조용 강재는 고강도 및 저항복비를 모두 만족해야 할 필요가 있다.
On the other hand, when increasing the strength of the steel, the yield ratio (yield strength / tensile strength), which is the ratio of the tensile strength to the yield strength, often increases. When the yield ratio increases, destruction occurs at the point of plastic deformation (yield point) There is not a large margin for preventing the building from absorbing energy due to deformation due to deformation, and there is a problem in that it is difficult to secure safety when a large external force such as an earthquake acts. Therefore, the structural steel needs to satisfy both high strength and low resistance.
한편, 일반적으로 강재의 항복비는 강재의 금속조직을 페라이트 (ferrite)와 같은 연질상(軟質相, soft phase)을 주조직으로 하고, 베이나이트(bainite)나 마르텐사이트(martensite) 등의 경질상(硬質相, hard phase)이 적당하게 분산된 조직을 구현함으로써 낮출 수 있는 것으로 알려져 있다.
On the other hand, in general, the yield ratio of the steel material is such that the metal structure of the steel is made of a soft phase such as ferrite as a main structure and a hard phase such as bainite or martensite (Hard phase) can be lowered by implementing a suitably dispersed structure.
상기와 같은 연질상 기반의 미세조직에 경질상이 적당히 분산된 조직을 얻기 위해, 일본 특개소 55-97425호에는 페라이트와 오스테나이트(austenite)의 2상 영역(dual phase region)에서 적절히 담금질(quenching)과 템퍼링(tempering)을 통하여 항복비를 낮출 수 있는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법은 압연 제조 공정 이외에 열처리 공정수가 추가되기 때문에, 생산성 저하는 물론 제조단가의 증가가 불가피하다.
In order to obtain a structure in which the hard phase is appropriately dispersed in the soft phase-based microstructure described above, Japanese Patent Laid-Open No. 55-97425 discloses a quenching method in a dual phase region of ferrite and austenite, And lowering the yield ratio through tempering. However, since this method adds a number of heat treatment processes in addition to the rolling manufacturing process, it is inevitable that the productivity is lowered as well as the manufacturing cost is increased.
따라서, 상기와 같은 종래 기술로는 생산성의 저하와 제조단가의 상승 등의 문제를 모두 해결하면서도, 초고강도 및 저항복비를 갖는 건설용 강재를 제조하는데 한계가 있다.
Therefore, with the above-described conventional techniques, there is a limit in manufacturing a steel for construction having an ultra-high strength and a low resistance ratio, while solving problems such as a decrease in productivity and an increase in manufacturing cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제조단가의 상승 없이, 초고강도 및 저항복비를 갖는 건설용 강재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a construction steel material having a super high strength and a low resistance ratio without increasing the manufacturing cost and a manufacturing method thereof.
일 측면에서, 본 발명은 탄소(C): 0.02중량% 이상 0.10중량% 미만, 망간(Mn): 2.0~4.0중량%, 실리콘(Si): 0.01~0.8중량%, 알루미늄(Al): 0.5~1.5중량%, 크롬(Cr): 0.5~2.0중량%, 구리(Cu): 0.01~1.0중량%, 니오븀(Nb): 0.005~0.10중량%, 바나듐(V): 0.005~0.3중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.1중량%, 인(P): 0.02중량% 이하(0중량%는 제외), 황(S): 0.01중량% 이하(0중량%는 제외), 보론(B): 5~40중량ppm, 질소(N): 15~150중량ppm, 칼슘(Ca): 60중량ppm 이하(0중량ppm은 제외), 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 성분의 합이 1.6중량% 이상 3.5중량% 미만인 저항복비형 초고강도 건설용 강재를 제공한다.
In one aspect, the present invention provides a carbon nanotube composite material comprising carbon (C) in an amount of 0.02 wt% or more and less than 0.10 wt%, manganese (Mn) in 2.0 to 4.0 wt%, silicon (Si) (Nb): 0.005 to 0.10 wt.%, Vanadium (V): 0.005 to 0.3 wt.%, Titanium (Cu): 0.1 to 1.5 wt.%, Chromium (Cr): 0.5 to 2.0 wt. S: not more than 0.01% by weight (excluding 0% by weight), boron (B): not more than 0.01% by weight, (Al) is contained in an amount of not more than 40 ppm by weight, nitrogen (N): 15 to 150 ppm by weight, calcium (Ca): not more than 60 ppm by weight (excluding 0 ppm by weight), the balance of Fe and other unavoidable impurities. And Cr (Cr) components is 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt%.
한편, 상기 강재는 몰리브덴(Mo): 0.01~1.0중량% 및 니켈(Ni): 0.01~2.0중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
The steel material may further include at least one selected from the group consisting of molybdenum (Mo): 0.01 to 1.0 wt% and nickel (Ni): 0.01 to 2.0 wt%.
한편, 상기 강재의 미세조직은 페라이트 면적분율이 15~50% 이고, 나머지가 베이나이트 및 마르텐사이트 중 1종 이상인 혼합조직인 것이 바람직하다.
On the other hand, the microstructure of the steel is preferably a mixed structure in which the ferrite area fraction is 15 to 50% and the remainder is at least one of bainite and martensite.
또한, 상기 강재는 항복비가 0.75 이하, 보다 바람직하게는 항복비가 0.70 이하이고, 인장강도가 800MPa 이상인 것이 바람직하다.
The steel material preferably has a yield ratio of 0.75 or less, more preferably a yield ratio of 0.70 or less, and a tensile strength of 800 MPa or more.
