KR102503447B1 - Steel for line pipe having excellent weldability and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 0.22 ~ 0.29의 탄소 당량(Ceq)을 가질 수 있다.The present invention provides a steel material for a line pipe having excellent weldability and a manufacturing method thereof. According to one embodiment of the present invention, the steel for the line pipe, in weight%, carbon (C): 0.05% ~ 0.09%, silicon (Si): 0.15% ~ 0.40%, manganese (Mn): 1.00% ~ 1.20%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%, niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, and the remainder including iron (Fe) and other unavoidable impurities, and may have a carbon equivalent (C eq ) of 0.22 to 0.29.

Description

용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조방법{Steel for line pipe having excellent weldability and method of manufacturing the same}Steel for line pipe having excellent weldability and method of manufacturing the same}

본 발명의 기술적 사상은 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a steel material and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a steel material for a line pipe having excellent weldability and a manufacturing method thereof.

최근 자원고갈의 문제점이 대두됨에 따라 심해저 혹은 극지방에서의 석유 시추 및 수송 작업이 증가하고 있다. 이와 같이, 송유관 라인이 일반 지역에서 영구동토층, 지진대와 같은 특수지역으로 이동함에 따른 에너지 자원 수송 안정성의 요구가 증가되고 있다. 따라서, 극한 환경에 적용가능한 라인파이프용 강재를 개발하기 위하여, 50kg급 고변형능 강재에 대한 연구가 필요하다.Recently, as the problem of resource depletion has emerged, oil drilling and transportation operations in the deep sea or polar regions are increasing. In this way, as oil pipelines move from general areas to special areas such as permafrost and seismic zones, the demand for energy resource transportation stability is increasing. Therefore, in order to develop steel materials for line pipes applicable to extreme environments, research on 50kg class high deformability steel materials is required.

상기 라인파이프 강재로 페라이트-펄라이트강을 적용하는 경우에는, 인성과 연성이 우수한 장점이 있으나 50Kg 이상의 강도를 얻기가 어려우므로, Mo, Cr, Ni, Cu 등의 합금 첨가가 요구된다. 그러나, 상기 첨가물은 강재의 가격을 증가시키고 용접성을 저하시키는 문제가 있다.In the case of applying ferrite-pearlite steel as the line pipe steel, it has excellent toughness and ductility, but it is difficult to obtain a strength of 50 kg or more, so the addition of an alloy such as Mo, Cr, Ni, Cu, etc. is required. However, there is a problem in that the additive increases the cost of steel and deteriorates weldability.

한국특허출원번호 제10-2010-0135245호Korean Patent Application No. 10-2010-0135245

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.A technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a steel material for a line pipe having excellent weldability and a manufacturing method thereof.

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, 용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a steel material for a line pipe having excellent weldability and a manufacturing method thereof are provided.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 침상형 페라이트, 다각형 페라이트 및 베이나이트 페라이트의 혼합조직을 가질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the steel for the line pipe, in weight%, carbon (C): 0.05% ~ 0.09%, silicon (Si): 0.15% ~ 0.40%, manganese (Mn): 1.00% ~ 1.20%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%, niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%, sulfur (S): More than 0% to 0.005%, and the balance includes iron (Fe) and other unavoidable impurities, and may have a mixed structure of acicular ferrite, polygonal ferrite, and bainitic ferrite.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재는, 0.22 ~ 0.29의 탄소 당량(Ceq)을 가질 수 있다. (여기에서, Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5 임)According to one embodiment of the present invention, the steel material for the line pipe may have a carbon equivalent (C eq ) of 0.22 to 0.29. (Where C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5)

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재는, 0.11 ~ 0.16의 용접균열 감수성지수(Pcm)를 가질 수 있다. (여기에서, Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B] 임)According to one embodiment of the present invention, the steel material for the line pipe may have a weld crack susceptibility index (P cm ) of 0.11 to 0.16. (where P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B])

