KR20070091368A - High tensile and fire-resistant steel excellent in weldability and gas cutting property and method for production thereof - Google Patents

High tensile and fire-resistant steel excellent in weldability and gas cutting property and method for production thereof Download PDF

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KR20070091368A
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Abstract

A high tensile and fire-resistant steel which has a chemical composition, in mass %, that C: 0.04 to 0.14 %, Si: 0.50 % or less, Mn: 0. 50 to 2.00 %, P: 0.020 % or less, S: 0.010 % or less, Nb: 0.01 to 0.05 %, Mo: not less than 0.30 % and less than 0.70 %, Al: 0.060 % or less, N: 0. 0010 to 0.0060 %, with the proviso that a weld cracking sensitive composition: PCM = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B takes a value of 0.25 % or less, and the balance: iron and inevitable impurities, and has a structure wherein a finally rolled steel plate has an area percentage of polygonal ferrite or pseudo polygonal ferrite at the 1/4 position in the plate thickness direction thereof of 10 % or less.

Description

용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강 및 그 제조 방법 {HIGH TENSILE AND FIRE-RESISTANT STEEL EXCELLENT IN WELDABILITY AND GAS CUTTING PROPERTY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}High Tensile Refractory Steel with Excellent Weldability and Gas Cutability and Its Manufacturing Method {HIGH TENSILE AND FIRE-RESISTANT STEEL EXCELLENT IN WELDABILITY AND GAS CUTTING PROPERTY AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-tensile refractory steel excellent in weldability and gas cutting property and a method for producing the same.

본원은, 2005년 3월 4일에, 일본에 출원된 특원2005-060601호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority in March 4, 2005 based on Japanese Patent Application No. 2005-060601 for which it applied to Japan, and uses the content for it here.

화재 시 등에 있어서의 고온 강도의 확보를 목적으로 한 건축 구조물용의 내화강으로서는, 강편 또는 주물편을 열간 압연하여 얻어지는 내화강이 이미 제안되어 있다(예를 들면 일본 특개평2-77523호 공보).As refractory steel for building structures aimed at securing high-temperature strength in the event of a fire, a refractory steel obtained by hot rolling a slab or a cast piece has already been proposed (for example, JP-A-2-77523). .

이 내화강은, 소위 400MPa급 강이나 490MPa급 강이 주이며, 항복 강도440MPa(45kgf/㎟) 이상의 소위 590MPa급 강도 여러종류 포함되어 있다.This refractory steel is mainly a so-called 400 MPa grade steel or a 490 MPa grade steel, and contains various kinds of so-called 590 MPa grade strengths with a yield strength of 440 MPa (45 kgf / mm 2) or more.

한편,590MPa급 강을 대상으로 한 내화강으로서는, Mo를 0.7% 이상 포함하는 것이 제안되어 있다(예를 들면 일본 특개2002-12939호 공보).On the other hand, as a refractory steel for the 590 MPa class steel, it is proposed to contain Mo 0.7% or more (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-12939).

건축용 강으로서는, 예를 들면 일본 공업 규격 JIS G 3136 「건축 구조용 압연 강재」, 국토 교통 대신 인정품 「건축 구조용 고성능 590N/㎟ 강재(SA440B, C)」에서는, 판 두께가 100㎜까지 규정되어 있다. 그러나 종래의 400MPa급 강이나 490MPa급 강이 주된 내화강에서는,590MPa급 강의 판 두께는 겨우 40㎜에 지나지 않으며, 그 이상의 두꺼운 것에 대하여는, 대응할 수 없었다.As building steel, for example, in Japanese Industrial Standard JIS G 3136 "Rolled Steel for Construction Structural Construction" and certified product "High-performance 590N / mm2 steel for Construction Structural Construction (SA440B, C)" instead of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, the plate thickness is prescribed to 100 mm. . However, in the conventional refractory steels of the conventional 400 MPa grade and 490 MPa grade steel, the plate thickness of the 590 MPa grade steel is only 40 mm, and it cannot cope with the thicker thickness.

특히, 최근 요구가 높아지고 있는 항복 강도 440MPa 이상의, 소위 590MPa급 강 이상의 강재는, 일반적으로 조질 처리되는 경우가 많아, 열간 압연을 실시한 상태에서는 강도가 낮은 다각형 페라이트 또는 유사(pseudo) 다각형 페라이트가 주체인 금속 조직으로 된다. 따라서, 열간 압연에 의해 100㎜ 정도의 두꺼운 강판을 제작해도, 강도를 공업적으로 안정적으로 확보할 수 없다.In particular, steel products of 440 MPa or more, such as 590 MPa steel or more, which have recently increased demands, are generally tempered and often have low strength polygonal ferrite or pseudo polygonal ferrite in the hot rolled state. It becomes a metal structure. Therefore, even if a thick steel sheet of about 100 mm is produced by hot rolling, strength cannot be industrially secured.

한편,590MPa급 강을 대상으로 한 내화강은, 그 강 성분에 Mo를 0.7% 이상 포함하기 때문에, 가스 절단성이 뒤떨어지고, 재료 코스트도 비싸진다. 또한, 이 내화강에서는, 용접 균열 감수성 조성(PCM)을 규제하고 있지만, Mo가 강의 담금질성을 현저하게 높이기 때문에, 용접성의 관점면에서도 Mo의 함유량은 적은 쪽이 바람직하다.On the other hand, the refractory steel for 590 MPa class steel contains 0.7% or more of Mo in the steel component, resulting in inferior gas cutting properties and high material cost. In this refractory steel, the weld crack susceptibility composition (P CM ) is regulated. However, since Mo significantly increases the hardenability of the steel, it is preferable that the Mo content is smaller in terms of weldability.

본 발명은, 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 동시에, 화재 시 등의 고온에 노출되는 환경에 있어서도 충분한 고온 강도를 갖는 항복 강도 440MPa 이상의 고장력 강을 대량 또한 염가로 공급 가능한 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a high-strength and inexpensive high-strength steel having a yield strength of 440 MPa or more, which is excellent in weldability and gas cutting property and has sufficient high temperature strength even in an environment exposed to high temperatures such as in a fire. An object of the present invention is to provide a high tensile refractory steel having excellent weldability and gas cutting property and a manufacturing method thereof.

본 발명자들은, 상기 과제에 대하여 열의 검토한 결과, 이하의 점을 지견하여, 본원 발명을 완성하였다. Mo의 함유량을 억제하면서 Nb를 복합 첨가함으로써, 항복 강도 440MPa 이상의 고장력 강에 있어서의 고온 강도를 안정되게 확보할 수 있다. 강 속의 Mo의 함유량을 억제함으로써 용접성이나 가스 절단성의 열화를 최소한으로 그치게 할 수 있다. 동시에 C, Si, Mn을 비롯한 개개의 합금 원소량 및 PCM을 한정하고, 또한 강의 마이크로 조직 및 그로 인한 제조 조건을 한정함으로써, 우수한 고온 강도와 용접성, 가스 절단성 등의 복합 특성을 양립할 수 있다. 이러한 본 발명의 요지는 이하와 같다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly examining the said subject, the present inventors discovered the following points, and completed this invention. By adding Nb complexly while suppressing the content of Mo, the high temperature strength in the high tensile strength steel of yield strength 440 MPa or more can be ensured stably. By suppressing the content of Mo in the steel, the deterioration of the weldability and the gas cutting property can be minimized. At the same time, by limiting the amount of individual alloying elements including P, C, Si, Mn and P CM , and also by defining the microstructure of the steel and the resulting manufacturing conditions, it is possible to achieve a combination of excellent high temperature strength, weldability, and gas cutting properties. have. The gist of the present invention is as follows.

(1) 질량 %로, C:0.04 내지 0.14%, Si:0.50% 이하, Mn:0.50 내지 2.00%, P:0.020% 이하, S:0.010% 이하, Nb:0.01 내지 0.05%, Mo:0.30% 이상 0.70% 미만, Al:0.060% 이하, N:0.0010 내지 0.0060%를 함유하고, (1) In mass%, C: 0.04 to 0.14%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, Nb: 0.01 to 0.05%, Mo: 0.30% 0.7 or less, Al: 0.060% or less, N: 0.0010 to 0.0060%,

또한Also

PCM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15-V/1O+5B로 나타내는 용접 균열 감수성 조성 PCM가 0.25% 이하이며, The weld crack susceptibility composition P CM represented by P CM = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15-V / 1O + 5B is 0.25% or less,

잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지고, The balance consists of iron and inevitable impurities,

또한, 최종 압연의 강판의 판 두께 방향의 1/4두께 위치에 있어서의 다각형 페라이트 또는 유사 다각형 페라이트의 면적분율이 10% 이하인 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.Moreover, the high tensile refractory steel with excellent weldability and gas cutting property whose area fraction of a polygonal ferrite or pseudo-polygonal ferrite in the 1/4 thickness position of the plate | board thickness direction of the steel plate of final rolling is 10% or less.

