KR102226990B1 - 강판 및 라인 파이프용 강관, 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

C: 0.02∼0.15질량%, Si: 0.02∼0.50질량%, Mn: 0.6∼2.0질량%, P: 0질량% 초과 0.030질량% 이하, S: 0질량% 초과 0.003질량% 이하, Al: 0.010∼0.080질량%, Ca: 0.0003∼0.0060질량%, N: 0.001∼0.01질량%, 및 O: 0질량% 초과 0.0045질량% 이하를 함유하고, 또한 하기 (1)식 및 하기 (2)식을 만족하며, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하인 강판.
3.0≤[Ca]/[S] (1)
([Ca]-1.25×[S])/[O]≤1.80 (2)
여기에서, [Ca], [S] 및 [O]는 각각, Ca, S 및 O의 함유량(질량%)이다.

Description

강판 및 라인 파이프용 강관, 및 그의 제조 방법
본 개시는, 강판 및 라인 파이프용 강관, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
주로 석유 및 가스 등의 수송용 라인 파이프 및 저장용 탱크에서는, 황화 수소를 함유하는 열질(劣質) 자원의 개발에 수반하여, 내수소유기균열성 및 내응력부식균열성 등의 이른바 내사워성이 필요해진다. 수소유기균열(Hydrogen Induced Cracking, 이하, 「HIC」라고 하는 경우가 있다)은, 상기 황화수소 등에 의한 부식 반응에 수반하여 강재 내부에 침입한 수소가, MnS 및 Nb(C, N)을 비롯한 비금속 개재물 등의 결함부에 집적하여, 가스화되는 것에 의해 생기는 균열임이 알려져 있다. HIC가 발생하면, 구조물의 인성이 저하되는 등의 문제가 있다. 특히, 수소는 강판 표층부로부터 침입하기 때문에, 판두께 표층부는 판두께 중앙부보다 HIC가 생기고 쉬워, 판두께 표층부의 내HIC 특성 향상이 요구된다.
그래서, 종래부터, 표층부의 내HIC성을 향상시키기 위한 기술이 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 용강 중에 취입하는 Ar 가스량을 소정치 이하로 하는 것에 의해, HIC의 원인이 되는 MnS, Ca-Al계 및 Ca계 개재물 클러스터, 및 Ti계 및 Nb계 개재물의 집적 및 편석대를 생기게 하는 강재 중의 Ar 가스의 미압착 기포를 저감하여, 내HIC성을 향상시키는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 슬래브 제조 시에 슬래브 중의 Ca 농도를 소정의 범위로 제어하고, 또한 강재 중의 Ca, S 및 O의 함유량 및 Ar 가스 함유량을 소정의 범위로 제어하는 것에 의해, 내HIC성을 향상시키는 것이 개시되어 있다.
일본 특허공개 평07-136748호 공보 일본 특허공개 2016-125140호 공보
그러나, 특허문헌 1에서는, 슬래브 중의 기포수를 감소시키는 검토는 행해지고 있지만, 최종 제품인 강재 중의 미압착 기포에 대해서는 고려되어 있지 않다. 그 때문에, 강재 중에 잔존하는 미압착 기포에 의해 야기되는 결함을 제어할 수 없어, 미압착 기포에 기인하는 HIC를 억제할 수 없다.
또한, 특허문헌 2의 방법에서는, 강재 중의 Ar 가스 기포 함유량을 감소시키는 검토는 행해지고 있지만, 기포의 크기나 강재의 미압착 기포에 대해서는 고려되어 있지 않다. 그 때문에, 조대한 Ar 기포가 소량이라도 존재했을 경우는 HIC를 충분히 억제할 수 없다.
본 발명의 실시형태는, 상기와 같은 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 내수소유기균열성이 우수한 강판 및 라인 파이프용 강관을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, C: 0.02∼0.15질량%, Si: 0.02∼0.50질량%, Mn: 0.6∼2.0%, P: 0질량% 초과 0.030질량% 이하, S: 0질량% 초과 0.003질량% 이하, Al: 0.010∼0.080질량%, Ca: 0.0003∼0.0060질량%, N: 0.001∼0.01질량%, 및 O: 0질량% 초과 0.0045질량% 이하를 함유하고, 또한 하기 (1)식 및 하기 (2)식을 만족하며, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하이다.
3.0≤[Ca]/[S] (1)
([Ca]-1.25×[S])/[O]≤1.80 (2)
여기에서, [Ca], [S] 및 [O]는 각각, Ca, S 및 O의 함유량(질량%)이다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, B: 0질량% 초과 0.005질량% 이하, V: 0질량% 초과 0.1질량% 이하, Cu: 0질량% 초과 1.5질량% 이하, Ni: 0질량% 초과 1.5질량% 이하, Cr: 0질량% 초과 1.5질량% 이하, Mo: 0질량% 초과 1.5질량% 이하, Nb: 0질량% 초과 0.06질량% 이하, Ti: 0질량% 초과 0.03질량% 이하, Mg: 0질량% 초과 0.01질량% 이하, REM: 0질량% 초과 0.02질량% 이하, 및 Zr: 0질량% 초과 0.010질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유해도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 라인 파이프용이어도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 라인 파이프용 강관은, 본 발명의 실시형태에 따른 강판으로 형성되어 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 압력 용기용이어도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판의 제조 방법은, 본 발명의 실시형태에 따른 강판의 화학 성분 조성을 갖고, 또한 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도(이하, 간단히, 기포 밀도라고 부르는 경우가 있다)가 0.15개/cm2 이하인 슬래브를 이용한다.
본 발명의 실시형태에 의해, 내수소유기균열성이 우수한 강판 및 라인 파이프용 강관, 및 그의 제조 방법이 제공된다.
