KR20110117669A - Steel material excellent in fatigue crack progression resistance and corrosion resistance, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

질량%로, C : 0.01~0.14%, Si : 0.04~0.6%, Mn : 0.5~2.0%, P : 0.01% 이하, S : 0.003% 이하, Cu : 0.2% 미만, B : 0.0007%를 초과하고 0.005% 이하, Al : 0.05% 미만, N : 0.007% 이하, O : 0.003% 및 Sn : 0.03~0.50% 이하를 함유하며, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 또한, Cu/Sn비가 1 이하인 화학 조성을 가지며, 그리고, Bq치가 0.003 이하, Ceq치가 0.15∼0.35이고, 또한, 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수가 1평방mm당 5×104개 이하인 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재이다. 또한, Mo, V, Nb, Ni, Cr, Ti, Ca 및 Mg 중 1종 또는 2종 이상을 함유시켜도 된다.By mass%, C: 0.01 ~ 0.14%, Si: 0.04 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 2.0%, P: 0.01% or less, S: 0.003% or less, Cu: less than 0.2%, B: 0.0007% Less than 0.005%, less than 0.05% of Al, less than 0.007% of N, less than 0.003% of O and less than 0.03% to 0.50% of Sn; the remainder consists of Fe and impurities, and has a Cu / Sn ratio of 1 or less It has a composition, and the Bq value is 0.003 or less, Ceq value is 0.15 to 0.35, and the number of oxide crack propagation characteristics, characterized in that the number of oxides in the region within 2mm from the surface layer of 5 × 10 4 or less per square mm and It is a steel with excellent corrosion resistance. Moreover, you may contain 1 type, or 2 or more types of Mo, V, Nb, Ni, Cr, Ti, Ca, and Mg.

Description

내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재 및 그 제조 방법{STEEL MATERIAL EXCELLENT IN FATIGUE CRACK PROGRESSION RESISTANCE AND CORROSION RESISTANCE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}STEEL MATERIAL EXCELLENT IN FATIGUE CRACK PROGRESSION RESISTANCE AND CORROSION RESISTANCE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 선체, 토목 건설물, 건설 기계, 수압 철관, 해양 구조물, 라인 파이프 그 밖의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 요구되는 용접 구조물 등에 이용하는데 적합한 강재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to steel materials suitable for use in hulls, civil constructions, construction machinery, hydraulic steel pipes, offshore structures, line pipes and other welded structures requiring crack propagation characteristics and corrosion resistance.

최근, 용접 구조물이 대형화되는 경향이 현저해져 오고 있어, 고강도화 및 경량화가 요망되고 있다. 그러나, 고강도 강을 사용할 때에는 설계 응력이 상승하므로, 용접부로부터 피로 파괴가 발생하기 쉬워져, 그 개선이 중요한 문제가 되고 있다. 구조용 강재 등의 두꺼운 강판에서는, 일반적으로 용접 시공이 실시되므로, 용접부로부터 피로 균열이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 용접부로부터 발생, 진전되는 피로 균열을 강재로 체류시킬 수 있으면, 구조물의 피로 수명의 연장에 유효하다. 이 때문에, 피로 균열 진전 억제 효과를 갖는 강재가 여러 가지 제안되어 있다.In recent years, the tendency to enlarge a welded structure has become remarkable, and high strength and weight reduction are desired. However, when using high-strength steel, the design stress rises, so that fatigue breakage easily occurs from the welded portion, and the improvement is an important problem. In thick steel sheets, such as structural steel, welding is generally performed, and there is a possibility that fatigue cracking occurs from the welded portion. Therefore, it is effective for extending the fatigue life of the structure as long as the fatigue crack generated and developed from the welded portion can be retained in the steel. For this reason, various steel materials which have a fatigue crack growth suppression effect are proposed.

예를 들면, 특허 문헌 1에는, 동일한 온도이면 오스테나이트상보다 강도가 낮은 페라이트상을 활용함으로써, 고온 강도를 저하시켜, 용접 조인트 내의 용접 잔류 응력을 완화하는 기술이 제안되어 있다. 즉, 용접부에서는 용접 후에 급냉되므로, 오스테나이트 단상의 온도역이 넓고, 용접 금속의 열 수축에 따라, 높은 레벨의 잔류 응력이 발생한다. 그래서, 특허 문헌 1에 기재된 발명에서는, 강 중에 페라이트 생성 원소로서 Al을 0.5~2.0% 함유시켜 두고, 800~600℃의 온도 범위에서 페라이트를 생성시켜, 저강도의 페라이트를 소성 변형시킴으로써 잔류 응력을 완화하고 있다.For example, Patent Document 1 proposes a technique of reducing the high temperature strength and relieving the welding residual stress in the weld joint by utilizing a ferrite phase having a lower strength than the austenite phase at the same temperature. That is, in the weld part, since it is quenched after welding, the temperature range of the austenite single phase is wide, and a high level of residual stress is generated by the heat shrink of the weld metal. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, 0.5-2.0% of Al is contained in steel as a ferrite generating element, ferrite is produced in a temperature range of 800 to 600 ° C, and residual stress is reduced by plastic deformation of ferrite of low strength. It is easing.

또, 특허 문헌 2에는, 인장 강도 490~780MPa의 고장력 강판의 용접열 영향부(HAZ)의 조직을 베이나이트 주체로 하여, 오스테나이트 입계로부터 생성하는 입계 페라이트를 억제함으로써 피로 강도를 향상시키는 기술이 제안되어 있다. 이 기술에서는, 입계 페라이트의 생성을 억제하기 위해 B를 0.0005~0.01% 첨가하고, 또한 베이나이트와 마텐자이트를 포함한 조직 전체를 강화하기 위해, 탄소 당량(Ceq)의 한정을 형성하고 있다.In addition, Patent Document 2 discloses a technique for improving fatigue strength by suppressing grain boundary ferrite generated from austenite grain boundaries using the structure of the weld heat affected zone (HAZ) of high tensile strength steel sheets having a tensile strength of 490 to 780 MPa as the bainite. Proposed. In this technique, in order to suppress the formation of grain boundary ferrite, 0.0005 to 0.01% of B is added, and in order to strengthen the entire structure including bainite and martensite, a carbon equivalent (Ceq) is formed.

한편, 용접강 구조물은 해변 지역이나 융설염이 살포되는 지역 등, 비래 염분량이 많은 환경 하에서, 또한 조선 분야에서는 해수 비말 환경 하에서 사용되는 경우가 많다.On the other hand, welded steel structures are often used in environments with high salt content, such as beach areas and areas where snow melt is sprayed, and in sea water splash environments in shipbuilding.

일반적으로, 내후성 강재를 대기 부식 환경 중에 폭로하면, 그 표면에 보호성이 있는 녹층이 형성되어, 그 이후의 강재 부식이 억제된다. 그 때문에, 내후성 강재는, 도장하지 않고 그대로 사용할 수 있는 미니멈 메인터넌스 강재로서 교량 등의 구조물에 이용되고 있다.Generally, when weathering steel is exposed in an atmospheric corrosion environment, a protective rust layer is formed on the surface, and subsequent steel corrosion is suppressed. Therefore, weather resistant steel is used for structures, such as a bridge, as a minimum maintenance steel material which can be used as it is, without painting.

그러나, 해변 지역뿐만 아니라, 내륙부에서도 융설염이나 동결 방지제가 살포되는 지역과 같이 비래 염분량이 많은 지역에서는, 내후성 강재의 표면에 보호성이 있는 녹층이 형성되기 어려우므로, 부식을 억제하는 효과가 발휘되기 어렵다. 그 때문에, 이들 지역에서는, 그대로의 내후성 강재를 이용할 수 없으며, 보통 강에 도장을 실시하여 사용하는 보통 강의 도장 사용이 일반적이다. 그러나, 이러한 보통 강의 도장 사용의 경우에는, 부식에 의한 도막 열화 때문에 약 10년마다 재도장할 필요가 있으며, 그 때문에 유지 관리에 요하는 비용은 막대한 것이 된다.However, not only the beach area but also the inland area where the salt content is high, such as the area where snow salts and cryoprotectants are sprayed, protective rust layer is hard to form on the surface of weathering steel, so the effect of suppressing corrosion is exhibited. It's hard to be. Therefore, it is not possible to use the weather resistant steel as it is in these areas, and the use of the coating of ordinary steel which coats and uses ordinary steel is common. However, in the case of the use of the coating of ordinary steel, it is necessary to repaint every ten years because of the deterioration of the coating film due to corrosion, and the cost for maintenance is enormous.

최근, 일본 공업 규격(JIS)으로 규격화된 내후성 강(JIS G 3114 : 용접 구조용 내후성 열간 압연 강재)은, 비래 염분량이 NaCl로서 0.05mg/dm2/day(0.05mdd) 이상인 지역, 예를 들면 해변 지역에서는, 비늘형상 녹이나 층형상 녹 등의 발생에 의해 부식 감량이 크므로, 무도장에서는 사용할 수 없게 되어 있다(건설성 토목 연구소, (사) 강재 구락부, (사) 일본 교량 건설 협회 : 내후성 강의 교량으로의 적용에 관한 공동 연구 보고서(XX) -무도장 내후성 교량의 설계·시공 요령(개정판-1993. 3) 참조).In recent years, weather resistant steel (JIS G 3114: weather resistant hot rolled steel for welded structures), which has been standardized to Japanese Industrial Standards (JIS), has an aliphatic salt content of NaCl as 0.05 mg / dm 2 / day (0.05mdd) or more, for example, beaches. In the area, corrosion loss is large due to scale rust and layer rust, so it cannot be used in the unpainted ground (Construction Civil Engineering Research Institute, Steel Club, Japan Bridge Construction Association: Weatherproof Steel Joint Research Report on Application to Bridges (XX)-See Design and Construction of Unpainted Weathering Bridges (Rev. 1993.3).

이와 같이, 해변 지역 등의 염분이 많은 환경 하에서는, 통상 보통 강재에 도장을 행하여 대처하고 있다. 그러나, 하구 부근의 해변 지역이나 융설염을 살포하는 산간부 등의 도로에 건설되는 교량은 부식이 현저하여, 재도장하지 않을 수 없는 것이 현재 실정이다. 이들 재도장에는 막대한 공정수가 필요하므로, 무도장에서 사용할 수 있는 강재로의 요망이 강하다.As described above, in a salty environment such as a beach area, the steel is usually coated and coped. However, it is presently present that bridges built on roads such as beach areas near estuaries and mountain roads spraying snow melt are markedly corroded and must be repainted. Since these repaints require enormous process water, there is a strong demand for steel materials that can be used in unpainted coatings.

최근, Ni를 1~3% 정도 첨가한 Ni계 고내후성 강이 개발되었다. 그러나, 비래 염분량이 0.3~0.4mdd를 초과하는 지역에서는, 이러한 Ni 첨가만으로는, 무도장으로 사용할 수 있는 강재로의 적용이 어려운 것이 판명되어 왔다.Recently, Ni-based highly weather resistant steels with Ni added in amounts of about 1 to 3% have been developed. However, in areas where the salt content exceeds 0.3 to 0.4mdd, it has proved difficult to apply to steel materials which can be used for unpainting only with such Ni addition.

