KR101572367B1 - Shape steel and method of manufacturing the shape steel - Google Patents
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Abstract
합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 우수한 저온충격특성 및 저항복비 특성을 동시에 만족하는 형강 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 형강은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.12%, Si : 0.15 ~ 0.40%, Mn : 1.25 ~ 1.60%, P : 0.001 ~ 0.025%, S : 0.001 ~ 0.025%, Al : 0.001 ~ 0.055%, Nb : 0.001 ~ 0.050%, V : 0.001 ~ 0.100%, Ti : 0.001 ~ 0.025%, N : 0.0001 ~ 0.0120% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되며, 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa 및 항복비(YR) : 0.87 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a steel sheet which satisfies excellent low-temperature impact properties and low-resistance characteristics simultaneously by controlling alloy components and controlling process conditions.
The steel according to the present invention is characterized in that it comprises 0.06 to 0.12% of C, 0.15 to 0.40% of Si, 1.25 to 1.60% of Mn, 0.001 to 0.025% of P, 0.001 to 0.025% of S, 0.001 to 0.025% of Al, (Fe) and unavoidable impurities, and has a tensile strength (TS) of 490 to 400. The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, A yield strength (YS) of 390 to 440 MPa and a yield ratio (YR) of 0.87 or less.
Description
본 발명은 형강 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 우수한 저온충격특성 및 저항복비 특성을 동시에 만족할 수 있는 형강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a section steel and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a section steel capable of simultaneously satisfying excellent low-temperature impact resistance characteristics and resistance-resistance characteristics through alloy component control and process condition control.
최근, 세계적으로 에너지 자원을 확보하기 위하여 태양열, 풍력 등의 천연자원개발과 더불어 극지 및 심해의 오일과 가스 개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, in order to secure energy resources globally, development of natural resources such as solar heat and wind power, as well as the development of oil and gas in the polar and deep sea have been progressing actively.
해양 에너지자원은 지구의 전체 에너지 중 38% 수준으로, 북해 등 극지에서 많은 개발이 이루어지고 있다. 이러한 극지에 해양플랜트를 건설하기 위해서는 -40℃ 이하에서도 외부 충격에 견딜 수 있는 저온충격보증용 강을 필요로 하고 있다.Marine energy resources account for 38% of the Earth's total energy, and many developments are taking place in the polar regions such as the North Sea. To construct an offshore plant in this polar region, a low-temperature impact-proof steel that can withstand external impacts at -40 ° C or less is required.
저온에서도 충격인성을 확보할 수 있는 강재의 제조 방법으로는 TMCP(thermo-mechanical control process) 공정이 주로 사용되고 있다.A TMCP (thermo-mechanical control process) process is mainly used as a manufacturing method of a steel material capable of ensuring impact toughness even at a low temperature.
하지만, TMCP 공정은 압연온도를 저하시키고 가속냉각을 적용함으로써 결정립 미세화, 베이나이트(bainite) 등의 저온조직을 형성시킴으로써, 필연적인 항복비의 증가를 유발시키며, 이는 결국 내진성능을 저해하는 요인으로 작용한다.However, the TMCP process inevitably leads to an increase in yield ratio by lowering the rolling temperature and applying accelerated cooling to form a low-temperature structure such as grain refinement, bainite, etc., .
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2004-0004137호(2004.01.13 공개)가 있다.
A related prior art is Korean Patent Publication No. 10-2004-0004137 (published on Jan. 13, 2004).
