KR101568530B1 - Thick steel sheet having excellent high temperature yield strength and low-temperature toughness, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파이프나 압력용기 등에 사용되는 후강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel sheet used in pipes, pressure vessels, and the like, and more particularly, to a steel sheet having excellent high-temperature yield strength and low-temperature impact resistance.
Description
본 발명은 파이프나 압력용기 등에 사용되는 후강판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel sheet used in pipes, pressure vessels and the like, and more particularly to a steel sheet having excellent high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness, and a method of manufacturing the steel sheet.
프로세스 파이프 및 플랜트의 압력용기용 등은 스팀 수송 및 고온 반응기의 역할을 하는 경우에 고온에서의 강도 보증을 요구하는 경우가 많으며, 특히 오일샌드로부터 원유를 채취함에 있어서 SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage)법을 이용하는 경우 고온(약 300~400℃)에서의 스팀 수송이 이루어지므로, 상온뿐만 아니라 고온에서도 동일 및 유사 강도를 갖는 제품의 보증을 요구하고 있다. 이에, 항복강도 550MPa급의 스팀 수송파이프용 후강판의 시장 요구가 증가하고 있는 실정이다.Process pipes and pressure vessels for plants often require strength assurance at high temperatures when they serve as steam transport and high temperature reactors. In particular, when extracting crude oil from oil sands, steam assisted gravity drainage (SAGD) Steam is transported at a high temperature (about 300 to 400 ° C), so that products having the same and similar strength are required to be guaranteed not only at normal temperature but also at high temperature. Accordingly, there is an increasing demand for a steel sheet for a steam transport pipe having a yield strength of 550 MPa.
또한, 상기 후강판은 극한지에서 사용되는 경우가 많기 때문에 고온에서의 강도확보와 함께 저온 충격인성에 대한 물성의 확보를 요구하는 경우도 있다.
In addition, since the steel sheet is often used in an extreme ground, it is sometimes required to secure strength at high temperature and to secure properties at low temperature impact toughness.
현재의 기술로 개발되고 있는 후강판들은 상온에서의 강도 대비 고온에서의 강도가 현저히 낮기 때문에, 상온강도를 고온강도 대비 대폭 향상시킨 제품을 사용하여 고온강도를 보증하고 있다.Since the steel sheets developed by the present technology have a remarkably low strength at high temperature compared to the strength at room temperature, they are guaranteed high temperature strength by using a product which has significantly improved the room temperature strength compared with the high temperature strength.
그러나, 이와 같이 상온강도가 높은 소재의 활용은 고원가의 합금 및 복잡한 열처리 프로세스가 수반되고, 저온 충격인성과 가공성 측면에서는 열위한 단점을 갖는다.
However, the use of materials having high room temperature strength is accompanied by a high-cost alloy and a complicated heat treatment process, and has a disadvantage in terms of heat resistance in low-temperature impact toughness and processability.
한편, 고온강도가 우수한 강재의 제조를 위해 제안된 종래기술들은 주로 고원가의 Cr, Mo, V, Nb 등을 다량 함유하여 고온에서의 석출경화를 도모하는 기술들이며, 이에 더하여 열간압연 후 열처리를 수반하는 기술들이 제안된 바 있다.On the other hand, the conventional techniques proposed for the production of a steel material having excellent high-temperature strength are techniques for predicting precipitation hardening at a high temperature mainly by containing a large amount of Cr, Mo, V, Nb, etc. at high cost. Have been proposed.
일 예로, 특허문헌 1 및 2에서는 Cr, Mo, V의 석출형 원소를 다량 첨가하여 고온강도를 확보하는 방법에 대해 개시하고 있으며, 특허문헌 3에서는 Mo을 0.7~1.2%로 첨가하면서, Q(Quenching)-T(Tempering) 처리함으로써 고온강도를 확보하는 방법에 대해 개시하고 있다.For example,
그러나, 이들 특허문헌 1 내지 3에서 제안하는 방법은 고원가의 석출형 원소를 다량 첨가하고, 열간압연 후 별도의 열처리가 수반되는 등 경제적으로 불리한 단점이 있다.
However, the methods proposed in Patent Documents 1 to 3 have disadvantages in that they are economically disadvantageous in that a large amount of high-priced precipitation-type elements are added, followed by a separate heat treatment after hot rolling.
또 다른 예로, 특허문헌 4에서는 저탄소를 함유하고 Mo, Nb에 의해 고온에서 탄질화물을 형성함으로써 고온강도를 갖는 강재의 제조방법에 대해 개시하고 있으며, 특허문헌 5에서는 800℃ 이상에서 압연을 종료하고 이를 450℃ 이하까지 수냉함으로써 고온강도가 우수한 인장강도 780MPa급 고장력강의 제조방법에 대해 개시하고 있다.As another example, Patent Document 4 discloses a method for producing a steel material having a high temperature strength by forming carbonitride at a high temperature by Mo and Nb containing low carbon. In
그러나, 이들 발명들은 600℃ 이상의 높은 온도에서의 인장강도 확보에 대한 기술을 제시하고 있을 뿐이므로, 300~400℃ 정도에서의 강도 확보가 요구되는 경우에는 적용하기 어려운 한계가 있으며, 상온 및 고온에서의 항복강도 차이를 줄일 수 있는 방안에 대해서는 전혀 개시하고 있지 아니하다.
However, these inventions only disclose a technique for securing a tensile strength at a high temperature of 600 캜 or more. Therefore, when the strength is required to be secured at about 300 to 400 캜, The present invention does not disclose any method that can reduce the difference in yield strength between the two.
따라서, 고온에서와 상온에서의 강도 차이가 적으면서, 동시에 저온 충격인성을 확보할 수 있는 소재의 개발이 요구된다.
Therefore, it is required to develop a material capable of ensuring low-temperature impact toughness while having a small difference in strength between high temperature and normal temperature.
본 발명의 일 측면은, 강 성분 및 제조조건을 최적화하여 고온에서 항복강도가 우수하면서 고온에서와 상온에서의 강도 차이가 적으면서, 동시에 저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
One aspect of the present invention is to provide a steel sheet having excellent yield strength at a high temperature and having a small difference in strength at a high temperature and at a room temperature and at the same time having excellent low temperature impact toughness by optimizing steel components and manufacturing conditions, .
본 발명의 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.03~0.1%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 1.0~2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.003% 이하, 알루미늄(Al): 0.06% 이하, 질소(N): 0.01% 이하, 크롬(Cr): 0.05~0.5%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.5%와, 니오븀(Nb): 0.005%~0.10% 및 티타늄(Ti): 0.005~0.03% 중 1종 또는 2종, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직으로 면적분율 1~5%의 도상 마르텐사이트와 잔부로 페라이트 및 베이나이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 것인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판을 제공한다.
An aspect of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, which comprises 0.03 to 0.1% of carbon (C), 0.1 to 0.5% of silicon (Si), 1.0 to 2.0% of manganese (Mn) (Al): not more than 0.06%, nitrogen: not more than 0.01%, chromium (Cr): 0.05 to 0.5%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.5% Nb): 0.005% to 0.10%, and titanium (Ti): 0.005 to 0.03%, the balance Fe and unavoidable impurities, and has a microstructure in which an area ratio of martensite of 1 to 5% Ferrite, and bainite, which is excellent in high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness.
