KR20080091716A - Haz 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판 - Google Patents

Haz 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판 Download PDF

Info

Publication number
KR20080091716A
KR20080091716A KR1020080032411A KR20080032411A KR20080091716A KR 20080091716 A KR20080091716 A KR 20080091716A KR 1020080032411 A KR1020080032411 A KR 1020080032411A KR 20080032411 A KR20080032411 A KR 20080032411A KR 20080091716 A KR20080091716 A KR 20080091716A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
toughness
thick steel
amount
steel sheet
Prior art date
Application number
KR1020080032411A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100954041B1 (ko
Inventor
히로유끼 다까오까
요시또미 오까자끼
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20080091716A publication Critical patent/KR20080091716A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100954041B1 publication Critical patent/KR100954041B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/48Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명의 과제는 소입열 용접 및 초대입열 용접의 어느 것에서도 우수한 HAZ 인성을 나타내고, 또한 모재 인성도 우수한 후강판을 제공하는 것이다.
후강판은, C : 0.030 내지 0.10 %, Si : 1.0 % 이하, Mn : 0.8 내지 2.0 %, P : 0.03 % 이하, S : 0.01 % 이하, Al : 0.01 내지 0.10 %, Nb : 0.005 내지 0.035 %, Ti : 0.015 내지 0.03 %, B : 0.0010 내지 0.0035 % 및 N : 0.0050 내지 0.01 %를 함유하고, 구 오스테나이트 입경이 120 ㎛ 이하, 도상 마르텐사이트(MA)가 3 % 이하, MA의 종횡비가 3 이하이고, 하기 식1 및 식2를 만족시킨다.
[식1]
1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4
[식2]
40 ≤ X값 ≤ 160
X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb] + 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]
HAZ 인성, 모재 인성, 후강판, X값, 입열량

Description

HAZ 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판{THICK STEEL PLATE HAVING EXCELLENT TOUGHNESS OF WELD HEAT-AFFECTED ZONE AND EXCELLENT BASE MATERIAL TOUGHNESS}
본 발명은, 예를 들어 선박 및 해양 구조물 등의 용접 구조물에 적용되는 후강판에 관한 것으로, 바람직하게는 소입열 용접으로부터 초대입열 용접에 이르는 폭넓은 입열량으로 용접해도 용접 후의 열영향부(Heat Affected Zone, HAZ)의 인성이 우수한 동시에, 모재 인성도 우수한 후강판에 관한 것이다.
최근, 예를 들어 컨테이너선 등의 대형화가 진행되어, 판 두께가 60 ㎜ 이상인 후강판이 이용되는 경우가 있다. 이와 같은 후강판을 효율적으로 용접하기 위해, 소입열 용접시뿐만 아니라, 입열량이 50 kJ/㎜ 이상인 초대입열 용접을 행해도 HAZ 인성이 우수한 것이 요구된다.
그러나 초대입열 용접을 행하면, HAZ가 고온의 오스테나이트 영역까지 가열된 후 서냉되기 때문에, 그 조직이 조대화되어 HAZ 인성이 현저하게 열화된다고 하는 문제가 있었다. 그로 인해 종래에는, 부득이하게 용접 입열량이 제한되고 있었다.
이와 같은 초대입열 용접에서 양호한 HAZ 인성을 달성하기 위해, 예를 들어 특허 문헌 1은, 저C화, 저P화에 부가하여 Nb와 B의 첨가 균형을 조절하고 있다. 또한 특허 문헌 2에서는, 용접용 강 중에 존재하는 TiN계 개재물 중에 적극적으로 Nb를 함유시켜, 조대(粗大) 페라이트의 생성을 억제하고 있다. 그러나 이들 특허 문헌 1 내지 2에서는, TiN이 부족하거나, 또는 TiN이 만족되고 경우에는 그 TiN이 조대화되어 있어, 가일층의 HAZ 인성의 개선 여지가 있었다. 또한 모재 인성에 대해서도 고려되어 있지 않았다.
특허 문헌 3은, 강재에 N을 비교적 다량으로 첨가하고, 또한 Ti와 B의 첨가 균형을 적절하게 제어하면, 대입열 용접하였을 때의 HAZ 인성을 개선할 수 있다고 하고 있다. 그러나 특허 문헌 3에서도, TiN이나 BN의 석출량이 충분하지 않거나, 미세하지 않거나, 또는 Nb가 부족하여 켄칭성이 낮기 때문에 페라이트가 조대하게 되기 때문에, 가일층의 HAZ 인성의 개선 여지가 있다. 또한 모재 인성에 대해서도 고려되어 있지 않다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-166033호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-218010호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2005-200716호 공보
본 발명의 목적은, 소입열 용접 및 초대입열 용접의 어느 것에서도 우수한 HAZ 인성을 나타내는 동시에, 모재 인성도 우수한 후강판을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명에 관한 HAZ 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판은, C : 0.030 내지 0.10 %(질량%의 의미, 이하 동일함), Si : 1.0 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Mn : 0.8 내지 2.0 %, P : 0.03 % 이하(0 %를 포함하지 않음), S : 0.01 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Al : 0.01 내지 0.10 %, Nb : 0.005 내지 0.035 %, Ti : 0.015 내지 0.03 %, B : 0.0010 내지 0.0035 % 및 N : 0.0050 내지 0.01 %를 함유하고,
또한, Cu : 2.0 % 이하(0 %를 포함함), Ni : 2.0 % 이하(0 %를 포함함), Cr : 1 % 이하(0 %를 포함함), Mo : 0.5 % 이하(0 %를 포함함) 및 V : 0.1 % 이하(0 %를 포함함)를 함유하고,
잔량부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 후강판이며,
구 오스테나이트립의 평균 원 상당 직경이 120 ㎛ 이하, 도상(島狀) 마르텐사이트[Martensite-Austenite constituent(MA)]의 면적 백분율이 3 % 이하, 또한 도상 마르텐사이트(MA)의 종횡비(긴 직경/짧은 직경)의 개수 평균값이 3 이하이고,
게다가 하기 식1 및 식2를 만족시키고 있는 점에 그 요지를 갖는다.
[식1]
1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4
[식2]
40 ≤ X값 ≤ 160
X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb] + 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]
[식 중, [Ti], [N], [C], [Si], [Mn], [Nb], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [V]는 강판 중의 각 원소의 함유량(질량%)을 나타냄]
본 발명의 후강판의 δ역의 온도 범위는, 예를 들어, 40 ℃ 이하이다. 본 발명의 후강판에서는, 깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에 있어서, Ti계 탄질화물의 평균 입경이 40 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 후강판은, 또한 Ca : 0.005 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Mg : 0.005 % 이하(0 %를 포함하지 않음), REM : 0.01 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Zr : 0.1 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Hf : 0.05 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Co : 2.5 % 이하(0 %를 포함하지 않음), W : 2.5 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 등을 함유하고 있어도 좋다.