(2) 또한, 질량 %로, Ni:0.05 내지 1.0%, Cu:0.05 내지 1.0%를 함유하고, (2) Furthermore, in mass%, it contains Ni: 0.05 to 1.0%, Cu: 0.05 to 1.0%,

또한, Ni의 함유량은 Cu의 함유량의 1/2 이상이며, In addition, content of Ni is 1/2 or more of content of Cu,

또한,Cr:0.05 내지 1.0%, V:0.01 내지 0.06%, B:0.0002 내지 0.0030%, Ti:0.005 내지 0.025%, Mg:0.0002 내지 0.0050%의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 (1)에 기재된 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.Also, containing one or two or more selected from the group of Cr: 0.05 to 1.0%, V: 0.01 to 0.06%, B: 0.0002 to 0.0030%, Ti: 0.005 to 0.025%, and Mg: 0.0002 to 0.0050% ( High tensile refractory steel with excellent weldability and gas cutting properties as described in 1).

(3) 또한, 질량 %로, Ca:0.0005 내지 O.0040% , REM:0.0005 내지 0.0100%의 어느 1종 또는 2종을 함유하는 (1) 또는 (2)에 기재된 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.(3) Furthermore, it is excellent in the weldability and gas cutting property as described in (1) or (2) which contains any 1 type or 2 types of Ca: 0.0005-0.0040% and REM: 0.0005-0.0100% by mass%. High strength refractory steel.

(4) 상기 강의 항복 강도는, 440MPa 이상인 (1), (2) 또는 (3)에 기재된 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.(4) The high-strength refractory steel excellent in the weldability and gas cutting property of (1), (2) or (3) whose yield strength of the said steel is 440 Mpa or more.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 1100 내지 1300℃의 온도로 가열하고, 이어서, 800 내지 950℃의 온도에서 압연을 행한 후, 이 압연 종료 시의 온도보다 150℃ 낮은 온도 또는 750℃의 어느 한 쪽의 높은 온도 이상의 온도에서 직접 담금질하고, 이어서, Ac1(가열 시에 오스테나이트가 생성하기 시작하는 온도) 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하는 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법.(5) The steel piece or cast piece which has a steel composition as described in any one of (1)-(4) is heated at the temperature of 1100-1300 degreeC, and then rolled at the temperature of 800-950 degreeC, and then this rolling is carried out. Quenching is carried out directly at a temperature 150 ° C. lower than the temperature at the end or at a temperature higher than either of 750 ° C. or higher, and then tempering is carried out at a temperature lower than Ac 1 (the temperature at which austenite starts to form upon heating). The manufacturing method of the high tension refractory steel excellent in the weldability and gas cutting property performed.

(6) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 열간 압연 후, 방치하여 냉각하고, 이어서, 900 내지 950℃의 온도로 재가열하여 담금질하고, 이어서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하는 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법.(6) After the hot rolling, the steel pieces or the cast pieces having the steel composition according to any one of (1) to (4) are left to cool, then reheated to a temperature of 900 to 950 ° C, and quenched, and then Ac A method for producing high tensile refractory steel having excellent weldability and gas cutting property, which are tempered at a temperature of 1 or less.

본 발명의 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강에 있어서는, PCM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B로 나타내는 용접 균열 감수성 조성 PCM을 0.25% 이하로 하고, 잔부를 철 및 불가피 불순물로 하고, 또한 최종 압연의 강판의 판 두께 방향의 1/4 두께 위치에 있어서의 다각형 페라이트 또는 유사 다각형 페라이트의 면적 분율을 10% 이하로 한다. 이러한 고장력 내화강에 의하면, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 동시에, 화재 시 등의 고온에 노출되는 환경에 있어서도 충분한 고온 강도를 갖는 항복 강도 440MPa 이상의 고장력 강을, 대량 또한 염가로 공급할 수 있다.In high tensile refractory steel having excellent weldability and gas cutting property of the present invention, P CM = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B The area of the polygonal ferrite or quasi-polygonal ferrite at a quarter-thickness position in the sheet thickness direction of the steel sheet of the final rolling, with the weld cracking susceptibility composition P CM represented by. The fraction is made 10% or less. According to such high-tensile refractory steel, it is possible to supply a high-strength steel having a yield strength of 440 MPa or more that is excellent in weldability and gas cutting property and has sufficient high temperature strength even in an environment exposed to high temperatures such as in a fire.

본 발명의 고장력 내화강은, 건축 구조물뿐만 아니라, 토목, 해양 구조물, 선박, 각종 저장 탱크, 후판 밀 등의 공업용 설비 등의 일반적인 용접 구조용 강으로서, 광범위한 용도에 적용할 수 있다. 본 발명의 고장력 내화강은, 화재 시 등의 고온에 노출되거나 하는 가혹한 환경 하에 있어서도 충분한 고온 강도를 갖기 때문에, 용접 구조물의 안전성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 되었다.The high-strength refractory steel of the present invention is not only a building structure but also a general welding structure steel such as industrial equipment such as civil engineering, offshore structures, ships, various storage tanks and thick plate mills, and can be applied to a wide range of applications. Since the high-strength refractory steel of this invention has sufficient high temperature strength also in the severe environment exposed to high temperature, such as at the time of a fire, it became possible to improve the safety of a welded structure further.

본 발명의 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 1100 내지 1300℃의 온도로 가열하고, 이어서, 800 내지 950℃의 온도에서 압연을 행한 후, 이 압연 종료 시의 온도보다 150℃ 낮은 온도 또는 750℃의 어느 한 쪽의 높은 온도 이상의 온도에서 직접 담금질하고, 이어서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하므로, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 동시에, 화재 시 등의 고온에 노출되는 환경에 있어서도 충분한 고온 강도를 갖는 항복 강도 440MPa 이상의 고장력 강을, 대량 또한 염가로 제조할 수 있다.According to the manufacturing method of the high tensile refractory steel excellent in the weldability and gas cutting property of this invention, the steel piece or casting piece which has the steel composition of this invention is heated at the temperature of 1100-1300 degreeC, and then rolled at the temperature of 800-950 degreeC. After performing the above, quenching was carried out directly at a temperature 150 ° C lower than the temperature at the end of the rolling or at a temperature higher than either one of 750 ° C and then Ac 1. The tempering treatment is performed at the following temperature, so that the high strength steel with a yield strength of 440 MPa or more, which is excellent in weldability and gas cutting property and has sufficient high temperature strength even in an environment exposed to high temperature in the event of fire, can be manufactured in large quantities and inexpensively. have.

본 발명의 다른 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법에 의하면, 본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 열간 압연 후, 방치하여 냉각하고, 이어서, 900 내지 950℃의 온도로 재가열하여 담금질하고, 이어서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하므로, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 동시에, 화재 시 등의 고온에 노출되는 환경에 있어서도 충분한 고온 강도를 갖는 항복 강도440MPa 이상의 고장력 강을, 대량 또한 염가로 제조할 수 있다.According to another method for producing high tensile refractory steel having excellent weldability and gas cutting property, the steel or cast pieces having the steel composition of the present invention are left to cool after hot rolling, and then reheated to a temperature of 900 to 950 ° C. By quenching, and then Ac 1 The tempering treatment is performed at the following temperature, so that high tensile strength of 440 MPa or more at high yield strength, which is excellent in weldability and gas cutting property, and has sufficient high temperature strength even in an environment exposed to high temperature in the event of fire, can be produced in large quantities and at low cost. have.

본 발명의 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강 및 그 제조 방법의 일 실시예에 관하여 설명한다.An embodiment of a high tension refractory steel excellent in weldability and gas cutting property of the present invention and a method of manufacturing the same will be described.

이 실시예는, 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위하여 상세하게 설명하는 것이기 때문에, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Since this Example is described in detail in order to understand the meaning of invention better, unless otherwise indicated, it does not limit this invention.

