KR20110011569A - 낙중 특성 및 모재 인성이 우수한 고강도 후강판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 후강판은, C: 0.1∼0.16%(「질량%」의 의미. 이하 같음), Si: 0.05∼0.5%, Mn: 0.9∼1.6%, Al: 0.01∼0.06%, Mo: 0.13∼0.3%, B: 0.0005∼0.002%를 각각 함유하는 외에, Cr: 0.3% 이하 및 V: 0.07% 이하의 적어도 한쪽을 함유하고, 또한 하기 수학식 1로 규정되는 F값이 3.20≤F값≤4.50의 관계를 만족함과 아울러, 2개의 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원상당 직경이 4㎛ 이하인 템퍼링 베이나이트 조직으로 이루어진다.
[수학식 1]
F값=9.4×[Mo]+8.1×[V]+4.7×[Cr]
단, [Mo], [V] 및 [Cr]은 각각 Mo, V 및 Cr의 함유량(질량%)을 나타낸다.
이러한 구성에 의해, 필요한 합금 원소의 함유량을 제어하는 것만으로, 양호한 낙중 특성 및 모재 인성을 확보할 수 있다.

Description

낙중 특성 및 모재 인성이 우수한 고강도 후강판{HIGH-STRENGTH STEEL PLATE EXCELLENT IN DROP WEIGHT PROPERTIES AND BASE STEEL TOUGHNESS}

본 발명은, 교량이나 고층 건조물, 선박, 탱크 등의 용접 구조물에 적용되는 후강판에 관한 것이고, 특히 낙중 특성과 같이 모재의 인성도 우수한 후강판에 관한 것이다.

담금질·템퍼링하여 이용되는 후강판(이하, 「QT 강판」이라고 부르는 경우가 있음)은, 고강도, 고인성을 가짐과 아울러, 양호한 용접성을 갖기 때문에, 종래부터 교량이나 고층 건조물, 선박, 탱크 등의 용접 구조물로서 널리 사용되어 왔다. 이러한 QT 강판은, 최근 용접 구조물의 대형화 설계에 따라, 보다 고강도(예컨대, 585MPa 이상)가 요구되는 경향이 있다.

후강판은 모재(강판)로서의 기본적인 인성이 양호한 것은 물론이고, 취성 파괴 특성의 지표인 낙중(落重) 특성도 우수할 필요가 있다. 그러나 고강도화, 후육화에 따라 이들 특성을 만족시키기 어려운 상황이다.

상기한 바와 같은 낙중 특성과 대각 입계 직경(결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정 입경) 사이에는 양호한 상관 관계가 있는 것이 알려져 있어, 낙중 특성을 개선하기 위해서는 대각 입계 직경의 미세화를 꾀하는 것이 유효하다는 것이 알려져 있다.

대각 입계 직경의 미세화에 관한 방법으로서는, 담금질 시의 오스테나이트립(γ립)의 미세화를 꾀하는 것이 가장 일반적이다. 이 방법은, 고온에서도 탄질화물을 생성하는 원소(예컨대, Nb나 Ti 등)의 첨가에 의해서, 그들의 탄질화물을 이용하여 γ립의 피닝을 행하여, 가열, 유지시의 γ립 성장을 억제하는 것이다.

이러한 방법에서는, γ립의 미세화에 따라, 파괴의 단위가 되는 변태 후의 패킷, 블록 크기도 잘게 되지만, 낙중 특성을 충분히 개선하기에 이를 정도로 미세화를 꾀할 수는 없다.

대각 입계 직경의 미세화에 관한 다른 방법으로서는, 담금질성을 높이는 것, 즉 변태의 구동력을 높이는 것에 의해, 변태후의 패킷이나 블록을 미세화하는 방법도 생각된다.

그러나, 최근의 대형 구조물의 수요 확대 때문에 요구되는 판두께가 늘어, 후물재(厚物材)에 있어서 담금질이 들어 간 미세한 조직을 얻기 위해서는, 합금 원소의 다량 첨가가 필요해져, 낙중 특성이 양호하게 되어도 모재 인성이 도리어 저하하는 경우가 있다.

