KR102419241B1

KR102419241B1 - H 형강 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102419241B1
Application number: KR1020227014533A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 오츠보; 다츠미 기무라; 가츠유키 이치미야
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2022-07-11
Also published as: KR102419239B1; CN111356779A; JP2020172707A; JP7010339B2; JPWO2019088206A1; KR20200058524A; WO2019088206A1; SG11202003218UA; KR20220060560A; JP6856119B2

Abstract

제조 비용을 증대시키지 않고, H 형강의 플랜지부에 있어서 YP 355 ㎫ 이상의 고강도, 그리고 -40 ℃ 에서의 저온 인성을 확보하기 위한 방도에 대해 제안한다. C : 0.08 ∼ 0.16 ％, Si : 0.05 ∼ 0.60 ％, Mn : 0.10 ∼ 1.80 ％, Nb : 0.005 ∼ 0.060 ％, Ti : 0.001 ∼ 0.020 ％, Al : 0.080 ％ 이하, N : 0.0010 ∼ 0.0060 ％, P : 0.030 ％ 이하 및 S : 0.030 ％ 이하를, Ceq 가 0.44 ％ 이하가 되는 범위에서 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성과, 입경이 15 ㎛ 이하인 페라이트를 주상으로 하는 마이크로 조직을 갖고, 그 마이크로 조직은, 제 2 상이 펄라이트 및/또는 베이나이트이고, 또한 도상 마텐자이트가 3 ％ 이하인 것으로 한다.

Description

H 형강 및 그 제조 방법{H-SHAPED STEEL AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 해양 구조물, 건축·토목 및 교량 등의 용접강 구조물의 소재로서 널리 사용되고 있는 H 형강, 특히 한랭지의 해양 구조물에서 사용되는, -40 ℃ 에서의 저온 인성이 우수한 고강도 H 형강과 그 제조 방법에 관한 것이다.

원유나 천연 가스 등의 채굴을 실시하는 해양 구조물에서는, 한랭지에서 조업되는 경우도 많고, 사용되는 H 형강에는 모재 및 용접 이음매부 모두 우수한 저온 인성이 요구된다. 고강도와 저온 인성을 양립시키기 위해서는, 후강판에서는 제어 압연과 가속 냉각을 조합한 TMCP 가 널리 사용되고 있고, H 형강에 있어서도 유효한 기술이다. 그러나, H 형강의 제조에 있어서는, 조형성을 고려하여, 소재의 고온 가열 및 변형 저항이 작은 고온에서의 압연이 필요하고, 조직이 조대해지기 쉽다. 또한, 조직 미세화를 위해서는 오스테나이트 저온역에서의 제어 압연이 중요하지만, 저온에서의 압연은 압연 하중의 증대나 형상 안정성의 관점에서 과제가 있다.

지금까지, 인성이 우수한 H 형강으로서, 특허문헌 1 에서는, 석출 취화 원소를 무첨가로 하는 것에 더하여, 고용 N 량을 저감시키고, 압연 후에 가속 냉각을 적용함으로써, 제어 압연을 실시하지 않고 -40 ℃ 인성을 확보하는 압연 H 형강의 제조 방법에 관한 기술이 개시되어 있다.

또, 해양 구조물 등에 사용되는 저온 인성이 우수한 H 형강으로서, 특허문헌 2 에서는 극저 탄소이며 Nb 나 B 를 첨가한 성분을 사용한 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3 및 4 에서는, 생산성을 저해하는 Nb 를 첨가하지 않고 공랭까지 -40 ℃ 에 있어서 우수한 저온 인성을 달성하는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2006-180584호 국제 공개공보 2013/089156호 일본 공개특허공보 2016-84524호 일본 공개특허공보 2016-156032호

특허문헌 1 에 기재된 기술은, 제조 방법으로서 가속 냉각의 적용이 필요하므로, 재질 제어와 형상 안정화의 양립에 과제가 있다.

또, 특허문헌 2 에는, -40 ℃ 에서의 샤르피 흡수 에너지와 -10 ℃ 의 CTOD 특성을 달성하기 위해서, C 량이 0.040 ％ 이하이고 Nb 및 B 를 복합 첨가한 성분을 사용한 저온 인성이 우수한 H 형강에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 실질적으로 0.020 ％ 정도까지 C 를 저감시키기 위해서는, 제강 단계에서의 정련 시간이 길어지는 데다가, 강도를 확보하기 위해서는 합금 원소를 비교적 다량으로 첨가할 필요도 있어 고비용이 된다.