본 발명의 고장력 내화강은, The high tensile refractory steel of the present invention,

질량 %로, C:0.04 내지 0.14%, Si:0.50% 이하, Mn:0.50 내지 2.00%, P:0.020% 이하, S:0.010% 이하, Nb:0.01 내지 0.05%, Mo:0.30% 이상 0.70% 미만, Al:0.060% 이하, N:0.0010 내지 0.0060%를 함유하고,In mass%, C: 0.04 to 0.14%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, Nb: 0.01 to 0.05%, Mo: 0.30% or more and 0.70% Less than, Al: 0.060% or less, N: 0.0010% to 0.0060%,

또한Also

PCM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15-V/10+5B로 나타내는 용접 균열 감수성 조성 PCM가 0.25% 이하이며,The weld crack susceptibility composition P CM represented by P CM = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15-V / 10 + 5B is 0.25% or less,

잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지고,The balance consists of iron and inevitable impurities,

또한, 최종 압연의 강판의 판 두께 방향의 1/4 두께 위치에 있어서의 다각형 페라이트 또는 유사 다각형 페라이트의 면적분율이 10% 이하의 것이다.Moreover, the area fraction of polygonal ferrite or pseudo-polygonal ferrite in the quarter thickness position of the plate | board thickness direction of the steel plate of final rolling is 10% or less.

여기에서, 고장력 내화강의 조성을 상기한 바와 같이 한정한 이유에 관하여 설명한다.Here, the reason which limited the composition of the high tensile refractory steel as mentioned above is demonstrated.

C는, 강재의 특성에 가장 현저하게 관여한다. 하한값 0.04%는, 강도 확보를 위하여, 또한 용접부 등의 열 영향부가 필요 이상으로 연화하는 일이 없도록 하기 위한 최소량이다. 그러나,C의 함유량이 지나치게 많으면 담금질성이 필요 이상으로 올라, 강재가 원래 가져야 할 강도, 인성 밸런스, 용접성 등에 악영향을 미치게 한다. 그 때문에 C 함유량의 상한을 0.14%로 하였다.C is most remarkably involved in the characteristics of the steel. The lower limit value of 0.04% is a minimum amount for ensuring the strength and not causing the heat-affecting portion such as a weld portion to soften more than necessary. However, when the content of C is excessively high, hardenability increases more than necessary, which adversely affects the strength, toughness balance, weldability, and the like that the steel must have. Therefore, the upper limit of C content was made into 0.14%.

Si는, 강의 청정성, 용접성, 용접부 인성에 영향을 주기 때문에, 상한값을 규제하는 것이 중요하다. 따라서 Si 함유량은 0.50% 이하로 하였다. Si는 강의 탈산에도 효과가 있다. 그러나 강의 탈산은 Ti나 Al이어도 충분히 가능하기 때문에, 특히, 용접성, 용접부 인성이 강하게 요구되는 경우에는, 반드시 Si를 첨가할 필요는 없다.Since Si influences the cleanliness, weldability, and weld part toughness of steel, it is important to regulate an upper limit. Therefore, Si content was made into 0.50% or less. Si is also effective for deoxidation of steel. However, since deoxidation of steel can be sufficient even if it is Ti or Al, especially when weldability and weld part toughness are strongly required, it is not necessary to add Si.

Mn은, 강도, 인성을 확보하는 동시에 불가결한 원소이며, 그 하한은 0.50% 이다. 그러나,Mn의 함유량이 지나치게 많으면, 강의 담금질성이 상승하여 용접성, 용접 열 영향부 인성을 열화시킬뿐만 아니라, 연속 주조 슬라브의 중심 편석을 조장하므로, 상한을 2.00%로 하였다.Mn is an element which is indispensable while ensuring strength and toughness, and its minimum is 0.50%. However, if the content of Mn is too large, the hardenability of the steel is increased to not only deteriorate the weldability and the weld heat affected zone toughness, but also promote the center segregation of the continuous casting slab, so the upper limit is set to 2.00%.

P는, 본 발명의 강에 있어서는 불순물이며, P의 함유량을 저감시키면 용접 열 영향부에 있어서의 입계 파괴가 감소하므로, 함유량은 적을수록 바람직하다. 따라서, 모재, 용접 열 영향부의 저온 인성을 열화시키지 않기 위하여 상한을 0.020%로 하였다.P is an impurity in the steel of the present invention, and if the content of P is reduced, the grain boundary fracture in the weld heat affected zone decreases, so the smaller the content, the more preferable. Therefore, the upper limit was made into 0.020% in order not to deteriorate the low-temperature toughness of a base material and a welding heat affected part.

S는, P와 마찬가지로, 본 발명의 강에 있어서는 불순물이며, 강재의 저온 인성을 확보하기 위해서는, 함유량은 적을수록 바람직하다. 따라서, 모재, 용접 열 영향부의 저온 인성을 열화시키지 않기 위하여 상한을 O.010%로 하였다.S, like P, is an impurity in the steel of the present invention, and in order to ensure low-temperature toughness of the steel, the smaller the content, the more preferable. Therefore, in order not to deteriorate the low-temperature toughness of a base material and a welding heat affected part, an upper limit was made into 0.01%.

Nb는, Mo를 최대한 억제하는 본 발명에 있어서는, 중요한 역할을 갖는 원소이다. 우선, 일반적인 효과로서, Nb는 오스테나이트의 재결정 온도를 상승시키고, 열간 압연 시의 제어 압연의 효과를 발휘하는 데 있어서의 필수 원소이다. 이들의 효과를 발현시키기 위해서는, 강 속에 Nb를 최저 0.01% 포함하는 것이 필요하다.Nb is an element which has an important role in this invention which suppresses Mo as much as possible. First, as a general effect, Nb is an essential element in raising the recrystallization temperature of austenite and exerting the effect of control rolling at the time of hot rolling. In order to express these effects, it is necessary to contain at least 0.01% of Nb in the steel.

Nb는, 압연에 앞선 재가열 시의 가열 오스테나이트의 세립화에도 기여하고, 또한, 석출 경화로서 강도 향상 효과를 갖고,Mo와의 복합 첨가에 의해 고온 강도에도 기여한다. 그러나,Nb를 지나치게 포함하는 경우에는, 용접부의 인성 열화를 초래한다. 따라서, 용접부의 인성 열화를 발생시키지 않기 위해, Nb 함유량의 상한은 0.05%로 하였다.Nb contributes to the refinement of the heating austenite at the time of reheating prior to rolling, and also has a strength improving effect as precipitation hardening, and also contributes to high temperature strength by the complex addition with Mo. However, excessively containing Nb causes deterioration of the toughness of the welded portion. Therefore, in order not to produce the toughness deterioration of a weld part, the upper limit of Nb content was made into 0.05%.

Mo는, 강의 고온 강도를 확보하는데 필요 불가결의 원소이며, 본 발명에 있어서는 가장 중요한 원소의 하나다.Mo is an indispensable element for securing the high temperature strength of the steel, and is one of the most important elements in the present invention.

화재 시 등의 고온에 노출되는 환경에 있어서도 강이 충분한 고온 강도를 갖 기 위해서는, Mo를 0.30% 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편,Mo 함유량이 지나치게 많으면, 용접성이나 가스 절단성을 열화시키므로, 그 상한을 0.70% 미만으로 한정하였다.It is necessary to contain Mo 0.30% or more in order for the steel to have sufficient high temperature strength even in an environment exposed to high temperatures such as in a fire. On the other hand, when there is too much Mo content, since weldability and gas cutability deteriorate, the upper limit was limited to less than 0.70%.

Al은, 탈산 원소이지만, 강의 탈산은 Si 또는 Ti뿐이어도 충분하며, 본 발명강에 있어서는, 그 하한은 한정하지 않는다. 그러나,Al의 함유량이 많아지면, 강의 청정성을 손상시켜, 모재의 인성을 열화시킬뿐만 아니라, 용접 열 영향부의 인성도 열화되므로, 상한을 0.060%로 하였다.Although Al is a deoxidation element, only the deoxidation of steel may be sufficient as Si or Ti, and the minimum in this invention steel is not limited. However, when the Al content is increased, the cleanliness of the steel is impaired, not only the toughness of the base metal is degraded, but also the toughness of the weld heat affected zone is also degraded, so the upper limit is made 0.060%.