또한 본 명세서에 있어서「탄질화물」은, 탄화물, 질화물도 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명에 따르면, 각 원소의 양을 각각 단독으로 제어할 뿐만 아니라, X값, Ti/N비 등의 관점으로부터 각 원소량의 상호 관계를 제어하고 있고, 게다가 구 오 스테나이트(γ)립과 도상 마르텐사이트(MA)의 크기, 형태 등을 제어하고 있기 때문에, 소입열 용접 및 초대입열 용접의 어느 것에서도 우수한 HAZ 인성을 나타내고, 또한 모재 인성도 우수한 후강판을 얻을 수 있다.
본 발명의 후강판에서는, HAZ 인성을 개선하기 위해 (A) X값과 (B) Ti/N비를 제어하고, 또한 연성(延性)ㆍ취성 천이 온도[파면율 천이 온도(vTrs). 이하, 단순히 천이 온도라고 함]를 낮추어 모재 인성을 개선하기 위해 (C) 구(舊) 오스테나이트립과 도상 마르텐사이트 조직(MA)의 크기나 형상을 제어하고 있다. 이하, 차례로 설명한다.
(A) X값
X값은 δ역의 온도 범위에 관한 함수이다. HAZ 인성의 개선을 시도하여, 이 X값에 도달한 경위를 설명한다. 우선 처음에 본 발명자들은, Ti계 탄질화물을 미세화함으로써, 초대입열 용접에서도 양호한 HAZ 인성을 달성하는 것을 시도하였다. 종래의 Ti계 탄질화물의 분산 상태는, 용강 응고시의 냉각 속도가 일정하면, Ti, N의 첨가 균형만에 의해 정해지는 것이라 생각되어 왔다. 그러나 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 강의 상태도에 있어서 나타내어지는 δ역의 온도 범위를 축소시킴으로써, 동일한 Ti, N 첨가량이라도, Ti계 탄질화물을 미세 분산시킬 수 있는 것을 발견하였다.
상기「δ역」이라 함은, 강의 상태도에 있어서 δ철이 포함되는 영역을 의미한다. 이「δ철이 포함되는 영역」은, δ철만의 영역 외에도, δ + γ의 2상 영역 등, δ철과 다른 상태가 포함되는 영역도 포함한다. 그리고「δ역의 온도 범위」라 함은, δ철이 포함되는 온도 범위(δ역의 상한 온도와 하한 온도와의 차)를 말한다. 특정 조성의 강에 있어서, 예를 들어, δ철만의 온도 범위와 δ + γ철의 온도 범위가 있는 경우, 이들 온도 범위의 합계가, δ역의 온도 범위이다. 이 δ역의 온도 범위는, 총합 열역학 계산 소프트웨어(Thermo-calc, CRC 총합 연구소로부터 구입 가능)에, 강판의 화학 성분 조성을 입력함으로써 계산할 수 있다.
이 δ철 중에서는 Ti의 확산 속도가 빠르다. δ역의 온도 범위가 넓을수록, δ철이 존재하는 시간이 길어져 Ti의 확산이 진행되기 때문에, 조대한 Ti계 탄질화물이 형성되기 쉬워진다고 생각된다. 따라서 화학 성분 조성을 조정하여 δ역의 온도 범위를 축소시킴으로써, Ti계 탄질화물을 미세화하는 것을 검토하였다. 특정 성분을 기준으로 하면서 화학 성분량의 1개만을 변경하면서 Thermo-calc의 계산을 반복함으로써, 각 화학 성분의 δ역의 온도 범위에의 영향을 조사하였다. 이 계산을 기초로 하여, δ역의 온도 범위와 상관 관계가 있고, 화학 성분 조성의 함수로서 나타내어지는 X값(하기 식3)을 정하였다 :
[식3]
X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb] + 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]
[식 중, [C], [Si], [Mn], [Nb], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [V]는 강판 중의 각 원소의 함유량(질량%)을 나타냄]
X값을 정하는 상기 식3 중 계수는, 특정 성분의 강으로부터, 각 화학 성분을 변화시킨 경우의 δ역의 온도 범위의 감소량에 대응한다. 구체적으로는, 예를 들어 [C]의 계수의「500」은, C 양을 0.01 %만큼 증대시켰을 때에, Thermo-calc의 계산에 의해 δ역의 온도 범위가 약 5 ℃ 감소되는 것을 의미한다. 그리고 X값과 δ역의 온도 범위는, 대략 반비례의 관계(X값이 증대되면, δ역의 온도 범위는 감소된다고 하는 관계)에 있다.
그리고 다양한 X값을 갖는 강판을 제조하여 그들의 특성을 조사한 결과, X값을 증대시킴으로써(δ역의 온도 범위를 좁게 함으로써), Ti계 탄질화물이 미세화되고, 또한 소입열 용접 및 초대입열 용접의 어느 것에서도 HAZ 인성이 향상되는 것이 판명되었다.
따라서 본 발명의 후강판에서는, X값이 하기 식2를 만족시키도록 한다. 또한 X값의 의미는 상기와 같이 해석되지만, 가장 중요한 것은 X값과 여러 특성 사이에 상관 관계가 있다는 점으로, 해석의 여하에 상관없이 X값을 만족시키는 것은 본 발명에 포함된다.
[식2]
40 ≤ X값 ≤ 160
X값의 범위는, 40 이상, 바람직하게는 45 이상, 더욱 바람직하게는 50 이상이다. X값이 커질수록 Ti계 탄질화물이 미세화되어 HAZ 인성이 양호해진다. 그러나 X값이 커지면, 도상 마르텐사이트 조직[Martensite-Austenite constituent(MA)]이 증대된다. 따라서 X값은 160 이하, 바람직하게는 100 이하, 더욱 바람직하게는 75 이하이다.
(B) Ti/N비
또한 본 발명의 후강판에서는, Ti 양과 N 양의 균형을 취함으로써 HAZ 인성을 개선하고 있다. 구체적으로는 하기 식1을 만족시키도록 하고 있다.
[식4]
1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4
[식 중, [Ti], [N]은 강판 중의 각 원소의 함유량(질량%)을 나타냄]
[Ti]/[N]이 4를 초과하면, Ti계 탄질화물이 조대해져 HAZ 인성이 저하된다. 바람직한 [Ti]/[N]은 3.5 이하이다. 또한 반대로 [Ti]/[N]이 1.5 미만이면, 과잉 N의 영향으로, HAZ 인성이 저하된다. 바람직한 [Ti]/[N]은, 2.0 이상, 더욱 바람직하게는 2.5 이상이다.