한편, 특허문헌 3 및 4 는, 열간 압연에서의 변형 저항을 증대시켜 생산성을 저해하는 원인이 되는, Nb 를 첨가하지 않고, V 나 N 의 양을 적정하게 제어함으로써, -40 ℃ 나 -60 ℃ 에서의 저온 인성을 향상시킨 기술이다. 그러나, VN 석출물을 제어하여 보다 안정적으로 인성을 확보하려면, N 함유량 0.004 ％ 이상을 확보할 필요가 있기 때문에, 연속 주조시의 균열이나 프리 N 의 잔존에 의한 인성 저하 등이 우려된다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하는 것이고, 특히 제조 비용을 증대하지 않고, H 형강의 플랜지부에 있어서 YP 355 ㎫ 이상의 고강도, 그리고 -40 ℃ 에서의 저온 인성을 확보하기 위한 방도에 대해, 제안하는 것을 목적으로 한다.

그런데, 고강도이며 저온 인성이 우수한 압연 H 형강을 제조하려면, 열간 압연에 제어 압연을 적용하는 것이 중요하다. 특히, 오스테나이트 미재결정 온도역에서의 제어 압연을 효과적으로 실시하려면, Nb 첨가에 의한 미재결정 온도역의 고온화가 유효하다. 이 Nb 를 첨가하지 않은 경우에 제어 압연 효과를 발휘시키려면, 오스테나이트 저온도역에서의 압연이 필요하고, 압연 하중의 증대와 온도 조정을 위한 압연 시간 증대, H 형강의 치수 정밀도의 악화가 문제가 된다. 따라서, Nb 는 변형 저항을 증가시키는 원인이 되지만, 제어 압연 효과를 고온역에서 발휘시키는 원소이기 때문에, 재질 제어의 관점에서는 매우 유용한 원소이다. 한편, Nb 를 첨가한 경우, 열간 압연 후의 냉각 과정에서 ??칭성이 향상되고, 미변태 오스테나이트의 일부가 도상 (島狀) 마텐자이트가 되므로, 저온 인성의 열화가 문제가 된다.

그래서, 발명자들은, 미량의 Nb 첨가로 제어 압연 효과를 최대 활용하고, H 형강의 특히 플랜지부에 있어서 YP 355 ㎫ 이상의 강도, 그리고 -40 ℃ 에서의 저온 인성을 확보하기 위한 방도에 대해, 예의 검토를 실시한 결과, Nb 를 첨가하여 오스테나이트 미재결정 온도역의 고온화에 의한 제어 압연 효과를 최대한 활용하고, 비교적 고온에서의 제어 압연에 의해 페라이트 입경을 미세화함과 함께, 압연 조건의 적정화에 의해 도상 마텐자이트 생성량을 저감시킴으로써, 고강도와 저온 인성을 양립할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

[1] 질량％ 로,

C : 0.08 ∼ 0.16 ％,

Si : 0.05 ∼ 0.60 ％,

Mn : 0.10 ∼ 1.80 ％,

Nb : 0.005 ∼ 0.060 ％,

Ti : 0.0010 ∼ 0.0200 ％,

Al : 0.080 ％ 이하,

N : 0.0010 ∼ 0.0060 ％,

P : 0.030 ％ 이하 및

S : 0.030 ％ 이하

를, 하기 식 (1) 에 따른 Ceq 가 0.44 ％ 이하가 되는 범위에서 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성과, 평균 입경이 15 ㎛ 이하인 페라이트를 주상으로 하는 마이크로 조직을 갖고, 그 마이크로 조직은, 제 2 상이 펄라이트 및/또는 베이나이트이고, 또한 도상 마텐자이트가 3.0 ％ 이하인 H 형강.

Ceq = C ＋ Mn/6 ＋ (Cu ＋ Ni)/15 ＋ (Cr ＋ Mo ＋ V)/5 …(1)

단, 식 중의 원소 표시는 그 원소의 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 제로로 한다.

[2] 상기 성분 조성은, 추가로 질량％ 로,

V : 0.050 ％ 이하,

Cu : 1.0 ％ 이하,

Ni : 1.0 ％ 이하,

Cr : 1.0 ％ 이하 및

Mo : 1.0 ％ 이하

중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 상기 [1] 에 기재된 H 형강.