도 1은, 표층부의 CLR과 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는, 표층부의 CLR과 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서, HIC 시험에 의해 측정한 표층부의 CLR(Crack Length Ratio, 시험편의 폭에 대한 균열 길이의 합계의 비율[%], 균열 길이 비율)과, 초음파 탐상 시험에 의해 측정한 강판의 내부 결함의 상관에 대해, 예의 검토를 행했다. 그 결과, Ca, S 및 O의 함유량이 소정의 관계식을 만족하도록, 강판의 화학 성분 조성을 소정의 범위 내로 제어하고, 또한 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하이도록 내부 결함을 제어하는 것에 의해, 우수한 내HIC성이 얻어짐을 발견했다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 강판 및 그의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
＜1. 강판＞
(1-1. 화학 성분 조성)
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, C: 0.02∼0.15질량%, Si: 0.02∼0.50질량%, Mn: 0.6∼2.0%, P: 0질량% 초과 0.030질량% 이하, S: 0질량% 초과 0.003질량% 이하, Al: 0.010∼0.080질량%, Ca: 0.0003∼0.0060질량%, N: 0.001∼0.010질량%, 및 O: 0질량% 초과 0.0045질량% 이하를 함유하고, 또한 하기 (1)식 및 하기 (2)식을 만족하며, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어진다.
3.0≤[Ca]/[S] (1)
([Ca]-1.25×[S])/[O]≤1.80 (2)
여기에서, [Ca], [S] 및 [O]는 각각, Ca, S 및 O의 함유량(질량%)이다.
상기와 같이 화학 성분 조성을 제어하는 것에 의해, 내수소유기균열성이 우수한 강판을 얻을 수 있다.
[C: 0.02∼0.15질량%]
C는, 모재 및 용접부의 강도를 확보하기 위해서 필요 불가결한 원소이며, 0.02질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. C량은, 바람직하게는 0.03질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.04질량% 이상이다. 한편, C량이 지나치게 많으면 HAZ 인성과 용접성이 열화된다. 또한 C량이 과잉이면, HIC의 기점이나 파괴 진전 경로가 되는 NbC나 섬 형상 마르텐사이트가 생성되기 쉬워진다. 따라서 C량은 0.15질량% 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.12질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.10질량% 이하이다.
[Si: 0.02∼0.50질량%]
Si는, 탈산 작용을 가짐과 함께, 모재 및 용접부의 강도 향상에 유효한 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해, Si량을 0.02질량% 이상으로 한다. Si량은, 바람직하게는 0.05질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.15질량% 이상이다. 그러나, Si량이 지나치게 많으면 용접성이나 인성이 열화된다. 또한 Si량이 과잉이면, 섬 형상 마르텐사이트가 생겨 HIC가 발생·진전한다. 따라서 Si량은, 0.50질량% 이하로 억제할 필요가 있다. Si량은, 바람직하게는 0.45질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.35질량% 이하이다.
[Mn: 0.6∼2.0질량%]
Mn은, 모재 및 용접부의 강도 향상에 유효한 원소이며, 본 발명의 실시형태에서는 0.6질량% 이상 함유시킨다. Mn량은, 바람직하게는 0.8질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 1.0질량% 이상이다. 그러나, Mn량이 지나치게 많으면, MnS가 생성되어 내수소유기균열성이 열화될 뿐만 아니라 HAZ 인성이나 용접성도 열화된다. 따라서 Mn량의 상한을 2.0질량%로 한다. Mn량은, 바람직하게는 1.8질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 1.5질량% 이하, 더욱 바람직하게는 1.2질량% 이하이다.
[P: 0질량% 초과 0.030질량% 이하]
P는, 강재 중에 불가피적으로 포함되는 원소이며, P량이 0.030질량%를 초과하면 모재나 HAZ부의 인성 열화가 현저하고, 내수소유기균열성도 열화된다. 따라서 본 발명의 실시형태에서는 P량을 0.030질량% 이하로 억제한다. P량은, 바람직하게는 0.020질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.010질량% 이하이다.
[S: 0질량% 초과 0.003질량% 이하]
S는, 지나치게 많으면 MnS를 다량으로 생성하여 내수소유기균열성을 현저하게 열화시키는 원소이기 때문에, 본 발명의 실시형태에서는 S량의 상한을 0.003질량%로 한다. S량은, 바람직하게는 0.002질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.0015질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0010질량% 이하이다. 이와 같이 내수소유기균열성 향상의 관점에서는 적은 편이 바람직하다.
[Al: 0.010∼0.080질량%]
Al은 강탈산 원소이며, Al량이 적으면 산화물 중의 Ca 농도가 상승, 즉, Ca계 개재물이 강판 표층부에 형성되기 쉬워져 미세한 HIC가 발생한다. 따라서 본 발명의 실시형태에서는, Al을 0.010질량% 이상으로 할 필요가 있다. Al량은, 바람직하게는 0.020질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.030질량% 이상이다. 한편, Al 함유량이 지나치게 많으면, Al의 산화물이 클러스터상으로 생성되어 수소유기균열의 기점이 된다. 따라서 Al량은 0.080질량% 이하로 할 필요가 있다. Al량은, 바람직하게는 0.060질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.050질량% 이하이다.
[Ca: 0.0003∼0.0060질량%]
Ca는, 황화물의 형태를 제어하는 작용이 있어, CaS를 형성하는 것에 의해 MnS의 형성을 억제하는 효과가 있다. 이 효과를 얻으려면, Ca량을 0.0003질량% 이상으로 할 필요가 있다. Ca량은, 바람직하게는 0.0005질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.0010질량% 이상이다. 한편, Ca량이 0.0060질량%를 초과하면, Ca계 개재물을 기점으로 HIC가 많이 발생한다. 따라서 본 발명의 실시형태에서는, Ca량의 상한을 0.0060질량%로 한다. Ca량은, 바람직하게는 0.0045질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.0035질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0025질량% 이하이다.
[N: 0.001∼0.01질량%]
N은, 강 조직 중에 TiN으로서 석출되어, HAZ부의 오스테나이트립의 조대화를 억제하고, 더욱이 페라이트 변태를 촉진시켜, HAZ부의 인성을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 얻으려면 N을 0.001질량% 이상 함유시킬 필요가 있다. N량은, 바람직하게는 0.003질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.0040질량% 이상이다. 그러나 N량이 지나치게 많으면, 고용 N의 존재에 의해 HAZ 인성이 오히려 열화되기 때문에, N량은, 0.01질량% 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.008질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.0060질량% 이하이다.
