KR101808447B1 - Shape steel and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 형강 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고강도, 고내진, 저온충격보증의 형강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a section steel and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a section steel having a high strength, a high seismic resistance and a low temperature shock assurance and a manufacturing method thereof.
형강은 일반적으로 단면 형상이 다각적으로 변화를 가지는 강재를 의미한다. 최근에 형강은 대형 건축물의 기둥과 같은 구조용 강재로 적용되고 있으며, 지하철, 교량 등의 토목용 가설재와 기초용 말뚝으로도 적용되고 있다. 형강은 연속 주조로 제조된 블룸(Bloom), 빌렛(Billet), 빔블랭크(Beam blank) 등의 주편을 열간압연함으로써 제조될 수 있다.The section steel generally means a steel material whose sectional shape varies in a multitude of ways. In recent years, section steel has been applied to structural steel such as pillars of large buildings, and it has also been applied to civil engineering works such as subways, bridges, and piles for foundations. The section steel can be produced by hot rolling a cast such as a bloom, a billet, a beam blank or the like manufactured by continuous casting.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0056765호(2014.05.12 공개, 발명의 명칭 : 형강 및 그 제조 방법)가 있다.Related Prior Art Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0056765 (published on May 1, 2014, titled invention: section steel and its manufacturing method) is available.
본 발명은 고강도 및 고내진 특성을 가지면서, 저온에서의 내충격성을 보증할 수 있는 형강을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a section steel having high strength and high seismic resistance and capable of ensuring impact resistance at low temperatures.
본 발명은 제어 압연 공정을 적용하지 않고서도 상기의 재질 특성을 보증할 수 있는 형강의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a steel section capable of ensuring the above-mentioned material characteristics without applying a control rolling process.
본 발명의 일 측면에 따른 형강의 제조 방법이 개시된다. 상기 형강의 제조 방법은 탄소(C) 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) 0.25 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) 1.40 ~ 1.60 중량%, 알루미늄(Al) 0.01 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) 0.05 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) 0.010 ~ 0.015 중량%, 질소 150 ~ 200 ppm, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 1220 내지 1260℃로 재가열하는 단계; 상기 강재를 압연종료온도 850 ~ 890℃가 되도록 열간 압연하는 단계; 및 상기 열간 압연된 강재를 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 QST 냉각은 복열 온도를 630 ~ 680 ℃로 제어하면서 진행된다.A method of manufacturing a section steel according to one aspect of the present invention is disclosed. The method of manufacturing a steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet comprises 0.05 to 0.10 wt% of carbon (C), 0.25 to 0.35 wt% of silicon (Si), 1.40 to 1.60 wt% of manganese (Mn) Reheating a steel material composed of 0.05 to 0.10% by weight of titanium (Ti), 0.010 to 0.015% by weight of titanium (Ti), 150 to 200 ppm of nitrogen, remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities to 1220 to 1260 캜; Hot rolling the steel material to a rolling finish temperature of 850 to 890 ° C; And quenching & self-tempering (QST) cooling the hot rolled steel. At this time, the QST cooling proceeds while controlling the double-heat temperature to 630 to 680 ° C.
일 실시 예에 있어서, 상기 강재는 인(P) 0 초과 0.012 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.003 중량% 이하를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the steel may further comprise more than 0 to 0.012 wt.% Of phosphorus (P) and no more than 0.003 wt.% Of sulfur (S).
다른 실시 예에 있어서, 상기 QST 냉각 후에, 상기 형강은 항복강도(YS) 460MPa 이상, 항복비(YR) 0.85 이하, 및 -5℃ 에서 100J 이상의 저온충격치를 가질 수 있다.In another embodiment, after the QST cooling, the section steel may have a YST of at least 460 MPa, a yield ratio (YR) of at most 0.85, and a low temperature impact of at least 100 J at -5 DEG C.