다른 측면에서, 본 발명은 (1) 탄소(C): 0.02중량% 이상 0.10중량% 미만, 망간(Mn): 2.0~4.0중량%, 실리콘(Si): 0.01~0.8중량%, 알루미늄(Al): 0.5~1.5중량%, 크롬(Cr): 0.5~2.0중량%, 구리(Cu): 0.01~1.0중량%, 니오븀(Nb): 0.005~0.10중량%, 바나듐(V): 0.005~0.3중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.1중량%, 인(P): 0.02중량% 이하(0중량%는 제외), 황(S): 0.01중량% 이하(0중량%는 제외), 보론(B): 5~40중량ppm, 질소(N): 15~150중량ppm, 칼슘(Ca): 60중량ppm 이하(0중량ppm은 제외), 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 성분의 합이 1.6중량% 이상 3.5중량% 미만인 슬라브를 1050~1250℃로 재가열하는 단계; (2) 상기 재가열된 슬라브를 오스테나이트 재결정온도(Tnr)~1250℃에서 조압연하는 단계; (3) 상기 조압연된 슬라브를 [베이나이트 변태 시작온도(Bs)+50]~Tnr℃에서 사상압연하는 단계; 및 (4) 상기 사상압연된 슬라브를 5℃/s 이상의 냉각속도로, 베이나이트의 마침온도(Bf)℃ 이하의 온도까지 냉각하는 단계를 포함하는 저항복비형 초고강도 건설용 강재의 제조방법을 제공한다.
In another aspect, the present invention provides a method of producing a carbon nanotube, comprising (1) carbon (C): 0.02 wt% to less than 0.10 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 4.0 wt%, silicon (Si) : 0.5 to 1.5% by weight, Cr: 0.5 to 2.0%, Cu: 0.01 to 1.0%, Nb: 0.005 to 0.10%, V: 0.005 to 0.3% (Excluding 0% by weight), sulfur (S): 0.01% by weight or less (excluding 0% by weight), boron (B) (Fe) and other unavoidable impurities, wherein the aluminum (Al) contains 5 to 40 wt. Ppm, N (N): 15 to 150 wt ppm, Ca Reheating slabs having a total of Al and Cr components of 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt% to 1050 to 1250 캜; (2) rough rolling the reheated slab at austenite recrystallization temperature (T nr ) to 1250 ° C; (3) subjecting the rough-rolled slab to finish rolling at a bainite transformation starting temperature (B s ) +50 ° to T nr ° C; And (4) cooling the finished slab at a cooling rate of 5 DEG C / s or higher to a temperature not higher than the finishing temperature of the bainite ( Bf ) DEG C .
한편, 상기 슬라브는 몰리브덴(Mo): 0.01~1.0중량% 및 니켈(Ni): 0.01~2.0중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
The slab may further include at least one selected from the group consisting of 0.01-1.0 wt% of molybdenum (Mo) and 0.01-2.0 wt% of nickel (Ni).
한편, 상기 제조방법으로 제조되는 강재의 미세조직은 페라이트 면적분율이 15~50% 이고, 나머지가 베이나이트 및 마르텐사이트 중 1종 이상인 것이 바람직하다.
On the other hand, it is preferable that the microstructure of the steel material produced by the above-mentioned method has a ferrite area fraction of 15 to 50% and the remainder is at least one of bainite and martensite.
또한, 상기 제조방법으로 제조되는 강재는 항복비가 0.75 이하이고, 인장강도가 800MPa 이상인 것이 바람직하다.
The steel material produced by the above-described method preferably has a yield ratio of 0.75 or less and a tensile strength of 800 MPa or more.
본 발명에 의할 경우, 제조단가의 상승 없이 간단한 방법으로 초고강도 및 저항복비를 갖는 건설용 강재를 제조할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to produce a steel for construction having an ultra high strength and a low resistance ratio by a simple method without increasing the manufacturing cost.
도 1은 본 발명 강재의 일례를 광학현미경으로 관찰한 미세조직 사진이다.
도 2는 본 발명 강재의 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr)의 함량에 따른 페라이트 분율과 항복비 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명 강재의 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr)의 함량에 따른 페라이트 분율과 인장강도 변화를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a microstructure photograph of an example of a steel material according to the present invention observed with an optical microscope. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the ferrite fraction and the yield ratio change according to the content of aluminum (Al) and chromium (Cr) in the steel of the present invention.
3 is a graph showing changes in ferrite fraction and tensile strength according to the content of aluminum (Al) and chromium (Cr) in the steel material according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 구리(C), 망간(Mn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 니오븀(Nb), 바나듐(V), 티타늄(Ti), 인(P), 황(S), 보론(B), 질소(N), 칼슘(Ca), 철(F)을 특별한 성분비로 포함하되, 특히 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr)의 합이 1.6 중량% 이상 3.5중량% 미만인 슬라브를 이용하여 강재를 제조하는 경우, 제조단가의 상승 없이 간단한 방법으로 높은 강도와 낮은 항복비를 갖는 새로운 강재를 제조할 수 있는 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
As a result of extensive research, the inventors of the present invention have found that a copper alloy containing at least one element selected from the group consisting of copper, manganese, silicon, aluminum, chromium, copper, niobium, vanadium, titanium, (Al) and chromium (Cr), in particular Ti, P, S, B, N, Ca and F, Of the slab is 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt%, it is possible to produce a new steel having a high strength and a low yield ratio in a simple manner without increasing the production cost. Completed.
구체적으로, 본 발명의 저항복비형 초고강도 건설용 강재는 탄소(C): 0.02중량% 이상 0.10중량% 미만, 망간(Mn): 2.0~4.0중량%, 실리콘(Si): 0.01~0.8중량%, 알루미늄(Al): 0.5~1.5중량%, 크롬(Cr): 0.5~2.0중량%, 구리(Cu): 0.01~1.0중량%, 니오븀(Nb): 0.005~0.10중량%, 바나듐(V): 0.005~0.3중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.1중량%, 인(P): 0.02중량% 이하(0중량%는 제외), 황(S): 0.01중량% 이하(0중량%는 제외), 보론(B): 5~40중량ppm, 질소(N): 15~150중량ppm, 칼슘(Ca): 60중량ppm 이하(0중량ppm은 제외), 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 성분의 합이 1.6중량% 이상 3.5중량% 미만인 것을 특징으로 한다.
