KR101813351B1 - Method for evaluating brittle fracture propagation arrestability of thick steel plate - Google Patents
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Abstract
후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 소형 시험으로 평가하는 간이한 수법을 제공한다. 소형 시험으로서, 채취 위치가 판두께 중심부 위치이고, 프레스 노치가 취성 균열의 전파 방향으로 도입된 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편에 의한 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험을 행하고, 상기 샤르피 충격 시험에서 구한 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도 (℃) : pT40J 에 기초하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가한다.And provides a simple method of evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet after a small test. As a small test, a deformation press notch Charpy impact test was carried out by a deformation press notch Charpy impact test piece in which the picking position was the central position of the plate thickness and the press notch was introduced in the direction of propagation of the brittle crack, and the deformation press notch The brittle fracture propagation stopping performance is evaluated based on the temperature (캜) at which the Charpy absorbed energy is 40 J: pT 40J .
Description
본 발명은 선박, 해양 구조물, 저온 저장 탱크 및 건축·토목 구조물 등의 대형 구조물에 사용되는 후강판, 특히 판두께가 50 ㎜ 이상인 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
선박, 해양 구조물, 저온 저장 탱크 및 건축·토목 구조물 등의 대형 구조물에 있어서는, 취성 파괴에 수반되는 사고가 경제나 환경에 미치는 영향이 커서 안전성의 향상이 항상 요구된다. 그리고, 사용되는 강재에 대해서는 사용 온도에 있어서의 인성이나 취성 파괴 전파 정지 성능을 가질 것이 요구되고 있다.In large structures such as ships, offshore structures, low-temperature storage tanks, and architectural and civil structures, accidents accompanied by brittle fracture have a great impact on the economy and the environment, and therefore safety is always required. It is required to have toughness and brittle fracture propagation stopping performance at the operating temperature with respect to the steel material to be used.
취성 파괴 전파 정지 성능의 평가는 ESSO 시험이나 이중 인장 시험으로 대표되는 대형 시험에 의해서 행해지는 것이 통례이다. 그러나, 이들 시험은 대형이기 때문에, 시험을 행하기 위해서 많은 일수나 비용을 필요로 하게 되어 간편하게 행하기 어려운 점이 문제이다.Evaluation of the brittle fracture propagation stopping performance is usually performed by a large test represented by an ESSO test or a double tensile test. However, since these tests are large, it takes a lot of days and costs to perform the test, which makes it difficult to carry out the test easily.
그 때문에, WES3003-1995 에 V 노치 샤르피 시험의 파면 천이 온도 vTrs 로부터 취성 파괴 전파 정지 성능을 예측하는 수법이 제정되어 있다. 그러나, 최근의 판두께 50 ㎜ 를 초과하는 재료에 대해서는 예측 정밀도가 나빠, 간편하게 평가하기 어려운 상황에 있다.Therefore, WES3003-1995 has established a technique for predicting the brittle fracture propagation stopping performance from the fracture surface transition temperature vTrs of the V-notch Charpy test. However, with respect to materials having a thickness exceeding 50 mm in recent years, the prediction accuracy is poor and it is difficult to evaluate easily.
이 문제를 해결하기 위해서, 대형 시험 대신에, 시험편 형상을 연구한 샤르피 충격 시험이나 낙중 시험 등 비교적 소형이고 간이한 평가 방법이 개발되어 있다. 낙중 시험에 대해서는, 보다 안정적으로 취성 파면으로부터 시험이 진행되도록, 시험편의 판두께 방향으로 압축 변형을 준 후, 프레스 노치에 의해서 시험편을 제작하는 방법이 특허문헌 1 에 제안되어 있다.In order to solve this problem, instead of the large test, a comparatively small and simple evaluation method such as a Charpy impact test or a drop test in which the shape of a test piece is studied has been developed. As for the weighing test, a method of producing a test piece by pressing notch after compression deformation of the test piece in the thickness direction of the test piece so that the test can proceed more stably from the brittle fracture surface is proposed in
샤르피 충격 시험에 대해서는, 샤르피 충격 시험편 대신에, 보다 효율적으로 취성 파면에서 시험을 진행시키는 방법으로서, 샤르피 충격 시험편의 노치에 상당하는 부분에 용접 비드를 쌓아 올린 후, 깊이 2 ㎜ 이하의 소 (saw) 노치를 형성한 시험편을 사용하는 것이 특허문헌 2 에 제안되어 있다.As for the Charpy impact test, as a method for advancing the test from the brittle fracture surface more efficiently in place of the Charpy impact test piece, a weld bead is piled up at a portion corresponding to the notch of the Charpy impact test piece, and then a saw having a depth of 2 mm or less ) Notch is used as the test piece.
비특허문헌 1 에는, 판두께 위치에 따라 인성에 분포가 있는 것에 기인하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 나타내는, ESSO 시험에 의해서 구해지는 Kca 값은 저인성 영역의 영향을 강하게 받는다고 하여, 각 판두께 위치에 있어서의 인성값을 그 강판의 면적 평균을 취한 값에, 추가로 판두께 중앙부의 값을 가중하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것이 기재되어 있다.In the
그 밖에, 판두께 효과를 고려한, 취성 파괴 전파 정지 성능의 간이 평가법으로서, 판두께 중심부와 표층부에서 채취한 시험편으로 3 점 굽힘 시험을 행하여 얻어진 결과로부터 Kca 값을 예측하는 방법이 특허문헌 3 에 제안되어 있다. 또, 특허문헌 4 에는, 특수 형상을 갖는 변형 샤르피 충격 시험편을 사용하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 기술이 제안되어 있다.In addition, as a simple evaluation method of the brittle fracture propagation stopping performance in consideration of the plate thickness effect, a method of predicting the Kca value from the results obtained by performing the three-point bending test using the test specimens obtained from the center portion of the plate thickness and the surface layer is proposed in
특허문헌 5 에는, 프레스 노치 샤르피 충격 시험편을 사용하여 판두께가 50 ㎜ 이상인 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 기술이 개시되어 있다. 그곳에는 판두께가 50 ㎜ 이상인 후강판의 판두께 중심부 및 표면으로부터 판두께의 1/4 위치에서 채취하고, 프레스 노치를 도입한 샤르피 충격 시험편을 사용하여 샤르피 충격 시험을 행하고, 시험편마다의 샤르피 충격 시험에서 얻어진 파면 천이 온도 vTrs* 에 기초하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법이 기재되어 있다.Patent Document 5 discloses a technique for evaluating brittle fracture propagation stopping performance of a steel sheet having a plate thickness of 50 mm or more using a press notch Charpy impact test piece. A Charpy impact test was carried out using a Charpy impact test piece having a plate thickness of 50 mm or more and a steel plate at the center of the plate thickness and at 1/4 of the plate thickness from the surface and a press notch was introduced. And evaluating the brittle fracture propagation stopping performance based on the fracture surface transition temperature vTrs * obtained in the test.
또, 특허문헌 6 에는, 판두께 50 ㎜ 이상의 후강판 전체의 어레스트 성능과, 후강판에서 채취한 소형 시험편을 사용한 시험 결과의 상관 관계를 고정밀도로 구하는 방법이 개시되어 있다. 그곳에는 소형 시험편을 판두께 방향을 따라서 복수 개 채취하고, 채취 위치에 따른 최적의 방법, 즉, 강판 표층은 낙중 시험, 강판 내부는 취성 파면율이나 흡수 에너지를 측정하는 방법으로 소형 시험을 행하고, 시험 결과를 적절히 조합하여 조합 결과로부터 대형 시험에서 얻어지는 Kca 값을 추정하는 것이 제안되어 있다.Also, Patent Document 6 discloses a method of highly precisely determining the correlation between the performance of an entire rear steel plate having a thickness of 50 mm or more and the test result using a small test piece obtained from a backing steel sheet. A plurality of small test pieces are taken there along the plate thickness direction, and a small test is carried out by an optimum method according to the picking position, that is, a fall test for the surface layer of the steel sheet and a method for measuring the brittle wave- It is proposed to appropriately combine the test results to estimate the Kca value obtained in the large-scale test from the combination result.