본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 우수한 저온충격특성 및 저항복비 특성을 동시에 만족하는 형강을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a section steel which simultaneously satisfies excellent low-temperature impact resistance and low-resistance characteristics through alloy component control and process condition control.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되어, 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa 및 항복비(YR) : 0.87 이하를 갖는 형강을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a steel produced by the above method and having a tensile strength (TS) of 490 to 600 MPa, a yield strength (YS) of 390 to 440 MPa and a yield ratio (YR) of 0.87 or less.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 형강 제조 방법은 (a) 중량%로, C : 0.06 ~ 0.12%, Si : 0.15 ~ 0.40%, Mn : 1.25 ~ 1.60%, P : 0.001 ~ 0.025%, S : 0.001 ~ 0.025%, Al : 0.001 ~ 0.055%, Nb : 0.001 ~ 0.050%, V : 0.001 ~ 0.100%, Ti : 0.001 ~ 0.025%, N : 0.0001 ~ 0.0120% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되는 강을 990 ~ 1010℃로 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 강을 FRT(Finish Rolling Temperature) : 810 ~ 850℃ 조건으로 마무리 열간압연 단계; 및 (c) 상기 마무리 열간압연된 강을 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a steel sheet, comprising: (a) 0.06 to 0.12% of C, 0.15 to 0.40% of Si, 1.25 to 1.60% of Mn, 0.001 to 0.025 of P, 0.001 to 0.025% of S, 0.001 to 0.025% of Al, 0.001 to 0.055% of Nb, 0.001 to 0.050% of Nb, 0.001 to 0.100% of V, 0.001 to 0.025% of Ti, 0.0001 to 0.0120% of N, Reheating the steel constituted of unavoidable impurities to 990 to 1010 캜; (b) subjecting the reheated steel to a finishing rolling temperature (FRT) at a temperature of 810 to 850 占 폚; And (c) cooling the finished hot-rolled steel by Quenching & Self-Tempering (QST).
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 형강은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.12%, Si : 0.15 ~ 0.40%, Mn : 1.25 ~ 1.60%, P : 0.001 ~ 0.025%, S : 0.001 ~ 0.025%, Al : 0.001 ~ 0.055%, Nb : 0.001 ~ 0.050%, V : 0.001 ~ 0.100%, Ti : 0.001 ~ 0.025%, N : 0.0001 ~ 0.0120% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성되며, 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa 및 항복비(YR) : 0.87 이하를 갖는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a steel according to an embodiment of the present invention, which comprises 0.06 to 0.12% of C, 0.15 to 0.40% of Si, 1.25 to 1.60% of Mn, 0.001 to 0.025% of P, 0.001 to 0.025% of Al, 0.001 to 0.055% of Al, 0.001 to 0.050% of Nb, 0.001 to 0.100% of V, 0.001 to 0.025% of Ti, 0.0001 to 0.0120% of N and the balance of Fe and unavoidable impurities And has a tensile strength (TS) of 490 to 600 MPa, a yield strength (YS) of 390 to 440 MPa and a yield ratio (YR) of 0.87 or less.
본 발명에 따른 형강 및 그 제조 방법은 압연종료온도 및 복열온도를 엄격히 제어함으로써, 결정립 미세화 효과를 도모하여 저온 충격인성을 향상시킬 수 있음과 저항복비 특성을 동시에 확보할 수 있다.The section steel according to the present invention and the method of manufacturing the same can strictly control the rolling finish temperature and the double heat temperature so as to improve the low temperature impact toughness and the resistance to brittleness at the same time.
이를 통해, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 형강은 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa, 항복비(YR) : 0.87 이하, 연신율(EL) : 22% 이상 및 -50℃에서의 충격 흡수에너지가 100 J 이상을 갖는다.(YS): 390 to 440 MPa, a yield ratio (YR): not more than 0.87, an elongation (EL): not less than 22%, a tensile strength TS of 490 to 600 MPa, And an impact absorption energy at -50 DEG C of 100 J or more.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형강 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 형강 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown.
형강Section steel
본 발명에 따른 형강은 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa, 항복비(YR) : 0.87 이하, 연신율(EL) : 22% 이상 및 -50℃에서의 충격 흡수에너지가 100 J 이상을 갖는 것을 목표로 한다.The section steel according to the present invention has a tensile strength (TS) of 490 to 600 MPa, a yield strength (YS) of 390 to 440 MPa, a yield ratio (YR) of 0.87 or less, an elongation (EL) of 22% It is aimed that the absorption energy is 100 J or more.
