KR101715521B1 - 특수 선박용 강재 및 이의 제조 방법 - Google Patents

특수 선박용 강재 및 이의 제조 방법 Download PDF

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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 구현예는 탄소(C) : 0.06 중량% 내지 0.07 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 중량% 내지 0.20 중량%, 망간(Mn) : 0.60 중량% 내지 0.70 중량%, 인(P) : 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%, 황(S) 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%, 니켈(Ni) : 3.50 중량% 내지 3.60 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.025 중량% 내지 0.03 중량%, 크롬(Cr) : 0.05 중량% 내지 0.20 중량%, 니오븀(Nb) : 0.02 중량% 내지 0.03 중량%, 알루미늄(Al) : 0.033 중량% 내지 0.043 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 함유하는 합금조성으로 이루어지며, 탄소당량(CEQ)이 0.1 내지 0.4이고, -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J인 특수 선박용 강재에 관한 것이다.

Description

특수 선박용 강재 및 이의 제조 방법{STEEL FOR SPECIAL PURPOSE VESSEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 특수 선박용 강재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 -110℃ 보증용 저온충격 특성이 우수한 에탄 운반선용 강재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 화석원료의 대체 자원으로 셰일가스 등의 개발에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 셰일가스 분야에서는 LNG선, 에탄 운반선 등과 같은 특수 선박이 이용되고 있다.
이 중 에탄 운반선은 셰일가스 등 천연가스에서 추출되는 에탄을 액화해 부피를 줄여 운반하는 선박을 의미한다. 에탄은 액화점이 -89℃ 정도로 낮으므로, 에탄 운반용 특수 선박 강재에는 이러한 낮은 온도범위에서 충격강도가 우수한 특성이 요구되고 있다.
이와 관련된 선행기술로는 한국공개특허공보 2014-0129830호가 있다.
본 발명의 하나의 목적은 최종 제품의 물성 편차가 적고, 크랙의 발생률이 낮으며, -110℃ 보증용 저온충격 특성이 우수한 선박용 강재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예는 탄소(C) : 0.06 중량% 내지 0.07 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 중량% 내지 0.20 중량%, 망간(Mn) : 0.60 중량% 내지 0.70 중량%, 인(P) : 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%, 황(S) 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%, 니켈(Ni) : 3.50 중량% 내지 3.60 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.025 중량% 내지 0.03 중량%, 크롬(Cr) : 0.05 중량% 내지 0.20 중량%, 니오븀(Nb) : 0.02 중량% 내지 0.03 중량%, 알루미늄(Al) : 0.033 중량% 내지 0.043 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 함유하는 합금조성으로 이루어지며, 탄소당량(CEQ)이 0.1 내지 0.4이고, -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J인 특수 선박용 강재에 관한 것이다.
상기 특수 선박용 강재는 인장강도(TS) 550MPa 내지 600MPa 및 항복강도(YP) 600MPa 내지 650MPa을 만족할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재는 평균 직경이 0.1㎛ 내지 10㎛인 미세 템퍼리드 베이나이트 조직을 포함할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재는 두께가 6mm 내지 25mm 이고, 상기 특수 선박은 에탄 운반선일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 탄소(C) : 0.06 중량% 내지 0.07 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 중량% 내지 0.20 중량%, 망간(Mn) : 0.60 중량% 내지 0.70 중량%, 인(P) : 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%, 황(S) 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%, 니켈(Ni) : 3.50 중량% 내지 3.60 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.025 중량% 내지 0.03 중량%, 크롬(Cr) : 0.05 중량% 내지 0.20 중량%, 니오븀(Nb) : 0.02 중량% 내지 0.03 중량%, 알루미늄(Al) : 0.033 중량% 내지 0.043 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 탄소당량(CEQ)이 0.1 내지 0.4인 강을 950℃ 내지 1050℃에서 재가열하는 단계; 900℃ 내지 950℃의 퀀칭개시온도(Quenching Start Temperature)에서 퀀칭하는 단계; 및 620℃ 내지 650℃에서 10℃/sec 내지 20℃/sec로 템퍼링(Tempering)하는 단계;를 포함하고, -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J인 특수 선박용 강재의 제조방법에 관한 것이다.