그러나, 특허문헌 1 ∼ 3 의 시험편의 채취 방법은 시험편의 크기나, 용접을 행한 후에 다시 가공하는 것 등, 시험편의 제작이 번잡하여 그다지 간편한 방법이라고는 말하기 어렵다. 특허문헌 4 의 기술은 시험편 형상이 특수하기 때문에 범용성이 부족하다. 또, 비특허문헌 1 에 기재되어 있는, 판두께 위치의 인성값을 고려하여 구한 Kca 값에 의해서 대형 시험 결과를 추정하는 방법에서는, 확실히 양자에 어느 정도의 상관은 인정된다. 그러나, 전체적으로는 편차가 커서, 대형 시험 대신에 채용할 수 있을 정도로는 일치하지 않는 것이 현상황이다.However, it is difficult to say that the method of collecting the test pieces of
특허문헌 5 나 특허문헌 6 의 기술은, 후강판의 판두께 방향의 복수 위치로부터 시험편을 채취하여 시험을 행하는 것이 필요하기 때문에, 시험편의 채취가 번잡하여 그다지 간편한 방법이라고는 말하기 어렵다.It is difficult to say that the technique of Patent Document 5 or Patent Document 6 is a very simple method because it is troublesome to collect a test piece because it is necessary to take a test piece from a plurality of positions in the thickness direction of the steel plate.
그래서, 본 발명은 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 소형 시험으로 평가하는 간단한 수법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a simple method of evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of a steel plate by a small test.
본 발명자들은 특허문헌 5 에 기재된 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법을 사용하여, 판두께가 50 ㎜ 이상인 후육재의 ESSO 시험에 의한 취성 파괴 전파 정지 성능과 프레스 노치를 도입한 프레스 노치 샤르피 시험편 혹은 변형 샤르피 시험편 (이하, 변형 프레스 노치 샤르피 시험편으로 한다.) 에 의한 샤르피 충격 시험 결과의 상관에 대해서 더욱 검토하여, 이하의 지견을 새롭게 얻었다. 도 4 에, 검토에 사용한 판두께가 50 ㎜ 이상인 후육재의 ESSO 시험편 파면의 모식도를 나타낸다. 취성 균열은 판두께 방향 단면에서 전파 거동이 상이하고, 판두께 중앙부의 취성 균열 길이가 표면부 근방의 취성 균열 길이보다 짧고, 판두께 중앙부가 패인 오목부를 형성하고 있다. 또한, 판두께가 50 ㎜ 이상인 후육재의 ESSO 시험편 파면에는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 판두께 중앙부는 볼록부이고, 판두께 중앙부를 사이에 둔 상하의 영역이 오목부를 형성하는 경우가 있다. 그러나, 본 발명에 있어서 이것들은 대상으로 하지 않는다.The inventors of the present invention conducted the evaluation of the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet described in Patent Document 5 to evaluate the brittle fracture propagation stopping performance by the ESSO test of the posterior material having a plate thickness of 50 mm or more and the press notch Charpy test piece Or a modified Charpy test piece (hereinafter, referred to as a modified press notch Charpy test piece), and the following knowledge was newly obtained. Fig. 4 is a schematic view of the ESSO specimen fracture surface of the posterior material having a thickness of 50 mm or more used in the examination. The brittle cracks have different propagation behaviors at the plate thickness direction cross section, and the brittle crack length at the center of the plate thickness is shorter than the brittle crack length at the vicinity of the surface portion, and the concave portion with the center of the plate thickness is formed. 5, the central portion of the plate thickness is a convex portion, and the upper and lower regions with the central portion of the plate thickness interposed therebetween may form a concave portion in the wave front of the ESSO test piece of the plate having a plate thickness of 50 mm or more. However, in the present invention, these are not targeted.
1. 취성 균열의 판두께 방향 단면에 있어서의 전파 거동이 상이한 경우 (도 4 에 나타내는, 판두께 중앙부에 비해서 표면부의 취성 균열이 길게 전파되는 경우) 여도, 판두께 중앙부의 취성 균열이 전파 정지하면 역학적으로 표면 부분의 동적 응력 확대 계수 (Dynamic stress intensity factor) 는 저하되고, 전파 정지되기 쉬운 상황이 되기 때문에, 판두께 중앙부의 취성 균열 전파 정지 성능이 강판 전체의 취성 균열 전파 정지 성능을 대표한다.1. Even in the case where the propagation behavior at the section in the plate thickness direction of the brittle crack is different (in the case where the brittle crack propagates longer than the plate thickness central portion as shown in Fig. 4), when the brittle crack at the plate thickness central portion stops propagating The dynamical stress intensity factor of the surface part is mechanically reduced and the propagation stop is likely to occur. Therefore, the brittle crack propagation stopping performance at the center of the plate thickness represents the brittle crack propagation stopping performance of the entire steel plate.
2. 강판의 판두께 중앙부 위치에서 채취한 시험편으로 행한 프레스 노치 샤르피 충격 시험에 있어서, 흡수 에너지가 20 J 내지 100 J (바람직하게는 25 J 내지 60 J) 를 나타내는 온도는 당해 강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 양호한 상관을 나타낸다. 특히, 40 J 를 나타내는 온도 (℃) : pT40J 는 당해 강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 매우 양호한 상관을 나타낸다.2. In the press-notch Charpy impact test conducted on the test specimens obtained from the central portion of the plate thickness of the steel sheet, the temperature at which the absorbed energy exhibits 20 J to 100 J (preferably 25 J to 60 J) is the brittle fracture propagation And exhibits a good correlation with the value of the stop performance. In particular, the temperature (占 폚): pT 40J representing 40 J shows a very good correlation with the value of the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet.
3. 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 취성 파면율에는 상관이 있어, 2. 에 있어서 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 20 J 내지 100 J 를 나타내는 경우에는 취성 파면율이 50 ％ 내지 90 ％, 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 25 J 내지 60 J 를 나타내는 경우에는 취성 파면율이 60 ％ 내지 90 ％ 가 된다. 특히 40 J 를 나타내는 경우, 취성 파면율은 63 ％ 가 된다. 프레스 노치 샤르피 시험편의 취성 파면율이 50 ％ 내지 90 ％ 를 나타내는 온도 (℃) 는, 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 마찬가지로 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 양호한 상관을 나타낸다. 특히, 프레스 노치 샤르피 시험편의 취성 파면율이 63 ％ 를 나타내는 온도 (℃) : 63 ％ BATT (Brittle area transition temperature) 는 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 마찬가지로 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 매우 양호한 상관을 나타낸다.3. There is a correlation between the press-notch Charpy absorbed energy and the brittle wavefront ratio. When the press-notch Charpy absorbed energy in the case No. 2 indicates 20 J to 100 J, the brittle wavefront ratio is 50% to 90%, the press- Is from 25 J to 60 J, the brittle fracture ratio becomes 60% to 90%. Particularly 40 J, the brittle fracture ratio becomes 63%. The temperature (占 폚) showing the brittle wavefront ratio of 50% to 90% of the press-notch Charpy test piece exhibits a good correlation with the value of the brittle fracture propagation stopping performance similarly to the press-notch Charpy absorbed energy. In particular, the temperature (° C) at which the brittle wavefront ratio of the press-on notch Charpy test piece exhibits 63%: the brittle area transition temperature (BATT) of 63% has a very good correlation with the value of brittle fracture stopping performance as well as the press- .
