KR102387364B1

KR102387364B1 - 고Mn강 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR102387364B1
Application number: KR1020207027903A
Authority: KR
Inventors: 코이치 나카시마; 케이지 우에다; 다이치 이즈미; 사토시 이기; 토모히로 오노
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2019-03-01
Publication date: 2022-04-14
Also published as: WO2019168172A1; KR20200123831A

Abstract

고강도, 또한 저온에서의 인성 및 내피로 특성이 우수한 고Mn강을 제공한다. 　C: 0.10∼0.70％, Si: 0.05∼1.0％, Mn: 20∼30％, P: 0.030％ 이하, S: 0.0070％ 이하, Al: 0.01∼0.07％, Cr: 0.5∼7.0％, N: 0.040∼0.10％, O: 0.0050％ 이하, Ti: 0.005％ 이하, Nb: 0.005％ 이하, Mg: 0.0010％ 미만 및 REM: 0.0010％ 미만을, Ti/N≤0.10의 아래로 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 성분 조성으로 한다.

Description

고Mn강 및 그의 제조 방법

본 발명은, 예를 들면 액화 가스 저조(貯槽)용 탱크 등의, 극저온 환경에서 사용되는 구조용 강에 제공하기 적합한, 특히 저온에서의 내피로 특성 그리고 인성이 우수한 고(高)Mn강 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

액화 가스 저조용 탱크 등의 구조물에 열간 압연 강판을 이용하는 것이 시도되고 있다. 이러한 구조물은, 그 사용 환경이 극저온이 되기 때문에, 당해 구조물에 적용하는 열연 강판은 고강도인 것에 더하여, 극저온에서의 인성이 우수한 것도 요구된다. 예를 들면, 액화 천연 가스의 저조에 열간 압연 강판을 사용하는 경우는, 액화 천연 가스의 비점: －164℃ 이하에서 우수한 인성이 확보되어 있을 필요가 있다. 강재의 저온 인성이 뒤떨어지면, 극저온 저조용 구조물로서의 안전성을 유지할 수 없게 될 가능성이 있기 때문에, 적용되는 강재에 대한 저온 인성의 향상에 대한 요구는 강하다.

이 요구에 대하여, 종래는, 극저온에서 취성을 나타내지 않는 오스테나이트를 강판의 조직으로 하는 오스테나이트계 스테인리스강이나 9％ Ni강, 혹은 5000계 알루미늄 합금이 사용되어 왔다. 그러나, 합금 비용이나 제조 비용이 비싼 점에서, 염가로 저온 인성이 우수한 강재에 대한 요망이 있다.

그래서, 종래의 극저온용 강을 대신하는 새로운 강재로서, 비교적 염가인 오스테나이트 안정화 원소인 Mn을 다량으로 첨가한, 고Mn강을 극저온 환경의 구조물에 적용하는 것이, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 제안되어 있다.

특허문헌 1에는, 오스테나이트 결정 입계의 탄화물 피복률을 규제하는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, Mn 농화부와 희박부의 비를 제어하는 것이 제안되어 있다.

일본공개특허공보 2016-84529호 일본공개특허공보 2017-71817호

그런데, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 있어서는, 샤르피 충격 시험에 의한 저온 인성이 평가되고 있지만, 액화 가스 저조용 탱크 등에서는, 액화 가스 등의 교체 시, 가동 시 그리고 운반 시에 부하가 걸려, 그 때의 반복 하중에 대하여 구조물의 구조적인 안전성을 확보할 필요가 있다. 그 때문에, 상기 구조물에 이용하는 열연 강판에는, 반복 하중에 대하여 피로 특성이 우수한 것이 요구된다.

그래서, 본 발명은, 고강도, 또한 저온에서의 인성 및 내피로 특성이 우수한 고Mn강을 제공하는 것을 목적으로 한다. 여기에서, 상기 「저온에서의 인성이 우수한」이란, －196℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 ｖE_－196이 100J 이상이고, 상기 「저온에서의 피로 특성이 우수한」이란, －165℃에 있어서의 피로 강도가 700㎫ 이상인 것을 말한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해, 고Mn강을 대상으로, 강판의 성분 조성을 결정하는 각종 요인에 관하여 예의 검토를 행하여, 이하의 인식을 얻었다.