N은, 불가피 불순물로서 강 속에 포함되는 것이지만, 상기한 Nb와 결합하여 탄질화물을 형성하고, 강의 강도를 높인다. 또한, 후술하는 Ti를 첨가한 경우, TiN을 형성하고, 강의 강도를 높인다. 이러한 효과를 얻기 위한, N의 함유량으로서는, 최저 0.0010% 필요하다.Although N is contained in steel as an unavoidable impurity, N combines with Nb to form carbonitrides and increases the strength of the steel. In addition, when Ti mentioned later is added, TiN is formed and the strength of steel is raised. In order to acquire such an effect, as content of N, 0.0010% of minimum is required.

한편,N의 함유량의 증가는, 용접 열 영향부 인성, 용접성에 유해하므로, 그 상한을 0.0060%로 하였다.On the other hand, since the increase of the N content is detrimental to the weld heat affected zone toughness and weldability, the upper limit was made 0.0060%.

본 발명의 고장력 내화강은, 상기한 조성 외에,The high tensile refractory steel of the present invention, in addition to the above composition,

또한, 질량 %로, Ni:0.05 내지 1.0%, Cu:0.05 내지 1.0%를 함유하고,In addition, in mass%, Ni: 0.05 to 1.0%, Cu: 0.05 to 1.0% are contained,

또한, Ni의 함유량을 Cu의 함유량의 1/2 이상으로 하고,Moreover, content of Ni is made into 1/2 or more of content of Cu,

또한 Cr:0.05 내지 1.0%, V:0.01 내지 0.06%, B:0.0002 내지 0.0030%, Ti:0.005 내지 0.025%, Mg:0.0002 내지 0.0050%의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to contain 1 type (s) or 2 or more types chosen from the group of Cr: 0.05 to 1.0%, V: 0.01 to 0.06%, B: 0.0002 to 0.0030%, Ti: 0.005 to 0.025%, and Mg: 0.0002 to 0.0050%. Do.

상기한 기본으로 되는 조성에, 또한, 이러한 원소를 첨가하는 주된 목적은, 본 발명의 강이 이 우수한 특징을 손상시키지 않고, 강도, 인성 등의 특성을 향상시키기 위해서이다. 따라서, 그 첨가량은 제한된다.The main purpose of adding such an element to the above-mentioned basic composition is to improve the properties such as strength, toughness, and the like of the steel of the present invention without impairing this excellent feature. Therefore, the amount of addition is limited.

Ni는, 지나치게 첨가하지 않으면, 용접성, 용접 열 영향부 인성에 악영향을 미치게 하지 않고 모재의 강도, 인성을 향상시킨다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, 적어도 0.05% 이상 함유하는 것이 필요하다. 한편, 지나친 첨가는, 강의 가격을 상승시킬뿐만 아니라, 용접성에도 바람직하지 못하다. 그 때문에 상한을 1.0%로 하였다.If it does not add excessively, Ni will improve the strength and toughness of a base material, without adversely affecting weldability and the toughness of weld heat affected zone. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain at least 0.05% or more. On the other hand, excessive addition not only raises the price of steel but is also undesirable for weldability. Therefore, the upper limit was made into 1.0%.

또한,Cu를 첨가하는 경우, 열간 압연 시의 Cu-크랙을 방지하기 위해, Ni의 함유량을, 상기한 함유량의 범위 내로 하는 동시에, Cu의 함유량의 1/2 이상으로 할 필요가 있다.In addition, when adding Cu, in order to prevent Cu-cracks at the time of hot rolling, it is necessary to make Ni content into the range of said content, and to make it 1/2 or more of Cu content.

Cu는, Ni와 거의 마찬가지의 작용, 효과를 나타내는 것이지만, 용접성 열화 외에 지나친 첨가에 의해 열간 압연 시에 Cu-크랙이 발생되어 제조 곤란하게 된다. 그 때문에 Cu의 함유량은 1.0%를 상한으로 한다. 한편, 실질적인 효과를 얻기 위해서는 최소량 함유할 필요가 있다. 따라서, 하한을 0.05%로 하였다.Although Cu exhibits almost the same effect and effect as Ni, Cu-cracks are generated during hot rolling due to excessive addition in addition to deterioration in weldability, which makes manufacturing difficult. Therefore, content of Cu makes 1.0% an upper limit. On the other hand, it is necessary to contain a minimum amount in order to obtain a substantial effect. Therefore, the lower limit was made into 0.05%.

Cr은, 모재의 강도, 인성 모두 향상시킨다. 그러나,Cr 함유량이 지나치게 많으면 모재, 용접부의 인성 및 용접성을 열화시키기 위해, 상한을 1.0%로 하였다. 한편, 실질적인 효과를 얻기 위해서는 최소량 함유할 필요가 있다. 따라서, 하한을 0.05%로 하였다.Cr improves both the strength and toughness of the base metal. However, when there is too much Cr content, an upper limit was made into 1.0% in order to deteriorate the toughness and weldability of a base material and a weld part. On the other hand, it is necessary to contain a minimum amount in order to obtain a substantial effect. Therefore, the lower limit was made into 0.05%.

상기한 Ni, Cu, Cr은, 모재의 강도, 인성뿐만 아니라, 내후성의 향상에도 유효하다. 그러한 목적에 있어서는, 용접성을 손상시키지 않는 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.Ni, Cu, and Cr mentioned above are effective not only in the strength and toughness of a base material but also in improving weather resistance. In such a purpose, it is preferable to add in the range which does not impair weldability.

V는, Nb와 거의 마찬가지의 작용을 갖는 것이지만, Nb에 비교하여 그 효과는 작다. V는 담금질성에도 영향을 미치게 하여, 고온 강도 향상에도 기여한다.V has almost the same effect as Nb, but the effect is small compared to Nb. V also influences hardenability and contributes to the improvement of high temperature strength.

Nb와 마찬가지의 효과를 발현시키기 위해서는 강이 V를 최저 0.01% 포함하는 것이 필요하다. 한편, 강이 V를 지나치게 포함하는 경우에는, 용접부의 인성이 열화한다. 따라서, 용접부의 인성 열화를 발생시키지 않기 위하여 상한을 0.06%로 하였다.In order to express the same effect as Nb, it is necessary for the steel to contain at least 0.01% of V. On the other hand, when steel contains V too much, the toughness of a weld part will deteriorate. Therefore, the upper limit was made into 0.06% in order not to produce the toughness deterioration of a weld part.

B는, 오스테나이트 입계에 편석하고, 페라이트의 생성을 억제함으로써 강의 담금질성을 향상시켜, 강도를 향상시킨다. 이 효과를 발현하기 위해서는, 최저0.0002% 함유하는 것이 필요하다. 그러나, 함유량이 지나치게 많으면, 담금질성향상 효과가 포화할뿐만 아니라, 인성상 유해하게 되는 B 석출물을 형성할 가능성도 있다. 그 때문에 상한을 0.003%로 하였다.B segregates at the austenite grain boundary, improves the hardenability of the steel by suppressing the formation of ferrite, and improves the strength. In order to express this effect, it is necessary to contain a minimum of 0.0002%. However, when there is too much content, not only the quenching improvement effect will be saturated, but also there exists a possibility of forming B precipitate which becomes harmful in toughness. Therefore, the upper limit was made into 0.003%.

또한, 탱크용 강 등으로서, 응력 부식 균열이 우려되는 경우에는, 모재 및 용접 열 영향부의 경도의 저감이 중요하게 되는 경우가 많다. 예를 들면 황화물 응력 부식 균열(SSC:sulfide stress corrosion cracking) 방지를 위해서는, HRC≤22(HV≤248)의 경도가 필수적이다. 이와 같은 경우, 담금질성을 증대시키는 B의 첨가는 바람직하지 못하다.In addition, when stress corrosion cracking is concerned as steel for tanks etc., reduction of the hardness of a base material and a weld heat-affected part is often important. For example, in order to prevent sulfide stress corrosion cracking (SSC), a hardness of HRC ≦ 22 (HV ≦ 248) is essential. In such a case, the addition of B to increase the hardenability is undesirable.