4. 또, 후강판의 판두께 중앙부에서 채취한, 길이에 대해서 직각 방향이 되는 단면적을 통상적인 시험편보다 크게 100 ㎟ 초과로 한 변형 프레스 노치 샤르피 시험편에 있어서도, 파면 형태는 취성 파괴로부터 연성 파괴로 천이하고 있어, 취성 균열 전파 정지가 시험편 내에서 재현된다. 한편, 후강판의 표면 근방에서 채취한 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 파면 형태는 연성 파괴로부터 취성 파괴로 천이하는 것이 많이 존재하여, 취성 균열 전파 정지를 시험편 내에서 재현할 수 없다.4. Also, in the modified press notch Charpy test specimens obtained from the central part of the plate thickness of the steel plate and having a cross-sectional area exceeding 100
그리고 동일하게 강판의 판두께 중앙부 위치에서 채취한 시험판으로 행한 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험에 있어서도, 흡수 에너지가 20 J 내지 225 J 를 나타내는 온도는 당해 강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 양호한 상관을 나타낸다. 그리고 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험에 있어서 흡수 에너지가 20 J 내지 225 J 를 나타내는 경우에는, 취성 파면율이 50 ％ 내지 90 ％ 가 된다.Also in the same manner, in the deformation press notch Charpy impact test conducted on the test plate collected at the center of the plate thickness of the steel sheet, the temperature at which the absorption energy shows 20 J to 225 J has a good correlation with the value of the brittle fracture propagation stop performance of the steel sheet . When the absorbed energy is 20 J to 225 J in the modified press notch Charpy impact test, the brittle wavefront ratio becomes 50% to 90%.
5. 후강판의 판두께 중앙부 위치에서 채취한, 길이에 대해서 직각 방향이 되는 단면적 (사각형 단면적) 이 100 ㎟ 초과로 한 시험판으로 행한 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험에 있어서, 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 길이 직각 방향 단면이 가로세로 15 ㎜ 인 경우에는 흡수 에너지가 100 J 가 되는 온도 (pT100J 라고 한다), 가로세로 13 ㎜ 인 경우에는 68 J 를 나타내는 온도 (pT68J 라고 한다) 가 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 (℃) 가 되어, 당해 강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 양호한 상관을 나타낸다.5. Deformed press notch Charpy impact test made on a test plate with a cross-sectional area (square cross-sectional area) of 100 mm2 in a direction perpendicular to the length, taken at the center of the plate thickness of the steel plate, The temperature (pT 68J ) at which the absorption energy becomes 100 J (hereinafter referred to as pT 100J ) and the temperature at which the absorption energy becomes 68 J when the transverse direction is 13 mm (pT 68J ) is 20 to 225 J energy Transition temperature (占 폚), showing a good correlation with the value of the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet.
6. 사각형 단면적이 100 ㎟ 초과로 한 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 경우, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 취성 파면율에는 상관이 있고, 길이 방향 직각 단면이 가로세로 15 ㎜ 인 경우의 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 100 J, 길이 방향 직각 단면이 가로세로 13 ㎜ 인 경우의 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 68 J 를 나타내는 경우의, 양방의 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 취성 파면율은 63 ％ 를 나타낸다. 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 취성 파면율이 63 ％ 를 나타내는 온도 (℃) : 63 ％ 파면 천이 온도 BATT 는, 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 마찬가지로 취성 파괴 전파 정지 성능의 값과 양호한 상관을 나타내기 때문에, 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 : pTE 대신에, 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가에 사용할 수 있다.6. In the case of the modified press notch Charpy test piece having a rectangular sectional area exceeding 100 mm < 2 >, as shown in Fig. 3, there is a correlation between the deformation press notch Charpy absorbed energy and the brittle fracture surface ratio, , The bending wavefront ratio of both deformation-press-notch Charpy test pieces when the deformation press-notch Charpy absorbed energy is equal to 100 J and the longitudinal direction cross-section is equal to 13
본 발명은 상기한 지견에 기초하여 더욱 검토하여 이루어진 것으로서, 그 요지는 다음과 같다.The present invention has been further studied on the basis of the above knowledge, and its gist is as follows.
[1] 50 ㎜ 이상의 후강판에 대해서, 그 판두께의 중심부 위치 (판두께의 40 ％ ∼ 60 ％ 위치) 에서 채취하고, 프레스 노치를 도입한 프레스 노치 샤르피 충격 시험편을 사용하여 프레스 노치 샤르피 충격 시험을 행하고, 시험편마다의 샤르피 충격 시험에서 얻어진 20 J ∼ 100 J 에너지 천이 온도 pTE 에 기초하여, 혹은 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 BATT 에 기초하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[1] A steel plate having a thickness of 50 mm or more was picked from the central portion of the plate thickness (40% to 60% of the plate thickness), and a press notch Charpy impact test piece with a press- And evaluating the brittle fracture propagation stopping performance based on the 20 J to 100 J energy transition temperature pT E obtained in the Charpy impact test for each test piece or the wavefront transition temperature BATT of 50 to 90% (Evaluation method of brittle fracture propagation stopping performance of steel sheet after backing).
[2] 상기 에너지 천이 온도 pTE 혹은 파면 천이 온도 BATT 에 기초하여, 하기 식 (1-1) 에 따라서 산출되는 Tk 를 갖고, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 어느 값이 되는 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 [1] 에 기재된 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[2] The temperature at which the brittle fracture prevention stopping performance (Kca value) has a value, which has a Tk calculated according to the following equation (1-1) based on the energy transition temperature pT E or the wavefront transition temperature BATT And the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet according to [1].
Tk = a × (pTE or BATT) ＋ b … (1-1) Tk = a x (pT E or BATT) + b ... (1-1)
단, pTE : 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 100 J 에너지 천이 온도 (℃). BATT : 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 (℃). a, b 는 계수.PT E : Press-notch Charpy absorbed
[3] 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 소형 시험으로부터 추정하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법으로서, 상기 소형 시험은 채취 위치가 판두께 중심부 위치이고, 프레스 노치가 취성 균열의 전파 방향으로 도입된 프레스 노치 샤르피 충격 시험편에 의한 프레스 노치 샤르피 충격 시험으로, 상기 샤르피 충격 시험에서 구한 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도 (℃) : pT40J 에 기초하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[3] A method for evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of a post-steel plate in which the brittle fracture propagation stopping performance of a post-steel plate is estimated from a small test, wherein the test position is a center position of the plate thickness, (° C): pT 40J, in which the press-notch Charpy absorbed energy determined by the Charpy impact test was 40 J as measured by the press-notch Charpy impact test by the press notch Charpy impact test piece introduced in the direction of the brittle fracture propagation stopping performance And evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of the post-steel plate.
[4] 상기 pT40J 에 기초하여, 식 (1-2) 에 따라서 산출되는 Tk 를, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도로 하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 [3] 에 기재된 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[4] Tk calculated according to the formula (1-2) based on the pT 40J is set to a temperature at which the brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) is 6000 N / mm 1.5 , and the brittle fracture propagation stopping performance And evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of the after-mentioned steel sheet according to [3].
Tk = a × pT40J ＋ b … (1-2) Tk = a x pT 40J + b ... (1-2)
단, pT40J : 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도. a, b 는 계수.However, pT 40J : temperature at which the press-notch Charpy absorbed energy is 40 J. a and b are coefficients.
[5] pT40J 대신에, 프레스 노치 샤르피 시험편의 취성 파면율이 63 ％ 를 나타내는 온도 : 63 ％ BATT 를 사용하는 것을 특징으로 하는 [3] 또는 [4] 에 기재된 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[5] instead of pT 40J, press notch Charpy test piece of the brittle fracture rate represents a 63% temperature: after set forth in [3] or [4], wherein the use of 63% BATT propagated brittle fracture of the steel sheet still performance .
[6] 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 소형 시험으로부터 추정하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법으로서, 상기 소형 시험은 채취 위치가 판두께 중심부 위치이고, 프레스 노치가 취성 균열의 전파 방향으로 도입되고, 사각형 단면적이 100 ㎟ 초과의 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편에 의한 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험으로, 상기 샤르피 충격 시험에서 구한 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 : pTE (℃) 에 기초하여, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 을 평가하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[6] A method for evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of a post-steel plate for estimating brittle fracture propagation stopping performance of a post-steel plate from a small test, wherein the small test is a position where the picking position is the center of the plate thickness, Direction and a rectangular cross-sectional area exceeding 100 mm < 2 > by a deformation press notch Charpy impact test with a notch Charpy impact test of 20 to 225 J of the deformation press notch Charpy impact energy obtained by the Charpy impact test, And evaluating a brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) based on E (占 폚).