Specifically, the steel of the present invention has a carbon (C) content of not less than 0.02 wt% and less than 0.10 wt%, a manganese (Mn) content of 2.0 to 4.0 wt%, a silicon (Si) content of 0.01 to 0.8 wt% 0.5 to 1.5 wt% of aluminum (Al), 0.5 to 2.0 wt% of chromium (Cr), 0.01 to 1.0 wt% of copper, 0.005 to 0.10 wt% of niobium, vanadium (V) 0.005-0.3 wt%, titanium (Ti): 0.005-0.1 wt%, phosphorus (P): 0.02 wt% or less (excluding 0 wt%), sulfur (S) 5 to 40 weight ppm of boron (B), 15 to 150 weight ppm of nitrogen (N), 60 weight ppm or less of calcium (Ca is excluded), remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities , And the sum of the aluminum (Al) and chromium (Cr) components is 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt%.
먼저, 본 발명의 강 조성을 구성하는 각 성분을 첨가하는 이유와 이들의 적절한 함량범위에 대하여 상세히 설명한다.
First, the reason for adding each component constituting the steel composition of the present invention and the appropriate content range thereof will be described in detail.
탄소(C): 0.02중량% 이상 0.10 중량% 미만Carbon (C): 0.02 wt% or more and less than 0.10 wt%
C는 베이나이트 또는 마르텐사이트를 형성시키고, 형성되는 베이나이트 또는 마르텐사이트의 크기 및 분율을 결정하는 중요한 원소이므로 적절한 범위 내로 포함된다. 그러나, C의 함량이 0.10 중량% 이상이면 저온인성을 저하시키며, 0.02 중량% 미만에서는 베이나이트 또는 마르텐사이트의 형성을 방해하여 강도의 하락을 초래하므로, C의 함량은 0.02중량% 이상 0.10중량% 미만인 것이 바람직하다. 한편, 용접용 강구조물로 사용되는 판재의 경우에는 더 나은 용접성을 위해 C의 함량을 0.03~0.08중량%로 하는 것이 보다 바람직하다.
C is included in an appropriate range since it is an important element for forming bainite or martensite and determining the size and fraction of bainite or martensite to be formed. However, when the content of C is 0.10% by weight or more, the low-temperature toughness is lowered. When the content of C is less than 0.02% by weight, the formation of bainite or martensite is hindered and the strength is lowered. Therefore, the content of C is preferably 0.02% . On the other hand, in the case of a plate used as a steel structure for welding, the content of C is more preferably 0.03 to 0.08% by weight for better weldability.
망간(Mn): 2.0~4.0중량%Manganese (Mn): 2.0 to 4.0 wt%
Mn은 고용강화에 의해 강도를 향상시키는 유용한 원소이므로 2.0중량% 이상 첨가될 필요가 있다. 그러나, 4.0중량%를 초과한 첨가는 과도한 경화능의 증가로 인해 용접부의 인성이 크게 저하될 수 있는바, Mn의 함량은 2.0~4.0중량%인 것이 바람직하다.
Since Mn is a useful element for improving the strength by solid solution strengthening, it is necessary to add at least 2.0% by weight. However, when the Mn content exceeds 4.0 wt%, the toughness of the welded portion may be significantly lowered due to an increase in the hardenability, and the content of Mn is preferably 2.0 to 4.0 wt%.
실리콘(Si): 0.01~0.8중량%Silicon (Si): 0.01 to 0.8 wt%
Si는 탈산제로 사용되며, 강도향상 및 인성향상에 도움이 된다. 하지만, 0.8중량%를 초과하면 저온인성 및 용접성이 저하될 수 있다. 반면, 0.01중량% 미만의 경우에는 탈산 효과가 불충분할 수 있다. 따라서, Si의 함량은 바람직하게는 0.01~0.8중량%, 보다 바람직하게는 0.1~0.4중량%이다.
Si is used as a deoxidizer, which helps improve strength and toughness. However, if it exceeds 0.8% by weight, low temperature toughness and weldability may be deteriorated. On the other hand, if it is less than 0.01% by weight, the effect of deoxidation may be insufficient. Therefore, the content of Si is preferably 0.01 to 0.8% by weight, more preferably 0.1 to 0.4% by weight.
알루미늄(Al): 0.5~1.5중량%Aluminum (Al): 0.5 to 1.5 wt%
Al은 용강을 저렴하게 탈산할 수 있고, 또한 페라이트를 안정화하는 원소로서, 충분한 효과를 나타내기 위하여는 0.5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 1.5중량%를 초과하는 경우에는 연속 주조시 노즐 막힘이 발생할 수 있다.
Al is an element capable of deoxidizing molten steel at low cost and stabilizing ferrite, and is preferably contained in an amount of not less than 0.5% by weight in order to exhibit a sufficient effect. However, if it exceeds 1.5% by weight, nozzle clogging may occur during continuous casting.
크롬(Cr): 0.5~2.0중량%Cr (Cr): 0.5 to 2.0 wt%
Cr은 경화능을 증가시켜 강재의 강도를 증가시킬 수 있고, 또한 페라이트를 안정화할 수 있는 원소로서, 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여는 0.5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 2.0중량%를 초과하는 경우에는 용접성을 저하시킨다.
Cr is an element capable of increasing the hardenability and increasing the strength of the steel and also stabilizing the ferrite. In order to exhibit such an effect in the present invention, Cr is preferably contained in an amount of 0.5 wt% or more. However, if it exceeds 2.0% by weight, the weldability is deteriorated.
알루미늄+크롬(Al+Cr): 1.6중량% 이상 3.5중량% 미만Aluminum + chromium (Al + Cr): 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt%
Al 및 Cr은 페라이트를 안정화하는 원소로써 초고강도 강재에서 페라이트 분율을 확보하기 위해서는 1.6중량% 이상 첨가되는 것이 바람직하나, 3.5중량% 이상 첨가되면 페라이트 분율이 과다하게 형성되어 강도하락을 초과할 우려가 있다. 따라서, Al 및 Cr의 합은 1.6 중량% 이상 3.5중량% 미만인 것이 바람직하며, 인장강도의 마진을 고려할 때, 보다 바람직하게는 1.6 중량% 이상 3.0중량% 이하일 수 있다.