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재는, 인장강도(TS): 520 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 415 MPa ~ 565 MPa, 연신율(EL): 24% ~ 45%, -50℃의 온도에서 저온충격인성: 300 J ~ 400 J, 및 경도: 150 Hv ~ 248 Hv 를 만족할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the steel material for the line pipe has tensile strength (TS): 520 MPa to 760 MPa, yield strength (YS): 415 MPa to 565 MPa, elongation (EL): 24% to 45% , It can satisfy low-temperature impact toughness: 300 J ~ 400 J, and hardness: 150 Hv ~ 248 Hv at a temperature of -50 ° C.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 다각형 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 10% 이고, 상기 베이나이트 페라이트의 분율은 10% ~ 20% 이고, 상기 침상형 페라이트의 분율은 나머지 분율일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fraction of the polygonal ferrite may be greater than 0% to 10%, the fraction of the bainitic ferrite may be 10% to 20%, and the fraction of the acicular ferrite may be the remaining fraction.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 페라이트의 평균 입도 크기는 10 μm ~ 15 μm 범위일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the average particle size of the ferrite may be in the range of 10 μm to 15 μm.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 1,000℃ ~ 1,250℃의 재가열 온도에서 재가열하는 단계; 상기 가열된 강재를 850℃ ~ 950℃의 온도에서 종료되도록 열간압연하는 단계; 및 상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the method for manufacturing the steel for the line pipe, in weight%, carbon (C): 0.05% to 0.09%, silicon (Si): 0.15% to 0.40%, manganese (Mn): 1.00% to 1.20%, Fusible Aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%, Niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, Titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, Phosphorus (P): >0% to 0.02% %, sulfur (S): more than 0% to 0.005%, and the balance comprising iron (Fe) and other unavoidable impurities, reheating at a reheating temperature of 1,000 ° C to 1,250 ° C; Hot rolling the heated steel material to end at a temperature of 850 ° C to 950 ° C; and cooling the hot-rolled steel material.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 냉각하는 단계는, 20℃/초 ~ 60℃/초의 냉각속도로 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cooling may be performed at a cooling rate of 20 °C/sec to 60 °C/sec.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 냉각하는 단계는, 150℃ ~ 400℃의 냉각종료온도로 냉각될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the cooling may be cooled to a cooling end temperature of 150 ° C to 400 ° C.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재의 제조 방법에 의하여 제조된 라인파이프용 강재는, 상기 라인파이프용 강재는, 침상형 페라이트, 다각형 페라이트 및 베이나이트 페라이트의 혼합조직을 가지고, 상기 다각형 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 10% 이고, 상기 베이나이트 페라이트의 분율은 10% ~ 20% 이고, 상기 침상형 페라이트의 분율은 나머지 분율일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the steel for line pipe manufactured by the method for manufacturing steel for line pipe has a mixed structure of acicular ferrite, polygonal ferrite and bainite ferrite, The fraction of the polygonal ferrite may be greater than 0% to 10%, the fraction of the bainitic ferrite may be 10% to 20%, and the fraction of the acicular ferrite may be the remaining fraction.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재의 제조 방법에 의하여 제조된 라인파이프용 강재는, 인장강도(TS): 520 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 415 MPa ~ 565 MPa, 연신율(EL): 24% ~ 45%, -50℃의 온도에서 저온충격인성: 300 J ~ 400 J, 및 경도: 150 Hv ~ 248 Hv 를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the steel for line pipe manufactured by the method for manufacturing steel for line pipe has a tensile strength (TS) of 520 MPa to 760 MPa and a yield strength (YS) of 415 MPa to 565 MPa. , elongation (EL): 24% to 45%, low-temperature impact toughness at a temperature of -50 ° C: 300 J to 400 J, and hardness: 150 Hv to 248 Hv.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 라인파이프용 강재의 제조 방법에 의하여 제조된 라인파이프용 강재는, 0.22 ~ 0.29의 탄소 당량(Ceq)을 가지고, 0.11 ~ 0.16의 용접균열 감수성지수(Pcm)를 가질 수 있다. (여기에서, Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5 임) (여기에서, Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B] 임)According to one embodiment of the present invention, the steel for line pipe manufactured by the method for manufacturing steel for line pipe has a carbon equivalent (C eq ) of 0.22 to 0.29 and a welding crack susceptibility index (P) of 0.11 to 0.16. cm ) can be (where C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5) (where P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B] ] lim)

본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 고가 원소인 몰리브덴, 구리, 니켈, 크롬 등을 포함하지 않아 탄소 당량과 용접균열 감수성지수를 저하시켜 용접성이 증가되고 경제성이 향상되면서도 410 MPa 이상의 항복강도, 520 MPa 이상의 인장강도의 고강도를 확보하고, -50℃에서 300J 이상의 우수한 충격에너지를 가져 저온인성이 우수한 라인파이프용 강재를 얻을 수 있다. 상기 라인파이프용 강재는 지진대 또는 영구동토층 등과 같은 특수지역에서의 수송 안정성을 확보할 수 있다.According to the technical concept of the present invention, it does not contain expensive elements such as molybdenum, copper, nickel, chromium, etc., thereby lowering the carbon equivalent and the weld crack susceptibility index, thereby increasing weldability and improving economic feasibility, yield strength of 410 MPa or more, 520 It is possible to obtain a steel material for line pipe having high strength of tensile strength of MPa or more and excellent impact energy of 300J or more at -50 ° C and excellent low-temperature toughness. The steel material for the line pipe can secure transport stability in a special region such as an earthquake zone or permafrost.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above 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 라인파이프용 강재의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법을 이용하여 제조한 실시예와 비교예의 미세조직을 나타내는 현미경 사진이다.
1 is a process flow chart schematically illustrating a method of manufacturing a steel material for a line pipe according to an embodiment of the present invention.
2 is a photomicrograph showing microstructures of Examples and Comparative Examples manufactured using the method for manufacturing a steel material for line pipe 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 skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals throughout this specification mean like elements. Further, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

본 발명의 기술적 사상에 따른 라인파이프용 강재는, 인성과 용접성이 특히 중요하게 요구되는 물성이며, 하드 스폿(hardspot) 형성을 방지하도록 탄소의 양을 엄격히 제한할 필요가 있다. 따라서, 탄소 당량과 용접균열 감수성지수를 낮게 유지할 필요가 있다.In the steel for line pipe according to the technical concept of the present invention, toughness and weldability are particularly important properties, and the amount of carbon needs to be strictly limited to prevent formation of hard spots. Therefore, it is necessary to keep the carbon equivalent and the weld crack susceptibility index low.

몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등을 첨가하는 것은 탄소의 함량을 엄격히 제한하는 라인파이프 강재의 강도 확보에 도움이 되지만, 제조 원가를 증가시키고 용접성을 저하시키므로 제한할 필요가 있다. 이러한 첨가 원소를 대신하여 니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 등은 강재의 탄질화물 형성원소로써 탄소와 함께 미세조직 제어를 위한 가장 중요한 원소이다. 때문에, 본 발명에서는 니오븀(Nb)과 티타늄(Ti)을 소량 첨가하여 고온에서 석출상을 형성함으로써 오스테나이트의 재결정을 억제하고 결정립을 미세하게 하며, 석출상을 형성시켜 강도를 증가시켰다.Adding molybdenum (Mo), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), etc. helps to secure the strength of line pipe steel, which strictly limits the carbon content, but increases manufacturing cost and deteriorates weldability. so it needs to be limited. Instead of these additive elements, niobium (Nb), titanium (Ti), vanadium (V), etc. are the most important elements for microstructure control along with carbon as carbonitride forming elements of steel. Therefore, in the present invention, by adding a small amount of niobium (Nb) and titanium (Ti) to form a precipitate phase at a high temperature, recrystallization of austenite is suppressed, crystal grains are made fine, and strength is increased by forming a precipitate phase.