Ti는, 모재 및 용접부에 높은 인성이 요구되는 경우에는, 첨가하는 것이 바람직하다. 그 이유는, Ti는, Al의 함유량이 적은 경우, 예를 들어 Al의 함유량이 0.003% 이하인 경우, O와 결합하여 Ti2O3를 주성분으로 하는 석출물을 형성하고, 알갱이 내 변태 페라이트 생성의 핵으로 되어 용접부 인성을 향상시키기 때문이다. 또한, Ti는 N과 결합하여 TiN으로 하여 슬라브 내에 미세한 석출물을 형성함으로써, 가열 시의 오스테나이트 알갱이의 조대화를 억제하여, 압연 조직을 세립화하기 때문에 유효하다. 또한 강판 내에 존재하는 미세 TiN은, 용접 시에 용접 열 영향부 조직을 세립화한다.It is preferable to add Ti, when high toughness is calculated | required by a base material and a welding part. The reason is that when Ti is low in Al content, for example, when the Al content is 0.003% or less, Ti is combined with O to form a precipitate containing Ti 2 O 3 as a main component, and the nucleus of the formation of metamorphic ferrite in the grains This is because the weld section toughness is improved. In addition, Ti is effective because it binds with N to form TiN to form fine precipitates in the slab, thereby suppressing coarsening of austenite grains during heating and making the rolled structure fine. Further, fine TiN present in the steel sheet refines the weld heat affected zone structure during welding.

이들의 효과를 얻기 위해서는, Ti는 최저 0.005% 필요하다. 그러나, 과잉의 Ti는 TiC를 형성하고, 저온 인성이나 용접성을 열화시키므로, Ti 함유량의 상한은 0.025%로 한다.In order to acquire these effects, Ti is required at least 0.005%. However, since excess Ti forms TiC and degrades low-temperature toughness and weldability, the upper limit of Ti content is made into 0.025%.

Mg는, 용접 열 영향부에 있어서 오스테나이트 알갱이의 성장을 억제하여, 세립화한다. 그 결과, 용접부의 강인화를 도모할 수 있다. 이러한 효과를 발현시키기 위해서는, Mg는 0.0002% 이상 필요하다. 한편, 함유량을 많게 한 경우, 함유량의 증가에 비교하여 효과의 상승률이 작아져, 코스트상 득책은 아니다. 따라서, 그 상한을 0.0050%로 하였다.Mg suppresses the growth of austenite grains in the weld heat affected zone and makes it fine. As a result, the welded part can be strengthened. In order to express such an effect, Mg is required 0.0002% or more. On the other hand, when content is increased, the increase rate of an effect becomes small compared with increase of content, and it is not a cost advantage. Therefore, the upper limit was made into 0.0050%.

본 발명의 고장력 내화강은, 상기한 조성 외에,The high tensile refractory steel of the present invention, in addition to the above composition,

또한, 질량 %로, Ca:0.0005 내지 0.0040%, REM(Rare Earth Metal):0.0005 내지 0.0100%의 어느 한 쪽의 1종 또는 2종을 함유하는 것이 바람직하다.Moreover, it is preferable to contain either 1 type or 2 types of Ca: 0.0005-0.0040% and REM (Rare Earth Metal): 0.0005-0.0100% by mass%.

REM으로서는, Ce, La, Nd 등의 희토류 금속의 1종 이상을 이용할 수 있다.As REM, 1 or more types of rare earth metals, such as Ce, La, Nd, can be used.

Ca 및 REM은, MnS의 형태를 제어하고, 모재의 저온 인성을 향상시키는 것 외 에, 습윤 황화수소 환경 하에서의 HIC(hydrogen induced cracking), SSC, SOHIC(stress or iented HIC) 등의 수소 취화 균열 감수성을 저감시키는 효과가 있다. 이들의 효과를 발현시키기 위해서는, 최저 0.0005% 함유하는 것이 필요하다.Ca and REM not only control the form of MnS and improve the low temperature toughness of the base metal, but also susceptibility to hydrogen embrittlement cracking such as hydrogen induced cracking (HIC), SSC, stress or oriented HIC (SOHIC) under wet hydrogen sulfide environment. There is an effect to reduce. In order to express these effects, it is necessary to contain at least 0.0005%.

그러나, 함유량이 지나치게 많으면, 강의 청정도를 반대로 악화시켜, 모재 인성이나 습윤 황화 수소 환경 하에서의 수소 취화 균열(HlC, SSC, SOHIC) 감수성을 높이므로, Ca의 함유량의 상한을 0.0040%, REM의 함유량의 상한을 0.0100%로 하였다. Ca와 REM은, 거의 동등한 효과를 나타내므로, 어느 한 쪽의 1종을 상기 범위에서 첨가해도 되고, 상기 범위 내에서 Ca와 REM을 섞어서 첨가하여도 된다.However, if the content is too high, the cleanliness of the steel is deteriorated in the opposite way, and the toughness of the hydrogen embrittlement crack (HlC, SSC, SOHIC) in the base metal toughness and wet hydrogen sulfide environment is increased, so the upper limit of the content of Ca is 0.0040% and the content of REM The upper limit was made 0.0100%. Since Ca and REM show nearly equivalent effects, either one type may be added in the said range, and Ca and REM may be mixed and added in the said range.

본 발명의 고장력 내화강에서는,Mo량이 0.70% 미만이고, 항복 강도 440MPa 이상을 확보하고, 또한, 600℃에서의 항복 강도가 상온의 그것의 2/3 이상, 즉 294MPa 이상을 확보하기 위해서는, 강 성분뿐만 아니라 마이크로 조직도 동시에 한정할 필요가 있다.In the high-strength refractory steel of the present invention, the Mo amount is less than 0.70%, the yield strength is 440 MPa or more, and the yield strength at 600 ° C is 2/3 or more of its normal temperature, that is, 294 MPa or more. It is necessary to define not only the component but also the microstructure at the same time.

본 발명의 고장력 내화강의 마이크로 조직으로서는, 최종 압연의 강판의 판 두께 방향의 1/4 두께 위치에 있어서의 다각형 페라이트 또는 유사 다각형 페라이트의 면적분율을 10% 이하로 한다.As the microstructure of the high tensile refractory steel of the present invention, the area fraction of the polygonal ferrite or pseudo-polygonal ferrite in the 1/4 thickness position of the sheet thickness direction of the steel sheet of the final rolling is 10% or less.

Mo의 함유량을 0.70% 미만으로 억제한 본 발명의 강 성분에서는,다각형 페라이트 또는 유사 다각형 페라이트의 면적분율이 10%를 초과하면, 특히 40㎜ 초과하는 두꺼운 강판에 있어서는, 상온 강도는 물론, 고온 강도도 안정되게 확보하는 것이 곤란해지기 때문이다.In the steel component of the present invention in which the content of Mo is suppressed to less than 0.70%, when the area fraction of the polygonal ferrite or quasi-polygonal ferrite exceeds 10%, especially in a thick steel sheet exceeding 40 mm, not only room temperature strength but also high temperature strength. It is because it becomes difficult to ensure stability stably.

본 발명에서는, 마이크로 조직은, 강판의 최종 압연 방향의 판 두께 단면 방 향 1/4 두께 위치에서의 것을 가리키는 것으로 한다.In the present invention, the microstructure refers to the one at the 1/4 thickness position in the plate thickness cross section in the final rolling direction of the steel sheet.

강의 개개의 성분을 한정해도, 성분계 전체가 적절하지 않으면 우수한 특성은 얻어지지 않는다.Even if individual components of the steel are limited, excellent properties are not obtained unless the entire component system is appropriate.

따라서,PCM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B로 나타내는 용접 균열 감수성 조성 PCM의 값을 0.25% 이하로 한정하였다.Therefore, the value of the weld crack susceptibility composition P CM represented by P CM = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15 + V / 10 + 5B is 0.25% or less. It was limited to.

용접 균열 감수성 조성 PCM은 용접성을 나타내는 지표로, 낮을수록 양호하다. 본 발명의 강에 있어서는, 용접 균열 감수성 조성 PCM의 값이 0.25% 이하이면, 우수한 고온 강도와 동시에 우수한 용접성을 확보하는 것이 가능하다.The weld crack susceptibility composition P CM is an index indicating weldability, the lower the better. In the steel of the present invention, when the value of the weld cracking susceptibility composition P CM is 0.25% or less, it is possible to secure excellent high temperature strength and excellent weldability.

다음에 본 발명의 고장력 내화강의 제조 방법에 관하여 설명한다.Next, the manufacturing method of the high tensile refractory steel of this invention is demonstrated.

본 발명의 고장력 내화강은, 다음 제1, 제2 어느 한 쪽의 제조 방법에 의해 제작된다.The high-strength refractory steel of this invention is produced by the following 1st, 2nd manufacturing method.