Al and Cr are elements stabilizing ferrite. It is preferable to add 1.6 wt% or more to ensure a ferrite fraction in an ultra-high strength steel. When 3.5 wt% or more is added, however, the ferrite fraction is excessively formed, have. Therefore, the sum of Al and Cr is preferably 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt%, and more preferably 1.6 wt% or more and 3.0 wt% or less when considering the margin of tensile strength.
구리(Cu): 0.01~1.0중량%Copper (Cu): 0.01 to 1.0 wt%
Cu는 모재의 인성 저하를 최소화시키면서 동시에 강도를 높일 수 있는 원소이므로, 그 효과를 충분히 얻기 위해서는 0.01중량% 이상을 첨가하여야 하나, Cu의 과도한 첨가는 제품 표면 품질을 크게 저해하므로 그 상한은 1.0중량%인 것이 바람직하다.
Cu is an element capable of minimizing toughness deterioration of the base material and at the same time increasing the strength thereof. In order to sufficiently obtain the effect, 0.01 wt% or more of Cu should be added. Excessive addition of Cu greatly deteriorates the surface quality of the product. %.
니오븀(Nb): 0.005~0.1중량%Niobium (Nb): 0.005 to 0.1 wt%
Nb는 TMCP 강의 제조에 있어서 중요한 원소이고, NbC 또는 NbCN의 형태로 석출하여 모재 및 용접부의 강도를 크게 향상시킨다. 또한, 고온으로 재가열시에 고용된 Nb는 오스테나이트의 재결정 및 페라이트 또는 베이나이트의 변태를 억제하여 조직이 미세화되는 효과를 나타낸다. 나아가 본 발명에서는 조압연 후 슬라브가 냉각될 때 낮은 냉각 속도로도 베이나이트를 형성시킬 뿐만 아니라, 최종 압연 후의 냉각시에도 오스테나이트의 안정성을 높여 낮은 속도의 냉각에서도 마르텐사이트 생성을 촉진시켜주는 역할도 한다. 따라서, Nb는 0.005중량% 이상 첨가되어야 하나, 0.1중량%를 초과하여 과다하게 투입될 경우에는 강재의 모서리에 취성 크랙이 나타날 수 있으므로 함량이 0.005~0.1중량%인 것이 바람직하다.
Nb is an important element in the production of TMCP steel and precipitates in the form of NbC or NbCN, which greatly improves the strength of the base material and the weld. In addition, Nb dissolved at the time of reheating at a high temperature suppresses recrystallization of austenite and transformation of ferrite or bainite, thereby exhibiting an effect of making the structure finer. Further, in the present invention, not only bainite is formed at a low cooling rate when the slab is cooled after rough rolling, but also promotes the formation of martensite even at low speed cooling by increasing the stability of austenite even after cooling after final rolling Also. Therefore, Nb should be added in an amount of 0.005 wt% or more, but if it is added in excess of 0.1 wt%, brittle cracks may appear at the edge of the steel, so that the content is preferably 0.005 to 0.1 wt%.
바나듐(V): 0.005~0.3중량%Vanadium (V): 0.005-0.3 wt%
V 은 다른 미세합금에 비해 고용되는 온도가 낮으며, 용접열영향부에 석출하여 강도의 하락을 방지하는 효과가 있으므로 0.005중량% 이상 첨가한다. 하지만, 0.3중량%를 초과하는 첨가량은 인성을 오히려 저하시킬 수 있다. 따라서, V의 함량은 0.005~0.3중량%인 것이 바람직하다.
V is low in temperature to be employed as compared with other fine alloys and has an effect of preventing precipitation in the weld heat affected portion and preventing the decrease in strength, so it is added in an amount of 0.005 wt% or more. However, an addition amount exceeding 0.3% by weight may lower the toughness. Therefore, the content of V is preferably 0.005 to 0.3% by weight.
티타늄(Ti): 0.005~0.1중량%Titanium (Ti): 0.005 to 0.1 wt%
Ti는 재가열시 결정립의 성장을 억제하여 저온인성을 크게 향상시켜주는 바, 0.005중량% 이상이 첨가하나, 0.1중량% 초과로 과도한 첨가는 연주 노즐의 막힘이나 중심부 정출에 의한 저온인성 감소와 같은 문제점을 발생시킬 수 있으므로, Ti의 함량은 0.005~0.1중량%인 것이 바람직하다.
Ti improves the low-temperature toughness by suppressing the growth of crystal grains during reheating. It is added in an amount of 0.005 weight% or more, but excessive addition of more than 0.1 weight% causes problems such as clogging of performance nozzles and reduction in low- It is preferable that the content of Ti is 0.005 to 0.1% by weight.
인(P): 0.02중량% 이하Phosphorus (P): not more than 0.02% by weight
P는 강도향상 및 내식성에 유리한 원소이지만, 충격인성을 크게 저해할 수 있으므로 가능한 낮게 유지하는 것이 유리한 바, 그 상한을 0.02중량%로 하는 것이 바람직하다.
P is an element favoring strength improvement and corrosion resistance, but it is advantageous to keep it as low as possible since the impact toughness can be greatly inhibited. The upper limit is preferably 0.02 wt%.
황(S): 0.01중량% 이하Sulfur (S): not more than 0.01% by weight
S는 MnS 등을 형성하여 충격인성을 크게 저해하는 원소이므로 가능한 낮게 유지하는 것이 유리한 바, 그 상한을 0.01중량%로 하는 것이 바람직하다.
Since S is an element that significantly inhibits impact toughness by forming MnS or the like, it is advantageous to keep it as low as possible, and the upper limit is preferably 0.01 wt%.
보론(B): 5~40중량ppmBoron (B): 5 to 40 ppm by weight
B은 아주 저가의 첨가원소로 강력한 경화능을 나타내며, 조압연 후의 냉각에서 저속냉각에서도 베이나이트의 형성에 크게 기여하는 유익한 원소이다. 소량의 첨가만으로도 강도를 크게 향상시키므로 5중량ppm 이상 첨가하는 것이 바람직하며, 다만 과도하게 첨가되면 Fe23(CB)6를 형성하여 오히려 경화능을 저하시키고, 저온인성도 크게 저하시키는바, 5~40중량ppm인 것이 바람직하다.