인성의 관점으로부터, 본 발명의 후강판 중의 Ti계 탄질화물은 미세한 것이 바람직하다. 본 발명의 후강판 중의 Ti계 탄질화물은, 예를 들어, 40 ㎚ 이하, 바람직하게는 30 ㎚ 이하이다.
또한 본 발명에 있어서의 Ti계 탄질화물의 평균 입자 직경의 값은, 이하와 같이 하여 측정한 값이다. 우선, 강판의 열이력을 대표하는 부분으로서 깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)를, 투과형 전자 현미경(TEM)으로, 관찰 배율 6만배 이상(후술하는 실시예에서는 6만배), 관찰 시야 2.0 × 2.0 ㎛ 이상(후술하는 실시예에서는 2.0 × 2.0 ㎛), 관찰 부위 5군데 이상(후술하는 실시예에서는 5군데)의 조건으로 관찰한다. 그리고 그 시야 중의 각 탄질화물의 면적을 측정하고, 이 면적으로부터 각 탄질화물의 원 상당 직경을 산출한다. 이 각 탄질화물의 원 상당 직경을 산술 평균(서로 더해 평균)하여 얻어지는 값을, 본 발명에 있어서의 Ti계 탄질화물의 평균 입경으로 한다.
또한 Ti계 탄질화물인지 여부의 판별은, 각 탄질화물 입자의 주체로 되는 성분에 의해 정해진다. 즉 Ti계 탄질화물이라 함은, 탄소 및 질소를 제외한 나머지 원소의 합계 질량을 100 %로 하였을 때, Ti의 비율이 50 질량% 이상이 되는 것을 말한다. 원소의 양은 에너지 분산형 X선 검출기(EDX)에 의해 결정할 수 있다. 또한, 지나치게 미세한 탄질화물은 측정할 수 없기 때문에, 본 발명에 있어서의 탄질화물이라 함은, 원 상당 직경이 5 ㎚ 이상인 것으로 한정한다.
(C) 구 오스테나이트립과 도상 마르텐사이트 조직(MA)
또한 본 발명의 후강판에서는, 조직 제어도 되어 있고, 구체적으로는 구 오스테나이트립의 평균 원 상당 직경이 120 ㎛ 이하, 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 백분율이 3 % 이하, 또한 도상 마르텐사이트(MA)의 종횡비(긴 직경/짧은 직경)의 개수 평균값이 3 이하이다. 조직 제어함으로써, 천이 온도(vTrs)를 낮출 수 있다. 또한 본 발명의 후강판의 조직은, 베이나이트를 주체로 하는 조직, 또는 페라이트와 베이나이트를 주체로 하는 조직이다. 주체라 함은 면적률로 70 % 이상인 것을 말하고, 나머지 조직에는, 전술한 도상 마르텐사이트(MA) 외에, 펄라이트, 마르텐사이트, 잔류 오스테나이트, 시멘트 등의 1종 또는 2종 이상이 포함된다.
그런데 구 오스테나이트립을 미세화함으로써 모재 인성을 개선하는 것 자체는 알려져 있다. 구 오스테나이트립을 미세화하기 위해서는, 일반적으로, 저온 압연이 행해지고 있다. 그러나, 저온 압연하면, 변태 후에 신장된(종횡비가 큰) 도 상 마르텐사이트(MA)가 생성된다. 도상 마르텐사이트(MA)의 종횡비가 크면, 충격이 가해졌을 때에 선단 부분에 응력이 집중하여 인성이 열화된다. 한편, 도상 마르텐사이트(MA)의 종횡비를 작게 하기 위해서는, 고온에서 압연하는 것이 고려된다. 그러나, 고온 압연하면, 이번에는 구 오스테나이트립이 조대화되어 버려 모재 인성이 열화된다. 이들로 인해, 지금까지 구 오스테나이트립의 미세화와 도상 마르텐사이트(MA)의 구상화(球狀化)를 양립하는 것은 곤란하였다. 본 발명에서는, 후술하는 특정의 열간 압연 방법을 채용하고 있기 때문에, 구 오스테나이트립의 미세화와 도상 마르텐사이트(MA)의 구상화를 양립할 수 있다.
구 오스테나이트립의 평균 원 상당 직경은, 바람직하게는 110 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 또한 평균 원 상당 직경의 하한을 설정할 필요는 없지만, 용이하게 달성할 수 있는 범위가 바람직하고, 예를 들어, 30 ㎛ 이상, 바람직하게는 60 ㎛ 이상이라도 좋다.
또한 구 오스테나이트립의 평균 원 상당 직경의 측정법은 이하와 같다. 강판을 압연 방향을 따라 절단하고, 이 절단면의 t/4(t = 판 두께) 위치를 나이탈 부식한 후, 광학 현미경 사진(관찰 배율 : 100배, 관찰 시야 : 600 × 800 ㎛)을 촬영한다(n수 = 10). 촬영한 사진을 화상 해석 장치(Media Cybernetics제, Image-Pro Plus)로 처리함으로써, 평균 원 상당 직경(㎛)이 구해진다.
또한 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 백분율은, 바람직하게는 2.8 % 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 % 이하이며, 가장 우수한 경우에는 2.0 % 이하(특히 1.5 % 이하)로 하는 것도 가능하다. 면적 백분율의 하한을 설정할 필요는 없지만, 용 이하게 달성할 수 있는 범위가 바람직하고, 예를 들어, 0 이상, 바람직하게는 0.5 이상이라도 좋다.
도상 마르텐사이트(MA)의 종횡비는, 바람직하게는 2.9 이하이고, 가장 우수한 경우에는 2.5 이하(특히 2.0 이하)로 하는 것도 가능하다. 종횡비의 하한을 설정할 필요는 없지만, 용이하게 달성할 수 있는 범위가 바람직하고, 예를 들어, 1 이상, 바람직하게는 1.5 이상이라도 좋다.
도상 마르텐사이트(MA)의 면적 백분율 및 종횡비(개수 평균값)의 측정법은, 다음과 같다. 강판의 t/4(t = 판 두께) 위치를 나이탈 부식한 후, 광학 현미경 사진(관찰 배율 : 1000배, 관찰 시야 : 60 × 80 ㎛)을 촬영한다(n수 = 10). 촬영한 사진을 화상 해석 장치(Media Cybernetics제, Image-Pro Plus)로 처리함으로써, 면적 백분율과 종횡비(개수 평균값)가 구해진다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는, (A) X값, (B) Ti/N비, (C) 구 오스테나이트립과 도상 마르텐사이트 조직(MA) 등을 제어함으로써 HAZ 인성을 개선하고, 천이 온도(vTrs)를 낮추고 있다. 그러나, 이들 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 강판의 성분 조성도 중요하다. 본 발명의 강판의 성분 조성 및 그 한정 이유는, 이하와 같다.