본 발명의 다른 일 측면은, 상술한 성분조성을 만족하는 강 슬라브를 1100~1200℃에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3+30℃~900℃에서 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 상기 열연강판을 10~70℃/s의 냉각속도로 냉각하여 300~600℃에서 냉각을 종료하는 단계를 포함하는 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판의 제조방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a steel slab, comprising the steps of: reheating a steel slab satisfying the above-described composition of the composition at 1100 to 1200 占 폚; Hot-rolling the reheated steel slab at a temperature of Ar 3 + 30 ° C to 900 ° C to produce a hot-rolled steel sheet; And cooling the hot-rolled steel sheet at a cooling rate of 10 to 70 ° C / s to terminate the cooling at 300 to 600 ° C. The present invention also provides a method of manufacturing a hot-rolled steel sheet having excellent high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness.
본 발명에 의하면, 상온에서뿐만 아니라 고온에서 550MPa 이상의 항복강도를 가지면서, 저온 충격인성까지 우수한 후강판을 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a post-steel sheet having a yield strength of not less than 550 MPa at a high temperature not only at room temperature but also at low temperature impact toughness.
특히, 본 발명은 300~400℃에서 우수한 항복강도를 가지므로, 실사용 환경이 300~400℃인 용도의 소재로서 적합하게 사용할 수 있다.
Particularly, since the present invention has an excellent yield strength at 300 to 400 ° C, it can be suitably used as a material for use in an actual use environment of 300 to 400 ° C.
도 1은 MA 면적분율에 따른 항복강도 차(상온에서의 항복강도-고온에서의 항복강도)를 그래프로 나타낸 것이다.FIG. 1 is a graph showing the yield strength difference (yield strength at normal temperature-yield strength at high temperature) according to the MA area fraction.
일반적으로 강재는 온도가 상승할수록 강도가 하락하는 현상이 발생하며, 이로 인해 산업환경에서 적용재료를 설계함에 있어서 상온에서의 강도가 높은 강재를 선택하게 하는 한계를 가지고 있다.Generally, as the temperature rises, the strength of the steel decreases. Therefore, the steel has a limitation in selecting the steel having high strength at room temperature in designing the applicable material in the industrial environment.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 Cr, Mo, V, Nb 등의 석출물 형성 원소들을 다량 첨가함으로써 고온에서의 강도 감소를 줄이고자 하였으나, 이는 고가 원소의 사용을 조장함으로써 제조원가가 상승할 뿐만 아니라, 대부분 600℃ 이상의 고온에서의 강도 확보를 목표로 하는 경우일 뿐, 실사용 환경 즉 300~400℃ 정도에 대한 강도 차이를 고려한 경우는 없다.
In order to solve such problems, conventionally, a large amount of precipitate forming elements such as Cr, Mo, V and Nb have been added to reduce the strength reduction at high temperature. However, this has not only increased the manufacturing cost by promoting the use of expensive elements, In most cases, it is only aimed at securing strength at a high temperature of 600 ° C or more, and there is no case where the difference in strength to the practical use environment, that is, about 300 to 400 ° C, is taken into consideration.
본 발명자들은 철강재료의 고온 강도 하락은 주로 항복강도의 감소가 주된 현상이며, 300~400℃에서 인장강도의 경우 큰 감소가 없음을 발견하였으며, 이때 기존 기술들에서 제안하는 석출물의 활용은 항복강도 감소현상에 큰 효과가 없음을 발견하였다. 또한, 300~400℃의 환경에서 항복강도의 감소는 전위의 이동 활성화에 의한 것과 동시에 재료의 열처리 이력 등에 상관없이 일정 폭이 감소한다는 것을 발견하였다.
The present inventors have found that the decrease in the high temperature strength of the steel material is mainly due to a decrease in the yield strength and the decrease in the tensile strength at 300 to 400 ° C. is not greatly reduced. And there was no significant effect on the reduction phenomenon. It has also been found that the reduction in the yield strength in the environment of 300 to 400 ° C is reduced by a constant width irrespective of the activation of dislocation movement and the heat treatment history of the material.
이에 착안하여, 본 발명자들은 강재의 성분조성 및 제조조건을 최적화하여 고온에서 항복강도가 우수하여 상온과 고온(300~400℃)에서의 항복강도의 차이가 적으면서, 저온 충격인성이 우수하고, 기존 기술들 대비 저원가로도 상기 물성을 갖는 강재를 유리하게 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Accordingly, the inventors of the present invention have found that by optimizing the composition and production conditions of a steel material, the steel has excellent yield strength at high temperature and is excellent in low-temperature impact toughness with a small difference in yield strength between room temperature and high temperature (300 to 400 ° C) It has been confirmed that a steel material having the above properties can be advantageously produced even at a low cost compared to existing technologies, and the present invention has been accomplished.
특별히, 본 발명자들은 온도 상승에 따른 항복강도의 감소가 전위 이동의 열적 활성화 효과이며, 이를 극복하기 위해서는 상온에서 연속항복을 용이하게 하는 미세조직 즉 도상 마르텐사이트(Martensite Austenite constituent, MA)을 형성함으로써 상대적으로 상온에서의 항복강도는 낮게 하면서, 300~400℃의 온도에서는 상기 MA 조직이 사라지면서 연속항복 효과를 줄여 상온과 고온에서의 항복강도 차이를 줄일 수 있는 점에 그 특징이 있다.Particularly, the inventors of the present invention found that the reduction of the yield strength due to a rise in temperature is a thermal activation effect of dislocation movement. In order to overcome this, a microstructure that facilitates continuous yielding at room temperature, that is, a Martensite Austenite constituent (MA) It is characterized in that the yield strength at room temperature is low and the MA structure disappears at a temperature of 300 to 400 ° C to reduce the continuous yielding effect so that the difference in yield strength between room temperature and high temperature can be reduced.
이때, 도상 마르텐사이트(MA)의 분율이 너무 높으면 상온에서의 항복강도와 저온 충격인성을 크게 저해하는 문제가 있으므로, 이를 고려하여 적정분율의 MA 조직을 얻기 위하여, 아래와 같이 강의 성분조성을 제어하는 것이 바람직하다.
At this time, if the fraction of the martensite (MA) is too high, there is a problem that the yield strength at room temperature and the toughness at low temperature are greatly deteriorated. Therefore, in order to obtain a proper fraction of MA structure, desirable.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 측면에 따른 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판은 중량%로, 탄소(C): 0.03~0.1%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 1.0~2.0%, 인(P): 0.03% 이하, 황(S): 0.003% 이하, 알루미늄(Al): 0.06% 이하, 질소(N): 0.01% 이하, 크롬(Cr): 0.05~0.5%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.5%와, 니오븀(Nb): 0.005%~0.10% 및 티타늄(Ti): 0.005~0.03% 중 1종 또는 2종을 포함하는 것이 바람직하다.
The steel sheet having excellent high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness according to one aspect of the present invention is characterized by containing 0.03 to 0.1% of carbon (C), 0.1 to 0.5% of silicon (Si), 1.0 to 0.5% of manganese (Mn) (P): 0.03% or less, S: not more than 0.003%, aluminum (Al): not more than 0.06%, nitrogen (N): not more than 0.01%, chromium (Cr): 0.05 to 0.5% (Mo): 0.05 to 0.5%, and niobium (Nb): 0.005 to 0.10% and titanium (Ti): 0.005 to 0.03%.