B is a very low cost additive element and exhibits a strong curing ability and is a beneficial element contributing greatly to the formation of bainite even in the cooling after the rough rolling and at the low cooling rate. However, if it is added in an excess amount, Fe23 (CB) 6 is formed and the hardenability is lowered and the low-temperature toughness is largely lowered, Ppm by weight.
질소(N): 15~150중량ppmNitrogen (N): 15 to 150 ppm by weight
N은 강도를 증가시키는 반면 인성을 크게 감소시키기 때문에 150중량ppm 이하인 것이 바람직하다. 다만, 15중량ppm 미만의 N함량 제어는 제강부하를 증가시키기 때문에 상기 N 함량의 하한은 15중량ppm인 것이 바람직하다.
N is preferably less than or equal to 150 ppm by weight because it increases the strength while greatly reducing toughness. However, since the N content control of less than 15 ppm by weight increases the steelmaking load, the lower limit of the N content is preferably 15 ppm by weight.
칼슘(Ca): 60중량ppm이하Calcium (Ca): not more than 60 ppm by weight
Ca는 주로 MnS의 비금속개재물을 억제하고, 저온인성을 향상시키는 원소로 사용된다. 그러나 과도한 Ca첨가는 강중에 함유된 산소와 반응하여 비금속개재물인 CaO를 생성하므로 그 상한치는 60중량ppm인 것이 바람직하다.
Ca is mainly used as an element for suppressing non-metallic inclusions of MnS and improving low-temperature toughness. However, excessive Ca addition reacts with oxygen contained in the steel to produce CaO, which is a nonmetallic inclusion. Therefore, the upper limit of the Ca content is preferably 60 ppm by weight.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 철강제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
The remainder of the present invention is iron (Fe). However, in the ordinary steel manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically mentioned in this specification, as they are known to any person skilled in the art of steel making.
상술한 본 발명의 유리한 강 조성을 가지는 강재는 상술한 함량범위의 합금원소를 포함하는 것만으로도 충분한 효과를 얻을 수 있으나, 강재의 강도, 인성, 용접열영향부의 인성, 용접성 등과 같은 특성을 보다 향상시키기 위해서는 이하의 합금원소들을 적절한 범위 내에서 추가적으로 첨가할 수 있다. 하기 합금원소들은 1종만 첨가될 수도 있으며, 2종 이상 같이 첨가될 수도 있다.
The steel material having an advantageous steel composition of the present invention as described above can obtain a sufficient effect even if it contains an alloy element in the above-mentioned content range. However, it can improve the properties such as strength, toughness, The following alloying elements can be additionally added in an appropriate range. The following alloying elements may be added singly or in combination of two or more.
몰리브덴(Mo): 0.01~1.0중량%Molybdenum (Mo): 0.01 to 1.0 wt%
Mo는 소량의 첨가만으로도 경화능을 크게 향상시키는 효과가 있어서 강도를 크게 향상시킬 수 있기 때문에 0.01% 이상의 첨가가 필요하나, 1.0%을 초과하여 첨가하는 경우 용접부의 경도를 과도하게 증가시키고 인성을 저해하므로, 1.0% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
The addition of a small amount of Mo can greatly improve the hardenability. Therefore, it is necessary to add Mo at a content of 0.01% or more, but if the Mo content exceeds 1.0%, the hardness of the weld portion is excessively increased, Therefore, it is preferable to add 1.0% or less.
니켈(Ni): 0.01~2.0중량%Nickel (Ni): 0.01 to 2.0 wt%
Ni 은 모재의 강도와 인성을 동시에 향상시킬 수 있는 원소이므로, 그 효과를 충분히 얻기 위해서는 0.01중량% 이상을 첨가하여야 하나, Ni은 고가의 원소이므로 2.0중량%를 초과하는 양의 첨가는 경제성이 저하되며 용접성도 저하되므로 그 첨가량이 0.01~2.0%인 것이 바람직하다.
Since Ni is an element capable of simultaneously improving the strength and toughness of the base material, it is necessary to add at least 0.01% by weight in order to sufficiently obtain the effect. However, since Ni is an expensive element, addition of an amount exceeding 2.0% And the weldability is lowered, so that the addition amount is preferably 0.01 to 2.0%.
다음으로, 본 발명 강재의 미세조직에 관하여 상세히 설명한다.
Next, the microstructure of the steel material of the present invention will be described in detail.
본 발명 강재의 미세조직은 도 1에 나타낸 바와 같이 밝은 부분의 연질상인 페라이트가 면적분율로 15~50%, 보다 바람직하게는 15~40%이고, 나머지가 베이나이트 및 마르텐사이트 중 1종 이상인 혼합조직을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 미세조직을 가지는 본 발명 강재는 높은 인장강도 및 낮은 항복비를 모두 가질 수 있다.
As shown in Fig. 1, the steel microstructure of the present invention has a ferrite content of 15 to 50%, more preferably 15 to 40%, in terms of an area fraction, and the remainder is a mixture of bainite and martensite It is preferable to have a structure. The steel according to the present invention having such a microstructure can have both a high tensile strength and a low yield ratio.
보다 구체적으로, 본 발명의 강재는 Al 및 Cr의 함량이 증가하는 경우 페라이트 면적분율이 증가하며, 페라이트는 비교적 연질의 조직으로서 강재가 낮은 강도에서 항복이 일어나도록 하는 역할을 수행하는바, 항복비가 감소하게 된다(하기 도 2 참조). 다만, 이와 같이 Al 및 Cr의 함량이 증가하여 페라이트 면적분율이 증가하는 경우에는, 강재의 인장강도를 높게 유지해주는 베이나이트 또는 마르텐사이트가 감소하게 되는바, 인장강도가 감소하는 문제점이 있다(하기 도 3 참조). 따라서, 본 발명의 강재가 높은 인장강도 및 낮은 항복비를 모두 가지기 위해서는 페라이트의 면적분율이 상기한 바와 같은 적절한 범위를 만족해야 한다.