본 발명의 다른 측면에 따른 형강은, 탄소(C) 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) 0.25 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) 1.40 ~ 1.60 중량%, 알루미늄(Al) 0.01 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) 0.05 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) 0.010 ~ 0.015 중량%, 질소 150 ~ 200 ppm, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지고, 항복강도(YS) 460MPa 이상, 항복비(YR) 0.85 이하, 및 -5℃ 에서 100J 이상의 저온충격인성을 가진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a steel sheet comprising 0.05 to 0.10 wt% of carbon (C), 0.25 to 0.35 wt% of silicon (Si), 1.40 to 1.60 wt% of manganese (Mn) (Y) of 460 MPa or more, a yield ratio (YS) of 460 MPa or more, and a yield ratio (Y) of 0.05 to 0.10% by weight of vanadium (V), 0.010 to 0.015% YR) of not more than 0.85, and a low temperature impact toughness of not less than 100 J at -5 deg.
일 실시 예에 있어서, 상기 형강은 인(P) 0 초과 0.012 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.003 중량% 이하를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the section steel may further contain phosphorus (P) in an amount of more than 0 to 0.012 wt% and sulfur (S) in an amount of more than 0 to 0.003 wt%.
다른 실시 예에 있어서, 상기 형강은 570 내지 720 MPa의 인장강도 및 20% 이상의 연신율을 가질 수 있다.In another embodiment, the section steel may have a tensile strength of 570 to 720 MPa and an elongation of 20% or more.
본 발명의 실시 예에 따르면, 합금 원소 설계, 열간 압연 및 냉각 후 제품 복열 온도 제어를 통해, 통상적으로 제어 압연이 불가능한 조건(일 예로서, 압연종료온도 850℃ 이상, 압연비 3배(3S) 이하)에서, 항복강도(YS) 460MPa 이상, 항복비(YR) 0.85 이하, 및 -5℃ 에서의 100J 이상의 저온충격치를 확보할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to perform the controlled rolling at a condition (for example, a rolling finish temperature of 850 DEG C or higher, a rolling ratio of 3 times (3S), or the like) (YS) of not less than 460 MPa, a yield ratio (YR) of not more than 0.85, and a low temperature impact value of not less than 100 J at -5 DEG C can be secured.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 형강의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 형강 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a section steel according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the section steel will be described in detail. The terms used below are appropriately selected terms in consideration of functions in the present invention, and definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
최근에 초고층 건물의 수요가 증가함에 따라 고강도 건축구조용 형강의 수요도 증가하고 있다. 고강도 건축구조용 형강의 경우, 일 예로서, 고강도, 고내진, 및 저온충격인성과 같은 재질 특성에 대한 보증이 요구되고 있다. 이와 같이, 강도 및 충격 인성을 동시에 확보하는 방법으로는, 강판 내 결정립을 미세화하는 방법이 적용되고 있으며, 통상적으로 제어 압연 기술을 적용하여 구현하고 있다.Recently, the demand for high-strength structural structural steel has increased as the demand for high-rise buildings has increased. In the case of high strength structural structural steel, for example, there is a demand for assurance of material properties such as high strength, high seismic resistance and low temperature impact toughness. As such a method of securing the strength and the impact toughness at the same time, a method of making the crystal grains in the steel sheet finer is applied, and is usually implemented by applying the control rolling technique.
하지만, 제어 압연 기술의 경우, 종래보다 낮은 온도인 이상(2 phase) 영역에서 압연이 진행되고, 보다 큰 압하율로 진행되므로, 종래의 압연 설비로서는 상대적으로 큰 압연 부하를 부담해야하는 어려움이 있다. However, in the case of the control rolling technique, since the rolling progresses in the region of 2 phases, which is lower than the conventional one, and the rolling is progressed at a larger reduction rate, there is a difficulty in bearing a relatively large rolling load in the conventional rolling facility.
후술하는 본 발명의 실시 예에서는 상기 제어 압연 공정을 적용하지 않으면서도, 고강도 및 고내진 특성을 가지면서 저온에서의 내충격성을 보증할 수 있는 형강 및 그 제조 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention to be described later provide a section steel having high strength and high seismic properties and assuring impact resistance at low temperatures without applying the control rolling process and a method of manufacturing the same.