강재의 부식은, 비래 염분량이 많아짐에 따라 심해지므로, 내식성과 경제성의 관점에서는, 비래 염분량에 따른 내후성 강재가 필요해진다. 또, 교량이라고 해도, 사용되는 장소나 부위에 따라 강재의 부식 환경은 동일하지 않다. 예를 들면, 횡목 외부에서는, 강우, 결로수 및 일조에 노출된다. 한편, 횡목 내부에서는, 결로수에 노출되지만 비를 맞지는 않는다. 일반적으로, 비래 염분량이 많은 환경에서는, 횡목 외부보다 횡목 내부 쪽이 부식이 심하다고 말해지고 있다.Corrosion of steel materials is intensified as the amount of fly salt increases, and therefore, from the viewpoint of corrosion resistance and economical efficiency, weather resistant steels according to the amount of fly salt are required. Moreover, even if it is a bridge, the corrosion environment of steel materials is not the same according to the place and site | part used. For example, outside the trees, they are exposed to rainfall, condensation and sunlight. On the other hand, inside the tree tree, it is exposed to condensation water but does not encounter rain. In general, it is said that in the environment where the amount of salt in the air is high, the inner side of the tree is more corrosive than the outside of the tree.

또, 융설염이나 동결 방지제를 도로에 살포하는 환경에서는, 그 염이 주행 중인 차에 감겨 올라가, 도로를 지지하는 교량에 부착되므로, 심한 부식 환경이 된다. 또한, 해안으로부터 조금 떨어진 처마 밑 등도 심한 염해 환경에 노출되어, 이러한 지역에서는, 비래 염분량이 1mdd 이상인 심한 부식 환경이 된다. In addition, in an environment in which a snow melting salt or a cryoprotectant is sprayed on a road, the salt is wound up on a running car and adhered to a bridge supporting the road, resulting in a severe corrosion environment. In addition, even under the eaves slightly away from the coast, it is exposed to a severe salty environment, and in such a region, it becomes a severe corrosive environment with a salt content of 1mdd or more.

이러한 문제에 대응하기 위해, 비래 염분량이 많은 환경에서의 부식을 방지하는 강재의 개발이 종래부터 진행되고 있다.In order to cope with such a problem, the development of the steel which prevents corrosion in the environment where abundant salt content is high has conventionally progressed.

예를 들면, 특허 문헌 3에는 크롬(Cr)의 함유량을 증가시킨 내후성 강재가 제안되고, 그리고, 특허 문헌 4에는 니켈(Ni) 함유량을 증가시킨 내후성 강재가 제안되어 있다.For example, Patent Document 3 proposes a weather resistant steel having increased chromium (Cr) content, and Patent Document 4 proposes a weather resistant steel having increased nickel (Ni) content.

일본국 특허공개 2004-211150호 공보Japanese Patent Publication No. 2004-211150 일본국 특허공개 2003-171731호 공보Japanese Patent Publication No. 2003-171731 일본국 특허공개 평9-176790호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 9-176790 일본국 특허공개 평5-118011호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 5-118011

그러나, 상기의 제안된 피로 균열 진전 억제 효과를 갖는 강재 및 내식성을 갖는 강재는, 다음과 같이, 문제점을 갖는다.However, the steel materials having the proposed fatigue crack growth inhibiting effect and the steel materials having corrosion resistance have problems as follows.

특허 문헌 1에서 제안된 기술은, 페라이트상을 보다 넓은 온도 범위에서 존재시키기 위해 고농도의 Al 첨가를 필수 요건으로 하고 있다. 그러나, Al은, 페라이트상 생성에 기여하지만, 구조용 강재에 요구되는 기본적 특성의 하나인 인성을 현저하게 저하시키는 원소이다. 이 때문에, 이 기술에 의하면, 용접부의 잔류 응력을 억제하여, 피로 강도의 향상을 기대할 수 있다고는 하지만, 정적 부하에 대한 인성 그 자체가 부족하게 된다. 구조 재료의 형상·치수의 설계는, 피로 강도의 관점에서뿐만 아니라, 정적 부하에 대한 취성 파괴 방지의 관점에서도 행해질 필요가 있으며, 특허 문헌 1에서 제안된 기술에서는, 강도 건전성(健全性)을 밸런스 좋게 향상시킬 수 없다.The technique proposed in Patent Literature 1 makes a high concentration of Al addition essential for the ferrite phase to exist in a wider temperature range. However, Al contributes to the formation of the ferrite phase, but is an element that significantly lowers toughness, which is one of the basic characteristics required for structural steel materials. For this reason, according to this technique, although the residual stress of a weld part can be suppressed and a fatigue strength improvement can be expected, the toughness itself with respect to a static load falls short. The design of the shape and dimensions of the structural material needs to be carried out not only from the viewpoint of fatigue strength, but also from the standpoint of preventing brittle fracture against static load. In the technique proposed in Patent Literature 1, the strength and health are balanced well. Can't improve

특허 문헌 2에서 제안된 기술에서는, 입계에 있어서 담금질성을 높여, 입계 페라이트를 효율적으로 억제할 수 있는 B를 첨가함으로써, 입계 페라이트의 생성을 억제하는 것으로 하고 있다. 그러나, B는, 용접열 영향부의 인성을 저하시키는 원소이므로, 그 사용에는 주의를 요한다. 용접 조인트부에 있어서는, 반복 하중에 대한 피로 특성뿐만 아니라, 정적 하중에 의한 취성 파괴를 방지하기 위해, 인성의 확보도 중요하다. 특히, 부재 치수의 대부분은, 후자의 인성으로 결정되어 있으며, 필요한 부분에 대해, 피로 파괴 방지를 확인하는 피로 조사가 행해지고 있는 현재 상황의 피로 설계 체계에 있어서는, 피로 특성과 동일하게 인성도 중요하다. 이 의미에 있어서, 용접 조건, 예를 들면 용접 입열이 변동된 경우도 생각하면, 입계 페라이트의 생성과 용접열 영향부 인성을 B의 첨가와 같은 수법만으로 양립시키는 것은 극히 곤란하다고 말할 수 있다.In the technique proposed in Patent Literature 2, the hardenability at the grain boundary is increased and the production of grain boundary ferrite is suppressed by adding B which can effectively suppress grain boundary ferrite. However, since B is an element which lowers the toughness of the weld heat affected zone, its use requires attention. In the weld joint part, not only the fatigue characteristics with respect to a cyclic load but also the toughness is important to prevent brittle fracture by a static load. In particular, the majority of the member dimensions are determined by the latter toughness, and toughness is also important in the fatigue design system of the present situation in which fatigue investigation for confirming the fatigue fracture prevention is performed on necessary parts. . In this sense, considering the case where the welding conditions, for example, the weld heat input is varied, it can be said that it is extremely difficult to achieve both the generation of grain boundary ferrite and the toughness of the weld heat affected portion only by the same method as the addition of B.

또, 상기 특허 문헌 3에서 제안된 크롬(Cr)의 함유량을 증가시킨 내후성 강재는, 어느 정도 이하의 비래 염분량의 영역에서는 내후성을 개선할 수 있지만, 그것을 초과하는 심한 염분 환경에서는 반대로 내후성을 열화시킨다.In addition, weather resistant steels having an increased content of chromium (Cr) proposed in Patent Document 3 can improve weather resistance in a region of a specific amount of fly salt, but deteriorate weather resistance in a severe salt environment exceeding that. .

상기 특허 문헌 4에서 제안된 니켈(Ni) 함유량을 증가시킨 내후성 강재의 경우, 내후성은 어느 정도 개선되지만, 강재 자체의 비용이 높아져, 교량 등의 용도에 사용되는 재료로서는 고가의 것이 된다. 이것을 피하기 위해, Ni 함유량을 적게 하면, 내후성은 그다지 개선되지 않으며, 비래 염분량이 많은 경우에는, 강재의 표면에 층형상의 박리 녹이 생성되고, 부식이 현저하여, 장기간의 사용에 견딜 수 없다는 문제가 생긴다.In the case of weather resistant steels in which the nickel (Ni) content proposed in the patent document 4 is increased, the weather resistance is improved to some extent, but the cost of the steel itself becomes high, and it is expensive as a material used for applications such as bridges. In order to avoid this, when the Ni content is small, the weather resistance is not improved so much, and when the salt content is large, layered peeling rust is formed on the surface of the steel, corrosion is remarkable, and there is a problem that it cannot endure long-term use. Occurs.

또한, 비래 염분량이 많은 환경 하에서 사용되는 용접강 구조물에서는 내도장 박리성이 큰 문제가 된다. 즉, 상기에 나타낸 바와 같이, 다량의 염화물이 비래하는 해안 환경이나, 융설제나 동결 방지제를 살포하는 환경에서는, 도장을 실시해도 도장이 조기에 박리되고, 또한 부식이 진행된다는 문제가 있어, 수년에서 십수년마다 도장을 다시 칠할 필요가 있다. 또, 도장을 다시 칠할 때에는 그 앞 공정으로서, 한 번 부식된 교량에 비계를 설치하여 재블라스트 처리를 실시할 필요가 있으므로 막대한 비용이 든다. 그리고, 재블라스트 처리를 실시해도 녹을 완전히 제거하는 것은 곤란한 바, 녹이 완전히 제거되어 있지 않은 강재 상에 재차 도장해도, 도장 수명이 현저하게 짧아진다. 내도장 박리성은 하지(下地)인 강재의 내식성을 포함시킨 특성에 의한 바도 크다. In addition, in the welded steel structure that is used in an environment where the salt content is high, coating coating peeling resistance is a big problem. That is, as shown above, in a coastal environment in which a large amount of chloride flows, or in an environment in which a snow melting agent or an antifreezing agent is sprayed, there is a problem that the coating is peeled off early and corrosion progresses. It is necessary to repaint every decade. Moreover, when repainting, it is necessary to provide a scaffolding to the bridge which once corroded, and to carry out the reblasting process, and it costs enormous cost. And since it is difficult to remove rust completely even if it carries out reblasting process, even if it coats again on the steel material from which rust was not removed completely, paint life becomes remarkably short. Coating resistance peelability is also large by the characteristic which included the corrosion resistance of the steel material which is a base.

따라서, 도장의 수명을 연장하여, 보수 도장 간격을 크게 연장시키는 것이 강하게 요망되고 있었다. 즉, 도장이 필요해지는 선박 분야나 교량 분야에 있어서도, 라이프 사이클 코스트의 미니멈화의 요구가 높아, 도장 수명을 연장하는 것은 교량의 라이프 사이클 매니지먼트를 생각하는데 있어서 매우 중요해진다. Therefore, it is strongly desired to extend the service life of the coating and to greatly extend the maintenance coating interval. In other words, even in the field of ships and bridges where painting is required, the demand for minimizing the life cycle cost is high, and extending the painting life becomes very important in considering the life cycle management of bridges.