상기 특수 선박용 강재의 제조방법은 상기 특수 선박용 강재의 인장강도(TS)를 550MPa 내지 600MPa로 제어하고, 항복강도(YP)를 600MPa 내지 650MPa로 제어할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재의 제조방법은 상기 특수 선박용 강재가 평균 직경 0.1㎛ 내지 10㎛인 미세 템퍼리드 베이나이트 조직을 포함하도록 제어할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재의 제조방법에서 상기 특수 선박용 강재의 두께는 6mm 내지 25mm 이고, 상기 특수 선박은 에탄 운반선일 수 있다.
본 발명은 최종 제품의 물성 편차가 적고, 크랙의 발생률이 낮으며, -110℃ 보증용 저온충격 특성이 우수한 선박용 강재 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 선박용 강재의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명 실시예 1의 미세조직 관찰결과를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명 비교예 1의 미세조직 관찰결과를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명 실시예 1의 재질시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명 비교예 1의 재질시험 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 구현예는 탄소(C) : 0.06 중량% 내지 0.07 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 중량% 내지 0.20 중량%, 망간(Mn) : 0.60 중량% 내지 0.70 중량%, 인(P) : 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%, 황(S) 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%, 니켈(Ni) : 3.50 중량% 내지 3.60 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.025 중량% 내지 0.03 중량%, 크롬(Cr) : 0.05 중량% 내지 0.20 중량%, 니오븀(Nb) : 0.02 중량% 내지 0.03 중량%, 알루미늄(Al) : 0.033 중량% 내지 0.043 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 함유하는 합금조성으로 이루어지며, 탄소당량(CEQ)이 0.1 내지 0.4이고, -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J인 특수 선박용 강재에 관한 것이다.
이를 통해, 본 발명은 최종 제품의 물성 편차가 낮고, -110℃ 보증용 저온충격 특성이 우수한 선박용 강재 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다. 이러한 경우, 특수 선박용 강재는 특히 -89℃ 이하의 온도에서의 저온충격 특성이 우수한 에탄 운반선에 적용되기에 유리한 물성을 구현한다. 또한, 상기 특수 선박용 강재는 Ni에 의해 발생할 수 있는 조직 불균형으로 인한 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재는 인장강도(TS) 550MPa 내지 600MPa 및 항복강도(YP) 600MPa 내지 650MPa을 만족할 수 있다. 이러한 경우, 강재 전체 물성의 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 특수 선박에 적용한 후에 발생하는 물성의 편차를 저감할 수 있으며, 에탄 운반선용 규격을 쉽게 만족할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재는 평균 직경이 0.1㎛ 내지 10㎛인 미세 템퍼리드 베이나이트 조직을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 강재 전체 물성의 안정성을 향상시키고, 특수 선박에 적용한 후에 발생하는 물성의 편차를 저감하면서, -110℃ 저온충격 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 특수 선박용 강재는 두께가 6mm 내지 25mm 이고, 상기 특수 선박은 에탄 운반선일 수 있다. 상기 범위에서, 강재를 특수 선박에 적용한 후에 발생하는 물성의 편차를 저감하는 효과가 증대될 뿐만 아니라, 제조비용을 절감할 수 있다.
이하, 본 발명 실시예들에 따른 특수 선박용 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 구체적으로 설명한다.
탄소(C)
일 실시예에서, 탄소(C)는 강의 소입성을 높여 강도 증가에 기여하는 동시에, 강재의 가공성을 향상시키는 역할을 한다.