또한, 니오븀(Nb)과 티타늄(Ti)의 소량 첨가로는 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등과 같이 내부에 고용되거나 석출상을 형성하여 기계적 특성의 향상에는 한계가 있으므로, 압연종료온도를 증가시켜 Ar3 직상 단상역에서 고온 열간압연을 수행하고, 저온상이 생성되도록 열간압연 후 150℃ ~ 400℃의 저온으로 30 ℃/초 ~ 60 ℃/초의 냉각속도로 가속 냉각하여 원하는 기계적 물성을 달성할 수 있다.In addition, with the addition of small amounts of niobium (Nb) and titanium (Ti), mechanical properties are improved by forming a solid solution or precipitate phase such as molybdenum (Mo), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), etc. Since there is a limit, the rolling end temperature is increased to perform high-temperature hot rolling in the single-phase area directly above Ar3, and after hot rolling to create a low-temperature phase, at a low temperature of 150 ° C to 400 ° C at a cooling rate of 30 ° C / sec to 60 ° C / sec. Accelerated cooling can achieve the desired mechanical properties.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a steel material for a line pipe having excellent weldability according to a preferred embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

라인파이프용 강재Steel for line pipe

본 발명의 일 측면인 라인파이프용 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.Steel for line pipe, which is an aspect of the present invention, in weight percent, carbon (C): 0.05% to 0.09%, silicon (Si): 0.15% to 0.40%, manganese (Mn): 1.00% to 1.20%, solubility Aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%, Niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, Titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, Phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%, Sulfur (S): More than 0% to 0.005%, and the balance includes iron (Fe) and other unavoidable impurities.

이하, 본 발명에 따른 라인파이프용 강재에 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 steel for line pipe according to the present invention will be described. At this time, the content of component elements all means weight%.

탄소(C): 0.05% ~ 0.09%Carbon (C): 0.05% to 0.09%

탄소는 강의 강도를 확보하기 위해 첨가된다. 탄소의 함량이 0.05% 미만인 경우에는, 강도 확보가 어려울 수 있다. 탄소의 함량이 0.09%를 초과하는 경우에는, 저온 충격인성 및 용접성 등이 저하될 수 있다. 따라서, 탄소는 강재 전체 중량의 0.05% ~ 0.09%로 첨가되는 것이 바람직하다.Carbon is added to ensure strength of steel. When the carbon content is less than 0.05%, it may be difficult to secure strength. When the carbon content exceeds 0.09%, low-temperature impact toughness and weldability may deteriorate. Therefore, carbon is preferably added in an amount of 0.05% to 0.09% of the total weight of the steel.

실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%Silicon (Si): 0.15% to 0.40%

실리콘은 강의 강도를 높이는데 기여한다. 또한, 페라이트 안정화 원소로서, 페라이트 형성을 유도함으로써 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다. 실리콘의 함량이 0.15% 미만인 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 실리콘의 함량이 0.40%를 초과하는 경우에는, 열연 공정 중 가열로에서 적스케일(redscale)을 생성하여 강의 표면품질이 저하되며, 용접성이 열화될 수 있다. 따라서, 실리콘은 강재 전체 중량의 0.15% ~ 0.40%로 첨가되는 것이 바람직하다.Silicon contributes to increase the strength of steel. Also, as a ferrite stabilizing element, it is effective in improving toughness and ductility of steel by inducing ferrite formation. When the content of silicon is less than 0.15%, the addition effect is insufficient. When the content of silicon exceeds 0.40%, red scale is generated in the heating furnace during the hot rolling process, and thus the surface quality of the steel is deteriorated and weldability may be deteriorated. Therefore, silicon is preferably added in an amount of 0.15% to 0.40% of the total weight of the steel.

망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%Manganese (Mn): 1.00% to 1.20%

망간은 고용강화 및 강의 경화능 향상에 기여하는 원소이다. 망간의 함량이 1.00% 미만인 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 망간의 함량이 1.20%를 초과하는 경우에는, 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하고, MnS 개재물 및 산화물을 형성하여 라인파이프 조관시 강의 용접성을 저해할 수 있다. 따라서, 망간은 강재 전체 중량의 1.00% ~ 1.20%로 첨가되는 것이 바람직하다.Manganese is an element that contributes to solid solution strengthening and improvement of hardenability of steel. When the content of manganese is less than 1.00%, the addition effect is insufficient. When the content of manganese exceeds 1.20%, the synergistic effect according to the increased amount of manganese is insignificant, and MnS inclusions and oxides may be formed, which may impair weldability of the steel when forming a line pipe. Therefore, manganese is preferably added in an amount of 1.00% to 1.20% of the total weight of the steel.

가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%Soluble aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%

가용성 알루미늄은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다. 알루미늄의 함량이 0.02% 미만일 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 알루미늄의 함량이 0.06%를 초과하는 경우에는, 비금속 개재물인 Al2O3를 형성하여 저온 충격인성을 저하될 수 있다. 따라서, 알루미늄은 강재 전체 중량의 0.02% ~ 0.06%로 첨가되는 것이 바람직하다.Soluble aluminum acts as a deoxidizer to remove oxygen from the steel. When the content of aluminum is less than 0.02%, the addition effect is insufficient. When the content of aluminum exceeds 0.06%, Al 2 O 3 , which is a non-metallic inclusion, may be formed and low-temperature impact toughness may be deteriorated. Therefore, aluminum is preferably added in an amount of 0.02% to 0.06% of the total weight of the steel.