낙중 특성을 양호하게 하는 기술로서, 예컨대 일본 특허공개 1986-276920호와 같은 기술도 제안되어 있다. 이 기술로서는, 소정의 화학 성분 조성을 갖는 고장력 강판에 대하여, Ar₃∼(Ar₃-60℃)의 온도역으로부터 400∼200℃의 임의의 온도까지 10℃/초 이상의 냉각 속도로 냉각함으로써, 상기 특성을 만족시키는 것이다.

이 기술은 판두께가 비교적 얇은 것을 상정한 것이며, 후강판에서는 10℃/초 이상의 냉각 속도를 확보하는 것은 곤란하여, 이러한 기술을 적용하여 후강판에서의 낙중 특성 및 모재 인성을 양호하게 하기 위한 기술로서 적용할 수는 없다. 이러하기 때문에, 필요한 합금 원소의 함유량을 제어하는 것만으로, 양호한 낙중 특성 및 모재 인성을 확보할 수 있는 후강판의 실현이 요망되고 있는 것이 실정이다.

본 발명은 이러한 상황에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 필요한 합금 원소의 함유량을 제어하는 것만으로, 양호한 낙중 특성 및 모재 인성을 확보할 수 있는 후강판을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명에 따른 후강판은, C: 0.1∼0.16%(「질량%」의 의미. 이하 같음), Si: 0.05∼0.5%, Mn: 0.9∼1.6%, Al: 0.01∼0.06%, Mo: 0.13∼0.3%, B: 0.0005∼0.002%를 각각 함유하는 외에, Cr: 0.3% 이하 및 V: 0.07% 이하 중 적어도 한쪽을 함유하고, 잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 하기 수학식 1로 규정되는 F값이 3.20≤F값≤4.50의 관계를 만족함과 아울러, 2개의 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원상당 직경이 4㎛ 이하인 템퍼링 베이나이트 조직으로 이루어진다.

단, [Mo], [V] 및 [Cr]은, 각기 Mo, V 및 Cr의 함유량(질량%)을 나타낸다.

본 발명에 있어서 「평균 원상당 직경」이란, 상기 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립에서, 동일 면적의 원으로 환산했을 때의 직경(원 상당 직경)의 평균치를 의미한다. 2개의 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때의 상기 결정립의 평균 원상당 직경을, 이하 「대각 입계 직경」이라고 약칭하는 경우가 있다.

본 발명의 후강판에는, 필요에 따라서 추가로 (a) Cu: 0.35% 이하, (b) Ni: 0.6% 이하, (c) Ca: 0.003% 이하 등을 함유시키는 것도 유용하며, 이러한 원소를 함유함으로써 그 종류에 응하여 후강판의 특성이 더욱 개선되게 된다.

본 발명에 의하면, 템퍼링 베이나이트로 이루어지는 강판에 있어서, 상기 수학식 1의 관계를 만족시키면서, 강판의 화학 성분 조성을 적절히 제어함으로써, 대각 입계 직경의 미세화를 꾀할 수 있기 때문에, 양호한 낙중 특성 및 모재 인성을 확보할 수 있는 후강판이 실현되었다.

도 1은 F값과 대각 입계 직경의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 대각 입계 직경과 무연성 천이 온도(Nil Ductility Transition Temperature; NDT)의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 발명자는, 소정의 강도, 모재 인성을 확보하기 위해서, 템퍼링 베이나이트로 이루어지는 강판에 주목하여, 그 강판에서의 낙중 특성 및 인성을 양호하게 하기 위한 수단에 대하여 다양한 각도로부터 검토했다. 우선 본 발명자는, 담금질 전에 오스테나이트립계에 고용 상태로 편석하기 쉬운 원소이며, 그 결과, 입계에서의 핵생성을 억제하여, 담금질성을 크게 증대시키는 원소로서 알려져 있는 B에 주목했다. 그러나 B는 Fe₂₃(CB)₆으로서 석출하는 것이 알려져 있어, B를 첨가하는 것만으로는, 석출에 의해 담금질 시의 고용 B량이 감소되어 버려, 적절한 효과를 발휘하지 않는 경우가 있음이 밝혀졌다. 즉, 이 B를 고용 상태로 존재시키는 것이 강재 조직의 미세화에는 중요하여, 상기 특성을 향상시키는 방향에서 작용시킨다고 생각되었다.