[C : 0.030 내지 0.10 %]
C는 강판의 강도를 확보하기 위해 필요한 원소로, 또한 강의 상태도에 있어서의 δ역의 온도 범위를 축소시키기 위해 유효한 원소이다. C 양이 0.030 % 미만에서는 강도를 확보할 수 없게 된다. 한편, C 양이 0.10 %를 초과하면, 경질인 제2상 조직(MA)이 지나치게 많아져, 모재 인성, 천이 온도(vTrs) 및 HAZ 인성이 열화된다. 따라서 C 양을 0.030 내지 0.10 %로 정하였다. C 양의 바람직한 하한은 0.04 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.05 % 이상이다. 또한 C 양의 바람직한 상한은 0.09 % 이하, 더욱 바람직하게는 0.07 % 이하이다.
[Si : 1.0 % 이하(0 %를 포함하지 않음)]
Si는 강판의 강도를 확보하기 위해 유효한 원소로, 그것을 위해서는, 0.01 % 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 Si를 지나치게 첨가하면, MA 조직이 많이 생성되어 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되기 때문에, 그 상한을 1.0 %로 할 필요가 있다. Si 양의 바람직한 하한은 0.05 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 % 이상이다. Si의 바람직한 상한은 0.8 % 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 % 이하이다.
[Mn : 0.8 내지 2.0 %]
Mn은 켄칭성을 향상시켜, 강판의 강도를 확보하는데 유효한 원소이다. Mn 양이 0.8 % 미만에서는, 강도 확보의 작용이 충분히 발휘되지 않는다. 한편, Mn 양이 2.0 %를 초과하면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하된다. 따라서 Mn 양을, 0.8 내지 2.0 %로 정하였다. Mn 양의 바람직한 하한은 1.0 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.2 % 이상이다. 한편, Mn 양의 바람직한 상한은 1.8 % 이하, 더욱 바람직하게는 1.6 % 이하이다.
[P : 0.03 % 이하(0 %를 포함하지 않음)]
불순물 원소인 P는 모재 인성 및 HAZ 인성에 악영향을 미치기 때문에, 그 양 은 가능한 한 적은 것이 바람직하다. 따라서 P 양은 0.03 % 이하, 바람직하게는 0.02 %이다. 그러나 공업적으로, 강 중의 P 양을 0 %로 하는 것은 곤란하다.
[S : 0.01 % 이하(0 %를 포함하지 않음)]
S는 MnS를 형성하여 연성을 저하시키는 원소로, 특히 고장력 강에 있어서 악영향이 커지기 때문에, 그 양은 가능한 한 적은 것이 바람직하다. 따라서 S 양은 0.01 % 이하, 바람직하게는 0.005 % 이하이다. 그러나 공업적으로, 강 중 S 양을 0 %로 하는 것은 곤란하다.
[Al : 0.01 내지 0.10 %]
Al은 탈산 및 마이크로 조직의 미세화에 의해 모재 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Al을 0.01 % 이상 첨가한다. 다만 Al을 과잉으로 첨가하면, 오히려 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되기 때문에, 상한을 0.10 %로 한다. Al 양의 바람직한 하한은 0.02 % 이상이다. 한편, 그 바람직한 상한은 0.06 % 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.04 % 이하이다.
[Nb : 0.005 내지 0.035 %]
Nb는 소지(素地)의 켄칭성을 향상시켜 강판의 강도를 높이기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Nb 양은 0.005 % 이상인 것이 필요하다. 그러나 Nb를 과잉으로 첨가하면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되기 때문에, 그 상한량을 0.035 %로 정하였다. Nb 양은, 바람직하게는 0.010 % 이상이고, 바람직하게는 0.025 % 이하, 더욱 바람직하게는 0.020 % 이하이다.
[Ti : 0.015 내지 0.03 %]
Ti는 N과 미세한 질화물을 형성하여, 용접시에 있어서의 HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제함으로써 [소위 핀닝(pinning) 효과에 의해] HAZ 인성을 향상시키기 위해 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Ti를 0.015 % 이상 첨가한다. 그러나 Ti 양이 과잉이면, 오히려 HAZ 인성이 열화되기 때문에, Ti 양의 상한을 0.03 %로 정하였다. Ti 양은, 바람직하게는 0.017 % 이상(특히 0.020 % 이상), 0.025 % 이하이다.
[B : 0.0010 내지 0.0035 %]
B는 초대입열 용접시에, HAZ, 특히 본드부의 부근에서, BN을 핵으로 한 입내 페라이트를 생성시키는 동시에, 고용 N의 고정 작용도 갖고, HAZ 인성 개선에 중요한 원소이다. 본 발명에서는, 그 효과를 충분히 발휘시키기 위해 B를, 통상의 후강판 중의 함유량보다도 많이, 0.0010 % 이상 함유시키고 있다. 그러나 B 양이 과잉이면, 초대입열 용접시에 조대한 베이나이트 조직이 형성되기 때문에, 오히려 HAZ 인성이 열화된다. 그로 인해 B 양의 상한을 0.0035 %로 정하였다. B 양은, 바람직하게는 0.0015 % 이상(특히 0.0020 % 이상), 0.0030 % 이하(특히 0.0025 % 이하)이다.
[N : 0.0050 내지 0.01 %]
N은 Ti와 결합하여 미세한 탄질화물을 형성하여, 초대입열 용접시에 오스테나이트립의 조대화를 억제하여 HAZ 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. N 양이 지나치게 적으면, 상기 효과가 충분히 발휘되지 않기 때문에, 그 하한을 0.0050 % 이상으로 정하였다. 한편, N 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성에 악영향을 미치기 때문에, 그 상한을 0.01 %로 정하였다. N 양의 바람직한 하한은 0.006 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.007 % 이상이다. 또한 N 양의 바람직한 상한은 0.009 % 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.008 % 이하이다.
본 발명의 후강판은, 상기 각 성분을 필수 성분으로서 함유하지만, 필요에 따라서 추가 성분을 더 함유하고 있어도 좋다. 예를 들어, 본 발명의 후강판은, Cu, Ni, Cr, Mo, V 등의 제1 추가 성분을, 하기에 나타내는 범위에서 함유하고 있어도 좋다. 또한 임의 성분이기 때문에, 하한값은 0 %로 설정하고 있지만, 적극 첨가하는 경우에는 하한값은 0 % 초과가 된다. 또한 이들 Cu, Ni, Cr, Mo, V 등은 단독으로 첨가해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 첨가해도 좋다.
[Cu : 2.0 % 이하(0 %를 포함함)]
Cu는 켄칭성을 높여 강도 향상에 기여하는 원소로, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 또한 C와 마찬가지로 δ역의 온도 범위를 축소시켜, Ti계 탄질화물을 미세화하는 효과를 갖는다고 생각된다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Cu 양은, 바람직하게는 0.1 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.2 % 이상인 것이 추천된다. 그러나 Cu 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되는 경향이 있기 때문에, 그 상한을 2.0 %로 정하였다. Cu 양은 바람직하게는 1.0 % 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 % 이하이다.