[7] 상기 pTE (℃) 에 기초하여, 식 (3) 에 따라서 산출되는 Tk (℃) 를, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 목표치가 되는 정지 온도로 하고, 상기 정지 온도와 상기 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 의 목표치가 설정된 설정 온도를 비교하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 [6] 에 기재된 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.[7] on the basis of the pT E (℃), formula (3) Thus, the Tk (℃) is calculated, with a brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) is still the temperature at which the target value, and the stop temperature and the in A brittle fracture propagation stopping performance evaluation method for a post-steel plate according to [6], wherein the brittle fracture propagation stopping performance is evaluated by comparing a set temperature at which the target value of the brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) is set.
Tk = a × pTE ＋ b … (3) Tk = a x pT E + b ... (3)
단, pTE : 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 (℃). a, b 는 계수.However, pT E : deformation press notch Charpy absorbed
[8] pTE (℃) 대신에, 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편의 취성 파면율이 50 ∼ 90 ％ 인 파면 천이를 나타내는 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 BATT (℃) 를 사용하는 것을 특징으로 하는 [6] 또는 [7] 에 기재된 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.(8) A wave front transition temperature BATT (占 폚) of 50 to 90% representing a wave front transition having a brittle wavefront ratio of 50 to 90% of the modified press notch Charpy impact test piece is used instead of pT E (占 폚) A method for evaluating brittle fracture propagation stopping performance of a steel sheet as described in [6] or [7].
본 발명에 의하면, 판두께 50 ㎜ 이상의 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을, ESSO 시험 등 대형의 취성 균열 전파 시험을 행하지 않고도, 통상적인 샤르피 충격 시험과 동일한 사이즈의 시험편을 사용하여, 판두께 채취 지점이 1 개 지점이고 간편하고 또한 양호한 정밀도로 평가할 수 있기 때문에 산업상 매우 유용하다.According to the present invention, the brittle fracture propagation stopping performance of a steel sheet having a plate thickness of 50 mm or more can be measured by using a test piece having the same size as a typical Charpy impact test without performing a large-sized brittle crack propagation test such as an ESSO test. It is industrially useful because it has one point and can be evaluated easily and with good precision.
도 1 은 프레스 노치 샤르피 시험편 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 채취 위치 (판두께가 50 ％ 의 예) 를 나타내는 도면이다.
도 2 의 (a) 는 프레스 노치 샤르피 시험편을 나타내는 도면이고, (b) 는 변형 프레스 노치 샤르피 시험편을 나타내는 도면이다.
도 3 은 사각형 단면적이 100 ㎟ 초과로 한 변형 프레스 노치 샤르피 시험편에 의한 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험으로서, 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지 (J) 와 취성 파면율 (％) 의 관계를 나타내는 도면이다 (변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 길이 직각 방향 단면이 가로세로 13 ㎜, 가로세로 15 ㎜ 인 경우).
도 4 는 판두께가 50 ㎜ 이상인 후육재의 ESSO 시험편 파면의 모식도이다.
도 5 는 판두께가 50 ㎜ 이상인 후육재의 ESSO 시험편의 다른 파면의 모식도이다.
도 6 은 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 취성 파면율의 관계를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a picking position (an example of a plate thickness of 50%) of a press-notch Charpy test piece or a deformed press notch Charpy test piece.
Fig. 2 (a) is a view showing a press-notch Charpy test piece, and Fig. 2 (b) is a view showing a modified press notch Charpy test piece.
Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the deformation press-notch Charpy absorbed energy J and the brittle fracture surface percent (%) of a modified press notch Charpy impact test with a modified press notch Charpy test piece having a rectangular sectional area exceeding 100 mm & And the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the press-notch Charpy test piece is 13 mm in width and 15 mm in width and 15 mm).
4 is a schematic view of the ESSO test piece fracture surface of the posterior material having a plate thickness of 50 mm or more.
5 is a schematic view of another wavefront of an ESSO test piece of a posterior material having a plate thickness of 50 mm or more.
6 is a graph showing the relationship between the press-notch Charpy absorbed energy and the brittle wavefront ratio.
본 발명은 판두께가 50 ㎜ 이상이고, ESSO 시험편 파면이 도 4 의 모식도에 나타내는 형상이 되는 후강판을 대상으로 하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을, 프레스 노치 샤르피 시험 결과 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험 결과를 사용하여 추정하는 평가 방법이다.The present invention relates to a brittle fracture propagation stopping performance of a post-steel plate having a plate thickness of 50 mm or more and a fracture surface of an ESSO test specimen having a shape shown in the schematic diagram of Fig. 4 as a result of a press notch Charpy test result or a modified press notch Charpy test result And the like.
샤르피 시험은 채취 위치가 판두께 중심부 위치이고, 프레스 노치가 취성 균열의 전파 방향으로 도입된 프레스 노치 샤르피 시험편 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험편을 사용하여 행하는 충격 시험으로 한다. 또한, 길이 직각 방향 단면적 (사각형 단면적) 이 100 ㎟ 초과인 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 경우, 100 ㎟ ∼ 225 ㎟ 의 시험편으로 한다. 채취 위치가 판두께 중심부 위치라는 것은, 프레스 노치 샤르피 시험 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 시험편 폭 중심이 강판 판두께의 40 ％ ∼ 60 ％ 위치에 맞추어 채취하는 것을 가리킨다. 도 1 은 판두께의 50 ％ 위치에 맞추어 채취한 경우의 모식도이다.The Charpy test is an impact test carried out using a press notch Charpy test piece or a modified press notch Charpy test piece in which the picking position is the center position of the plate thickness and the press notch is introduced in the direction of propagation of the brittle crack. In the case of a deformed press notch Charpy test piece having a cross-sectional area (rectangular cross-sectional area) in the direction perpendicular to the length of 100
절결에 의한 노치가 아니고, 프레스에 의한 노치를 도입한 샤르피 시험편을 사용한 경우에, 샤르피 시험 결과가 취성 균열 전파 성능 시험의 결과와 양호한 상관을 나타내기 때문에 프레스 노치 샤르피 시험편으로 한다.In the case of using a Charpy test piece into which a notch by a press is used instead of a notch by cutting, the Charpy test result shows a good correlation with the result of the brittle crack propagation performance test, so that a press notch Charpy test piece is used.
프레스 노치는 아래와 같이 도입하는 것이 바람직하다. 시험편 방향을 고려한 후, 시험편을 채취해야 할 소재를 분할·절단하고, 또한 외형 마무리 가공을 실시하여 얻어진 직방체상의 소(小) 강편에 대하여 절결부를 칼날형으로 압입한다. 본 발명은, 도 2 의 (a) 에 나타내는 바와 같이 본체의 치수를, 길이 방향을 55 ㎜, 길이 직각 방향 단면의 치수를 10 × 10 ㎜, 또는, 도 2 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 본체의 치수를, 길이 방향을 50 ∼ 60 ㎜, 길이 직각 방향 단면의 치수를 (10 ∼ 15) × (10 ∼ 15) ㎜ 로 한, 깊이 2 ㎜, 각도 45 도의 2 ㎜ V 절결이 되는 프레스 노치 샤르피 시험편 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험편을 사용한다.It is desirable to introduce the press notch as follows. After considering the direction of the test piece, the cut piece is press-fitted into a small rectangular piece on a rectangular parallelepiped obtained by dividing and cutting the test piece, and further performing external finishing. 2 (a), the dimensions of the main body are set to 55 mm in the longitudinal direction, 10 mm in the cross-sectional dimension in the direction perpendicular to the longitudinal direction, or, as shown in Fig. 2 (b) The dimensions of the main body were measured by using a press notch (not shown) having a depth of 2 mm and an angle of 45 degrees and having a size of 50 mm to 60 mm and a cross section of (10 to 15) x (10 to 15) Charpy test specimens or modified press notch Charpy test specimens are used.