그래서 본 발명자는, 고용 B량을 증가시키는 것에 의해, 입계로부터의 알맹이 생성을 억제하여, 담금질성을 증가시켜, 미세 조직이 얻어지는 성분계를 광범위하고 상세하게 검토했다. 그 결과, 낙중 특성 및 모재 인성이 우수한 585MPa 이상의 후강판이 실현되는 성분계를 알아내어, 본 발명을 완성했다. 이하, 본 발명이 완성된 경위에 따라, 본 발명의 작용 효과에 대하여 설명한다.

본 발명에서는, 화학 성분 조성을 적절히 제어함과 아울러, Mo, V, Cr 등의 원소 함유량에 의해서 하기 수학식 1로 규정되는 F값이, 3.20≤F값≤4.50의 관계를 만족시키는 것이 필요하다.

[수학식 1]

F값= 9.4×[Mo]+8.1×[V]+4.7×[Cr]

단, [Mo], [V] 및 [Cr]은 각각 Mo, V 및 Cr의 함유량(질량%)을 나타낸다.

Mo, V 및 Cr은 탄화물 생성능이 강한 원소이며, 이들 원소를 소정량 함유시키는 것에 의해, 강중의 C를 포착하여 B의 석출을 억제함으로써, B의 고용량을 증가시켜, B에 의한 미세화 효과를 최대한으로 발휘시킬 수 있다. 이러한 관점에서, 하기 수학식 1로 규정되는 F값을 3.20 이상으로 할 필요가 있다.

상기 탄화물 생성 원소의 함유량이 과잉이 되면, 도리어 모재 인성이 저하되게 된다. 담금질 시에 입내에 생성되는 세멘타이트는, 모재 인성에의 악영향은 적다고 되어 있지만, 상기 탄화물 생성 원소의 함유량이 과잉이 되면, 템퍼링 시에 상기 원소의 탄화물이 세멘타이트를 대신할 때에, 그들의 탄화물이 입계 상에 석출하는 때문에, 파괴의 기점이 되어, 인성의 저하를 생기게 하는 것으로 생각된다. 이러한 상황은, 상기 F값이 4.50을 넘는 경우에 생기기 때문에, 상기 F값은 4.50 이하로 할 필요가 있다.

상기 수학식 1은, B의 석출을 억제하는 원소인 Mo, V 및 Cr의 항목에 의해서 규정되는 것이다. 이 식은, 세로축에 대각 입계 직경, 가로축에 각 원소의 함유량을 들었을 때에, 각 원소 함유량에 대한 대각 입계 직경의 감소량(즉 「기울기 」)으로부터, 각 원소의 효과를 나타내는 계수를 계산함으로써 구해진 것이다. 또한, 상기 F값을 규정하는 원소 중, V 및 Cr에 관해서는, 동효 원소에 상당하는 것으로, 상기 수학식 1로 규정하는 F값이 소정의 범위 내가 되는 한, V 및 Cr의 적어도 어느 하나가 포함되어 있으면, 본 발명의 효과가 달성된다. 따라서, 상기 수학식 1에는, 필요에 따라서 함유되는 원소도 포함되는 것으로 되지만(V 또는 Cr), 어느 것인가의 원소를 포함하지 않을 때에는, 그 항목이 없는 것으로 하여 F값을 계산하고, 어느 것인가의 원소를 포함할 때에는, 상기 수학식 1로부터 F값을 계산하면 좋다.