니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%Niobium (Nb): 0.01% to 0.03%

니오븀은 강 중에 탄질화물(NbC)을 석출하여, 결정립계를 피닝시키는(pinning) 역할을 하며, 고온에서 발생하는 결정립계 미끄러짐(grain boundary sliding, GBS) 및 전위 이동을 방해하여, 강도를 향상시킬 수 있다. 니오븀의 함량이 0.01% 미만일 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 니오븀의 함량이 0.03%를 초과하는 경우에는, 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하며, 과다한 석출로 인해 연주성, 압연성 및 연신율이 저하될 수 있다. 따라서, 니오븀은 강재 전체 중량의 0.01% ~ 0.03%로 첨가되는 것이 바람직하다.Niobium precipitates carbonitride (NbC) in steel, plays a role in pinning grain boundaries, and prevents grain boundary sliding (GBS) and dislocation movement occurring at high temperatures, thereby improving strength. . When the content of niobium is less than 0.01%, the addition effect is insufficient. When the content of niobium exceeds 0.03%, the synergistic effect according to the increase in the added amount is insignificant, and playability, rollability and elongation may be deteriorated due to excessive precipitation. Therefore, niobium is preferably added in an amount of 0.01% to 0.03% of the total weight of the steel.

티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%Titanium (Ti): 0.01% to 0.03%

티타늄은 고온 안정성이 우수한 Ti(C,N) 석출물을 생성시킴으로써 용접 시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부 조직을 미세화시켜 열연 제품의 인성 및 강도를 향상시킨다. 티타늄의 함량이 0.01% 미만일 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 티타늄의 함량이 0.03%를 초과하는 경우에는, 조대한 석출물을 생성시켜 강의 인성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 티타늄은 강재 전체 중량의 0.01% ~ 0.03%로 첨가되는 것이 바람직하다.Titanium creates Ti(C,N) precipitates with excellent high-temperature stability, which hinders the growth of austenite grains during welding, thereby improving the toughness and strength of hot-rolled products by refining the welded structure. When the content of titanium is less than 0.01%, the addition effect is insufficient. When the content of titanium exceeds 0.03%, coarse precipitates may be formed to lower the toughness of the steel. Therefore, titanium is preferably added in an amount of 0.01% to 0.03% of the total weight of the steel.

인(P): 0% 초과 ~ 0.02%Phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%

인은 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로서 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다. 인을 0.02%를 초과하여 포함하는 경우에는, 용접성 및 인성이 저하될 수 있다. 인은 강재 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.02%로 제한하는 것이 바람직하다.Phosphorus is a representative element that lowers the impact toughness, and the lower the content, the better. When phosphorus is included in excess of 0.02%, weldability and toughness may be deteriorated. Phosphorus is preferably limited to more than 0% to 0.02% of the total weight of the steel.

황(S): 0% 초과 ~ 0.005%Sulfur (S): greater than 0% to 0.005%

황은 인과 함께 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 강의 인성 및 용접성을 저해할 수 있다. 상기 황을 0.005%를 초과하여 포함하는 경우에는, 유화물계 개재물(MnS)을 형성하여 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있고, 그 결과 강의 내부식성을 저하시킬 수 있다. 황은 강재 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.005%로 제한하는 것이 바람직하다.Sulfur, along with phosphorus, is an element that is unavoidably contained in the manufacture of steel, and can impair toughness and weldability of steel. When the sulfur is included in an amount exceeding 0.005%, it is possible to generate cracks during processing of the steel by forming sulfuric inclusions (MnS) to deteriorate the resistance to stress corrosion cracking, and as a result, the corrosion resistance of the steel can be reduced. there is. Sulfur is preferably limited to more than 0% to 0.005% of the total weight of the steel.

본 발명의 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 present invention 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 anyone skilled in the ordinary manufacturing process, not all of them are specifically mentioned in this specification.

상기 강재의 탄소 당량(Ceq)과 용접균열 감수성지수(Pcm)는 각각 식 1 및 식 2와 같다.The carbon equivalent (C eq ) and the weld crack susceptibility index (P cm ) of the steel are as shown in Equations 1 and 2, respectively.

[식 1][Equation 1]

Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5

[식 2][Equation 2]

Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B] ]

상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 강재에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량이며, 각각의 단위는 중량%이다.In Equations 1 and 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] and [B] are included in the steel It is the content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B), respectively. The unit is % by weight.

상기 강재는 상기 식 1에 따른 탄소 당량(Ceq)이, 예를 들어 0.22 ~ 0.29일 수 있다. 상기 식 1에 따른 탄소 당량(Ceq)이 0.29를 초과하는 경우, 용접성이 저하될 수 있다.The steel material may have a carbon equivalent (C eq ) according to Equation 1, for example, 0.22 to 0.29. When the carbon equivalent (C eq ) according to Equation 1 exceeds 0.29, weldability may be deteriorated.

상기 강재는 상기 식 2에 따른 용접균열 감수성지수(Pcm)가, 예를 들어 0.11 ~ 0.16일 수 있다. 상기 식 2에 따른 용접균열감수성지수(Pcm)가 0.16을 초과하는 경우 용접성이 저하될 수 있다.The steel material may have a welding crack susceptibility index (P cm ) according to Equation 2, for example, 0.11 to 0.16. When the weld crack susceptibility index (P cm ) according to Equation 2 exceeds 0.16, weldability may be deteriorated.

전술한 합금 조성의 구체적인 성분 및 이들의 함량 범위를 제어하고, 후술하는 강재의 제조 방법을 통해 제조된 라인파이프용 강재는, 인장강도(TS): 520 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 415 MPa ~ 565 MPa, 연신율(EL): 24% ~ 45%, -50℃의 온도에서 저온충격인성: 300 J ~ 400 J, 및 경도: 150 Hv ~ 248 Hv 를 만족할 수 있다.The steel for line pipe manufactured by controlling the specific components and content ranges of the alloy composition described above and using the steel manufacturing method described below has tensile strength (TS): 520 MPa to 760 MPa, yield strength (YS): 415 MPa to 565 MPa, elongation (EL): 24% to 45%, low-temperature impact toughness at a temperature of -50 ° C: 300 J to 400 J, and hardness: 150 Hv to 248 Hv.

상기 라인파이프용 강재는 침상형 페라이트(AF), 다각형 페라이트(PF) 및 베이나이트 페라이트(BF)의 혼합조직을 가질 수 있다.The steel material for the line pipe may have a mixed structure of acicular ferrite (AF), polygonal ferrite (PF), and bainite ferrite (BF).