형강Section steel
본 발명의 일 실시 예에 따르는 형강은 탄소(C) 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) 0.25 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) 1.40 ~ 1.60 중량%, 알루미늄(Al) 0.01 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) 0.05 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) 0.010 ~ 0.015 중량%, 질소 150 ~ 200 ppm, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 또한, 상기 형강은 인(P) 0 초과 0.012 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.003 중량% 이하를 더 포함할 수 있다.The steel sheet according to an embodiment of the present invention may contain 0.05 to 0.10 wt% of carbon (C), 0.25 to 0.35 wt% of silicon (Si), 1.40 to 1.60 wt% of manganese (Mn), 0.01 to 0.05 wt% of aluminum (Al) 0.05 to 0.10% by weight of vanadium (V), 0.010 to 0.015% by weight of titanium (Ti), 150 to 200 ppm of nitrogen, balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities. In addition, the section steel may further contain phosphorus (P) in an amount of more than 0 to 0.012 wt%, and sulfur (S) in an amount of more than 0 to 0.003 wt%.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 형강에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명한다.Hereinafter, the role and content of each component included in a section steel according to an embodiment of the present invention will be described.
탄소(C)Carbon (C)
탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가되며, 용접성에 가장 큰 영향을 미치는 원소이다. 상기 탄소(C)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재의 전체 중량의 0.05 내지 0.10 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 탄소의 함량이 전체 중량의 0.05 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소의 함량이 전체 중량의 0.10 중량%를 초과할 경우에는 모재의 충격 인성을 저하시킬 수 있으며, 전기저항용접(ERW)시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있을 수 있다.Carbon (C) is added to secure strength and is the most influential element in weldability. The carbon (C) may be added at a content ratio of 0.05 to 0.10% by weight based on the total weight of the steel material according to an embodiment of the present invention. When the content of carbon is less than 0.05 wt% of the total weight, it may be difficult to secure sufficient strength. On the contrary, if the content of carbon exceeds 0.10% by weight of the total weight, impact toughness of the base material may be lowered, and weldability may be deteriorated during electrical resistance welding (ERW).
실리콘(Si)Silicon (Si)
본 발명에서 실리콘(Si)은 알루미늄(Al)과 함께 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘은 고용강화 효과도 가질 수 있다. 상기 실리콘은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재의 전체 중량의 0.25 내지 0.35 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 실리콘의 함량이 전체 중량의 0.25 중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘의 함량이 전체 중량의 0.35 중량%를 초과하여 다량 첨가시 강의 용접성을 저하시키며, 재가열 및 열간압연 시에 적 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있다. In the present invention, silicon (Si) is added together with aluminum (Al) as a deoxidizer to remove oxygen in the steel in the steelmaking process. Silicon can also have a solubility enhancing effect. The silicon may be added at a content ratio of 0.25 to 0.35 wt% of the total weight of the steel according to one embodiment of the present invention. If the content of silicon is less than 0.25 wt% of the total weight, the effect of adding silicon can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of silicon exceeds 0.35% by weight of the total weight, addition of a large amount decreases the weldability of the steel and may cause a problem of surface quality by generating red scale during reheating and hot rolling.
망간(Mn)Manganese (Mn)
망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소로서, 고용 강화에 효과적이다. 또한, 망간(Mn)은 강의 경화능을 증가시킬 수 있다. 망간은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재의 전체 중량의 1.40 내지 1.60 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 망간의 함량이 1.40 중량% 보다 작을 경우, 고용 강화의 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 또한, 망간의 함량이 1.60 중량%를 초과할 경우, 용접성이 저하되고, MnS 개재물 및 중심 편석(center segregation)이 발생하여 강재의 연성이 저하되고 내부식성이 저하될 수 있다. Manganese (Mn) is an austenite stabilizing element and is effective for strengthening the solid solution. In addition, manganese (Mn) can increase the hardenability of the steel. The manganese may be added at a content ratio of 1.40 to 1.60 wt% of the total weight of the steel according to one embodiment of the present invention. When the content of manganese is less than 1.40 wt%, the effect of solid solution strengthening can not be sufficiently exhibited. When the content of manganese exceeds 1.60% by weight, the weldability is lowered, MnS inclusions and center segregation are generated, so that the ductility of the steel is lowered and the corrosion resistance is lowered.
