KR102366991B1 - Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same - Google Patents

Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102366991B1
KR102366991B1 KR1020200115617A KR20200115617A KR102366991B1 KR 102366991 B1 KR102366991 B1 KR 102366991B1 KR 1020200115617 A KR1020200115617 A KR 1020200115617A KR 20200115617 A KR20200115617 A KR 20200115617A KR 102366991 B1 KR102366991 B1 KR 102366991B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
yield ratio
rolled steel
hot
temperature
steel material
Prior art date
Application number
KR1020200115617A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이찬영
서명규
유용재
이상민
이영호
최종민
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020200115617A priority Critical patent/KR102366991B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102366991B1 publication Critical patent/KR102366991B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0273Final recrystallisation annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum

Abstract

The present invention provides a hot rolled steel material having excellent low-temperature toughness and a low yield ratio and a manufacturing method thereof. According to an embodiment of the present invention, the hot rolled steel material having a low yield ratio comprises: 0.05-0.08 wt% of carbon (C); 0.15-0.25 wt% of silicon (Si); 1.20-1.60 wt% of manganese (Mn), 0.01-0.05 wt% of aluminum (Al), 0.02-0.03 wt% of niobium (Nb), 0.20-0.30 wt% of chromium (Cr), 0.001-0.003 wt% of calcium (Ca), more than 0 to 0.018 wt% of phosphorus (P), more than 0 to 0.003 wt% of sulfur (S) and the remainder consisting of iron (Fe) and inevitable impurities, wherein the yield ratio (YR) thereof is equal to or smaller than 0.90 and the value of a drop weight tear test (DWTT) at a temperature equal to or lower than -20℃ can satisfy 90-100%.

Description

저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재 및 그 제조 방법{Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same}Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same

본 발명의 기술적 사상은 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a steel material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a low yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness and a method for manufacturing the same.

최근 석유 및 천연 가스 등 채굴 자원 고갈로 인해 심층 및 극한 환경에서의 자원 채굴이 증가하고 있는 추세이다. 이러한 가혹한 환경에 대응하기 위해서 송유관 소재에 고강도 및 고성능의 복합 특성을 요구할 수 밖에 없는 상황이다. 일례로 최근 인도나 중동 등의 유정 지역이 조산대 주변에 분포하고 있으며, 이러한 주변 환경을 극복하기 위해 파이프의 파단을 지연시킬 수 있는 저항복비형이라는 특성을 요구하고 있다. 또한, 중동 등의 지역의 경우 카스피해 주변 유정 지역에서는 겨울에 -20℃ 이하까지 온도가 급격하게 감소하는 시기를 가지고 있다.Recently, due to the depletion of mining resources such as oil and natural gas, resource extraction in deep and extreme environments is increasing. In order to cope with such a harsh environment, it is inevitably required to have complex characteristics of high strength and high performance in oil pipeline materials. For example, recently, oil well regions such as India and the Middle East are distributed around the orogeny zone, and in order to overcome such a surrounding environment, the characteristic of a resistance yield ratio type capable of delaying the breakage of the pipe is required. In addition, in the case of regions such as the Middle East, in the oil well area around the Caspian Sea, there is a period in which the temperature rapidly decreases to below -20℃ in winter.

수송능력을 높이기 위해 대구경 송유관 수요가 증가하는 추세이고, 대구경 송유관을 만들기 위해서는 고강도 소재 개발이 필수적이다. 송유관의 경우, 여러 가지 특성을 동시에 보증해야 한다. 먼저 가혹한 주변 환경에 안전하게 대응하기 위해 우수한 저온인성 특성을 가져야 한다. 그리고 최근 지진대, 영구 동토층 지역의 송유관 설치가 활성화 됨에 따라 파이프의 파단을 지연시켜 구조적인 안정성을 확보할 수 있도록 저항복비형 재질 특성이 필요하다.The demand for large-diameter pipelines is increasing to increase transport capacity, and the development of high-strength materials is essential to make large-diameter pipelines. In the case of oil pipelines, several characteristics must be guaranteed at the same time. First, it must have excellent low-temperature toughness characteristics in order to safely respond to the harsh surrounding environment. In addition, as the installation of oil pipelines in earthquake zones and permafrost regions has recently been activated, it is necessary to have a resistance to yield ratio type material to delay the breakage of pipes and secure structural stability.

또한, 송유관의 경우에는 저온에서의 구조적 안정성 확보가 중요하므로, 미국 석유검정 협회(American Petroleum Institute) 규격에 따른 저온 인성이 요구된다. 강재의 저온 인성을 향상시키는 방법으로서, 니오븀(Nb) 등의 합금 원소의 첨가에 따른 결정립 미세화에 의하여 파괴 전파 속도를 감소시키는 방법이 있다.In addition, in the case of oil pipelines, since securing structural stability at low temperatures is important, low-temperature toughness according to American Petroleum Institute standards is required. As a method of improving the low-temperature toughness of steel, there is a method of reducing the fracture propagation speed by grain refinement according to the addition of an alloying element such as niobium (Nb).

송유관 소재는 일반적으로 Nb/Ti 등의 석출원소를 첨가하여 결정립을 미세화시켜 강도를 증가시키고 파괴 전파 속도를 늦추는 방법을 사용함으로써, 강도 및 저온인성을 향상시키는 방향으로 제조하고 있다. 그러나 이러한 합금계는 결정립 미세화 및 석출강화효과에 따른 고항복비형 재질 특성을 야기하기 때문에 항복비를 낮추기 어렵게 된다. 최근 저항복비 및 저온인성을 동시에 만족할 수 있는 복합 특성을 요구하고 있는 추세이기 때문에 가혹한 환경에서 사용하기에는 어려운 단점을 가지고 있다. 특히, 통상적인 Nb 첨가 성분계는 상온 혹은 0℃ 정도의 범위에서는 인성이 양호하지만 사용 환경이 가혹해짐에 따라 0℃ 이하의 저온역에서는 인성이 저하되어 사용하기 어려운 단점이 있다.Oil pipeline materials are generally manufactured in the direction of improving strength and low-temperature toughness by adding precipitating elements such as Nb/Ti to refine crystal grains to increase strength and slow down fracture propagation speed. However, since these alloys cause high yield ratio material properties according to grain refinement and precipitation strengthening effect, it is difficult to lower the yield ratio. Since the recent trend is demanding complex properties that can satisfy both resistance yield ratio and low-temperature toughness, it has a disadvantage that it is difficult to use in a harsh environment. In particular, the typical Nb-added component system has good toughness at room temperature or in the range of about 0°C, but as the use environment becomes harsh, the toughness decreases in the low temperature range of 0°C or less, making it difficult to use.