상기 다각형 페라이트의 분율은, 예를 들어 0% 초과 ~ 10% 일 수 있고, 상기 베이나이트 페라이트의 분율은, 예를 들어 10% ~ 20% 일 수 있고, 상기 침상형 페라이트의 분율은 나머지 분율을 포함할 수 있고, 예를 들어 70% ~ 90% 일 수 있다. 상기 분율은 상기 강재의 미세조직 사진을 이미지 분석기를 통하여 도출한 면적비율을 의미한다.The fraction of the polygonal ferrite may be, for example, greater than 0% to 10%, the fraction of the bainite ferrite may be, for example, 10% to 20%, and the fraction of the acicular ferrite may be the remaining fraction. It may contain, for example, it may be 70% to 90%. The fraction means an area ratio derived from a picture of the microstructure of the steel through an image analyzer.

상기 페라이트의 평균 입도 크기는 10 μm ~ 15 μm 범위일 수 있다.An average grain size of the ferrite may be in the range of 10 μm to 15 μm.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a steel material for a line pipe according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

강재의 제조 방법Steel manufacturing method

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.1 is a process flow chart schematically illustrating a method of manufacturing a steel material for a line pipe according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 강재의 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 steel according to the present invention, the semi-finished product subject to the hot rolling process may be illustratively a slab. The semi-finished slab can be secured through a continuous casting process after obtaining molten steel of a predetermined composition through a steelmaking process.

상기 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.The steel material, in weight percent, carbon (C): 0.05% ~ 0.09%, silicon (Si): 0.15% ~ 0.40%, manganese (Mn): 1.00% ~ 1.20%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.06%, niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, and The balance includes iron (Fe) and other unavoidable impurities.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법은 재가열단계(S110), 열간압연 단계(S120), 및 냉각 단계(S130)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method for manufacturing a steel material for a line pipe according to an embodiment of the present invention includes a reheating step (S110), a hot rolling step (S120), and a cooling step (S130).

구체적으로, 상기 라인파이프용 강재의 제조방법은, 상기 조성을 가지는 강재를 1,000℃ ~ 1,250℃의 온도에서 재가열하는 단계(S110); 상기 재가열된 강재를 850℃ ~ 950℃의 온도에서 종료되도록 열간압연하는 단계(S120); 및 상기 열간압연된 강재를 냉각하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.Specifically, the manufacturing method of the steel material for the line pipe includes reheating the steel material having the above composition at a temperature of 1,000 ° C to 1,250 ° C (S110); Hot rolling the reheated steel material to end at a temperature of 850 ° C to 950 ° C (S120); and cooling the hot-rolled steel material (S130).

상기 냉각하는 단계는, 20℃/초 ~ 60℃/초의 냉각속도로 150℃ ~ 400℃의 냉각종료온도로 냉각될 수 있다.The cooling step may be cooled to a cooling end temperature of 150 ° C to 400 ° C at a cooling rate of 20 ° C / sec to 60 ° C / sec.

재가열 단계(S110)Reheating step (S110)

재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 강재를, 예를 들어 슬라브 판재를, 예를 들어 1,000℃ ~ 1,250℃의 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)에서 재가열한다. 이러한 재가열을 통해, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다. 상기 재가열 온도가 1,000℃ 미만인 경우에는, 재가열 온도가 낮아 압연 부하가 커질 수 있고, 니오븀의 완전 고용이 어려워져 미세 분산 효과가 감소하여 강도확보가 어려울 수 있다. 또한, 니오븀계 석출물인 NbC, NbN 등의 고용 온도에 이르지 못해 열간압연 시 미세한 석출물로 재석출되지 못하여 오스테나이트의 결정립 성장을 억제하지 못해 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화될 수 있다. 또한, 불순물 및 석출물 형성 원소들의 고용이 충분하지 않으며, 주조시 편석된 성분들이 충분히 고르게 분포되지 않는 문제점이 있다. 상기 재가열 온도가 1,250℃를 초과하는 경우에는, 오스테나이트 결정립이 급격히 조대화되어 제조되는 강판의 강도 및 저온인성 확보가 어려울 수 있다. 또한 재가열 온도가 올라갈수록 가열 비용 및 열간압연 온도를 맞추기 위한 추기 시간 소요 등으로 제조 비용 상승 및 생산성 저하를 야기하는 문제점이 있다.In the reheating step (S110), a steel material having the above composition, for example, a slab plate material, is reheated at a reheating temperature (Slab Reheating Temperature, SRT) of, for example, 1,000 ° C to 1,250 ° C. Through such reheating, re-dissolution of components segregated during casting and re-dissolution of precipitates may occur. When the reheating temperature is less than 1,000 ° C, the rolling load may increase due to the low reheating temperature, and it may be difficult to secure strength due to a decrease in fine dispersion effect due to difficulty in complete solid solution of niobium. In addition, since the solid solution temperature of niobium-based precipitates, such as NbC and NbN, is not reached, the austenite crystal grains may rapidly coarsen because they cannot be re-precipitated into fine precipitates during hot rolling, so that the growth of austenite grains cannot be suppressed. In addition, there are problems in that the solid solution of impurities and precipitate-forming elements is not sufficient, and segregated components are not sufficiently evenly distributed during casting. When the reheating temperature exceeds 1,250° C., it may be difficult to secure strength and low-temperature toughness of a steel sheet manufactured due to rapid coarsening of austenite crystal grains. In addition, as the reheating temperature increases, there is a problem in that manufacturing costs increase and productivity decreases due to heating costs and additional time required to adjust 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 material is first subjected to hot rolling after heating to adjust its shape. The hot rolling may be continuously performed by width rolling, rough rolling, and finishing rolling. By the hot rolling step, the steel material may form a steel sheet.