알루미늄(Al)Aluminum (Al)
알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 제강 공정에 첨가된다. 또한, AlN으로 강 중에 석출하여 결정립 미세화에 기여할 수 있다. 상기 알루미늄은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재 중량의 0.01 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 알루미늄의 함량이 0.01 중량% 미만이면 탈산효과가 미흡하고, 0.05 중량%를 초과하면 연주에 어려움이 있어 생산성을 떨어뜨리며, 비금속개재물인 알루미나(Al2O3)를 형성하여 연성 및 인성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.Aluminum (Al) is added to the steelmaking process as a deoxidizer to remove oxygen in the steel. Further, AlN precipitates in the steel to contribute to grain refinement. The aluminum may be added at a content ratio of 0.01 to 0.05% by weight of the steel material according to an embodiment of the present invention. When the content of aluminum is less than 0.01% by weight, the effect of deoxidation is insufficient. When the content of aluminum is more than 0.05% by weight, it is difficult to perform and the productivity is deteriorated, and alumina (Al 2 O 3 ) There may be a problem.
바나듐(V)Vanadium (V)
바나듐(V)은 압연 중 석출물을 형성하여 강도를 증가시키는 효과가 있으며, 특히, 질소 첨가량에 따라 석출량을 제어할 수 있다. 또한, 바나듐은 결정립계에 피닝으로 작용하여 강도 향상에 기여할 수 있다. Vanadium (V) has the effect of increasing the strength by forming precipitates during rolling, and in particular, the precipitation amount can be controlled according to the amount of nitrogen added. In addition, vanadium acts as a pinning to the grain boundaries and can contribute to the improvement of strength.
상기 바나듐은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재 중량의 0.05 ~ 0.10 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 바나듐의 함량이 0.05 중량% 미만이면 상기 효과를 충분히 확보하기 어렵다. 반면에, 바나듐의 함량이 0.10 중량%를 초과하면 저온충격인성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.The vanadium may be added in an amount of 0.05 to 0.10 weight% of the weight of the steel according to one embodiment of the present invention. If the content of vanadium is less than 0.05% by weight, it is difficult to sufficiently secure the above effect. On the other hand, if the content of vanadium exceeds 0.10 wt%, the low-temperature impact toughness may be deteriorated.
티타늄(titanium( TiTi ))
티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 Ti(C, N) 석출물을 생성시킬 수 있다. 이로써, 용접시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부의 조직을 미세화시켜, 강의 인성 및 강도를 향상시킬 수 있다.Titanium (Ti) can generate Ti (C, N) precipitates having high stability at high temperatures. As a result, it is possible to improve the toughness and strength of the steel by inhibiting the growth of austenite crystal grains during welding and making the structure of the welded portion finer.
상기 티타늄은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재 중량의 0.010 ~ 0.015 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 상기 티타늄의 함량이 0.010 중량% 미만일 경우 상기 효과를 충분히 확보하기 힘들다. 반면에, 상기 티타늄의 함량이 0.015 중량%를 초과하는 경우, 조대한 석출물을 생성시킴으로써 강의 저온충격인성을 저하시킬 수 있다.The titanium may be added at a content ratio of 0.010 to 0.015% by weight of the steel material according to an embodiment of the present invention. If the content of titanium is less than 0.010 wt%, it is difficult to sufficiently secure the above effect. On the other hand, when the content of titanium exceeds 0.015% by weight, the coarse precipitate may be formed to lower the impact resistance at low temperatures.