[O: 0질량% 초과 0.0045질량% 이하]
O(산소)는, 청정도 향상의 관점에서 낮은 편이 바람직하고, O가 다량으로 포함되는 경우, 인성이 열화되는 것에 더하여, 산화물을 기점으로 HIC가 발생하여, 내수소유기균열성이 열화된다. 이 관점에서, O량은 0.0045질량% 이하로 할 필요가 있고, 바람직하게는 0.0035질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0030질량% 이하이다.
[[Ca]/[S]: 3.0 이상]
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 하기 (1)식을 만족한다.
3.0≤[Ca]/[S] (1)
여기에서, [Ca] 및 [S]는 각각, Ca 및 S의 함유량(질량%)이다.
이하에, 상기 (1)식의 기술적 의의를 설명한다.
S는, 황화물계 개재물로서 MnS를 형성하고, MnS를 기점으로 HIC가 발생한다. 그 때문에, Ca를 첨가하여 강 중의 황화물계 개재물을 CaS로 하여 형태를 제어하는 것에 의해, MnS의 형성을 억제하여, 내HIC성이 저하되는 것을 방지한다. 본 발명자들은, 이 작용 효과를 충분히 발휘시키려면, [Ca]/[S]를 3.0 이상으로 할 필요가 있음을 발견했다. [Ca]/[S]는, 3.5 이상인 것이 바람직하고, 4.0 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 본 발명의 실시형태에서 규정하는 Ca량 및 S량을 고려하면, [Ca]/[S]의 상한은 15 정도가 된다.
[([Ca]-1.25×[S])/[O]: 1.80 이하]
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 하기 (2)식을 만족한다.
([Ca]-1.25×[S])/[O]≤1.80 (2)
여기에서, [Ca], [S] 및 [O]는 각각, Ca, S 및 O의 함유량(질량%)이다.
이하에, 상기 (2)식의 기술적 의의를 설명한다.
Ca계 산황화물에 의한 HIC의 발생을 억제하려면, Ca계 개재물 중에서도 특히 응집합체를 형성하기 쉬운 CaO의 형성을 억제하는 것이 유효하다. 그리고 그를 위해서는, 강 중 전체 Ca량으로부터 황화물(CaS)로서 존재하는 Ca분을 뺀 Ca량([Ca]-1.25×[S])이, O량에 대해서 과잉이 되지 않게 해야 한다. O량에 대해서 Ca량([Ca]-1.25×[S])이 과잉이면, 산화물계 개재물로서 CaO가 형성되기 쉬워져, 해당 CaO의 응집합체(조대한 Ca계 개재물)가 강판 표층부에 대량으로 형성되기 쉬워진다. 이것을 억제하기 위해, 본 발명자들은, ([Ca]-1.25×[S])/[O]와 내HIC성의 관계에 대해 검토한 바, 우수한 내HIC성을 얻으려면 ([Ca]-1.25×[S])/[O]를 1.80 이하로 할 필요가 있음을 발견했다. ([Ca]-1.25×[S])/[O]는, 바람직하게는 1.40 이하, 보다 바람직하게는 1.30 이하, 더욱 바람직하게는 1.20 이하, 특히 바람직하게는 1.00 이하이다. 한편, CaO와 마찬가지로 응집합체를 형성하기 쉬운 Al2O3를 억제하는 관점에서, ([Ca]-1.25×[S])/[O]의 하한치는 0.1 정도가 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판에 있어서의 기본 성분은 전술한 바와 같으며, 잔부는 철 및 불가피적 불순물이다. 단, 원료, 자재 또는 제조 설비 등의 상황에 따라 가져 오게 되는 P 및 S 이외의 불가피적 불순물이 강 중에 포함되는 것은 당연하게 허용된다.
한편, 전술한 바와 같이, P 및 S는, 불가피적으로 포함되는 원소(불가피 불순물)이지만, 그 조성 범위에 대해 상기와 같이 별도 규정하고 있다. 이 때문에, 본 명세서에 있어서, 잔부로서 포함되는 「불가피 불순물」은, 별도 그 조성 범위가 규정되고 있는 원소를 제외한 불가피적으로 포함되는 원소를 의미한다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 상기 원소에 더하여 추가로, 하기 원소를 선택적으로 함유해도 되고, 함유되는 원소의 종류에 따라서 강판의 특성이 더욱 개선된다.
[B: 0질량% 초과 0.005질량% 이하]
B는, 담금질성을 높여, 모재 및 용접부의 강도를 높임과 함께, 용접 시에, 가열된 HAZ부가 냉각되는 과정에서 N과 결합하여 BN을 석출하여, 오스테나이트립 내로부터의 페라이트 변태를 촉진하기 때문에, HAZ 인성을 향상시킨다. 이 효과를 얻으려면, B량을 0.0002질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. B량은, 보다 바람직하게는 0.0005질량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.0010질량% 이상이다. 그러나, B 함유량이 과다해지면, 모재와 HAZ부의 인성이 열화되거나 용접성의 열화를 초래하기 때문에, B량은 0.005질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. B량은, 보다 바람직하게는 0.004질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0030질량% 이하이다.
[V: 0질량% 초과 0.1질량% 이하]
V는, 강도의 향상에 유효한 원소이며, 이 효과를 얻으려면 0.003질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.010질량% 이상이다. 한편, V 함유량이 0.1질량%를 초과하면 용접성과 모재 인성이 열화된다. 따라서 V량은, 0.1질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.08질량% 이하이다.
[Cu: 0질량% 초과 1.5질량% 이하]
Cu는, 담금질성을 향상시켜 강도를 높이는 데 유효한 원소이다. 이 효과를 얻으려면 Cu를 0.01질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Cu량은, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.10질량% 이상이다. 그러나, Cu함유량이 1.5질량%를 초과하면 인성이 열화되기 때문에, 1.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cu량은, 보다 바람직하게는 1.0질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.50질량% 이하이다.