[Ni : 2.0 % 이하(0 %를 포함함)]
Ni도 Cu와 마찬가지로, 켄칭성을 높여 강도 향상에 기여하고, δ역의 온도 범위를 축소시키기 위해 유효한 원소로, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Ni 양은, 바람직하게는 0.2 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 % 이상인 것이 추천된다. 그러나 Ni 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되는 경향이 있기 때문에, 그 상한을 2.0 %로 정하였다. Ni 양은 바람직하게는 1.0 % 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 % 이하이다.
[Cr : 1 % 이하(0 %를 포함함)]
Cr도 Cu와 마찬가지로, 켄칭성을 높여 강도 향상에 기여하는 원소로, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Cr 양은, 바람직하게는 0.2 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.4 % 이상인 것이 추천된다. 그러나 Cr 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 저하되므로, 그 상한을 1 %로 정하였다. Cr 양의 바람직한 상한은 0.8 %이다.
[Mo : 0.5 % 이하(0 %를 포함함)]
Mo는, 켄칭성을 높여 강도를 향상시키는 것에 부가하여, 템퍼링 취성을 방지하기 위해 유효한 원소로, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Mo 양은, 바람직하게는 0.05 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.10 % 이상인 것이 추천된다. 그러나 Mo 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 열화되기 때문에, 그 상한을 0.5 %로 정하였다. Mo 양은, 바람직하게는 0.3 % 이하이다.
[V : 0.1 % 이하(0 %를 포함함)]
V는 소량의 첨가에 의해, 켄칭성 및 템퍼링 연화 저항을 높이는 효과를 갖는 원소로, 필요에 따라서 첨가할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, V 양은, 바람직하게는 0.01 % 이상, 더욱 바람직하게는 0.02 % 이상인 것이 추천된다. 그러나 V 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 열화되기 때문에, 그 상한을 0.1 %로 정하였다. V 양은, 바람직하게는 0.05 % 이하이다.
본 발명의 후강판에서는, 필요에 따라서 제2 추가의 성분을 더 함유하고 있어도 좋다. 제2 추가의 성분을 첨가하는 경우, 그들의 조합 및 첨가량은, 이하와 같다.
(가) Ca : 0.005 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Mg : 0.005 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 및 REM : 0.01 % 이하(0 %를 포함하지 않음)로부터 선택되는 적어도 1종,
(나) Zr : 0.1 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 및/또는 Hf : 0.05 % 이하(0 %를 포함하지 않음),
(다) Co : 2.5 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 및/또는 W : 2.5 % 이하(0 %를 포함하지 않는다.
또한 상기 (가), (나), (다)는 어느 하나를 실시해도 좋고, 2개 이상을 조합하여 실시해도 좋다. 이하, (가), (나), (다)의 상세를 설명한다.
(가) Ca : 0.005 % 이하, Mg : 0.005 % 이하 및 REM : 0.01 % 이하로부터 선택되는 적어도 1종에 대해
Ca, Mg 및 REM(희토류 원소)은, HAZ 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 상세하게는, Ca 및 REM은, MnS의 구상화 효과, 바꾸어 말하면 개재물의 형태 제어에 의한 이방성의 저감 작용이 있어 HAZ 인성을 향상시킨다. 한편, Mg는 MgO을 형성하여, HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제함으로써 HAZ 인성을 향상시킨다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해 강판 중에, Ca는 0.0005 % 이상, Mg는 0.0001 % 이상, REM은 0.0005 % 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나 이들의 양이 과잉이면, 오히려 모재 인성 및 HAZ 인성을 열화시키므로, Ca는 0.005 % 이하, Mg는 0.005 % 이하, REM은 0.01 % 이하로 정하였다. 바람직하게는 Ca가 0.003 % 이하, Mg가 0.0035 % 이하, REM이 0.007 % 이하이다.
(나) Zr : 0.1 % 이하 및/또는 Hf : 0.05 % 이하에 대해
Zr 및 Hf는 Ti와 마찬가지로 질화물을 형성하여, 용접시에 있어서의 HAZ의 오스테나이트립의 조대화를 억제하므로 HAZ 인성의 개선에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Zr 양은, 바람직하게는 0.0005 % 이상, Hf 양은, 바람직하게는 0.001 % 이상인 것이 추천된다. 그러나 이들의 양이 과잉이면, 오히려 모재 인성 및 HAZ 인성을 저하시키므로, 이들을 함유시키는 경우, Zr 양의 상한을 0.1 %, Hf 양의 상한을 0.05 %로 정하였다.
(다) Co : 2.5 % 이하 및/또는 W : 2.5 % 이하에 대해
Co 및 W는 켄칭성을 향상시켜, 강판의 강도를 높이는 효과를 갖는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, 이들 중 1개 또는 양방을, 각각 0.1 % 이상으로 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나 이들의 양이 과잉이면, 모재 인성 및 HAZ 인성이 열화되기 때문에, 이들의 양의 상한을, 각각 2.5 %로 정하였다.
본 발명의 후강판에서는, 잔량부는 Fe 및 불가피 불순물이라도 좋다.
본 발명의 후강판은, 개략, 상기 화학 성분량, [Ti]/[N] 및 X값의 요건을 만족시키는 강을, 통상의 용제법에 의해 용제하고, 이 용강을 냉각하여 슬래브로 하고, 통상의 조건으로 가열한 후, 후술하는 소정의 방법으로 열간 압연하고, 또한 압연 후에는 가속 냉각함으로써 제조할 수 있다. 또한 냉각 후의 강판은 필요에 따라서 템퍼링한다.
우선 용강의 냉각에 대해 상세하게 서술하면, 본 발명의 후강판은, X값을 제어하여 δ역의 온도 범위를 좁게 하고 있으므로, 용강을 통상의 조건으로 냉각(예를 들어 1500 ℃로부터 1100 ℃까지를 0.1 내지 2.0 ℃/초의 냉각 속도로 냉각)하여 슬래브를 형성해도, Ti계 탄질화물을 충분히 작게 할 수 있다. 단, 더욱 미세한 탄질화물을 형성시키기 위해, 주조기의 냉각수량이나 냉각 방법을 변경하여, 응고시의 냉각 속도를 향상시키는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명의 후강판의 제조 공정에서 가장 중요한 것은, 열간 압연 조건 및 그 후의 냉각 조건이다. 본 발명의 열간 압연에서는, 온도 850 내지 800 ℃의 압하율을 40 % 이상(예를 들어, 40 내지 80 % 정도)으로 하고, 또한 850 내지 800 ℃에서의 각 패스간 시간을 5 내지 10초로 제어한다. 온도 850 내지 800 ℃에서 실질적인 압연을 행하는 것으로 하면, 온도 800 ℃ 미만에서의 압연 부하를 저감할 수 있어(예를 들어, 압하율을 5 % 미만으로 할 수 있어), 도상 마르텐사이트(MA)의 신장을 방지할 수 있다. 또한 850 내지 800 ℃에서 실질적인 압연을 행하면, 통상이면 구 오스테나이트립이 조대화되어 버리지만, 본 발명에서는 각 패스간 시간을 제어하고 있기 때문에, 구 오스테나이트립을 미세화할 수 있다. 패스간 시간이 지나치게 짧아도 지나치게 길어도, 구 오스테나이트립이 조대화된다. 또한 패스간 시간이라 함은, 이전 패스의 진행 방향 후단의 압연시와, 본 패스의 진행 방향 후단의 압연시 사이의 시간차를 말한다. 또한 상기 제조 공정에서는, 온도 850 ℃ 초과에서의 압하율은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 0 내지 80 % 정도의 범위에서 적절하게 설정할 수 있다.