질소(N)Nitrogen (N)
질소(N)는 TiN, AlN, BN, (Ti-Nb)N, (Ti-V)N, VN 등의 석출물을 형성시킬 수 있다. 본 발명의 경우, 질소(N)의 양을 종래보다 증가시켜 상기 석출물들의 양을 증가시켜 강도를 증가시킨다. 일 예로서, 상기 질소는, 바나듐(V): 질소(N)의 중량비가 3:1을 유지할 수 있다. 본 발명에서는 질소 첨가량을 증가시켜 강도를 증가시키고, 이에 따르는 충격 인성 저하는 형강 제조시의 복열 과정을 통해 상쇄시키는 방법을 적용한다. Nitrogen (N) can form precipitates such as TiN, AlN, BN, (Ti-Nb) N, (Ti-V) N and VN. In the case of the present invention, the amount of nitrogen (N) is increased as compared with the prior art, thereby increasing the amount of the precipitates to increase the strength. As an example, the nitrogen may maintain a weight ratio of vanadium (V): nitrogen (N) of 3: 1. In the present invention, a method of increasing the amount of nitrogen to increase the strength, and thereby lowering the impact toughness by means of a double heat process at the time of manufacturing the steel strip, is applied.
상기 질소는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재 중량의 150 내지 200 ppm의 함량으로 첨가될 수 있다. 상기 질소의 함량이 150 ppm 미만일 경우 상기 효과를 충분히 확보하기 힘들다. 반면에, 상기 질소의 함량이 200 ppm을 초과하는 경우, 충격 인성이 과도하게 저하될 수 있다. The nitrogen may be added in an amount of 150 to 200 ppm of the weight of the steel according to an embodiment of the present invention. If the content of nitrogen is less than 150 ppm, it is difficult to sufficiently secure the above effect. On the other hand, if the nitrogen content exceeds 200 ppm, impact toughness may be excessively lowered.
인(P)In (P)
인(P)은 고용 강화에 의해 강도의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 인(Ti)은 강재 중량의 0 초과 0.012 중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 인의 함량이 0.012 중량%를 초과하는 경우에는 석출거동에 의해 저온 충격치가 저하되는 문제가 있다. Phosphorus (P) enhances the strength of the strength by solid solution strengthening and can function to inhibit the formation of carbide. The phosphorus (Ti) may be added in a content ratio of not less than 0 to 0.012 wt% of the weight of the steel. When the phosphorus content exceeds 0.012 wt%, there is a problem that the low temperature impact value is lowered due to the precipitation behavior.
황(S)Sulfur (S)
황(S)은 미세 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킬 수 있다. 상기 황은 강재 중량의 0 초과 0.003 중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 황의 함량이 0.003 중량%를 초과할 경우, 인성 및 용접성을 저해하고, 저온 충격치를 저하시킬 수 있다.Sulfur (S) can form precipitates of fine MnS to improve workability. The sulfur may be added at a content of less than 0.003% by weight of the steel mass. When the content of sulfur exceeds 0.003% by weight, toughness and weldability are impaired and the low temperature impact value can be lowered.
상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 형강은 항복강도(YS) 460MPa 이상, 항복비(YR) 0.85 이하, 및 -5℃ 에서 100J 이상의 저온충격인성을 가질 수 있다. 또한, 상기 형강은 570 내지 720 MPa의 인장강도를 가질 수 있으며, 20% 이상의 연신율을 가질 수 있다.The section steel having the alloy element composition as described above can have a low temperature impact toughness of YS of 460 MPa or more, a yield ratio (YR) of 0.85 or less, and a temperature of -500C or more. In addition, the section steel may have a tensile strength of 570 to 720 MPa and may have an elongation of 20% or more.
형강의Section 제조 방법 Manufacturing method
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 형강의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 우수한 내화 특성을 가지는 형강의 제조 방법은 재가열 단계(S110), 열간 압연 단계(S120) 및 QST(Quenching & Self-Tempering) 단계(S130)를 포함한다. 1 is a flowchart schematically showing a method of manufacturing a steel sheet according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a steel having excellent refractory characteristics according to an embodiment of the present invention includes a reheating step S110, a hot rolling step S120, and a Quenching & Self-Tempering (QST) step S130 .