본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, Al, B 등의 인성을 저해하는 원소를 다량으로 함유시키지 않고, 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a steel material having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance and a manufacturing method thereof without containing a large amount of elements that inhibit toughness such as Al and B. Doing.

여기에서, 상기의 내식성이란, 고염화물 환경에 있어서의 내식성(도장이 박리되지 않고 또한 도장 결함부에 있어서의 부식이 억제되어 내식성이 유지되는 것(내도장 박리성) 및 무도장 시의 내후성을 포함한다)을 의미한다. Here, the corrosion resistance includes corrosion resistance in a high chloride environment (the coating is not peeled off and the corrosion in the coating defect is suppressed to maintain the corrosion resistance (paint resistance) and weather resistance at the time of unpainting. Means).

본 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위해, 우선, 용접 조인트의 피로 특성과 강재 중에 존재하는 개재물의 청정도의 상관에 주목한 연구를 행하였지만, 강재 단면 전체의 청정도와 조인트 피로 특성의 사이에는 아무런 상관도 없는 것을 알 수 있었다. In order to achieve the above object, the present inventors first conducted a study paying attention to the correlation between the fatigue properties of weld joints and the cleanliness of inclusions present in steel materials. It did not matter.

그래서, 변위량이 많은 강재 표면에 주목하여, 더욱 상세하게 조사를 한 바, 조인트 피로 특성은, 강재 표면의 특성에 크게 의존하며, 그 청정도를 높임으로써 조인트 피로 특성이 향상되는 것이 판명되었다. 보다 구체적으로는, 개재물 분석을 강판 표면으로부터 판두께 방향으로 2mm 깊이까지의 영역에 한정하여 강판마다 청정도를 구하여, 조인트 피로 특성과의 상관을 조사한 바, 극히 강한 상관이 있는 것이 인정된 것이다. 이러한 상관이 인정되는 이유로서는, 강재 표면은, 변위량이 큼과 더불어, 피로 균열의 발단이 되기 쉬운 것을 생각할 수 있다.Therefore, paying attention to the steel surface with a large amount of displacement, and examining it in more detail, the joint fatigue characteristic largely depends on the characteristic of the steel surface, and it turned out that the joint fatigue characteristic improves by raising the cleanness. More specifically, when the inclusion analysis was limited to an area from the surface of the steel sheet to the depth of 2 mm in the plate thickness direction, the cleanliness was determined for each steel sheet, and the correlation with the joint fatigue characteristics was examined. As a reason for such a correlation being recognized, it can be considered that the steel surface has a large displacement amount and tends to cause fatigue cracking.

그런데, 개재물은, 경도가 높기 때문에, 고응력 하에서도 변형되는 일이 없다. 한편, 강재 표면은, 변위량이 크므로, 개재물과 소지(素地)의 조직 계면에서 균열이 발생하여, 피로 특성이 열화하는 것을 생각할 수 있다. 따라서, 개재물의 청정도가 문제가 되는 것은, 통상, 강재의 판두께 중심부인 경우가 많지만, 피로 특성에 관해서는, 강재 표면의 청정성이 문제가 되는 것이다.However, since the inclusions have high hardness, they do not deform even under high stress. On the other hand, since the displacement amount of the steel surface is large, it can be considered that cracking occurs at the interface between the inclusions and the substrate and the fatigue characteristics deteriorate. Therefore, although the cleanliness of an interference | inclusion generally becomes a sheet thickness center part of steel materials, the cleanliness of steel surface becomes a problem regarding fatigue characteristics.

한편, 본 발명자들은, 비래 염분량이 많은 환경에서의 부식에 대해 검토한 결과, 이러한 환경 하에서는, FeCl3 용액의 건습 반복이 부식의 본질적인 조건이 되며, Fe3+의 가수분해에 의해 pH가 저하한 상태로, 또한 Fe3+가 산화제로서 작용함으로써 부식이 가속되는 것을 알아내었다.On the other hand, the present inventors examined corrosion in an environment having a large amount of salt, and as a result, in such an environment, repeated wet and dry of the FeCl 3 solution became an essential condition of corrosion, and the pH was lowered by the hydrolysis of Fe 3+ . In the state, it was also found that the corrosion is accelerated by Fe 3+ acting as an oxidant.

이 때의 부식 반응은, 이하에 나타낸 바와 같다.The corrosion reaction at this time is as showing below.

캐소드 반응으로서는, 주로, 다음의 반응이 일어난다.As a cathode reaction, the following reaction mainly occurs.

Fe3++e-→Fe2+(Fe3+의 환원 반응) Fe 3+ + e - → Fe 2+ ( reduction of the Fe 3+)

그리고, 이 반응 이외에도, 다음의 캐소드 반응도 병발한다.In addition to this reaction, the following cathode reaction is also combined.

2H2O+O2+2e-→4OH-, 2H 2 O + O 2 + 2e - → 4OH -,

2H++2e-→H2 2H + + 2e - → H 2

한편, 상기의 Fe3+의 환원 반응에 대해, 다음의 애노드 반응이 일어난다.On the other hand, the following anode reaction occurs with respect to the reduction reaction of Fe 3+ .

애노드 반응 : Fe→Fe2++2e-(Fe의 용해 반응)The anode reaction: Fe → Fe 2+ + 2e - (Fe dissolution of the reaction)

따라서, 부식의 총괄 반응은, 다음의 (1) 식과 같다.Therefore, the overall reaction of corrosion is as follows (1) Formula.

2Fe3++Fe→3Fe2+……(1) 식2Fe 3+ + Fe → 3Fe 2+ ... … (1) expression

상기 (1) 식의 반응에 의해 생성한 Fe2+는, 공기 산화에 의해 Fe3+로 산화되고, 생성된 Fe3+는 다시 산화제로서 작용하여, 부식을 가속한다. 이 때, Fe2+의 공기 산화의 반응 속도는 저pH 환경에서는 일반적으로 느리지만, 농후 염화물 용액 중에서는 가속되어, Fe3+가 생성되기 쉬워진다. 이러한 주기적인 반응 때문에, 비래 염분량이 매우 많은 환경에서는, Fe3+가 항상 계속 공급되어, 강의 부식이 가속되어, 내식성이 현저하게 열화하게 되는 것이 판명되었다.Fe 2+ produced by the reaction of the above formula (1) is oxidized to Fe 3+ by air oxidation, and the generated Fe 3+ acts as an oxidant again to accelerate corrosion. At this time, the reaction rate of air oxidation of Fe 2+ is generally slow in a low pH environment, but is accelerated in a rich chloride solution, and Fe 3+ is easily generated. Because of this cyclic reaction, it has been found that in an environment where the amount of salt in the air is very high, Fe 3+ is continuously supplied all the time, and the corrosion of the steel is accelerated to significantly deteriorate the corrosion resistance.

본 발명자들은, 이러한 염분 환경에 있어서의 부식의 메커니즘을 기초로, 여러 가지 합금 원소의 내후성으로의 영향에 대해 검토한 결과, 하기의 (a)~(c)에 나타낸 지견을 얻었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors acquired the knowledge shown to the following (a)-(c) as a result of examining the influence on the weather resistance of various alloy elements based on the mechanism of corrosion in such a salt environment.

(a) Sn은, Sn2+로서 용해되고, 2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+인 반응에 의해 Fe3+의 농도를 저하시킴으로써, (1) 식의 반응을 억제한다. Sn에는, 또한 애노드 용해를 억제한다는 작용도 있다.(a) Sn is dissolved as Sn 2+ , and the reaction of formula (1) is suppressed by decreasing the concentration of Fe 3+ by the reaction of 2Fe 3+ + Sn 2+ → 2Fe 2+ + Sn 4+ . . Sn also has the effect of suppressing anode dissolution.

(b) Cu는, 종래로부터 비래 염분량이 많은 환경에서 내식성 개선 효과의 기본으로 되어 있었던 원소이며, 비교적 습윤 시간이 긴 환경에서 내식성 개선 효과는 보인다. 그러나, 염화물 농도가 더욱 커지고, 국부적으로 pH가 내려가는 환경, 예를 들면 염분이 부착되고, 습도가 변화함으로써 건습이 반복되며, β-FeOOH가 생성되는 비교적 드라이한 환경에서는, Cu는 오히려 부식을 촉진하는 것이 판명되었다.(b) Cu is an element which has conventionally been the basis of the corrosion resistance improvement effect in an environment with a large amount of salt, and shows an improvement in corrosion resistance in an environment with a relatively long wet time. However, in environments with higher chloride concentrations, locally lowering pH, for example, salt deposits, humidity changes as humidity changes, and in relatively dry environments where β-FeOOH is produced, Cu rather promotes corrosion. It turned out to be.

(c) 이와 같이, Sn을 적극적으로 함유시키고 또한 Cu의 함유량을 억제한 강재는, 높은 내식성을 기대할 수 있다. 또한 내식성이 높기 때문에, 강재에 도장을 행해도, 강재의 부식에 기인하는 도장의 박리가 적어 도장 결함부의 부식을 억제하는 한편, 도막에 의한 방식 효과도 기대할 수 있으므로, 도장을 한 경우에는, 보다 한층 더 내식성의 효과를 기대할 수 있다. 따라서, 내식성 외에, 도장의 수명을 연장화할 수 있으며, 보수 도장 간격을 크게 연장시키는 작용도 갖는다. 특히, 선박 분야나 교량 분야에 있어서의 내도장 박리성의 개선에 있어서, 효과를 발휘한다.(c) Thus, the steel material which contains Sn actively and suppressed Cu content can expect high corrosion resistance. Moreover, since corrosion resistance is high, even if it coats steel materials, since the peeling of the coating resulting from corrosion of steel materials is few, the corrosion of a coating defect part can be suppressed, and the anticorrosive effect by a coating film can also be expected. The effect of corrosion resistance can be expected further. Therefore, in addition to corrosion resistance, the service life of the coating can be extended, and the maintenance coating interval can be extended significantly. In particular, it is effective in the improvement of the coating peelability in the ship field or the bridge field.

본 발명은, 이러한 지견에 의거하여 완성된 것이며, 그 요지는, 하기의 (1)~(6)에 나타낸 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재, 및, 하기의 (7) 및 (8)에 나타낸 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재의 제조 방법에 있다.This invention is completed based on this knowledge, The summary is the steel material excellent in the fatigue fatigue crack growth characteristics and corrosion resistance shown to following (1)-(6), and following (7) and (8) The fatigue resistance crack growth characteristics and corrosion resistance shown in the manufacturing method of steel materials are shown.