[Ni: 0질량% 초과 1.5질량% 이하]
Ni는, 모재 및 용접부의 강도와 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ni량을 0.01질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. Ni량은, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.10질량% 이상이다. 그러나 Ni가 다량으로 포함되면, 구조용 강재로서 극히 고가가 되기 때문에, 경제적인 관점에서 Ni량은 1.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Ni량은, 보다 바람직하게는 1.0질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.50질량% 이하이다.
[Cr: 0질량% 초과 1.5질량% 이하]
Cr은, 강도의 향상에 유효한 원소이며, 이 효과를 얻으려면 0.01질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Cr량은, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.10질량% 이상이다. 한편, Cr량이 1.5질량%를 초과하면 HAZ 인성이 열화된다. 따라서 Cr량은 1.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cr량은, 보다 바람직하게는 1.0질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.50질량% 이하이다.
[Mo: 0질량% 초과 1.5질량% 이하]
Mo는, 모재의 강도와 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻으려면, Mo량을 0.01질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. Mo량은, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.10질량% 이상이다. 그러나, Mo량이 1.5질량%를 초과하면 HAZ 인성 및 용접성이 열화된다. 따라서 Mo량은 1.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.50질량% 이하이다.
[Nb: 0질량% 초과 0.06질량% 이하]
Nb는, 용접성을 열화시키지 않고 강도와 모재 인성을 높이는 데 유효한 원소이다. 이 효과를 얻으려면, Nb량을 0.002질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. Nb량은, 보다 바람직하게는 0.010질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.020질량% 이상이다. 그러나, Nb량이 0.06질량%를 초과하면 모재와 HAZ의 인성이 열화된다. 따라서, 본 발명의 실시형태에서는 Nb량의 상한을 0.06질량%로 하는 것이 바람직하다. Nb량은, 보다 바람직하게는 0.050질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.040질량% 이하, 보다 더욱 바람직하게는 0.030질량% 이하이다.
[Ti: 0질량% 초과 0.03질량% 이하]
Ti는, 강 중에 TiN으로서 석출되는 것으로, 용접 시의 HAZ부에서의 오스테나이트립의 조대화를 방지하고 또한 페라이트 변태를 촉진하기 때문에, HAZ부의 인성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 더욱이 Ti는, 탈황 작용을 나타내기 때문에 내HIC성의 향상에도 유효한 원소이다. 이들 효과를 얻으려면, Ti를 0.003질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Ti량은, 보다 바람직하게는 0.005질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.010질량% 이상이다. 한편, Ti 함유량이 과다해지면, 고용 Ti나 TiC가 석출되어 모재와 HAZ부의 인성이 열화되기 때문에, 0.03질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Ti량은, 보다 바람직하게는 0.02질량% 이하이다.
[Mg: 0질량% 초과 0.01질량% 이하]
Mg는, 결정립의 미세화를 통해서 인성의 향상에 유효한 원소이며, 또한 탈황 작용을 나타내기 때문에 내HIC성의 향상에도 유효한 원소이다. 이들 효과를 얻으려면, Mg를 0.0003질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. Mg량은, 보다 바람직하게는 0.001질량% 이상이다. 한편, Mg를 과잉으로 함유시켜도 효과가 포화되기 때문에, Mg량의 상한은 0.01질량%로 하는 것이 바람직하다. Mg량은, 보다 바람직하게는 0.005질량% 이하이다.
[REM: 0질량% 초과 0.02질량% 이하]
REM(희토류 원소)은, 탈황 작용에 의해 MnS의 생성을 억제하여 내수소유기균열성을 높이는 데 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 발휘시키려면, REM을 0.0002질량% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. REM량은, 보다 바람직하게는 0.0005질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.0010질량% 이상이다. 한편, REM을 다량으로 함유시켜도 효과가 포화된다. 따라서 REM량의 상한은 0.02질량%로 하는 것이 바람직하다. 주조 시의 침지 노즐의 폐색을 억제하여 생산성을 높이는 관점에서는, REM량을 0.015질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.010질량% 이하, 보다 더욱 바람직하게는 0.0050질량% 이하이다. 한편, 본 발명의 실시형태에 있어서, 상기 REM이란, 란타노이드 원소(La로부터 Lu까지의 15 원소)와 Sc(스칸듐) 및 Y를 의미한다.
[Zr: 0질량% 초과 0.010질량% 이하]
Zr은, 탈황 작용에 의해 내HIC성을 향상시킴과 함께, 산화물을 형성하여 미세하게 분산됨으로써 HAZ 인성의 향상에 기여하는 원소이다. 이들 효과를 발휘시키려면, Zr량을 0.0003질량% 이상으로 하는 것이 바람직하다. Zr량은, 보다 바람직하게는 0.0005질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.0010질량% 이상, 보다 더욱 바람직하게는 0.0015질량% 이상이다. 한편, Zr를 과잉으로 첨가하면 조대한 개재물을 형성하여 내수소유기균열성 및 모재 인성을 열화시킨다. 따라서 Zr량은 0.010질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Zr량은, 보다 바람직하게는 0.0070질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0050질량% 이하, 보다 더욱 바람직하게는 0.0030질량% 이하이다.
(1-2. 내부 결함)
본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하이며, 기포가 강판 집적대에 잔존하고 있는 경우에도, 강판 집적대로부터의 HIC를 억제할 수 있다.
이하, 상세하게 설명한다.
슬래브의 주조 공정에 있어서, 예를 들어, 주입 노즐의 폐색의 억제, RH에 있어서의 탈가스를 위한 환류, 및 턴디쉬 내에서의 용강의 교반 등을 위해서, Ar 가스를 용강 중에 취입할 필요가 있다.
슬래브 집적대는 슬래브의 표면 부분이며, 슬래브 형성의 단계에서 중심부에 비해 냉각되기 쉬워 조기에 응고된 부분이다. 그 때문에, 슬래브 집적대는, 슬래브 주조 시에 송풍된 Ar 가스에 기인하는 기포가 부상하지만 만곡부의 응고한 부분에 포착되어, 기포가 잔존하기 쉽다.