한국공개특허번호 제2016-0079166호Korea Patent Publication No. 2016-0079166

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a resistance yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness and a method for manufacturing the same.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 의하면, 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재 및 그 제조 방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a resistance yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저항복비형 열연강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.08%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%, 망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%, 크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%, 칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.018%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003%, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 항복비(YR): 0.90 이하 및 -20℃의 온도 이하에서 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the resistance yield ratio hot-rolled steel material is, by weight, carbon (C): 0.05% to 0.08%, silicon (Si): 0.15% to 0.25%, manganese (Mn): 1.20% ~ 1.60%, Aluminum (Al): 0.01% ~ 0.05%, Niobium (Nb): 0.02% ~ 0.03%, Chromium (Cr): 0.20% ~ 0.30%, Calcium (Ca): 0.001% ~ 0.003%, Phosphorus ( P): more than 0% to 0.018%, sulfur (S): more than 0% to 0.003%, and the balance contains iron (Fe) and unavoidable impurities, yield ratio (YR): 0.90 or less and a temperature of -20°C Drop weight test value (DWTT): 90% ~ 100% below can be satisfied.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저항복비형 열연강재는, 침상형 페라이트 조직을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the resistance yield ratio hot-rolled steel material may have a needle-shaped ferrite structure.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저항복비형 열연강재는, 인장강도(TS): 535 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 450 MPa ~ 600 MPa, 및 연신율(EL): 20% 이상을 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the resistance yield ratio hot-rolled steel material, tensile strength (TS): 535 MPa ~ 760 MPa, yield strength (YS): 450 MPa ~ 600 MPa, and elongation (EL): 20% or more can be satisfied with

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저항복비형 열연강재는, 상기 망간/실리콘의 비율이 5 ~ 10 일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the low yield ratio hot rolled steel, the manganese/silicon ratio may be 5 to 10.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 저항복비형 열연강재의 제조 방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.08%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%, 망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%, 크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%, 칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.018%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003%, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 1,180℃ ~ 1,220℃의 온도에서 재가열하는 단계; 상기 가열된 강재를 830℃ ~ 870℃의 온도에서 종료되도록 열간압연하는 단계; 상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 강재를 권취하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method of the low yield ratio hot-rolled steel material is, by weight, carbon (C): 0.05% to 0.08%, silicon (Si): 0.15% to 0.25%, manganese (Mn) : 1.20% ~ 1.60%, Aluminum (Al): 0.01% ~ 0.05%, Niobium (Nb): 0.02% ~ 0.03%, Chromium (Cr): 0.20% ~ 0.30%, Calcium (Ca): 0.001% ~ 0.003% , Phosphorus (P): more than 0% to 0.018%, Sulfur (S): more than 0% to 0.003%, and the balance is iron (Fe) and unavoidable impurities in which the steel is reheated at a temperature of 1,180 ° C. to 1,220 ° C. step; Hot-rolling the heated steel material to end at a temperature of 830 ℃ ~ 870 ℃; cooling the hot-rolled steel; and winding the cooled steel material.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계는, 30℃/초 ~ 50℃/초의 냉각속도로 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of cooling the hot-rolled steel material may be performed at a cooling rate of 30 °C / sec ~ 50 °C / sec.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 냉각된 강재를 권취하는 단계는, 580℃ ~ 620℃의 권취온도로 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the winding of the cooled steel material may be performed at a winding temperature of 580 °C to 620 °C.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 강재를 냉각 및 권취하는 단계를 수행한 후, 상기 저항복비형 열연강재는, 항복비(YR): 0.80 ~ 0.90 및 0℃ ~ - 20℃의 온도에서 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after performing the step of cooling and winding the steel material, the resistance-yield ratio hot-rolled steel material has a yield ratio (YR): 0.80 to 0.90 and 0 ℃ to -20 ℃ drop at a temperature of 20 ℃ Weight test value (DWTT): 90% ~ 100% can be satisfied.

본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 상기 저항복비형 열연강재는 니오븀이나 티타늄의 함량을 줄이거나 배제하고, 권취 중에 상변태가 집중적으로 발생하도록 열간압연 후 냉각 속도를 30℃/초 ~ 50℃/초 수준으로 빠르게 하고, 권취온도를 베이나이트 변태 온도의 직상인 580℃ ~ 620℃로 제어하여 제조한다. 이에 따라, 상기 저항복비형 열연강재는 다각형 페라이트의 형성이 억제되고 미세한 침상형 페라이트의 형성이 촉진된 미세구조를 가지게 되고, 이에 따라 저항복비 및 우수한 저온 인성 특성을 제공할 수 있다.According to the technical idea of the present invention, the low yield ratio hot-rolled steel material reduces or excludes the content of niobium or titanium, and the cooling rate after hot rolling is reduced to 30 ℃ / sec ~ 50 ℃ / so that the phase transformation occurs intensively during winding It is made by controlling the winding temperature to 580 ° C. ~ 620 ° C., which is directly above the bainite transformation temperature. Accordingly, the low yield ratio hot-rolled steel material has a microstructure in which the formation of polygonal ferrite is suppressed and the formation of fine needle-shaped ferrite is promoted, thereby providing a low yield ratio and excellent low-temperature toughness characteristics.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 열연강재의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 열연강재의 제조방법을 이용하여 제조한 실시예와 비교예의 미세조직을 나타내는 주사전자현미경 사진이다.
1 is a process flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a resistance yield ratio hot-rolled steel material according to an embodiment of the present invention.
2 is a scanning electron microscope photograph showing the microstructures of Examples and Comparative Examples manufactured by using the method for manufacturing a resistive yield ratio hot-rolled steel material according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. In this specification, the same reference numerals refer to the same elements throughout. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

열연 강판의 저온 인성을 확보하는 종래의 기술은 Nb/Ti 등의 석출 원소를 첨가하여 제조하고 있으며, 이러한 경우 인장강도 대비 항복강도가 높기 때문에 고항복 특성을 보이게 된다. 따라서 지진대 및 영구 동토층 등 가혹 환경에서 요구하는 저항복비형 특성을 맞출 수 없게 되는 단점이 있다. 특히, 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 열연강재에서 니오븀(Nb) 및 티타늄(Ti)함량을 감소시키고, 크롬(Cr)을 첨가하여 고용 강화 효과를 적용하여 강도 및 저항복비형 특성을 만족할 수 있는 미세조직을 확보하고자 한다. 공정을 추가하지 않고 공정 온도를 제어함으로써, 저항복비 및 저온 인성을 가지는 열연강재를 제공할 수 있다. 상기 저항복비 및 저온 인성의 확보를 위하여, 열간압연의 제어가 중요하며, 특히 사상압연 온도와 권취온도의 제어가 중요하다. 이러한 제어를 통하여 저항복비와 저온 인성을 제공하는 침상형 페라이트 미세구조를 형성할 수 있다. 이러한, 열연강재는 고강도 송유관에 저항복비 및 저온 인성 등의 우수한 복합 특성을 가질 수 있다.The conventional technique for securing the low-temperature toughness of a hot-rolled steel sheet is manufactured by adding a precipitating element such as Nb/Ti. Therefore, there is a disadvantage in that it cannot meet the resistance to recovery characteristics required in severe environments such as earthquake zones and permafrost. In particular, therefore, the technical idea of the present invention is to reduce the niobium (Nb) and titanium (Ti) content in hot-rolled steel, and apply a solid solution strengthening effect by adding chromium (Cr) to satisfy strength and resistance to yield ratio characteristics. We want to secure a microstructure. By controlling the process temperature without adding a process, it is possible to provide a hot-rolled steel material having a resistive yield ratio and low-temperature toughness. In order to secure the resistive yield ratio and low-temperature toughness, control of hot rolling is important, and in particular, control of finishing rolling temperature and winding temperature is important. Through this control, it is possible to form a needle-shaped ferrite microstructure that provides a resistive yield ratio and low-temperature toughness. Such a hot-rolled steel material may have excellent composite properties, such as a resistance yield ratio and low-temperature toughness, in a high-strength oil pipeline.