이하, 본 발명에서 합금 성분조성을 상기와 같이 제한하는 이유에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 각 성분들의 함량은 특별한 언급이 없는 한 중량%를 의미한다.
Hereinafter, the reasons for restricting the composition of the alloy component in the present invention will be described in detail. Here, the content of each component means weight% unless otherwise specified.
C: 0.03~0.1%C: 0.03 to 0.1%
탄소(C)는 강 성분들 중 강재의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 원소로서, 특히 강의 강도를 확보하는데 유리한 원소이다. 이러한 C의 함량이 0.03% 미만이면 강도 확보가 어렵고 용접 열영향부(HAZ)가 필요 이상으로 연화되는 반면, 그 함량이 0.1%를 초과하게 되면 강판의 저온 충격인성을 열화시키고 용접성을 떨어트리는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 C의 함량을 0.03~0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.
Carbon (C) is an element that has the greatest influence on the physical properties of steel among the steel components, and is an element particularly advantageous for securing strength of steel. If the content of C is less than 0.03%, it is difficult to obtain strength and the weld heat affected zone (HAZ) is softened more than necessary. On the other hand, if the content exceeds 0.1%, the low temperature impact toughness of the steel sheet is deteriorated, . Therefore, in the present invention, the content of C is preferably limited to 0.03 to 0.1%.
Si: 0.1~0.5%Si: 0.1 to 0.5%
실리콘(Si)은 제강 공정의 탈산제로 작용할 뿐만 아니라, 강의 강도를 높이는 역할을 하는 원소이다. 이러한 Si의 함량이 0.5%를 초과하게 되면 충격인성이 열화하고 용접성이 나빠지는 문제가 있으며 압연시 스케일 박리성을 유발하는 문제가 있으므로, 0.5% 이하로 함유하는 것이 바람직하다. 다만, Si의 함량을 0.1% 미만으로 하기 위해서는 과도한 비용이 발생하여 제조원가가 상승하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 Si의 함량을 0.1~0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.
Silicon (Si) is an element that acts not only as a deoxidizer in the steelmaking process but also to increase the strength of steel. If the content of Si exceeds 0.5%, the impact toughness deteriorates and the weldability deteriorates. Since there is a problem of causing scale peeling at the time of rolling, it is preferable that the Si content is 0.5% or less. However, in order to reduce the content of Si to less than 0.1%, an excessive cost is incurred and the production cost is increased. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the Si content to 0.1 to 0.5%.
Mn: 1.0~2.0%Mn: 1.0 to 2.0%
망간(Mn)은 충격인성을 저해하지 않으면서 페라이트 상 변태 온도를 낮추어 저온 충격인성을 향상시키는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 1.0% 이상으로 Mn을 첨가하는 것이 바람직하지만, 그 함량이 2.0%를 초과하게 되면 중심편석이 발생하여 충격인성이 저하됨은 물론, 강의 경화능을 높이고 용접성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Mn의 함량은 1.0~2.0%로 제한하는 것이 바람직하다.
Manganese (Mn) is an element that improves the low temperature impact toughness by lowering the ferrite phase transformation temperature without impairing impact toughness. In order to obtain such an effect, it is preferable to add Mn at 1.0% or more. However, if the content exceeds 2.0%, center segregation occurs to lower the impact toughness, as well as increase the hardenability of steel and deteriorate weldability . Therefore, the content of Mn in the present invention is preferably limited to 1.0 to 2.0%.
P: 0.03% 이하(0% 포함)P: 0.03% or less (including 0%)
인(P)은 강 중 불가피하게 첨가되는 원소로서, 그 함량이 0.03%를 초과하게 되면 용접성이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 충격인성이 열화되는 문제가 있다. 따라서, 상기 P의 함량은 0.03% 이하로 제한하는 것이 바람직하며, 특히 저온 충격인성의 측면에서는 0.01% 이하로 제한하는 것이 보다 더 바람직하다.
Phosphorus (P) is an element which is inevitably added in the steel. When the content exceeds 0.03%, the weldability is significantly lowered, and impact toughness is deteriorated. Therefore, the content of P is preferably limited to 0.03% or less, and more preferably 0.01% or less in view of low-temperature impact toughness.
S: 0.003% 이하(0% 포함)S: 0.003% or less (including 0%)
황(S)은 강 중 불가피하게 첨가되는 원소로서, 그 함량이 0.003%를 초과하게 되면 강의 연성, 충격인성 및 용접성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 S의 함량은 0.003% 이하로 제한하는 것이 바람직하며, 특히 S은 Mn과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 강의 저온 충격인성을 저하시키기 때문에, 0.002% 이하로 제한하는 것이 보다 더 바람직하다.
Sulfur (S) is an element which is inevitably added in the steel. When the content exceeds 0.003%, there is a problem that the ductility, impact toughness and weldability of the steel deteriorate. Therefore, it is preferable to limit the content of S to 0.003% or less, and S is particularly preferable to be limited to 0.002% or less, since S combines with Mn to form MnS inclusions to lower the impact resistance at low temperatures.
Al: 0.06% 이하(0%는 제외)Al: 0.06% or less (excluding 0%)
알루미늄(Al)은 통상 용강 중에 존재하는 산소와 반응하여 산소를 제거하는 탈산제로서의 역할을 하는 원소이다. 따라서, Al은 강재 내에 충분한 탈산력을 갖출 정도로 첨가하는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.06%를 초과하게 되면 산화물계 개재물이 다량 형성되어 소재의 충격인성을 저해하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Al의 함량은 0.06% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Aluminum (Al) is an element that generally acts as a deoxidizer to remove oxygen by reacting with oxygen present in molten steel. Therefore, it is preferable to add Al to the steel so as to provide sufficient deoxidizing power. When the content exceeds 0.06%, a large amount of oxide inclusions is formed, which hinders impact toughness of the material. Therefore, in the present invention, the content of Al is preferably limited to 0.06% or less.
N: 0.01% 이하(0%는 제외)N: 0.01% or less (excluding 0%)
질소(N)는 Al, Ti, Nb, V 등과 질화물을 형성함으로써 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 강의 인성 및 강도 향상에 도움을 주지만, 그 함량이 0.01%를 초과하여 과도하게 함유되면 고용 상태의 N가 존재하게 되고, 이들 고용 상태의 N는 인성에 악영향을 미친다. 또한, N는 강 중에서 공업적으로 완전히 제거하는 것이 어려우므로, 제조공정에서 허용할 수 있는 범위인 0.01%를 상한으로 제한하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에서 N의 함량은 0.01% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Nitrogen (N) inhibits the growth of austenite grains by forming nitrides with Al, Ti, Nb, V and the like to help improve toughness and strength of the steel. When the content exceeds 0.01% , And N in these employment states adversely affect toughness. Further, since it is difficult to completely remove N from the steel industrially, it is preferable to limit the N content to 0.01%, which is an allowable range in the manufacturing process, to the upper limit. Therefore, in the present invention, the content of N is preferably limited to 0.01% or less.