슬래브 집적대에 잔존한 기포를, 압연 공정에서 완전히 압착하는 것은 어렵기 때문에, 강판 집적대에 기포로서 잔존하기 쉽다. 강판 집적대에 잔존한 기포에는, 수소가 집적되기 쉽기 때문에, 잔존한 기포를 기점으로 하여 HIC가 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 강판 집적대 중의 기포를 저감하는 것에 의해, 내HIC성의 향상을 도모할 수 있다.
여기에서, 「슬래브 집적대」란, 판두께가 t인 슬래브 중, 슬래브의 표면으로부터 약 t/8∼t/4의 영역을 의미하고, 「강판 집적대」란, 판두께가 t인 상기 슬래브를 열간 압연하여 얻어지는 판두께가 t'인 강판 중, 강판의 표면으로부터 약 t'/8∼t'/4의 영역을 의미한다.
슬래브를 열간 압연할 때, 통상, 슬래브는 거의 균일하게 압연된다(즉, 슬래브 집적대 및 다른 부분은 거의 동일한 압하율로 압연된다). 그 때문에, 슬래브의 표면으로부터 약 t/8∼t/4의 영역은, 열간 압연하여 얻어지는 강판의 표면으로부터 약 t'/8∼t'/4의 영역에 상당하는 부분이 된다. 즉, 「슬래브 집적대」는, 열간 압연하여 얻어지는 강판의 「강판 집적대」에 상당하는 부분이다.
HIC 시험에 의해 측정한 표층부의 CLR과, 초음파 탐상 시험에 의해 측정한 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률의 관계를 조사한 결과를 도 1에 나타낸다.
여기에서, 결함 에코 높이란, 강판(또는, 강판의 일부를 채취한 시험편)의 저면에서 반사된 저면 에코의 강도에 대한 시험편 내부의 결함에서 반사된 결함 에코의 강도의 비율[%]을 의미한다.
결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이란, 탐촉자로 주사한 전체 면적에 대한 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적의 비율[%]을 의미한다.
이 결과로부터, 본 발명자들은, 표층부의 CLR과 당해 면적률 사이에 상관 관계를 발견했다. 즉, 기포가 강판 집적대에 잔존하고 있는 경우에도, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하이면, 강판의 표층부의 CLR을 10% 이하로 할 수 있어, 강판 집적대로부터의 HIC를 억제할 수 있음을 발견했다. 보다 내HIC성이 우수한 강판을 얻는 관점에서, 결함 에코 높이는, 30% 이하인 것이 바람직하고, 25% 이하인 것이 보다 바람직하고, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률은, 0.04% 이하인 것이 바람직하고, 0.03% 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 강판 중의 기포를 모두 없애는 것은 곤란하기 때문에, 결함 에코 높이, 및 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률은, 통상은 0% 이상이다.
본 발명의 실시형태에 따른 강판 및 그것을 이용하여 형성된 라인 파이프용 강관은, 천연 가스 및 원유 수송용 라인 파이프, 저장용 탱크 및 정제용 압력 용기에 바람직하게 이용되어도 된다.
＜2. 강판의 제조 방법＞
본 발명의 실시형태에 따른 강판의 제조 방법은, 전술한 화학 성분 조성을 갖고, 또한 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도가 0.15개/cm2 이하인 슬래브를 이용한다. 당해 슬래브를 이용하는 것에 의해, 내HIC성이 우수한 강판을 제조할 수 있다.
이하, 상세하게 설명한다.
(2-1. 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도가 0.15개/cm2 이하인 슬래브)
전술한 바와 같이, 강판 집적대에 잔존한 기포에는, 수소가 집적되기 쉽기 때문에, 잔존한 기포를 기점으로 하여 HIC가 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 강판 집적대 중의 기포를 저감하는 것에 의해, 내HIC성의 향상을 도모할 수 있다.
「슬래브 집적대」는, 열간 압연하여 얻어지는 강판의 「강판 집적대」에 상당하는 부분이므로, 강판 집적대 중의 기포를 저감하기 위한 구체적인 수단으로서, 슬래브 집적대 중의 기포를 저감하는 것에 의해, 열간 압연하여 얻어지는 강판의 강판 집적대에 있어서의 기포를 저감하는 것이 효과적이며, 내HIC성을 향상시킬 수 있다.
HIC 시험에 의해 측정한 표층부의 CLR과 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도의 관계를 조사한 결과를 도 2에 나타낸다. 그 결과, 본 발명자들은, 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도가 0.15개/cm2 이하인 슬래브를 이용하여 강판을 제조하는 것에 의해, 압연 공정에서 완전하게 압착되지 않고 잔존하는 기포를 줄일 수 있음을 발견했다. 이와 같은 슬래브를 이용하여 제조한 강판은, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하이며, 강판의 표층부의 CLR을 10% 이하로 할 수 있어, 강판 집적대로부터의 HIC를 억제할 수 있음을 발견했다.
슬래브 집적대 중의 기포의 원상당 직경은, 0.17mm 이하인 것이 바람직하고, 0.15mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도는, 0.10개/cm2 이하인 것이 바람직하고, 0.05개/cm2 이하인 것이 보다 바람직하다.
한편, 슬래브 집적대 중의 기포를 모두 없애는 것은 곤란하기 때문에, 슬래브 집적대 중의 기포의 원상당 직경은, 통상은 0mm 이상이며, 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도는, 통상은 0개/cm2 이상이다.
기포의 원상당 직경 및 기포의 개수 밀도의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 이하의 방법을 들 수 있다.
광학 현미경을 이용하여, 슬래브 집적대로부터 채취한 시험편을 관찰하고, 접안 마이크로미터를 이용하여 기포의 원상당 직경을 측정하여, 관찰 시야 중에 있어서의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수를 카운팅한다.
다음에, 당해 관찰 시야의 면적 및 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 수로부터, 기포의 밀도를 산출한다.
(2-2. 상기 슬래브를 주조하는 공정)
슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도가 0.15개/cm2 이하인 슬래브를 주조하기 위해서는, 제강 공정에 있어서, 턴디쉬로부터 주형에 용강을 공급할 때의 노즐 중으로 취입하는 Ar 가스의 양 및 기포 직경을 제어하는 것이 중요하다.