프레스 노치 샤르피 시험 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험에서는, 얻어지는 시험 결과로부터 취성 파괴 발생 특성의 영향을 배제할 필요가 있다. 이를 위해서 시험 후의 프레스 노치 샤르피 시험 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 시험편을 관찰하여, 취성 균열로부터 파괴가 발생되지 않은 시험편은 취성 균열 전파 정지 성능을 평가하지 않는다고 간주하여 시험 결과로부터 삭제한다. 취성 균열로부터 파괴가 발생된 시험편만으로 정리한 충격 시험 결과는, 취성 파괴 발생 특성의 영향을 배제하고, 취성 파괴 전파 정지 성능만을 반영한 것이 된다.In the press notch Charpy test or the modified press notch Charpy test, it is necessary to exclude the influence of the brittle fracture generation characteristics from the obtained test results. For this purpose, the Test Notch Charpy Test or the Modified Press Notch Charpy Test Specimen after the test is observed to remove the test specimen from which the brittle crack propagation stopping performance is not evaluated. The impact test results summarized only by the test specimens with fracture from brittle cracks reflect only the brittle fracture propagation stop performance, excluding the influence of brittle fracture occurrence characteristics.
본 발명에서는 프레스 노치 샤르피 시험에서 얻어진 흡수 에너지가 20 J 내지 100 J 가 되는 20 J ∼ 100 J 에너지 천이 온도 (℃) : pTE 에 기초하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가한다. 특히 본 발명에서는 프레스 노치 샤르피 시험에서 얻어진 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도 : pT40J 에 기초하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가한다. 이하에, 취성 파괴 전파 정지 성능 Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도의 추정으로 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 경우에 대해서 설명한다.In the present invention, the brittle fracture propagation stopping performance is evaluated based on an energy transition temperature (° C): pT E of 20 J to 100 J at which the absorption energy obtained in the press-notch Charpy test is 20 J to 100 J. Particularly in the present invention, the brittle fracture propagation stopping performance is evaluated based on the temperature pT 40J at which the absorption energy obtained in the press-notch Charpy test is 40 J. Hereinafter, the case of evaluating the brittle fracture propagation stopping performance by estimating the temperature at which the brittle fracture propagation stopping performance Kca value becomes 6000 N / mm 1.5 will be described.
판두께 75 ㎜ 이하인 강판의 경우, -10 ℃ 에 있어서의 Kca 값이 6000 N/㎜1.5 이상이면, -10 ℃ 에 있어서 취성 균열이 정지된다 (비특허문헌 2). 프레스 노치 샤르피 시험을 행하여 얻어진 흡수 에너지가 20 J 내지 100 J 가 되는 20 J ∼ 100 J 에너지 천이 온도 : pTE (℃), 또는, 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 40 J 에너지 천이 온도 pT40J 로부터, Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도를 구하고, 당해 온도가 -10 ℃ 보다 높은지 낮은지에 따라서 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가한다.In the case of a steel sheet having a plate thickness of 75 mm or less, brittle cracking is stopped at -10 캜 when the Kca value at -10 캜 is 6000 N / mm 1.5 or more (Non-Patent Document 2). From the 40 J energy transition temperature pT 40J , which shows the energy transition temperature: pT E (캜) or the
STEP 1
판두께가 50 ㎜ 이상인 후강판에 대하여, 그 판두께의 중심부 위치로부터 프레스 노치 샤르피 충격 시험편을 채취하고, 프레스 노치를 도입하고 나서, 여러 시험 온도에서 샤르피 충격 시험을 행한다. 프레스 노치의 도입 방향은, 균열이 전파되는 방향으로 채취해야 하기 때문에, ESSO 시험에 있어서의 노치 방향에 맞추어, 구체적으로는 압연 방향 혹은 압연 폭 방향으로 넣는다.A press-notch Charpy impact test piece is taken from a central portion of the plate thickness of a steel sheet having a plate thickness of 50 mm or more and a Charge impact test is conducted at various test temperatures after introduction of a press notch. Since the introduction direction of the press notch must be taken in the direction in which the crack propagates, it is put in the rolling direction or the rolling width direction in accordance with the notch direction in the ESSO test.
STEP 2
프레스 노치 샤르피 충격 시험의 결과로부터, 흡수 에너지가 20 J ∼ 100 J 가 되는 온도를 pTE, 또는, 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도를 pT40J 로 하고, 그 값을 (1-1) 식 또는 (1-2) 식에 대입하여 Tk* 를 구한다. 여기서 구해지는 Tk* 는, ESSO 시험에 의해서 측정되는, 취성 파괴 전파 정지 성능 Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도 : Tk(6000) 와 매우 양호한 상관을 나타낸다. 상기와 같이 산출한 Tk* 로, 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가가 가능해진다.From the results of a press notch Charpy impact test, the temperature of the absorption energy is 20 J J ~ 100 pT E, or, the temperature of the energy-absorbing indicating 40 J 40J to pT, and the value (1-1) or formula (1-2) to obtain Tk *. The Tk * obtained here shows a very good correlation with the temperature: Tk (6000) at which the brittle fracture wave stopping performance Kca value measured by the ESSO test is 6000 N / mm 1.5 . With the Tk * calculated as described above, it becomes possible to evaluate the brittle fracture propagation stopping performance.
Tk = a × (pTE or BATT) ＋ b … (1-1) Tk = a x (pT E or BATT) + b ... (1-1)
단, pTE : 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 100 J 에너지 천이 온도 (℃). BATT : 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 (℃). a, b 는 계수.PT E : Press-notch Charpy absorbed
Tk = a × pT40J ＋ b … (1-2) Tk = a x pT 40J + b ... (1-2)
단, pT40J : 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도. a, b 는 계수.However, pT 40J : temperature at which the press-notch Charpy absorbed energy is 40 J. a and b are coefficients.
취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하고자 하는 강판의 항복 강도가 360 ㎫ 클래스 이상인 경우, 0.4 ＜ a ＜ 1.5, 0 ＜ b ＜ 40 인 범위에서 양호한 상관이 얻어진다.When the yield strength of the steel sheet for evaluating the brittle fracture propagation stopping performance is 360 MPa class or more, satisfactory correlation is obtained in the range of 0.4 <a <1.5 and 0 <b <40.
식 (1-2) 는 여러 시험편에 대해서 판두께 중심부의 pT40J 를 측정함과 함께, 이들 시험편과 공통되는 시험체에 대해서 ESSO 시험을 행하여 온도 : Tk(6000) 를 구하고, 이들 측정 결과를 정리하여, 판두께 중심부의 pT40J 와 온도 : Tk(6000) 의 상관을 구한 실험식이다.In Equation (1-2), pT 40J at the central portion of the plate thickness was measured for various test pieces, ESSO test was performed for a test piece common to these test pieces to obtain temperature Tk (6000), and the measurement results were summarized , And pT 40J at the center of the plate thickness and temperature: Tk (6000).
프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 취성 파면율은 상관이 있는 것이 알려져 있다. 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 20 J 내지 100 J 를 나타내는 경우에는 취성 파면율이 50 ％ 내지 90 ％, 흡수 에너지가 25 J 내지 60 J 를 나타내는 경우에는 취성 파면율이 60 ％ 내지 90 ％ 가 된다. 특히, 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도에서는, 프레스 노치로부터 발생된 취성 균열이 강판의 특성에 의해서 정지되었다고 인식할 수 있는 파면율 (본 발명에서는 취성 파면율이 63 ％) 이 얻어진다.It is known that the press-notch Charpy absorbed energy and the brittle wavefront ratio are correlated. When the press-notch Charpy absorption energy indicates 20 J to 100 J, the brittle wavefront ratio is 50% to 90%, and when the absorption energy is 25 J to 60 J, the brittle wavefront ratio is 60% to 90%. Particularly, at a temperature at which the press-notch Charpy absorbed energy is 40 J, a brittle fracture ratio (brittle fracture ratio of 63% in the present invention) which can be recognized as a brittle crack generated from the press notch is stopped due to the characteristics of the steel sheet is obtained .
도 6 에 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 취성 파면율의 관계를 나타낸다. 즉, 식 (1-1) 의 pTE (℃) 를 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 BATT (℃) 로 치환해도 온도 : Tk(6000) (℃) 와 양호한 상관이 얻어진다.FIG. 6 shows the relationship between the press-notch Charpy absorbed energy and the brittle wavefront ratio. That is, even when pT E (° C) of the formula (1-1) is replaced by the wave front transition temperature BATT (° C) of 50 to 90%, a good correlation is obtained with the temperature Tk (6000) (° C).