또한, 드롭웨이트 시험(Drop Weight Tear Test, DWTT)은 송유관의 파괴 전파 천이 온도(fracture propagation transition temperature, FPTT) 를 평가하는 방법 중 하나로서, 샤르피 충격시험과는 달리 실제 송유관과 같은 두께의 시편을 사용함으로써 시편 두께 변화에 따른 천이 온도 변화를 잘 설명하며, 샤르피 충격시험의 결과와는 달리 파괴 경로가 길어 송유관의 파괴 전파 양상을 나타내는데 적합하다.In addition, the drop weight test (DWTT) is one of the methods to evaluate the fracture propagation transition temperature (FPTT) of an oil pipe. Unlike the Charpy impact test, a specimen of the same thickness as the actual oil pipe is tested. By using it, it explains the transition temperature change according to the change in the thickness of the specimen well, and unlike the result of the Charpy impact test, the fracture path is long, so it is suitable for showing the fracture propagation pattern of the oil pipe.

이하, 본 발명의 일 측면인 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재에 대하여 설명한다.Hereinafter, a low yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness, which is an aspect of the present invention, will be described.

저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재Resistance yield ratio hot-rolled steel with excellent low-temperature toughness

본 발명의 일 측면인 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.08%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%, 망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%, 크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%, 칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.018%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003%를 포함한다. 잔부는 철(Fe)과 제강 공정 등에서 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진다.One aspect of the present invention, the low yield ratio hot-rolled steel material with excellent low-temperature toughness, by weight, carbon (C): 0.05% to 0.08%, silicon (Si): 0.15% to 0.25%, manganese (Mn): 1.20% ~ 1.60%, Aluminum (Al): 0.01% ~ 0.05%, Niobium (Nb): 0.02% ~ 0.03%, Chromium (Cr): 0.20% ~ 0.30%, Calcium (Ca): 0.001% ~ 0.003%, Phosphorus ( P): more than 0% to 0.018%, including sulfur (S): more than 0% to 0.003%. The remainder consists of iron (Fe) and impurities that are unavoidably contained in the steelmaking process.

이하, 본 발명에 따른 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 성분 원소의 함유량은 모두 중량%를 의미한다.Hereinafter, the role and content of each component included in the low yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness according to the present invention will be described. At this time, the content of the component elements all mean wt%.

탄소(C): 0.05% ~ 0.08%Carbon (C): 0.05% to 0.08%

탄소는 강재의 강도 확보 및 미세조직 제어를 위해 첨가한다. 탄소의 함량이 0.05% 미만인 경우에는, 항복 강도 450 MPa 이상을 얻기 어렵다. 탄소의 함량이 0.08%를 초과하는 경우에는, 펄라이트 미세구조의 형성으로 인성을 감소시키게 된다. 따라서, 탄소는 열연강재 전체 중량의 0.05% ~ 0.08%로 첨가되는 것이 바람직하다.Carbon is added to secure the strength of steel and control the microstructure. When the carbon content is less than 0.05%, it is difficult to obtain a yield strength of 450 MPa or more. When the carbon content exceeds 0.08%, the toughness is reduced due to the formation of a pearlite microstructure. Therefore, it is preferable that carbon is added in an amount of 0.05% to 0.08% of the total weight of the hot-rolled steel.

실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%Silicon (Si): 0.15% to 0.25%

실리콘은 페라이트 안정화 원소로써, 페라이트 변태시 과냉도를 증가시켜 결정립을 미세하게 하고 탄화물 형성을 억제한다. 그러나, 다량 첨가시 용접성을 떨어뜨리고, 열연압연 공정에서 재가열공정 및 열간압연 시에 적스케일을 생성시켜 표면 품질을 저하시킬 수 있고, 용접 후 도금성이 감소될 수 있다. 실리콘의 함량이 0.15% 미만인 경우에는, 실리콘 첨가 효과가 불충분하다. 실리콘의 함량이 0.25%를 초과하는 경우에는, 표면에 산화물을 형성하여 용접성, 도금 특성, 인성, 및 용접 열영향부 인성 등이 저하될 수 있다. 따라서, 실리콘은 열연강재 전체 중량의 0.15% ~ 0.25%로 첨가되는 것이 바람직하다.Silicon, as a ferrite stabilizing element, increases the degree of supercooling during ferrite transformation to make crystal grains finer and suppress carbide formation. However, when a large amount is added, weldability may be deteriorated, and red scale may be generated during the reheating process and hot rolling in the hot rolling process, thereby reducing the surface quality and reducing the plating property after welding. When the content of silicon is less than 0.15%, the effect of adding silicon is insufficient. When the content of silicon exceeds 0.25%, oxides are formed on the surface, and weldability, plating properties, toughness, and toughness of the heat-affected zone of the weld may be deteriorated. Therefore, silicon is preferably added in an amount of 0.15% to 0.25% of the total weight of the hot-rolled steel.

망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%Manganese (Mn): 1.20% to 1.60%

망간은 오스테나이트 안정화 원소로써 고용강화에 매우 효과적이고, 경화능 증가에 큰 영향을 미친다. 망간 첨가시 평형온도가 감소하여 페라이트가 감소되고 펄라이트가 증가된 미세구조를 가지게 되고, 펄라이트의 라멜라 간격을 감소시킨다. 망간 함량에 따라 강도와 인성 및 항복비를 제어할 수 있으나, 다량 첨가시 MnS 개재물 형성과 주조시 중심편석을 유발하여 강의 인성을 떨어뜨리게 된다. 망간의 함량이 1.20% 미만인 경우에는, 강도 확보에 어려움이 있을 수 있다. 망간의 함량이 1.60%를 초과하는 경우에는, 강도는 증가하나 편석이 발생하여 조직 불균일을 발생시킬 수 있고, 저온충격인성을 저하시킬 수 있다. 또한, 1.2% 이상의 망간이 첨가되는 경우에는, 강관 제조를 위한 ERW 용접시 망간/실리콘(Mn/Si)의 비율이 5 ~ 10 범위 내에 들어야 한다. 이는 용접시 발생하는 Mn-Si-O 산화물(Mn2SiO4 또는 MnSiO3) 이 상기 범위에서 형성되며 이들의 용융온도가 가장 낮기 때문이며 이로 인해 용접시 산화물 배출을 용이하게 한다. 따라서, 망간은 열연강재 전체 중량의 1.20% ~ 1.60%로 첨가되는 것이 바람직하다.As an austenite stabilizing element, manganese is very effective in solid solution strengthening and has a great influence on the increase in hardenability. When manganese is added, the equilibrium temperature is reduced, so that ferrite is reduced, pearlite has an increased microstructure, and the lamellar spacing of pearlite is reduced. The strength, toughness, and yield ratio can be controlled according to the manganese content, but when a large amount is added, MnS inclusions are formed and central segregation occurs during casting, thereby reducing the toughness of the steel. When the manganese content is less than 1.20%, it may be difficult to secure strength. When the manganese content exceeds 1.60%, the strength is increased, but segregation may occur, which may cause tissue non-uniformity, and may reduce low-temperature impact toughness. In addition, when more than 1.2% of manganese is added, the ratio of manganese/silicon (Mn/Si) should be within the range of 5 to 10 during ERW welding for steel pipe manufacturing. This is because the Mn-Si-O oxide (Mn 2 SiO 4 or MnSiO 3 ) generated during welding is formed in the above range and has the lowest melting temperature, thereby facilitating the oxide discharge during welding. Accordingly, manganese is preferably added in an amount of 1.20% to 1.60% of the total weight of the hot-rolled steel.