(1) 질량%로, C : 0.01~0.14%, Si : 0.04~0.6%, Mn : 0.5~2.0%, P : 0.01% 이하, S : 0.003% 이하, Cu : 0.2% 미만, B : 0.0007%를 초과하고 0.005% 이하, Al : 0.05% 미만, N : 0.007% 이하, O : 0.003% 및 Sn : 0.03~0.50% 이하를 함유하며, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 또한, Cu/Sn비가 1 이하인 화학 조성을 가지며, 그리고, 하기 (1) 식으로부터 구해지는 Bq치가 0.003 이하, 하기 (2) 식으로부터 구해지는 Ceq치가 0.15∼0.35이고, 또한, 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수가 1평방mm당 5×104개 이하인 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재. (1) In mass%, C: 0.01 to 0.14%, Si: 0.04 to 0.6%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.01% or less, S: 0.003% or less, Cu: less than 0.2%, B: 0.0007% More than 0.005%, Al: less than 0.05%, N: 0.007% or less, O: 0.003% and Sn: 0.03 to 0.50% or less, and the balance is made of Fe and impurities, and the Cu / Sn ratio It has a chemical composition of 1 or less, and the Bq value obtained from the following formula (1) is 0.003 or less, the Ceq value obtained from the following formula (2) is 0.15 to 0.35, and the number of oxides in the region within 2 mm from the surface layer is 1 Steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, characterized by less than 5 × 10 4 pieces per square mm.

Figure pct00001
Figure pct00001

단, 상기 식 중의 각 원소 기호는, 각 원소의 함유량(질량%)을 의미한다. 또한, 각 원소의 함유량이 불순물 레벨인 경우에는 0(제로)을 대입하는 것으로 한다.However, each element symbol in the said formula means content (mass%) of each element. In addition, when content of each element is an impurity level, 0 (zero) shall substitute.

(2) 또한, 질량%로, Mo : 1.0% 이하, V : 0.1% 이하 및 Nb : 0.1% 이하로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.(2) In addition, the fatigue fatigue crack growth characteristics according to the above (1), wherein the mass% contains at least one element selected from Mo: 1.0% or less, V: 0.1% or less and Nb: 0.1% or less. And steel having excellent corrosion resistance.

(3) 또한, 질량%로, Ni : 1.5% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.(3) Furthermore, the steel material which is excellent in the crack propagation characteristics and corrosion resistance of said (1) or (2) characterized by containing 1.5% or less of Ni by mass%.

(4) 또한, 질량%로, Cr : 1.2% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.(4) Further, the steel is excellent in crack propagation characteristics and corrosion resistance in any of the above (1) to (3), wherein the mass% contains Cr: 1.2% or less.

(5) 또한, 질량%로, Ti : 0.05% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.(5) In addition, the steel material excellent in crack propagation characteristics and corrosion resistance in any of the above (1) to (4), wherein the mass% contains 0.05% of Ti or less.

(6) 또한, 질량%로, Ca : 0.003% 이하 및 Mg : 0.003% 이하의 한쪽 또는 양쪽을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)∼(5) 중 어느 하나의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.(6) Further, the fatigue propagation cracking resistance and corrosion resistance of any one of (1) to (5) above, wherein the mass% contains one or both of Ca: 0.003% or less and Mg: 0.003% or less. This excellent steel.

(7) 하기의 공정 A~D를 구비하고, 또한, 공정 D의 냉각 종료 후의 복열(復熱) 온도폭을 70℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재의 제조 방법. (7) Manufacture of steel excellent in fatigue fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, comprising the following steps A to D and further comprising a recuperation temperature width after completion of cooling in step D of 70 ° C or less. Way.

공정 A : 용강에 하기 (3) 식을 만족하는 조건으로 불활성 가스를 주입하는 공정,Process A: injecting inert gas into molten steel under conditions satisfying the following formula (3),

공정 B : 얻어진 용강을 연속 주조하여, 상기 (1)∼(6) 중 어느 하나의 화학 조성을 갖는 강편을 얻는 공정,Process B: The process of continuously casting the obtained molten steel and obtaining the steel piece which has a chemical composition in any one of said (1)-(6),

공정 C : 얻어진 강편을 900~1180℃로 가열한 후, 마무리 온도가 650~1000℃가 되는 조건으로 열간 압연을 실시하여 열연재(熱延材)를 얻는 공정, 및,Step C: after heating the obtained steel strip to 900 to 1180 ° C, performing hot rolling under the condition that the finishing temperature is 650 to 1000 ° C to obtain a hot rolled material, and

공정 D : 얻어진 열연재를, 620~950℃의 온도역으로부터, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 5~50℃/초가 되는 조건으로 가속 냉각하여, 500℃ 이하의 온도역에서 냉각을 종료시키는 공정. Process D: The obtained hot rolled material is accelerated-cooled from the temperature range of 620-950 degreeC on condition that the average cooling rate in the temperature range of 620-500 degreeC will be 5-50 degreeC / sec, and the temperature range of 500 degrees C or less. Terminating cooling in the process.

Figure pct00002
Figure pct00002

단, 상기 (3) 식 중의 기호의 정의는, 하기와 같다.However, the definition of the symbol in said (3) formula is as follows.

G1 : 용강 내에 주입되는 불활성 가스 유량(NL/min)G 1 : flow rate of inert gas injected into molten steel (NL / min)

H1 : 불활성 가스 주입 노즐의 선단부터 용강 탕면까지의 거리(m)H 1 : Distance from the tip of the inert gas injection nozzle to the molten steel bath surface (m)

t1 : 불활성 가스 주입 시간(min)t 1 : inert gas injection time (min)

S1 : 레이들 용강량(ton)S 1 : Ladle molten steel (ton)

D1 : 레이들 내경(m)D 1 : ladle inner diameter (m)

(8) 하기의 공정 A1~D를 구비하고, 또한, 공정 D의 냉각 종료 후의 복열 온도폭이 70℃ 이하인 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재의 제조 방법.(8) A method for producing a steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, comprising the following steps A1 to D, and a recuperation temperature width after completion of cooling in step D is 70 ° C. or less.

공정 A1 : 용강에 하기 (4) 식을 만족하는 조건으로 진공 정련 처리를 행하는 공정,Step A1: a step of performing vacuum refining treatment on molten steel under conditions satisfying the following formula (4),

공정 B : 얻어진 용강을 연속 주조하여, 상기 (1)∼(6) 중 어느 하나의 화학 조성을 갖는 강편을 얻는 공정,Process B: The process of continuously casting the obtained molten steel and obtaining the steel piece which has a chemical composition in any one of said (1)-(6),

공정 C : 얻어진 강편을 900~1180℃로 가열한 후, 마무리 온도가 650~1000℃가 되는 조건으로 열간 압연을 실시하여 열연재를 얻는 공정, 및,Step C: after heating the obtained steel strip to 900 to 1180 ° C., performing hot rolling under the condition that the finishing temperature is 650 to 1000 ° C. to obtain a hot rolled material, and

공정 D : 얻어진 열연재를, 620~950℃의 온도역으로부터, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 5~50℃/초가 되는 조건으로 가속 냉각하여, 500℃ 이하의 온도역에서 냉각을 종료시키는 공정.Process D: The obtained hot rolled material is accelerated-cooled from the temperature range of 620-950 degreeC on condition that the average cooling rate in the temperature range of 620-500 degreeC will be 5-50 degreeC / sec, and the temperature range of 500 degrees C or less. Terminating cooling in the process.

Figure pct00003
Figure pct00003

단, 상기 (4) 식 중의 기호의 정의는, 하기와 같다.However, the definition of the symbol in said (4) formula is as follows.

G2 : 용강 환류에 사용되는 불활성 가스 유량(NL/min)G 2 : Inert gas flow rate (NL / min) used for reflux of molten steel

D2 : 침지관 내경(m)D 2 : Internal diameter of immersion pipe (m)

t2 : 진공 처리 시간(min)t 2 : vacuum treatment time (min)

S2 : 레이들 용강량(ton)S 2 : Ladle molten steel (ton)

본 발명의 강재는, 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수하므로, 선체, 토목 건설물, 건설 기계, 수압 철관, 해양 구조물, 라인 파이프 그 밖의 내피로 균열 진전 특성이 요구되는 용접 구조물 등에 이용하는데 적합하다.The steel of the present invention is excellent in fatigue fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, and thus is suitable for use in hulls, civil constructions, construction machinery, hydraulic steel pipes, offshore structures, line pipes and other welded structures requiring fatigue fatigue crack growth characteristics. Do.

도 1은, 조인트 시험체의 형상과 치수를 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the shape and dimension of a joint test body.

A. 본 발명의 강재의 화학 조성 그 밖에 대해A. About the chemical composition of the steel of the present invention

우선, 본 발명의 강재의 화학 조성 그 밖에 대해 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 함유량에 대한 「%」는, 「질량%」를 의미한다.First, the chemical composition and others of the steel of the present invention will be described. In the following description, "%" with respect to content means "mass%."

C : 0.01∼0.14%C: 0.01 to 0.14%

C는, 강도를 확보하기 위해 필요한 원소이다. 그 함유량이 0.01% 미만에서는 필요로 하는 강도를 확보할 수 없다. 그러나, 그 함유량이 0.14%를 초과하면, 용접한 경우에 용접열 영향부(HAZ), 모재 모두 인성을 확보하는 것이 어려워진다. 따라서, C의 함유량은, 0.01~0.14%로 한다. C 함유량의 바람직한 하한은 0.03%, 바람직한 상한은 0.10%이다.C is an element necessary for securing strength. If the content is less than 0.01%, the required strength cannot be secured. However, when the content exceeds 0.14%, it becomes difficult to secure the toughness of both the weld heat affected zone (HAZ) and the base material when welding. Therefore, content of C is made into 0.01 to 0.14%. The minimum with preferable C content is 0.03%, and a preferable upper limit is 0.10%.

Si : 0.04~0.6%Si: 0.04 ~ 0.6%

Si는, 탈산 작용이 있음과 더불어, 강재의 강도 상승에도 기여한다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Si를 0.04% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 그 함유량이 0.6%를 초과하면, 인성의 저하를 초래한다. 따라서, Si의 함유량은, 0.04~0.6%로 한다.Si not only has a deoxidation effect but also contributes to an increase in strength of the steel. In order to acquire these effects, it is necessary to contain Si 0.04% or more. However, when the content exceeds 0.6%, the toughness is reduced. Therefore, content of Si is made into 0.04 to 0.6%.

Mn : 0.5~2.0%Mn: 0.5 ~ 2.0%

Mn은, 강의 담금질성을 높이는 효과가 있으며, 강도 확보에 유효한 성분이다. 그 함유량이 0.5% 미만에서는, 담금질성이 부족하여, 원하는 강도 및 인성이 얻어지지 않는다. 그러나, Mn은 2.0%를 초과하여 함유시키면, 편석이 증가함과 더불어 담금질성이 너무 높아져, 용접 시에 용접열 영향부, 모재 모두 인성이 저하한다. 따라서, Mn의 함유량은, 0.5~2.0%로 한다.Mn has the effect of raising the hardenability of steel and is an effective component for securing strength. If the content is less than 0.5%, hardenability is insufficient and desired strength and toughness are not obtained. However, when Mn is contained in excess of 2.0%, segregation increases and hardenability becomes too high, and the toughness of both the weld heat affected part and the base material decreases during welding. Therefore, content of Mn is made into 0.5 to 2.0%.