Ar 가스를 이용하는 경우에는, 내관 직경 70mm 이상 115mm 이하이고 평균 기공 직경 30μm 이상 60μm 이하인 포러스 연와(煉瓦)로부터, Ar 가스를 1.4kgf/cm2 이상, 1.8kgf/cm2 이하의 배압으로 3L(리터)/t(톤) 이상 10L/t 이하로 취입하는 것이 필요하다.
내관 직경은, 75mm 이상인 것이 바람직하고, 80mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 110mm 이하인 것이 바람직하고, 105mm 이하인 것이 보다 바람직하다.
평균 기공 직경은, 35μm 이상인 것이 바람직하고, 40μmm 이상인 것이 보다 바람직하고, 55μm 이하인 것이 바람직하고, 50μm 이하인 것이 보다 바람직하다.
배압은, 1.45kgf/cm2 이상인 것이 바람직하고, 1.5kgf/cm2 이상인 것이 보다 바람직하고, 1.75kgf/cm2 이하인 것이 바람직하고, 1.7kgf/cm2 이하인 것이 보다 바람직하다.
취입량은, 5L/t 이상인 것이 바람직하고, 7L/t 이상인 것이 보다 바람직하고, 12L/t 이하인 것이 바람직하고, 10L/t 이하인 것이 보다 바람직하다.
이 범위로 Ar 가스를 취입함으로써, 노즐 폐색이 일어나기 어렵고, 직경이 큰 Ar 가스가 용강 중에 취입되기 때문에, Ar 가스의 기포가 주형 내에서 부상하기 쉬워진다. 그 결과, 집적대로부터 Ar 가스의 기포가 빠지기 쉬워지기 때문에, 집적대에 포착되는 Ar 가스의 기포를 저감할 수 있다.
한편, 주형에 용강을 주입하는 주입 노즐로부터 용강과 함께 취입하는 Ar 가스의 양을 저감하는 수단도 고려되지만, 주형의 탕면 근방에서 Ar 가스에 의한 용강의 교반이 되기 어려워지기 때문에, 탕면의 응고가 생길 염려가 있기 때문에 추장되지 않는다.
상기 이외의 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 전술한 화학 성분 조성을 갖는 강을, 통상의 제강법에 따라 용제하고, 연속 주조 공정에 의해 슬래브를 주조해도 된다.
상기 슬래브를 이용하여 본 발명의 실시형태에 따른 강판을 제조하는 방법은, 강판의 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하인 한은 특별히 한정되지 않고, 통상적 방법에 따라, 열간 압연하고, 그 후 냉각을 행하여, 강판을 제조할 수 있다.
이하, 「온도」는, 재료의 온도를 나타낸다.
상기 강판 결함 면적률을 달성하기 위해서는, 예를 들어, 표면 온도가 900℃ 이상인 온도역에 있어서, 1패스당 20% 이하의 압하율로 5패스 이상 압연하여, 누적 압하율이 50% 이상이 되도록 열간 압연을 행하는 것이 추천된다.
상기 조건에서 열간 압연하는 것에 의해, 판두께 내부보다 판두께 표층부가 우선적으로 변형되기 때문에, 집적대에 포착된 기포를 보다 효율적으로 압착할 수 있다.
또한, 열간 압연 후의 냉각 조건으로서는, 예를 들어, Ar3 변태점 이상의 냉각 개시 온도로부터, 10℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 냉각을 행하는 것이 추장된다.
상기 조건에서 냉각하는 것에 의해, 강판 중앙부 부근에서 발생하는 HIC를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 강판을 이용하여, 일반적으로 행해지고 있는 방법으로 라인 파이프용 강관을 제조할 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 강판을 이용하여 얻어지는 라인 파이프용 강관도 또한 내HIC성 및 인성이 우수하다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 강판은, 일반적으로 행해지고 있는 방법으로 압력 용기에 이용되어도 된다.
이상과 같이 본 발명의 실시형태에 따른 강판의 제조 방법을 설명했지만, 본 발명의 실시형태에 따른 강판의 원하는 특성을 이해한 당업자가 시행착오를 행하여, 본 발명의 실시형태에 따른 원하는 특성을 갖는 강판을 제조하는 방법으로서, 상기의 제조 방법 이외의 방법을 발견할 가능성이 있다.
또한, 이상과 같이, 기포가 슬래브 집적대에 잔존하기 쉽고, 강판 집적대에 잔존한 기포를 기점으로 하여 HIC가 발생하기 쉽기 때문에, 특히 슬래브 집적대 및 강판 집적대에 주목하여 본 발명의 실시형태에 따른 강판 및 그의 제조 방법에 대해 설명을 행했다. 그러나, 집적대 이외의 부분의 기포는, 통상, 집적대보다 적기 때문에, 집적대 중의 기포를 전술한 바와 같이 제어하여 집적대의 내HIC성을 향상시키는 것에 의해, 집적대 이외의 부분의 내HIC성도 우수한 것이 된다. 즉, 본 발명의 효과는 집적대에만 한정되지 않고, 강판 전체에 걸친 것임에 유의되고자 한다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명의 실시형태를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본래부터 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전기 또는 후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당하게 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
표 1에 나타내는 강종 A∼K의 화학 성분 조성의 강을 용제하여, 표 2의 주조 조건에서 슬래브(주물편)를 얻었다.
표 2의 주조 조건에 대해, 「○」는, 내관 직경 90mm이고 평균 기공 직경 45μm인 포러스 연와로부터, Ar 가스를 1.4∼1.8kgf/cm2의 배압으로 5∼9L/t으로 턴디쉬에 취입하여, 연속 주조에 의해 두께가 280mm인 슬래브를 얻는 방법이다.
표 2의 주조 조건에 대해, 「×」는, 내관 직경 120∼150mm이고 평균 기공 직경 45μm인 포러스 연와로부터, Ar 가스를 1.4∼1.8kgf/cm2의 배압으로 5∼9L/t으로 턴디쉬에 취입하여, 연속 주조에 의해 두께가 280mm인 슬래브를 얻는 방법이다.
얻어진 슬래브를 1050∼1250℃로 재가열한 후, 표 2에 나타내는 2패턴의 프로세스에 의해, 시험 No. 1∼12의 강판을 제조했다.