More specifically, the steel material of the present invention has an increased area fraction of ferrite when the content of Al and Cr is increased, and the ferrite is a relatively soft structure, so that the steel plays a role of yielding at low strength, (See FIG. 2). However, when the content of Al and Cr increases and the area fraction of ferrite increases, there is a problem that bainite or martensite, which keeps the tensile strength of the steel at a high level, decreases, resulting in a decrease in tensile strength 3). Therefore, in order to have both the high tensile strength and the low yield ratio of the steel material of the present invention, the area fraction of the ferrite must satisfy the appropriate range as described above.
다음으로, 본 발명 강재의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.
Next, a method of manufacturing the steel material of the present invention will be described in detail.
본 발명 강재의 제조방법은 (1) 탄소(C): 0.02중량% 이상 0.10중량% 미만, 망간(Mn): 2.0~4.0중량%, 실리콘(Si): 0.01~0.8중량%, 알루미늄(Al): 0.5~1.5중량%, 크롬(Cr): 0.5~2.0중량%, 구리(Cu): 0.01~1.0중량%, 니오븀(Nb): 0.005~0.10중량%, 바나듐(V): 0.005~0.3중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.1중량%, 인(P): 0.02중량% 이하(0중량%는 제외), 황(S): 0.01중량% 이하(0중량%는 제외), 보론(B): 5~40중량ppm, 질소(N): 15~150중량ppm, 칼슘(Ca): 60중량ppm 이하(0중량ppm은 제외), 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 성분의 합이 1.6중량% 이상 3.5중량% 미만인 슬라브를 1050~1250℃로 재가열하는 단계; (2) 상기 재가열된 슬라브를 오스테나이트 재결정온도(Tnr)~1250℃에서 조압연하는 단계; (3) 상기 조압연된 슬라브를 [베이나이트 변태 시작온도(Bs)+50]~Tnr℃에서 사상압연하는 단계; 및 (4) 상기 사상압연된 슬라브를 5℃/s 이상의 냉각속도로, 베이나이트의 마침온도(Bf)℃ 이하의 온도까지 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A method of manufacturing a steel material according to the present invention comprises the steps of (1) carbon (C): 0.02 wt% or more and less than 0.10 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 4.0 wt%, silicon (Si) : 0.5 to 1.5% by weight, Cr: 0.5 to 2.0%, Cu: 0.01 to 1.0%, Nb: 0.005 to 0.10%, V: 0.005 to 0.3% (Excluding 0% by weight), sulfur (S): 0.01% by weight or less (excluding 0% by weight), boron (B) (Fe) and other unavoidable impurities, wherein the aluminum (Al) contains 5 to 40 wt. Ppm, N (N): 15 to 150 wt ppm, Ca Reheating slabs having a total of Al and Cr components of 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt% to 1050 to 1250 캜; (2) rough rolling the reheated slab at austenite recrystallization temperature (T nr ) to 1250 ° C; (3) subjecting the rough-rolled slab to finish rolling at a bainite transformation starting temperature (B s ) +50 ° to T nr ° C; And (4) cooling the scrap-rolled slab at a cooling rate of 5 DEG C / s or higher to a finish temperature of the bainite ( Bf ) DEG C or lower.
이와 같이, 본 발명의 강재 제조과정은 슬라브를 재가열하는 단계, 조압연 단계, 사상압연 단계, 및 냉각 단계를 포함하며, 각 단계별 상세한 조건은 이하와 같다.
As described above, the steel material manufacturing process of the present invention includes a step of reheating the slab, a rough rolling step, a finishing rolling step, and a cooling step, and detailed conditions for each step are as follows.
슬라브 재가열 온도: 1050~1250℃Slab reheating temperature: 1050 ~ 1250 ℃
본 발명에서는 강판의 재가열에 있어서 가열온도를 1050℃ 이상으로 하는데, 이는 주조 중에 형성된 Ti 및/또는 Nb의 탄질화물을 충분히 고용시키기 위함이다. 다만, 과다하게 높은 온도로 재가열할 경우에는 오스테나이트가 조대화 될 수 있으므로, 슬라브 재가열온도의 상한은 1250℃인 것이 바람직하다.
In the present invention, the heating temperature in the reheating of the steel sheet is set to 1050 DEG C or more in order to sufficiently solidify the carbonitride of Ti and / or Nb formed during the casting. However, when reheating to an excessively high temperature, austenite may be coarsened, so that the upper limit of the slab reheating temperature is preferably 1250 ° C.
조압연 온도: 1250~Tnr℃Rough rolling temperature: 1250 to T nr ° C
재가열된 강판은 그 형상의 조정을 위해 가열 후에 조압연을 실시한다. 압연 온도는 오스테나이트의 재결정이 멈추는 온도(Tnr) 이상에서 이루어지며, 압연에 의해 주조 중에 형성된 덴드라이트 등의 주조 조직을 파괴하며, 오스테나이트를 미세화시킬 수 있다.
The reheated steel sheet is subjected to rough rolling after heating to adjust its shape. The rolling temperature is not lower than the temperature ( Tnr ) at which recrystallization of the austenite is stopped, and the cast structure such as dendrites formed during the casting is broken by rolling, and the austenite can be made finer.
사상압연 조건: Tnr~Bs+50℃Finishing rolling conditions: T nr to B s + 50 ° C
조압연된 강판의 오스테나이트 조직을 불균일 미세조직을 도입하기 위해 사상압연을 실시한다. 사상압연 온도는 베이나이트 변태 시작온도(Bs)+50℃ 이상인 것아 바람직하며, 이 경우 가속 냉각기에서 냉각 개시 전에 페라이트가 변태되는 것을 억제할 수 있다. 한편, 사상압연의 개시가 Tnr을 초과하는 고온에서 이루어지는 경우에는 항복강도가 상승하여 0.75 이하의 저항복비를 얻기 어려울 수 있다.
The austenitic structure of the rough-rolled steel sheet is subjected to finish rolling to introduce uneven microstructure. The finishing rolling temperature is preferably at or above the bainite transformation starting temperature (B s ) + 50 ° C. In this case, it is possible to suppress the transformation of the ferrite before the start of cooling in the accelerator cooler. On the other hand, when the initiation of finishing rolling is carried out at a high temperature exceeding T nr , the yield strength may increase and it may be difficult to obtain a resistance ratio of 0.75 or less.