상기 수학식 1로 규정하는 F값을 적절한 범위로 제어함으로써, 기본적으로 강재의 조직 미세화가 꾀해져, 우수한 낙중 특성 및 모재 인성이 실현되는 것이지만, 상기 수학식 1에 관련되는 각 원소 함유량에 관해서도 적절한 범위가 있다. 이러한 관점에서, 각 원소(Mo, V, Cr, B)의 함유량은 하기와 같이 조정해야 한다.

[Mo: 0.13∼0.3%]

Mo는, 상기 F값을 3.20 이상으로 될 수 있는 한 확보하기 위해서(즉, B의 석출 억제를 위해), 0.13% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나 Mo 함유량이 과잉이 되면 용접성을 손상하기 때문에, 0.3% 이하로 할 필요가 있다. 한편, Mo 함유량의 바람직한 하한은 0.2% 정도이다.

[Cr: 0.3% 이하 및/또는 V: 0.07% 이하]

Mo 함유량의 상한과의 관계로부터, Mo 단독으로 상기 F값을 만족하는 것은 곤란하기 때문에, Mo와 같은 효과를 발휘하는 원소로서 Cr이나 V를 함유시킨다. 상기의 효과를 발휘시키기 위해서, 적어도 어느 것인가를 상기 F값을 만족하도록 함유시키면 좋지만, 어느 것이나 상기 범위를 넘어 과잉으로 함유되면 용접성을 저해하게 되기 때문에, 상기한 바와 같이 함유량을 적절히 조정해야 한다. 한편, Cr 함유량의 바람직한 범위는 0.2∼0.3% 정도이며, V 함유량의 바람직한 범위는 0.015∼0.030% 정도이다.

[B: 0.0005∼0.002%]

B에 의한 담금질성 증대 효과를 발휘시키기 위해서는, 그 함유량은 적어도 0.0005% 이상을 확보해야 한다. 그러나 B 함유량이 과잉이 되면 용접성을 저해하게 되기 때문에, 0.002% 이하로 할 필요가 있다. 한편, B 함유량의 바람직한 상한은 0.0015% 정도이다.

상기 수학식 1로 규정하는 F값을 적절한 범위로 제어함으로써, 기본적으로 강판의 조직 미세화를 꾀할 수 있는 것이지만, 이러한 강판으로서는, 2개의 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원상당 직경이 4㎛ 이하의 것이 된다. 한편, 상기 「방위차(결정 방위차)」는, 「어긋남 각도」 또는 「경각」이라고도 부르고 있는 것으로, 방위차를 측정하기 위해서는, 후술하는 실시예에서 나타낸 바와 같이, EBSP법(Electron Backscattering Pattern법)을 채용하면 좋다.

다음으로 본 발명의 후강판(모재)에 있어서의 기본 성분 조성에 대하여 설명한다. 본 발명의 후강판은, 그 화학 성분 조성이 상기 수학식 1로 규정되는 F값이 소정의 범위 내에 있더라도, 각기의 화학 성분(원소)의 함유량이 적정 범위 내부에 없으면, 우수한 기계적 특성을 달성할 수 없다. 따라서, 본 발명의 후강판에서는 적정량의 Mo, Cr 및 V로 규정되는 F값[상기 수학식 1]이 소정의 범위로 제어되는 것에 더하여, 각 화학 성분의 양이, 이하에 기재하는 바와 같은 적정 범위 내에 있는 것도 필요하다. 이들 성분의 범위 한정 이유는, 하기 대로이다.

[C: 0.1∼0.16%]

C는 강판의 담금질성을 향상시켜 강도를 확보하는 데에 있어서 중요한 원소이지만, 그 함유량이 과잉이 되면 용접성을 손상하기 때문에, 0.16% 이하로 할 필요가 있다. 용접성을 확보한다고 하는 관점에서 보아, C 함유량은 적을 수록 바람직하지만, O.1% 미만이 되면 담금질성이 도리어 저하되어, 강도를 확보할 수 없게 된다. C 함유량의 바람직한 하한은 0.11% 이며, 바람직한 상한은 0.14%이다.