구체적으로, 탄소는 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.06 중량% 내지 0.07 중량%의 함량으로 첨가된다. 탄소의 함량이 0.06 중량% 미만인 경우, 소입성이 저하되어 저온에서 충분한 강도를 확보하기 어렵다. 반대로, 탄소의 함량이 0.07 중량%를 초과하는 경우, 인성 및 가공성이 재질 불균형에 의한 물성 편차가 커질 수 있으며, 이에 의해 크랙이 발생할 수 있다.
실리콘(Si)
일 실시예에서, 실리콘(Si)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다. 또한, 모재의 강도를 강화할 수 있다.
구체적으로, 실리콘은 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.15 중량% 내지 0.20 중량%로 첨가된다. 실리콘의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우 실리콘 첨가에 따른 강도 향상 효과가 불충분하다. 반대로 실리콘의 함량이 0.20 중량%를 초과할 경우 용접성이 저하되며, 충분한 저온 충격인성을 확보하기 어렵다.
망간(Mn)
일 실시예에서, 망간(Mn)은 강재의 강도 및 인성을 증가시키고, 냉간인발 이후의 소입성을 증가시키는 원소로 작용한다. 망간의 첨가는 탄소를 첨가하는 경우보다 강도 상승에 대한 연성의 저하가 적다. 또한, 망간은 재가열온도에서의 고용강화 효과가 우수하다.
구체적으로, 망간은 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.60 중량% 내지 0.70 중량%로 첨가된다. 망간의 함량이 0.60 중량% 미만일 경우, 소입성 향상 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 함량이 0.70 중량%를 초과하는 경우, MnS계 비금속개재물을 과다하게 생성하여, 크랙 발생률이 높아지고, 인성이 저하될 수 있다.
인(P)
일 실시예에서, 인(P)은 강도 향상에 일부 기여한다. 그러나 인은 강판 제조 시 편석 가능성이 큰 원소로서, 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.
구체적으로, 인의 함량은 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%로 첨가된다. 인의 함량이 0.0005 중량% 미만일 경우, 강도향상 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 인의 함량이 0.005 중량% 초과일 경우 2차 가공 취성이 발생할 수 있으며, 이러한 경우, 저온 충격 특성에 악영향을 미칠 수 있다.
황(S)
일 실시예에서, 황(S)은 망간과 결합하여 MnS 와 같은 비금속개재물을 형성하고, 저융점 원소로서 입계 편석 가능성이 높아 인성을 저하시키는 요소이다.
구체적으로, 본 발명에서는 황의 함량을 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%로 제한한다. 이를 통해, 유화물의 형성을 방지하여 특수 선박용 강재의 가공 후 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.
니켈( Ni )
일 실시예에서, 니켈(Ni)은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다. 특히, 니켈(Ni)은 저온 충격인성을 향상시키는데 효과적인 원소이므로, 가공성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 니켈(Ni)은 특수 선박용 강재 전체 중량의 3.50 중량% 내지 3.60 중량%로 첨가된다. 니켈(Ni)의 함량이 3.50 중량% 미만일 경우에는 소재의 강도 및 저온 인성의 향상 효과가 미미할 수 있다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 3.60 중량%를 초과할 경우에는 강재에 조직 불균형을 야기하여 최종제품에 크랙을 발생시킬 수 있다.
크롬(Cr)
일 실시예에서, 크롬(Cr)은 페라이트를 안정화하여 강재의 연신율을 향상시키며, 강재의 경화능 및 강도 향상에 기여하는 원소이다.
구체적으로, 크롬은 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.05 중량% 내지 0.20 중량%로 첨가된다. 크롬의 함량이 0.05 중량% 미만일 경우, 강도향상 효과가 불충분하다. 반대로, 크롬의 함량이 0.20 중량%를 초과하는 경우, 부식피트가 과도하게 발생할 수 있으며, 용접성이 저하되며, 강도와 연성의 균형이 깨질 수 있다.
몰리브덴( Mo )
몰리브덴(Mo)은 경화능 및 강도 향상에 기여하고, 강재의 담금질성을 향상시킨다.