우선, 고Mn의 조성으로 함으로써, 오스테나이트 조직으로 한다. 이 오스테나이트 조직에 의해, 극저온에 있어서도 취성 파괴가 일어나지 않고 우수한 저온 인성을 갖는 강판으로 할 수 있다. 다음으로, 내피로 특성을 향상하려면, 극저온에서의 항복 응력을 높이는 것이 유효하고, C나 Mn, Ti 및 N의 첨가량을 적정하게 제어하고, 추가로 적절한 제조 조건에 따라 열간 압연, 냉각을 행하는 것이 중요한 것을 인식했다.

본 발명은, 이상의 인식에 추가로 검토를 더하여 이루어진 것으로서, 그의 요지는 다음과 같다.

1. 질량％로,

C: 0.10∼0.70％,

Si: 0.05∼1.0％,

Mn: 20∼30％,

P: 0.030％ 이하,

S: 0.0070％ 이하,

Al: 0.01∼0.07％,

Cr: 0.5∼7.0％,

N: 0.040∼0.10％,

O: 0.0050％ 이하,

Ti: 0.005％ 이하,

Nb: 0.005％ 이하,

Mg: 0.0010％ 미만 및

REM: 0.0010％ 미만

을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고, 다음식 (1)을 만족하는 고Mn강.

Ti/N≤0.10　　　　　　 ···(1)

2. 상기 성분 조성은, 추가로 다음식 (2)를 만족하는 상기 1에 기재된 고Mn강.

(Mn×O)/S＜27　　　　　 ···(2)　

3. 상기 성분 조성은, 추가로, 질량％로,

Cu: 1.0％ 이하,

Ni: 0.1％ 미만,

Mo: 2.0％ 이하,

V: 2.0％ 이하,

W: 2.0％ 이하,

Ca: 0.0005∼0.0050％ 및

B: 0.0050％ 이하

중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 상기 1 또는 2에 기재된 고Mn강.

4. 상기 1, 2 또는 3에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역에 가열한 후, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상 950℃ 미만, 또한 950℃ 미만의 압하율이 15％ 이상인, 열간 압연을 실시하고, 그 후, (마무리 압연 종료 온도 －100℃) 이상의 온도에서 300℃ 이상 650℃ 이하의 온도역까지의 평균 냉각 속도가 1.0℃/s 이상인 냉각 처리를 행하는 고Mn강의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 특히 저온 인성이 우수한 고Mn강을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 고Mn강은, 액화 가스 저조용 탱크 등의, 극저온 환경에서 사용되는 강 구조물의 안전성이나 수명의 향상에 크게 기여하여, 산업상 각별한 효과를 가져온다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 고Mn강에 대해서 자세하게 설명한다.

[성분 조성]

우선, 본 발명의 고Mn강의 성분 조성과 그 한정 이유에 대해서 설명한다. 또한, 성분 조성에 있어서의 「％」 표시는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」를 의미하는 것으로 한다.

C: 0.10∼0.70％

C는, 염가인 오스테나이트 안정화 원소로서, 오스테나이트를 얻기 위해 중요한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해, C는 0.10％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.70％를 초과하여 함유하면, Cr 탄화물이 과도하게 생성되어, 저온 인성이 저하한다. 이 때문에, C 함유량은 0.10∼0.70％로 한다. 바람직하게는, 0.20％ 이상 0.60％ 이하로 한다.

Si: 0.05∼1.00％

Si는, 탈산재로서 작용하여, 제강상 필요할 뿐만 아니라, 강에 고용되어 고용 강화에 의해 강판을 고강도화하는 효과를 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해, Si는 0.05％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 1.00％를 초과하여 함유하면, 용접성이 열화한다. 이 때문에, Si 함유량은 0.05∼1.00％로 한다. 바람직하게는, 0.07％ 이상 0.50％ 이하로 한다.

Mn: 20∼30％

Mn은, 비교적 염가인 오스테나이트 안정화 원소이다. 본 발명에서는, 강도와 극저온 인성을 양립하기 위해 중요한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해, Mn은 20％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 30％를 초과하여 함유해도, 저온 인성을 개선하는 효과가 포화하여, 합금 비용의 상승을 초래한다. 또한, 용접성 및 절단성이 열화한다. 또한, 편석을 조장하고, 응력 부식 균열의 발생을 조장한다. 이 때문에, Mn 함유량은 20∼30％로 한다. 바람직하게는, 23％ 이상 28％ 이하로 한다.