P : 0.01% 이하P: 0.01% or less

P는, 불순물로서 강 중에 불가피적으로 존재한다. 그 함유량이 0.01%를 초과하면, 입계에 편석하여 인성을 저하시킬 뿐만 아니라, 용접 시에 고온 균열을 초래한다. 따라서, P의 함유량은, 0.01% 이하로 제한할 필요가 있다. P는 적을수록 바람직하다.P inevitably exists in steel as an impurity. When the content exceeds 0.01%, the segregation at the grain boundary not only lowers the toughness but also causes high temperature cracking during welding. Therefore, the content of P needs to be limited to 0.01% or less. The smaller P is, the more preferable.

S : 0.003% 이하S: 0.003% or less

S는, 불순물로서 강 중에 불가피적으로 존재한다. 그 함유량이 너무 많으면, 중심 편석을 조장하거나, 연신한 MnS가 다량으로 생성되거나 하여, 모재 및 용접열 영향부의 기계적 성질을 열화시킨다. 따라서, S의 함유량은, 0.003% 이하로 제한할 필요가 있다. S는 적을수록 바람직하다.S inevitably exists in steel as an impurity. If the content is too large, the center segregation is encouraged, or a large amount of elongated MnS is generated, thereby deteriorating the mechanical properties of the base metal and the weld heat affected zone. Therefore, the content of S needs to be limited to 0.003% or less. The smaller S is, the more preferable.

Cu : 0.2% 미만Cu: less than 0.2%

Cu는, 일반적으로 내후성을 향상시키는 기본 원소가 되며, 모든 해변 내후성 강이나 내식강에 첨가되어 있지만, 고비래 염분 하의 비교적 드라이한 환경에서는, 오히려 내식성을 저하시킨다. 또 Sn과 공존하면 압연 시에 균열이 생긴다. 따라서, Cu의 함유는 적게 할 필요가 있다. 불순물로서 함유된다고 해도, Cu 함유량은 0.2% 미만으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.1% 미만이다.Cu generally becomes a basic element which improves weather resistance and is added to all seaside weather resistant steels and corrosion resistant steels, but in a relatively dry environment under high boiling salt, corrosion resistance is rather deteriorated. If it coexists with Sn, cracking occurs during rolling. Therefore, it is necessary to reduce the content of Cu. Even if it contains as an impurity, Cu content needs to be less than 0.2%. Preferably less than 0.1%.

B : 0.0007%를 초과하고 0.005% 이하B: more than 0.0007% and less than 0.005%

B는, 담금질성을 향상시켜 강도를 높이는 효과가 있는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.0007%를 초과하여 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 그 함유량이 0.005%를 초과하면, 피로 특성이 열화한다. 따라서, B의 함유량은 0.0007%를 초과하고 0.005% 이하로 한다.B is an element which is effective in improving hardenability and raising strength. In order to acquire this effect, it is necessary to contain exceeding 0.0007%. However, when the content exceeds 0.005%, fatigue characteristics deteriorate. Therefore, content of B exceeds 0.0007% and may be 0.005% or less.

Al : 0.05% 미만Al: less than 0.05%

Al은, 탈산 작용을 갖는 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.05% 이상이 되면, 주로 용접열 영향부에서 인성이 열화하기 쉬워진다. 이것은, 조대(粗大)한 클러스터형상의 알루미나계 개재물 입자가 형성되기 쉬워지기 때문이라고 생각된다. 따라서, Al 함유량은 0.05% 미만으로 한다. 단, 탈산 작용이 있는 Si에 의해 탈산을 행하는 경우에는, 특별히 함유시키지 않아도 된다. 또한, Al에 의한 탈산 작용을 안정적으로 발휘시키기 위해서는, 0.001% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Al is an element having a deoxidation action. However, when the content is 0.05% or more, the toughness tends to deteriorate mainly in the weld heat affected zone. This is considered to be because coarse cluster-like alumina inclusion particles are easily formed. Therefore, Al content is made into less than 0.05%. However, when deoxidation is performed by Si which has a deoxidation effect, it does not need to contain especially. Moreover, in order to exhibit the deoxidation effect by Al stably, it is preferable to contain 0.001% or more.

N : 0.007% 이하N: 0.007% or less

N은, 불순물로서 강 중에 불가피적으로 존재하는 원소이다. 다량으로 존재하는 경우에는, 모재 및 용접열 영향부의 인성의 악화 원인이 된다. 따라서, N 함유량은, 0.007% 이하로 한다. N은 적을수록 바람직하다.N is an element which inevitably exists in steel as an impurity. When present in a large quantity, it becomes a cause of deterioration of the toughness of a base material and a weld heat influence part. Therefore, N content is made into 0.007% or less. The smaller N is, the more preferable.

O : 0.003% 이하O: 0.003% or less

O(산소)는, 불순물로서 강 중에 불가피적으로 존재하는 원소이다. 그 함유량이 0.003%를 초과하면, 모재 인성 및 신장 수축 등의 연성에 악영향을 미친다. 따라서, O 함유량은 0.003% 이하로 제한한다.O (oxygen) is an element which inevitably exists in steel as an impurity. If the content exceeds 0.003%, it adversely affects the ductility of the base metal toughness and elongation shrinkage. Therefore, O content is limited to 0.003% or less.

Sn : 0.03~0.50%Sn: 0.03 to 0.50%

Sn은, Sn2+가 되어 용해되고, 산성 염화물 용액 중에서의 인히비터 작용에 의해 부식을 억제하는 작용을 갖는다. 또, Fe3+를 급속히 환원시켜, 산화제로서의 Fe3+ 농도를 저감하는 작용을 가짐으로써, Fe3+의 부식 촉진 작용을 억제하므로, 고비래 염분 환경에 있어서의 내후성을 향상시킨다. 또, Sn에는 강의 애노드 용해 반응을 억제하여 내식성을 향상시키는 작용이 있다. 또한, Sn을 함유함으로써, 비래 염분이 많은 환경에서도 Cr의 내후성을 향상시키는 효과가 발휘된다. 이들 작용은, Sn을 0.03% 이상 함유시킴으로써 얻어지며. 0.50%를 초과하면 포화된다. 따라서, Sn의 함유량은 0.03~0.50%로 한다. Sn의 함유량의 바람직한 범위는 0.03~0.20%이다.Sn dissolves and becomes Sn 2+ , and has a function of inhibiting corrosion by an inhibitor action in an acid chloride solution. In addition, Fe 3+ is rapidly reduced to reduce the Fe 3+ concentration as an oxidizing agent, thereby suppressing the corrosion promoting action of Fe 3+ , thereby improving weather resistance in a high boiling salt environment. In addition, Sn has an effect of suppressing the anode dissolution reaction of steel to improve corrosion resistance. Moreover, by containing Sn, the effect of improving the weather resistance of Cr is exhibited also in the environment where abundant salts exist. These effects are obtained by containing 0.03% or more of Sn. If it exceeds 0.50%, it is saturated. Therefore, content of Sn is made into 0.03 to 0.50%. The range with preferable content of Sn is 0.03 to 0.20%.

Cu/Sn비 : 1 이하Cu / Sn ratio: 1 or less

Sn을 함유하는 강의 경우에는, Cu의 함유에 의한 내식성의 저하가 현저하다. 또, 강재를 제조할 때, Cu의 함유에 의한 압연 균열의 원인으로도 된다. 이 때문에, Cu/Sn비, 즉, Sn 함유량에 대한 Cu 함유량의 비를 1 이하로 할 필요가 있다.In the case of steel containing Sn, the fall of corrosion resistance by the containing of Cu is remarkable. Moreover, when manufacturing steel materials, it may be a cause of the rolling crack by containing Cu. For this reason, it is necessary to make Cu / Sn ratio, ie, ratio of Cu content with respect to Sn content, 1 or less.

본 발명에 따른 강재는, 상기의 화학 조성을 가지며, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진다. 여기에서, 불순물이란, 강재를 공업적으로 제조할 때에 광석이나 스크랩 등과 같은 원료를 비롯하여 제조 공정의 여러 가지 요인에 의해 혼입되는 성분이며, 본 발명에 악영향을 주지 않는 범위에서 허용되는 것을 의미한다.The steel material which concerns on this invention has said chemical composition, and remainder consists of Fe and an impurity. Here, an impurity is a component mixed by various factors of a manufacturing process, such as raw materials, such as an ore and scrap, when manufacturing steel materials industrially, and means that it is acceptable in the range which does not adversely affect this invention.

본 발명의 강재에는, 필요에 따라, 다음의 제1군으로부터 제5군까지의 적어도 1군으로부터 선택된 성분의 1종 이상을 함유시킬 수 있다. 이하, 이들 군에 속하는 성분에 대해 서술한다.The steel material of this invention can be made to contain 1 or more types of components selected from the at least 1 group from the following 1st group to 5th group as needed. Hereinafter, the component which belongs to these groups is described.

제1군의 성분 : Mo, V, NbIngredients of Group 1: Mo, V, Nb

Mo : 1.0% 이하Mo: 1.0% or less

Mo는, 모재의 강도와 인성을 향상시키는 효과가 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 1.0%를 초과하여 함유시키면, 주로 용접열 영향부의 경도가 높아져, 인성 및 내SSC성을 손상시킨다. 따라서, Mo를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 1.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Since Mo has the effect of improving the strength and toughness of the base metal, you may contain Mo as needed. However, when it contains exceeding 1.0%, the hardness of a weld heat influence part mainly becomes high, and damages toughness and SSC resistance. Therefore, when it contains Mo, it is preferable to make the content into 1.0% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.05% or more.

V : 0.1% 이하V: 0.1% or less

V는, 주로 뜨임 시의 탄질화물 석출에 의해 모재의 강도를 향상시키는 효과가 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 0.1%를 초과하여 함유시키면, 모재의 성능 향상 효과가 포화되어, 인성 열화를 초래한다. 따라서, V를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Since V has the effect of improving the strength of a base material mainly by carbonitride precipitation at the time of tempering, you may contain V as needed. However, when it contains exceeding 0.1%, the performance improvement effect of a base material will be saturated and a toughness will be deteriorated. Therefore, when it contains V, it is preferable to make the content into 0.1% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.005% or more.

Nb : 0.1% 이하Nb: 0.1% or less

Nb는, 세립화와 탄화물 석출에 의해 모재의 강도 및 인성을 향상시키는 효과가 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 그 함유량이 0.1%를 초과하면, 상기의 효과가 포화되는 한편으로, 용접열 영향부의 인성을 현저하게 손상시킨다. 따라서, Nb를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Since Nb has the effect of improving the strength and toughness of the base material by refining and carbide precipitation, it may be included as necessary. However, when the content exceeds 0.1%, the above effects are saturated and the toughness of the weld heat affected zone is remarkably impaired. Therefore, when it contains Nb, it is preferable to make the content into 0.1% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.005% or more.