열간 압연 후에는, 가속 냉각한다. 가속 냉각함으로써 도상 마르텐사이트의 조대화를 방지하여, 면적 백분율을 소정의 범위 내로 억제할 수 있다. 냉각 속도는, C 양 등에 따라서 적절하게 설정할 수 있지만, 예를 들어, 압연 종료 후의 700 내지 500 ℃의 범위를, 평균 속도를 5 ℃/초 이상으로 냉각하는 것이 추천된다.
본 발명의 후강판은, JIS의 후강판의 정의에 따라서, 판 두께가 3.0 ㎜ 이상이지만, 바람직하게는 10 kJ/㎜ 이상의 입열(특히 초대입열)의 용접이 요구되는 두께를 갖는다. 10 kJ/㎜ 이상의 입열(특히 초대입열)이 요구되는 판 두께는, 예를 들어, 20 ㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 40 ㎜ 이상, 특히 60 ㎜ 이상이다. 본 발명에 따르면, 10 kJ/㎜ 정도의 입열량으로부터 초대입 열량에 이르는 폭넓은 입열량의 용접으로 양호한 HAZ 인성을 나타내기 위해, 판 두께를 두껍게 해도, HAZ 인성을 저하되는 일없이 용접할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본래부터 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전ㆍ후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당하게 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실험 No.1 내지 60
표1 내지 표3에 나타내는 조성의 강을, 통상의 용제법에 의해 용제하고, 이 용강을 냉각(1500 ℃로부터 1100 ℃까지의 냉각 속도 : 0.1 내지 2.0 ℃/초)하고, 슬래브를 얻었다(슬래브 두께 = 270 ㎜). 이 슬래브를 온도 1100 ℃로 가열한 후, 마무리 압연 온도 : 800 ℃(실험 No.1 내지 55 및 59 내지 60의 경우) 또는 마무리 압연 온도 : 800 ℃ 미만(실험 No.56 내지 58의 경우)에서, 두께 60 ㎜까지 열간 압연하였다. 또한 이 열간 압연에서는, 850 내지 800 ℃의 범위의 각 패스간 시간을 표4 내지 표5에 나타내는 바와 같이 하였다. 또한 No.56 내지 58의 예에서는, 800 ℃ 미만의 범위에서도 열간 압연하고, 이 온도 범위에서의 압하율은, 5 %(No.56), 20 %(No.57) 또는 30 %(No.58)로 하였다. 열간 압연 종료 후, 즉시 200 ℃ 이하까지 가속 냉각하였다. 온도 700 내지 500 ℃의 사이의 냉각 속도는, 표4 내지 표5에 나타낸 바와 같다.
강판의 화학 성분 조성으로부터 계산한 [Ti]/[N] 및 X값, 그리고 Thermo-calc로부터 계산한 δ역의 온도 범위의 값(표 중에서「δ역」이라 기재)을, 표1 내지 표3에 나타낸다.
또한 상기와 같이 하여 제조한 강판에 대해, 전술한 요령으로, 구 오스테나이트 입경, 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 백분율 및 종횡비, 그리고 Ti계 탄질화물의 평균 입경을 조사하였다. 또한 하기 요령으로, 강판의 인장 강도, 천이 온도(vTrs) 및 HAZ 인성을 측정하였다. 이들의 결과를 표4 내지 표5에 나타낸다.
[인장 강도]
깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에서 JIS4호 시험편을 채취하여, 인장 시험을 행함으로써, 인장 강도를 측정하였다. 인장 강도가 440 ㎫ 이상인 것을 합격으로 하였다.
[천이 온도(vTrs)]
깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에서 JIS Z 2242에 규정하는 V 노치 표준 시험편을 채취하고, 측정 온도를 바꾸어 샤르피 충격 시험(충격 날 반경 2 ㎜)을 행하여, 취성 파면율이 50 % 이하로 되는 온도(vTrs)를 조사하였다. 천이 온도(vTrs)가 -60 ℃ 이하인 것을 합격으로 하였다.
[HAZ 인성]
1) 입열량 50 kJ/㎜의 경우
판 두께 60 ㎜인 강판에 대해 입열 50 kJ/㎜에서 세가크(SEGARC) 용접을 행하였다. 도1에 나타내는 t/2부(t = 판 두께)로부터 JIS Z 2242에 규정하는 V 노치 표준 시험편을 채취하고(노치 위치는, 본드로부터 0.5 ㎜ HAZ측), -40 ℃에서 샤르피 충격 시험(충격 날 반경 2 ㎜)을 행하여, 흡수 에너지(vE-40)를 측정하였다. 흡수 에너지가 200 J 이상인 것을 합격으로 했다.
2) 입열량 15 kJ/㎜의 경우
850 ℃ 초과의 압하율을 높게 하여, 얻어지는 강판의 판 두께를 20 ㎜로 하는 것 이외에는, 실험 No.1 내지 60과 마찬가지로 하였다. 즉 850 ℃ 이하의 압연 조건 및 냉각 조건은, 실험 No.1 내지 60과 동일하다. 이와 같이 하여 얻어진 판 두께 20 ㎜의 강판도, 상기 판 두께 60 ㎜의 강판과 동일한 No.를 부여하여 설명한다. 이 판 두께 20 ㎜의 강판에 대해 입열 15 kJ/㎜에서 일렉트로 가스 아크 용접을 행하였다. t/2부(t = 판 두께)로부터 JIS Z 2242에 규정하는 V 노치 표준 시험편을 채취하고(노치 위치는, 본드로부터 0.5 ㎜ HAZ측), -40 ℃에서 샤르피 충격 시험(충격 날 반경 2 ㎜)을 행하여, 흡수 에너지(vE-40)를 측정하였다. 흡수 에너지가 200 J 이상인 것을 합격으로 하였다.