알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%Aluminum (Al): 0.01% to 0.05%

알루미늄은 탈산재로 사용되는 동시에 실리콘과 같이 시멘타이트 석출을 억제하고 오스테나이트를 안정화하는 역할을 하며 강도를 향상시키는 역할을 한다. 알루미늄의 함량이 0.01% 미만일 경우에는, 충분한 탈산 효과를 얻을 수 없다. 알루미늄의 함량이 0.05%를 초과하는 경우에는, 용접성을 저해할 수 있다. 따라서, 알루미늄은 열연강재 전체 중량의 0.01% ~ 0.05%로 첨가되는 것이 바람직하고, 예를 들어 열연강재 전체 중량의 0.03% ~ 0.05%로 첨가되는 것이 바람직하다.Aluminum is used as a deoxidizer and, like silicon, suppresses cementite precipitation, stabilizes austenite, and improves strength. When the content of aluminum is less than 0.01%, sufficient deoxidation effect cannot be obtained. When the content of aluminum exceeds 0.05%, weldability may be impaired. Accordingly, aluminum is preferably added in an amount of 0.01% to 0.05% of the total weight of the hot-rolled steel, for example, 0.03% to 0.05% of the total weight of the hot-rolled steel.

니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%Niobium (Nb): 0.02% to 0.03%

니오븀은 열간 압연시 재결정을 지연시켜 결정립 미세화를 도모할 수 있다. 열간 압연중 고용 니오븀은 재결정의 핵생성 및 성장을 지연시키는 것으로 알려져 있으며, 이러한 재결정 지연은 전위 등의 결함 자리를 소모하지 않기 때문에 상변태시 핵생성을 촉진하여 결정립을 미세하게 한다. 또한 변형 유기 석출된 탄화물은 상변태시 페라이트의 핵생성 자리 역할을 하므로 상변태를 촉진하여 결정립을 미세화 할 수 있다. 이러한 결정립 미세화는 저온 인성을 0℃ 미만에서도 확보 가능케 할 수 있다. 그러나 많은 양의 니오븀의 첨가는 결정립 미세화 및 석출강화 효과로 인한 항복강도 상승을 야기하므로 저항복비형 재질에는 접합하지 않다. 니오븀의 함량이 0.02% 미만일 경우에는, 니오븀 첨가 효과가 미미하다. 니오븀의 함량이 0.03%를 초과하는 경우에는, 저항복비 특성 및 저온 인성을 확보하지 못할 수 있다. 따라서, 니오븀은 열연강재 전체 중량의 0.02% ~ 0.03%로 첨가되는 것이 바람직하다.Niobium can promote grain refinement by delaying recrystallization during hot rolling. It is known that solid solution niobium during hot rolling delays the nucleation and growth of recrystallization, and since such recrystallization delay does not consume defect sites such as dislocations, it promotes nucleation during phase transformation to make grains finer. In addition, since the deformed organic precipitated carbide serves as a nucleation site of ferrite during phase transformation, it is possible to refine the crystal grains by promoting the phase transformation. Such grain refinement may make it possible to secure low-temperature toughness even at less than 0°C. However, since the addition of a large amount of niobium causes an increase in yield strength due to grain refinement and precipitation strengthening effect, it is not suitable for resistance-to-yield ratio materials. When the content of niobium is less than 0.02%, the effect of adding niobium is insignificant. When the content of niobium exceeds 0.03%, resistance to yield ratio characteristics and low-temperature toughness may not be secured. Therefore, niobium is preferably added in an amount of 0.02% to 0.03% of the total weight of the hot-rolled steel material.

크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%Chromium (Cr): 0.20% to 0.30%

크롬은 망간과 마찬가지로 평형온도를 저하시키므로 강의 강도와 항복비에 영향을 줄 수 있다. 크롬은 다량 첨가시 탄소와 결합하여 조대한 탄화물을 형성할 수 있으며, 이는 강도를 미약하게 상승시키지만, 인성에는 취약하므로 다량 첨가는 지양하여야 한다. 따라서, 저항복비 특성을 위해 강의 상변태 및 고용강화에만 영향을 주고 탄화물 생성을 억제하는 함량으로 제어되어야 한다. 크롬의 함량이 0.20% 미만일 경우에는, 크롬 첨가 효과가 미미하다. 크롬의 함량이 0.30%를 초과하는 경우에는, 인성이 저하되고, 내용접 균열특성이 저하될 수 있다. 따라서, 크롬은 열연강재 전체 중량의 0.20%~ 0.30%로 첨가되는 것이 바람직하다.Chromium, like manganese, lowers the equilibrium temperature, so it can affect the strength and yield ratio of steel. When chromium is added in a large amount, it can form coarse carbide by combining with carbon, which slightly increases strength, but is weak in toughness, so adding a large amount should be avoided. Therefore, for the resistance yield ratio characteristic, it should be controlled to a content that affects only the phase transformation and solid solution strengthening of steel and suppresses carbide formation. When the content of chromium is less than 0.20%, the effect of adding chromium is insignificant. When the content of chromium exceeds 0.30%, toughness may be lowered, and weld resistance cracking characteristics may be lowered. Therefore, chromium is preferably added in an amount of 0.20% to 0.30% of the total weight of the hot-rolled steel.

칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%Calcium (Ca): 0.001% to 0.003%

칼슘은 황과의 결합력이 높아 CaS 개재물을 형성함으로써 용접성에 저해를 주는 MnS의 생성을 억제하기 위해 첨가한다. 칼슘의 함량이 0.001% 미만일 경우에는, MnS 제어 효과가 저하된다. 칼슘의 함량이 0.003%를 초과하는 경우에는, 연주성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 칼슘은 열연강재 전체 중량의 0.001% ~ 0.003%로 첨가되는 것이 바람직하다.Calcium is added to suppress the formation of MnS, which inhibits weldability by forming CaS inclusions due to its high bonding strength with sulfur. When the content of calcium is less than 0.001%, the MnS control effect is lowered. When the content of calcium exceeds 0.003%, the playability may be reduced. Therefore, calcium is preferably added in an amount of 0.001% to 0.003% of the total weight of the hot-rolled steel.

인(P): 0% 초과 ~ 0.018%Phosphorus (P): >0% to 0.018%

인은 열연강재 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.018%로 포함된다. 인은 용접성을 악화시키고 중심 편석 및 미세 편석을 형성하여 내부식성을 저하시킨다. 또한 오스테나이트 결정립계에 편석하여 인성을 열화시킬 수 있으므로, 0.018% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다.Phosphorus is included in an amount greater than 0% to 0.018% of the total weight of the hot-rolled steel. Phosphorus deteriorates weldability and forms central segregation and microsegregation, thereby reducing corrosion resistance. In addition, since segregation at the austenite grain boundary may deteriorate toughness, it is preferable to limit it to 0.018% or less.