이를 위해, 본 발명에 따른 형강은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.12%, Si : 0.15 ~ 0.40%, Mn : 1.25 ~ 1.60%, P : 0.001 ~ 0.025%, S : 0.001 ~ 0.025%, Al : 0.001 ~ 0.055%, Nb : 0.001 ~ 0.050%, V : 0.001 ~ 0.100%, Ti : 0.001 ~ 0.025%, N : 0.0001 ~ 0.0120% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성된다.
For this purpose, the steel according to the present invention preferably contains 0.06 to 0.12% of C, 0.15 to 0.40% of Si, 1.25 to 1.60% of Mn, 0.001 to 0.025% of P, 0.001 to 0.025% of S, 0.001 to 0.055% of Nb, 0.001 to 0.050% of Nb, 0.001 to 0.100% of V, 0.001 to 0.025% of Ti, 0.0001 to 0.0120% of N and the balance of Fe and unavoidable impurities.
이하, 본 발명에 따른 형강에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the section steel according to the present invention will be described.
탄소(C)Carbon (C)
본 발명에서 탄소(C)는 강의 강도를 확보하기 위해 첨가된다.In the present invention, carbon (C) is added to secure the strength of the steel.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.06 ~ 0.12 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소의 함량이 0.06 중량% 미만일 경우에는 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.12 중량%를 초과할 경우에는 강의 강도는 증가하나 심부경도 및 용접성이 저하되는 문제점이 있다.
The carbon (C) is preferably added in a content ratio of 0.06 to 0.12% by weight based on the total weight of the steel according to the present invention. When the content of carbon is less than 0.06% by weight, it may be difficult to secure strength. On the contrary, when the content of carbon (C) exceeds 0.12% by weight, the strength of the steel increases but the core hardness and weldability are deteriorated.
실리콘(Si)Silicon (Si)
본 발명에서 실리콘(Si)은 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘(Si)은 고용강화 효과도 갖는다.In the present invention, silicon (Si) is added as a deoxidizer to remove oxygen in the steel in the steelmaking process. Silicon (Si) also has a solid solution strengthening effect.
상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.15 ~ 0.40 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.40 중량%를 초과할 경우에는 강 표면에 산화물을 형성하여 강의 용접성 등을 저하시키는 문제점이 있다.
The silicon (Si) is preferably added at a content ratio of 0.15 to 0.40 wt% of the total weight of the steel according to the present invention. If the content of silicon (Si) is less than 0.15 wt%, the effect of adding silicon can not be exhibited properly. On the other hand, when the content of silicon (Si) exceeds 0.40% by weight, oxides are formed on the surface of the steel, thereby deteriorating the weldability of the steel.
망간(Mn)Manganese (Mn)
망간(Mn)은 강의 강도 및 인성을 증가시키고 강의 소입성을 증가시키는 원소로서, 망간(Mn)의 첨가는 탄소(C)의 첨가보다도 강도 상승시 연성의 저하가 적다. 또한, 망간(Mn)은 강의 담금질성 향상에 기여한다.Manganese (Mn) is an element which increases the strength and toughness of steel and increases the incombustibility of steel. Addition of manganese (Mn) causes less deterioration of ductility when the strength is higher than that of carbon (C). Further, manganese (Mn) contributes to improvement of the hardenability of the steel.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 1.25 ~ 1.60 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 1.25 중량% 미만일 경우에는 탄소(C) 함량이 높아도 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.60 중량%를 초과할 경우에는 MnS계 비금속개재물의 양이 증가하는 데 기인하여 용접시 크랙 발생 등의 결함을 유발할 수 있다.
The manganese (Mn) is preferably added at a content ratio of 1.25 to 1.60% by weight based on the total weight of the steel according to the present invention. When the content of manganese (Mn) is less than 1.25 wt%, it may be difficult to secure strength even if the content of carbon (C) is high. On the contrary, when the content of manganese (Mn) exceeds 1.60% by weight, the amount of MnS-based nonmetallic inclusions increases, which may cause defects such as cracks during welding.
인(P)In (P)
인(P)은 강도 향상에 기여하는 원소이다.Phosphorus (P) is an element contributing to strength improvement.