Cr: 0.05~0.5%Cr: 0.05 to 0.5%
크롬(Cr)은 슬라브 재가열 시 오스테나이트에 고용되어 강재의 소입성을 증가시키는 역할을 하는 원소이다. 이러한 Cr의 함량이 0.05% 미만이면 상술한 효과를 얻기 어려우며, 반면 그 함량이 0.5%를 초과하게 되면 오스테나이트의 소입성을 증가시켜 충격인성이 열위한 조직을 형성시키고, 용접성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Cr의 함량은 0.05~0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.
Chromium (Cr) is an element that is dissolved in austenite during reheating of slabs and serves to increase the incombustibility of steel. If the content of Cr is less than 0.05%, it is difficult to obtain the above-mentioned effect. On the other hand, if the content of Cr exceeds 0.5%, the effect of increasing the austenite inclusion property to form a structure for heating the impact toughness, have. Therefore, the content of Cr in the present invention is preferably limited to 0.05 to 0.5%.
Mo: 0.05~0.5%Mo: 0.05 to 0.5%
몰리브덴(Mo)은 상기 Cr과 유사하거나 보다 적극적으로 강재의 소입성을 증가시키는 역할을 하는 원소이다. 이러한 Mo의 함량이 0.05% 미만이면 상술한 효과를 얻기 어려우며, 반면 그 함량이 0.5%를 초과하게 되면 오스테나이트의 소입성을 증가시켜 충격인성이 열위한 조직을 형성시키고, 용접성을 저하시키고, 템퍼 취성(temper brittleness)을 일으킬 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서 Mo의 함량은 0.05~0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.
Molybdenum (Mo) is an element which is similar to or more aggressive than Cr and plays a role in increasing the entrapment of the steel. If the content of Mo is less than 0.05%, it is difficult to obtain the above-mentioned effect. On the other hand, when the content of Mo exceeds 0.5%, the entrapment of austenite is increased to form a structure for heating impact toughness, May cause temper brittleness. Therefore, the Mo content in the present invention is preferably limited to 0.05 to 0.5%.
본 발명은 상술한 성분들 이외에 Nb 및 Ti 중 1종 또는 2종을 포함하는 것이 바람직하다.
The present invention preferably includes one or two of Nb and Ti in addition to the above-mentioned components.
Nb: 0.005%~0.10%Nb: 0.005% to 0.10%
니오븀(Nb)은 슬라브 재가열시 고용되어 있다가 열간압연 중에 오스테나이트 결정립 성장을 억제하고, 이후 석출되어 강의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 이러한 Nb의 함량이 0.005% 미만이면 오스테나이트 입자 미세화 효과가 미미하며, 반면 그 함량이 0.10%를 초과하게 되면 소재의 저온 충격인성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Nb의 함량은 0.005~0.10%로 제한하는 것이 바람직하다.
Niobium (Nb) is dissolved during the reheating of the slab and inhibits the growth of austenite grains during hot rolling, and is then precipitated to improve the strength of the steel. If the content of Nb is less than 0.005%, the effect of finely pulverizing austenite particles is insignificant. On the other hand, if the content exceeds 0.10%, there is a problem of deteriorating the low-temperature impact toughness of the material. Therefore, the content of Nb in the present invention is preferably limited to 0.005 to 0.10%.
Ti: 0.005~0.03%Ti: 0.005 to 0.03%
티타늄(Ti)은 슬라브 재가열시 N와 결합하여 TiN 형태로 석출하여 오스테나이트 결정립 성장을 억제시키는데 효과적인 원소이다. 이러한 Ti의 함량이 0.005% 미만이면 오스테나이트 입자 미세화 효과가 미미하며, 반면 그 함량이 0.03%를 초과하게 되면 소재의 저온 충격인성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Ti의 함량은 0.005~0.03%로 제한하는 것이 바람직하다.
Titanium (Ti) is an element effective for inhibiting the growth of austenite grains by depositing in the form of TiN in combination with N when reheating the slab. If the Ti content is less than 0.005%, the austenite grain refinement effect is insignificant, whereas if the Ti content is more than 0.03%, the low temperature impact toughness of the material deteriorates. Therefore, the content of Ti in the present invention is preferably limited to 0.005 to 0.03%.
더불어, 본 발명은 Cu 및 Ni 중 1종 또는 2종을 더 포함할 수 있다.
In addition, the present invention may further include one or two of Cu and Ni.
Cu: 0.05~0.3%Cu: 0.05 to 0.3%
구리(Cu)는 고용강화 효과를 가지고 있는 원소로, 기지조직의 강도를 높이는 역할을 한다. 특히, 고온환경에서 석출하여 강판의 강도를 향상시키는 역할을 하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.05% 이상으로 Cu를 첨가하는 것이 바람직하며, 다만 그 함량이 0.3%를 초과하게 되면 압연시 강판의 균열을 야기하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Cu의 함량은 0.05~0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.
Copper (Cu) is an element that has a solid solution strengthening effect and serves to increase the strength of the base structure. Particularly, it is an element which plays a role of improving the strength of a steel sheet by precipitation in a high temperature environment. In order to obtain such an effect, it is preferable to add Cu at 0.05% or more. However, if the content exceeds 0.3%, there is a problem that the steel sheet cracks during rolling. Therefore, the content of Cu in the present invention is preferably limited to 0.05 to 0.3%.
Ni: 0.05~0.5%Ni: 0.05 to 0.5%
니켈(Ni)은 고용강화 원소로서 강판의 강도를 상승시키면서 저온 충격인성을 크게 저하시키지 않는 원소이다. 상술한 효과를 얻기 위해서는 0.05% 이상으로 Ni을 첨가하는 것이 바람직하며, 다만 그 함량이 0.5%를 초과하게 되면 소재의 제조원가가 급격히 상승하고, 강판 표면 특성을 열화시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 Ni의 함량은 0.05~0.5%로 제한하는 것이 바람직하다.
Nickel (Ni) is an element for solid solution strengthening which increases the strength of the steel sheet and does not significantly lower the impact resistance at low temperatures. In order to obtain the above-mentioned effect, it is preferable to add Ni at 0.05% or more. However, if the content exceeds 0.5%, the manufacturing cost of the material increases sharply and deteriorates the steel sheet surface characteristics. Therefore, the content of Ni in the present invention is preferably limited to 0.05 to 0.5%.
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 성분조성을 만족하는 본 발명의 강판은 그 미세조직으로 면적분율 1~5%의 도상 마르텐사이트와 잔부로 페라이트 및 베이나이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 것이 바람직하다.
The steel sheet of the present invention satisfying the above-mentioned composition is preferably a microstructure containing at least one of martensite on the surface of 1 to 5% of the area fraction and ferrite and bainite as the remainder.
본 발명은 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 동시에 우수한 후강판을 제공하기 위한 것으로서, 이를 위해서는 기지조직으로 페라이트 및 베이나이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 베이나이트 중에는 침상 페라이트(acicular ferrite)를 일부 포함할 수 있다. 만일, 기지조직으로 마르텐사이트와 같은 경질 조직을 포함하게 되면 목표로 하는 강도는 확보할 수 있는 반면에, 저온 충격인성이 열위하는 문제가 있으므로 바람직하지 못하다.