[Si: 0.05∼0.5%]

Si는 강을 용제할 때에 탈산제로서 작용하여, 강의 강도를 상승시키는 효과를 발휘한다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Si 함유량은 0.05% 이상으로 할 필요가 있다. 그러나 Si 함유량이 과잉이 되면 용접성이 저하되기 때문에, 0.5% 이하로 할 필요가 있다. 한편, Si 함유량의 바람직한 하한은 0.15% 이며, 바람직한 상한은 0.35%이다.

[Mn: 0.9∼1.6%]

Mn은 강판의 강도를 높이는 효과를 발휘하는 원소이다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Mn은 0.9% 이상 함유시킬 필요가 있다. 바람직하게는 1.4% 이상이다. 그러나 Mn 함유량이 1.6%를 넘어 과잉으로 함유되면 용접성이 손상되게 된다.

[Al: 0.01∼0.06%]

Al은 탈산제로서 첨가되지만, 그 함유량이 0.01% 미만이면 충분한 효과가 발휘되지 않고, 0.06%를 넘어 과잉으로 함유되면, 강판에 있어서의 청정성이 저해되게 된다. Al 함유량에 바람직한 하한은 0.04%이다.

본 발명에서 규정하는 함유 원소는 상기한 바와 같고, 잔부는 철 및 불가피적 불순물 이며, 상기 불가피적 불순물로서, 원료, 자재, 제조 설비 등의 상황에 따라 지니고 들어가게 되는 원소(예컨대, P, S, N, Sn, As, Pb 등)의 혼입이 허용될 수 있다. 이들 불순물 중, P, S, N에 관해서는, 하기와 같이 억제하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 후강판에는, 필요에 따라서 추가로 (a) Cu: 0.35% 이하, (b) Ni: 0.6% 이하 등을 함유시키는 것도 유용하며, 이러한 원소를 함유함으로써 그 종류에 응하여 후강판의 특성이 더욱 개선되게 된다.

[P: 0.02% 이하]

불순물 원소인 P는 입계에 편석하여 템퍼링 취화를 야기하는 원소이기 때문에, 그 양은 될 수 있는 한 적은 것이 바람직하다. 모재 인성을 확보한다는 관점에서, P 함유량은 0.02% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01% 이하로 한다. 그러나, 공업적으로 강중의 P를 0%로 하는 것은 곤란하다.

[S: 0.01% 이하]

S는 강판 중의 합금 원소와 여러 가지 개재물을 형성하는 불순물이며, 그 양이 될 수 있는 한 적은 것이 바람직하다. 연성, 인성을 확보한다고 하는 관점에서, S 함유량은 O.01% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.002% 이하로 한다. 그러나, 공업적으로 강중의 S를 0%로 하는 것은 곤란하다.

[N: 0.01% 이하]

N은 과잉으로 함유하면 고용 N량이 늘어, 모재, HAZ(용접 열영향부) 인성을 열화시키기 때문에, N 함유량은 0.01% 이하로 억제하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.006% 이하로 한다. 그러나, 공업적으로 강중의 N을 0%로 하는 것은 곤란하다.

[Cu: 0.35% 이하]

Cu는 강도 상승에 유효한 원소이지만, 그 함유량이 과잉이 되면, 열간 가공 시에 균열이 발생하기 쉽게 되고, 또한 용접성을 손상시키게도 되기 때문에, 0.35% 이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, Cu에 의한 효과를 유효하게 발휘시키기 위한 바람직한 범위는 0.10∼0.20%이다.

[Ni: 0.6% 이하]

Ni는 강판과 인성의 양방을 높이는 데 유효하게 작용하는 원소이지만, 그 함유량이 과잉이 되면 용접성을 손상시키게 되기 때문에, 0.6% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, Ni는 0.3∼0.5%의 범위로 함유시키는 것이 바람직하다.