제1 제조 방법은, 본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 1100 내지 1300℃의 온도로 가열하고, 이어서, 800 내지 950℃의 온도에서 압연을 행한 후, 이 압연 종료 시의 온도보다 150℃ 낮은 온도 또는 750℃의 어느 한 쪽의 높은 온도 이상의 온도에서 직접 담금질하고, 이어서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하는 방법이다.The 1st manufacturing method heats the steel piece or casting piece which has a steel composition of this invention to the temperature of 1100-1300 degreeC, and then rolls at the temperature of 800-950 degreeC, and then it is 150 from the temperature at the end of this rolling. Quench directly at a temperature above either the low temperature or the high temperature of either 750 ° C., followed by Ac 1 It is a method of performing a tempering process at the following temperatures.

제2 제조 방법은, 본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 열간 압연후, 방치하여 냉각하고, 이어서, 900 내지 950℃의 온도로 재가열하여 담금질하고, 이어서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하는 방법이다.In the second production method, the steel piece or the cast piece having the steel composition of the present invention is left to cool after hot rolling, then is reheated and quenched at a temperature of 900 to 950 ° C, and then Ac 1 It is a method of performing a tempering process at the following temperatures.

우선, 제1 제조 방법에 관하여 설명한다.First, the first manufacturing method will be described.

본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 1100 내지 1300℃의 온도로 가열한다.The steel piece or the casting piece which has the steel composition of this invention is heated at the temperature of 1100-1300 degreeC.

여기에서, 압연에 앞선 가열 온도를 1100 내지 1300℃로 한정한 이유는, 가열 시의 오스테나이트 알갱이를 필요 이상으로 크게 시키지 않고, 더구나, 압연 조직의 미세화를 도모하기 위해서이다. 1300℃는 가열 시의 오스테나이트가 극단적으로 조대화하지 않는 상한 온도이며, 가열 온도가 이 상한 온도를 초과하면, 오스테나이트 알갱이가 조대 혼립화하고, 압연 오스테나이트 알갱이도 상대적으로 조대하게 되어, 그 결과, 상 변태 후의 금속 조직도 상대적으로 조대하게 될뿐 아니라, 조립한 오스테나이트로부터의 상 변태는 마이크로 조직도 베이니틱한 것이 되기 쉬워, 강의 인성이 현저하게 열화되기 때문이다. 한편, 가열 온도의 하한은, 열간 압연 시의 제어 압연의 효과나 석출 경화를 발현시키기 위한 Nb의 용체화를 고려하여, 1100℃로 하였다.Here, the reason for limiting the heating temperature before rolling to 1100-1300 degreeC is in order to refine | miniaturize a rolled structure, without making austenite grains at the time of heating larger than necessary. 1300 degreeC is the upper limit temperature which austenite at the time of heating does not become extremely coarse, and when heating temperature exceeds this upper limit temperature, austenite grains will coarsen and a rolling austenite grain will become relatively coarse, As a result, not only the metal structure after phase transformation becomes relatively coarse, but also the phase transformation from the assembled austenite tends to be bainitic in microstructure, and the toughness of the steel is significantly deteriorated. On the other hand, the lower limit of heating temperature was 1100 degreeC in consideration of the solution effect of the control rolling at the time of hot rolling, and the solutionization of Nb for expressing precipitation hardening.

이렇게 하여 가열한 강편 또는 주물편에, 800 내지 950℃의 온도에서 압연을 행한다.In this way, the heated steel piece or the casting piece is rolled at the temperature of 800-950 degreeC.

여기에서, 압연 온도를 800 내지 950℃로 한정한 이유는, 950℃를 초과하는 온도에서 압연을 행하면,Mo와 Nb를 복합 첨가하고 있음에도 불구하고, 압연 오스테나이트의 세립화가 불충분하게 되며, 그 후에 직접 담금길-뜨임 처리를 행해도 저온 인성의 안정 확보가 곤란하게 되기 때문이며, 한편,800℃를 하회하면, 판 두께에도 의하지만 직접 담금질까지 페라이트가 석출하고, 마이크로 조직의 확보가 곤란하게 되거나, 압연 중에 Nb가 석출하여, 고온 강도에 기여하지 않게 되기 때문이다.Here, the reason why the rolling temperature is limited to 800 to 950 ° C. is that when rolling at a temperature exceeding 950 ° C., even though Mo and Nb are added in combination, the refining of the rolled austenite becomes insufficient. It is because it is difficult to secure stability of low temperature toughness even by performing direct quenching and tempering treatment. On the other hand, if it is lower than 800 ° C, ferrite precipitates even by direct quenching, depending on plate thickness, and it becomes difficult to secure microstructure, This is because Nb precipitates during rolling and does not contribute to high temperature strength.

압연 종료 후, 이 압연 종료 시의 온도보다 150℃ 낮은 온도(압연 종료 온도 -150℃) 또는 750℃의 어느 한 쪽의 높은 온도 이상의 온도에서 직접 담금질을 행한다.After completion of rolling, quenching is carried out directly at a temperature 150 ° C lower than the temperature at the end of the rolling (rolling end temperature -150 ° C) or at a temperature higher than either the high temperature of 750 ° C.

여기에서, 직접 담금질 온도를 상기한 바와 같이 한정한 이유는, 첫째, 마이크로 조직의 확보를 목적으로 하여 마이크로 조직의 제어를 행하기 위해서이다. 그것을 위해서는, 적어도 750℃ 이상이어야 한다. 그러나,750℃ 이상에서도, 압연 종료 온도부터 150℃를 초과하는 온도 강하가 있으면, 압연 후의 회복·재결정, 혹은 Nb의 석출이 일어날 가능성이 높아져, 인성 열화나 고온 시를 포함하는 강도 저하를 야기시킬 가능성이 있다.Here, the reason for limiting the direct quenching temperature as described above is, firstly, to control the microstructure for the purpose of securing the microstructure. For that purpose, it must be at least 750 ° C or higher. However, even at 750 ° C. or higher, if there is a temperature drop exceeding 150 ° C. from the end of rolling, the recovery and recrystallization after rolling or the precipitation of Nb is likely to occur, resulting in deterioration of toughness and strength drop including high temperature. There is a possibility.

따라서, 직접 담금질의 개시 온도를 압연 종료 온도 -150℃ 또는 750℃의 어느 한 쪽의 높은 온도 이상으로 한정했다.Therefore, the start temperature of direct quenching was limited to more than either the high temperature of rolling completion temperature -150 degreeC or 750 degreeC.

직접 담금질 후, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행한다.After direct quenching, Ac 1 Tempering is performed at the following temperatures.

본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편에서는, 대강 700℃ 이하이면 Ac1 이하이며, 실제의 처리 온도는, 강도 등의 목적에 따라 설정된다.In the steel piece or the casting piece which has the steel composition of this invention, it is Ac <1> or less as it is roughly 700 degrees C or less, and actual process temperature is set according to the objectives, such as intensity | strength.

공업 생산에 있어서의 열처리로의 생산성이나 제어성을 고려하면, 뜨임 처 리의 온도는 450 내지 650℃ 정도가 바람직하다.Considering the productivity and controllability of the heat treatment furnace in industrial production, the tempering temperature is preferably about 450 to 650 ° C.

또한, 이러한 압연 온도 등은, 모두 모니터링 가능한 강판 표면 온도이다. In addition, such a rolling temperature is the steel plate surface temperature which can monitor all.

이상에 의해, 본 발명의 고장력 내화강을 제조할 수 있다.By the above, the high tensile refractory steel of this invention can be manufactured.

이어서, 제2 제조 방법에 관하여 설명한다.Next, a 2nd manufacturing method is demonstrated.

본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 열간 압연 후, 방치하여 냉각한다.The steel piece or casting piece which has the steel composition of this invention is left to cool after hot rolling.

여기에서는, 열간 압연, 방치하여 냉각하는 각 조건에 관해서는 특별히 한정 하지 않는다. 그 이유는, 강편 또는 주물편의 금속 조직 및 재질이, 그 후의 재가열 담금질-뜨임 처리에 의해 결정되기 때문이다.Here, it does not specifically limit about the conditions which hot-roll, leave, and cool. The reason is that the metal structure and the material of the steel strip or the cast piece are determined by subsequent reheating quenching-tempering treatment.