취성 파면율이 63 ％ 를 나타내는 온도를 63 ％ BATT 로 규정할 경우, 63 ％ BATT 와 pT40J 는 대략 동일한 온도이다.When the temperature at which the brittle fracture rate is 63% is defined as 63% BATT, 63% BATT and pT 40J are approximately the same temperature.
STEP 3
온도 : Tk(6000) 가 -10 ℃ 보다 낮을 경우, 취성 파괴 전파 정지 성능이 우수하다고 판정한다.When the temperature: Tk (6000) is lower than -10 ° C, it is judged that the brittle fracture propagation stopping performance is excellent.
본 발명은, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 4000 N/㎜1.5 이나 8000 N/㎜1.5 등, 6000 N/㎜1.5 이외의 값을 취하는 경우에 대해서도 적용 가능하고, 각각 실험 결과로부터 상관 식을 유도함으로써 상기와 동일한 평가가 가능해진다.The present invention can also be applied to a case where the brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) is a value other than 6000 N / mm 1.5 such as 4000 N / mm 1.5 or 8000 N / mm 1.5 , The same evaluation as above can be made.
취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하고자 하는 동일 강종의 후강판이 복수 장 있을 경우, 그 중의 한 장에 대하여 예비적으로 본 발명을 실시하여 당해 강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가해 두고, 다른 강판에 대해서는 시험 온도 pT40J 에 있어서의 프레스 노치 샤르피의 흡수 에너지 (J) 를 구하고, 다음 식에 의해서 -10 ℃ 에 있어서의 취성 균열 전파 정지 성능을 판정할 수 있다. (2) 식을 만족하는 강판의 경우, 취성 균열 전파 정지 성능이 우수하다.When there are a plurality of steel sheets having the same steel grade to be evaluated for brittle fracture propagation stopping performance, one of the steel sheets is preliminarily subjected to the present invention to evaluate the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet, (J) of the press-notch Charpy at the test temperature pT 40J is determined, and the brittle crack propagation stop performance at -10 ° C can be determined by the following equation. In the case of a steel sheet satisfying the expression (2), the brittle crack propagation stopping performance is excellent.
pE ≥ 40 (J) … (2) pE? 40 (J) ... (2)
pE : 프레스 노치 샤르피의 흡수 에너지 (J) pE: Absorbed energy of press-notch Charpy (J)
다음으로, 본 발명에서는, 사각형 단면적이 100 ㎟ 초과로 한 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 경우, 변형 프레스 노치 샤르피 시험에서 얻어진 흡수 에너지가 20 ∼ 225 J 가 되는 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 (℃) : pTE 에 기초하여 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가한다. 이하에, 취성 파괴 전파 정지 성능 Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도의 추정으로 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 경우에 대해서 설명한다.Next, in the present invention, in the case of a deformed press notch Charpy test piece having a square sectional area exceeding 100 mm < 2 >, an energy transition temperature (° C) of 20 to 225 J, pT E to evaluate the brittle fracture propagation stopping performance. Hereinafter, the case of evaluating the brittle fracture propagation stopping performance by estimating the temperature at which the brittle fracture propagation stopping performance Kca value becomes 6000 N / mm 1.5 will be described.
판두께 75 ㎜ 이하인 강판의 경우, -10 ℃ 에 있어서의 Kca 값이 6000 N/㎜1.5 이상이면, -10 ℃ 에 있어서 취성 균열이 정지된다 (비특허문헌 2). 변형 프레스 노치 샤르피 시험편을 사용한 샤르피 시험을 행하여 얻어지는 흡수 에너지가 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 : pTE (℃) 를 사용하여, Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도를 구하고, 당해 온도가 -10 ℃ 보다 높은지 낮은지에 따라서 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가한다.In the case of a steel sheet having a plate thickness of 75 mm or less, brittle cracking is stopped at -10 캜 when the Kca value at -10 캜 is 6000 N / mm 1.5 or more (Non-Patent Document 2). The temperature at which the Kca value becomes 6000 N / mm 1.5 is obtained by using the energy transition temperature: pT E (占 폚) of 20 to 225 J obtained by performing the Charpy test using the modified press notch Charpy test piece, The brittle fracture propagation stopping performance is evaluated according to whether it is higher or lower than 10 ° C.
STEP 1 : STEP 1:
판두께가 50 ㎜ 이상인 후강판에 대하여 그 판두께의 중심부 위치로부터 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편을 채취하고, 프레스 노치를 도입하고 나서, 여러 시험 온도에서 샤르피 충격 시험을 행한다. 프레스 노치의 도입 방향은 균열이 전파되는 방향으로 채취해야 하기 때문에, ESSO 시험에 있어서의 노치 방향에 맞추어, 구체적으로는 압연 방향 혹은 압연 폭 방향으로 넣는다.Charpy impact test specimens are taken from steel plates with a plate thickness of 50 mm or more from the center position of the plate thickness, and Charge impact test is carried out at various test temperatures after introduction of press notches. Since the introduction direction of the press notch must be taken in the direction in which the crack propagates, it is concretely put in the rolling direction or the rolling width direction in accordance with the notch direction in the ESSO test.
STEP 2
샤르피 충격 시험의 결과로부터, 흡수 에너지가 20 ∼ 225 J 가 되는 온도를 구하고, 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 : pTE (℃) 로 하고, 그 값을 (3) 식에 대입하여 Tk (℃) 를 구한다. 여기서 구해지는 Tk (℃) 는, ESSO 시험에 의해서 측정되는, 취성 파괴 전파 정지 성능 Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도 : Tk(6000) (℃) 와 매우 양호한 상관을 나타낸다. 상기와 같이 산출한 Tk (℃) 로 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가가 가능해진다.From the results of the Charpy impact test, the temperature at which the absorption energy is 20 to 225 J is obtained, and the value is set as 20 to 225 J energy transition temperature: pT E (캜) . The obtained Tk (占 폚) shows a very good correlation with the temperature: Tk (6000) (占 폚) at which the brittle fracture propagation stopping performance Kca value measured by the ESSO test becomes 6000 N / mm 1.5 . The brittle fracture propagation stopping performance can be evaluated with the Tk (占 폚) calculated as described above.
Tk = a × pTE ＋ b … (3) Tk = a x pT E + b ... (3)
단, pTE : 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 (변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 가로세로 15 ㎜ 인 경우에는 100 J, 가로세로 13 ㎜ 인 경우에는 68 J 를 나타내는 온도), a, b 는 계수.However,
취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하고자 하는 강판의 항복 강도가 360 ㎫ 클래스 이상인 경우, 0.4 ＜ a ＜ 1.5, 0 ＜ b ＜ 40 의 범위에서 양호한 상관이 얻어진다.When the yield strength of the steel sheet for evaluating the brittle fracture propagation stopping performance is 360 MPa class or more, a good correlation is obtained in the range of 0.4 <a <1.5 and 0 <b <40.
식 (3) 은, 여러 시험편에 대해서 판두께 중심부의 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 가로세로 15 ㎜ 인 경우에는 100 J, 가로세로 13 ㎜ 인 경우에는 68 J 를 나타내는 경우의 pTE (℃) 를 측정함과 함께, 이들 시험편과 공통되는 시험체에 대해서 ESSO 시험을 행하여 온도 : Tk(6000) (℃) 를 구하고, 이들 측정 결과를 정리하여, pTE (℃) 와 온도 : Tk(6000) (℃) 의 상관을 구한 실험식이다.Equation (3) shows pT E (° C) when the absorbed energy of the deformation press notch charpy at the plate thickness center is 100 J when the width is 15 mm and 68 J when the width is 13 mm (6000) (占 폚) were obtained by performing ESSO test on the test specimens common to these test specimens, and the results of the measurements were summarized and the results were shown as pT E (占 폚) and temperature Tk (6000) ) Is an empirical formula.