먼저, 재가열 단계(S110)에서는, 소정 조성의 강재를 재가열한다. 상기 강재는 제강 공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 제조될 수 있다. 상기 강재는 일 예로서, 빔 블랭크일 수 있다. First, in the reheating step S110, the steel material having a predetermined composition is reheated. The steel may be manufactured through a continuous casting process after obtaining a molten steel having a desired composition through a steelmaking process. The steel material may be, for example, a beam blank.
상기 강재는 탄소(C) 0.05 ~ 0.10 중량%, 실리콘(Si) 0.25 ~ 0.35 중량%, 망간(Mn) 1.40 ~ 1.60 중량%, 알루미늄(Al) 0.01 ~ 0.05 중량%, 바나듐(V) 0.05 ~ 0.10 중량%, 티타늄(Ti) 0.010 ~ 0.015 중량%, 질소 150 ~ 200 ppm, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. Wherein the steel material comprises 0.05 to 0.10 wt% of carbon (C), 0.25 to 0.35 wt% of silicon (Si), 1.40 to 1.60 wt% of manganese (Mn), 0.01 to 0.05 wt% of aluminum (Al) 0.010 to 0.015 wt.% Of titanium (Ti), 150 to 200 ppm of nitrogen, balance iron (Fe) and other unavoidable impurities.
일 실시 예에서, 상기 강재는 1220 내지 1260 ℃의 온도에서 재가열될 수 있다. 상기 강재는 상술한 온도에서 재가열될 때, 연속주조 공정 시에 편석된 성분이 재고용될 수 있다. 재가열온도가 1220℃보다 낮을 경우, 각종 탄화물의 고용이 충분하지 않을 수 있으며, 연속주조공정시 편석된 성분들이 충분히 고르게 분포되지 않는 문제가 있을 수 있다. 재가열온도가 1260℃를 초과할 경우, 매우 조대한 오스테나이트 결정립이 형성되어 강도 확보가 어려울 수 있다. 또한, 1260℃를 초과할 경우 가열 비용이 증가하고 공정 시간이 추가되어, 제조 비용 상승 및 생산성 저하를 가져올 수 있다.In one embodiment, the steel may be reheated at a temperature between 1220 and 1260 ° C. When the steel material is reheated at the above-mentioned temperature, the segregated components in the continuous casting process can be reused. When the reheating temperature is lower than 1220 占 폚, solidification of various carbides may not be sufficient and there may be a problem that the segregated components are not distributed evenly in the continuous casting process. When the reheating temperature exceeds 1260 ° C, very coarse austenite grains are formed and it may be difficult to ensure strength. If the temperature is higher than 1260 DEG C, the heating cost is increased and the process time is increased, resulting in an increase in manufacturing cost and a decrease in productivity.
열간 압연 단계(S120)에서, 재가열된 상기 강재를 열간 압연한다. 상기 열간 압연은 압연종료온도가 850 내지 890℃가 되도록 제어될 수 있다. 상기 압연종료온도가 850℃ 미만이면, 미재결정 영역에서의 압연이 진행됨으로써, 압연 부가가 커질 수 있으며, 압연 결과물인 형강의 항복비가 높아질 수 있다. 또한, 상기 압연종료온도가 980℃를 초과하면, 목표하는 강도 및 인성 확보가 어려울 수 있다.In the hot rolling step (S120), the reheated steel is hot-rolled. The hot rolling can be controlled so that the rolling end temperature is 850 to 890 캜. If the rolling finish temperature is less than 850 DEG C, the rolling in the non-recrystallized region proceeds, so that the rolled portion can be enlarged and the yield ratio of the steel resulting from rolling can be increased. If the rolling finish temperature exceeds 980 占 폚, it may be difficult to secure the desired strength and toughness.
QST(Quenching & Self-Tempering) 단계(S130)에서, 상기 열간 압연된 형강을 냉각 및 자가 템퍼링 처리한다. 상기 냉각은 상기 형강에 대해 냉각수를 분사하는 켄칭(quenching) 방법을 적용한다. 또한 상기 QST 단계는, 상기 형강의 이송 속도, 또는 분사되는 냉각수의 수량을 제어함으로써, 상기 형강의 복열 온도를 630 ~ 680 ℃로 제어된 상태로 진행될 수 있다. In the Quenching & Self-Tempering (QST) step (S130), the hot-rolled section steel is cooled and self-tempered. The cooling uses a quenching method of spraying cooling water on the section steel. Also, the QST step may be controlled by controlling the feed rate of the section steel or the number of the cooling water injected so as to control the double-heating temperature of the section steel at 630 to 680 캜.