상기 몰리브덴(Mo)은 특수 선박용 강재 전체 중량의 0.025 중량% 내지 0.03 중량%로 첨가된다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.025 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 0.03 중량%를 초과할 경우에는 저온 인성 및 용접성을 크게 저해시킬 수 있다.
니오븀( Nb )
니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 탄화물 또는 질화물을 형성한다. 니오븀계 탄화물 또는 질화물은 압연 시 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강판의 강도와 저온인성을 향상시킨다.
상기 니오븀(Nb)의 함량은 0.02 중량% 내지 0.03 중량% 일 수 있다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.02 중량% 미만일 경우, 그 첨가에 의한 효과가 미미하다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.03 중량%를 초과할 경우, 재질 편차가 높아질 수 있다.
알루미늄(Al)
상기 합금조성은 제강 시의 탈산을 위해 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
상기 알루미늄(Al)의 함량은 0.033 중량% 내지 0.034 중량% 일 수 있다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.033 중량% 미만인 경우, 탈산 효과가 충분하지 않을 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.043 중량% 이상인 경우, 부식성이 높아질 수 있다.
일 실시예의 특수 선박용 강재는 전술한 합금 조성을 만족하는 합금원소들을 함유하며, 나머지는 실질적으로 철(Fe) 및 불가피한 원소들을 포함한다. 상기 불가피한 원소들은 원료, 자재, 제조설비 등의 상황에 따라 함유되는 원소로서, 강판의 특성을 과도하게 해치지 않는 범위에서 불순물로서 일부 혼입될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 전술한 특수 선박용 강재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 특수 선박용 강재의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 이를 참조하여, 본 발명 실시예들의 특수 선박용 강재의 제조 방법을 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 특수 선박용 강재 제조 방법은 제조된 강의 재가열 단계(S100), 퀀칭 단계(S200) 및 템퍼링 단계(S300)를 포함한다. 이때, 재가열 단계(S100)는 반드시 수행되어야 하는 것은 아니나, 석출물의 재고용 등의 효과를 도출하기 위해서는 실시된다. 이때, 상기 조성을 갖는 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.
구체적으로, 전술한 합금조성으로 이루어진 강은 연속주조공정에서 래들 퍼니스(Ladle Furnace)에서 각 성분의 함량을 조절하고, 탈산 및 탈황 공정을 수행한다. 이후, 진공 탈가스 설비(Vacuum Degasing)에서 용탕에 포함된 가스 함량을 제어한 후, 연속주조공정을 통하여 일정한 형상으로 주조하여 반제품 상태의 강을 형성한다.
강의 재가열 단계(S100)에서는 주조된 강의 반제품(예를 들면, 슬라브)를 950℃ 내지 1050℃에서 재가열한다. 상기 온도 범위로 저온가열을 함으로서, 강 반제품에서 발생하는 박리현상을 최소화하여 재료 표면에 편차를 발생하는 요소를 제거 하게 된다. 이를 통해, 제품이 완성 되었을 때 재질값(인장강도, 충격강도 등)의 편차를 저감할 수 있다. 950℃의 재가열 온도 미만에서는 압연부하가 과도하게 높아지고, 1050℃의 재가열 온도를 초과할 경우 재질 편차를 저감하기 어렵다.
퀀칭 단계(S200)에서는 900℃ 내지 950℃의 퀀칭개시온도(Quenching Start Temperature)에서 퀀칭을 수행한다. 상기 범위 내에서, 퀀칭온도가 상향되어 충분한 오스테나이트화(austenitenizing) 및 조직변태 효과가 구현될 수 있다. 퀀칭개시온도가 900℃ 미만이거나 950℃를 초과할 경우, 오스테나이트화(austenitenizing) 및 조직변태에 의한 효과가 불충분할 수 있다.