The present invention provides a post-steel sheet excellent in both high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness, and it is preferable to include one or two kinds of ferrite and bainite as the matrix. At this time, the bainite may include a part of acicular ferrite. If a hard tissue such as martensite is included in the base structure, the target strength can be ensured, but the low-temperature impact toughness is poor, which is undesirable.
또한, 본 발명은 상기 기지조직 내에 소량의 도상 마르텐사이트(MA)를 포함하는 것이 바람직하다.Further, the present invention preferably includes a small amount of on-ground martensite (MA) in the matrix.
상기 MA는 상온에서 불안정한 상태의 상으로, 그 함량이 증가할수록 강의 항복강도를 낮추어 줌으로써 낮은 응력으로도 변형이 쉽게 발생하며, 특히 300~400℃의 환경에서는 열적 활성화로 쉽게 분해되는 특징을 갖는다. The MA is an unstable phase at room temperature. As the content of MA increases, the yield strength of the steel is lowered, so that the MA easily deforms even at low stress. Especially, the MA is easily decomposed by thermal activation at 300 to 400 ° C.
본 발명에서는 이러한 MA를 기지조직 내에 1~5면적%로 포함함으로써 고온, 특히 300~400℃에서의 항복강도 연화현상을 낮추고자 하였다. 즉, 상기 MA 조직은 상온에서는 연속항복이 일어나 기존 강재 대비 상온강도를 낮추며, 반면 고온에서는 분해되면서 연속항복 효과가 줄어들어 강도 하락을 억제할 수 있는 것이다. 이러한 MA의 분율이 1% 미만이면 고온에서의 항복강도 감소 억제 효과가 미미하고, 반면 5%를 초과하게 되면 다량의 MA에 의한 저온 충격인성이 급격히 열화되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서 MA의 분율은 1~5%로 제한하는 것이 바람직하다.
In the present invention, by containing such MA in an area of 1 to 5% by area in the matrix, it is intended to lower the softening of the yield strength at a high temperature, particularly 300 to 400 ° C. That is, the MA structure continuously breaks at room temperature and lowers the room temperature strength compared to the conventional steel. On the other hand, when the MA structure is decomposed at high temperatures, the continuous yielding effect is reduced and the strength reduction can be suppressed. If the fraction of MA is less than 1%, the effect of suppressing decrease in yield strength at a high temperature is insignificant. On the other hand, if the MA exceeds 5%, the impact resistance at low temperature due to MA is drastically deteriorated. Therefore, the fraction of MA in the present invention is preferably limited to 1 to 5%.
상술한 유리한 조성과 미세조직을 가지는 본 발명의 강판은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 과도한 반복실험 없이 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다. 다만, 본 발명에서는 본 발명의 발명자가 발견한 보다 유리한 제조방법을 예를 들어 상기 강판을 제조하는 방법을 제안한다.
The steel sheet of the present invention having the above advantageous composition and microstructure can be easily manufactured using ordinary knowledge in the technical field of the present invention without undue repeated experimentation if the steel sheet is made by those skilled in the art have. However, in the present invention, a more advantageous manufacturing method found by the inventors of the present invention is proposed, for example, a method of manufacturing the steel sheet.
본 발명에 따른 후강판은, 본 발명에서 제안하는 성분조성을 만족하는 강 슬라브의 재가열 - 열간압연 - 냉각 공정에 의해 제조될 수 있으며, 이하에서는 상기 각각의 공정의 조건에 대하여 상세히 설명한다.
The steel sheet according to the present invention can be manufactured by a reheating-hot-rolling-cooling process of a steel slab satisfying the composition of the present invention, and the conditions of the respective processes will be described in detail below.
강 슬라브 재가열Steel slab reheating
강 슬라브의 재가열은 후속하여 실시되는 열간압연을 행하기 위해 고온으로 가열하는 공정으로서, 1100~1200℃의 온도범위에서 실시하는 것이 바람직하다.The reheating of the steel slab is a step of heating to a high temperature for hot rolling to be carried out subsequently, and is preferably carried out in a temperature range of 1100 to 1200 ° C.
상기 재가열 온도가 1200℃를 초과하게 되면 오스테나이트 결정립이 조대화되어 강의 저온 충격인성이 저하되는 문제가 있으며, 반면 재가열 온도가 1100℃ 미만이면 합금원소의 재고용율이 떨어지므로 바람직하지 못하다. 따라서, 본 발명에서는 강 슬라브 재가열시 1100~1200℃에서 실시하는 것이 바람직하며, 보다 유리한 저온 충격인성의 확보를 위해서는 1100~1160℃로 제한하는 것이 바람직하다.
If the reheating temperature exceeds 1200 ° C., there is a problem that the austenite grains are coarsened to deteriorate the low-temperature impact toughness of steel. If the reheating temperature is lower than 1100 ° C., the inventoryability of the alloying element is lowered. Therefore, in the present invention, it is preferable that the steel slab is heated at a temperature of 1100 to 1200 ° C during reheating, and it is preferable to restrict the temperature to 1100 to 1160 ° C in order to obtain a favorable low-temperature impact toughness.
열간압연Hot rolling
상기 재가열된 강 슬라브를 열간압연하여 열연강판으로 제조할 수 있으며, 이때 마무리 압연은 Ar3+30℃~900℃에서 실시하는 것이 바람직하다.The reheated steel slab may be hot-rolled to form a hot-rolled steel sheet, and the finish rolling is preferably performed at Ar 3 + 30 ° C to 900 ° C.
마무리 압연시 온도가 Ar3+30℃ 미만이면 후속되는 냉각시 그 시작온도가 페라이트-오스테나이트 이상역이기 때문에 미세조직으로 초석 페라이트가 형성되는 문제가 있으며, 나머지 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태될 가능성이 있으며, 이러할 경우 저온 충격인성이 열화되는 문제가 있다. 또한, 페라이트-오스테나이트 이상역에서 압연이 이루어지게 되면 초석 페라이트가 압연으로 경화되고 마르텐사이트가 형성되어 강의 충격인성을 저하시킨다. 반면, 마무리 압연시 온도가 900℃를 초과하게 되면 오스테나이트 미재결정역의 압연에 의한 압연 효과가 감소하므로 바람직하지 못하다. 따라서, 본 발명에서는 열간압연시 Ar3+30℃~900℃, 즉 오스테나이트 단상역에서 마무리 압연을 실시하는 것이 바람직하다.
If the temperature during finish rolling is less than Ar3 + 30 占 폚, there is a problem that since the starting temperature of the subsequent cooling is a ferrite-austenite anomaly, a super-precursor ferrite is formed in the microstructure, and the possibility that the remaining austenite transforms into martensite There is a problem that the low-temperature impact toughness deteriorates. Further, when rolling is carried out in a ferrite-austenite anomaly, the pro-eutectoid ferrite is hardened by rolling and martensite is formed to lower the impact toughness of the steel. On the other hand, if the temperature exceeds 900 DEG C during the finish rolling, the rolling effect due to rolling in the austenite non-recrystallization region is undesirably reduced. Therefore, in the present invention, it is preferable to perform finish rolling at a temperature of Ar 3 + 30 ° C to 900 ° C, that is, in a single phase of austenite during hot rolling.
