KR20010015587A - Hot rolling high-strength steel structural members - Google Patents

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KR20010015587A
KR20010015587A KR1020007002695A KR20007002695A KR20010015587A KR 20010015587 A KR20010015587 A KR 20010015587A KR 1020007002695 A KR1020007002695 A KR 1020007002695A KR 20007002695 A KR20007002695 A KR 20007002695A KR 20010015587 A KR20010015587 A KR 20010015587A
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Abstract

특정 화학적 조성 및 바람직하게는 약 120,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상의 항복 강도를 갖는 고강도 강 재료를 제공하고, 강 재료를 열간 압연시켜 목적하는 기하학적 형상의 구조 부재를 수득함에 의한 고강도 강 구조 부재 및 이의 제조 방법이 기술되어 있다.High strength steel structural members by providing a high strength steel material having a specific chemical composition and preferably a tensile strength of at least about 120,000 psi and a yield strength of at least about 90,000 psi, and hot rolling the steel material to obtain a structural member of the desired geometry. And methods for their preparation are described.

Description

열간 압연 고강도 강 구조 부재{Hot rolling high-strength steel structural members}Hot rolling high-strength steel structural members

관련 출원Related Applications

본원은 1994년 7월 15일 출원된 미국 특허원 제08/275,841호의 부분 연속 출원이며, 당해 특허원은 1993년 7월 14일 출원된 특허원 제08/091,640호의 부분 연속 출원이고, 당해 특허원은 1992년 1월 29일 출원된 특허원 제07/827,740호의 부분 연속 출원이며, 당해 특허원은 1990년 10월 24일 출원된 특허원 제07/602,675호[1992년 3월 10일자로 미국 특허 제5,094,698호로 특허 허여]의 부분 연속 출원이고, 당해 특허원은 1992년 3월 9일 출원된 특허원 제07/848,646호[1993년 8월 17일 미국 특허 제5,236,520호로 특허 허여]의 모출원이고, 당해 특허원은 1992년 12월 17일 출원된 특허원 제08/992,123호[미국 특허 제5,330,594호]의 모출원이며, 당해 특허원은 1994년 7월 15일 출원된 특허원 제08/276,217호의 모출원이다. 이들 각각은 본원에서 참조로서 인용된다.This application is a partial consecutive application of US Patent Application No. 08 / 275,841, filed July 15, 1994, which is a partial continuous application of Patent Application No. 08 / 091,640, filed July 14, 1993, Is a partial consecutive application of Patent Application No. 07 / 827,740, filed January 29, 1992, which is filed on October 24, 1990, filed with US Patent Application No. 07 / 602,675 filed March 10, 1992; Patent No. 5,094,698], which is a parent application of Patent Application No. 07 / 848,646, filed March 9, 1992, issued US Patent No. 5,236,520, issued August 17, 1993. , The patent application is the parent application of Patent Application No. 08 / 992,123 (US Patent No. 5,330,594), filed December 17, 1992, the patent application is the patent application No. 08 / 276,217, filed July 15, 1994 It is a source of appeal. Each of which is incorporated herein by reference.

고강도 강 부품 및 구조 부재는 선행 기술에 공지되어 있는 냉각 단조 기술을 사용하여 성형시켜 왔다. 냉각 성형 부품 및 구조 부재는 단점이 있다. 구조 부재 또는 부품이 약 실온에서 성형되기 때문에, 재성형 및 성형 단계가 실질적으로 높은 힘을 요구한다. 이것은 재료가 목적하는 형태로 순차적으로 성형되는 일련의 냉각 성형 단계를 빈번하게 요구한다. 이것은 이러한 공정에 수반되는 다이(die) 마모 및 소음을 증가시킨다. 추가로, 재료가 처리됨에 따라, 부재 또는 부품의 강도가 증가한다. 실질 등급으로 처리되는 경우, 수득되는 강도의 증가는 이러한 공정의 시간 및 비용에 추가되는 강도를 낮추기 위한 어닐링(annealing)을 요구한다.High strength steel parts and structural members have been molded using cold forging techniques known in the art. Cold formed parts and structural members have disadvantages. Because the structural members or parts are molded at about room temperature, the reshaping and forming steps require substantially high forces. This frequently requires a series of cold forming steps in which the material is molded sequentially into the desired shape. This increases the die wear and noise involved in this process. In addition, as the material is processed, the strength of the member or part increases. When processed to substantial grades, the increase in strength obtained requires annealing to lower the strength added to the time and cost of this process.