상기 인(P)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.001 ~ 0.025 중량%의 함량비로 제한하는 것이 바람직하다. 인(P)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 인 첨가에 따른 강도 향상 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 인(P)의 함량이 0.025 중량%를 초과할 경우에는 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 용접성을 악화시킬 수 있다.
The phosphorus (P) is preferably limited to a content ratio of 0.001 to 0.025 wt% of the total weight of the steel according to the present invention. If the content of phosphorus (P) is less than 0.001% by weight, the effect of improving the strength due to the addition of phosphorus can not be exhibited properly because the amount of phosphorus (P) added is insignificant. On the contrary, when the content of phosphorus (P) exceeds 0.025% by weight, not only center segregation but also fine segregation is formed, which adversely affects the material and may deteriorate the weldability.
황(S)Sulfur (S)
황(S)은 가공성 향상에 일부 기여하는 원소이다.Sulfur (S) is an element contributing to improvement of processability.
상기 황(S)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.001 ~ 0.025 중량%의 함량비로 제한하는 것이 바람직하다. 황(S)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 황에 의한 가공성 향상이 어렵고, 아울러 황의 함량을 극소로 제어해야 하므로, 강 제조 비용이 상승하는 문제가 있다. 반대로, 황(S)의 함량이 0.025 중량%를 초과하는 경우에는 용접성을 크게 저해하는 문제가 있다.
The sulfur (S) is preferably limited to a content ratio of 0.001 to 0.025% by weight of the total weight of the steel according to the present invention. When the content of sulfur (S) is less than 0.001% by weight, it is difficult to improve workability due to sulfur, and the content of sulfur must be controlled to a minimum, resulting in an increase in steel production cost. On the contrary, when the content of sulfur (S) exceeds 0.025% by weight, there is a problem that the weldability is greatly deteriorated.
알루미늄(Al)Aluminum (Al)
알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.Aluminum (Al) acts as a deoxidizer to remove oxygen in the steel.
상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.001 ~ 0.055 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 탈산 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.055 중량%를 초과할 경우에는 Al2O3를 형성하여 인성을 저하시키는 문제점이 있다.
The aluminum (Al) is preferably added in an amount of 0.001 to 0.055% by weight of the total weight of the steel according to the present invention. When the content of aluminum (Al) is less than 0.001% by weight, the effect of deoxidation is insufficient. On the contrary, when the content of aluminum (Al) exceeds 0.055% by weight, Al 2 O 3 is formed to deteriorate toughness.
니오븀(Nb)Niobium (Nb)
니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강의 강도와 저온인성을 향상시킨다.Niobium (Nb) combines with carbon (C) and nitrogen (N) at high temperatures to form carbides or nitrides. Niobium-based carbides or nitrides improve grain strength and low-temperature toughness by suppressing grain growth during rolling and making crystal grains finer.
상기 니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.001 ~ 0.050 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 니오븀 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.050 중량%를 초과할 경우에는 강의 용접성을 저하시킨다. 또한, 니오븀의 함량이 0.050 중량%를 초과할 경우에는 니오븀 함량 증가에 따른 강도와 저온인성은 더 이상 향상되지 않고 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 충격인성을 저하시킬 위험이 있다.The niobium (Nb) is preferably added in an amount of 0.001-0.050 wt% of the total weight of the steel according to the present invention. When the content of niobium (Nb) is less than 0.001% by weight, the effect of adding niobium can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of niobium (Nb) exceeds 0.050 wt%, the weldability of steel is deteriorated. If the content of niobium exceeds 0.050 wt%, the strength and low temperature toughness due to the increase in niobium content are not further improved but exist in a solid state in the ferrite, which may lower the impact toughness.
바나듐(V)Vanadium (V)
바나듐(V)은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강의 강도를 향상시키는 역할을 한다.Vanadium (V) plays a role in improving the strength of steel through precipitation strengthening effect by precipitate formation.