[표1]
Figure 112008025135974-PAT00001
[표2]
Figure 112008025135974-PAT00002
[표3]
Figure 112008025135974-PAT00003
[표4]
Figure 112008025135974-PAT00004
[표5]
Figure 112008025135974-PAT00005
또한 본 발명의 성분 범위를 만족시키는 실험 No.1 내지 36의 결과를 기초로 하여, X값, Ti계 탄질화물의 평균 입경, 입열량 50 kJ/㎜일 때의 HAZ 인성(vE-40), 입열량 15 kJ/㎜일 때의 HAZ 인성(vE-40)의 관계를 정리하였다. 결과를 도2 내지 도4에 나타낸다.
도2 내지 도4로부터 명백한 바와 같이, X값을 크게 함으로써, Ti계 탄질화물의 평균 입경을 작게 할 수 있어, 입열량 50 kJ/㎜일 때의 HAZ 인성(vE-40)을 개선할 수 있고, 또한 입열량 15 kJ/㎜일 때의 HAZ 인성(vE-40)도 개선할 수 있다. 또한 표4의 No.1 내지 35에 나타내어지는 바와 같이, 또한 구 오스테나이트 입경을 미세하게 하는 동시에, 도상 마르텐사이트(MA)를 작고 또한 둥글게 함으로써 천이 온도를 낮출 수도 있다.
이들에 반해, 실험 No.36, 51, 52는 X값이 지나치게 작은 예로, HAZ 인성이 악화된다. No.50은 X값이 지나치게 크고, 도상 마르텐사이트(MA)가 지나치게 증가하였기 때문에, 천이 온도가 높아지고, 또한 HAZ 인성도 악화되었다. No.37 내지 49는 성분 범위나 Ti/N비가 부적절하기 때문에 HAZ 인성이 열화되었다.
No.53 내지 55는 열간 압연 후의 냉각 속도가 느리고, 도상 마르텐사이트(MA)가 지나치게 증가하였기 때문에 천이 온도가 높아졌다. No.56 내지 58은 850 내지 800 ℃의 압하율을 작게 한 결과, 800 ℃ 미만에서의 압하량이 커져 버려, 도상 마르텐사이트(MA)가 신장하고, 천이 온도가 높아졌다. No.59와 60은 850 내지 800 ℃ 사이를 압연할 때의 패스간 시간이 부적절하며 구 오스테나이트립이 조대화되었기 때문에 천이 온도가 높아졌다.
본 발명의 후강판의 인장 강도급은, 예를 들어, 440 ㎫ 이상, 바람직하게는 490 ㎫ 이상이고, 더욱 바람직하게는 540 ㎫ 이상이며, 가장 바람직한 경우에는 590 ㎫ 이상인 후강판도 제공할 수 있다. 본 발명의 후강판은, 예를 들어, 선박 및 해양 구조물 등의 용접 구조물에 적용할 수 있고, 특히 인장 강도가 우수한 고장력 강판은 대형 컨테이너선 등의 제조에 적합하다.
도1은 HAZ 인성 측정용 시험편의 채취 위치를 나타내는 개략도.
도2는 실험 No.1 내지 36의 결과를 기초로 하여, X값과 Ti계 탄질화물의 평균 입경과의 관계를 정리한 그래프.
도3은 실험 No.1 내지 36의 결과를 기초로 하여, X값과 입열량 15 kJ/㎜일 때의 HAZ 인성(vE-40)과의 관계를 정리한 그래프.
도4는 실험 No.1 내지 36의 결과를 기초로 하여, X값과 입열량 50 kJ/㎜일 때의 HAZ 인성(vE-40)과의 관계를 정리한 그래프.

Claims (6)

  1. C : 0.030 내지 0.10 %(질량%의 의미, 이하 동일함), Si : 1.0 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Mn : 0.8 내지 2.0 %, P : 0.03 % 이하(0 %를 포함하지 않음), S : 0.01 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Al : 0.01 내지 0.10 %, Nb : 0.005 내지 0.035 %, Ti : 0.015 내지 0.03 %, B : 0.0010 내지 0.0035 % 및 N : 0.0050 내지 0.01 %를 함유하고,
    또한 Cu : 2.0 % 이하(0 %를 포함함), Ni : 2.0 % 이하(0 %를 포함함), Cr : 1 % 이하(0 %를 포함함), Mo : 0.5 % 이하(0 %를 포함함) 및 V : 0.1 % 이하(0 %를 포함함)를 함유하고,
    잔량부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 후강판이며,
    구 오스테나이트립의 평균 원 상당 직경이 120 ㎛ 이하, 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 백분율이 3 % 이하, 또한 도상 마르텐사이트(MA)의 종횡비(긴 직경/짧은 직경)의 개수 평균값이 3 이하이고,
    게다가 하기 식1 및 식2를 만족하는 것을 특징으로 하는 HAZ 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판.
    [식1]
    1.5 ≤ [Ti]/[N] ≤ 4
    [식2]
    40 ≤ X값 ≤ 160
    X값 = 500[C] + 32[Si] + 8[Mn] - 9[Nb] + 14[Cu] + 17[Ni] - 5[Cr] - 25[Mo] - 34[V]
    [식 중, [Ti], [N], [C], [Si], [Mn], [Nb], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [V]는 강판 중의 각 원소의 함유량(질량%)을 나타냄]
  2. 제1항에 있어서, δ역의 온도 범위가 40 ℃ 이하인 후강판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 깊이 t/4의 위치(t = 판 두께)에 있어서, Ti계 탄질화물의 평균 입자 직경이 40 ㎚ 이하인 후강판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 또한 Ca : 0.005 % 이하(0 %를 포함하지 않음), Mg : 0.005 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 및 REM : 0.01 % 이하(0 %를 포함하지 않음)로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 후강판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 또한 Zr : 0.1 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 및 Hf : 0.05 % 이하(0 %를 포함하지 않음)로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 후강판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 또한 Co : 2.5 % 이하(0 %를 포함하지 않음) 및 W : 2.5 % 이하(0 %를 포함하지 않음)로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 후강판.