상기의 단점을 피하기 위하여, 재료의 강도를 감소시키는데 충분히 높아 성형을 촉진시키는 중간생성 온도에서 재료로부터 구조 부재 및 부품을 성형하기 위하여 가온 단조가 사용될 수 있지만, 아직 재결정화, 스케일링(scaling) 및 탈탄화가 발생하는 열간 단조 온도 이하에서만 사용된다. 특정 형상 및 목적하는 기계적 특성을 수득하기 위하여 부재를 압연 또는 성형하기 위한 공정을 기술한 특허의 예는 미국 특허 제5,287,715호, 제5,203,193호, 제5,121,622호, 제4,982,591호, 제4,966,026호, 제4,685,319호 및 제4,378,687호를 포함한다.To avoid the above drawbacks, hot forging may be used to form structural members and parts from the material at intermediate temperatures that are high enough to reduce the strength of the material to promote molding, but still recrystallization, scaling and decarburization It is only used below the hot forging temperature at which it occurs. Examples of patents describing processes for rolling or forming members to obtain specific shapes and desired mechanical properties include US Pat. Nos. 5,287,715, 5,203,193, 5,121,622, 4,982,591, 4,966,026, 4,685,319 And 4,378,687.

상기 인용된 문헌들이 선행 기술을 명확하게 나타내거나 이러한 문헌들이 가장 대표적인 문헌이라고 단언할 수는 없다. 이러한 특허들은 목적하는 기계적 특성을 갖는 최종 부재를 수득하기 위하여 고가이며 연관 단계를 요구할 수 있는 구조 부재를 성형하기 위한 다양한 예의 반복적인 성형 및 냉각 단계를 포함하는 복잡하고 연관된 공정을 기술하고 있다.The documents cited above do not clearly indicate prior art or assert that these documents are the most representative documents. These patents describe a complex and associated process that includes various example repeated molding and cooling steps for forming a structural member that may be expensive and require an associative step to obtain a final member having the desired mechanical properties.

지금까지는 열간 단조 또는 압연 단계를 포함함으로써 블랭크가 목적하는 형태로 성형되고, 구조 부재의 기계적 특성이 블랭크중에 원래 함유된 것과 실질적으로 동일하거나 보다 크게 유지될 수 있으며, 기계적 강도 특성을 부여하기 위한 추가의 강화 공정 단계없이 부재가 생성될 수 있는, 특정 조성을 가지며 목적하는 고강도 특성을 함유하는 강의 블랭크로부터 고강도 강 구조 부재를 제조하는 방법은 없었다.To date, the blanks are molded into the desired shape by including a hot forging or rolling step, and the mechanical properties of the structural members can be kept substantially the same or greater than originally contained in the blanks, further to impart mechanical strength properties. There was no method for producing a high strength steel structural member from a blank of steel having a specific composition and containing the desired high strength properties, in which the member could be produced without the step of strengthening the process.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 방법은 고강도 강 블랭크로부터 다양한 고강도 강 구조 부재를 생성하는데 유용하다. 특히, 본 발명은 전체 길이의 적어도 일부에서 및 실질적으로 모든 부분에서 균일한 단면 형상을 갖는 신장된 고강도 강 구조 부재의 성형법에 관한 것이다. 예를 들면, O, L, C, Z, T, I, W, U, V 형태를 갖는 구조 부재 및 기타 부재는 본원에 기술된 열간 단조 또는 압연 공정에 의한 성형에 용이하다.The method of the present invention is useful for producing various high strength steel structural members from high strength steel blanks. In particular, the present invention relates to a method of forming an elongated high strength steel structural member having a uniform cross-sectional shape at least in part of and at substantially all of its entire length. For example, structural members and other members having O, L, C, Z, T, I, W, U, V shapes are easy for molding by the hot forging or rolling process described herein.

본 발명의 구조 부재는 가공 생성물이며, 이의 단면 형상중에 포함된 하나 이상의 플랜지(flange)를 갖는다. 플랜지는 단면 형상의 전체 외부 치수 이하의 두께를 가져 구조 부재에 증가된 지지력을 제공하는 부재이다.The structural member of the present invention is a workpiece and has one or more flanges included in its cross-sectional shape. The flange is a member that has a thickness of less than the overall external dimension of the cross-sectional shape to provide increased support to the structural member.

본 발명은 약 120,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상의 항복 강도를 갖는 고강도 강 재료로부터 고강도 강 구조 부재를 제조하는 방법을 제공한다. 하나의 양태에서, 본 발명은 강 재료를 열간 단조 또는 압연시킴으로써 목적 하는 기하학적 형상을 가지며 부재의 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성이 강 재료와 실질적으로 동일하거나 보다 큰 구조 부재를 제공하는, 고강도 강 재료로부터 고강도 강 구조 부재를 제조하는 방법을 제공한다. 이어서 성형된 구조 부재를 냉각으로부터 발생할 수 있는 변형에 의한 형상의 변화없이, 바람직하게는 조정된 속도로 냉각시키거나 퀀칭한다.The present invention provides a method of making a high strength steel structural member from a high strength steel material having a tensile strength of at least about 120,000 psi and a yield strength of at least about 90,000 psi. In one aspect, the present invention provides a high strength steel in which the steel material has a desired geometric shape by hot forging or rolling and provides a structural member whose mechanical properties of the tensile and yield strengths of the member are substantially equal to or greater than that of the steel material. Provided is a method of making a high strength steel structural member from a material. The molded structural member is then cooled or quenched, preferably at a controlled rate, without a change in shape due to deformations that may occur from cooling.

본 발명은 또한 고강도 강 재료를 열간 단조, 압연 또는 기타 방법에 의해 성형시킴으로써 부재의 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성이 부재를 성형하기 위하여 사용된 재료와 실질적으로 동일하거나 보다 크고, 인장 강도 및 항복 강도의 목적하는 기계적 특성을 갖는 부재가 추가의 강화 공정 단계없이 생성되는, 고 강도 강 구조 부재의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides that the mechanical properties of the tensile and yield strength of the member are formed by hot forging, rolling or other methods to be substantially the same as or greater than the material used to form the member, and the tensile strength and yield A method of making a high strength steel structural member is provided in which members having the desired mechanical properties of strength are produced without further reinforcing process steps.

본 발명의 원리, 이의 목적 및 장점은 하기 상세한 설명을 참조로 하여 추가로 이해될 것이다.The principles, objects and advantages of the present invention will be further understood by reference to the following detailed description.

본 발명은 고강도 강 구조 부재의 제조 방법, 더욱 특히 고강도 강의 블랭크(blank)를, 강 블랭크의 고강도 특성을 유지하면서 목적하는 기하학적인 단면 형상을 갖는 구조 부재로 열간 압연시키거나 단조시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a high strength steel structural member, and more particularly to a method of hot rolling or forging a blank of high strength steel into a structural member having a desired geometric cross-sectional shape while maintaining the high strength properties of the steel blank. .

본 발명은 길이의 한 부분 이상 및 전형적으로 실질적인 부분에서 균일한 단면 형상으로 신장되고, 1개 이상의 플랜지를 포함하는 구조 부재의 제조 방법에 관한 것이다. 플랜지는 단면 형상의 전체 둘레 길이 또는 외부 치수(즉, 구조 부재의 너비, 높이 또는 외부 직경) 이하의 두께를 갖는 부재이다. 플랜지가 부재에 증가된 지지력을 제공한다는 점에서 플랜지는 구조 부재를 블랭크로부터 구별시킨다. 바꾸어 말하면, 구조 부재가 동일한 재료 조성 및 특성을 갖는 경우, 플랜지를 갖는 구조 부재가 플랜지가 없는 부재보다 증가된 지지력을 갖는다. 하중은 단부상의 하중으로서 축방향, 측면 하중으로서 측방향이거나, 기타 형태의 하중으로서 구조 부재에 적용될 수 있다. 대조적으로, 압연하기 전의 고강도 강 재료는 전형적으로 용융되거나 냉각된 금속의 신규하게 성형된 빌릿(billet)이며, 이는 일부 연속적인 주조 공정 등에 사용되는 전형적인 일체형 형상일 수 있다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of making a structural member that extends into a uniform cross-sectional shape at one or more and typically substantial portions of its length and includes one or more flanges. The flange is a member having a thickness less than or equal to the overall circumferential length or external dimension of the cross-sectional shape (ie, the width, height or outer diameter of the structural member). The flange distinguishes the structural member from the blank in that the flange provides increased support to the member. In other words, when the structural members have the same material composition and properties, the structural members with flanges have an increased bearing force than members without flanges. The load may be applied to the structural member as an axial load as a load on the end, as a lateral load as a lateral load, or as any other type of load. In contrast, the high strength steel material prior to rolling is typically a newly shaped billet of molten or cooled metal, which may be a typical one-piece shape used in some continuous casting processes and the like.

플랜지는 구조 부재의 잔여부를 고려하여 연속적이거나 불연속적으로 일체형으로 성형된다. 불연속적인 플랜지의 예는 중심 부분을 고려한 I-형태 빔의 상부 또는 하부 부분 또는 트러스(truss)의 다른 레그(leg)를 고려한 L-형태 트러스의 레그의 상부 또는 하부 부분이다. 연속적인 플랜지의 예는 O-형태 구조 부재의 모든 코드(chord) 또는 단면 형상 부분이다. 1개 이상의 플랜지를 갖는 구조 부재의 예는 O, L, C, Z, I, T, U, V 및 W 형태의 부재이다.The flange is integrally molded continuously or discontinuously taking into account the remainder of the structural member. Examples of discontinuous flanges are the upper or lower part of the leg of the L-shaped truss taking into account the upper or lower part of the I-shaped beam taking into account the center part or the other leg of the truss. Examples of continuous flanges are all chords or cross-sectional shaped portions of O-shaped structural members. Examples of structural members having one or more flanges are members of the form O, L, C, Z, I, T, U, V and W.

바람직한 양태에서, 고강도 강 구조 부재를 제조하기 위한 본 발명의 방법은 약 120,000 psi 이상, 바람직하게는 약 150,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상, 바람직하게는 약 130,000 psi 이상의 항복 강도를 갖는 고강도 강 재료의 제공을 포함한다. 하나의 형태에서, 사용되는 고강도 강 재료는 고온 제련 및 냉간 연신되어 상기 기술된 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성을 갖는 빌릿 또는 블랭크를 제공한다. 구조 부재의 성형을 위해 사용되는 고강도 재료는 하나의 형태에서는 용융, 연화 또는 경화 형태로 가공될 수 있고, 다른 형태에서는 본 발명에 따라 열간 압연되는 빌릿 또는 블랭크일 수 있다.In a preferred embodiment, the method of the present invention for producing high strength steel structural members is a high strength steel having a tensile strength of at least about 120,000 psi, preferably at least about 150,000 psi and a yield strength of at least about 90,000 psi, preferably at least about 130,000 psi. Provision of the material. In one form, the high strength steel materials used are hot smelted and cold drawn to provide billets or blanks having the mechanical properties of the tensile and yield strengths described above. The high strength materials used for forming the structural members can be processed in one form into melted, softened or cured forms, and in other forms can be billets or blanks which are hot rolled according to the invention.

고강도 강 재료는 중량%로서High strength steel material is weight percent

탄소 약 0.30 내지 약 0.65%,About 0.30 to about 0.65% carbon,

망간 약 0.30 내지 약 2.5%,About 0.30 to about 2.5% manganese,

약 0.35% 이하의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 하나 이상의 제일철 입자 미세화물, 및At least one ferrous particle micronized from the group consisting of up to about 0.35% particle micronized effective amount of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof, and

철 잔여량의 조성으로 예시될 수 있다.It can be exemplified by the composition of the residual amount of iron.

추가의 바람직한 형태에서, 고강도 강 재료는 중량%로서In a further preferred form, the high strength steel material is in weight percent

탄소 약 0.40 내지 약 0.55%,About 0.40 to about 0.55% carbon,

망간 약 0.30 내지 약 2.5%,About 0.30 to about 2.5% manganese,

약 0.20% 이하의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 하나 이상의 제일철 입자 미세화물, 및At least one ferrous particle micronized from the group consisting of up to about 0.20% particle micronized effective amount of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof, and

철 잔여량의 조성을 갖는다.Has a composition of iron residues.

추가의 바람직한 형태에서, 고강도 강 재료는 중량%로서In a further preferred form, the high strength steel material is in weight percent

탄소 약 0.50 내지 약 0.55%,About 0.50 to about 0.55% carbon,

망간 약 1.20 내지 약 1.65%,About 1.20 to about 1.65% manganese,

약 0.03 내지 약 0.20%의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 하나 이상의 제일철 입자 미세화물, 및At least one ferrous particle micronized from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof in an effective amount of particle refining from about 0.03 to about 0.20%, and

철 잔여량의 조성을 갖는다.Has a composition of iron residues.

한편, 알루미늄, 니오븀(즉, 콜럼븀), 티탄 및 바나듐은 입자 미세화물로서 작용하며, 바나듐이 가장 바람직한 입자 미세화물이다. 추가로, 본원에 기록되고 청구된 조성물은 본 발명의 실시에 영향을 주지 않는 기타 성분을 포함할 수 있다.On the other hand, aluminum, niobium (i.e. cB), titanium and vanadium act as particle refinements, with vanadium being the most preferred particle refiner. In addition, the compositions recorded and claimed herein can include other ingredients that do not affect the practice of the invention.

본 발명의 방법에서 출발 물질로서 사용되는, 약 120,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상의 항복 강도를 갖는 고강도 강 재료는 선행 기술에 공지된 적합한 방법에 따라 생성된다.High strength steel materials having a tensile strength of at least about 120,000 psi and a yield strength of at least about 90,000 psi, used as starting materials in the process of the present invention, are produced according to suitable methods known in the art.

상기 기술된 조성 및 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성을 갖는 강 재료는 재결정화 온도, 전형적으로 약 2000℉ 이상에서 열간 압연, 단조 또는 기타 방법으로 성형되어, 목적하는 기하학적 형상을 갖는 구조 부재를 제공한다. 구조 부재가 압연되는 온도는 사용되는 강 재료의 화학적 조성과 연관된다. 상기 기술된 화학적 조성으로, 열간 압연된 구조 부재는 냉각 속도에 따라 다량의 마르텐사이트 함량을 가질 수 있다. 압연된 구조 부재는 주어진 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성을 가져 이의 열간 단조에 후속적인 어떠한 추가의 강화 공정 단계없이 생성될 수 있다.Steel materials having the above described composition and mechanical properties of tensile and yield strengths are formed by hot rolling, forging or other methods at recrystallization temperatures, typically above about 2000 ° F., to provide structural members having the desired geometry. do. The temperature at which the structural member is rolled is associated with the chemical composition of the steel material used. With the chemical composition described above, the hot rolled structural member can have a large amount of martensite content depending on the cooling rate. The rolled structural member has a mechanical property of a given tensile strength and yield strength so that it can be produced without any further strengthening process steps subsequent to its hot forging.

본 발명의 잇점은 적합한 조성의 강을 적합한 온도에서 압연함으로써 성취된다. 이어서, 열간 압연된 강을 압연 온도로부터 실온으로, 바람직하게는 증가되고 조정된 속도로 냉각시킨다. 대안적으로, 압연된 강을 오일 또는 물중에서 퀀칭하고, 이어서 생성된 구조 부재중의 취성이 감소되기에 충분한 마르텐사이트 함량을 갖는 경우, 템퍼링시킨다.The advantages of the invention are achieved by rolling steel of suitable composition at a suitable temperature. The hot rolled steel is then cooled from the rolling temperature to room temperature, preferably at an increased and adjusted rate. Alternatively, the rolled steel is quenched in oil or water and then tempered if it has a sufficient martensite content to reduce the brittleness in the resulting structural members.