템퍼링 단계(S300)에서는 620℃ 내지 650℃에서 10℃/sec 내지 20℃/sec로 템퍼링(Tempering)한다. 템퍼링 온도가 620℃ 미만이거나 또는 650℃ 초과일 경우, 미세 베이나이트 조직의 생성이 어려울 수 있다. 또한, 냉각 속도가 10℃/sec 미만 또는 20℃/sec 초과일 경우, 강재의 단면 중심부와 표면의 편차가 커져 크랙이 발생할 수 있다.
템퍼링 수행 시간은 템퍼링 수행 강의 (두께×2.4)+30분 간 진행될 수 있다. 이러한 경우, 강재의 균일성이 더욱 향상될 수 있다.
본 발명은 전술한 특수 선박용 강재의 제조 방법 및 전술한 합금조성의 복합적인 작용에 의해, -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J인 특수 선박용 강재를 제공할 수 있다. 이러한 경우, 특수 선박용 강재는 특히 -89℃ 이하의 온도에서의 저온충격 특성이 우수한 에탄 운반선에 적용되기에 유리한 물성을 구현한다. 또한, 상기 특수 선박용 강재는 Ni에 의해 발생할 수 있는 조직 불균형으로 인한 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 특수 선박용 강재의 제조방법은 상기 특수 선박용 강재의 인장강도(TS)를 550MPa 내지 600MPa로 제어하고, 항복강도(YP)를 600MPa 내지 650MPa로 제어할 수 있다. 이러한 경우, 강재 전체 물성의 안정성이 우수할 뿐만 아니라, 특수 선박에 적용한 후에 발생하는 물성의 편차를 저감할 수 있으며, 에탄 운반선용 규격을 쉽게 만족할 수 있다.
상기 특수 선박용 강재의 제조방법은 상기 특수 선박용 강재가 평균 직경 0.1㎛ 내지 10㎛인 미세 템퍼리드 베이나이트 조직을 포함하도록 제어할 수 있다. 이러한 경우, 강재 전체 물성의 안정성을 향상시키고, 특수 선박에 적용한 후에 발생하는 물성의 편차를 저감하면서, -110℃ 저온충격 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 특수 선박용 강재의 제조방법에서 상기 특수 선박용 강재의 두께는 6mm 내지 25mm 이고, 상기 특수 선박은 에탄 운반선일 수 있다. 상기 범위에서, 강재를 특수 선박에 적용한 후에 발생하는 물성의 편차를 저감하는 효과가 증대될 뿐만 아니라, 제조비용을 절감할 수 있다.
실시예
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.
이하에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 강재 시편의 제조
하기 표 1에 기재된 합금조성을 이용하여, 슬라브를 제조하였다. 이와 같이 제조된 슬라브를 표 2에 기재된 공정조건으로 가공하여 실시예 1 내지 2 및 비교에 1의 강재를 제조하였다.
구분 두께 C Mn Si P S S-Al(min) Cu Cr Ni Nb Mo Ceq
실시예1 6~30 0.06 0.6 0.15 0.001 0.0005 0.033 - 0.05 3.6 0.02 0.025 0.389
실시예2 6~30 0.07 0.7 0.2 0.005 0.003 0.043 - 0.2 3.5 0.03 0.03 -
비교예1 6~25 0.08 0.7 0.3 0.01 0.005 0.032 0.05 0.08 3.6 - - 0.427
구분 Slab 재가열 온도 제조법 Quenching Start temperature Tempering Condition 냉각속도
(℃/s)
실시예 1 950℃ QT 900℃ 620℃ 10
실시예 2 1050℃ QT 950℃ 650℃ 20
비교예 1 1,150℃ QT 850~900℃ 600℃~620℃ 5~10
2. 물성평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제작한 강재에 대하여 인장강도, 항복강도, 항복비, 연신율 및 CVN(-110℃ 저온 충격강도)를 측정한 후 그 결과를 표 3에 나타내었다.
구 분 YP (MPa) TS (MPa) EL (%) CVN(-110℃)
실시예1 615 581 24 308J
비교예1 655 628 21 266J
3. 최종제품의 불량발생 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제작한 강재에 대하여 각각 3회씩 CVN(-110℃ 저온 충격강도)을 측정한 후, 그 분포에 따른 추세선을 각각 도 4(실시예 1) 및 도 5(비교예 1) 그래프로 나타내었다.