제2군 : NiGroup 2: Ni

Ni : 1.5% 이하Ni: 1.5% or less

Ni는, 고용 상태에서 강의 매트릭스(생지)의 인성을 높이는 효과가 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 1.5%를 초과하여 함유시켜도 합금 비용의 상승에 알맞은 특성의 향상을 얻을 수 없다. 또한, Sn과 Ni의 공존에 의해 내식성이 열화하는 경우가 있다. 따라서, Ni를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 1.5% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Since Ni has the effect of improving the toughness of the steel matrix (dough) in the solid solution state, it may be contained as necessary. However, even if it contains more than 1.5%, the improvement of the characteristic suitable for raise of an alloy cost cannot be acquired. Moreover, corrosion resistance may deteriorate by coexistence of Sn and Ni. Therefore, when it contains Ni, it is preferable to make the content into 1.5% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.05% or more.

제3군 : CrGroup 3: Cr

Cr : 1.2% 이하Cr: 1.2% or less

Cr은, 내탄산 가스 부식성을 높이고, 또 담금질성을 높이는 효과가 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 1.2%를 초과하여 함유시키면, 다른 성분 조건을 만족시켜도, 용접열 영향부의 경화 억제가 어려워질 뿐만 아니라, 내탄산 가스 부식성 향상 효과도 포화된다. 따라서, Cr을 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 1.2% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Cr has the effect of improving carbonic acid gas corrosion resistance and hardenability, and may be contained as needed. However, when it exceeds 1.2%, even if it satisfy | fills another component condition, not only hardening suppression of a weld heat influence part becomes difficult, but the carbonic acid gas corrosion resistance improvement effect is also saturated. Therefore, when it contains Cr, it is preferable to make the content into 1.2% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.05% or more.

제4군 : TiGroup 4: Ti

Ti : 0.05% 이하Ti: 0.05% or less

Ti는, 탈산 원소로서 작용함과 더불어, Ti, Mn으로 이루어지는 산화물상을 형성하고, 특히 대입열 용접의 열영향부에 있어서의 조직을 미세화하여, 피로 특성 향상의 효과를 얻을 수 있으므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 0.05%를 초과하여 함유시키면, 형성되는 산화물이 Ti 산화물 혹은 Ti-Al 산화물이 되어 분산 밀도가 저하하여, 대입열 용접부의 열영향부에 있어서의 조직을 미세화하는 능력이 소실된다. 이 때문에, Ti를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 0.05% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 것은 0.02% 미만이다. 더욱 바람직하게는 0.018% 이하이다. 또한, 이 산화물상을 안정적으로 강 중에 형성시키기 위해서는, 강 중의 Ti의 총량을 0.003% 이상으로 하는 것이 바람직하다.Ti acts as a deoxidation element, forms an oxide phase composed of Ti and Mn, and in particular, makes the structure in the heat affected zone of the high heat input welding fine, and thus the effect of improving fatigue characteristics can be obtained. You may contain accordingly. However, if it contains more than 0.05%, the oxide formed will become a Ti oxide or a Ti-Al oxide, and a dispersion density will fall, and the ability to refine | miniaturize the structure in the heat affected zone of a high heat input welding part is lost. For this reason, when Ti is contained, it is preferable to make the content into 0.05% or less. More preferred is less than 0.02%. More preferably, it is 0.018% or less. In addition, in order to form this oxide phase stably in steel, it is preferable to make the total amount of Ti in steel into 0.003% or more.

제5군 : Ca, MgFifth Group: Ca, Mg

Ca : 0.003% 이하Ca: 0.003% or less

Ca는, 강 중의 S와 반응하여 용강 중에서 산황화물(옥시설파이드)을 형성한다. 이 산황화물은, MnS 등과 달리, 압연 가공으로 압연 방향으로 신장되지 않고 압연 후도 구형상이므로, 연신한 개재물의 선단 등을 균열의 기점으로 하는 용접 균열이나 수소 유기(誘起) 균열을 억제하는 작용이 있다. 따라서, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 그 함유량이 0.003%를 초과하면, 인성의 열화를 초래하는 경우가 있다. 따라서, Ca를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 0.003% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.0005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Ca reacts with S in the steel to form an oxysulfide (an oxysulfide) in molten steel. Unlike the MnS and the like, this oxysulfide is not elongated in the rolling direction by rolling but is spherical even after rolling, and thus the effect of suppressing welding cracking or hydrogen organic cracking, which is the starting point of the crack of the elongated inclusion, etc. There is this. Therefore, you may contain as needed. However, when the content exceeds 0.003%, deterioration of toughness may be caused. Therefore, when it contains Ca, it is preferable to make the content into 0.003% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.0005% or more.

Mg : 0.003% 이하Mg: 0.003% or less

Mg는, Mg 함유 산화물을 생성하고, TiN의 발생핵이 되어, TiN을 미세 분산시키는 효과를 가지므로, 필요에 따라 함유시켜도 된다. 그러나, 그 함유량이 0.003%를 초과하면, 산화물이 너무 많아져 연성 저하를 초래한다. 따라서, Mg를 함유시키는 경우에는, 그 함유량을 0.003% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 0.0005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다.Mg generates an Mg-containing oxide, becomes a nucleus of TiN, and has an effect of finely dispersing TiN. Therefore, Mg may be contained as necessary. However, when the content is more than 0.003%, the amount of oxide is too large to cause ductility decrease. Therefore, when it contains Mg, it is preferable to make the content into 0.003% or less. In addition, in order to acquire this effect stably, it is preferable to contain 0.0005% or more.

그리고, 본 발명의 강재는, 하기 (1) 식으로부터 구해지는 Bq치가 0.003 이하인 것이 필요하며, 하기 (2) 식으로부터 구해지는 Ceq치가 0.15~0.35인 것이 필요하다.The steel material of the present invention needs to have a Bq value of 0.003 or less obtained from the following formula (1), and a Ceq value of 0.15 to 0.35 obtained from the following formula (2).

Figure pct00004
Figure pct00004

단, 상기 식 중의 각 원소 기호는, 각 원소의 함유량(질량%)을 의미한다. 또한, 각 원소의 함유량이 불순물 레벨인 경우에는 0(제로)을 대입하는 것으로 한다.However, each element symbol in the said formula means content (mass%) of each element. In addition, when content of each element is an impurity level, 0 (zero) shall substitute.

Bq : 0.003 이하 Bq: 0.003 or less

B에 의한 담금질성 향상 효과를 발휘시키기 위해서는, 강 중의 N의 영향을 없앨 필요가 있다. B는, N과 결합하기 쉽고, 강 중에 프리한 N이 존재하면, N과 결합하여 BN이 생성되기 쉽기 때문이다. 이 때문에, N 함유량에 따라 Ti를 첨가하여, TiN으로서 고정함으로써, B를 강 중에 존재시킨다. B 함유량이 커지면 커질수록, B에 의한 담금질성이 향상된다. 그러나, (1) 식으로부터 구해지는 Bq치가 0.003을 초과하면, 조대한 철탄(鐵炭) 붕화물이 형성되어, 피로 특성의 열화로 이어진다. 따라서, Bq치는, 0.003 이하로 할 필요가 있다.In order to exhibit the hardenability improvement effect by B, it is necessary to eliminate the influence of N in steel. It is because B is easy to combine with N, and when there is free N in steel, BN is easy to produce | generate by combining with N. For this reason, B is made to exist in steel by adding Ti according to N content and fixing it as TiN. As the B content increases, the hardenability by B improves. However, when Bq value calculated | required from Formula (1) exceeds 0.003, coarse iron-carbon boride will form and lead to deterioration of a fatigue characteristic. Therefore, Bq value needs to be 0.003 or less.

또한, B에 의한 담금질성 향상 효과를 안정적으로 얻기 위해서는, 상기 (1) 식에서 규정되는 Bq치를 0.0001 이상으로 하는 것이 바람직하다. 0.0005 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.001 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, in order to acquire the hardenability improvement effect by B stably, it is preferable to make Bq value prescribed | regulated by said Formula (1) more than 0.0001. It is more preferable to set it as 0.0005 or more, and it is further more preferable to set it to 0.001 or more.

Ceq : 0.15~0.35Ceq: 0.15 ~ 0.35

상기 (2) 식으로부터 구해지는 Ceq는, 이른바 탄소 당량이고, 강재의 담금질성이나 용접성을 평가하는 지표이며, 일반적으로 널리 사용되고 있다.Ceq calculated | required from said Formula (2) is what is called carbon equivalent, and it is an index which evaluates the hardenability and weldability of steel materials, and is generally used widely.

본 발명자들은, 용접 조인트의 피로 특성을 향상시키고, 또한 구조용 강으로서 일반적인 인장 강도(TS)가 500MPa 이상이며, 또한 0℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지치 vE0이 27J 이상이라는 요구를 만족하기 위한 필요 조건을 탐구하였다. 그 결과, Ceq치가 0.15% 미만에서는, 강도가 저하하고, 한편, Ceq가 0.35%를 초과하면, 강재의 담금질성이 높아져, 조인트의 경도 분포가 불균일해져 조인트 피로 강도에 악영향을 미치는 것이 판명되었다. 또, Ceq가 0.35를 초과하면, 용접성의 열화를 일으켜, 용접 시공이 곤란해져, 강재의 용도가 현저하게 제한된다는 디메리트도 있다. 따라서, Ceq치를 0.15~0.35%로 한다. 또한, Ceq의 바람직한 하한은, 0.20%이다. 또, Ceq의 바람직한 상한은 0.30%이다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors need to satisfy the request | requirement that the fatigue property of a weld joint is improved, and general tensile strength (TS) as structural steel is 500 Mpa or more, and Charpy absorbed energy value vE0 in 0 degreeC is 27 J or more. The conditions were explored. As a result, when the Ceq value was less than 0.15%, the strength was lowered. On the other hand, when the Ceq was more than 0.35%, the hardenability of the steel was increased, the hardness distribution of the joint was uneven, and it was found to adversely affect the joint fatigue strength. Moreover, when Ceq exceeds 0.35, there exists a demerit that weldability deteriorates, welding construction becomes difficult, and the use of steel materials is remarkably limited. Therefore, Ceq value is made into 0.15 to 0.35%. In addition, the minimum with preferable Ceq is 0.20%. Moreover, the upper limit with preferable Ceq is 0.30%.

또, 본 발명의 강재는, 표층으로부터 2mm 이내의 영역의 산화물수가, 1평방mm당 5×104개 이하인 것을 필요로 한다. 이것은, 5×104개를 초과하는 산화물이 존재하면, 피로 균열의 발생원이 증가하여, 피로 특성이 저하하기 때문이다.In addition, the steel material of the present invention requires that the number of oxides in a region within 2 mm from the surface layer is 5 × 10 4 or less per square mm. This is because, when more than 5 × 10 4 oxides are present, a source of occurrence of fatigue cracks increases and the fatigue characteristics decrease.

여기에서, 산화물수는, 하기의 (i)~(iii)에 나타낸 순서로 측정한다.Here, an oxide number is measured in the procedure shown to following (i)-(iii).

(i) 제조한 강재의 압연 방향에 수직인 단면을 관찰면으로 하여 작은 조각을 잘라내고, 관찰면을 나이탈 용액으로 부식하여, 시험편을 제작한다. (i) A small piece is cut out with a cross section perpendicular to the rolling direction of the manufactured steel as an observation surface, and the observation surface is corroded with a nital solution to prepare a test piece.