P: 0.030％ 이하

P는, 0.030％를 초과하여 함유하면, 입계에 편석하여, 응력 부식 균열의 발생 기점이 된다. 이 때문에, 0.030％를 상한으로 하여, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 따라서, P는 0.030％ 이하로 한다. 또한, 과도한 P 저감은 정련 비용을 상승시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, 경제성의 관점에서는 0.002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 0.028％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.024％ 이하로 한다.

S: 0.0070％ 이하

S는, 모재의 저온 인성이나 연성을 열화시키기 때문에, 0.0070％를 상한으로 하여, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 따라서, S는 0.0070％ 이하로 한다. 또한, 과도한 S의 저감은 정련 비용을 상승시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, 경제성의 관점에서는 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 0.0060％ 이하로 한다.

Al: 0.01∼0.07％

Al은, 탈산제로서 작용하여, 강판의 용강 탈산 프로세스에 있어서 가장 범용적으로 사용된다. 이러한 효과를 얻기 위해, Al은 0.01％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.07％를 초과하여 함유하면, 용접 시에 용접 금속부에 혼입하여, 용접 금속의 인성을 열화시키기 때문에, 0.07％ 이하로 한다. 이 때문에, Al은 0.01∼0.07％로 한다. 바람직하게는 0.02％ 이상 0.06％ 이하로 한다.

Cr: 0.5∼7.0％

Cr은, 적당량의 첨가로 오스테나이트를 안정화시켜, 저온 인성과 모재 강도의 향상에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Cr은 0.5％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 7.0％를 초과하여 함유하면, Cr 탄화물의 생성에 의해, 저온 인성 및 내응력 부식 균열성이 저하한다. 이 때문에, Cr은 0.5∼7.0％로 한다. 바람직하게는 1.0％ 이상 6.7％ 이하, 보다 바람직하게는 1.2％ 이상 6.5％ 이하로 한다. 또한, 내응력 부식 균열을 더욱 향상시키기 위해서는, 2.0％ 이상 6.0％ 이하가 더욱 바람직하다.

N: 0.0400∼0.1000％

N은, 본 재료에 있어서의 가장 중요한 원소의 하나로서, 오스테나이트 안정화 원소로 저온 인성 향상에 유효한 원소인 것과 함께, 오스테나이트 모상 중에 고용됨으로써 실온 및 극저온에서의 항복 응력의 향상에 유효하다. 고용 원소에 의한 강도 상승 효과는 탄소나 질소 등의 침입형 원소의 영향이 큰 것이 알려져 있지만, 오스테나이트강에서는 특히 고용된 질소의 영향이 커진다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.0400％ 이상의 N 함유를 필요로 한다. 한편, 0.1000％를 초과하여 함유하면, 효과가 포화하기 때문에, N은 0.0400∼0.1000％로 한다. 바람직하게는, 0.0450∼0.0950％이다.

O: 0.0050％ 이하

O는, 산화물의 형성에 의해 저온 인성을 열화시킨다. 이 때문에, O는 0.0050％ 이하의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.0045％ 이하이다. 또한, 과도한 O의 저감은 정련 비용을 상승시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, 경제성의 관점에서는 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Ti 및 Nb의 함유량을 각각 0.005％ 이하로 억제

Mg 및 REM의 함유량을 0.0010％ 미만으로 억제

Ti, Nb, Mg 및 REM은, 강 중에서 고융점의 탄질화물 및/또는 산 황화물을 형성하여 결정립의 조대화를 억제하고, 그 결과 파괴의 기점이나 균열 전파의 경로가 된다. 특히, 고Mn강에 있어서는 저온 인성을 높여, 연성을 향상하기 위한 조직 제어의 방해가 되기 때문에, 의도적으로 억제할 필요가 있다. 즉, Ti 및 Nb의 함유량을 각각 0.005％ 이하로 억제하고, Mg 및 REM의 함유량을 각각 0.0010％ 미만으로 억제함으로써, 상기한 탄질화물 및 산 황화물의 악영향을 배제하고, 우수한 저온 인성 그리고 연성을 확보할 수 있다. 바람직하게는, Ti 및 Nb의 각 함유량을 0.003％ 이하로 한다.

이상의 성분 조성에 있어서, 추가로 다음식 (1)을 만족할 필요가 있다.