상기 바나듐은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.001 ~ 0.100 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 바나듐의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 바나듐 첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 바나듐의 첨가량이 0.100 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 저온 충격인성을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
The vanadium is preferably added in an amount of 0.001 to 0.100 wt% of the total weight of the steel according to the present invention. If the content of vanadium is less than 0.001% by weight, it may be difficult to exhibit the effect of adding vanadium properly. On the other hand, if the addition amount of vanadium exceeds 0.100 wt%, it may become a factor to lower the impact resistance at low temperature.
티타늄(Ti)Titanium (Ti)
본 발명에서 티타늄(Ti)은 재가열시 탄화물을 형성하여 오스테나이트 결정립 성장을 억제하여, 강의 조직을 미세화하는 역할을 한다.In the present invention, titanium (Ti) plays a role of suppressing the growth of austenite crystal grains by forming carbide upon reheating, and finely structuring the steel structure.
상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.001 ~ 0.025 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 티타늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.025 중량%를 초과할 경우에는 탄화계 석출물이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하된다.
The titanium (Ti) is preferably added in an amount of 0.001 to 0.025% by weight based on the total weight of the steel according to the present invention. When the content of titanium (Ti) is less than 0.001% by weight, the titanium addition effect can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of titanium (Ti) exceeds 0.025% by weight, carbonized precipitates become coarse and the effect of suppressing grain growth is lowered.
질소(N)Nitrogen (N)
질소(N)는 불가피한 불순물로, AlN, TiN 등의 개재물을 형성시켜 강 내부 품질을 저하시키는 문제가 있다.Nitrogen (N) is an inevitable impurity, and there is a problem that inclusions such as AlN and TiN are formed and the quality of the steel is deteriorated.
상기 질소(N)는 본 발명에 따른 형강 전체 중량의 0.0001 ~ 0.0120 중량%의 함량비로 제하되는 것이 바람직하다. 질소(N)의 함량이 0.0001 중량% 미만일 경우에는 질소의 함량을 극소량으로 제어해야 하는 데 따른 제조 비용의 증가와 더불어, 관리의 어려움이 있다. 반대로, 질소(N)의 함량이 0.0120 중량%를 초과할 경우 고용 질소가 증가하여 강의 충격특성 및 연신율을 떨어뜨리고 용접부의 인성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
The nitrogen (N) is preferably reduced to a content ratio of 0.0001 to 0.0120 wt% of the total weight of the steel according to the present invention. If the content of nitrogen (N) is less than 0.0001% by weight, the nitrogen content must be controlled to a very small amount, resulting in an increase in manufacturing cost and difficulties in management. On the contrary, when the content of nitrogen (N) exceeds 0.0120% by weight, the solid solution nitrogen is increased and the impact characteristics and elongation rate of the steel are lowered and the toughness of the welded portion is greatly lowered.
형강 제조 방법Manufacturing method of steel section
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형강 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시된 형강 제조 방법은 재가열 단계(S110), 열간압연 단계(S120) 및 냉각 단계(S130)를 포함한다. 이때, 재가열 단계(S110)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위하여 재가열 단계(S110)를 실시하는 것이 더 바람직하다.
Referring to FIG. 1, the illustrated steel making method includes a reheating step (S110), a hot rolling step (S120), and a cooling step (S130). At this time, the reheating step (S110) is not necessarily performed, but it is more preferable to perform the reheating step (S110) in order to derive effects such as the reuse of the precipitate.
본 발명에 따른 형강 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 강은 중량%로, C : 0.06 ~ 0.12%, Si : 0.15 ~ 0.40%, Mn : 1.25 ~ 1.60%, P : 0.001 ~ 0.025%, S : 0.001 ~ 0.025%, Al : 0.001 ~ 0.055%, Nb : 0.001 ~ 0.050%, V : 0.001 ~ 0.100%, Ti : 0.001 ~ 0.025%, N : 0.0001 ~ 0.0120% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 조성된다.
The semi-finished product steel to be subjected to the hot rolling process in the hot-rolling process according to the present invention is composed of 0.06 to 0.12% of C, 0.15 to 0.40% of Si, 1.25 to 1.60% of Mn, 0.001 to 0.025% of P, 0.001 to 0.025% of S, 0.001 to 0.055% of Al, 0.001 to 0.050% of Nb, 0.001 to 0.100% of V, 0.001 to 0.025% of Ti, 0.0001 to 0.0120% of N, It is composed of impurities.