KR1020080032411A 2007-04-09 2008-04-08 Haz 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판 KR100954041B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2007-00101944 2007-04-09
JP2007101944A JP4976905B2 (ja) 2007-04-09 2007-04-09 Haz靭性および母材靭性に優れた厚鋼板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080091716A true KR20080091716A (ko) 2008-10-14
KR100954041B1 KR100954041B1 (ko) 2010-04-20

Family

ID=39979333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080032411A KR100954041B1 (ko) 2007-04-09 2008-04-08 Haz 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4976905B2 (ko)
KR (1) KR100954041B1 (ko)
CN (1) CN101285150B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701326B (zh) * 2009-10-28 2011-07-20 南京钢铁股份有限公司 一种厚规格高强高韧船板钢及其生产方法
CN102321842A (zh) * 2008-10-20 2012-01-18 株式会社神户制钢所 厚钢板
KR20160078650A (ko) 2014-12-24 2016-07-05 주식회사 포스코 맞대기 용접부 인성 및 연성이 우수한 강재 및 그 제조방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101091306B1 (ko) * 2008-12-26 2011-12-07 주식회사 포스코 원자로 격납 용기용 고강도 강판 및 그 제조방법
CN102428198A (zh) * 2009-05-22 2012-04-25 杰富意钢铁株式会社 大热输入焊接用钢材
JP5842314B2 (ja) * 2009-09-16 2016-01-13 Jfeスチール株式会社 大入熱溶接用鋼
JP5434437B2 (ja) * 2009-09-30 2014-03-05 Jfeスチール株式会社 大入熱溶接用鋼
JP5605304B2 (ja) * 2011-05-26 2014-10-15 新日鐵住金株式会社 耐疲労き裂進展特性および溶接熱影響部の低温靭性に優れた鋼材並びにその製造方法
JP5857693B2 (ja) * 2011-12-05 2016-02-10 Jfeスチール株式会社 大入熱用鋼板およびその製造方法
KR101608239B1 (ko) 2011-12-14 2016-04-01 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 대입열 용접용 강재
EP2806042B1 (en) * 2012-01-18 2018-09-12 JFE Steel Corporation Process for producing tapered plate
TWI551387B (zh) * 2012-03-01 2016-10-01 Jfe Steel Corp Large heat into the welding steel
CN103866199B (zh) * 2014-03-24 2016-06-08 济钢集团有限公司 一种用于海洋能源设备的钢板及其制备工艺
WO2020054717A1 (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 Jfeスチール株式会社 立向き狭開先溶接継手の製造方法および立向き狭開先溶接継手

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2898455B2 (ja) * 1991-12-13 1999-06-02 新日本製鐵株式会社 溶接性に優れた高張力鋼の製造方法
CN1146784A (zh) * 1995-01-26 1997-04-02 新日本制铁株式会社 低温韧性优良的可焊性高强度钢
JPH11229077A (ja) 1998-02-12 1999-08-24 Nippon Steel Corp 多層盛溶接部のctod特性に優れた鋼板およびその製造方法
JP4213833B2 (ja) 1999-10-21 2009-01-21 新日本製鐵株式会社 溶接部靱性に優れた高靱性高張力鋼とその製造方法
WO2002048417A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-20 Posco STEEL PLATE TO BE PRECIPITATING TiN + ZrN FOR WELDED STRUCTURES, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND WELDING FABRIC USING THE SAME
US6953508B2 (en) * 2003-01-02 2005-10-11 Sumitomo Metal Industries, Ltd. High strength steel weld having improved resistance to cold cracking and a welding method
JP4220871B2 (ja) * 2003-03-19 2009-02-04 株式会社神戸製鋼所 高張力鋼板およびその製造方法
WO2004111286A1 (ja) * 2003-06-12 2004-12-23 Jfe Steel Corporation 低降伏比高強度高靭性の厚鋼板と溶接鋼管及びそれらの製造方法
JP4279231B2 (ja) * 2004-10-22 2009-06-17 株式会社神戸製鋼所 溶接熱影響部の靭性に優れた高強度鋼材
JP4283757B2 (ja) * 2004-11-05 2009-06-24 株式会社神戸製鋼所 厚鋼板およびその製造方法
JP4833611B2 (ja) * 2005-08-17 2011-12-07 新日本製鐵株式会社 溶接性及びガス切断性に優れた溶接構造用490MPa級厚手高張力耐火鋼及びその製造方法
JP5070744B2 (ja) * 2006-06-13 2012-11-14 Jfeスチール株式会社 耐疲労亀裂伝播特性に優れる鋼材の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102321842A (zh) * 2008-10-20 2012-01-18 株式会社神户制钢所 厚钢板
CN101701326B (zh) * 2009-10-28 2011-07-20 南京钢铁股份有限公司 一种厚规格高强高韧船板钢及其生产方法
KR20160078650A (ko) 2014-12-24 2016-07-05 주식회사 포스코 맞대기 용접부 인성 및 연성이 우수한 강재 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP4976905B2 (ja) 2012-07-18
CN101285150B (zh) 2010-09-08
KR100954041B1 (ko) 2010-04-20
JP2008255458A (ja) 2008-10-23
CN101285150A (zh) 2008-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100954041B1 (ko) Haz 인성 및 모재 인성이 우수한 후강판
KR101892839B1 (ko) 후강판 및 그 제조 방법
JP5079793B2 (ja) 高温特性と靭性に優れた鋼材及びその製造方法
KR101635008B1 (ko) 용접 열영향부 ctod 특성이 우수한 후육 고장력강 및 그의 제조 방법
KR100967498B1 (ko) 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 후강판
WO2010134220A1 (ja) 大入熱溶接用鋼材
JP4976906B2 (ja) Haz靭性、母材靭性、伸び、及び強度−伸びバランスに優れた厚鋼板
WO2015093321A1 (ja) H形鋼及びその製造方法
JP5037744B2 (ja) 高強度鋼板及びその製造方法
WO2013089089A1 (ja) 高強度極厚h形鋼
JPWO2010150448A1 (ja) 延性に優れたパーライト系高炭素鋼レール及びその製造方法
JP4914783B2 (ja) シャー切断性に優れた大入熱溶接用厚鋼板
KR20160127808A (ko) 고장력 강판 및 그 제조 방법
WO2007074989A9 (en) Thick steel plate for welded structure having excellent strength and toughness in central region of thickness and small variation of properties through thickness and method of producing the same
WO2016060141A1 (ja) 大入熱溶接用鋼材
JP5966909B2 (ja) 鋼矢板及びその製造方法
JP4412098B2 (ja) 溶接熱影響部靭性に優れた低降伏比高強度鋼板及びその製造方法
JP5520105B2 (ja) 溶接熱影響部の靱性に優れた鋼材およびその製造方法
JP4768526B2 (ja) 超大入熱haz靱性および低温母材靱性に優れた厚鋼板
JP6277679B2 (ja) 耐ガス切断割れ性および大入熱溶接部靭性が優れた高張力鋼板
KR100954042B1 (ko) Haz 인성이 우수한 후강판
KR20160078714A (ko) 대입열 용접열영향부 인성이 우수한 용접구조용 강재 및 그 제조방법
JP4964007B2 (ja) 材質異方性が少なくhaz靭性および低温母材靭性に優れた厚鋼板
JP2003301236A (ja) 耐hic特性に優れた高強度鋼材
JP2018016890A (ja) 溶接熱影響部の靱性に優れたタンク用厚鋼板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130318

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140320

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160310

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170317

Year of fee payment: 8