Ti/N≤0.10　　···(1)

N은, 상기와 같이, 오스테나이트 모상 중에 고용됨으로써 실온 및 극저온에서의 항복 응력의 향상에 유효하게 작용한다. 그 때, Ti/N이 높아지면, N이 Ti에 고정되게 되어, 상기의 작용 효과가 제한되기 때문에, Ti/N≤0.10으로 하는 것이 중요하다.

상기의 성분 조성에 있어서, 추가로 다음식 (2)를 만족하는 것이 바람직하다.

(Mn×O)/S＜27　　···(2)

고Mn 조성의 오스테나이트 재료에 있어서는, 산화물이나 황화물의 분산에 의한 입(粒)성장 억제 효과를 과잉으로 작용시키지 않고, 결정 입경을 크게 함으로써 저온 인성이 향상 또한 안정화하기 때문에, (Mn×O)/S＜27로 하는 것이 바람직하다.

상기한 성분 이외의 잔부는 철 및 불가피적 불순물이다. 여기에서의 불가피적 불순물로서는, H 등을 들 수 있고, 합계로 0.01％ 이하이면 허용할 수 있다.

상기한 기본 성분으로 조정함으로써, 오스테나이트를 기지상으로 하는 마이크로 조직을 갖는 강으로 할 수 있다.

[오스테나이트를 기지상으로 하는 마이크로 조직]

강재의 결정 구조가 체심 입방 구조(bcc)인 경우, 당해 강재는 저온 환경하에서 취성 파괴를 일으킬 가능성이 있기 때문에, 저온 환경하에서의 사용에는 적합하지 않다. 여기에서, 저온 환경하에서의 사용을 상정했을 때, 강재의 조직에 있어서의 기지상은, 결정 구조가 면심 입방 구조(fcc)인 오스테나이트인 것이 필수가 된다. 또한, 「오스테나이트를 기지상으로 한다」란, 오스테나이트상이 면적률로 90％ 이상인 것을 나타내고, 100％라도 좋다. 한편, 오스테나이트상 이외의 잔부는, BCC 구조의 페라이트 또는 마르텐사이트상이나, 개재물이나 석출물로 구성되게 되지만, 이들의 비율은 5％ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 오스테나이트 분율에 대해서는, EBSD에 의한 관찰이나 XRD에 의한 해석 및 투자율 등에 의해 결정할 수 있다.

본 발명에서는, 강도 및 저온 인성을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 하여, 상기의 필수 원소에 더하여, 필요에 따라서 하기의 원소를 함유할 수 있다.

Cu: 1.0％ 이하, Ni: 0.1％ 미만, Mo: 2.0％ 이하, V: 2.0％ 이하, W: 2.0％ 이하, Ca: 0.0005∼0.0050％, B: 0.0050％ 이하의 1종 또는 2종 이상

Cu: 1.0％ 이하, Ni: 0.1％ 미만

Mo, V, W: 각각 2.0％ 이하

Cu, Ni, Mo, V 및 W는, 오스테나이트의 안정화에 기여함과 함께 모재 강도의 향상에 기여한다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Cu, Ni, Mo, V 및 W는 0.01％ 이상으로 함유하는 것이 바람직하다.

한편, Cu는 1.0％를 초과하여 첨가해도 효과가 포화하기 때문에, 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ni는, 저온 인성을 향상하는 효과를 갖지만, 합금 비용의 점에서 필요 최소한으로 하는 것이 본 발명의 성분 설계에 있어서의 중요한 관점으로, 이 관점에서 Ni량은 0.1％ 미만으로 한다. 여기에서, 저온 인성이 우수한 오스테나이트강으로서 SUS304나 SUS316 등의 스테인리스강이 있지만, 이들 강은, 오스테나이트 조직을 얻기 위한 합금 설계의 관점, 예를 들면 Ni당량-Cr당량의 적정화로부터, 다량의 Ni가 첨가되어, 합금 비용이 비싼 것이 난점이다. 이들 강에 대하여 본 발명은, Ni를 필요 최소한으로 함으로써 저렴화한, 오스테나이트 재료이다. 바람직한 Ni량은, 0.01％ 이상 0.07％ 이하이다.

Mo, V 및 W는, 2.0％를 초과하여 함유하면, 조대한 탄질화물이 생성되어, 파괴의 기점이 되는 일이 있는 것 외, 제조 비용을 압박한다. 이 때문에, 이들 합금 원소를 함유하는 경우는, 그 함유량은 2.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.003％ 이상 1.7％ 이하로 한다.