재가열Reheating
재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 강을 990 ~ 1010℃로 재가열한다. 상기 조성을 갖는 강은 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다. 이러한 강의 재가열을 통하여, 주조 시 편석된 성분을 재고용할 수 있다.In the reheating step (S110), the steel having the above composition is reheated to 990 to 1010 占 폚. The steel having the above composition can be obtained through a continuous casting process after obtaining a molten steel having a desired composition through a steelmaking process. By reheating these steels, segregated components can be reused in casting.
본 단계에서, 재가열 온도가 990℃ 미만일 경우에는 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 재가열 온도가 1010℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정입도가 증가하여 강도 확보가 어려울 수 있으며, 과도한 가열 공정으로 인하여 강의 제조 비용만 상승할 수 있다.
If the reheating temperature is less than 990 占 폚 in this step, there is a problem that the segregated components are not sufficiently reused during casting. On the other hand, if the reheating temperature is higher than 1010 ° C, the austenite crystal grain size may increase and the strength may be difficult to secure, and the manufacturing cost of the steel may be increased due to the excessive heating process.
열간 압연Hot rolling
열간압연 단계(S120)에서는 재가열된 강을 FRT(Finish Rolling Temperature : FRT) : 810 ~ 850℃ 조건으로 마무리 열간압연한다. 이때, 본 발명에서는 마무리 열간압연 종료온도를 상대적으로 낮은 810 ~ 850℃로 실시하게 되며, 이와 같이 마무리 열간압연 종료온도를 낮추면 압연 중 회복 및 재결정의 반복으로 인하여 결정립이 미세화될 수 있다.In the hot rolling step (S120), the reheated steel is finely hot-rolled under the conditions of FRT (Finishing Rolling Temperature: FRT): 810 to 850 ° C. At this time, in the present invention, the finishing hot rolling finishing temperature is relatively low, 810 to 850 ° C. If the finishing hot rolling finishing temperature is lowered, crystal grains can be finer due to repetition of recovery and recrystallization during rolling.
마무리 압연온도(FRT)가 810℃ 미만일 경우에는 이상역 압연이 발생하여 연성을 저하시킬 수 있다. 반대로, 마무리 압연온도(FRT)가 850℃를 초과할 경우에는 제조되는 강의 강도가 급격히 저하되는 문제점이 있다.If the finish rolling temperature (FRT) is less than 810 DEG C, an abnormal reverse rolling may occur and the ductility may be lowered. On the other hand, when the finish rolling temperature (FRT) exceeds 850 占 폚, there is a problem that the strength of the produced steel is rapidly lowered.
도면으로 도시하지는 않았지만, 열간압연은 유니버셜 압연이 이용될 수 있다. 이러한 유니버셜 압연에 의하여 'H', 'Ι' 등의 특정 형상으로 압연될 수 있다. 이때, 유니버셜 압연은 강의 웨브(web)와 플렌지(flange)를 상하 및 좌우 방향에서 가압하는 방식으로 압연을 실시하게 된다. 즉, 유니버셜 압연은 강의 웨브를 가압하는 수평 롤과 강의 플렌지를 가압하는 수직 롤을 구비하는 유니버셜 스탠드를 따라 일정 속도로 가압하는 방식으로 실시될 수 있다.
Although not shown in the drawing, universal rolling can be used for hot rolling. By this universal rolling, it can be rolled into a specific shape such as 'H' or 'I'. At this time, the universal rolling is performed in such a manner that the web and the flange of the steel are pressed in the up, down, left and right directions. That is, the universal rolling can be performed in such a manner that the universal rolling is pressed at a constant speed along a universal stand having a horizontal roll for pressing the steel web and a vertical roll for pressing the steel flange.
냉각Cooling
냉각 단계(S130)에서는 마무리 열간압연된 강을 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각한다.In the cooling step S130, the finished hot-rolled steel is quenched and self-tempered (QST).