(ii) 상기의 시험편을 에너지 분산형 형광 X선 분석 장치(EDX)가 부착된 주사형 전자현미경(SEM)에 세팅하고, 0.05mm각의 영역을 1시야로 하여, 표층으로부터 2mm 이내의 영역의 5시야에 대해 배율 2000배로 관찰해서, 각 시야에 있어서의 산화물수를 측정한다. 이 때, 산화물과 다른 개재물의 구별은, EDX에 의한 조성 분석에 의해 행한다. 또, 산화물수의 측정은, 시야의 편차를 피하기 위해, 표층으로부터 깊이 2mm까지의 영역에 있어서 깊이를 변화시켜 행한다.(ii) The above test piece was set in a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive fluorescence X-ray analyzer (EDX), and a region of 0.05 mm angle was defined as 1 field of view, and the area within 2 mm from the surface layer. It observes at 2000 times the magnification with respect to 5 views, and measures the number of oxides in each visual field. At this time, the oxide and other inclusions are distinguished by composition analysis by EDX. In addition, the measurement of the number of oxides is performed by changing the depth in the area from the surface layer to a depth of 2 mm in order to avoid the deviation of the visual field.

(iii) 각 시야에 있어서의 산화물수를 평균하여, 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수로 한다.(iii) The number of oxides in each field of view is averaged to be the number of oxides in the region within 2 mm from the surface layer.

B. 본 발명의 강재의 제조 방법에 대해B. About the manufacturing method of the steel material of this invention

본 발명의 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재를 제조할 때에는, 정련 단계에서부터 조정을 하는 것이 바람직하다. 즉, 정련 단계에서는, 불활성 가스 주입 처리 또는 진공 정련 처리를 연구함으로써, 표층부의 산화물을 저감할 수 있다. 구체적으로는, 불활성 가스 주입 처리를 행할 때에는, 용강에 하기 (3) 식을 만족하는 조건으로 불활성 가스를 주입하는 것이 유효하다.When manufacturing the steel material which is excellent in fatigue propagation crack growth characteristics and corrosion resistance of this invention, it is preferable to make adjustment from a refining step. That is, in the refining step, the oxide of the surface layer portion can be reduced by studying the inert gas injection treatment or the vacuum refining treatment. Specifically, when performing an inert gas injection process, it is effective to inject an inert gas into molten steel on condition that (3) below is satisfied.

Figure pct00005
Figure pct00005

단, 상기 (3) 식 중의 기호의 정의는, 하기와 같다.However, the definition of the symbol in said (3) formula is as follows.

G1 : 용강 내에 주입되는 불활성 가스 유량(NL/min)G 1 : flow rate of inert gas injected into molten steel (NL / min)

H1 : 불활성 가스 주입 노즐의 선단부터 용강 탕면까지의 거리(m)H 1 : Distance from the tip of the inert gas injection nozzle to the molten steel bath surface (m)

t1 : 불활성 가스 주입 시간(min)t 1 : inert gas injection time (min)

S1 : 레이들 용강량(ton)S 1 : Ladle molten steel (ton)

D1 : 레이들 내경(m) D 1 : ladle inner diameter (m)

상기 (3) 식을 만족하는 조건으로 불활성 가스 주입 처리를 행하면, 욕(浴)을 충분히 교반하면서, 취련을 행할 수 있다. 즉, 취련 당초는, 용선(溶銑) 중의 규소가 산화되어 실리카가 되고, 이것이 노(爐) 내에 더해진 소석회(燒石灰)나 산화철과 반응하여, CaO-SiO2-FeO계 슬래그를 형성하기 시작한다. 동시에 노 내 온도가 상승하여, 스크랩의 용해도 진행되기 시작한다. 취련 초기는, 용선 중의 탄소 농도가 높기 때문에, 주입된 순산소 가스는, 탄소와 효율적으로 반응하여, 일산화탄소가 되어 탈탄이 진행된다. 이 단계에서는, 순산소 가스의 공급 속도가 탈탄을 율속한다. 탈탄의 진행과 함께 욕의 온도는 더욱 상승한다. 탈탄이 진행되어, 탄소 농도가 저하함에 따라, 탈탄 반응은, 용강 중의 탄소의 이동이 탈탄을 율속한다. 용강의 교반에 의한 탄소의 이동이 불충분하면, 주입된 순산소 가스는, 탄소와 반응하기보다 철을 산화시키는 것에 사용되어, 슬래그 중에 산화철이 증가하여, 철의 수율이 저하한다. 이것을 방지하기 위해, 노 바닥으로부터의 가스 주입을 활발하게 한다.If the inert gas injection treatment is performed under the condition of the above formula (3), blowing can be performed while the bath is sufficiently stirred. That is, in the beginning of the blow, silicon in the molten iron is oxidized to become silica, which reacts with slaked lime or iron oxide added in the furnace to start forming CaO-SiO 2 -FeO slag. . At the same time, the temperature in the furnace rises, so that the solubility of the scrap begins to progress. In the initial stage of blowing, since the carbon concentration in molten iron is high, the injected pure oxygen gas reacts efficiently with carbon, becomes carbon monoxide, and decarburization advances. In this step, the supply rate of pure oxygen gas speeds up decarburization. As the decarburization proceeds, the bath temperature rises further. As decarburization proceeds and the carbon concentration decreases, the decarburization reaction causes the movement of carbon in the molten steel to decarburize. If the movement of carbon by stirring of molten steel is insufficient, the injected pure oxygen gas is used to oxidize iron rather than react with carbon, and iron oxide increases in slag, and the yield of iron falls. To prevent this, the gas injection from the bottom of the furnace is active.

한편, 진공 정련 처리를 행할 때에는, 용강에 하기 (4) 식을 만족하는 조건으로 불활성 가스를 주입하는 것이 바람직하다.On the other hand, when performing a vacuum refining process, it is preferable to inject an inert gas into molten steel on condition which satisfy | fills following (4) Formula.

Figure pct00006
Figure pct00006

단, 상기 (4) 식 중의 기호의 정의는, 하기와 같다.However, the definition of the symbol in said (4) formula is as follows.

G2 : 용강 환류에 사용되는 불활성 가스 유량(NL/min)G 2 : Inert gas flow rate (NL / min) used for reflux of molten steel

D2 : 침지관 내경(m)D 2 : Internal diameter of immersion pipe (m)

t2 : 진공 처리 시간(min)t 2 : vacuum treatment time (min)

S2 : 레이들 용강량(ton)S 2 : Ladle molten steel (ton)

진공 정련 처리를 행하는 경우에는, 상기 (4) 식을 만족하는 조건으로 하여, 감압한 용기 중에 용강을 넣고, 평형 분압을 내려, 용강 중의 가스 성분을 제거하는 것이 바람직하다.When performing a vacuum refining process, it is preferable to put molten steel in the pressure-reduced container on the conditions which satisfy | fill said Formula (4), and to lower the equilibrium partial pressure, and to remove the gas component in molten steel.

또한, 강의 청정도를 올리기 위해서는, 정련에 있어서, 정련 초기에 Al 탈산을 대부분 진행시키는 것은 피하는 것이 바람직하다. Al 이외의 조성의 조정을 Mn 및 Si 등과 함께 행하고, 또한 Ti 등에 의해 탈산이 진행된 후, 출강 직전에 Al을 미량 용강 중에 투입하여, 얻어진 용강을 주조하는 것이 바람직하다.In order to increase the cleanliness of the steel, it is preferable to avoid most of the Al deoxidation in the refining stage. It is preferable to cast molten steel obtained by adjusting the composition other than Al with Mn, Si, etc., and further deoxidizing with Ti or the like, and then introducing Al into the trace molten steel immediately before tapping.

잉곳 주조의 경우는, 열간 압연에 앞서, 분괴 압연에 의해 강편(슬래브)을 제조하는 공정을 여분으로 통과시키지 않으면 안되어, 수율도 저하한다. 따라서, 주조는 연속 주조로 행하는 것이 바람직하다. 연속 주조의 경우, 강편의 편석도 용접열 영향부의 인성에 악영향을 미치므로, 바람직하게는 편석부에 있어서, C가 0.29% 이하, P가 0.30% 이하, Mn이 3.5% 이하가 되는 관리를 행하는 것이 좋다.In the case of ingot casting, prior to hot rolling, an extra step of manufacturing a steel slab (slab) must be passed through the hot rolling, and the yield also decreases. Therefore, it is preferable to perform casting by continuous casting. In the case of continuous casting, the segregation of the steel piece also adversely affects the toughness of the weld heat-affected portion. Therefore, in the segregation portion, management is performed such that C is 0.29% or less, P is 0.30% or less, and Mn is 3.5% or less. It is good.

또한, 상기의 조건 이외에 주입(鑄入) 시의 토출 유량 관리로서 1000~5000가우스로 전자 브레이크를 걸거나, 250~1000가우스로 미응고 용강에 전자 교반 처리를 하거나, 최종 응고부를 1mm/m 정도의 구배로 눌러, 농후 편석의 용강을 최종 응고부로부터 짜내어도 된다. 상기의 관리 항목을 적절히 조합함으로써, 청정도가 우수하며, 또한 중심 편석이 적은 강편이 얻어진다. In addition to the above conditions, as the discharge flow rate management at the time of injection, electromagnetic brake is applied at 1000 to 5000 gauss, electromagnetic stirring treatment to the unsolidified molten steel at 250 to 1000 gauss, or the final solidification part is about 1 mm / m. The molten steel of rich segregation may be squeezed out from the final coagulation part by pressing with a gradient of. By appropriately combining the above-mentioned management items, a steel piece excellent in cleanliness and few center segregation is obtained.

이어서, 이와 같이 하여 제조한 강편을 900~1180℃의 온도역으로 가열하여, 열간 압연을 행하는 것이 좋다. 이 때, 일단 실온으로까지 냉각한 강편을 재가열해도 되고, 이른바 직송 압연 프로세스에 의해, 연속 주조 후에 실온으로까지 냉각하지 않고, 그대로 균열로를 거쳐 상기 온도로 유지 혹은 가열해도 된다. 여기에서, 가열 온도가 900℃ 미만인 경우는, 슬래브 가열 시점에서 오스테나이트로의 역변태가 불충분해져, 후의 특성이 열화한다. 한편, 가열 온도가 1180℃를 초과하면, 강편의 가열 시에 오스테나이트 결정립이 조대화하여, 판두께 중심부뿐만 아니라 모재 전체의 인성이 저하한다.Subsequently, it is good to heat the produced steel piece in the temperature range of 900-1180 degreeC, and to perform hot rolling. At this time, the steel piece once cooled to room temperature may be reheated, and may be maintained or heated at the said temperature as it is through a crack furnace as it is without cooling to room temperature after continuous casting by a so-called direct rolling process. Here, when heating temperature is less than 900 degreeC, the reverse transformation to austenite becomes inadequate at the time of slab heating, and the following characteristic will deteriorate. On the other hand, when heating temperature exceeds 1180 degreeC, austenite crystal grain will coarsen at the time of heating a steel piece, and the toughness of not only plate | board thickness center part but the whole base material falls.