Ca: 0.0005∼0.0050％

Ca는, 개재물의 형태 제어에 유용한 원소로서, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 여기에서, 개재물의 형태 제어란, 전신한 황화물계 개재물을 입상의 개재물로 하는 것을 말한다. 이 개재물의 형태 제어를 통하여, 연성, 인성 및 내황화물 응력 부식 균열성을 향상시킨다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.0005％ 이상으로 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 다량으로 첨가하면, 비금속 개재물량이 증가하여, 오히려 연성, 인성 및 내황화물 응력 부식 균열성이 저하하는 경우가 있다. 또한, 경제적으로 불리해지는 경우가 있다. 이 때문에, Ca를 함유하는 경우에는, 0.0005∼0.0050％로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Ca량을 0.0005％ 이상 0.0040％ 이하로 한다.

본 발명에 따른 고Mn강은, 상기한 성분 조성을 갖는 용강을, 전로, 전기로 등, 공지의 용제 방법으로 용제할 수 있다. 또한, 진공 탈가스로에서 2차 정련을 행해도 좋다. 그 후, 연속 주조법, 조괴법 등, 공지의 주조 방법에 의해, 소정 치수의 슬래브 등의 강 소재로 하는 것이 바람직하다. 그 후, 이하에 나타내는 조건에 따라, 열간 압연에 이어서 냉각 처리를 행한다.

[열간 압연]

상기한 강 소재를 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역에 가열한다. 이 가열 온도가 1100℃ 미만에서는, 열간 압연 시의 변형 저항이 커, 압연기에 과대한 부하가 걸리기 때문에, 1100℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 1300℃를 초과하여 가열하면, 표면의 산화에 의한 수율의 저하가 우려되기 때문에, 1300℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 강 소재(강괴 또는 강편)를 가열한 후, 열간 압연을 행한다. 조대한 결정립을 작성하기 위해서는 고온에서의 누적 압하율을 높이는 것이 바람직하다. 즉, 저온에서 열간 압연을 행하면 마이크로 조직은 미세해지고, 또한 과도한 가공 변형이 들어가기 때문에 저온 인성의 저하를 초래한다. 그 때문에 마무리 압연 종료 온도의 하한은 750℃로 한다. 한편, 950℃ 이상의 온도 영역에서 마무리하면, 결정 입경이 과도하게 조대해져 소망하는 항복 강도가 얻어지지 않게 된다. 상기의 적정한 마이크로 조직을 얻기 위해, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상 950℃ 미만, 또한 950℃ 미만의 압하율이 15％ 이상인 열간 압연을 실시한다.

다음으로, (마무리 압연 종료 온도－100℃) 이상의 온도로부터 300℃ 이상 650℃ 이하의 범위의 평균 냉각 속도가 1.0℃/s 이상으로 한다. 즉, 열간 압연 종료 후는 신속하게 냉각을 행한다. 열간 압연 후의 강판을 완만하게 냉각시키면 석출물의 생성이 촉진되어 저온 인성의 열화를 초래한다. 1.0℃/s 이상의 냉각 속도로 냉각함으로써 이들 석출물의 생성을 억제할 수 있다. 이상의 이유로부터, 열간 압연 후의 냉각은, (마무리 압연 종료 온도－100℃) 이상의 온도에서 300℃ 이상 650℃ 이하의 온도역까지의 강판 표면의 평균 냉각 속도를 1.0℃/s 이상으로 한다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

표 1에 나타내는 성분 조성이 되는 강 슬래브를, 전로-레이들 정련-연속 주조법에 의해 제작했다. 이어서, 얻어진 강 슬래브를, 표 2에 나타내는 조건에 따라 열간 압연하고, 그 후 냉각함으로써, 6∼30㎜ 두께의 강판으로 했다. 강판에 대해서, 인장 특성, 인성 및 조직 평가를 하기의 요령으로 실시했다.

(1) 인장 시험 특성

얻어진 각 강판으로부터, JIS 5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241(1998년)의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 인장 시험 특성을 조사했다. 본 발명에서는, 실온에서의 항복 강도 450㎫ 이상 및 인장 강도 800㎫ 이상을 인장 특성이 우수한 것이라고 판정했다. 또한, 신장 40％ 이상을 연성이 우수한 것이라고 판정했다.