본 발명의 실시 예에서는, 고강도 확보는 바나듐 및 질소를 포함하는 합금 성분 설계를 통해 진행하고, 저온인성확보는 상기 냉각시의 복열 온도 제어를 통해 진행할 수 있다.In the embodiment of the present invention, securing the high strength proceeds through the design of an alloy component containing vanadium and nitrogen, and ensuring the low temperature toughness can proceed through the double temperature control at the time of cooling.
상술한 제조 방법을 통하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 형강을 제조할 수 있다. 상기 제조된 형강은, 항복강도(YS) 460MPa 이상, 항복비(YR) 0.85 이하, 및 -5℃ 에서 100J 이상의 저온충격인성을 가질 수 있다. 또한, 상기 형강은 570 내지 720 MPa의 인장강도를 가질 수 있으며, 20% 이상의 연신율을 가질 수 있다.Through the above-described manufacturing method, a section steel according to an embodiment of the present invention can be manufactured. The formed steel may have a low-temperature impact toughness of not less than 460 MPa in yield strength (YS), not more than 0.85 in yield ratio (YR), and not less than 100 J in -5 캜. In addition, the section steel may have a tensile strength of 570 to 720 MPa and may have an elongation of 20% or more.
실시예Example
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세하게 나타내는 바람직한 실시예를 개시하도록 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며, 본 발명의 사상이 하기의 실시 예에 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It should be understood, however, that this is a preferred embodiment of the present invention and that the spirit of the present invention is not limited to the following embodiments.
1. 시편의 제조1. Preparation of specimens
표 1의 주요 합금 원소 조성을 가지는 비교예 1 ~ 5 및 실시예 1 ~ 5의 시편을 표 2의 공정 조건을 각각 진행하여 제조하였다.The specimens of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 5 having the main alloying element compositions of Table 1 were prepared by proceeding the process conditions of Table 2, respectively.
상기 시편들은 각각 압연 종료 후에, 표 2의 복열 온도를 유지하면서 QST 처리를 진행하였다.After completion of rolling, the above-mentioned specimens were subjected to QST treatment while maintaining the repetition temperature of Table 2.
2. 기계적 물성 평가2. Evaluation of mechanical properties
표 3은 비교예 1 ~ 5 및 실시예 1 ~ 5에 따른 시편의 기계적 물성 평가 결과를 나타내고 있다.Table 3 shows the results of evaluating the mechanical properties of the specimens according to Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 5.
(MPa)The tensile strength
(MPa)
(MPa)Yield strength
(MPa)
표 1 내지 3을 참조하면, 비교예 1 및 2 시편은 본 발명에서 제안하는 질소 첨가량의 하한치를 하회하고 있다. 비교예 3의 시편은 본 발명에서 제안하는 질소 첨가량의 상한치를 상회하고 있다. 비교예 4의 시편은 본 발명에서 제안하는 복열 온도의 상한치를 상회하고 있다. 비교예 5의 시편은 본 발명에서 제안하는 복열온도의 하한치를 하회하고 있다.Referring to Tables 1 to 3, the specimens of Comparative Examples 1 and 2 are lower than the lower limit of the nitrogen addition amount proposed in the present invention. The specimen of Comparative Example 3 exceeds the upper limit of the nitrogen addition amount proposed in the present invention. The specimen of Comparative Example 4 exceeds the upper limit value of the double-reflex temperature proposed in the present invention. The specimen of Comparative Example 5 is lower than the lower limit of the double heat temperature proposed in the present invention.