[3] 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1150 ℃ 이상 1300 ℃ 미만에서 가열 후, 적어도 플랜지 상당 부분의 표면 온도가 하기 식 (2) 로 산출되는 TR ℃ 이하에서의 누적 압하율이 20 ％ 이상인 열간 압연을 실시하는 H 형강의 제조 방법.

TR = 174 log[Nb × (C ＋ 12/14N)] ＋ 1344 …(2)

본 발명에 의하면, Nb 를 적당량으로 첨가하여 오스테나이트 미재결정 온도역을 고온화하고, 제어 압연 효과를 최대한 활용할 수 있다. 그 결과, 열간 압연 후에 가속 냉각을 필요로 하지 않고, 환언하면, 열간 압연 후에는 공랭이어도, 플랜지부의 강도가 YP 355 ㎫ 이상이고, 또한 플랜지부의 인성으로서 -40 ℃ 에서의 샤르피 흡수 에너지가 50 J 이상을 갖는 저온 인성이 우수한 H 형강을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 H 형강에 대해, 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명의 H 형강의 성분 조성의 한정 이유를 서술한다. 또한, 성분에 관한 「％」표시는 특별히 언급하지 않는 한, 「질량％」를 의미하는 것으로 한다.

C : 0.08 ∼ 0.16 ％

C 는, 강의 강도 향상에 필요한 원소이며, 열간 압연 후에 가속 냉각하지 않고 강도를 확보하기 위해서는, C 함유량의 하한을 0.08 ％ 로 한다. C 함유량은, 0.10 ％ 이상인 것이 바람직하다. 한편, C 함유량이 과도하게 많은 경우에는, 펄라이트나 베이나이트 등의 제 2 상의 생성량이 증가하고, 모재 인성 및 용접부 인성이 저하되므로, C 량의 상한을 0.16 ％ 로 한다. 바람직하게는, 0.08 ∼ 0.14 ％ 이다.

Si : 0.05 ∼ 0.60 ％

Si 는, 탈산 원소나 고용 강화 원소로서 유효하고, 그 효과를 얻기 위해서는, 적어도 0.05 ％ 를 필요로 한다. 한편, 0.60 ％ 를 초과하면 모재의 인성 및 용접부 인성을 열화시키므로, Si 는 0.05 ∼ 0.60 ％ 의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.05 ∼ 0.50 ％ 이다.

Mn : 0.10 ∼ 1.80 ％

Mn 은, 모재의 강도를 확보하기 위해서 0.10 ％ 이상은 필요하다. 한편, 1.80 ％ 를 초과하여 첨가하면, 저온 균열 감수성이 증대되므로, Mn 은 0.10 ∼ 1.80 ％ 의 범위로 한정하였다. 또한, 용접부 인성의 관점에서는, 상한을 1.60 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.30 ∼ 1.60 ％ 이다.

P : 0.030 ％ 이하

P 는, 함유량이 0.030 ％ 를 초과하면 용접부의 인성이 저하되므로, 0.030 ％ 이하로 억제한다. 바람직하게는, 0.020 ％ 이하이다. 또한, P 를 0.005 ％ 미만으로 억제하려면, 그 처리에 많은 비용을 필요로 하므로, 제조 비용의 관점에서는 0.005 ％ 를 하한으로 하는 것이 바람직하다.

S : 0.030 ％ 이하

S 는, P 와 동일하게, 0.030 ％ 를 초과하여 함유되면 모재 및 용접부의 인성이 저하되므로, 0.030 ％ 이하로 억제한다. 바람직하게는, 0.005 ％ 이하이다. 또한, S 를 0.001 ％ 미만으로 억제하려면, 그 처리에 많은 비용을 필요로 하므로, 제조 비용의 관점에서는 0.001 ％ 를 하한으로 하는 것이 바람직하다.

Nb : 0.005 ∼ 0.060 ％

Nb 는, Nb 탄질화물을 형성하고, 강 소재 가열시의 오스테나이트립의 조대화를 억제하는 것에 의한, 압연-냉각 후의 페라이트 조직의 미세화에 유효함과 함께, 오스테나이트 미재결정 온도에서의 제어 압연을 효과적으로 실시하기 위해서는 매우 중요한 원소이다. 또, 석출 강화에 의한 고강도화에도 유효한 원소이다. 그 효과를 발현하고, YP 355 ㎫ 이상의 강도를 확보하기 위해서는, 0.005 ％ 이상의 함유가 필요하다. 또한, YP 420 ㎫ 이상의 고강도가 요청되는 경우에는, 0.015 ％ 이상으로 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, 0.060 ％ 를 초과하여 첨가하는 경우에는, 도상 마텐자이트 생성에 의한 모재 및 용접부의 인성 저하가 현저해지므로, 0.060 ％ 를 상한으로 하였다. 도상 마텐자이트 생성을 더욱 억제하려면, 0.050 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.040 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.035 ％ 이하이다.