(2) 저온 인성

판두께 20㎜를 초과하는 각 강판의 판두께 1/4 위치, 혹은 판두께 20㎜ 이하의 각 강판의 판두께 1/2 위치의 압연 방향과 평행한 방향으로부터, JIS Z 2202(1998년)의 규정에 준거하여 샤르피 V 노치 시험편을 채취하고, JIS Z 2242(1998년)의 규정에 준거하여 각 강판에 대해서 3개의 샤르피 충격 시험을 실시하여, －196℃에서의 흡수 에너지를 구하고, 모재 인성을 평가했다. 본 발명에서는, 3개의 흡수 에너지(ｖE_－196)의 평균값이 100J 이상을 모재 인성이 우수한 것으로 했다.

(3) 피로 특성의 평가

피로 강도는, φ4㎜×표점 간 거리 8㎜의 환봉 인장 시험편을 이용하여 200만회 반복 응력 부하 시의 값으로 평가했다. 시험편은, 강판의 판두께 1/2 위치의 압연 방향과 평행한 방향으로부터 채취하고, －165℃에서 시험을 실시했다. 본 발명에서는, 피로 강도가 700㎫ 이상을 내피로 특성이 우수한 것으로 했다.

이상에 의해 얻어진 평가 결과를, 표 3에 나타낸다.

표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르는 고Mn강은, 전술의 목표 성능(모재의 항복 강도가 450㎫ 이상, 저온 인성이 흡수 에너지(ｖE_－196)의 평균값으로 100J 이상, 피로 강도가 700㎫ 이상)을 만족하는 것이 확인되었다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 항복 강도 및 저온 인성, 피로 특성 중 어느 한 개 이상이, 전술의 목표 성능을 만족하고 있지 않다.

Claims

질량％로,
C: 0.285∼0.70％,
Si: 0.05∼1.00％,
Mn: 20∼30％,
P: 0.030％ 이하,
S: 0.0070％ 이하,
Al: 0.01∼0.07％,
Cr: 0.5∼7.0％,
N: 0.0400∼0.1000％,
O: 0.0050％ 이하,
Ti: 0.005％ 이하,
Nb: 0.005％ 이하,
Mg: 0.0010％ 미만 및
REM: 0.0010％ 미만
을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고, 다음식 (1)을 만족하고,
실온에서 항복 강도 450㎫ 이상 및 인장 강도 800㎫ 이상을 갖고, －196℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_－196이 100J 이상, 또한, －165℃에 있어서의 피로 강도가 700㎫ 이상인 고Mn강.
Ti/N≤0.10　　　　　　　···(1)
제1항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로 다음식 (2)를 만족하는 고Mn강.
(Mn×O)/S＜27　　　　　 ···(2)　
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로, 질량％로,
Cu: 1.0％ 이하,
Ni: 0.1％ 미만,
Mo: 2.0％ 이하,
V: 2.0％ 이하,
W: 2.0％ 이하,
Ca: 0.0005∼0.0050％ 및
B: 0.0050％ 이하
중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 고Mn강.
제1항 또는 제2항에 기재된 고Mn강을 얻는 제조 방법으로서,
상기 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역으로 가열한 후, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상 950℃ 미만, 또한 950℃ 미만의 압하율이 15％ 이상인, 열간 압연을 실시하고, 그 후, (마무리 압연 종료 온도－100℃) 이상의 온도에서 300℃ 이상 650℃ 이하의 온도역까지의 평균 냉각 속도가 1.0℃/s 이상인 냉각 처리를 행하여, 실온에서 항복 강도 450㎫ 이상 및 인장 강도 800㎫ 이상을 갖고, －196℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_－196이 100J 이상, 또한, －165℃에 있어서의 피로 강도가 700㎫ 이상인 고Mn강을 얻는, 고Mn강의 제조 방법.
제3항에 기재된 고Mn강을 얻는 제조 방법으로서,
상기 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역으로 가열한 후, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상 950℃ 미만, 또한 950℃ 미만의 압하율이 15％ 이상인, 열간 압연을 실시하고, 그 후, (마무리 압연 종료 온도－100℃) 이상의 온도에서 300℃ 이상 650℃ 이하의 온도역까지의 평균 냉각 속도가 1.0℃/s 이상인 냉각 처리를 행하여, 실온에서 항복 강도 450㎫ 이상 및 인장 강도 800㎫ 이상을 갖고, －196℃에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지 vE_－196이 100J 이상, 또한, －165℃에 있어서의 피로 강도가 700㎫ 이상인 고Mn강을 얻는, 고Mn강의 제조 방법.