본 발명의 실시예 1 ~ 5 시편은 인장강도, 항복강도, 항복비, 연신율 및 저온충격인성의 목표치를 모두 만족하였다. 이에 반해, 비교예 1 및 2 시편은 항복 강도의 목표치를 만족하지 못하였다. 또한, 비교예 3 시편은 저온충격인성의 목표치를 만족하지 못하였으며, 비교예 4 시편은 항복강도의 목표치를 만족하지 못하였다. 비교예 5 시편은 항복비의 목표치를 만족하지 못하였다.The specimens of Examples 1 to 5 of the present invention all satisfied the target values of tensile strength, yield strength, yield ratio, elongation and low-temperature impact toughness. On the other hand, the specimens of Comparative Examples 1 and 2 did not satisfy the target value of the yield strength. In addition, the specimen of Comparative Example 3 did not satisfy the target value of the low temperature impact toughness, and the specimen of Comparative Example 4 did not satisfy the target value of the yield strength. Comparative Example 5 The specimen did not meet the target value of the yield ratio.
상술한 바와 같이 본 발명을 실시예를 통해 설명하였지만, 반드시 개시된 실시예 뿐만 아니라, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 개시된 실시예로부터 도출할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포함한다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the invention has been described by way of example and in terms of the preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. As will be understood by those skilled in the art. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
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Claims (6)
(b) 상기 강재를 압연종료온도 850 ~ 890℃가 되도록 열간 압연하는 단계; 및
(c) 상기 열간 압연된 강재를 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각하는 단계를 포함하되,
상기 QST 냉각은 복열 온도를 630 ~ 680 ℃로 제어하면서 진행되며,
(c) 단계 후에,
항복강도(YS) 460MPa 이상, 항복비(YR) 0.85 이하, 및 -5℃ 에서 100J 이상의 저온충격치를 가지는
형강의 제조 방법.
(a) from 0.05 to 0.10 wt% of carbon (C), from 0.25 to 0.35 wt% of silicon (Si), from 1.40 to 1.60 wt% of manganese (Mn), from 0.01 to 0.05 wt% of aluminum (Al) Reheating the steel material to 1220 to 1260 占 폚, the steel comprising 0.010 to 0.015% by weight of titanium (Ti), 150 to 200 ppm of nitrogen, the balance of Fe and other unavoidable impurities;
(b) hot rolling the steel to a rolling finish temperature of 850 to 890 캜; And
(c) cooling the hot-rolled steel by Quenching & Self-Tempering (QST)
The QST cooling is performed while controlling the double-heating temperature to 630 to 680 DEG C,
After step (c)
Having a yield strength (YS) of 460 MPa or more, a yield ratio (YR) of 0.85 or less, and a low-
(METHOD FOR MANUFACTURING SHEET.
(a) 단계에 있어서,
상기 강재는 인(P) 0 초과 0.012 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.003 중량% 이하를 더 포함하는
형강의 제조 방법.
The method according to claim 1,
In the step (a)
Wherein said steel further comprises less than 0.012 wt.% Of phosphorus (P) and less than 0.003 wt.% Of sulfur (S)
(METHOD FOR MANUFACTURING SHEET.
형강.
(Al), 0.05 to 0.10 wt% of vanadium (V), 0.05 to 0.10 wt% of carbon (C), 0.25 to 0.35 wt% of silicon (Si), 1.40 to 1.60 wt% (YS) of at least 460 MPa, a yield ratio (YR) of at most 0.85, and at -5 占 폚. Having a low temperature impact toughness of 100 J or more
Section steel.
인(P) 0 초과 0.012 중량% 이하, 황(S) 0 초과 0.003 중량% 이하를 더 포함하는
형강.
5. The method of claim 4,
(P) more than 0 and not more than 0.012 wt%, and sulfur (S) more than 0 and not more than 0.003 wt%
Section steel.
570 내지 720 MPa의 인장강도 및 20% 이상의 연신율을 가지는
형강.5. The method of claim 4,
Having a tensile strength of 570 to 720 MPa and an elongation of 20% or more
Section steel.
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- 2016-09-20 KR KR1020160119765A patent/KR101808447B1/en active IP Right Grant
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