변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지와 취성 파면율은 상관이 있는 것이 알려져 있다. 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 가로세로 15 ㎜ 인 경우에는 100 J, 가로세로 13 ㎜ 인 경우에는 68 J 를 나타내는 온도에서는, 프레스 노치로부터 발생된 취성 균열이, 강판의 특성에 의해서 정지되었다고 인식할 수 있는 파면율 (본 발명에서는 취성 파면율이 63 ％) 이 얻어진다. 취성 파면율이 63 ％ 를 나타내는 온도를 63 ％ BATT (℃) 로 규정했을 경우, 63 ％ BATT (℃) 와, 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 가로세로 15 ㎜ 인 경우에는 100 J, 가로세로 13 ㎜ 인 경우에는 68 J 를 나타내는 온도는 대략 동일한 온도이고, 식 (3) 의 pTE (℃) 를 63 ％ BATT (50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 BATT) (℃) 로 치환해도 온도 : Tk(6000) (℃) 와 양호한 상관이 얻어진다.It is known that the deformation press-notch Charpy absorbed energy and brittle fracture surface ratio are correlated. It can be recognized that the brittle cracks generated from the press notch are stopped due to the characteristics of the steel sheet at a temperature at which the deformation press-notch Charpy absorbed energy is 100 J when the absorption energy is 15 mm in width and 68 J when the width is 13 mm (Brittle wavefront ratio of 63% in the present invention) is obtained. When the temperature at which the brittle wavefront ratio is 63% is defined as 63% BATT (占 폚), when the deformation press notch Charpy absorbed energy is 15 mm in length and 63% BATT (占 폚) , The temperature indicating 68 J is approximately the same temperature and even if the pT E (° C) of the equation (3) is replaced by 63% BATT (wave front transition temperature BATT of 50 to 90% ) (占 폚).
STEP 3
온도 : Tk(6000) (℃) 가 -10 ℃ 보다 낮을 경우, 취성 파괴 전파 정지 성능이 우수하다고 판정한다.When the temperature: Tk (6000) (占 폚) is lower than -10 占 폚, it is judged that the brittle fracture propagation stopping performance is excellent.
본 발명은, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 4000 N/㎜1.5 이나 8000 N/㎜1.5 등, 6000 N/㎜1.5 이외의 값을 취하는 경우에 대해서도 적용 가능하고, 각각 실험 결과로부터 상관식을 유도함으로써 상기와 동일한 평가가 가능해진다.The present invention can also be applied to a case where the brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) is a value other than 6000 N / mm 1.5 such as 4000 N / mm 1.5 or 8000 N / mm 1.5 , The same evaluation as above can be made.
취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하고자 하는 동일 강종의 후강판이 복수 장 있을 경우, 그 중의 한 장에 대하여 예비적으로 본 발명을 실시하고, 당해 강판의 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가해 두고, 다른 강판에 대해서는 시험 온도 pTE 에 있어서의 변형 프레스 노치 샤르피 시험편의 흡수 에너지 (J) 를 구하고, 다음 식에 의해서 -10 ℃ 에 있어서의 취성 균열 전파 정지 성능을 판정하는 것이 가능하다. 가로세로 15 ㎜ 의 변형 프레스 노치 샤르피 시험편에서 시험 온도 pT100 (℃) 에서 (4) 식을 만족하는 강판의 경우, 취성 균열 전파 정지 성능이 우수하다.When there are a plurality of steel sheets of the same steel type to be evaluated for brittle fracture propagation stopping performance, the present invention is preliminarily applied to one of the steel sheets to evaluate the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet, It is possible to determine the brittle crack propagation stopping performance at -10 deg. C by obtaining the absorption energy (J) of the deformation-press-notch Charpy test piece at the test temperature pT E. The steel plate satisfying the formula (4) at the test temperature pT 100 (° C) in the test specimen of the notch Charch notch of 15 mm in width and 15 mm has excellent brittle crack propagation stopping performance.
pE ≥ 100 (J) … (4) pE > 100 (J) ... (4)
pE : 시험 온도 pTE (℃) 에 있어서의 변형 프레스 노치 샤르피의 흡수 에너지 (J) pE: absorption energy (J) of the deformation press notch Charpy at the test temperature pT E (占 폚)
실시예 1 Example 1
판두께 50 ㎜ 이상의 후강판에 대해서, 판두께 중심부로부터 샤르피 충격 시험편 소재를 채취하고, 경강 (硬鋼) 으로 제작된 칼날형을 사용하여 그 시험편 소재에 변형 프레스 노치를 도입하고 샤르피 충격 시험에 제공하였다. 표 1 에 후강판의 성분 조성을, 표 2 에 제조 조건을 나타낸다. 또한, 프레스 노치 샤르피 충격 시험편의 사각형 단면적은 100 ㎟ (가로세로 10 ㎜) 로 하였다.For a steel plate having a plate thickness of 50 mm or more, a Charpy impact test piece material was taken from the center of the plate thickness, and a blade made of hard steel was used to introduce a deformation press notch into the material of the test piece and provided for the Charpy impact test Respectively. Table 1 shows the composition of the steel sheet, and Table 2 shows the production conditions. The rectangular cross-sectional area of the press-notch Charpy impact test piece was set to 100 mm 2 (10 mm square).
샤르피 충격 시험은 여러 온도에서 행하여 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도 : pT40J 를 구하였다. 프레스 노치 샤르피 충격 시험에서는, 시험 후에 프레스 노치 샤르피 충격 시험편을 관찰하여, 취성 균열로부터 파괴가 발생되지 않은 시험편은 취성 균열 전파 정지 성능을 평가하지 않은 것으로 간주하여 제외하고, 각 시험 온도에 있어서 취성 균열로부터 파괴가 발생된 시험편 5 개의 평균치를 취하였다. 그 후, 상기한 (1-2) 식에 pT40J 의 값을 대입하여 온도 Tk* 를 구하였다. 또 상기한 (1-2) 식에 pT40J 의 값 대신에 63 ％ BATT 를 대입하여 온도 Tk** 를 구하였다.The Charpy impact test was performed at various temperatures, and the temperature at which the press-notch Charpy absorption energy was 40 J was determined as pT 40J . In the press-notch Charpy impact test, the press-notch Charpy impact test specimen was observed after the test, and the specimen without fracture from the brittle crack was regarded as not having evaluated the brittle crack propagation stop performance. The average value of five test specimens from which fracture occurred was taken. Then, the temperature Tk * was determined by substituting the value of pT 40J into the above equation (1-2). The temperature Tk ** was determined by substituting 63% BATT for the value of pT 40J in the above formula (1-2).
한편, 동일한 후강판에 대하여, 프레스 노치 샤르피 충격 시험과 아울러, 대형의 취성 균열 전파 시험으로서 ESSO 시험을 행하고, Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도 : Tk 6000 을 구하였다. 표 3 에 Tk*, Tk** 및 Tk 6000 을 나타낸다. 비교예는 종래 예측에 사용되었던 V 노치 샤르피 시험편의 연성 취성 파면 천이 온도 vTrs 를 기초로 예측한 결과이다.On the other hand, for the same post-steel plate, the ESSO test was conducted as a large brittle crack propagation test in addition to the press-notch Charpy impact test, and the temperature: Tk 6000 at which the Kca value became 6000 N / mm 1.5 was obtained. Table 3 shows Tk *, Tk ** and Tk 6000. The comparative example is a result of prediction based on the soft brittle fracture surface transition temperature vTrs of the V-notch Charpy test piece used in the conventional prediction.
비교예에서는 예측 오차가 크고 오차가 30 ℃ 이상이다. 한편, 본 발명에서는 예측 오차가 모두 10 ℃ 이내로 정밀도가 매우 양호하여, 본 발명에 의한 취성 균열 전파 정지 성능의 평가 방법의 유용성이 확인되었다.In the comparative example, the prediction error is large and the error is 30 DEG C or more. On the other hand, in the present invention, the prediction accuracy is all within 10 DEG C and the accuracy is very good, and the evaluation method of the brittle crack propagation stop performance according to the present invention is confirmed to be useful.