S100: 재가열 단계
S200: 퀀칭 단계
S300: 템퍼링 단계

Claims (8)

  1. 탄소(C) : 0.06 중량% 내지 0.07 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 중량% 내지 0.20 중량%, 망간(Mn) : 0.60 중량% 내지 0.70 중량%, 인(P) : 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%, 황(S) 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%, 니켈(Ni) : 3.50 중량% 내지 3.60 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.025 중량% 내지 0.03 중량%, 크롬(Cr) : 0.05 중량% 내지 0.20 중량%, 니오븀(Nb) : 0.02 중량% 내지 0.03 중량%, 알루미늄(Al) : 0.033 중량% 내지 0.043 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 함유하는 합금조성으로 이루어지며, 탄소당량(CEQ)이 0.1 내지 0.4이고,
    특수 선박용 강재의 -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J이고, 인장강도(TS) 550MPa 내지 600MPa 및 항복강도(YP) 600MPa 내지 650MPa을 만족하며, 평균 직경이 0.1㎛ 내지 10㎛인 미세 템퍼리드 베이나이트 조직을 포함하고, 두께가 6mm 내지 25mm 이고, 상기 특수 선박은 에탄 운반선인 특수 선박용 강재.
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  5. 탄소(C) : 0.06 중량% 내지 0.07 중량%, 실리콘(Si) : 0.15 중량% 내지 0.20 중량%, 망간(Mn) : 0.60 중량% 내지 0.70 중량%, 인(P) : 0.0005 중량% 내지 0.005 중량%, 황(S) 0.0005 중량% 내지 0.003 중량%, 니켈(Ni) : 3.50 중량% 내지 3.60 중량%, 몰리브덴(Mo) : 0.025 중량% 내지 0.03 중량%, 크롬(Cr) : 0.05 중량% 내지 0.20 중량%, 니오븀(Nb) : 0.02 중량% 내지 0.03 중량%, 알루미늄(Al) : 0.033 중량% 내지 0.043 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 탄소당량(CEQ)가 0.1 내지 0.4인 합금조성의 강을 950℃ 내지 1050℃에서 재가열하는 단계; 900℃ 내지 950℃의 퀀칭개시온도(Quenching Start Temperature)에서 퀀칭하는 단계; 및 620℃ 내지 650℃에서 10℃/sec 내지 20℃/sec의 속도로 템퍼링(Tempering)하는 단계;를 포함하고,
    특수 선박용 강재의 -110℃ 충격강도가 270J 내지 350J이고, 인장강도(TS) 550MPa 내지 600MPa 및 항복강도(YP) 600MPa 내지 650MPa을 만족하며, 평균 직경이 0.1㎛ 내지 10㎛인 미세 템퍼리드 베이나이트 조직을 포함하고, 두께가 6mm 내지 25mm 이고, 상기 특수 선박은 에탄 운반선인 특수 선박용 강재의 제조방법.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070003918A (ko) * 2004-03-11 2007-01-05 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 피삭성과 인성 및 용접성이 우수한 강판 및 그 제조 방법
KR20070021211A (ko) * 2004-05-24 2007-02-22 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 내피로균열 진전성이 우수한 강판 및 그 제조방법
JP2013104124A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Jfe Steel Corp 曲げ加工性に優れた直接焼入れ焼戻し型高張力鋼板およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070003918A (ko) * 2004-03-11 2007-01-05 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 피삭성과 인성 및 용접성이 우수한 강판 및 그 제조 방법
KR20070021211A (ko) * 2004-05-24 2007-02-22 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 내피로균열 진전성이 우수한 강판 및 그 제조방법
JP2013104124A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Jfe Steel Corp 曲げ加工性に優れた直接焼入れ焼戻し型高張力鋼板およびその製造方法

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