QST 냉각시, 켄칭 구간에서는 450 ~ 550㎥/hr의 주수량으로 5 ~ 10초 동안 냉각하는 것이 바람직하다. 주수량이 450㎥/h 미만이거나, 냉각 시간이 5초 미만으로 실시될 경우에는 냉각이 불충분하여 목표로 하는 강의 강도와 충격인성을 확보하는 데 어려움이 따른다. 반대로, 주수량이 550㎥/h를 초과하거나, 냉각 시간이 10초를 초과할 경우에는 과냉각에 의하여 연신율이 급격히 저하되는 문제가 있다. 이와 같은, QST 냉각에 의해 열간압연된 강은 1.8 ~ 3.5℃/sec의 냉각 속도로 냉각된다.During QST cooling, it is preferable to cool for 5 to 10 seconds at a quanching interval of 450 to 550 m3 / hr. When the main water content is less than 450 m 3 / h or when the cooling time is less than 5 seconds, cooling is insufficient, which makes it difficult to secure the strength and impact toughness of the target steel. Conversely, when the main water content exceeds 550 m 3 / h or the cooling time exceeds 10 seconds, there is a problem that the elongation rate sharply decreases due to the supercooling. The steel thus hot-rolled by QST cooling is cooled at a cooling rate of 1.8 to 3.5 DEG C / sec.
QST 냉각 종료 후, 주편의 표면은 내부와 표면의 온도 차이에 따른 복열 효과에 의해 표면의 온도가 상승하게 된다. 이때, 복열온도는 700 ~ 740℃가 될 수 있다. 여기서, 복열온도 및 냉각 주수량이 상기의 범위 내에서 수행되어야 균일한 경화 깊이를 확보하는 데 유리하다. 이와 같이, 소정의 범위 내에서 냉각조건을 조절함으로써 내부와 표면의 경도 및 경화층의 분율을 제어할 수 있고, 이로부터 요구하는 물성을 확보할 수 있다.
After QST cooling is completed, the surface temperature of the cast steel surface rises due to the double heat effect depending on the temperature difference between the inside and the surface. At this time, the double heat temperature can be 700 to 740 캜. Here, it is advantageous to ensure a uniform curing depth if the double heat temperature and the cooling water yield are carried out within the above range. Thus, by controlling the cooling conditions within a predetermined range, it is possible to control the hardness of the inside and the surface, and the fraction of the hardened layer, and it is possible to secure the required physical properties therefrom.
상기 제조 과정(S110 ~ S130)을 통하여 제조되는 형강은 압연종료온도 및 복열온도를 함께 제어함으로써, 결정립 미세화 효과를 도모하여 저온 충격인성을 향상시킬 수 있음과 동시에 저항복비 특성을 만족시킬 수 있다.By controlling the rolling finish temperature and the double heat temperature at the same time in the manufacturing process (S110 to S130), the grain refinement effect can be improved to improve the low temperature impact toughness, and at the same time, to satisfy the resistance minus property.
이를 통해, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 형강은 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa, 항복비(YR) : 0.87 이하, 연신율(EL) : 22% 이상 및 -50℃에서의 충격 흡수에너지가 100 J 이상을 갖는다.(YS): 390 to 440 MPa, a yield ratio (YR): not more than 0.87, an elongation (EL): not less than 22%, a tensile strength TS of 490 to 600 MPa, And an impact absorption energy at -50 DEG C of 100 J or more.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
1. 시편 제조1. Specimen Manufacturing
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 4에 따른 시편을 제조하였다.
Specimens according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared with the compositions shown in Table 1 and the process conditions shown in Table 2.
[표 1](단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)
[표 2][Table 2]
2. 기계적 물성 평가2. Evaluation of mechanical properties
표 3은 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1 ~ 4에 따라 제조된 시편들에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
Table 3 shows the results of evaluation of mechanical properties of the specimens prepared according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4.