실시예 2 Example 2
판두께 50 ㎜ 이상의 후강판에 대해서, 판두께 중심부로부터 샤르피 충격 시험편 소재를 채취하고, 경강으로 제작된 칼날형을 사용하여 그 시험편 소재에 변형 프레스 노치를 도입하고 샤르피 충격 시험에 제공하였다. 변형 프레스 노치 샤르피 시험편은 길이 방향 직각 단면이 가로세로 15 ㎜ 와 가로세로 13 ㎜ 를 제작하였다. 표 4 에 후강판의 성분 조성을, 표 5 에 제조 조건을 나타낸다. For a steel plate having a plate thickness of 50 mm or more, a Charpy impact test piece material was taken from the center of the plate thickness, and a deformed press notch was introduced into the material of the test piece using a blade made of hard steel and provided for Charpy impact test. The deformed press notch Charpy test specimen was produced with a rectangular cross section in the longitudinal direction of 15 mm in width and 13 mm in width and 13 mm in width. Table 4 shows the composition of the steel sheet, and Table 5 shows the production conditions.
샤르피 충격 시험은 여러 온도에서 행하고, 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 가로세로 15 ㎜ 는 100 J 를 나타내는 온도 : pT100 (℃), 가로세로 13 ㎜ 는 68 J 를 나타내는 온도 : pT68 (℃) 를 구하였다. 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험에서는, 시험 후에 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편을 관찰하여, 취성 균열로부터 파괴가 발생되지 않은 시험편은 취성 균열 전파 정지 성능을 평가하지 않은 것으로 간주하여 제외하고, 각 시험 온도에 있어서 취성 균열로부터 파괴가 발생된 시험편 5 개의 평균치를 취하였다. 그 후, 상기한 (3) 식에 pT100 (℃) 또는 pT68 (℃) 의 값을 대입하여, 가로세로 15 ㎜ 와 가로세로 13 ㎜ 의 각각의 온도 Tk* (℃) 를 구하였다. 또, 취성 파면율로부터 구해지는 가로세로 15 ㎜ 와 가로세로 13 ㎜ 의 각각의 온도 Tk** 도 동일한 방법으로 구하였다. A pT 68 (℃): Charpy impact test was performed at various temperatures, deformation press notch Charpy absorption energy of
한편, 동일한 후강판에 대하여, 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험과 아울러, 대형의 취성 균열 전파 시험으로서 ESSO 시험을 행하고, Kca 값이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도 : Tk 6000 (℃) 를 구하였다. 표 6, 7 에 Tk (℃) 및 Tk 6000 (℃) 를 나타낸다. 비교예는 종래 예측에 사용되었던 V 노치 샤르피 시험편의 연성 취성 파면 천이 온도 vTrs 를 기초로 예측한 결과이다.On the other hand, the same steel sheet was subjected to the ESSO test as a large brittle crack propagation test in addition to the deformation press notch Charpy impact test, and the temperature: Tk 6000 (占 폚) at which the Kca value became 6000 N / mm 1.5 was determined. Tk (° C) and Tk 6000 (° C) are shown in Tables 6 and 7. The comparative example is a result of prediction based on the soft brittle fracture surface transition temperature vTrs of the V-notch Charpy test piece used in the conventional prediction.
비교예에서는 예측 오차가 크고 오차가 30 ℃ 이상이다. 한편, 본 발명에서는 예측 오차가 모두 10 ℃ 이내로 정밀도가 매우 양호하여, 본 발명에 의한 취성 균열 전파 정지 성능의 평가 방법의 유용성이 확인되었다.In the comparative example, the prediction error is large and the error is 30 DEG C or more. On the other hand, in the present invention, the prediction accuracy is all within 10 DEG C and the accuracy is very good, and the evaluation method of the brittle crack propagation stop performance according to the present invention is confirmed to be useful.
1 : 프레스 노치 샤르피 시험편 혹은 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편
2 : 2 ㎜ V 프레스 노치1: Press notch Charpy test piece or modified press notch Charpy impact test piece
2: 2 mm V press notch
Claims (8)
상기 에너지 천이 온도 pTE 혹은 파면 천이 온도 BATT 에 기초하여, 하기 식 (1-1) 에 따라서 산출되는 Tk 를 갖고, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 어느 값이 되는 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법:
Tk = a × (pTE or BATT) ＋ b … (1-1)
단, pTE : 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 100 J 에너지 천이 온도 (℃); BATT : 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 (℃); a, b 는 계수.The method according to claim 1,
The temperature at which the brittle fracture wave stopping performance (Kca value) has a value is estimated based on the energy transition temperature pT E or the wavefront transition temperature BATT, with Tk calculated according to the following equation (1-1) To evaluate the brittle fracture propagation stopping performance of the steel sheet after being subjected to the following tests:
Tk = a x (pT E or BATT) + b ... (1-1)
PT E : 20 to 100 J of the press-notch Charpy absorbed energy Energy transition temperature (占 폚); BATT: Fracture Transition Temperature (° C) of 50 to 90%; a and b are coefficients.
상기 pT40J 에 기초하여, 식 (1-2) 에 따라서 산출되는 Tk 를, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 6000 N/㎜1.5 가 되는 온도로 하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법:
Tk = a × pT40J ＋ b … (1-2)
단, pT40J : 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지가 40 J 를 나타내는 온도; a, b 는 계수.The method of claim 3,
Based on the pT 40J , the brittle fracture propagation stopping performance is evaluated by setting the Tk calculated according to the formula (1-2) such that the brittle fracture propagation stopping performance (Kca value) is 6000 N / mm 1.5 Evaluation method of the brittle fracture propagation stopping performance of the after-mentioned steel sheet:
Tk = a x pT 40J + b ... (1-2)
PT 40J : temperature at which the press-notch Charpy absorbed energy is 40 J; a and b are coefficients.
pT40J 대신에, 프레스 노치 샤르피 시험편의 취성 파면율이 63 ％ 를 나타내는 온도 : 63 ％ BATT 를 사용하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.The method according to claim 3 or 4,
wherein 63% BATT is used in place of pT 40J in which the brittle fracture surface ratio of the press-notch Charpy test piece is 63% is used as the brittle fracture propagation stopping performance evaluation value.
상기 pTE (℃) 에 기초하여, 식 (3) 에 따라서 산출되는 Tk (℃) 를, 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 이 목표치가 되는 정지 온도로 하고, 상기 정지 온도와 상기 취성 파괴 전파 정지 성능 (Kca 값) 의 목표치가 설정된 설정 온도를 비교하여, 취성 파괴 전파 정지 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법:
Tk = a × pTE ＋ b … (3)
단, pTE : 변형 프레스 노치 샤르피 흡수 에너지의 20 ∼ 225 J 에너지 천이 온도 (℃); a, b 는 계수.The method according to claim 6,
(° C.) calculated in accordance with the equation (3) on the basis of the pT E (° C.) is set as a stop temperature at which the brittle fracture prevention propagation stopping performance (Kca value) becomes the target value, and the stop temperature and the brittle fracture propagation And evaluating the brittle fracture propagation stopping performance by comparing the set temperature at which the target value of the stop performance (Kca value) is set, and evaluating the brittle fracture propagation stopping performance of the after-
Tk = a x pT E + b ... (3)
PT E : Deformation press notch Charpy absorption energy of 20 to 225 J Energy transition temperature (캜); a and b are coefficients.
pTE (℃) 대신에, 변형 프레스 노치 샤르피 충격 시험편의 취성 파면율이 50 ∼ 90 ％ 인 파면 천이를 나타내는 50 ∼ 90 ％ 의 파면 천이 온도 BATT (℃) 를 사용하는 것을 특징으로 하는 후강판의 취성 파괴 전파 정지 성능의 평가 방법.8. The method according to claim 6 or 7,
wherein a fracture surface transition temperature BATT (占 폚) of 50 to 90% representing a fracture surface transition of a brittle fracture surface ratio of the modified press notch Charpy impact test piece of 50 to 90% is used in place of pT E (占 폚) Evaluation method of brittle fracture propagation stop performance.
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