[Ca: 0.003% 이하]

Ca는, 개재물의 제어에 의해 강판의 인성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 그러나, Ca 함유량이 과잉이 되면 강중 개재물이 증가하여, 강판의 인성이나 이음새 성능을 손상시키기 때문에 O.003% 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 후강판은 템퍼링 베이나이트 조직으로 이루어지는 것이지만, 오스테나이트 상태로 냉각을 하는 것에 의해 과냉 상태로 되어, 베이나이트 조직으로 할 수 있고, 이것을 템퍼링함으로써, 템퍼링 베이나이트를 주체로 하는 조직으로 할 수 있다.

본 발명의 후강판을 제조하기 위해서는, 상기 성분 조성을 만족시키는 용강을 이용하여, 통상의 조건(압연 온도, 압하율, 담금질 온도, 템퍼링 온도)에 따라서 QT 강판으로 하면 좋다. 이 때, B의 석출을 보다 억제한다고 하는 관점에서, 강판을 880℃ 이상의 온도로 담금질을 실시하는 것이 바람직하다.

본 발명은 후강판에 관한 것으로, 상기 분야에 있어서 후강판이란, JIS에서 정의된 바와 같이, 일반적으로 판두께가 3.0mm 이상인 것을 가리킨다. 그러나, 본 발명에서 대상으로 하는 후강판의 판두께는, 바람직하게는 80mm 이상, 보다 바람직하게는 90mm 이상이다. 즉, 본 발명에서는, 판두께가 큰 강판이더라도, 양호한 낙중 특성과 모재 인성을 나타내는 것으로 된다. 이렇게 하여 얻어지는 본 발명의 후강판은, 예컨대 교량이나 고층 건조물, 선박, 탱크 등의 구조물의 재료로서 사용할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 하기실시예는 본 발명을 한정하는 성질의 것이 아니라, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위로 적당히 변경하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 어느 것이나 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

하기 표 1에 나타내는 조성의 강을, 통상의 용제법에 의해서 용제하고, 이 용강을 냉각하여 슬래브(단면 형상: 210mm×150mm)로 한 후, 1100℃로 가열하여 열간 압연을 행하여, 판두께: 90mm의 열간 압연판으로 하고, 930℃로 가열하여 담금질(Q)하고, 650℃로 가열하고 템퍼링(T)하여 후강판(QT 강판)을 제조했다.

상기와 같이 하여 수득된 각 강판을 이용하여, 모재의 강도(TS), 낙중 특성(무연성 천이 온도 NDT) 및 모재 인성(vE_-30)을 하기의 각 방법에 의해서 평가했다. 이들 결과를, F값과 함께 하기 표 2에 나타낸다. 한편, 어느 평가에 있어서도, 시험편의 채취 위치는, 판두께 전체의 대표 위치로서의 t(t: 판두께)/4 부위의 위치로 했다.

[평균 대각 입계 직경의 측정]

강판의 t(t: 판두께)/4 부위에 있어서의 강판의 압연 방향에 평행한 단면에 있어서, FE-SEM-EBSP(전자 방출형 주사 전자 현미경을 이용한 전자 후방 산란 회절상법)에 의해서 대각 입계 직경을 측정했다. 구체적으로는, Tex SEM Laboratries사의 EBSP 장치(상품명: 「OIM」)를 FE-SEM과 조합하여 이용하여, 경각(결정 방위차)이 15° 이상인 경계를 결정립계로 하여 대각 입계 직경을 측정했다. 이 때의 측정 조건은, 측정 영역: 200×200(㎛²), 측정 스텝: 0.5㎛ 간격으로 하고, 측정 방향의 신뢰성을 나타내는 신뢰 지수(Confidence Index)가 O.1보다도 작은 측정점은 해석 대상으로부터 제외했다. 이렇게 하여 구해지는 대각 입계 직경의 평균치를 산출하여, 본 발명에 있어서의 「대각 입계 직경(평균 원상당 직경)」이라고 했다. 한편, 대각 입계 직경이 1.O㎛ 이하인 것에 관해서는, 측정 노이즈라고 판단하여, 평균치 계산의 대상으로부터 제외했다.