상기 열간압연은, 즉 상기 사상압연은, 예를 들어 850℃ ~ 950℃, 예를 들어 900℃ ~ 950℃의 마무리 압연 종료온도(finish rolling temperature, FRT)에서 종료될 수 있다. 상기 마무리 압연 종료온도가 850℃ 미만인 경우에는, 이상역 압연이 발생하여 불균일 조직이 형성됨으로써 저온 충격인성을 크게 저하시킬 수 있다. 상기 압연 종료 온도가 950℃를 초과하는 경우에는, 연성 및 인성은 우수하나, 강도가 급격히 저하될 수 있다.The hot rolling, that is, the finishing rolling, may be finished at a finish rolling temperature (FRT) of, for example, 850° C. to 950° C., for example, 900° C. to 950° C. When the finish rolling end temperature is less than 850° C., abnormal reverse rolling occurs and a non-uniform structure is formed, thereby greatly reducing low temperature impact toughness. When the rolling end temperature exceeds 950° C., ductility and toughness are excellent, but strength may rapidly decrease.

냉각 단계(S130)Cooling step (S130)

상기 열간압연된 강재를 20℃/초 ~ 60℃/초의 냉각속도로 150℃ ~ 400℃의 냉각종료온도로 냉각한다. 상기 냉각은 공냉 방식 또는 수냉 방식으로 수행될 수 있다. 상기 냉각속도범위로 냉각시, 경도가 상승하여 저온 인성이 저하되는 현상을 방지하면서, 저온 미세조직을 충분히 확보할 수 있다.The hot-rolled steel is cooled to a cooling end temperature of 150 ° C to 400 ° C at a cooling rate of 20 ° C / sec to 60 ° C / sec. The cooling may be performed by air cooling or water cooling. When cooling in the above cooling rate range, it is possible to sufficiently secure a low-temperature microstructure while preventing a phenomenon in which the hardness is increased and the low-temperature toughness is lowered.

상술한 단계를 수행하여 제조된 라인파이프용 강재는 예를 들어 25.4 mm 이하, 예를 들어 6 mm ~ 25.4 mm의 두께를 가질 수 있다.The steel material for the line pipe manufactured by performing the above steps may have a thickness of, for example, 25.4 mm or less, for example, 6 mm to 25.4 mm.

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 this is only a preferred embodiment of the present invention and the scope of the present invention is not limited by the description of these examples. Contents not described herein can be technically inferred by those skilled in the art, so descriptions thereof will be omitted.

실시예Example

표 1 및 표 2는 비교예들과 실시예들의 라인파이프용 강재의 조성을 나타낸다. 표 1 및 표 2에서 잔부는 철(Fe)과 제강 공정 등에서 불가피하게 함유되는 불순물로 이루어진다. 각각의 성분의 함량 단위는 중량%이다. 표 2에는 탄소 당량(Ceq)과 용접균열 감수성지수(Pcm)가 기재되어 있다.Tables 1 and 2 show the compositions of steel materials for line pipes of Comparative Examples and Examples. In Tables 1 and 2, the remainder consists of iron (Fe) and impurities inevitably contained in the steelmaking process. The content unit of each component is % by weight. Table 2 lists the carbon equivalent (C eq ) and weld crack susceptibility index (P cm ).

구분division CC SiSi MnMn S_AlS_Al NbNb TiTi PP SS 비교예1,2Comparative Examples 1 and 2 0.060.06 0.250.25 1.41.4 0.040.04 0.050.05 0.0150.015 0.010.01 0.0030.003 실시예1,2Examples 1 and 2 0.070.07 0.250.25 1.11.1 0.040.04 0.020.02 0.0150.015 0.010.01 0.0030.003

구분division CuCu CrCr MoMo NiNi VV Ceq C eq Pcm P cm 비교예1,2Comparative Examples 1 and 2 0.050.05 0.150.15 0.20.2 0.20.2 0.0250.025 0.370.37 0.170.17 실시예1,2Examples 1 and 2 00 00 00 00 00 0.260.26 0.140.14

표 1 및 표 2를 참조하면, 비교예들과 비교하면, 실시예들은 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 바나듐(V)을 포함하지 않고, 망간과 니오븀의 함량을 감소시킨 상이점이 있다. 또한, 실시예의 탄소 당량(Ceq)은 0.29 이하, 용접균열 감수성지수(Pcm)는 0.16 미만으로 제어한 상이점이 있다.Referring to Tables 1 and 2, compared to Comparative Examples, the examples do not include copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (Ni), and vanadium (V), and manganese There is a difference in reducing the content of niobium and niobium. In addition, the carbon equivalent (C eq ) of the embodiment is 0.29 or less, and the welding crack susceptibility index (P cm ) is controlled to be less than 0.16.

표 3은 라인파이프용 강재의 실시예들과 비교예들의 공정 조건 값들을 나타낸다.Table 3 shows process condition values of Examples and Comparative Examples of steel materials for line pipes.

구분division 재가열온도
(℃)
reheat temperature
(℃)
압연종료 온도
(℃)
End of rolling temperature
(℃)
냉각종료온도
(℃)
Cooling end temperature
(℃)
냉각속도
(℃/초)
cooling rate
(℃/sec)
비교예1Comparative Example 1 11441144 853853 570570 4646 비교예2Comparative Example 2 11491149 860860 563563 4848 실시예1Example 1 11601160 935935 343343 5555 실시예2Example 2 11661166 931931 170170 5757

표 3을 참조하면, 비교예들과 비교하면, 실시예들은 900℃ 이상의 압연종료온도 및 400℃ 이하의 냉각종료온도로 수행한 상이점이 있다.Referring to Table 3, compared to Comparative Examples, there is a difference in that the examples are performed at a rolling end temperature of 900 ° C. or higher and a cooling end temperature of 400 ° C. or lower.

표 4는 상기 제조된 라인파이프용 강재에 대하여, 기계적 물성으로서, 인장강도(TS), 항복강도(YS), 연신율(EL), -50℃에서의 저온충격인성, 및 경도를 각각 측정하여 그 결과를 나타낸다.Table 4 shows tensile strength (TS), yield strength (YS), elongation (EL), low-temperature impact toughness at -50 ° C, and hardness as mechanical properties of the manufactured steel for line pipe, respectively. show the result.