표 2의 프로세스에 대해, 「TMCP」는, (1) 900℃ 이상의 온도역에 있어서, 1패스당 20% 이하의 압하율로 5패스 이상 압하하는 것에 의해, 누적 압하율이 50% 이상이 되도록 열간 압연을 행하고, (2) 850℃ 이상, 900℃ 미만의 온도역에 있어서, 누적 압하율이 20% 이상이 되고, 또한 압연 종료 온도가 850∼900℃가 되도록 열간 압연을 행하고, (3) 750∼850℃의 냉각 개시 온도로부터, 10∼50℃/s의 평균 냉각 속도로 냉각하고, 350∼600℃의 온도역에서 정지하고, 실온까지 공냉하는 방법이다.
「QT」는, (1) 900℃ 이상의 온도역에 있어서, 1패스당 20% 이하의 압하율로 5패스 이상 압하하는 것에 의해, 누적 압하율이 50% 이상이 되고, 또한 압연 종료 온도가 850℃ 이상이 되도록 열간 압연을 행하고, (2) 실온까지 공냉한 후, (3) 850∼950℃의 온도로 재가열하여 담금질한 후, (4) 600∼700℃에서 뜨임(tempering) 처리를 행하는 방법이다.
전술한 각 슬래브 및 각 강판에 대해, 이하의 요령에 따라, 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도, 및 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률의 측정, 및 HIC 시험을 행했다.
[1. 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도]
두께 280mm의 슬래브의 표면으로부터 슬래브의 두께 방향으로 45∼60mm의 위치에 있어서, 슬래브의 폭 방향(주조 방향에 수직한 방향)을 향해 슬래브의 폭의 1/4의 위치 및 1/2의 위치의 2개소(슬래브 집적대)로부터, L 단면(슬래브의 주조 방향에 수직한 면)을 포함하는 판두께 15mm×폭 70mm×길이 15mm의 시험편을 채취했다. 에머리 연마지(#320∼#1500)를 이용하여 L 단면을 연마 후, 버프 연마에 의해 경면 마무리를 행했다. 다음에, 광학 현미경(배율: 5배)을 이용하여 L 단면을 관찰하고, 접안 마이크로미터(배율: 5배)를 이용하여 기포의 원상당 직경을 측정하여, 관찰 시야 중에 있어서의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수를 카운팅했다. 당해 관찰 시야의 면적 및 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 수로부터, 기포의 밀도를 산출했다. 상기 2개소로부터 얻어진 밀도 중 최대치를, 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도로 했다.
[2. 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률]
강판의 폭 방향(압연 방향에 수직한 방향)을 향해 강판의 폭의 1/4의 위치 및 1/2의 위치의 2개소(강판 집적대)로부터, 강판의 판두께에 따라서, 이하와 같이 각각 시험편을 채취했다.
(판두께가 30mm 이하인 강판)
상기 2개의 위치에 있어서, 당해 강판의 판두께×폭 20mm×길이(압연 방향) 100mm의 시험편을 3개 채취하여, 합계로 6개의 시험편을 준비했다.
(판두께 30mm를 초과하는 강판)
상기 2개의 위치에 있어서, (i) 강판의 표면으로부터 당해 표면에 수직한 방향, (ii) 판두께의 1/2의 위치, 및 (iii) 강판의 이면으로부터 당해 이면에 수직한 방향으로부터, 두께 30mm×폭 20mm×길이 100의 시험편을 채취하여, 합계로 6개의 시험편을 준비했다.
각 시험편에 대해, 주식회사 지네스제 초음파 탐상 장치 「GSONIC SCAN 8AX1500SR」, 및 수침형 탐촉자(주파수 10MHz, 직경 0.5인치, 초점 깊이 4.5인치)를 이용하여, 0.4mm×0.4mm 피치로 초음파 탐상 시험을 행하고, 각 시험편의 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률을 측정하여, 그 평균치를 강판의 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률로 했다.
[3. HIC 시험]
HIC 시험은, 상기 초음파 탐상 시험에서 사용한 시험편을 이용하여, NACE standard TM0284-2003에 규정된 방법에 따라 행했다. 상세하게는, 1atm의 황화 수소를 포화시킨 25℃(5.0% NaCl+0.5% 아세트산) 수용액 중에 96시간 침지한 후, 강판의 판두께에 따라서, 이하와 같이 각 시험편의 단면 평가(NACE standard TM0284-2003 FiGURE 2∼8에 따랐다)를 행하여, CLR을 측정했다. 여기에서, 단면이란 시험편의 두께 방향과 폭 방향으로 규정되는 면이다.
(판두께가 30mm 이하인 강판)
단면을 판두께 방향으로 균등하게 3분할하여, 표면측, 중앙부 및 이면측의 3개의 단면을 규정했다. 표면측의 단면에서 CLR을 측정하고, 그 평균치를 「표층부의 CLR」로 했다. 또한, 중앙부의 단면에서 CLR을 측정하고, 그 평균치를 「중앙부의 CLR」로 했다.
(판두께 30mm를 초과하는 강판)
강판의 표면으로부터 당해 표면에 수직한 방향으로부터 채취한 시험편의 CLR을 측정하여, 그 평균치를 「표층부의 CLR」로 했다. 또한, 판두께의 1/2의 위치에서 채취한 시험편의 CLR을 측정하여, 그 평균치를 「중앙부의 CLR」로 했다.
표층부의 CLR 및 중앙부의 CLR이 각각 10% 이하인 강판을, 실용 가능한 수준이며, 내HIC성이 우수하다고 판정했다.
슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률, 표층부의 CLR 및 중앙부의 CLR의 측정 결과를 표 2에 나타낸다. 표층부의 CLR 및 중앙부의 CLR에 대해서는, 10% 이하인 것을 「○」로 나타낸다.
한편, 표 1 및 2 중, 밑줄이 붙은 것은 본 발명의 실시형태의 규정으로부터 벗어나 있음을 의미한다.