황(S): 0% 초과 ~ 0.003%Sulfur (S): >0% to 0.003%

황은 열연강재 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.003%로 포함된다. 황은 인과 함께 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 저융점 원소로서 입계 편석 가능성이 높아 인성 및 용접성을 저해하고 MnS 비금속 개재물을 증가시켜 강의 내부식성을 저하시키므로, 0.003% 이하의 범위로 제한하는 것이 바람직하다.Sulfur is included in excess of 0% to 0.003% of the total weight of hot-rolled steel. Sulfur is an element that is unavoidably contained in the manufacture of steel together with phosphorus. As a low melting point element, it has a high possibility of grain boundary segregation, which impairs toughness and weldability, and increases MnS non-metallic inclusions to reduce corrosion resistance of steel. desirable.

상기 저항복비형 열연강재의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않은 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.The remaining component of the low yield ratio hot-rolled steel material is iron (Fe). However, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in the normal manufacturing process, this cannot be excluded. Since these impurities are known to any person skilled in the art of manufacturing processes, all details thereof are not specifically mentioned in the present specification.

전술한 합금 조성의 구체적인 성분 및 이들의 함량 범위를 제어하고, 후술하는 열연강재의 제조 방법을 통해 제조된 저항복비형 열연강재는, 인장강도(TS): 535 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 450 MPa ~ 600 MPa, 연신율(EL): 20% 이상, 항복비(YR): 0.90 이하 및 -20℃의 온도 이하에서 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하는 열연강재를 얻을 수 있다.The resistance-yield ratio hot-rolled steel material manufactured by controlling the specific components of the alloy composition and their content ranges, which will be described later, has a tensile strength (TS): 535 MPa to 760 MPa, and a yield strength (YS) ): 450 MPa to 600 MPa, elongation (EL): 20% or more, yield ratio (YR): 0.90 or less, and drop weight test value (DWTT) at a temperature of -20°C or less: hot rolling that satisfies 90% to 100% steel can be obtained.

예를 들어, 상기 저항복비형 열연강재는, 인장강도(TS): 535 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 450 MPa ~ 600 MPa, 연신율(EL): 20% ~ 35%, 항복비(YR): 0.80 ~ 0.90 및 -20℃ ~ -50℃의 온도에서 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하는 열연강재를 얻을 수 있다.For example, the resistive yield ratio hot-rolled steel material has tensile strength (TS): 535 MPa to 760 MPa, yield strength (YS): 450 MPa to 600 MPa, elongation (EL): 20% to 35%, yield ratio ( YR): It is possible to obtain a hot rolled steel that satisfies the drop weight test value (DWTT): 90% to 100% at a temperature of 0.80 to 0.90 and -20°C to -50°C.

상기 저항복비형 열연강재는 침상형 페라이트 조직을 가질 수 있다.The low yield ratio hot-rolled steel material may have a needle-shaped ferrite structure.

본 발명의 다른 측면은 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재의 제조방법이 제공된다. 이에 따르면 전술한 합금 조성으로 이루어지는 강재를 1,180℃ ~ 1,220℃의 온도에서 재가열하는 단계; 상기 가열된 강재를 830℃ ~ 870℃의 온도에서 종료되도록 열간압연하는 단계; 상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 강재를 권취하는 단계;를 포함한다.Another aspect of the present invention provides a method for manufacturing a low yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness. According to this, the step of reheating the steel made of the above-mentioned alloy composition at a temperature of 1,180 ℃ ~ 1,220 ℃; Hot-rolling the heated steel material to end at a temperature of 830 ℃ ~ 870 ℃; cooling the hot-rolled steel; and winding the cooled steel material.

상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계는, 30℃/초 ~ 50℃/초의 냉각속도로 수행될 수 있다.The step of cooling the hot-rolled steel material may be performed at a cooling rate of 30 °C / sec to 50 °C / sec.

상기 냉각된 강재를 권취하는 단계는, 580℃ ~ 620℃의 권취온도로 수행될 수 있다.The winding of the cooled steel material may be performed at a winding temperature of 580°C to 620°C.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저온 인성이 우수한 저항복비형 열연강재의 제조방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a method for manufacturing a high-resistance yield ratio hot-rolled steel material having excellent low-temperature toughness according to the present invention will be described.

열연강재의 제조 방법Manufacturing method of hot rolled steel

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 열연강재의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flowchart schematically illustrating a method of manufacturing a low yield ratio hot-rolled steel material according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 열연강재의 제조방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품은 예시적으로 슬라브(slab)일 수 있다. 반제품 상태의 슬라브는 제강공정을 통해 소정의 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 확보할 수 있다.In the method for manufacturing a hot-rolled steel material according to the present invention, the semi-finished product to be subjected to the hot-rolling process may be, for example, a slab. The semi-finished slab can be obtained through the continuous casting process after obtaining molten steel of a predetermined composition through the steelmaking process.

상기 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.08%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%, 망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%, 크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%, 칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.018%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003%, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함한다.The steel is, by weight, carbon (C): 0.05% to 0.08%, silicon (Si): 0.15% to 0.25%, manganese (Mn): 1.20% to 1.60%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05 %, Niobium (Nb): 0.02% to 0.03%, Chromium (Cr): 0.20% to 0.30%, Calcium (Ca): 0.001% to 0.003%, Phosphorus (P): More than 0% to 0.018%, Sulfur (S) ): more than 0% to 0.003%, and the balance contains iron (Fe) and unavoidable impurities.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 열연강재의 제조방법은 재가열단계(S110), 열간압연 단계(S120), 냉각 단계(S130), 및 권취 단계(S140)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method of manufacturing a low yield ratio hot-rolled steel material according to an embodiment of the present invention includes a reheating step (S110), a hot rolling step (S120), a cooling step (S130), and a winding step (S140). .

재가열 단계(S110)Reheating step (S110)

재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 강재를, 예를 들어 슬라브 판재를, 1,180℃ ~ 1,220℃의 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)에서 약 20분 ~ 60분 동안 재가열한다. 이러한 재가열을 통해, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다.In the reheating step (S110), the steel having the above composition, for example, a slab plate, is reheated for about 20 to 60 minutes at a reheating temperature (Slab Reheating Temperature, SRT) of 1,180 ° C to 1,220 ° C. Through such reheating, re-dissolution of segregated components during casting and re-dissolution of precipitates may occur.