구분division 인장강도
(MPa)
tensile strength
(MPa)
항복강도
(MPa)
yield strength
(MPa)
연신율
(%)
elongation rate
(%)
저온충격인성
(J)
low temperature impact toughness
(J)
경도
(Hv)
Hardness
(Hv)
비교예1Comparative Example 1 486486 582582 3737 380/402/394380/402/394 196196 비교예2Comparative Example 2 479479 570570 4141 399/398/386399/398/386 188188 실시예1Example 1 458458 557557 3737 357/366/345357/366/345 195195 실시예2Example 2 498498 610610 3535 341/355/351341/355/351 203203

표 4를 참조하면, 비교예들과 비교하면, 실시예들은 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 바나듐(V)을 포함하지 않았음에도 인장강도, 항복강도, 연신율, -50℃에서의 저온충격인성, 및 경도가 거의 동등한 수준으로 나타났다.Referring to Table 4, compared to the comparative examples, the examples did not include copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (Ni), and vanadium (V), but the tensile strength, yield Strength, elongation, low-temperature impact toughness at -50 ° C, and hardness were found to be almost equal.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법을 이용하여 제조한 실시예와 비교예의 미세조직을 나타내는 현미경 사진이다.2 is a photomicrograph showing microstructures of Examples and Comparative Examples manufactured using the method for manufacturing a steel material for line pipe according to an embodiment of the present invention.

표 6은 상기 현미경 사진으로부터 도출한 라인파이프용 강재의 미세조직들의 부피 분율을 나타낸다. 표 6에서, 평균 결정립크기는 ASTM E112에 의하여 산출하였다.Table 6 shows the volume fraction of the microstructures of the steel for line pipe derived from the micrograph. In Table 6, the average grain size was calculated according to ASTM E112.

(단위: 부피%)(unit: volume%) 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 실시예1, 2Example 1, 2 침상형 페라이트 (AF) Acicular ferrite (AF) 3030 4040 8080 다각형 페라이트 (PF)Polygonal Ferrite (PF) 4747 4040 55 베이나이트 페라이트 (BF)Bainite Ferrite (BF) 3030 2020 1515 평균결정립크기 (μm)Average grain size (μm) 10.810.8 11.211.2 12.812.8

도 2 및 표 6을 참조하면, 비교예1과 비교예2에 비하여, 실시예1과 실시예2는 다각형 페라이트와 베이나이트 페라이트의 형성이 억제되고, 침상형 페라이트의 촉진된 것으로 분석된다. 따라서, 실시예1과 실시예2는 80 부피%의 침상형 페라이트, 5 부피%의 다각형 페라이트, 및 15 부피%의 베이나이트 페라이트로 구성된 미세조직을 가졌다.Referring to FIG. 2 and Table 6, it is analyzed that, compared to Comparative Examples 1 and 2, in Examples 1 and 2, the formation of polygonal ferrite and bainitic ferrite was suppressed and acicular ferrite was promoted. Thus, Examples 1 and 2 had a microstructure composed of 80% by volume of acicular ferrite, 5% by volume of polygonal ferrite, and 15% by volume of bainitic ferrite.

따라서, 일반적인 라인파이프용 강재에 비하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 라인파이프용 강재는 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 바나듐(V) 등의 첨가물을 포함하지 않고, 또한 니오븀의 함량을 감소시킨 반면, 압연종료온도를 상승시키고 냉각종료온도를 하강시켜 상술한 바와 같이 미세조직을 제어하여 강도 및 저온충격인성 등의 원하는 물성을 확보할 수 있고, 탄소 당량 및 용접균열 감수성지수를 감소시켜 용접성을 증가시킬 수 있다.Therefore, compared to general steel for line pipe, the steel for line pipe according to the technical idea of the present invention contains additives such as copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (Ni), and vanadium (V). It does not contain, and while the content of niobium is reduced, the rolling end temperature is raised and the cooling end temperature is lowered to control the microstructure as described above to secure desired physical properties such as strength and low-temperature impact toughness, Weldability can be increased by reducing the carbon equivalent and the weld crack susceptibility index.

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 foregoing embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be clear to those skilled in the art to which it pertains.

Claims (12)