[표 3][Table 3]
표 1 내지 표 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 4에 따라 제조된 시편들은 목표값에 해당하는 인장강도(TS) : 490 ~ 600MPa, 항복강도(YS) : 390 ~ 440MPa, 항복비(YR) : 0.87 이하, 연신율(EL) : 22% 이상 및 -50℃에서의 충격에너지 : 100J 이상을 모두 만족하는 것을 알 수 있다. The specimens prepared according to Examples 1 to 4 had tensile strengths (TS) of 490 to 600 MPa, yield strengths (YS) of 390 to 440 MPa, yield ratios (YR) corresponding to the target values, : 0.87 or less, elongation (EL) of 22% or more, and impact energy at -50 캜: 100J or more.
반면, 복열 온도가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어난 비교예 1에 따른 시편의 경우에는 항복강도(YS)가 목표값을 초과하는데 기인하여 항복비(YR)가 목표값에 미달하였고, 마무리 열간압연 종료온도(FRT)가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어난 비교예 2에 따른 시편의 경우에는 인장강도(TS)가 목표값에 미달하였다.On the other hand, in the case of the specimen according to Comparative Example 1 in which the double-reflex temperature was out of the range suggested by the present invention, the yield ratio (YR) was less than the target value due to the exceeding the target value, In the case of the specimen according to Comparative Example 2 in which the end temperature (FRT) was out of the range suggested by the present invention, the tensile strength TS fell below the target value.
또한, 마무리 열간압연 종료온도(FRT) 및 복열온도가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어난 비교예 3의 경우 역시 항복강도(YS)가 목표값을 초과하는데 기인하여 항복비(YR)가 목표값에 미달하였고, 마무리 열간압연 종료온도(FRT) 및 복열온도가 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어난 비교예 4의 경우에는 인장강도(TS), 항복강도(YS) 및 충격 흡수에너지 값이 목표값에 미달하였다.
Also, in the case of Comparative Example 3 in which the finish hot rolling finish temperature (FRT) and the double heat temperature are outside the range suggested by the present invention, the yield ratio (YR) exceeds the target value, (TS), yield strength (YS) and impact absorption energy value were below the target values in the case of Comparative Example 4 in which the finish hot rolling finish temperature (FRT) and the double heat temperature were out of the range suggested by the present invention Respectively.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
S110 : 재가열 단계
S120 : 열간압연 단계
S130 : 냉각 단계S110: Reheating step
S120: Hot rolling step
S130: cooling step
Claims (6)
(b) 상기 재가열된 강을 FRT(Finish Rolling Temperature) : 810 ~ 850℃ 조건으로 마무리 열간압연 단계; 및
(c) 상기 마무리 열간압연된 강을 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 형강 제조 방법.
(a) 0.001 to 0.025% of S, 0.001 to 0.055% of Al, 0.001 to 0.055% of Al, 0.001 to 0.025% of Sn, 0.15 to 0.40% of Si, 0.15 to 0.40% Reheating the steel consisting of 0.001 to 0.050%, V: 0.001 to 0.100%, Ti: 0.001 to 0.025%, N: 0.0001 to 0.0120% and the balance of Fe and unavoidable impurities to 990 to 1010 캜;
(b) subjecting the reheated steel to a finishing rolling temperature (FRT) at a temperature of 810 to 850 占 폚; And
(c) cooling the finished hot-rolled steel by quenching & self-tempering (QST).
상기 (c) 단계에서,
상기 냉각은
450 ~ 550㎥/h의 주수량으로 5 ~ 10초 동안 실시하는 것을 특징으로 형강 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (c)
The cooling
Wherein the casting is carried out for 5 to 10 seconds in a main quantity of 450 to 550 m 3 / h.
상기 (c) 단계에서,
상기 냉각은
1.8 ~ 3.5℃/sec의 냉각 속도로 실시하는 것을 특징으로 하는 형강 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (c)
The cooling
At a cooling rate of 1.8 to 3.5 DEG C / sec.
상기 (c) 단계에서,
복열온도는 700 ~ 740℃인 것을 특징으로 하는 형강 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (c)
And the double refractory temperature is 700 to 740 占 폚.
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