또한, 상기 온도범위에서 마무리 압연을 행할 시, 누적압하율이 66% 이상인 것이 바람직하다.When the finish rolling is carried out in the above temperature range, the cumulative rolling reduction is preferably 66% or more.
상기 누적압하율이 66% 미만이면 결정립 크기가 증가하여 저온 충격인성을 저하시키며, 조대한 오스테나이트의 소입성이 증가되어 마르텐사이트 상을 형성하기 쉬워지는 문제가 있다. 따라서, 압연시 누적압하율은 66% 이상인 것이 바람직하며, 보다 유리한 저온 충격인성의 확보를 위해서는 70% 이상인 것이 바람직하다.
If the cumulative rolling reduction is less than 66%, the grain size increases and low-temperature impact toughness is lowered, and the entrapment of coarse austenite is increased, so that a martensite phase tends to be easily formed. Therefore, the cumulative rolling reduction during rolling is preferably 66% or more, and more preferably 70% or more for more favorable low temperature impact toughness.
냉각Cooling
상기 제조된 열연강판을 냉각함으로써 원하는 미세조직을 갖는 열연강판으로 제조하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 냉각은 오스테나이트 단상영역에서 개시하는 것이 바람직하며, 10~70℃/s의 냉각속도로 300~600℃까지 실시하는 것이 바람직하다.It is preferable to manufacture the hot-rolled steel sheet having the desired microstructure by cooling the produced hot-rolled steel sheet. At this time, it is preferable that the cooling is started in the austenite single phase region, and the cooling is preferably carried out at a cooling rate of 10 to 70 ° C / s to 300 to 600 ° C.
상기 냉각시 냉각개시온도는 오스테나이트 단상영역, 보다 바람직하게는 Ar3~850℃인 것이 바람직하다. 만일, 냉각개시온도가 Ar3 미만이면 페라이트-오스테나이트 이상역에서 냉각되므로 초석 페라이트와 마르텐사이트의 생성이 용이해져 저온 충격인성이 저하되는 문제가 있다. 상기 냉각개시온도의 상한값은 상기 마무리 압연 종료온도의 범위 내에서 냉각이 개시될 수 있는 최대값이다.The cooling start temperature at the time of cooling is preferably austenite single phase region, more preferably Ar 3 to 850 ° C. If the cooling start temperature is less than Ar 3, cooling is caused in the ferrite-austenite anomaly, so that pro-eutectoid ferrite and martensite can be easily produced, thereby deteriorating the impact resistance at low temperatures. The upper limit value of the cooling start temperature is a maximum value at which cooling can be started within the range of the finish rolling finish temperature.
상기 온도범위에서 냉각을 개시하면서, 10~70℃/s의 냉각속도로 실시하는 것이 바람직하다. 만일, 냉각속도가 10℃/s 미만이면 목표로 하는 강도를 갖는 강판의 제조가 어려워지며, 이에 강도 확보를 위해 합금원소의 사용량이 증가하게 되는 문제가 있다. 반면, 냉각속도가 70℃/s를 초과하게 되면 기지조직 내 마르텐사이트의 양이 과다해져 강재의 강도를 과도하게 높이고, 저온 충격인성을 현저하게 감소시키는 문제가 있다.It is preferable to perform cooling at a cooling rate of 10 to 70 DEG C / s while cooling is started in the above temperature range. If the cooling rate is less than 10 占 폚 / s, it is difficult to produce a steel sheet having a desired strength. Therefore, there is a problem that an amount of alloy element used increases to secure strength. On the other hand, when the cooling rate exceeds 70 ° C / s, the amount of martensite in the matrix tends to be excessively increased, excessively increasing the strength of the steel, and significantly reducing the impact resistance at low temperatures.
상기 냉각은 강판의 강도를 적절한 수준으로 확보하면서 원하는 분율의 MA 상을 얻기 위하여 300~600℃에서 종료하는 것이 바람직하다. 만일, 냉각종료온도가 600℃를 초과하게 되면 MA 형성이 용이하지 않고 강도가 저하되는 문제가 있다. 반면, 냉각종료온도가 300% 미만이면 기지조직이 마르텐사이트로 변태함으로써 강도가 과도하게 높아지고 저온 충격인성이 열위하는 문제가 있다.
It is preferable that the cooling is finished at 300 to 600 ° C to obtain a MA phase of a desired fraction while ensuring the strength of the steel sheet to an appropriate level. If the cooling end temperature exceeds 600 캜, MA formation is not easy and the strength is lowered. On the other hand, if the cooling termination temperature is less than 300%, the base structure is transformed into martensite, resulting in an excessively high strength and low temperature impact toughness.
이와 같이, 본 발명에서 제안하는 방법에 따라 제조된 후강판은, 페라이트 또는 베이나이트를 주상으로 하면서 적정분율의 도상 마르텐사이트(MA)를 포함하는 것으로부터, 고온에서의 강도확보는 물론이고 저온 충격인성을 우수하게 확보할 수 있다.Since the steel sheet produced according to the method proposed by the present invention includes the ferrite or bainite as the main phase and contains the appropriate fraction of the on-road martensite (MA), it can be used not only to secure the strength at high temperature, The toughness can be ensured excellently.
특히, 본 발명의 후강판은 300~400℃에서 550MPa 이상의 항복강도를 가질 수 있으며, 상온과 고온에서의 항복강도 차이가 100MPa 이하로 고온에서의 항복강도가 저하되는 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다. 이때, 상기 상온과 고온에서의 항복강도 차이는 하기 관계식 1로 표현될 수 있다.In particular, the steel sheet of the present invention can have a yield strength of at least 550 MPa at 300 to 400 ° C and an effect of suppressing a decrease in yield strength at a high temperature of less than 100 MPa in yield strength difference between room temperature and high temperature have. At this time, the difference in yield strength between the normal temperature and the high temperature can be expressed by the following relational expression (1).
[관계식 1][Relation 1]
항복강도차(MPa) = (상온 항복강도) - (고온 항복강도)Yield strength difference (MPa) = (room temperature yield strength) - (high temperature yield strength)
(여기서, 상온 항복강도는 10~35℃에서의 항복강도를 의미하고, 고온 항복강도는 300~400℃에서의 항복강도를 의미한다.)
(Here, the room temperature yield strength refers to the yield strength at 10 to 35 ° C, and the high temperature yield strength refers to the yield strength at 300 to 400 ° C.)
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred from them.
(( 실시예Example ))
하기 표 1에 나타낸 성분조성을 갖는 용강을 연속주조하여 강 슬라브로 제조한 후, 상기 강 슬라브를 하기 표 2에 나타낸 각각의 조건으로 열간압연 및 냉각하여 열연강판으로 제조하였다.
Hot-rolled steel sheets were prepared by continuously casting molten steel having the composition shown in Table 1 below into steel slabs, and then hot-rolling and cooling the steel slabs under the respective conditions shown in Table 2 below.
상기 제조된 각각의 열연강판의 미세조직을 관찰하고, 항복강도 및 저온 충격인성을 측정하였다.The microstructure of each of the hot-rolled steel sheets thus prepared was observed, and the yield strength and impact resistance at low temperature were measured.