재가열 온도가 1,180℃ 미만인 경우에는, 니오븀 탄화물의 고용이 충분하지 않으며, 주조시 편석된 성분들이 충분히 고르게 분포되지 않는 문제점이 있다. 따라서, 상기 니오븀 탄화물의 충분한 고용을 위해 1,180℃ 이상의 온도에서, 바람직하게는 1,200℃ 이상의 온도 에서 적어도 20분 이상 유지할 필요가 있다. 상기 재가열 온도가 1220℃를 초과하는 경우에는, 매우 조대한 오스테나이트 결정립이 형성되어 강도 확보가 어렵게 된다. 또한 재가열 온도가 올라갈수록 가열 비용 및 열간압연 온도를 맞추기 위한 추기 시간 소요 등으로 제조 비용 상승 및 생산성 저하를 야기하는 문제점이 있다.When the reheating temperature is less than 1,180° C., there is a problem in that the solid solution of niobium carbide is not sufficient, and the components segregated during casting are not sufficiently evenly distributed. Therefore, it is necessary to maintain the niobium carbide at a temperature of 1,180° C. or higher, preferably at a temperature of 1,200° C. or higher, for at least 20 minutes or more for sufficient solid solution of the niobium carbide. When the reheating temperature exceeds 1220° C., very coarse austenite grains are formed, making it difficult to secure strength. In addition, as the reheating temperature increases, there is a problem of causing an increase in manufacturing cost and a decrease in productivity due to the heating cost and additional extraction time required to match the hot rolling temperature.

열간압연 단계(S120)Hot rolling step (S120)

상기 가열된 강재는 먼저 그 형상의 조정을 위해 가열 후에 열간압연을 실시한다. 상기 열간압연은 폭압연, 조압연, 및 사상압연으로 연속적으로 수행될 수 있다. 상기 열간압연 단계에 의하여, 상기 강재는 강판을 형성할 수 있다.The heated steel is first subjected to hot rolling after heating to adjust its shape. The hot rolling may be continuously performed by wide rolling, rough rolling, and finishing rolling. By the hot rolling step, the steel may form a steel sheet.

상기 열간압연은, 즉 상기 사상압연은 830℃ ~ 870℃의 압연 종료온도(finish rolling temperature, FRT)에서 종료될 수 있다. 상기 온도 범위는 균일한 침상형 페라이트를 형성하기 위해 선택할 수 있다. 상기 압연 종료온도가 830℃ 미만인 경우에는, 미세한 오스테나이트 결정립으로 인해 냉각 중 빠른 상변태가 발생하여 다각형 페라이트가 형성되며, 이에 따라 저온 인성이 저하된다. 또한, 상기 압연 종료온도가 너무 낮으면 열연 코일의 전장재질의 편차를 야기할 수 있다. 반면, 상기 압연 종료온도가 870℃를 초과하는 경우에는, 오스테나이트 결정립이 조대화되고, 냉각 과정의 상변태게 느리게 되어 베이나이트와 같은 저온 변태상이 형성되어, 이에 따라 저온 인성을 저하시키게 된다.The hot rolling, that is, the finishing rolling may be finished at a finish rolling temperature (FRT) of 830 °C to 870 °C. The above temperature range can be selected to form a uniform needle-shaped ferrite. When the rolling end temperature is less than 830° C., rapid phase transformation occurs during cooling due to fine austenite grains to form polygonal ferrite, and thus low-temperature toughness is reduced. In addition, if the rolling end temperature is too low, it may cause a deviation of the electric material of the hot-rolled coil. On the other hand, when the rolling end temperature exceeds 870° C., the austenite grains are coarsened, and the phase transformation of the cooling process is slowed to form a low-temperature transformation phase such as bainite, thereby reducing the low-temperature toughness.

냉각 단계(S130)Cooling step (S130)

상기 열간압연된 강재를 30℃/초 ~ 50℃/초의 냉각속도로 580℃ ~ 620℃까지 냉각한다. 상기 냉각은 공냉 방식 또는 수냉 방식으로 수행될 수 있다. 저항복비 특성 및 저온 인성 확보를 위해서는 미세한 침상형 페라이트를 얻어야 하므로 냉각 제어가 중요하다. 권취 중에 상변태를 집중적으로 발생시켜야 하므로, 열간압연 후 냉각은 가능한 빠를수록 좋으며, 냉각중 다각형 페라이트 형성의 억제를 위해 30℃/초 ~ 50℃/초의 냉각속도가 적절할 수 있다.The hot-rolled steel is cooled to 580° C. to 620° C. at a cooling rate of 30° C./sec to 50° C./sec. The cooling may be performed by an air cooling method or a water cooling method. In order to secure the resistance to yield ratio and low-temperature toughness, it is important to control cooling because it is necessary to obtain fine needle-shaped ferrite. Since it is necessary to intensively generate phase transformation during winding, it is better to cool as soon as possible after hot rolling.

권취 단계(S140)Winding step (S140)

상기 냉각이 종료되어, 상기 강재를 580℃ ~ 620℃의 권취온도(coiling temperature, CT)에서 권취한다. 침상형 페라이트의 미세화를 위해 베이나이트 변태가 시작되는 온도(약 555℃)의 직상의 온도까지 충분히 냉각을 실시하여야 하므로, 권취온도는 580℃ ~ 620℃가 적절할 수 있다.After the cooling is finished, the steel is wound at a coiling temperature (CT) of 580° C. to 620° C. In order to refine the needle-type ferrite, it is necessary to sufficiently cool to a temperature immediately above the temperature at which bainite transformation starts (about 555°C), so the coiling temperature may be appropriate at 580°C to 620°C.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하나, 이는 본 발명의 바람직한 실시예일뿐 본 발명의 범위가 이러한 실시예의 기재범위에 의하여 제한되는 것은 아니다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples, but these are only preferred examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the scope of the description of these examples. Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.

실시예Example

표 1은 비교예들과 실시예들의 열연강재들의 조성을 나타낸다. 표 1에서 잔부는 철(Fe)과 제강 공정 등에서 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진다. 단위는 중량%이다.Table 1 shows the composition of the hot-rolled steel materials of Comparative Examples and Examples. In Table 1, the remainder consists of iron (Fe) and impurities unavoidably contained in the steelmaking process, etc. The unit is % by weight.

구분division CC SiSi MnMn AlAl NbNb CrCr CaCa PP SS 실시예1Example 1 0.0660.066 0.200.20 1.541.54 0.040.04 0.0260.026 0.250.25 0.00280.0028 0.0020.002 0.00110.0011 실시예2Example 2 0.0600.060 0.190.19 1.481.48 0.040.04 0.0240.024 0.250.25 0.00280.0028 0.0020.002 0.00110.0011 비교예1Comparative Example 1 0.0590.059 0.190.19 1.531.53 0.030.03 0.0650.065 0.190.19 0.00160.0016 0.0090.009 0.00150.0015 비교예2Comparative Example 2 0.0640.064 0.190.19 1.411.41 0.030.03 0.0600.060 0.180.18 0.00150.0015 0.01320.0132 0.00160.0016 비교예3Comparative Example 3 0.0730.073 0.200.20 1.411.41 0.030.03 0.0440.044 -- 0.00210.0021 0.01110.0111 0.00180.0018 비교예4Comparative Example 4 0.0660.066 0.190.19 1.351.35 0.030.03 0.0450.045 -- 0.00190.0019 0.01130.0113 0.00200.0020

표 2는 비교예와 실시예의 열연강재를 형성하는 공정 조건 값들을 나타낸다.Table 2 shows the process condition values for forming the hot-rolled steel materials of Comparative Examples and Examples.