압연 후 냉각 조건: 5℃/s 이상의 냉각속도로 Bf℃ 이하로 냉각 마침Cooling conditions after rolling: Cooling to below B f ° C at a cooling rate of 5 ° C / s or higher
냉각속도를 5℃/s보다 낮게 되거나 베르나이트 마침 온도인 Bf 온도 이상에서 냉각이 종료하게 되면 경질상인 베이나이트 또는 마르텐사이트가 형성되지 않게 되어, 인장강도가 800MPa 미만이 될 가능성이 있다.
When the cooling is terminated at a cooling rate lower than 5 ° C / s or at a temperature above the B f temperature, which is the Vernite finish temperature, bainite or martensite, which is a hard phase, is not formed and the tensile strength is likely to be less than 800 MPa.
종합하면, 본 발명의 강재 제조방법은 상술한 조성을 가진 슬라브를 1000~1250℃의 온도범위로 재가열한 후, 베이나이트 변태 개시 온도인 Bs+50℃ 이상에서 압연을 종료한 후에, 5℃/s 이상의 냉각속도로 베르나이트 마침 온도인 Bf℃ 이하에서 냉각을 마쳐, 강재의 미세조직에 페라이트 면적분율이 15~50%이고, 나머지가 베이나이트 및 마르텐사이트 중 1 이상인 혼합조직을 형성시킨다.
In summary, in the steel material manufacturing method of the present invention, after the slab having the composition described above is reheated in the temperature range of 1000 to 1250 ° C, rolling is terminated at the bainite transformation start temperature Bs + 50 ° C or higher, Or more at a cooling rate equal to or lower than the Bernite finish temperature to form a mixed structure having a ferrite area fraction of 15 to 50% in the microstructure of the steel and at least one of bainite and martensite as the remainder.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples.
(( 실시예Example ))
하기 표 1에 나타난 성분계를 만족하는 슬라브를 하기 표 2에 나타난 제조조건에 부합되도록 압연 및 냉각한 후, 항복강도, 인장강도, 페라이트 면적분율, 및 항복비를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
The slabs satisfying the composition shown in Table 1 were rolled and cooled to conform to the production conditions shown in Table 2, and then the yield strength, tensile strength, ferrite area fraction, and yield ratio were measured and shown in Table 3 below.
상기 표 1에 기재된 각각의 성분 중에 *로 표시된 합금원소는 중량ppm 단위로 표현되었으며, 그 이외의 합금원소의 단위는 중량%이다.
The alloying elements denoted by * in each of the components listed in Table 1 are expressed in terms of ppm by weight, and the units of other alloying elements are wt%.
두께Slab
thickness
추출온도Reheating
Extraction temperature
종료온도Rough rolling
Termination temperature
온도Rolling start
Temperature
온도Rolling finish
Temperature
종료온도Cooling
Termination temperature
상기 표 2에서, 슬리브 두께의 단위는 mm이며, 두께를 제외한 나머지 온도의 단위는 모두 ℃이다. 한편, 상기 A-3, B-3, C-3, D-3, E-3는 냉각속도가 본 발명에서 제안하고 있는 냉각속도에 미달되는 조건이며, A-4, B-4, C-4, D-4, E-4는 냉각종료온도가 본 발명에서 제안하고 있는 온도보다 고온인 조건이다. 나머지는 모두 본 발명에서 제안하고 있는 조건에 부합한다. 한편, Tnr은 고온 비틀림 시험기로 측정하였으며, Bs 및 Bf는 연속냉각 변태과정에서 오스테나이트에서 베이나이트로 변태시 부피팽창을 할 때, 이를 측정할 수 있는 Dilatormeter로 온도 및 부피 분율을 동시에 측정하여, 부피가 변화되는 변곡점을 측정하고, 그때의 온도로 측정하였다.
In Table 2, the unit of the thickness of the sleeve is mm, and the units of temperature except for the thickness are all degrees Celsius. 4, C-3, and E-3 are conditions under which the cooling rate is lower than the cooling rate proposed in the present invention, and A-3, B-3, 4, D-4 and E-4 are conditions in which the cooling termination temperature is higher than the temperature proposed in the present invention. All the others meet the conditions proposed by the present invention. Meanwhile, Tnr was measured with a high-temperature torsion tester, and B s and B f were measured by a dilator meter capable of measuring volume and expansion at the time of transformation from austenite to bainite in a continuous cooling transformation process. The inflection point at which the volume was changed was measured, and the temperature was measured at that time.
상기 표 3에서, YS는 항복강도를 의미하고, TS는 인장강도를 의미하며, YR은 항복비를 의미한다. 상기 항복강도와 인장강도는 인장 시험기를 이용하여 1축 인장시험을 실시하여 측정하였다. 고강도 강재의 경우에 인장 시험시 연속항복을 일으키며, 항복강도는 연신율 0.2% off-set으로 측정한 값이다. 인장강도는 균일 연신이 종료되고 국부 네킹(necking)이 발생하여 강도 값이 하락하기 시작할 때의 최고 강도가 인장강도이다.
In Table 3, YS means yield strength, TS means tensile strength, and YR means yield ratio. The yield strength and tensile strength were measured by a uniaxial tensile test using a tensile tester. In the case of high-strength steels, continuous yielding occurs in the tensile test. The yield strength is measured with an elongation of 0.2% off-set. The tensile strength is the tensile strength at which the highest strength is obtained when uniform stretching is terminated and local necking occurs and the strength value begins to fall.
상기 표 3에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 강재 A-1, A-2, B-1, B-2, C-1, C-2, D-1, D-2, E-1, E-2의 경우, 인장강도가 모두 800MPa 이상이며, 항복비가 70%이하로, 낮은 항복비와 높은 인장강도를 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 3, the steel materials A-1, A-2, B-1, B-2, C-1, C-2, D-1, D- , And E-2 exhibited both tensile strengths of 800 MPa or more and yield ratios of 70% or less, satisfying both of low yield ratio and high tensile strength.
반면, Al+Cr이 3.5중량% 이상으로 포함하는 슬라브를 이용하여 제조된 강재 F-1, F-2, G-1, G-2, H-1, H-2의 경우, 페라이트 면적분율이 50%를 초과하여 형성되는바, 인장강도가 매우 낮은 것을 알 수 있다.
On the other hand, in the case of the steel materials F-1, F-2, G-1, G-2, H-1 and H-2 produced using slabs containing not less than 3.5% by weight of Al + Cr, And more than 50%, which means that the tensile strength is extremely low.
또한, Al+Cr을 1.5중량% 미만으로 포함하는 슬라브를 이용하여 제조된 강재 I-1, I-2의 경우, 페라이트 면적분율이 15% 미만으로 형성되는바, 항복비가 매우 높은 것을 알 수 있다.
Further, in the case of steels I-1 and I-2 produced using slabs containing less than 1.5% by weight of Al + Cr, the ferrite area fraction is less than 15%, and the yield ratio is very high .
한편, 냉각속도가 5℃/s 미만으로 제조된 A-3, B-3, C-3, D-3, 및 E-3; 및 냉각종료온도가 베이나이트 마침온도, Bf보다 높은 조건으로 제조된 A-4, B-4, C-4, D-4, 및 E-4는 인장강도가 700MPa 이상으로 상당히 높기는 하나, 800MPa 이상의 초고강도는 가지지는 못하는 것을 알 수 있다.
On the other hand, A-3, B-3, C-3, D-3, and E-3 produced at a cooling rate of less than 5 ° C / s; A-4, B-4, C-4, D-4 and E-4, which were prepared under the condition that the cooling end temperature was higher than the bainite finish temperature and B f , It can be seen that ultra high strength of 800 MPa or more can not be obtained.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
Claims (8)
상기 알루미늄(Al) 및 크롬(Cr) 성분의 합이 1.6중량% 이상 3.5중량% 미만이며,
미세조직은 페라이트 면적분율이 15%~40%이고, 나머지가 베이나이트 및 마르텐사이트 중 1종 이상인 혼합조직이며,
항복비가 0.75 이하이고, 인장강도가 800MPa 이상인 저항복비형 초고강도 건설용 강재.
(C): 0.02 wt% or more and less than 0.10 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 4.0 wt%, silicon (Si): 0.01 to 0.8 wt% 0.005-0.1 wt% of niobium (Nb), 0.005-0.3 wt% of vanadium (V), 0.005-0.1 wt% of titanium (Ti) Sulfur (S): not more than 0.01 wt% (excluding 0 wt%), boron (B): 5 to 40 wt ppm, nitrogen (N) ): 15 to 150 ppm by weight, calcium (Ca): 60 ppm by weight or less (excluding 0 ppm by weight), the balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities,
Wherein the sum of the aluminum (Al) and chromium (Cr) components is 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt%
The microstructure is a mixed structure in which the ferrite area fraction is 15% to 40% and the remainder is at least one of bainite and martensite,
A yield ratio of 0.75 or less, and a tensile strength of 800 MPa or more.
상기 강재는 몰리브덴(Mo): 0.01~1.0중량% 및 니켈(Ni): 0.01~2.0중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 저항복비형 초고강도 건설용 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the steel material further comprises at least one selected from the group consisting of molybdenum (Mo): 0.01 to 1.0 wt% and nickel (Ni): 0.01 to 2.0 wt%.
(2) 상기 재가열된 슬라브를 오스테나이트 재결정온도(Tnr)~1250℃에서 조압연하는 단계;
(3) 상기 조압연된 슬라브를 [베이나이트 변태 시작온도(Bs)+50]~Tnr℃에서 사상압연하는 단계; 및
(4) 상기 사상압연된 슬라브를 5℃/s 이상의 냉각속도로, 베이나이트의 마침온도(Bf)℃ 이하의 온도까지 냉각하는 단계를 포함하며,
상기 제조방법으로 제조되는 강재의 미세조직은 페라이트 면적분율이 15%~40%이고, 나머지가 베이나이트 및 마르텐사이트 중 1종 이상인 혼합조직이며,
상기 제조방법으로 제조되는 강재는 항복비가 0.75 이하이고, 인장강도가 800MPa 이상인 저항복비형 초고강도 건설용 강재의 제조방법.
(C): 0.02 wt% or more and less than 0.10 wt%, manganese (Mn): 2.0 to 4.0 wt%, silicon (Si): 0.01 to 0.8 wt%, aluminum (Al) 0.005-0. 0 wt.% Of niobium (Nb), 0.005-0.3 wt.% Of vanadium (V), 0.005 wt.% Of titanium (Ti) (S): not more than 0.01% by weight (excluding 0% by weight), boron (B): 5 to 40% by weight, (Al) and chromium (Cr) are contained in an amount of 15 to 150 ppm by weight of nitrogen (N), 60 ppm by weight or less (excluding 0 ppm by weight) of calcium (Ca), the balance of Fe and other unavoidable impurities. ) Component is 1.6 wt% or more and less than 3.5 wt% is reheated to 1050 to 1250 캜;
(2) rough rolling the reheated slab at austenite recrystallization temperature (T nr ) to 1250 ° C;
(3) subjecting the rough-rolled slab to finish rolling at a bainite transformation starting temperature (B s ) +50 ° to T nr ° C; And
(4) cooling the finely-rolled slab at a cooling rate of 5 DEG C / s or more to a finish temperature of the bainite ( Bf ) DEG C or lower,
The microstructure of the steel material produced by the above-mentioned method is a mixed structure having a ferrite area fraction of 15% to 40% and the remainder being at least one of bainite and martensite,
Wherein the steel material produced by the above production method has a yield ratio of 0.75 or less and a tensile strength of 800 MPa or more.
상기 슬라브는 몰리브덴(Mo): 0.01~1.0중량% 및 니켈(Ni): 0.01~2.0중량%로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 저항복비형 초고강도 건설용 강재의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the slab further comprises at least one selected from the group consisting of molybdenum (Mo): 0.01 to 1.0 wt% and nickel (Ni): 0.01 to 2.0 wt%.
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