이때, 미세조직은 광학현미경으로 관찰하였으며, 항복강도는 JIS5호 인장시험편을 제작한 후 상온 및 고온(350℃)에서 각각 인장시험하고 그 결과를 표 3에 나타내었다. 또한, 충격인성은 -45℃에서 샤르피충격시험을 통해 평가하고, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
The microstructures were observed under an optical microscope. The tensile strengths of the microstructures were measured at room temperature and high temperature (350 ° C) after preparing tensile test specimens of JIS No. 5, and the results are shown in Table 3. The impact toughness was evaluated by Charpy impact test at -45 캜, and the results are shown in Table 3.
Steel grade
(℃)Ar3
(° C)
온도(℃)Dog heating
Temperature (℃)
division
(℃)Finishing temperature
(° C)
(%)Cumulative reduction rate
(%)
(℃)Initiation temperature
(° C)
(℃/s)speed
(° C / s)
(℃)Termination temperature
(° C)
(상기 표 2에서 Ar3 = 910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo+(0.35*(thickness-8))로 계산하여 나타낸 값이다.)
(The value calculated from Ar3 = 910-310C-80Mn-20Cu-15Cr-55Ni-80Mo + (0.35 * (thickness-8) in Table 2)
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 발명예 1 내지 5는 모두 본 발명에서 제안하는 성분조성 및 제조조건을 만족하는 경우이다.As shown in Tables 1 and 2, Inventive Examples 1 to 5 all satisfy the composition and manufacturing conditions proposed in the present invention.
반면, 비교예 1은 C의 함량과 냉각종료온도가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우이고, 비교예 2는 Mn의 함량과 냉각종료온도가 본 발명의 범위를 만족하지 아니하며, 비교예 3 내지 6은 각각 P, S, Al, N의 함량과 냉각종료온도가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우이다. 또한, 비교예 7 및 8은 각각 Cr, Mo의 함량과 냉각종료온도가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우이고, 비교예 9 내지 11은 Nb 및 Ti 중 1종 또는 2종의 함량과 냉각종료온도가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우이다.On the other hand, in Comparative Example 1, the content of C and the cooling termination temperature do not satisfy the range of the present invention. In Comparative Example 2, the content of Mn and the cooling termination temperature do not satisfy the ranges of the present invention, 6 are cases in which the content of P, S, Al and N and the cooling termination temperature do not satisfy the range of the present invention. In Comparative Examples 7 and 8, the content of Cr and Mo and the termination temperature of cooling did not satisfy the ranges of the present invention. In Comparative Examples 9 to 11, the content of one or both of Nb and Ti and the cooling termination And the temperature does not satisfy the range of the present invention.
비교예 12 내지 18은 본 발명의 성분조성을 만족하는 강 슬라브(발명예 1과 동일 성분조성임)를 이용하였지만 제조조건이 본 발명을 벗어난 경우로서, 비교예 12는 재가열 온도, 비교예 13은 마무리 압연 온도 및 냉각개시온도, 비교예 14는 마무리 압연의 누적압하율, 비교예 15는 냉각개시온도, 비교예 16 및 17은 냉각종료온도, 비교예 18은 냉각속도가 본 발명의 범위를 만족하지 않는 경우이다.
In Comparative Examples 12 to 18, a steel slab (having the same composition as that of Inventive Example 1) satisfying the composition of the present invention was used. In the case where the production conditions were deviated from the present invention, the reheating temperature in Comparative Example 12, The rolling reduction temperature and the cooling start temperature of Comparative Example 14, the cumulative rolling reduction of the finish rolling, the cooling start temperature of Comparative Example 15, the cooling termination temperature of Comparative Examples 16 and 17, and the cooling rate of Comparative Example 18, If not.
(면적%)MA fraction
(area%)
(MPa)Room temperature yield strength
(MPa)
(MPa)High temperature yield strength
(MPa)
(MPa)Yield strength difference
(MPa)
(J, -45℃)Impact toughness
(J, -45 C)
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 발명예 1 내지 5는 미세조직 중 MA 조직을 1~5 면적%로 포함하고, 상온 및 고온에서의 항복강도가 모두 550MPa 이상이면서, 저온 충격인성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 상온 및 고온의 항복강도 차가 100MPa 이하로 고온에서도 높은 강도를 확보할 수 있다.
As shown in Table 3, Inventive Examples 1 to 5 according to the present invention include MA structure in the microstructure in an amount of 1 to 5% by area, and have a yield strength at room temperature and high temperature of 550 MPa or more, I can confirm that it is excellent. In addition, a high strength can be secured even at a high temperature such that the difference in yield strength between the normal temperature and the high temperature is 100 MPa or less.
반면, 비교예 1은 MA 분율이 1 면적% 미만이고, 상온 항복강도도 550MPa급을 만족하지 못한 것을 확인할 수 있으며, 낮은 MA 분율로 인해 상온과 고온의 항복강도 차이가 크며, 성분조성 중 C의 함량이 높아 저온충격 인성도 발명예들에 비해 열위한 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in Comparative Example 1, it can be seen that the MA fraction is less than 1% by area and the room temperature yield strength does not satisfy 550 MPa, and the yield strength difference between room temperature and high temperature is large due to the low MA fraction. It can be confirmed that the impact strength is low compared to the inventive examples.
비교예 2는 Mn이 과도하게 첨가된 경우로 상온에서의 항복강도는 높지만 상온과 고온의 항복강도 차이가 100MPa를 초과하므로 고온에서 강도 하락이 크게 발생하였으며, 저온 충격인성 또한 열위한 것을 확인할 수 있다.In Comparative Example 2, when Mn was added excessively, the yield strength at room temperature was high. However, since the difference in yield strength between room temperature and high temperature exceeded 100 MPa, the decrease in strength occurred at high temperature and the low temperature impact toughness was also improved .
비교예 3 내지 비교예 7은 MA 분율이 모두 1 면적% 미만이며, 상온과 고온의 항복강도 차이가 100MPa를 초과하는 것을 확인할 수 있다.In Comparative Examples 3 to 7, the MA fraction was less than 1% by area, and the difference in yield strength between room temperature and high temperature exceeded 100 MPa.
비교예 8의 경우, MA 조직이 충분히 형성되었지만, 과도한 Mo의 첨가와 낮은 냉각종료온도로 인해 항복강도가 너무 높으며 저온 충격인성이 열위한 것을 확인할 수 있다. 이는, 300℃ 미만에서 냉각을 종료함에 따라 미세조직으로 마르텐사이트가 형성된 것으로부터 기인한 것이다.In the case of Comparative Example 8, although the MA structure was sufficiently formed, it can be confirmed that the yield strength was too high and the low-temperature impact toughness was heated due to the excessive addition of Mo and the low cooling end temperature. This is because martensite is formed in a microstructure as cooling is terminated at less than 300 캜.
비교예 9 내지 비교예 11은 MA 분율이 모두 1면적% 미만으로 포함하고 있어상온과 고온의 항복강도 차이가 크며, 동시에 항복강도가 550MPa 급에 미치치 못함을 확인할 수 있다.In Comparative Examples 9 to 11, the MA fraction was less than 1% by area, and the yield strength difference between the room temperature and the high temperature was large, and at the same time, the yield strength was less than 550 MPa.