구분division 재가열온도
(℃)
reheat temperature
(℃)
압연 종료온도
(℃)
Rolling end temperature
(℃)
냉각속도
(℃/초)
cooling rate
(℃/sec)
권취온도
(℃)
winding temperature
(℃)
압하율reduction rate
실시예1Example 1 1,2001,200 857857 3939 620620 미재결정
영역
80% 이상
unresolved
area
80% or more
실시예2Example 2 1,2001,200 844844 3939 614614 비교예1Comparative Example 1 1,2001,200 860860 30~5030-50 608608 비교예2Comparative Example 2 1,2001,200 852852 30~5030-50 584584 비교예3Comparative Example 3 1,2001,200 793793 30~5030-50 583583 비교예4Comparative Example 4 1,2001,200 830830 30~5030-50 592592

표 3은 상기 제조된 열연강재에 대하여, 항복강도(YS), 인장강도(TS), 연신율(EL), 항복비(YR), 및 드롭웨이트 시험값(DWTT)을 각각 측정한 결과이다.Table 3 shows the results of measuring yield strength (YS), tensile strength (TS), elongation (EL), yield ratio (YR), and drop weight test value (DWTT) for the manufactured hot-rolled steel, respectively.

구분division 항복강도
(MPa)
yield strength
(MPa)
인장강도
(MPa)
tensile strength
(MPa)
연신율
(%)
elongation
(%)
항복비yield ratio DWTTDWTT
실시예1Example 1 493493 571571 3131 0.860.86 100% @-20℃100% @-20℃ 실시예2Example 2 481481 569569 3131 0.850.85 100% @-20℃100% @-20℃ 비교예1Comparative Example 1 589589 649649 3232 0.910.91 90% @0℃90% @0℃ 비교예2Comparative Example 2 595595 643643 3333 0.930.93 100% @0℃100% @0℃ 비교예3Comparative Example 3 575575 630630 3434 0.910.91 100% @0℃100% @0℃ 비교예4Comparative Example 4 572572 630630 3232 0.910.91 95% @0℃95% @0℃

표 3을 참조하면, 실시예들은 목표하는 항복강도, 인장강도, 및 연신율을 가짐을 알 수 있고, 또한, 항복비는 0.86 및 0.85로서 원하는 0.80 ~ 0.90 범위에 포함된다. 또한, 드롭웨이트 시험값(DWTT)은 -20℃의 온도에서 100%를 나타내었다.Referring to Table 3, it can be seen that the examples have target yield strength, tensile strength, and elongation, and the yield ratio is 0.86 and 0.85, which are included in the desired range of 0.80 to 0.90. In addition, the drop weight test value (DWTT) showed 100% at a temperature of -20 °C.

실시예에 비하여 비교예들은 니오븀의 함량이 높고, 권취온도가 낮다. 또한, 비교예3 및 비교예4는 칼슘이 배제되어 있다.Compared to the examples, the comparative examples have a high niobium content and a low coiling temperature. In addition, in Comparative Examples 3 and 4, calcium was excluded.

항복강도, 인장강도, 및 저온인성 특성(즉, DWTT)을 고려하면, 실시예들과 비교예들 모두 목표 범위를 만족하고 있다. 실시예들의 항복강도와 인장강도는 비교예들에 비하여 낮은 수치이지만, 목표 범위를 만족하고 있다.In consideration of yield strength, tensile strength, and low-temperature toughness properties (ie, DWTT), all of the Examples and Comparative Examples satisfy the target range. Although the yield strength and tensile strength of Examples are lower than those of Comparative Examples, they satisfy the target range.

반면, 항복비를 고려하면, 실시예들은 항복강도와 인장강도의 비(YR)가 0.90 이하의 수준으로 저항복비를 나타낸다. 비교예들은 강도와 저온 인성은 우수하지만, 니오븀의 높은 함량 및 낮은 권취온도 등에 따라 항복비가 0.9 이상의 고항복비를 나타낸다. 이는 비교예들은 니오븀의 함량이 높아 결정립 미세화와 석출강화효과가 크게 작용한 것으로 분석된다.On the other hand, when the yield ratio is considered, the Examples exhibit a resistive yield ratio with a yield strength and a tensile strength ratio (YR) of 0.90 or less. Comparative Examples have excellent strength and low-temperature toughness, but exhibit a high yield ratio of 0.9 or more depending on a high content of niobium and a low coiling temperature. It is analyzed that the comparative examples have a high niobium content, and thus the crystal grain refinement and precipitation strengthening effect are greatly affected.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저항복비형 열연강재의 제조방법을 이용하여 제조한 실시예와 비교예의 미세조직을 나타내는 주사전자현미경 사진이다.2 is a scanning electron microscope photograph showing the microstructures of Examples and Comparative Examples manufactured by using the method for manufacturing a resistive yield ratio hot-rolled steel material according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 실시예1과 비교예3의 미세조직이 나타나있다. 비교예3의 경우에는, 니오븀의 높은 함량에 기인하여 연신된 형태의 다각형 페라이트 조직이 나타나 있다. 이러한 다각형 페라이트 조직을 가지는 열연강재는 원하는 저온 인성을 가질 수 있으나, 저항복비를 가지지 못한다. 반면, 실시예1의 경우에는, 침상형 페라이트 조직이 잘 발달되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 실시예1의 저항복비형 열연강재는 우수한 저온 인성을 가짐과 동시에 저항복비를 가질 수 있다.2, the microstructures of Example 1 and Comparative Example 3 are shown. In the case of Comparative Example 3, an elongated polygonal ferrite structure was shown due to the high content of niobium. A hot-rolled steel material having such a polygonal ferrite structure may have a desired low-temperature toughness, but does not have a resistive yield ratio. On the other hand, in the case of Example 1, it can be seen that the needle-shaped ferrite structure is well developed. Therefore, the resistive yield ratio hot-rolled steel of Example 1 may have excellent low-temperature toughness and at the same time have a resistive yield ratio.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is the technical spirit of the present invention that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.

Claims (8)