이어서, 열간 압연·방치하여 냉각한 강편 또는 주물편을, 900 내지 950℃의 온도로 재가열하여 담금질을 행한다.Subsequently, the hot-rolled or cast piece cooled by hot rolling and standing is reheated at the temperature of 900-950 degreeC, and hardening is performed.

이 재가열·담금질의 온도는, 그 야금적 정의상, Ac3(가열 시에 페라이트가 오스테나이트에의 변태를 완료하는 온도) 이상의 온도로 가열할 필요가 있다.The reheating and quenching temperature needs to be heated to a temperature equal to or greater than Ac 3 (the temperature at which ferrite completes the transformation to austenite at the time of heating) in terms of its metallurgical definition.

본 발명의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편에서는,Ac3 이상의 온도로서는, 900℃ 이상이면 충분히다.In the steel piece or the casting piece which has the steel composition of this invention, as temperature of Ac <3> or more, it is enough if it is 900 degreeC or more.

한편, 재가열·소인의 온도가 너무 높으면, 조직이 조대하게 되어 저온 인성이 열화된다. 따라서, 재가열·담금질의 상한 온도를 950℃로 했다.On the other hand, if the temperature of reheating and sweeping is too high, the structure becomes coarse and the low temperature toughness deteriorates. Therefore, the upper limit temperature of reheating and hardening was made into 950 degreeC.

이어서, 재가열·담금질한 강편 또는 주물편에, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행한다.Subsequently, to the reheated or quenched steel slab or cast iron, Ac 1 Tempering is performed at the following temperatures.

이 뜨임 처리의 조건 등은, 전술한 제1 제조 방법과 완전히 마찬가지이다.The conditions of this tempering process, etc. are completely the same as the 1st manufacturing method mentioned above.

이상에 의해, 본 발명의 고장력 내화강을 제조할 수 있다.By the above, the high tensile refractory steel of this invention can be manufactured.

본 발명의 고장력 내화강은, 건축 구조물뿐만 아니라, 토목, 해양 구조물, 선박, 각종 저장 탱크 등, 일반적인 용접 구조용 강으로서, 광범위한 용도에 적용할 수 있다.The high-strength refractory steel of the present invention is applicable to a wide range of applications as steel for general welded structures such as civil engineering, marine structures, ships, various storage tanks, as well as building structures.

<실시예> <Example>

다음에 본 발명의 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강을 실시예1내지 15 및 비교예16 내지 22에서 설명한다.Next, the high tensile refractory steel excellent in the weldability and gas cutting property of this invention is demonstrated in Examples 1-15 and Comparative Examples 16-22.

우선, 전로에 의해, 표1에 나타내는 다양한 조성의 강 슬라브를 제조하고, 이어서, 표2에 나타내는 조건에서 각종 제조 프로세스를 행하고, 표2에 나타내는 판 두께(50 내지 100㎜)의 강판을 제작했다.First, the steel slab of the various composition shown in Table 1 was manufactured by the converter, and the various manufacturing processes were performed on the conditions shown in Table 2, and the steel plate of the plate thickness (50-100 mm) shown in Table 2 was produced. .

이어서, 실시예1 내지 15 및 비교예16 내지 22 각각의 강판에 대해서, 표2에 나타내는 모재 조직, 기계적 성질, 용접 열 영향부 인성, 가스 절단면 거칠기의 평가를 행하였다.Subsequently, the steel sheets of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 16 to 22 were evaluated for the base material structure, mechanical properties, toughness of the weld heat affected zone, and gas cut surface roughness shown in Table 2.

여기에서는, 기계적 성질로서, 항복 강도, 인장 강도, 600℃에 있어서의 항복 강도의 3점을 측정하고, 항복 강도 및 인장 강도로부터 항복비(항복 강도/인장 강도(%))를 구하고, 평가했다.Here, as mechanical properties, three points of yield strength, tensile strength, and yield strength at 600 ° C were measured, and the yield ratio (yield strength / tensile strength (%)) was determined and evaluated from yield strength and tensile strength. .

모재 조직에 대해서는, 강판의 최종 압연 방향의 판 두께 단면 방향 1/4두께 위치에 있어서의 배율 500배의 현미경으로 10시야 관찰하고, 다각형 페라이트(αp)의 면적분율(%) 또는 유사 다각형 페라이트(αq)의 면적분율(%)을 산출하였다.About a base material structure, 10 field view is observed with the microscope of 500 times the magnification in the plate thickness cross-sectional direction 1/4 thickness position of the final rolling direction of a steel plate, and the area fraction (%) of polygonal ferrite ((alpha) p) or pseudopolygonal ferrite ( The area fraction (%) of (alpha) q) was computed.

항복 강도 및 인장 강도에 대해서는, 압연 방향으로 직각인 방향의 판 두께 중심부로부터 일본 공업 규격 JlS Z 2201 「금속 재료 인장 시험편」에 규정되는 4호 둥근 봉 인장 시험편을 채취하고, 그 후에 일본 공업 규격 JIS Z 2241 「금속 재료 인장 시험 방법」에 기초하여 측정하고, 평가했다.About yield strength and tensile strength, the No. 4 round rod tensile test piece prescribed | regulated to Japanese Industrial Standard JlS Z 2201 "Metallic Material Tensile Test Piece" is taken from the sheet thickness center part of the direction perpendicular | vertical to a rolling direction, and then Japanese Industrial Standard JIS It measured and evaluated based on Z2241 "Metal material tension test method."

모재 인성에 대해서는, 압연 방향으로 직각인 방향의 판 두께 중심부로부터 일본 공업 규격 JIS Z 2202 「금속 재료 충격 시험편」에 규정되는 2㎜V 노치 충격 시험편을 채취하고, 그 후에 일본 공업 규격 JISZ 2242 「금속 재료 충격 시험 방법」에 기초하여 충격 시험편의 파면 천이 온도(vTrs(℃))를 측정하고, 평가했다.About base material toughness, the 2 mmV notch impact test piece prescribed | regulated to Japanese Industrial Standard JIS Z 2202 "metal material impact test piece" is taken from the plate thickness center part of the direction orthogonal to a rolling direction, and then Japanese Industrial Standard JISZ 2242 "metal Material impact test method ", and the wavefront transition temperature (vTrs (° C)) of the impact test piece was measured and evaluated.

용접 열 영향부 인성에 대해서는, 일본 공업 규격 JIS Z 2202 「금속 재료 충격 시험편」에 규정되는 충격 시험편으로서 1/4판 두께로부터 채취한 시험편을 이용하여, 입열량 60kJ/㎜의 서브 머지 아크 용접(판 두께 50㎜)에 상당하는 열 사이클을 부여하고, 이 시험편의 0℃에서의 흡수 에너지(vE0)를 측정하고, 평가했다.About the weld heat-affected part toughness, the submerged arc welding of 60 kJ / mm of heat inputs was carried out using the test piece extract | collected from 1/4 plate | board thickness as the impact test piece prescribed | regulated to Japanese Industrial Standard JIS Z 2202 "Metallic material impact test piece". The thermal cycle equivalent to 50 mm of plate | board thickness was provided, and the absorption energy (vE0) in 0 degreeC of this test piece was measured and evaluated.

가스 절단면 거칠기에 대해서는, 강판의 표면에 대해서, 일본 공업 규격 JIS B 0601 「제품의 기하 특성 사양(GPS)-표면 성질과 상태:윤곽 곡선 방식-용어, 정의 및 표면 성상 파라미터」에 규정되는 표면 거칠기의 최대 높이(Ry)를 측정하고, 이 최대 높이(Ry)가 50㎛이하인 경우 「○」, 50㎛를 초과한 경우 「×」로 평가했다.As for the gas cut surface roughness, the surface roughness prescribed in Japanese Industrial Standard JIS B 0601 "Geometric Characteristics Specification (GPS)-Surface Properties and Conditions of the Product: Contour Curve Method-Terms, Definitions and Surface Properties Parameters" for the surface of the steel sheet. The maximum height Ry of was measured and evaluated as "(circle)" when this maximum height (Ry) was 50 micrometers or less, and "x" when exceeding 50 micrometers.