비교예 12 내지 비교예 18은 본 발명에서 제안하는 성분조성을 만족하는 강종이지만, 제조조건이 본 발명을 벗어나는 경우로서, 재가열 온도가 너무 높은 비교예 12의 경우 저온 충격인성이 열위한 것을 확인할 수 있으며, 마무리 압연 온도 및 냉각개시온도가 본 발명을 벗어나는 비교예 13은 MA 분율이 1 면적% 미만이고 동시에 항복강도 또한 550MPa급을 만족하지 못한 것을 확인할 수 있다. 비교예 14는 마무리 압연시의 누적압하율이 본 발명을 벗어나는 강으로서 저온 충격인성이 매우 열위한 것을 확인할 수 있다. 비교예 15는 냉각개시온도가 본 발명을 벗어나는 강으로서 항복강도가 550MPa 급에 미치지 못하고, 저온 충격인성이 열위한 것을 확인할 수 있다. 비교예 16 및 비교예 17은 냉각종료온도가 본 발명을 벗어나는 강으로서 MA 분율이 1 면적% 미만이고 상온과 고온의 항복강도 차이가 크며, 비교예 17의 경우에는 저온 인성도 열위한 것을 확인할 수 있다. 비교예 18은 냉각속도가 본 발명을 벗어나는 경우로서 역시 MA 분율이 1 면적% 미만이고 항복강도가 550MPa 급에 미치치 못함을 확인할 수 있다.
Comparative Examples 12 to 18 are steel types satisfying the composition of the composition proposed in the present invention. However, it can be confirmed that the production conditions are deviated from the present invention, and in Comparative Example 12 in which the reheating temperature is too high, , The finish rolling temperature and the cooling start temperature were outside the present invention, it was confirmed that the MA fraction was less than 1% by area and the yield strength did not satisfy 550 MPa. In Comparative Example 14, it can be confirmed that the cumulative reduction ratio at the time of finish rolling is higher than that of the present invention, and the low temperature impact toughness is very high. In Comparative Example 15, it was confirmed that the cooling start temperature was not within the range of the present invention and the yield strength was less than 550 MPa, and the low-temperature impact toughness was heat-treated. In Comparative Example 16 and Comparative Example 17, it was confirmed that the cooling end temperature was a steel in which the MA fraction was less than 1% by area and the difference in yield strength between room temperature and high temperature was large, and in Comparative Example 17, have. In Comparative Example 18, when the cooling rate deviates from the present invention, it is also confirmed that the MA fraction is less than 1% by area and the yield strength is less than 550 MPa.
도 1은 상기 발명예 및 비교예들의MA 면적분율과 항복강도 차(상온에서의 항복강도-고온에서의 항복강도)의 관계를 그래프로 나타낸 것이다.FIG. 1 is a graph showing the relationship between the MA area fraction and the yield strength difference (yield strength at normal temperature-yield strength at high temperature) of the inventive and comparative examples.
도 1에 나타낸 바와 같이, 적정분율로 MA를 포함하는 경우 항복강도 차를 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 1, it can be confirmed that the difference in yield strength can be reduced when MA is contained in a proper fraction.
Claims (8)
미세조직으로 면적분율 1~5%의 도상 마르텐사이트와 잔부로 페라이트 및 베이나이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 것인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판.
(P): 0.03% or less, sulfur (S): 0.003% or less, carbon (C): 0.03 to 0.1%, silicon (Si): 0.1 to 0.5%, manganese (Al): not more than 0.06% (excluding 0%), nitrogen (N): not more than 0.01% (excluding 0%), chromium (Cr): 0.05 to 0.5%, molybdenum (Mo) %, At least one of niobium (Nb): 0.005 to 0.10%, and titanium (Ti): 0.005 to 0.03%, the balance Fe and unavoidable impurities,
Wherein the microstructure comprises 1 to 5% of area martensite and at least one of ferrite and bainite as the remainder, and having excellent high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness.
상기 후강판은 중량%로 구리(Cu): 0.05~0.3% 및 니켈(Ni): 0.05~0.5% 중 1종 또는 2종을 더 포함하는 것인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판.
The method according to claim 1,
Wherein the steel sheet further comprises one or two of copper (Cu): 0.05 to 0.3% and nickel (Ni): 0.05 to 0.5% by weight, and has excellent high temperature yield strength and low temperature impact toughness.
상기 후강판은 하기 관계식 1로 표현되는 항복강도차가 100MPa 이하인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판.
[관계식 1]
항복강도차(MPa) = (상온 항복강도) - (고온 항복강도)
(여기서, 상온 항복강도는 10~35℃에서의 항복강도를 의미하고, 고온 항복강도는 300~400℃에서의 항복강도를 의미한다.)
The method according to claim 1,
Wherein the steel sheet is excellent in high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness having a yield strength difference of 100 MPa or less as expressed by the following relational expression (1).
[Relation 1]
Yield strength difference (MPa) = (room temperature yield strength) - (high temperature yield strength)
(Here, the room temperature yield strength refers to the yield strength at 10 to 35 ° C, and the high temperature yield strength refers to the yield strength at 300 to 400 ° C.)
상기 후강판은 300~400℃에서 550MPa 이상의 항복강도를 갖는 것인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판.
The method according to claim 1,
Wherein the steel sheet has a yield strength of 550 MPa or higher at 300 to 400 DEG C, and has excellent high-temperature yield strength and low-temperature impact toughness.
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3+30℃~900℃에서 66% 이상의 누적압하율로 열간 마무리 압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및
상기 열연강판을 10~70℃/s의 냉각속도로 냉각하여 300~600℃에서 냉각을 종료하는 단계
를 포함하는 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판의 제조방법.
(P): 0.03% or less, sulfur (S): 0.003% or less, carbon (C): 0.03 to 0.1%, silicon (Si): 0.1 to 0.5%, manganese (Al): not more than 0.06% (excluding 0%), nitrogen (N): not more than 0.01% (excluding 0%), chromium (Cr): 0.05 to 0.5%, molybdenum (Mo) Reheating the steel slab containing the steel slab containing at least one of 0.005% to 0.10% of niobium and 0.005 to 0.03% of titanium (Ti), the remainder Fe and unavoidable impurities at 1100 to 1200 ° C;
Hot-rolling the reheated steel slab at a cumulative reduction ratio of at least 66% at Ar 3 + 30 ° C to 900 ° C to produce a hot-rolled steel sheet; And
Cooling the hot-rolled steel sheet at a cooling rate of 10 to 70 ° C / s to terminate cooling at 300 to 600 ° C
And a low-temperature impact toughness.
상기 냉각은 오스테나이트 단상영역인 Ar3~850℃에서 개시하는 것인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein said cooling is started at a temperature of Ar 3 ~ 850 ° C which is an austenite single phase region, and which is excellent in low temperature impact toughness.
상기 강 슬라브는 중량%로 구리(Cu): 0.05~0.3% 및 니켈(Ni): 0.05~0.5% 중 1종 또는 2종을 더 포함하는 것인 고온 항복강도 및 저온 충격인성이 우수한 후강판의 제조방법.The method of claim 5, wherein
Wherein the steel slab further comprises one or two of copper (Cu): 0.05 to 0.3% and nickel (Ni): 0.05 to 0.5% in weight%, and the steel slab has a high- Gt;
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