중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.08%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%, 망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%, 크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%, 칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.018%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003%, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고,
침상형 페라이트 조직을 가지고, 다각형 페라이트 조직과 베이나이트 조직의 형성이 억제되고,
항복비(YR): 0.90 이하 및 -20℃의 온도 이하에서 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하고,
인장강도(TS): 535 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 450 MPa ~ 600 MPa, 및 연신율(EL): 20% 이상을 만족하는,
저항복비형 열연강재.
By weight%, carbon (C): 0.05% to 0.08%, silicon (Si): 0.15% to 0.25%, manganese (Mn): 1.20% to 1.60%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, niobium ( Nb): 0.02% to 0.03%, Chromium (Cr): 0.20% to 0.30%, Calcium (Ca): 0.001% to 0.003%, Phosphorus (P): more than 0% to 0.018%, Sulfur (S): 0% excess ~ 0.003%, and the balance contains iron (Fe) and unavoidable impurities,
Having a needle-like ferrite structure, the formation of polygonal ferrite structure and bainite structure is suppressed,
Yield ratio (YR): 0.90 or less and drop weight test value (DWTT) at a temperature of -20 ° C or less: 90% ~ 100%,
Tensile strength (TS): 535 MPa ~ 760 MPa, yield strength (YS): 450 MPa ~ 600 MPa, and elongation (EL): 20% or more,
Resistance yield ratio hot rolled steel.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 망간/실리콘의 비율이 5 ~ 10 인,
저항복비형 열연강재.
The method of claim 1,
The manganese / silicon ratio is 5 to 10,
Resistance yield ratio hot rolled steel.
중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.08%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.25%, 망간(Mn): 1.20% ~ 1.60%, 알루미늄(Al): 0.01% ~ 0.05%, 니오븀(Nb): 0.02% ~ 0.03%, 크롬(Cr): 0.20%~ 0.30%, 칼슘(Ca): 0.001% ~ 0.003%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.018%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003%, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 1,180℃ ~ 1,220℃의 온도에서 재가열하는 단계;
상기 가열된 강재를 830℃ ~ 870℃의 온도에서 종료되도록 열간압연하는 단계; 및
상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 강재를 권취하는 단계;를 포함하고,
상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계는, 30℃/초 ~ 50℃/초의 냉각속도로 수행되고,
상기 냉각된 강재를 권취하는 단계는, 600℃ 초과 ~ 620℃의 권취온도로 수행되고,
상기 강재를 냉각 및 권취하는 단계를 수행한 후, 상기 저항복비형 열연강재는,
침상형 페라이트 조직을 가지고, 다각형 페라이트 조직과 베이나이트 조직의 형성이 억제되고,
항복비(YR): 0.90 이하 및 -20℃의 온도 이하에서 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하고,
인장강도(TS): 535 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 450 MPa ~ 600 MPa, 및 연신율(EL): 20% 이상을 만족하는,
저항복비형 열연강재의 제조 방법.
By weight%, carbon (C): 0.05% to 0.08%, silicon (Si): 0.15% to 0.25%, manganese (Mn): 1.20% to 1.60%, aluminum (Al): 0.01% to 0.05%, niobium ( Nb): 0.02% to 0.03%, Chromium (Cr): 0.20% to 0.30%, Calcium (Ca): 0.001% to 0.003%, Phosphorus (P): more than 0% to 0.018%, Sulfur (S): 0% reheating the steel material including iron (Fe) and unavoidable impurities in excess of 0.003%, and the balance at a temperature of 1,180° C. to 1,220° C.;
Hot-rolling the heated steel material to end at a temperature of 830 ℃ ~ 870 ℃; and
cooling the hot-rolled steel; and
Including; winding the cooled steel material;
The step of cooling the hot-rolled steel material is performed at a cooling rate of 30 °C / sec ~ 50 °C / sec,
The winding of the cooled steel material is performed at a winding temperature of more than 600 ° C. ~ 620 ° C.,
After performing the step of cooling and winding the steel material, the resistance yield ratio hot-rolled steel material,
Having a needle-like ferrite structure, the formation of polygonal ferrite structure and bainite structure is suppressed,
Yield ratio (YR): 0.90 or less and drop weight test value (DWTT) at a temperature of -20 ° C or less: 90% ~ 100%,
Tensile strength (TS): 535 MPa ~ 760 MPa, yield strength (YS): 450 MPa ~ 600 MPa, and elongation (EL): 20% or more,
A method for manufacturing a resistive yield ratio hot-rolled steel material.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020200115617A 2020-09-09 2020-09-09 Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same KR102366991B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200115617A KR102366991B1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200115617A KR102366991B1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102366991B1 true KR102366991B1 (en) 2022-02-25

Family

ID=80490093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200115617A KR102366991B1 (en) 2020-09-09 2020-09-09 Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102366991B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286214A (en) * 1994-04-18 1995-10-31 Nippon Steel Corp Production of high strength thick hot coil excellent in hydrogen induced cracking resistance and dwtt property
JPH0841536A (en) * 1994-07-29 1996-02-13 Kawasaki Steel Corp Production of high tensile strength steel plate small in nonuniformity of hardness in plate thickness direction and excellent in dwtt property
KR20160079166A (en) 2014-12-25 2016-07-06 주식회사 포스코 High strength structural steel having low yield ratio and good impact toughness and preparing method for the same
KR20180073385A (en) * 2016-12-22 2018-07-02 주식회사 포스코 Sour resistance steel sheet having excellent low temperature toughness and post weld heat treatment property, and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286214A (en) * 1994-04-18 1995-10-31 Nippon Steel Corp Production of high strength thick hot coil excellent in hydrogen induced cracking resistance and dwtt property
JPH0841536A (en) * 1994-07-29 1996-02-13 Kawasaki Steel Corp Production of high tensile strength steel plate small in nonuniformity of hardness in plate thickness direction and excellent in dwtt property
KR20160079166A (en) 2014-12-25 2016-07-06 주식회사 포스코 High strength structural steel having low yield ratio and good impact toughness and preparing method for the same
KR20180073385A (en) * 2016-12-22 2018-07-02 주식회사 포스코 Sour resistance steel sheet having excellent low temperature toughness and post weld heat treatment property, and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100868423B1 (en) High strength api-x80 grade steels for spiral pipes with less strength changes and method for manufacturing the same
KR102119975B1 (en) High strength thick steel plate for linepipe having excellent low temperature toughness and ductility as well as low yield ratio
JP2020509188A (en) Hot rolled steel sheet for electric resistance welded steel pipe excellent in weldability and method for producing the same
KR102164110B1 (en) High-strength steel sheet having excellent resistance of sulfide stress crack, and method for manufacturing thereof
KR102352647B1 (en) Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same
KR101505279B1 (en) Hot-rolled steel sheet and method of manufacturing the same
KR102366991B1 (en) Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same
KR102366990B1 (en) Hot rolled steel having excellent low-temperature toughness and low yield ratio and method of manufacturing the same
JPH08319538A (en) Hot rolled steel plate excellent in toughness and having low yield ratio and high strength and its production
KR101899694B1 (en) Thick steel plate having excellent low-temperature impact toughness and ctod properties, and method for manufacturing the same
KR102495181B1 (en) High strength hot rolled steel sheet for steel pipe having excellent impact toughness and method of manufacturing the same
KR20140130324A (en) Hot-rolled steel sheet for pipe and method of manufacturing the same
KR102407420B1 (en) High strength hot rolled steel sheet for steel pipe and method of manufacturing the same
KR102592580B1 (en) Hot-rolled steel sheet and method of manufacturing the same
KR20200047081A (en) High-strength steel sheet having excellent resistance of sulfide stress crack, and method for manufacturing thereof
KR20190076163A (en) High strength steel and method of manufacturing the same
KR102305429B1 (en) High-strength steel sheet having excellent fatigue resistance, method for manufacturing thereof, and welded steel pipe using thereof
KR101435319B1 (en) Method of manufacturing steel sheet
KR20230174969A (en) High carbon hot rolled steel sheet with excellent low-temperature toughness and methods of fabricating the same
KR101412372B1 (en) Hot-rolled steel sheet and method of manufacturing the hot-rolled steel sheet
KR101412376B1 (en) Method for hot rolling and steel sheet of line pipe manufactured using the same
KR101505290B1 (en) Steel sheet for line pipe and method of manufacturing the same
KR20230095233A (en) High strength steel plate having excellent uniform elongation and low yeild ratio and mathod of manufacturing the same
KR101639901B1 (en) Hot rolled steels having excellent impact toughness and workability for use in oil well tube and method for producing the same and steel pipe prepared by the same
KR101647213B1 (en) Hot rolled steels having high strength, elongation and toughness for use in oil well tube and method for producing the same and steel pipe prepared by the same method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant