KR20060072196A - Manufacturing method of wide and thick plate having excellent strength and toughness for making linepipe - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라인파이프의 용도로 사용되는 강관용 후물광폭 강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조후 판변형이 적고 설비의 제약을 적게 받을 수 있으면서 강판의 제조가능 사이즈를 증가시킬 수 있는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thick steel sheet for steel pipes used for the use of line pipes, and more particularly, to reduce the plate deformation after production and to be able to increase the manufacturable size of the steel sheet while being less constrained by equipment. It relates to a manufacturing method.
본 발명의 후물광폭강판의 제조방법은, C : 0.04 ~ 0.1%, Si : 0.1 ~ 0.4%, Mn : 1.3 ~ 1.8%, Sol. Al : 0.01 ~ 0.05%, Ti : 0.005 ~ 0.02%, Nb : 0.02 ~ 0.06%, V : 0.1%이하, Mo : 0.1%이하, P : 0.02%이하, S : 0.005%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진 강 슬라브를 대상으로 하여 1050 ~ 1150℃의 범위로 가열하는 단계; 오스테나이트 재결정 온도 이하의 온도에서 압하율 70 ~ 80%로 마무리 압연하여 강판을 제조하는 단계; 냉각속도 5 ~ 8 ℃/sec의 범위로 상기 강판을 냉각하는 단계; 및 450 ~ 550 ℃의 온도범위에서 냉각 정지하는 단계;로 이루어진다.
The manufacturing method of the thick wide steel sheet of this invention is C: 0.04 to 0.1%, Si: 0.1 to 0.4%, Mn: 1.3 to 1.8%, Sol. Al: 0.01 ~ 0.05%, Ti: 0.005 ~ 0.02%, Nb: 0.02 ~ 0.06%, V: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, P: 0.02% or less, S: 0.005% or less, balance Fe and other unavoidable Heating to a range of 1050 to 1150 ° C for steel slabs made of impurities; Manufacturing a steel sheet by finishing rolling at a reduction ratio of 70 to 80% at a temperature below the austenite recrystallization temperature; Cooling the steel sheet in a range of a cooling rate of 5 to 8 ° C./sec; And stopping cooling in a temperature range of 450 to 550 ° C.
인성, 강도, 후물광폭, 판변형Toughness, Strength, Thick Width, Plate Deformation
Description
본 발명은 라인파이프의 용도로 사용되는 강관용 후물광폭 강판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조후 판변형이 적고 설비의 제약을 적게 받을 수 있으면서 강판의 제조가능 사이즈를 증가시킬 수 있는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thick steel sheet for steel pipes used for the use of line pipes, and more particularly, to reduce the plate deformation after production and to be able to increase the manufacturable size of the steel sheet while being less constrained by equipment. It relates to a manufacturing method.
라인파이프의 수송능력 및 효율을 확대하기 위하여 강관의 직경 및 두께를 증가시켜 수송압력 및 수송용량을 늘리기 위하여 두께 및 폭이 큰 강관용 강판을 요구받고 있다. 더욱이, 상기 강판이 저온에서 사용될 경우 용접부 및 모재의 인성이 취약할 경우 급격한 취성파괴로 연결되어 대형사고가 발생될 위험이 있으므로 인성에 대한 요구도 점점 증가하고 있는 추세이다.In order to increase the transport capacity and efficiency of the line pipe, the steel sheet for steel pipe having a large thickness and width is required to increase the transport pressure and transport capacity by increasing the diameter and thickness of the steel pipe. In addition, when the steel sheet is used at low temperatures, when the toughness of the welded part and the base material is weak, there is a risk that a large accident occurs due to rapid brittle fracture, and thus the demand for toughness is increasing.
일반적으로 재료의 강도를 증가시키면 반대로 인성이 감소되는 것이 일반적인 경향이다. 상기의 경향은 통상 첨가되는 합금원소가 강도에는 유리한 영향을 미치더라도 인성을 저해하는 모순된 역할을 하기 때문이다. 이를 해결하기 위해서는 성분원소의 조정을 가능한한 억제하면서 강의 강도와 인성을 향상시키는 방법, 소 위 TMCP(Thermo Mechanical Controlling Process)라 불리는 방법으로 내부의 결정립의 작게 하여 인성을 향상시킴과 동시에 경질 조직을 형성시켜서 강도를 향상시키는 방법이 많이 사용되었다.In general, increasing the strength of a material, on the contrary, tends to reduce toughness. This tendency is because the alloying elements usually added play a contradictory role in inhibiting toughness even though they have a favorable effect on strength. In order to solve this problem, it is possible to improve the strength and toughness of the steel while suppressing the adjustment of the element as much as possible, so called TMCP (Thermo Mechanical Controlling Process) to reduce the internal grain size and improve the toughness, Many methods have been used to form and improve strength.
상기와 같은 방법의 일례로서 일본 특허공개공보 제2003-049237호에는 질량％로，C : 0.01∼0.2％，Si : 0.02∼0.5％，Mn : 0.3∼2％，P : 0.03％이하，S : 0.0001∼0.03％，Al : 0.0005∼0.05％，Ti : 0.003∼0.05％를 함유하고， 또한，Mg : 0.0001∼0.01％，Ca : 0.0001∼0.01％，REM : 0.0001∼0.05％ 중 1종 또는 2종 이상을 함유하고，잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어지고，또한, Mg，Ca，REM의 1 종 또는 2종 이상과 ，O，S의 한쪽 혹은 양쪽을 포함하고，입경 0.005∼0.5μm 로 있는 입자가 ，1mm2 당 10000개 이상 분산되어 있는 강을 Ac3점 이상, 1350℃ 이하로 가열한 후, 재결정 온도 영역에서 열간압연한 후 미재결정 온도 영역에서 누적 압하율 40~90%로 열간압연한 뒤, 1~60℃/sec의 냉각속도로 600℃ 이하까지 냉각하는 인성이 우수한 고강도 용접 구조용 강의 제조방법이 기재되어 있다.As an example of such a method, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-049237 has a mass% of C: 0.01 to 0.2%, Si: 0.02 to 0.5%, Mn: 0.3 to 2%, P: 0.03% or less, S: 0.0001 to 0.03%, Al: 0.0005 to 0.05%, Ti: 0.003 to 0.05%, and also Mg: 0.0001 to 0.01%, Ca: 0.0001 to 0.01%, and REM: 0.0001 to 0.05% Particles containing the above, the balance consisting of iron and unavoidable impurities, and containing one or two or more of Mg, Ca, and REM, and one or both of O and S, and having a particle diameter of 0.005 to 0.5 µm. After heating 10000 or more dispersed steel per 1mm 2 to Ac3 point or more and 1350 ℃ or less, hot-rolling in recrystallization temperature range and hot-rolling in cumulative reduction ratio 40-90% in recrystallization temperature range. A method for producing a high strength welded structural steel having excellent toughness of cooling to 600 ° C. or lower at a cooling rate of 1 to 60 ° C./sec is described.
상기와 같은 TMCP강은 통상 두께의 강판에서는 상기의 냉각속도를 맞추기 위하여 수냉각을 실시하는 방식으로 강재를 냉각시키는데, 강판의 두께가 두껍고 폭이 넓어질 경우에는 여러가지 문제가 발생한다.In the TMCP steel as described above, the steel is cooled in a manner of performing water cooling in order to match the cooling rate in the thick steel sheet, and various problems occur when the thickness of the steel sheet is thick and wide.
즉, 두께가 두껍고 폭이 넓은 강판을 제조하기 위하여는 강압연 및 강냉각을 실시할 수 있는 보다 우수한 압연설비 및 냉각설비가 필요하게 되며, 이러한 경우 냉각속도를 맞추기 위하여 과다한 냉각수 분사와 이로 인하여 오스테나이트 영역에 서 페라이트 영역으로의 변태가 급격하게 일어나서 판변형이 많이 발생되는 문제가 일어날 수 있다.
In other words, in order to manufacture a thick and wide steel sheet, it is necessary to have a better rolling facility and a cooling facility capable of performing cold rolling and cold cooling, and in this case, excessive cooling water injection and thus austerity to match the cooling rate. The transition from the knight to the ferrite region may occur suddenly, causing a lot of plate deformation.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 판변형을 거의 발생시키지 않으면서도 강도 및 인성이 우수한 두께 25mm 이상인 후물광폭의 강판을 강판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a steel sheet of a thick steel sheet having a thickness of 25 mm or more, which is excellent in strength and toughness with little plate deformation.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 후물광폭강판의 제조방법은, C : 0.04 ~ 0.1%, Si : 0.1 ~ 0.4%, Mn : 1.3 ~ 1.8%, Sol. Al : 0.01 ~ 0.05%, Ti : 0.005 ~ 0.02%, Nb : 0.02 ~ 0.06%, V : 0.1%이하, Mo : 0.1%이하, P : 0.02%이하, S : 0.005%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진 강 슬라브를 대상으로 하여 1050 ~ 1150℃의 범위로 가열하는 단계; 오스테나이트 재결정 온도 이하의 온도에서 압하율 70 ~ 80%로 마무리 압연하여 강판을 제조하는 단계; 냉각속도 5 ~ 8 ℃/sec의 범위로 상기 강판을 냉각하는 단계; 및 450 ~ 550 ℃의 온도범위에서 냉각 정지하는 단계;로 이루어진다.
Method for producing a thick wide-area steel sheet of the present invention for achieving the above object, C: 0.04 ~ 0.1%, Si: 0.1 ~ 0.4%, Mn: 1.3 ~ 1.8%, Sol. Al: 0.01 ~ 0.05%, Ti: 0.005 ~ 0.02%, Nb: 0.02 ~ 0.06%, V: 0.1% or less, Mo: 0.1% or less, P: 0.02% or less, S: 0.005% or less, balance Fe and other unavoidable Heating to a range of 1050 to 1150 ° C for steel slabs made of impurities; Manufacturing a steel sheet by finishing rolling at a reduction ratio of 70 to 80% at a temperature below the austenite recrystallization temperature; Cooling the steel sheet in a range of a cooling rate of 5 to 8 ° C./sec; And stopping cooling in a temperature range of 450 to 550 ° C.
이때, 상기 오스테나이트 재결정 온도 이하의 온도에서 압하율 70 ~ 80%로 마무리 압연하는 단계 중, Ar3 온도 이하의 온도에서 압하율이 30 ~ 70% 인 것이 바람직하다.
At this time, during the step of finishing rolling at a reduction ratio of 70 to 80% at a temperature below the austenite recrystallization temperature, it is preferable that the reduction ratio is 30 to 70% at a temperature below the Ar3 temperature.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(강의 조성)(Lecture composition)
본 발명에서는 그 대상으로 하고 있는 강종을 용접부 인성과 강의 강도를 고려하여 하기의 강종으로 선정하였다. 대상으로 하고 있는 강의 성분규격의 설정이유를 이하에서 설명한다.
In the present invention, the steel grades are selected as the following steel grades in consideration of the welded toughness and the strength of the steel. The reason for setting the component specification of the steel to be described is explained below.
C : 0.04 ~ 0.10 중량%C: 0.04 ~ 0.10 wt%
C는 고용강화를 일으키고 강의 소입성을 향상시켜서 강을 강화시키는데 가장 경제적이며 효과적인 원소이나 다량 첨가에 따라 용접성, 성형성 및 인성이 저하되는 원소로, 본 발명에서는 이를 고려하여 0.04 ~ 0.10 중량%로 한정한다. 첨가량이 0.04 중량%미만이 되면 동일한 강도를 발휘시키기 위하여 다른 합금원소를 상대적으로 다량 첨가하여야 하기 때문에 경제적이지 못하며 0.10 중량% 이상을 첨가하면 용접성, 성형성 및 인성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
C is the most economical and effective element to strengthen the steel by strengthening the hardenability and improve the hardenability of the steel, but the weldability, formability and toughness decreases with the addition of a large amount. It is limited. If the addition amount is less than 0.04% by weight, it is not economical because other alloy elements must be added in relatively large amounts in order to exhibit the same strength, and it is not preferable because the addition of 0.10% by weight or more lowers the weldability, formability and toughness.
Si : 0.1 ~ 0.4 중량%Si: 0.1 ~ 0.4 wt%
Si는 알루미늄을 보조하여 용강을 탈산하는 역할을 수행하고 고용강화원소로도 효과를 나타내므로 0.1 ~ 0.4 중량% 범위의 첨가가 필요하다. 첨가량 0.1중량% 이하에서는 용강의 탈산역할을 충분히 하지 않기 때문에 청정한 강을 얻기 어려우며, 0.4 중량%이상 첨가하면 압연시 Si에 의한 붉은형 스케일이 형성되어 강판표면 형상이 매우 나쁘게 되며 취성파괴가 일어날 위험성이 현저히 높아지기 때문에 바람직하지 않다.
Since Si plays a role of deoxidizing molten steel by assisting aluminum and also shows an effect as a solid solution strengthening element, an addition of 0.1 to 0.4% by weight is required. If the added amount is less than 0.1% by weight, it is difficult to obtain clean steel because it does not sufficiently deoxidize the molten steel.If it is added more than 0.4% by weight, the red scale formed by Si is formed during rolling, and the surface of the steel sheet becomes very bad and the risk of brittle fracture occurs. This is not preferable because it becomes significantly higher.
Mn :1.3 ~ 1.8중량%Mn: 1.3 ~ 1.8% by weight
Mn은 강을 고용강화시키는데 효과적인 원소로서 1.3 중량%이상 첨가되어야 소입성 증가효과와 더불어 고강도를 발휘할 수 있다. 그러나, 1.8 중량%이상 첨가시키면 제강공정에서 슬라브를 주조시 두께 중심부에서 편석부가 크게 발달되고 최종제품의 용접성을 해치기 때문에 바람직하지 않다.
Mn is an effective element for strengthening the solid solution of steel and must be added at least 1.3% by weight to exhibit high strength with an increase in hardenability. However, the addition of more than 1.8% by weight is not preferable because the segregation is greatly developed at the center of the thickness when casting the slab in the steelmaking process, and damage the weldability of the final product.
Sol. Al : 0.01~0.05 중량%Sol. Al: 0.01 ~ 0.05 wt%
Al은 강의 주요한 탈산제이므로 그 유효 성분인 Sol. Al이 0.01중량% 이상 첨가될 필요가 있다. 그러나 0.05 중량%를 초과하여 함유될 경우에는 탈산효과가 포화되므로 그 상한을 0.05 중량%로 한다.
Al is a major deoxidizer in steel, so its active ingredient, Sol. Al needs to be added at least 0.01% by weight. However, when contained in excess of 0.05% by weight, the deoxidation effect is saturated, so the upper limit thereof is 0.05% by weight.
Ti : 0.005~0.02 중량%Ti: 0.005 ~ 0.02 wt%
Ti은 결정립을 미세화시키는데 아주 유용한 원소로써 강 중에 TiN으로 존재하여 압연을 위한 가열 과정에서 결정립의 성장을 억제하는 효과가 있으며 또한 질소와 반응하고 남은 Ti가 강 중에 고용되어 탄소와 결합하여 TiC의 석출물이 형성 되고 TiC의 형성은 매우 미세하여 강의 강도를 대폭적으로 향상시킨다. 따라서, TiN 석출에 의한 오스테나이트 결정립 성장 억제 효과 및 TiC 형성에 의한 강도 증가를 얻기 위해서는 적어도 0.005 중량%이상의 첨가할 필요가 있으며 0.02 중량%이상이 첨가되면 효과가 포화되고 강판을 용접하여 강관으로 제조시 용융점까지 급열됨에 의해서 TiN이 재고용됨에 따라 용접 열영향부의 인성이 열화되기 때문에 Ti 첨가의 상한은 0.02 중량%로 한다.
Ti is a very useful element for refining grains. It exists as TiN in steel and has the effect of inhibiting the growth of grains during the heating process for rolling. Is formed and the formation of TiC is very fine, greatly improving the strength of the steel. Therefore, in order to obtain the effect of inhibiting austenite grain growth by TiN precipitation and increasing the strength by TiC formation, it is necessary to add at least 0.005% by weight or more, and when 0.02% by weight or more is added, the effect is saturated. Since the toughness of the weld heat affected zone deteriorates as the TiN is re-used by rapid heating to the melting point at the time of melting, the upper limit of the Ti addition is set to 0.02% by weight.
Nb : 0.02~0.06 중량%Nb: 0.02 ~ 0.06 wt%
Nb는 오스테나이트 입경을 미세화시키며, 미재결정영역을 넓게 하는 동시에 최종 조직의 미세화 및 강도향상에 기여하는 원소이므로 0.02 중량% 이상 첨가할 필요가 있다. 그러나, 0.06 중량%를 초과하여 첨가할 경우에는 더 이상 효과상승을 기대하기 어려울 뿐만 아니라 과도한 Nb 탄질화물의 석출에 기인되어 오스테나이트 미재결정온도를 지나치게 높이기 때문에 재질이방성이 증가하고 고가의 합금원소이므로 그 상한을 0.06 중량%로 한다.
Nb is an element that refines the austenite grain size, widens the unrecrystallized region, and contributes to the refinement and strength of the final structure. Therefore, it is necessary to add Nb to 0.02% by weight or more. However, when added in excess of 0.06% by weight, it is difficult to expect an increase in effect anymore, and due to excessive precipitation of Nb carbonitride, the austenite microcrystallization temperature is too high. The upper limit is made into 0.06 weight%.
V : 0.1 중량%이하V: 0.1 wt% or less
V는 강의 강도향상에 유효한 원소이나 0.1 중량%를 초과하여 첨가할 경우에는 인성 및 용접성을 저하시키는 문제가 발생되므로 그 상한을 0.1 중량%로 한다.
V is an effective element for improving the strength of steel, but when added in excess of 0.1% by weight, the problem of deterioration of toughness and weldability occurs, so the upper limit thereof is 0.1% by weight.
Mo : 0.1 중량%이하 Mo: 0.1 wt% or less
Mo는 강도를 상승시키는데 매우 유효하나, 0.1 중량%를 초과하여 첨가할 경우에는 강의 용접성을 저하시키므로 그 상한을 0.1 중량%로 한다.
Mo is very effective in increasing the strength, but when added in excess of 0.1% by weight, the weldability of the steel is lowered, so the upper limit thereof is made 0.1% by weight.
P : 0.02 중량%이하P: less than 0.02% by weight
P는 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하여 강을 취화시키는 문제를 발생시키므로 적극 저감하여야 할 필요가 있으나, P을 극한까지 저감하기 위해서는 제강 공정부하가 심화되고 0.02 중량%이하에서는 상기 문제점이 크게 발생하지는 않으므로 그 상한을 0.02 중량%로 한다.
P is combined with Mn to form a non-metallic inclusion to cause the problem of embrittlement of the steel, so it is necessary to actively reduce it.However, in order to reduce P to an extreme, the steelmaking process load is intensified and the above problem occurs significantly at 0.02% by weight or less. Since it is not, the upper limit is made into 0.02 weight%.
S : 0.005 중량%이하S: 0.005 wt% or less
S는 Mn 등과 결합하여 비금속개재물을 형성하여 강을 취화시키고, 적열취성을 일으키는 원소로서, 상기 P와 마찬가지로 제강 공정 부하를 고려하여 그 상한을 0.005 중량%로 한정한다.
S combines with Mn to form a non-metallic inclusion to embrittle steel and causes red-brittle brittleness. Like S, P is limited to an upper limit of 0.005% by weight in consideration of steelmaking process load.
(강판의 제조방법)(Method of Manufacturing Steel Sheet)
상기와 같은 사유로 한정된 성분계의 강을 압연함에 있어서 슬라브 가열온도를 1050 ~ 1150℃로 하고 이후 압연시 오스테나이트 재결정온도 이하에서 압하율 70 ~ 80%의 범위로 마무리 압연하고, 압연된 강재를 450 ~ 550℃로 냉각한다.
In rolling the steel of the component system defined for the reasons described above, the slab heating temperature is set to 1050 to 1150 ° C., and then the final rolling is carried out in the range of 70 to 80% of the reduction ratio below the austenite recrystallization temperature, and the rolled steel is 450 Cool to 550 ° C.
강의 가열온도 : 1050 ~ 1150℃ Heating temperature of steel: 1050 ~ 1150 ℃
강의 가열공정은 후속되는 압연공정을 원할히 수행하고 목표하는 강판의 물성을 충분히 얻을 수 있도록 강을 가열하는 공정이므로 목적에 맞게 적절한 온도범위내에서 가열공정이 수행되어야 한다. 만일, 강의 가열온도가 상기 1050℃ 미만으로 될 경우에는 Nb 나 V가 강중에 재고용되지 못하여 강판의 고강도화를 이루기 어려울뿐 아니라 부분재결정이 발생하여 오스테나이트 결정립이 균일하지 않게 형성되어 고인성화가 어려우며, 상기 1150℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립이 지나치게 조대화 되어 결국 강판의 결정립 크기가 증가하는 원인을 제공하게 되며 그 결과 강판의 인성이 극히 열화된다. 따라서, 적절한 가열온도 범위는 1050 ~ 1150℃인 것이 바람직하다.
The heating step of the steel is a step of smoothly performing the subsequent rolling process and heating the steel so as to sufficiently obtain the properties of the target steel sheet. Therefore, the heating step should be performed within an appropriate temperature range for the purpose. If the heating temperature of the steel is less than 1050 ° C., Nb or V cannot be re-used in the steel, making it difficult to achieve high strength of the steel sheet, and partial recrystallization occurs, resulting in uneven austenite grains, making it difficult to toughen. When the temperature exceeds 1150 ° C., the austenite grains are excessively coarse, thereby providing a cause of increasing the grain size of the steel sheet, and as a result, the toughness of the steel sheet is extremely deteriorated. Therefore, the appropriate heating temperature range is preferably 1050 ~ 1150 ℃.
오스테나이트 재결정 온도 이하의 압하율 : 70~80%Rolling rate below austenite recrystallization temperature: 70 to 80%
강판이 저온인성을 갖추기 위해서는 상기하였듯이 내부 결정립이 미세한 크기로 존재하여야 하는데, 이는 압연온도를 제어함으로써 가능하다. 상기 압연온도 제어에 의한 결정립 크기 감소효과는 크게 두가지 온도영역에서 조금씩 상이하게 나타나는데, 우선 재결정 온도 이하 Ar3 이상에서 압연을 실시하면 오스테나이트 내부에는 변형에 의한 전위가 발달하게 되고 이는 후속하는 Ar3 이하 온도의 압연 또는 냉각과정에서 오스테나이트가 페라이트로 변태하는 핵생성 자리의 역할을 하게 된다. Ar3이하에서의 압연은 변태된 페라이트를 변형시켜 강화하는 효과와 함께 인성시험시 seperation을 조장하게 되어 연성파면율 계상시 유리한 조건이 되므로 강의 인성을 향상시키는 역할을 한다. As described above, in order for the steel sheet to have low temperature toughness, internal grains must be present in a fine size, which is possible by controlling the rolling temperature. The grain size reduction effect by the rolling temperature control is slightly different in two temperature ranges. First, when the rolling is performed at more than Ar3 below the recrystallization temperature, a dislocation due to deformation is developed in the austenite, which is followed by a temperature below Ar3. In the rolling or cooling process, austenite is used as a nucleation site that transforms into ferrite. Rolling under Ar3 improves the toughness of the steel because it transforms the ferrite and transforms the ferrite and enhances the seperation during toughness test, which is an advantageous condition when calculating the ductility.
이는 오스테나이트 미재결정 온도 이하의 압하율을 70% 이상 확보하여야 가능하다. 그 이유는 오스테나이트 미재결정온도 이상의 온도범위, 즉 재결정역에서는 압연을 실시하여도 재결정이 계속 진행되므로 결정립 미세화 효과를 얻을 수 없기 때문에 오스테나이트가 재결정되지 않는 온도범위에서 충분한 압연을 실시할 필요가 있기 때문이다. 그러나, 상기 미재결정온도 이하의 압하율이 80%를 초과할 경우에는 가공경화에 의하여 인성이 급격히 저하되므로 상기 압하율은 80%이하로 하여야 한다.
This is possible only by securing a reduction rate of 70% or more below the austenite uncrystallized temperature. The reason is that the recrystallization continues even after rolling in the recrystallization zone, which is higher than the austenite unrecrystallization temperature. Therefore, it is not necessary to perform sufficient rolling in the temperature range where austenite is not recrystallized because grain refining effects cannot be obtained. Because there is. However, when the reduction ratio below the unrecrystallization temperature exceeds 80%, the toughness is drastically lowered due to work hardening, so the reduction ratio should be 80% or less.
Ar3(오스테나이트 영역과 페라이트+오스테나이트 영역의 경계온도) 이하에서의 압하율 : 30 ~ 70%Rolling rate below Ar 3 (the boundary temperature between austenite and ferrite + austenite): 30 to 70%
강판 특히, 본원에서 목적하는 25mm 이상의 후물강판의 저온인성을 더욱 향상시키기 위해서는 Ar3 이하의 온도범위에서의 압하율을 30~70%로 하는 것이 보다 바람직하다. 물론, 상기 오스테나이트 미재결정온도 이하라 함은 상기 Ar3 온도 범위를 포함하는 개념이지만, 강판의 저온인성을 보다 향상시키기 위해서는 상기 Ar3 이하의 온도범위에서의 압하율을 보다 명확히 한정할 필요가 있다. In order to further improve the low-temperature toughness of the steel sheet, in particular, the thick steel sheet of 25 mm or more desired herein, the reduction ratio in the temperature range of Ar 3 or less is more preferably 30 to 70%. Of course, the austenite unrecrystallized temperature or less is a concept including the Ar 3 temperature range, but in order to further improve the low temperature toughness of the steel sheet, it is necessary to more clearly limit the reduction ratio in the temperature range of Ar 3 or less. .
상기와 같은 Ar3 이하의 온도범위에서의 압하율은 본 발명에서 목적으로하는 후물강판의 인성을 향상시키는데 매우 효과적인 수단이다. 만일, 상기 Ar3 이하의 온도 범위의 압하율이 30% 이하가 될 경우에는 25mm이상의 두께의 강판에서는 압연 에 의한 결정립 미세화 효과가 미약하여 저온인성 향상효과가 크지 않으며 70% 이상일 경우에는 가공경화에 의하여 강도가 상승하는 반면 인성은 오히려 감소하는 문제가 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 Ar3 이하의 온도범위에서의 압하율을 30~70%로 한정한다.
The reduction ratio in the temperature range below Ar3 as described above is a very effective means for improving the toughness of the thick steel sheet aimed at the present invention. If the reduction ratio in the temperature range below Ar 3 is 30% or less, the grain refinement effect by rolling is weak in the steel plate having a thickness of 25 mm or more, so that the effect of improving low temperature toughness is not large. While the strength is increased by the increase in toughness is not preferable because there is a problem that decreases. Therefore, the reduction ratio in the temperature range below Ar 3 is limited to 30 to 70%.
냉각속도 : 5 ~ 8℃/secCooling Speed: 5 ~ 8 ℃ / sec
냉각속도는 강판의 인성과 강도를 향상시키는 중요한 요소이다. 냉각속도가 빠를수록 강판의 내부조직의 결정립이 미세화되어 인성을 향상시키고, 내부에 경질조직이 발달하여 강도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 냉각속도가 5℃/sec 이하인 경우에는 변형 페라이트와 냉각중 형성된 조대한 페라이트가 혼재하게 되어 강도 및 인성에 불리하게 된다. 따라서, 압연후 상기 강판의 냉각속도는 최소 5 ℃/sec로 하여야 인성과 강도가 향상된 강판을 제조할 수 있다. 그러나, 반대로 8 ℃/sec 이상의 냉각속도로 냉각할 경우에는 본 발명에서 대상으로 하고 있는 후물광폭 강판의 특성상 수냉각 설비를 통한 냉각수량 제어 한계에 직면함은 물론 과다한 냉각수량으로 인하여 강판의 뒤틀림 현상이 발생하여 형상제어가 불량하게 된다.
Cooling rate is an important factor to improve the toughness and strength of the steel sheet. This is because the faster the cooling rate, the finer the grains of the internal structure of the steel sheet can be to improve the toughness, and the hard structure can be developed therein to improve the strength. When the cooling rate is 5 ° C / sec or less, the modified ferrite and the coarse ferrite formed during cooling are mixed to disadvantage the strength and toughness. Therefore, the cooling rate of the steel sheet after rolling should be at least 5 ℃ / sec to produce a steel sheet with improved toughness and strength. On the contrary, when cooling at a cooling rate of 8 ° C./sec or more, the steel sheet is subjected to the limitation of the cooling water amount through the water cooling facility due to the characteristics of the thick steel sheet, which is the subject of the present invention, as well as the distortion of the steel sheet due to the excessive amount of cooling water. This occurs, resulting in poor shape control.
냉각정지온도 : 450 ~ 550℃Cooling stop temperature: 450 ~ 550 ℃
강판의 내부조직을 제어하기 위해서는 냉각속도의 효과가 충분히 발현되는 온도까지 냉각하여 줄 필요가 있다. 만일 냉각을 정지하는 온도인 냉각정지온도가 550℃ 이상일 경우에는 강판 내부에 미세한 결정립과 베이나이트 또는 마르텐사이트로 이루어진 경질 제2상이 충분히 형성되기 어렵게 되므로 상기 냉각정지온도의 상한은 550℃로 한정할 필요가 있다. 그러나 냉각정지 온도가 450℃ 이하가 될 경우에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 과다 냉각으로 인한 판 뒤틀림 문제가 발생될 수 있다.
In order to control the internal structure of the steel sheet, it is necessary to cool it to a temperature at which the effect of the cooling rate is sufficiently manifested. If the cooling stop temperature, the temperature at which cooling is stopped, is higher than 550 ° C., the hard second phase made of fine grains and bainite or martensite is hardly formed in the steel sheet, so the upper limit of the cooling stop temperature is limited to 550 ° C. There is a need. However, when the cooling stop temperature is less than 450 ℃ not only saturate the effect but also may cause plate distortion due to overcooling.
상기와 같은 조건을 충족하는 강판은 항복강도 500MPa 이상, 인장강도 560MPa이상, -20℃ 모재 충격인성 300 Joule 이상 그리고 -20℃ DWTT 연성파면율 85% 이상인 고강도, 고인성의 특성을 갖춘 강판인 것이다.
The steel sheet that satisfies the above conditions is a steel sheet having a high strength and high toughness of at least 500 MPa of yield strength, at least 560 MPa of tensile strength, at least 300 Joule of -20 ° C. base material impact toughness, and at least 85% of DWTT ductile fracture rate.
(실시예)(Example)
본 발명에서 대상으로 하고 있는 조성범위내에서 C : 0.02 중량%, Si : 0.31 중량%, Mn : 1.56 중량%, Nb : 0.05 중량%, V : 0.06 중량%, Mo : 0.07 중량%, Ti : 0.01 중량%, P : 0.01 중량%, Sol. Al : 0.03 중량%, 및 N : 0.004 중량%의 조성을 가지고 있는 강슬라브를 선택하여 하기 표 1에 기재된 조건으로 압연과 냉각을 실시하였다. Within the composition range targeted by the present invention, C: 0.02 wt%, Si: 0.31 wt%, Mn: 1.56 wt%, Nb: 0.05 wt%, V: 0.06 wt%, Mo: 0.07 wt%, Ti: 0.01 Weight%, P: 0.01 weight%, Sol. Steel slabs having a composition of Al: 0.03 wt% and N: 0.004 wt% were selected and subjected to rolling and cooling under the conditions shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 알 수 있듯이 발명예 1 내지 발명예 4의 경우는 본 발명의 조건을 모두 만족시키는 경우이며 비교예 1의 경우는 이상역 압하율이 과다하게 낮은 경우, 비교예 2는 슬라브 재가열온도가 과다하게 높은 경우, 비교예 3은 냉각정지온도가 과다하게 높은 경우, 비교예 4는 냉각속도가 너무 낮은 경우, 비교예 5는 슬라브 재가열온도가 너무 낮은 경우, 그리고 비교예 6은 미재결정 압하율이 너무 낮은 경우를 나타낸다.As can be seen from Table 1, in the case of Inventive Examples 1 to 4, all of the conditions of the present invention are satisfied, and in the case of Comparative Example 1, the abnormal reverse reduction rate is excessively low, and Comparative Example 2 is the slab reheating temperature. Is excessively high, Comparative Example 3 is excessively high cooling stop temperature, Comparative Example 4 is too low cooling rate, Comparative Example 5 is too low slab reheating temperature, and Comparative Example 6 is unrecrystallized reduction The case is too low.
상기 표 1에 기재된 각각의 방식으로 강판을 제조한 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The results of preparing the steel sheets in the respective manners described in Table 1 are shown in Table 2 below.
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 조건을 모두 충족하는 발명예 1 내지 발명예 4의 경우는 모두 항복강도 500MPa 이상, 인장강도 560MPa이상, -20℃ 모재 충격인성 300 Joule 이상 그리고 -20℃ DWTT 연성파면율 85% 이상을 충족하는 우수한 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 비교예 1은 이상역 압하율이 과다하게 낮은 경우로써 결정립내 전위집적효과가 부족하여 항복강도가 낮은 결과를 나타내었다. 또한 비교예 2는 슬라브 재가열온도가 과다하게 높은 경우로써 조대한 오스테나이트 결정립으로 인하여 인성이 낮은 결과를 나타내었다. 비교예 3은 냉각정지 온도가 과다하게 높은 경우로써 경질상이 충분히 형성되지 않아 강도가 낮아진 결과를 보여준다. 비교예 4는 냉각속도가 지나치게 낮은 경우로써 변형 페라이트와 조대한 페라이트가 혼재하여 강도와 인성이 모두 열위한 결과를 보여주고 있다. 비교예 5는 재가열 온도가 지나치게 낮은 경우로써 불균질한 오스테나이트 결정립으로 인하여 강도 및 인성이 매우 낮은 결과를 나타내었다. 그리고, 비교예 6은 미재결정 압하율이 본 발명에서 규정된 범위 이하로 낮은 경우로서 오스테나이트 결정의 변형이 미흡하여 페라이트 변태시 조대한 페라이트가 형성되어 강도 및 인성이 열위한 결과를 보여준다.
As can be seen in Table 1, in the case of Inventive Examples 1 to 4, which meets all the conditions of the present invention, the yield strength is at least 500 MPa, the tensile strength is at least 560 MPa, -20 ° C. The base material impact toughness is 300 Joule or more, and -20 ° C. It was confirmed that the DWTT has an excellent characteristic satisfying the 85% or more of the flexible wavefront. However, in Comparative Example 1, the abnormal reverse reduction rate was excessively low, and the yield strength was low due to the lack of dislocation integration effect in the grains. In Comparative Example 2, the slab reheating temperature was excessively high, resulting in low toughness due to coarse austenite grains. Comparative Example 3 shows a case in which the cooling stop temperature is excessively high and the hard phase is not sufficiently formed so that the strength is lowered. In Comparative Example 4, when the cooling rate was too low, the modified ferrite and the coarse ferrite were mixed, and both of the strength and toughness were inferior. In Comparative Example 5, the reheating temperature was too low, resulting in very low strength and toughness due to heterogeneous austenite grains. In Comparative Example 6, when the recrystallization reduction ratio is lower than the range specified in the present invention, the austenite crystal is not sufficiently deformed, and coarse ferrite is formed during ferrite transformation, thereby showing a result of poor strength and toughness.
따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 의한 제조방법의 우수한 효과를 확인 할 수 있었다.
Therefore, as described above, it was possible to confirm the excellent effect of the production method according to the present invention.
본 발명에 의하면, 후물광폭 강판의 판 뒤틀림 현상없이 제어압연조건과 가속냉각조건을 적절히 제어할 수 있어, 인성과 강도가 우수한 후물광폭 강판을 용이하게 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to appropriately control the controlled rolling conditions and the accelerated cooling conditions without plate warpage of the thick wide steel sheet, so that a thick wide steel sheet excellent in toughness and strength can be easily manufactured.
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