Figure 112019044254047-pct00001
Figure 112019044254047-pct00002
표 2의 결과로부터, 다음과 같이 고찰할 수 있다. 시험 No. 1∼5 및 12는 모두, 본 발명의 실시형태에서 규정하는 요건의 모두를 만족하는 예이며, 내HIC성이 우수하다.
한편, 시험 No. 6∼11은, 본 발명의 실시형태에서 규정하는 요건의 어느 것인가를 만족하지 않는 예이다.
시험 No. 6 및 7은 각각, 주조 조건이 적정하지 않아, 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포의 개수 밀도가 높은 슬래브를 이용하여 제조한 강판의 예이며, 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 크고, 표층부의 CLR이 악화되어, 원하는 내HIC성이 달성되지 않았다.
시험 No. 8 및 9는 각각, [Ca]/[S]가 작은 강종 G 및 H를 이용하여 제조한 강판의 예이며, MnS가 많이 발생하여 중앙부의 CLR이 악화되어, 원하는 내HIC성이 달성되지 않았다. 한편, 시험 No. 8에 대해서는, 중앙부의 CLR이 악화되었기 때문에, 기포의 개수 밀도를 평가하고 있지 않다.
시험 No. 10 및 11은 각각, ([Ca]-1.25×[S])/[O]가 큰 강종 I 및 J를 이용하여 제조한 강판의 예이며, 강판 집적대에 조대 Ca 개재물이 생성되어 표층부의 CLR이 악화되어, 원하는 내HIC성이 달성되지 않았다.
본 명세서의 개시 내용은, 이하의 태양을 포함한다.
태양 1:
C: 0.02∼0.15질량%,
Si: 0.02∼0.50질량%,
Mn: 0.6∼2.0질량%,
P: 0질량% 초과 0.030질량% 이하,
S: 0질량% 초과 0.003질량% 이하,
Al: 0.010∼0.080질량%,
Ca: 0.0003∼0.0060질량%,
N: 0.001∼0.01질량%, 및
O: 0질량% 초과 0.0045질량% 이하
를 함유하고, 또한 하기 (1)식 및 하기 (2)식을 만족하며,
잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하인 강판.
3.0≤[Ca]/[S] (1)
([Ca]-1.25×[S])/[O]≤1.80 (2)
여기에서, [Ca], [S] 및 [O]는 각각, Ca, S 및 O의 함유량(질량%)이다.
태양 2:
B: 0질량% 초과 0.005질량% 이하,
V: 0질량% 초과 0.1질량% 이하,
Cu: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
Ni: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
Cr: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
Mo: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
Nb: 0질량% 초과 0.06질량% 이하,
Ti: 0질량% 초과 0.03질량% 이하,
Mg: 0질량% 초과 0.01질량% 이하,
REM: 0질량% 초과 0.02질량% 이하, 및
Zr: 0질량% 초과 0.010질량% 이하
로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 함유하는 태양 1에 기재된 강판.
태양 3:
라인 파이프용인 태양 1 또는 2에 기재된 강판.
태양 4:
태양 1∼3 중 어느 하나에 기재된 강판으로 형성된 라인 파이프용 강관.
태양 5:
압력 용기용인 태양 1 또는 2에 기재된 강판.
태양 6:
태양 1 또는 2에 기재된 강판의 제조 방법으로서, 태양 1 또는 2에 기재된 화학 성분 조성을 갖고, 또한 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포 밀도가 0.15개/cm2 이하인 슬래브를 이용하는 강판의 제조 방법.
본 출원은, 출원일이 2016년 11월 16일인 일본 특허출원, 특원 제2016-223416호, 및 출원일이 2017년 9월 13일인 일본 특허출원, 특원 제2017-176045호를 기초 출원으로 하는 우선권 주장을 수반한다. 특원 제2016-223416호 및 특원 제2017-176045호는 참조하는 것에 의해 본 명세서에 원용된다.

Claims (7)

  1. C: 0.02∼0.15질량%,
    Si: 0.02∼0.50질량%,
    Mn: 0.6∼2.0질량%,
    P: 0질량% 초과 0.030질량% 이하,
    S: 0질량% 초과 0.003질량% 이하,
    Al: 0.010∼0.080질량%,
    Ca: 0.0003∼0.0060질량%,
    N: 0.001∼0.01질량%, 및
    O: 0질량% 초과 0.0045질량% 이하
    를 함유하고, 또한 하기 (1)식 및 하기 (2)식을 만족하며,
    잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
    강판 또는 강판의 일부를 채취한 시험편의 저면에서 반사된 저면 에코의 강도에 대한 강판 또는 강판의 일부를 채취한 시험편 내부의 결함에서 반사된 결함 에코의 강도의 비율로 정의되는 결함 에코 높이가 20% 이상인 부분의 면적률이 0.05% 이하인 강판.
    3.0≤[Ca]/[S] (1)
    ([Ca]-1.25×[S])/[O]≤1.80 (2)
    여기에서, [Ca], [S] 및 [O]는 각각, Ca, S 및 O의 함유량(질량%)이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    B: 0질량% 초과 0.005질량% 이하,
    V: 0질량% 초과 0.1질량% 이하,
    Cu: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
    Ni: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
    Cr: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
    Mo: 0질량% 초과 1.5질량% 이하,
    Nb: 0질량% 초과 0.06질량% 이하,
    Ti: 0질량% 초과 0.03질량% 이하,
    Mg: 0질량% 초과 0.01질량% 이하,
    REM: 0질량% 초과 0.02질량% 이하, 및
    Zr: 0질량% 초과 0.010질량% 이하
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 함유하는 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    라인 파이프용인 강판.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 강판으로 형성된 라인 파이프용 강관.
  5. 제 3 항에 기재된 강판으로 형성된 라인 파이프용 강관.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    압력 용기용인 강판.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 강판의 제조 방법으로서, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 화학 성분 조성을 갖고, 또한, 판두께가 t인 슬래브 중, 슬래브의 표면으로부터 t/8∼t/4의 영역인 슬래브 집적대 중의 원상당 직경 0.2mm 이상의 기포 밀도가 0.15개/cm2 이하인 슬래브를 이용하는 강판의 제조 방법.
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