Ti : 0.0010 ∼ 0.0200 ％

Ti 는, TiN 을 형성하고, 강 소재 가열시의 오스테나이트립 조대화를 억제하고, 압연-냉각 후의 페라이트 조직의 미세화에 유효한 원소이다. 그 때문에, 0.0010 ％ 이상으로 함유시킨다. 한편, 석출 강화 원소이기도 하고, 0.0200 ％ 를 초과하여 첨가하면 석출 취화를 일으키므로, 상한을 0.0200 ％ 로 한다. 바람직하게는, 0.0050 ∼ 0.0200 ％ 이다.

Al : 0.080 ％ 이하

Al 은, 탈산제로서 강에 첨가되고, 그 효과는, 0.080 ％ 를 초과하면 포화되므로, Al 의 상한을 0.080 ％ 로 하였다. 하한에 대해서는 특별히 특정하지 않지만, 탈산 효과를 충분히 얻기 위해서는 0.003 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 0.015 ∼ 0.040 ％ 이다.

N : 0.0010 ∼ 0.0060 ％

N 은, Nb 나 Ti 등의 질화물을 형성하는 원소이며, 조직 미세화에 유용하므로, 0.0010 ％ 이상은 필요하다. 한편, 과잉으로 첨가한 N 이 질화물을 형성하지 않고 고용 N 으로서 남으면, 인성 저하를 초래하므로, 상한을 0.0060 ％ 로 한다. 바람직하게는, 0.0020 ∼ 0.0050 ％ 이다.

이상의 각 성분을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물이다. 이 기본 성분에 더하여, 추가로 필요에 따라, V : 0.050 ％ 이하, Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Cr : 1.0 ％ 이하 및 Mo : 1.0 ％ 이하의 1 종 또는 2 종 이상을 함유할 수 있다.

즉, V 는, 석출 강화 원소이며, 그를 위해서는 0.005 ％ 이상으로 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.050 ％ 이상 포함되면, 석출 취화를 일으키므로, 상한을 0.050 ％ 로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.010 ∼ 0.050 ％ 이다.

또, Cu, Ni, Cr 및 Mo 는, 강도 향상에 기여하는 원소이고, 용접성의 관점에서 후술하는 Ceq 의 상한을 초과하지 않는 범위에서 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그를 위해서는, 각 원소 모두, 0.01 ％ 이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 각 원소 모두, 1.0 ％ 를 초과하면, 인성 및 용접성의 저하나 비용의 상승으로 이어지므로, 각각 1.0 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ceq : 0.44 ％ 이하

하기한 식 (1) 에 따른 Ceq 를 높게 함으로써, 모재 강도를 높이는 것이 가능하지만, Ceq 가 지나치게 높으면 모재 인성이나 용접부 인성의 저하를 초래하므로, 상한을 0.44 ％ 로 한다. 보다 바람직하게는, 0.43 ％ 이하이다. 또한, 식 (1) 중의 원소 표시는, 그 원소의 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 제로로 한다.

Ceq = C ＋ Mn/6 ＋ (Cu ＋ Ni)/15 ＋ (Cr ＋ Mo ＋ V)/5 …(1)

여기서, 화학 성분 조성을 (0.10 ∼ 0.13) ％ C - 0.3 ％ Si - 1.5 ％ Mn 에 Nb 량을 변화시킨 강 소재를 사용하여, 플랜지 두께 12 ㎜ ∼ 40 ㎜ 의 H 형강의 제조에 상당하는 열간 압연을 실시하고, 여러 가지의 강도 및 인성을 평가함과 함께, 마이크로 조직의 해석을 실시하였다. 그 결과에 기초하여, 본 발명에 있어서의 마이크로 조직 및 제조 조건을 한정하였다. 이하에, 마이크로 조직 및 제조 조건에 관한 한정 이유를 서술한다.