하기 실시예는 상기 기술된 방법에 따라 생성된 고강도 강 재료로부터 구조 부재를 생성하기 위한 본 발명의 실시를 설명한다.The following examples illustrate the practice of the present invention for producing structural members from high strength steel materials produced according to the methods described above.

고강도 AISI 1552 강 스톡은 하기 중량%의 조성을 갖는다:High strength AISI 1552 steel stocks have the following composition by weight:

탄소 0.52%0.52% carbon

망간 1.43%Manganese 1.43%

인 0.009%Phosphorus 0.009%

황 0.017%Sulfur 0.017%

규소 0.22%Silicon 0.22%

바나듐 0.075%Vanadium 0.075%

크롬 0.05%Chromium 0.05%

몰리브덴 0.01%Molybdenum 0.01%

철 잔여량Iron residue

스톡을 시험한 결과, 130,000 psi의 인장 강도 및 95,120 psi의 항복 강도를 갖는다. 이어서, 스톡을 65,000 lbf 하에 약 2000℉의 온도에서 0.177" 두께의 중심 부분 및 각각 0.23" 내지 약 0.16" 범위의 테이퍼 두께를 갖는 상부 및 하부 플랜지를 갖는 I-빔 구조 부재로 열간 압연한다. I-빔의 전체 높이는 2.64"이고, 전체 너비는 각각의 플랜지와 동일하며 구체적으로 1.825"이다. 0.125"의 반지름 필릿(fillet)은 중심 부분의 각각의 면과 각각의 플랜지를 결합한다. I-빔을 시험한 결과, 약 133,000 psi의 인장 강도 및 약 89,000 psi의 항복 강도를 갖는다.The stock was tested and had a tensile strength of 130,000 psi and a yield strength of 95,120 psi. The stock is then hot rolled under 65,000 lbf into an I-beam structural member having a central portion 0.177 "thick and a top and bottom flange each having a taper thickness in the range of 0.23" to about 0.16 "at a temperature of about 2000 F. I The overall height of the beam is 2.64 ", the overall width is the same as each flange and specifically 1.825". A radius fillet of 0.125 "joins each flange with each face of the center portion. Testing of the I-beam showed a tensile strength of about 133,000 psi and a yield strength of about 89,000 psi.

가공 I-빔 구조 부재의 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성은 스톡중에 원래 함유된 것과 실질적으로 동일하거나 보다 크며, 따라서 추가의 강화 공정 단계를 요구하지 않는다. 또한 가공 부재는 바 스톡 또는 빌릿중에 원래 함유된 연성(ductility)의 목적하는 기계적 특성을 충분히 가지며, 개선된 인성(toughness)을 위한 추가의 공정 단계에 대한 필요성이 일반적으로 제거될 수 있다.The mechanical properties of the tensile and yield strengths of the machined I-beam structural members are substantially the same as or greater than those originally contained in the stock, and thus do not require additional reinforcement process steps. The processing member also has the desired mechanical properties of the ductility originally contained in the bar stock or billet, and the need for additional processing steps for improved toughness is generally eliminated.

열처리 공정[즉, 오오스테니타이징(austenitizing), 퀀칭에 의한 경화 및 템퍼링]을 사용하는 선행 기술의 방법과 비교하면, 특히 부재의 목적하는 고강도 기계적 특성을 수득하기 위하여 냉각 성형 후에 열처리가 사용되는 경우, 본 발명에 따라 제조되는 가공 구조 부재는 더욱 좁은 범위로 기계적 특성을 일관되게 가질 수 있다. 따라서, 본 발명은 강 재료의 조성에 본질적으로 기인된 더욱 좁은 범위의 고강도 강 구조 부재를 일관되게 생성할 수 있다.Compared with the prior art methods using a heat treatment process (ie austenitizing, hardening and quenching by quenching), heat treatment is used, especially after cold forming, to obtain the desired high strength mechanical properties of the member. In this case, the fabricated structural member produced in accordance with the present invention may consistently have mechanical properties in a narrower range. Thus, the present invention can consistently produce a narrower range of high strength steel structural members that are essentially attributable to the composition of the steel material.