중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
침상형 페라이트, 다각형 페라이트 및 베이나이트 페라이트의 혼합조직을 가지고,
상기 다각형 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 10% 이고, 상기 베이나이트 페라이트의 분율은 10% ~ 20% 이고, 상기 침상형 페라이트의 분율은 나머지 분율이고,
상기 페라이트의 평균 입도 크기는 10 μm ~ 15 μm 범위이고,
인장강도(TS): 520 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 415 MPa ~ 565 MPa, 연신율(EL): 24% ~ 45%, -50℃의 온도에서 저온충격인성: 300 J ~ 400 J, 및 경도: 150 Hv ~ 248 Hv 를 만족하는,
라인파이프용 강재.
In weight percent, carbon (C): 0.05% to 0.09%, silicon (Si): 0.15% to 0.40%, manganese (Mn): 1.00% to 1.20%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%, niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, and balance iron ( Fe) and other unavoidable impurities,
It has a mixed structure of acicular ferrite, polygonal ferrite and bainite ferrite,
The fraction of the polygonal ferrite is greater than 0% to 10%, the fraction of the bainite ferrite is 10% to 20%, the fraction of the acicular ferrite is the remaining fraction,
The average grain size of the ferrite is in the range of 10 μm to 15 μm,
Tensile strength (TS): 520 MPa ~ 760 MPa, yield strength (YS): 415 MPa ~ 565 MPa, elongation (EL): 24% ~ 45%, low temperature impact toughness at -50℃: 300 J ~ 400 J , and hardness: 150 Hv ~ 248 Hv,
Steel materials for line pipes.
제 1 항에 있어서,
상기 라인파이프용 강재는,
0.22 ~ 0.29의 탄소 당량(Ceq)을 가지는,
(여기에서, Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5 임)
라인파이프용 강재.
According to claim 1,
The steel material for the line pipe,
With a carbon equivalent (C eq ) of 0.22 to 0.29,
(Where C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5)
Steel materials for line pipes.
제 1 항에 있어서,
상기 라인파이프용 강재는,
0.11 ~ 0.16의 용접균열 감수성지수(Pcm)를 가지는,
(여기에서, Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B] 임)
라인파이프용 강재.
According to claim 1,
The steel material for the line pipe,
Having a welding crack susceptibility index (P cm ) of 0.11 to 0.16,
(where P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B])
Steel materials for line pipes.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 중량%로, 탄소(C): 0.05% ~ 0.09%, 실리콘(Si): 0.15% ~ 0.40%, 망간(Mn): 1.00% ~ 1.20%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.06%, 니오븀(Nb): 0.01% ~ 0.03%, 티타늄(Ti): 0.01% ~ 0.03%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.02%, 황(S): 0% 초과 ~ 0.005%, 및 잔부는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 1,000℃ ~ 1,250℃의 온도에서 재가열하는 단계;
상기 가열된 강재를 850℃ ~ 950℃의 온도에서 종료되도록 열간압연하는 단계; 및
상기 열간압연된 강재를 30℃/초 ~ 60℃/초의 냉각속도로 150℃ ~ 343℃ 이하의 냉각종료온도로 냉각하는 단계;를 포함하는 라인파이프용 강재의 제조 방법으로서,
상기 라인파이프용 강재의 제조 방법에 의하여 제조된 라인파이프용 강재는,
침상형 페라이트, 다각형 페라이트 및 베이나이트 페라이트의 혼합조직을 가지고,
상기 다각형 페라이트의 분율은 0% 초과 ~ 10% 이고, 상기 베이나이트 페라이트의 분율은 10% ~ 20% 이고, 상기 침상형 페라이트의 분율은 나머지 분율이고,
상기 페라이트의 평균 입도 크기는 10 μm ~ 15 μm 범위이고,
인장강도(TS): 520 MPa ~ 760 MPa, 항복강도(YS): 415 MPa ~ 565 MPa, 연신율(EL): 24% ~ 45%, -50℃의 온도에서 저온충격인성: 300 J ~ 400 J, 및 경도: 150 Hv ~ 248 Hv 를 만족하는,
라인파이프용 강재의 제조 방법.
In weight percent, carbon (C): 0.05% to 0.09%, silicon (Si): 0.15% to 0.40%, manganese (Mn): 1.00% to 1.20%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% to 0.06%, niobium (Nb): 0.01% to 0.03%, titanium (Ti): 0.01% to 0.03%, phosphorus (P): greater than 0% to 0.02%, sulfur (S): greater than 0% to 0.005%, and balance iron ( Reheating the steel material containing Fe) and other unavoidable impurities at a temperature of 1,000 ° C to 1,250 ° C;
Hot rolling the heated steel material to end at a temperature of 850 ° C to 950 ° C; and
Cooling the hot-rolled steel material to a cooling end temperature of 150 ° C to 343 ° C or less at a cooling rate of 30 ° C / sec to 60 ° C / sec;
Steel materials for line pipes manufactured by the method for manufacturing steel materials for line pipes,
It has a mixed structure of acicular ferrite, polygonal ferrite and bainite ferrite,
The fraction of the polygonal ferrite is greater than 0% to 10%, the fraction of the bainite ferrite is 10% to 20%, the fraction of the acicular ferrite is the remaining fraction,
The average grain size of the ferrite is in the range of 10 μm to 15 μm,
Tensile strength (TS): 520 MPa ~ 760 MPa, yield strength (YS): 415 MPa ~ 565 MPa, elongation (EL): 24% ~ 45%, low temperature impact toughness at -50℃: 300 J ~ 400 J , and hardness: 150 Hv ~ 248 Hv,
A method for manufacturing steel materials for line pipes.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 라인파이프용 강재의 제조 방법에 의하여 제조된 라인파이프용 강재는,
0.22 ~ 0.29의 탄소 당량(Ceq)을 가지고,
0.11 ~ 0.16의 용접균열 감수성지수(Pcm)를 가지는,
(여기에서, Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5 임)
(여기에서, Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B] 임)
라인파이프용 강재의 제조 방법.
According to claim 7,
Steel materials for line pipes manufactured by the method for manufacturing steel materials for line pipes,
With a carbon equivalent (C eq ) of 0.22 to 0.29,
Having a welding crack susceptibility index (P cm ) of 0.11 to 0.16,
(Where C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5)
(where P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B])
A method for manufacturing steel materials for line pipes.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6241434B2 (en) * 2014-11-28 2017-12-06 Jfeスチール株式会社 Steel plate for line pipe, steel pipe for line pipe, and manufacturing method thereof
JP2019044219A (en) 2017-08-31 2019-03-22 新日鐵住金株式会社 Hot rolled steel sheet, spline shaft bearing and manufacturing method therefor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008000883A1 (en) 2008-03-31 2009-10-01 Robert Bosch Gmbh starter
JP5293903B1 (en) * 2011-08-23 2013-09-18 新日鐵住金株式会社 Thick ERW Steel Pipe and Method for Manufacturing the Same
CN104350168B (en) * 2012-09-27 2016-08-24 新日铁住金株式会社 Electric-resistance-welded steel pipe
KR101767771B1 (en) * 2015-12-22 2017-08-14 주식회사 포스코 The steel sheet for welding structure having excellent heat affected zone toughness and method for manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6241434B2 (en) * 2014-11-28 2017-12-06 Jfeスチール株式会社 Steel plate for line pipe, steel pipe for line pipe, and manufacturing method thereof
JP2019044219A (en) 2017-08-31 2019-03-22 新日鐵住金株式会社 Hot rolled steel sheet, spline shaft bearing and manufacturing method therefor

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