[마이크로 조직]

페라이트 평균 입경 : 15 ㎛ 이하

상기 조성의 소재를 열간 압연 후에 공랭한 경우의 마이크로 조직은, 페라이트를 주상으로 하여, 제 2 상이 펄라이트 및/또는 베이나이트이다. 본 발명에서 원하는 항복 강도 YP : 355 ㎫ 이상 또한 -40 ℃ 의 샤르피 흡수 에너지 : 50 J 이상을 달성하기 위해서는, 페라이트립을 미세화하는 것이 중요하다. 즉, 페라이트 평균 입경이 15 ㎛ 를 초과하면 -40 ℃ 에서의 인성이 저하되므로, 페라이트 평균 입경은 15 ㎛ 이하로 할 필요가 있다.

도상 마텐자이트의 분율 : 3.0 ％ 이하

마이크로 조직에 있어서의 페라이트 이외의 부분, 즉 제 2 상은, 펄라이트 및/또는 베이나이트이다. 그 베이나이트에는, 일부 도상 마텐자이트가 포함되는 경우가 있지만, 도상 마텐자이트는 경질상이고 파괴의 기점이 되므로, 이 도상 마텐자이트가 생성되면 -40 ℃ 의 인성이 저하되므로, 그 면적률은 3.0 ％ 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는, 2.5 ％ 이하이다.

또한, 여기서 말하는 도상 마텐자이트의 면적률은, 전체 조직의 면적에 대한 도상 마텐자이트의 면적률이다. 또, 주상이 되는 페라이트는, 면적률로 70 ％ 이상, 바람직하게는 80 ％ 이상이다. 한편, 제 2 상인 펄라이트 및/또는 베이나이트는, 면적률로 25 ％ 이하인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 경질인 펄라이트 및/또는 베이나이트의 면적률이 25 ％ 를 초과하면 모재 인성이 저하되기 때문이다.

[제조 조건]

상기한 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1150 ℃ 이상 1300 ℃ 미만에서 가열 후, 적어도 플랜지 상당 부분의 표면 온도가 하기 식 (2) 로 산출되는 TR ℃ 이하에서의 누적 압하율이 20 ％ 이상인 열간 압연을 실시하는 것이 중요하다.

TR = 174 log[Nb × (C ＋ 12/14N)] ＋ 1344 …(2)

가열 온도 : 1150 ℃ 이상 1300 ℃ 미만

H 형강의 제조에서는, 열간 압연으로 형상 제어하는 것이 중요하고, 변형 저항이 작은 고온역에서 가공하기 위해서 1150 ℃ 이상으로 가열할 필요가 있다. 또한, Nb(C, N) 을 충분히 고용시키기 위해서는, 1200 ℃ 이상에서 가열하는 것이 바람직하다. 한편, 가열 온도가 지나치게 높으면, TiN 석출물이 고용되고, 오스테나이트립의 조대화를 억제하는 효과가 작아지는 결과, 조직이 조대해져 인성 저하를 초래하므로, 가열 온도는 1300 ℃ 미만으로 한다. 바람직하게는, 1290 ℃ 이하이다.

열간 압연 : 적어도 플랜지 상당 부분의 표면 온도가 상기 식 (2) 로 산출되는 TR ℃ 이하에서의 누적 압하율이 20 ％ 이상

여기서, 상기 식 (2) 는, 상기한 성분계에 있어서, Nb 첨가를 실시한 경우의 오스테나이트의 미재결정 온도역을 실험적으로 구한 결과이다. 즉, C, N 및 Nb 의 양에 따라 상기 식 (2) 로 계산되는 온도 이하에서, 누적 압하율 20 ％ 이상의 압연을 실시함으로써, 제어 압연 효과를 최대한으로 활용하는 것이 가능하다. 그 결과, YP 355 ㎫ 이상의 강도와 -40 ℃ 에서의 인성을 안정적으로 확보할 수 있다. 또한, 누적 압하율은 높을수록 페라이트 입경이 미세화되고, 강도 그리고 인성의 향상에 기여하므로, 추가로 YP 420 ㎫ 이상의 고강도가 요청되는 경우에는, 누적 압하율을 30 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 과도하게 누적 압하를 가하면, 압연시의 하중 증대나 형상 확보가 곤란해지므로, 50 ％ 를 상한으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 식 (2) 로 산출되는 TR ℃ 초과에서의 압하율은, 특별히 규정할 필요는 없고, TR ℃ 이하에서의 누적 압하율의 규정에 의해 원하는 강도 및 인성을 확보할 수 있다.