[인장 시험]

각 강판의 t(t: 판두께)/4 부위로부터, 압연 방향에 대하여 직각의 방향에 ASTM A370-05(0.500-in. Round specimen)의 시험편을 채취하여, ASTM A370-05의 요령으로 인장 시험을 행하여 인장 강도(TS)를 측정했다. 그리고, TS가 585MPa 이상인 것을 합격이라고 평가했다.

[모재 인성(충격 특성)의 평가]

각 강판의 t(t: 판두께)/4 부위로부터, 압연 방향에 대하여 직각의 방향에 ASTM A370-05의 시험편을 채취하여, 모재 인성을 평가했다. ASTM A370-05에 준거하여, -30℃에서 샤르피 충격 시험을 행하여 흡수 에너지(vE_-30)를 측정했다.

[낙중 특성의 평가]

ASTM E208에 준거하여, P-3의 시험편을 이용하여 무연성 천이 온도 NDT를 측정하여, 낙중 특성의 평가 기준으로 했다. NDT<-50℃를 합격으로 했다.

표 1, 2로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다(한편, 하기 No.는, 표 1, 2의 실험 No.를 나타낸다). No. 10∼21은, 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 예이며, 화학 성분 조성 및 F값이 적절히 제어되어 있어, 낙중 특성 및 모재 인성이 양호한 후강판이 얻어지고 있음을 알 수 있다.

이에 대하여, No. 1∼9는, 본 발명에서 규정하는 어느 것인가의 요건을 벗어나는 예이며, 적어도 낙중 특성이 뒤떨어져 있다. 이 중 No. 1∼6의 것은, F값이 본 발명에서 규정하는 하한에 미치지 않는 것으로, 결정립의 미세화를 꾀할 수 없어, 낙중 특성이 열화되어 있다. 또한 No. 7의 것은, B를 포함하지 않는 것으로, 결정립의 미세화를 꾀할 수 없어, 낙중 특성이 열화되어 있다. 또한, No. 8, 9의 것에서는, F값이 본 발명에서 규정하는 상한을 넘는 것으로, 결정립의 미세화가 꾀해져 낙중 특성은 양호하지만, 모재 인성이 열화되어 있다.

이들 결과에 근거하여, F값과 평균 대각 입계 직경의 관계를 도 1에, 평균 대각 입계 직경과 무연성 천이 온도(NDT)의 관계를 도 2에 나타낸다. 이 결과로부터 분명하듯이, F값을 3.20∼4.50의 범위로 제어함으로써, 대각 입계 직경의 미세화를 꾀할 수 있는 것, 및 대각 입계 직경의 미세화를 꾀함으로써 양호한 낙중 특성을 발휘할 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims (4)

1. C: 0.1∼0.16%(「질량%」의 의미. 이하 같음),
   Si: 0.05∼0.5%,
   Mn: 0.9∼1.6%,
   Al: 0.01∼0.06%,
   Mo: 0.13∼0.3%,
   B: 0.0005∼0.002%를 각각 함유하는 외에,
   Cr: 0.3% 이하 및 V: 0.07% 이하 중 적어도 한쪽을 함유하고,
   잔부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지며,
   또한 하기 수학식 1로 규정되는 F값이 3.20≤F값≤4.50의 관계를 만족함과 아울러,
   2개의 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원상당 직경이 4㎛ 이하인 템퍼링 베이나이트 조직으로 이루어지고,
   인장 강도가 585MPa 이상인 후강판.
   [수학식 1]
   F값=9.4×[Mo]+8.1×[V]+4.7×[Cr]
   단, [Mo], [V] 및 [Cr]은 각각 Mo, V 및 Cr의 함유량(질량%)을 나타낸다.
2. 제 1 항에 있어서,
   추가로 Cu: 0.35% 이하를 함유하는 후강판.
3. 제 1 항에 있어서,
   추가로 Ni: 0.6% 이하를 함유하는 후강판.
4. 제 1 항에 있어서,
   추가로 Ca: 0.003% 이하를 함유하는 후강판.
   

Images