본 발명의 범주는 본원에서 제공된 실시예에 의해 제한되지는 않지만, 첨부된 청구항에 의해 정의된다.The scope of the invention is not limited by the examples provided herein but is defined by the appended claims.

Claims (14)

약 120,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상의 항복 강도를 가지며, 중량%로서Having a tensile strength of at least about 120,000 psi and a yield strength of at least about 90,000 psi, as weight percent 탄소 약 0.30 내지 약 0.65%,About 0.30 to about 0.65% carbon, 망간 약 0.30 내지 약 2.5%,About 0.30 to about 2.5% manganese, 약 0.35% 이하의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 하나 이상의 입자 미세화물, 및At least about 0.35% particle refinement effective amount of at least one particle refinement from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof, and 철 잔여량을 포함하는 고강도 강 재료를 제공하는 단계; 및Providing a high strength steel material comprising iron residues; And 고강도 강 재료를 열간 압연하여 길이의 한 부분 이상에서 균일한 단면 형상을 갖는 구조 부재(여기서, 균일한 단면 형상은 재료의 형상과는 다르며, 단면 형상의 전체 둘레 치수 이하의 두께를 갖는, 구조 부재에 증가된 지지력을 제공하는 1개 이상의 플랜지를 포함한다)를 제공하는 단계를 포함하는 고강도 강 구조 부재의 제조 방법.Structural members having hot cross-sections of high-strength steel that have a uniform cross-sectional shape over at least one portion of its length, where the uniform cross-sectional shape is different from the shape of the material and has a thickness less than or equal to the overall perimeter of the cross-sectional shape. And at least one flange to provide increased support to the substrate. 제1항에 있어서, 구조 부재의 인장 강도 및 항복 강도의 기계적 특성이 구조 부재를 강화시키기 위한 추가의 공정 단계없이 생성되는 방법.The method of claim 1 wherein the mechanical properties of tensile and yield strength of the structural member are produced without additional processing steps to reinforce the structural member. 제1항에 있어서, 고강도 강 재료가 중량%로서The method of claim 1 wherein the high strength steel material is 탄소 약 0.40 내지 약 0.55%,About 0.40 to about 0.55% carbon, 망간 약 0.30 내지 약 2.50%,About 0.30 to about 2.50% manganese, 약 0.20% 이하의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 1개 이상의 입자 미세화물, 및At least about 0.20% particle refining effective amount of at least one particle refining from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof, and 철 잔여량을 포함하는 방법.Method containing iron residue. 제1항에 있어서, 고강도 강 재료가 중량%로서The method of claim 1 wherein the high strength steel material is 탄소 약 0.50 내지 약 0.55%,About 0.50 to about 0.55% carbon, 망간 약 1.20 내지 약 1.65%,About 1.20 to about 1.65% manganese, 약 0.03 내지 약 0.20%의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 1개 이상의 입자 미세화물, 및At least one particle refinement from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof in an amount of particle refinement of about 0.03 to about 0.20%, and 철 잔여량을 포함하는 방법.Method containing iron residue. 제1항에 있어서, 열간 압연이 약 2000°F 이상의 온도에서 수행되는 방법.The method of claim 1 wherein the hot rolling is performed at a temperature of about 2000 ° F. or greater. 제1항에 있어서, 균일한 단면 형상이 0, L, C, Z, I, T, U, V 및 W 형태로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.The method of claim 1 wherein the uniform cross-sectional shape is selected from the group consisting of 0, L, C, Z, I, T, U, V and W shapes. 제1항에 있어서, 구조 부재를 증가되고 조정된 냉각 속도로 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising cooling the structural member at an increased and adjusted cooling rate. 제1항에 있어서, 입자 미세화물이 바나듐인 방법.The method of claim 1 wherein the particle refinement is vanadium. 적어도 부분적으로 마르텐사이트 미세구조 및 약 120,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상의 항복 강도를 가지며, 중량%로서At least partially martensitic microstructure and tensile strength of at least about 120,000 psi and yield strength of at least about 90,000 psi, 탄소 약 0.30 내지 약 0.65%,About 0.30 to about 0.65% carbon, 망간 약 0.30 내지 약 2.5%,About 0.30 to about 2.5% manganese, 약 0.35% 이하의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 하나 이상의 입자 미세화물, 및At least about 0.35% particle refinement effective amount of at least one particle refinement from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof, and 철 잔여량을 포함하는 고강도 강 재료를 제공하는 단계; 및Providing a high strength steel material comprising iron residues; And 강 재료를 열간 압연하여 길이의 한 부분 이상에서 균일한 단면 형상을 갖는 구조 부재(여기서, 균일한 단면 형상은 단면 형상의 전체 둘레 치수 이하의 두께를 갖는, 구조 부재에 증가된 지지력을 제공하는 1개 이상의 플랜지를 포함한다)를 제공하는 단계를 포함하는 고강도 강 구조 부재의 제조 방법.Hot rolled steel material to provide a structural member having a uniform cross-sectional shape over at least one portion of its length, where the uniform cross-sectional shape has a thickness less than or equal to the overall circumferential dimension of the cross-sectional shape. And at least two flanges). 제9항에 있어서, 고강도 강 재료가 중량%로서10. The method of claim 9 wherein the high strength steel material is 탄소 약 0.50 내지 약 0.55%,About 0.50 to about 0.55% carbon, 망간 약 1.20 내지 약 1.65%,About 1.20 to about 1.65% manganese, 약 0.03 내지 약 0.20%의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 1개 이상의 입자 미세화물, 및At least one particle refinement from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof in an amount of particle refinement of about 0.03 to about 0.20%, and 철 잔여량을 포함하는 방법.Method containing iron residue. 제9항에 있어서, 균일한 단면 형상이 O, L, C, Z, I, T, U, V 및 W 형태로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.The method of claim 9, wherein the uniform cross-sectional shape is selected from the group consisting of O, L, C, Z, I, T, U, V and W shapes. 제9항에 있어서, 구조 부재를 증가되고 조정된 냉각 속도로 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.10. The method of claim 9, further comprising cooling the structural member at an increased and adjusted cooling rate. 제9항에 있어서, 입자 미세화물이 바나듐인 방법.The method of claim 9, wherein the particle refinement is vanadium. 약 120,000 psi 이상의 인장 강도 및 약 90,000 psi 이상의 항복 강도를 가지며, 중량%로서Having a tensile strength of at least about 120,000 psi and a yield strength of at least about 90,000 psi, as weight percent 탄소 약 0.50 내지 약 0.55%,About 0.50 to about 0.55% carbon, 망간 약 1.20 내지 약 1.65%,About 1.20 to about 1.65% manganese, 약 0.03 내지 약 0.20%의 입자 미세화 유효량의 알루미늄, 니오븀, 티탄 및 바나듐 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터의 하나 이상의 입자 미세화물, 및At least one particle refinement from the group consisting of aluminum, niobium, titanium and vanadium and mixtures thereof in an amount of particle refinement of about 0.03 to about 0.20%, and 철 잔여량을 포함하는 고강도 강 재료를 제공하는 단계; 및Providing a high strength steel material comprising iron residues; And 강 재료를 약 2000°F 이상의 온도에서 열간 압연하여 길이의 한 부분 이상에서 균일한 단면 형상을 갖는 구조 부재(여기서, 균일한 단면 형상은 단면 형상의 전체 둘레 치수 이하의 두께를 갖는, 구조 부재에 증가된 지지력을 제공하는 1개 이상의 플랜지를 포함하며, O, L, C, Z, I, T, U, V 및 W 형태로 이루어진 그룹으로부터 선택된다)를 제공하는 단계; 및A structural member having a uniform cross-sectional shape over at least one portion of its length by hot rolling a steel material at a temperature of about 2000 ° F or more, wherein the uniform cross-sectional shape has a thickness less than or equal to the overall circumferential dimension of the cross-sectional shape. At least one flange providing increased bearing capacity, and selected from the group consisting of O, L, C, Z, I, T, U, V, and W shapes; And 구조 부재를 냉각시키는 단계를 포함하는 고강도 강 구조 부재의 제조 방법.A method of making a high strength steel structural member comprising cooling the structural member.
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