여기서, 적어도 플랜지 상당 부분의 표면 온도에서 규정하는 것은, 재질 평가 위치인 플랜지부의 표면 온도를 방사 온도계 등으로 측온 관리하여 제어 압연을 실시하기 위해서이다.

이상의 제조 조건에 따름으로써, 열간 압연 후에는 (가속 냉각하지 않고 단순한) 공랭을 거쳐 원하는 강도 및 인성을 확보할 수 있는 데다가, 형상 안정화도 도모된다. 또, 공랭 정도의 냉각 속도로 냉각시킴으로써, 인성 저하의 요인인 도상 마텐자이트의 분해를 촉진하고, 저온 인성을 향상시키는 것이 가능해진다.

실시예

표 1 에 나타내는 여러 가지의 성분 조성으로 조정한 강 소재를, 표 2 에 나타내는 조건에 따라서 열간 압연하고, 플랜지 두께가 여러 가지로 상이한 압연 H 형강을 제조하였다. 얻어진 H 형강의 표면으로부터 플랜지폭 1/6 위치로부터 압연 방향으로 평행하게 JIS 1A 호 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 실시하여 항복 강도 (YP) 및 인장 강도 (TS) 를 구하였다. 또, 상기 플랜지폭 1/6 위치의 표면하 1/4 t (t : 플랜지 두께) 부로부터 압연 방향으로 평행하게 샤르피 충격 시험편을 채취하고, 0 ℃ 에서의 흡수 에너지, -40 ℃ 에서의 흡수 에너지 및 -60 ℃ 에서의 흡수 에너지를 각각 평가하였다. 그 평가 결과를 표 2 에 병기한다.

또한, 플랜지폭 1/6 위치로부터 마이크로 조직 관찰용 시료를 잘라내고, 압연 방향 및 플랜지 두께 방향으로 평행한 면을 관찰면으로 하여, 이 관찰면을 연마, 에칭 후에 광학 현미경에 의해 배율 100 ∼ 400 배로 마이크로 조직 관찰을 실시하였다. 그리고, 주상 및 제 2 상의 마이크로 조직의 동정을 실시함과 함께, 화상 해석에 의해 페라이트 분율 (면적률) 과 페라이트 입경 (평균 입경) 을 구하였다. 또, 상기 마이크로 조직 관찰용 시료를 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의해, 배율 1000 배로 관찰하고, 화상 해석에 의해 도상 마텐자이트의 면적률 (MA 분율) 을 구하였다. 이들 결과에 대해서도, 표 2 에 병기한다.

발명예에서는, 항복 강도 YP 355 ㎫ 이상, 인장 강도 TS 460 ∼ 690 ㎫ 및 -40 ℃ 에서의 샤르피 흡수 에너지 50 J 이상을 만족하고 있지만, 성분이나 제조 조건이 벗어난 경우에는, 어느 특성이 목표를 만족하고 있지 않다.

Claims

질량％ 로,
C : 0.08 ∼ 0.16 ％,
Si : 0.05 ∼ 0.60 ％,
Mn : 0.10 ∼ 1.80 ％,
Nb : 0.005 ∼ 0.060 ％,
Ti : 0.0010 ∼ 0.0200 ％,
Al : 0.015 ∼ 0.080 ％ 이하,
N : 0.0010 ∼ 0.0060 ％,
P : 0.030 ％ 이하 및
S : 0.030 ％ 이하
를, 하기 식 (1) 에 따른 Ceq 가 0.44 ％ 이하가 되는 범위에서 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성과, 평균 입경이 15 ㎛ 이하인 페라이트를 주상으로 하는 마이크로 조직을 갖고, 그 마이크로 조직은, 제 2 상이 펄라이트 및/또는 베이나이트이고, 또한 도상 마텐자이트가 3.0 ％ 이하이고,
플랜지부에 있어서, 항복 강도가 355 ㎫ 이상 또한 -40 ℃ 에서의 샤르피 흡수 에너지가 50 J 이상인 H 형강.
Ceq = C ＋ Mn/6 ＋ (Cu ＋ Ni)/15 ＋ (Cr ＋ Mo ＋ V)/5 …(1)
단, 식 중의 원소 표시는 그 원소의 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 제로로 한다.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로 질량％ 로,
V : 0.050 ％ 이하,
Cu : 1.0 ％ 이하,
Ni : 1.0 ％ 이하,
Cr : 1.0 ％ 이하 및
Mo : 1.0 ％ 이하
중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 H 형강.