각 특성의 목표값은, 항복 강도가 440MPa 이상, 파면 천이 온도(vTrs)가 -40℃ 이하, 600℃에 있어서의 항복 강도가 294MPa 이상, 0℃에서의 흡수 에너지(vE0) 가 100J 이상으로 하였다.The target value of each characteristic is that the yield strength is 440 MPa or more, the wavefront transition temperature (vTrs) is -40 ° C. or less, the yield strength at 600 ° C. is 294 MPa or more, and the absorption energy (vE 0 ) at 0 ° C. is 100 J or more. It was.

표1에 강 조성을 나타내고, 표2에 강판의 제조 프로세스 및 여러 특성을 나타낸다.The steel composition is shown in Table 1, and the manufacturing process and various properties of the steel sheet are shown in Table 2.

Figure 112007055424652-PCT00001
Figure 112007055424652-PCT00001

Figure 112007055424652-PCT00002
Figure 112007055424652-PCT00002

이러한 평가 결과에 의하면, 실시예1 내지 15는, 모두 양호한 특성을 나타내고 있다.According to these evaluation results, Examples 1-15 showed the favorable characteristic all.

이에 대하여 본원 발명의 조성 범위를 일탈하는 비교예16 내지 22는, 실시예1 내지 15와 비교하여, 강도, 인성 등의 기본적 특성이나 고온 강도, 용접 열 영향부 인성, 가스 절단성 등이 뒤떨어져 있었다.On the other hand, Comparative Examples 16 to 22, which deviate from the composition range of the present invention, were inferior to the basic characteristics such as strength and toughness, high temperature strength, toughness of weld heat affected zone, gas cutting property, and the like compared with Examples 1 to 15. .

특히, 비교예18에서는,Cu의 함유량에 대하여 Ni의 함유량이 낮기 때문에, 열간 압연 시에 크랙이 생겨, 제조가 곤란하게 되었다.In particular, in Comparative Example 18, since the content of Ni was low with respect to the content of Cu, cracks occurred during hot rolling, and manufacturing became difficult.

또한, 비교예20에서는,C의 함유량이 높을뿐만 아니라, PCM도 높기 때문에, 실온에서의 경사 y형 용접 균열 시험에 의해 루트 균열이 발생했다.In addition, in Comparative Example 20, not only the content of C was high but also the P CM was high, so that a root crack occurred by an inclined y-type weld crack test at room temperature.

본 발명은, Mo의 함유량을 억제하면서 Nb를 복합 첨가함으로써, 항복 강도440MPa 이상의 고장력 강에 있어서의 고온 강도를 안정되게 확보하고, Mo의 함유량을 억제함으로써 용접성이나 가스 절단성의 열화를 최소한으로 그치게 하는 동시에 C, Si, Mn을 비롯한 개개의 합금 원소량 및 PCM을 한정하고, 또한 강의 마이크로 조직 및 그로 인한 제조 조건을 한정함으로써, 우수한 고온 강도와 용접성, 가스 절단성 등의 복합 특성을 양립할 수 있던 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강이기 때문에, 건축 구조물, 토목, 해양 구조물, 선박, 각종 저장 탱크 등, 일반적인 용접 구조용 강으로서 널리 적용 가능하여, 그 산업상의 이용 가치는 매우 크다.The present invention stabilizes the high temperature strength in high tensile strength steel with a yield strength of 440 MPa or more by suppressing the content of Mo, thereby minimizing the deterioration of weldability and gas cutting property by suppressing the content of Mo. At the same time, by limiting the amount of individual alloying elements including P, C, Si, Mn and P CM , and also by defining the microstructure of the steel and the resulting manufacturing conditions, it is possible to achieve a combination of excellent high temperature strength, weldability, and gas cutting properties. Since it is a high tensile refractory steel with excellent weldability and gas cutting property, it is widely applicable as general welding structural steel, such as building structures, civil engineering, offshore structures, ships, and various storage tanks, and its industrial use value is very large.

Claims (6)

용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강이며,It is a high strength refractory steel with excellent weldability and gas cutting property. 질량 %로, C:0.04 내지 0.14%, Si:0.50% 이하, Mn:0.50 내지 2.00%, P:0.020% 이하, S:0.010% 이하, Nb:0.01 내지 0.05%, Mo:0.30% 이상 0.70% 미만, Al:0.060% 이하, N:0.0010 내지 0.0060%를 함유하고, In mass%, C: 0.04 to 0.14%, Si: 0.50% or less, Mn: 0.50 to 2.00%, P: 0.020% or less, S: 0.010% or less, Nb: 0.01 to 0.05%, Mo: 0.30% or more and 0.70% Less than, Al: 0.060% or less, N: 0.0010% to 0.0060%, 또한 Also PCM=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15-V/10+5B로 나타내는 용접 균열 감수성 조성 PCM이 0.25% 이하이며, The weld crack susceptibility composition P CM represented by P CM = C + Si / 30 + Mn / 20 + Cu / 20 + Ni / 60 + Cr / 20 + Mo / 15-V / 10 + 5B is 0.25% or less, 잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지고,The balance consists of iron and inevitable impurities, 또한, 최종 압연의 강판의 판 두께 방향의 1/4 두께 위치에 있어서의 다각형 페라이트 또는 유사 다각형 페라이트의 면적분율이 10% 이하인 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.The high tensile refractory steel having excellent weldability and gas cutting property, wherein the area fraction of the polygonal ferrite or pseudo-polygonal ferrite in the quarter thickness position of the steel sheet in the final rolling is 10% or less. 제1항에 있어서, 또한, 질량 %로, Ni:0.05 내지 1.0%, Cu:0.05 내지 1.0%를 함유하고,The method of claim 1, further comprising, in mass%, Ni: 0.05 to 1.0%, Cu: 0.05 to 1.0%, 또한, Ni의 함유량은 Cu의 함유량의 1/2 이상이며, In addition, content of Ni is 1/2 or more of content of Cu, 또한,Cr:0.05 내지 1.0%, V:0.01 내지 0.06%, B:0.0002 내지 0.0030%, Ti:0.005 내지 0.025%, Mg:0.0002 내지 0.0050%의 군으로부터 선택된 1종 또는 2 종 이상을 함유하는 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.Also, weldability containing one or two or more selected from the group of Cr: 0.05 to 1.0%, V: 0.01 to 0.06%, B: 0.0002 to 0.0030%, Ti: 0.005 to 0.025%, and Mg: 0.0002 to 0.0050%. And high tensile refractory steel with excellent gas cutting properties. 제1항 또는 제2항에 있어서, 또한, 질량 %로, Ca:0.0005 내지 0.0040%, REM:0.0005 내지 0.0100%의 어느 1종 또는 2종을 함유하는 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.The high tensile refractory steel according to claim 1 or 2, further comprising any one or two of Ca: 0.0005 to 0.0040% and REM: 0.0005 to 0.0100% by mass%. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 강의 항복 강도는, 440MPa 이상인 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강.The high tensile refractory steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the yield strength of the steel is 440 MPa or more. 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법이며, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 1100 내지 1300℃의 온도로 가열하고, 이어서, 800 내지 950℃의 온도에서 압연을 행한 후, 이 압연 종료 시의 온도보다 150℃ 낮은 온도 또는 750℃의 어느 한 쪽의 높은 온도 이상의 온도에서 직접 담금질하고, 이어서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하는, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법.It is a manufacturing method of high tensile refractory steel excellent in weldability and gas cutting property, The steel piece or casting piece which has the steel composition of any one of Claims 1-4 is heated at the temperature of 1100-1300 degreeC, and then 800-950 degreeC. After rolling at the temperature of, and then quenching directly at a temperature of 150 ° C lower than the temperature at the end of the rolling or at a temperature higher than either of the high temperature of 750 ° C, and then Ac 1 The manufacturing method of the high tension refractory steel excellent in weldability and gas cutting property which temper-processes at the following temperature. 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법이며, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 강 조성을 갖는 강편 또는 주물편을, 열간 압연 후, 방치하여 냉각하고, 이어서, 900 내지 950℃의 온도로 재가열하여 담금질하고, 이어 서, Ac1 이하의 온도에서 뜨임 처리를 행하는, 용접성 및 가스 절단성이 우수한 고장력 내화강의 제조 방법.It is a manufacturing method of high-tensile refractory steel excellent in weldability and gas cutting property, The steel piece or casting piece which has the steel composition of any one of Claims 1-4 is left to cool after hot rolling, and then it is 900-950 degreeC A method for producing a high tensile refractory steel having excellent weldability and gas cutting property, which is reheated to a temperature and quenched, followed by a tempering treatment at a temperature of Ac 1 or less.
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