열간 압연의 조건은, 열간 압연의 마무리 온도를 650~1000℃로 하는 것이 좋다. 마무리 온도가 650℃ 미만이면, 강의 변형 저항이 상승하므로, 열간 압연 후의 강재의 형상을 목표의 형상으로 마무리하는 것이 어려워진다. 마무리 온도가 높으면 제어 압연에 의한 결정립의 미세화 효과를 얻을 수 없어 모재의 인성을 확보할 수 없다. 따라서, 마무리 온도의 상한을 1000℃로 제한한다.As for the conditions of hot rolling, it is good to set the finishing temperature of hot rolling to 650-1000 degreeC. When the finishing temperature is less than 650 ° C., the deformation resistance of the steel increases, so that it is difficult to finish the shape of the steel material after the hot rolling into the target shape. If the finishing temperature is high, the effect of miniaturization of the crystal grains by the controlled rolling cannot be obtained and the toughness of the base metal cannot be secured. Therefore, the upper limit of finishing temperature is limited to 1000 degreeC.

이어서, 얻어진 열연재를, 620~950℃의 온도역으로부터, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 5~50℃/초가 되는 조건으로 가속 냉각하여, 500℃ 이하의 온도역에서 냉각을 종료시키는 것이 좋다. 또한, 냉각 종료 후의 복열 온도폭은 70℃ 이하로 하는 것이 좋다.Subsequently, the obtained hot rolled material is accelerated-cooled from the temperature range of 620-950 degreeC on condition that the average cooling rate in the temperature range of 620-500 degreeC becomes 5-50 degreeC / sec, and it is the temperature range of 500 degrees C or less. It is good to end the cooling. In addition, it is preferable that the reheating temperature width | variety after completion | finish of cooling shall be 70 degrees C or less.

이러한 조건으로 냉각함으로써, 피로 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.By cooling on such conditions, it becomes possible to improve a fatigue characteristic.

즉, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 5℃/sec 미만이면, 조대한 탄화물을 수반한 베이나이트 조직 등이 생성되기 쉬우므로, 특히 강재의 중심부의 충분한 항복 강도를 확보할 수 없다. 한편, 그 온도역에서의 냉각 속도가 50℃/sec를 초과하면, 강재의 표층부 근방에서 담금질되기 쉬우므로 표층의 인성이 저하하는 경우가 있다. 그래서 본 발명에서는, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도를 5~50℃/sec로 한다.In other words, if the average cooling rate in the temperature range of 620 to 500 ° C is less than 5 ° C / sec, bainite structures and the like with coarse carbides are likely to be produced. Can't. On the other hand, when the cooling rate in the temperature range exceeds 50 ° C / sec, it is easy to be quenched in the vicinity of the surface layer portion of the steel material, so the toughness of the surface layer may decrease. Therefore, in this invention, the average cooling rate in the temperature range of 620-500 degreeC shall be 5-50 degreeC / sec.

이 냉각에 있어서의 냉각 정지 온도가 500℃를 초과하면, 강재의 중심부뿐만 아니라 표층부에서도, 마텐자이트 혹은 하부 베이나이트 등의 생성이 불충분해지므로 강도를 확보할 수 없다. 따라서, 냉각 정지 온도는 500℃ 이하로 한다. 이러한 열처리에 의해, 마텐자이트 혹은 베이나이트 조직이 얻어지기 쉬워진다. 본 발명의 화학 조성을 갖는 강재의 경우, 주로 베이나이트 조직이 된다.If the cooling stop temperature in this cooling exceeds 500 degreeC, generation | occurrence | production of martensite, lower bainite, etc. will become inadequate not only in the center part of steel materials but also in the surface layer part, and strength cannot be ensured. Therefore, cooling stop temperature shall be 500 degrees C or less. By such heat treatment, martensite or bainite structure is easily obtained. In the case of the steel having the chemical composition of the present invention, it is mainly bainite structure.

[실시예][Example]

표 1에 나타낸 화학 조성의 강을 전로(轉爐)에서 용제(溶製)하여, 표 2에 나타낸 불활성 가스 주입 처리 또는 진공 정련 처리를 실시하고, 그 후, 연속 주조를 실시함으로써 얻은 주편(鑄片)을, 적절한 판두께까지, 표 3에 나타낸 조건으로, 열간 압연하고, 냉각하여, 시험용 강판을 얻었다.Cast steel obtained by melting steel of chemical composition shown in Table 1 in a converter, performing inert gas injection treatment or vacuum refining treatment shown in Table 2, and then performing continuous casting. ) Was hot-rolled and cooled to the appropriate plate thickness under the conditions shown in Table 3 to obtain a steel sheet for testing.

[표 1]TABLE 1

Figure pct00007
Figure pct00007

[표 2]TABLE 2

Figure pct00008
Figure pct00008

[표 3][Table 3]

Figure pct00009
Figure pct00009

상기의 시험용 강판을 이용하여, 하기의 방법에 의해, 피로 파단 수명, 용접열 영향부의 인장 강도 및 인성, 산화물수, 판두께 감소량 및 박리 면적률을 측정하였다.Using the said test steel plate, the fatigue fracture life, the tensile strength and toughness of the weld heat influence part, the number of oxides, the thickness reduction amount, and the peeling area ratio were measured by the following method.

<피로 시험><Fatigue test>

상기의 시험용 강판을 이용하여, 표 4에 나타낸 용접 조건으로, 하중 비전달형의 십자 용접 조인트를 제작하여, 피로 시험에 사용하였다. 또한, 조인트 시험체의 형상과 치수를 도 1에 나타낸다. 조인트는 필릿 용접으로 제작하였다. 도 1에 있어서, 1과 2가 모재 강판, 5가 용접부이다. 각 조인트 시험체에 대해, 반복하여 축력 부하를 부여하고, 용접 여성(餘盛) 지단(止端)에 있어서의 피로 균열의 발생 수명, 요컨대 피로 파단 수명을 측정하였다. 표 5에 피로 시험 조건을 나타낸다. Using the test steel plate described above, under the welding conditions shown in Table 4, a cross-welded joint of a load-non-transfer type was produced and used for a fatigue test. In addition, the shape and dimension of a joint test body are shown in FIG. Joints were made by fillet welding. 1, 1 and 2 are a base material steel plate, and 5 is a weld part. The axial force load was repeatedly applied to each joint test body, and the occurrence life of fatigue cracking in the weld female edges, that is, fatigue failure life was measured. Table 5 shows the fatigue test conditions.

[표 4][Table 4]

Figure pct00010
Figure pct00010

[표 5]TABLE 5

Figure pct00011
Figure pct00011

<용접열 영향부의 인장 강도><Tension Strength of Weld Heat Influence Part>

상기의 시험용 강판에 있어서, 압연면에 평행하고, 또한 압연 방향에 수직인 방향으로 시험편을 채취하여, JIS Z 2241(1998)에 규정되는 방법에 따라, 인장 시험을 실시하여, 인장 강도(TS)를 구하였다.In the test steel sheet described above, a test piece is taken in a direction parallel to the rolling surface and perpendicular to the rolling direction, and subjected to a tensile test in accordance with the method specified in JIS Z 2241 (1998) to obtain a tensile strength (TS). Was obtained.

<용접열 영향부의 인성><Toughness of weld heat affected zone>

상기의 시험용 강판(판두께(t))으로부터, 강판 표면으로부터 (1/4)t 두께부에 있어서, 압연면에 평행하고, 압연 방향에 수직인 방향으로 시험편을 채취하여, JIS Z 2242(1998)에 규정되는 방법에 따라, 충격 시험을 실시하여, 0℃에 있어서의 흡수 에너지(vE0)를 구하였다.From the said test steel plate (plate thickness t), in a (1/4) t thickness part from a steel plate surface, a test piece is extract | collected in the direction parallel to a rolling surface, and perpendicular | vertical to a rolling direction, JIS Z 2242 (1998). According to the method prescribed | regulated by), the impact test was done and the absorption energy (vE0) in 0 degreeC was calculated | required.

<산화물수><Oxide water>

하기 (i)~(iii)에 나타낸 순서에 따라 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수를 구하였다.Oxide number in the area | region within 2 mm was calculated | required from the surface layer according to the procedure shown to the following (i)-(iii).

(i) 제조한 강재의 압연 방향에 수직인 단면을 관찰면으로 하여 작은 조각을 잘라내고, 관찰면을 나이탈 용액으로 부식하여, 시험편을 제작하였다.(i) Small pieces were cut out by making the cross section perpendicular | vertical to the rolling direction of the produced steel as an observation surface, and the observation surface was corroded by nital solution, and the test piece was produced.

(ii) 상기의 시험편을 EDX가 부착된 SEM에 세팅하고, 0.05mm각의 영역을 1시야로 하여, 표층으로부터 2mm 이내의 영역의 5시야(거의 등간격으로 5시야)에 대해 배율 2000배로 관찰해서, 각 시야에 있어서의 산화물수를 측정하였다. 이 때, 산화물과 다른 개재물의 구별은, EDX에 의한 조성 분석에 의해 행하였다. 또, 산화물수의 측정은, 시야의 편차를 피하기 위해, 표층으로부터 깊이 2mm까지의 영역에 있어서 깊이를 변화시켜 행하였다.(ii) The above test piece was set in an SEM equipped with EDX and observed at a magnification of 2000 times with respect to 5 fields of view (less than 5 fields at equal intervals) within an area of 2 mm from the surface layer, with an area of 0.05 mm angle as 1 field of view. The number of oxides in each visual field was measured. At this time, the distinction between oxides and other inclusions was performed by composition analysis by EDX. In addition, the measurement of the number of oxides was performed by changing the depth in the area | region from the surface layer to a depth of 2 mm, in order to avoid the deviation of a visual field.

(iii) 각 시야에 있어서의 산화물수를 평균하여, 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수로 하였다.(iii) The number of oxides in each field of view was averaged to be the number of oxides in the region within 2 mm from the surface layer.

<판두께 감소량 및 박리 면적률><Plate thickness reduction amount and peeling area ratio>

내식성에 관해서는, 얻어진 강재로부터 얻은 시험편을 SAE(Society of Automotive Engineers) J2334 시험에 의해 평가하였다. SAE J2334 시험은, 습윤 : 50℃, 100%RH, 6시간, 염분 부착 : 0.5% NaCl, 0.1% CaCl2, 0.075% NaHCO3 수용액 침지, 0.25시간, 건조 : 60℃, 50%RH, 17.75시간을 1사이클(합계 24시간)로 한 가속 시험이며, 부식 형태가 대기 폭로 시험과 유사하게 되어 있다(나가노 히로오, 야마시타 마사토, 우치다 히토시 저 : 환경 재료학, 공립(共立) 출판(2004), p.74). 또한, 본 시험은, 비래 염분량이 1mdd를 초과하는 심한 부식 환경을 모의하는 시험이다.As to corrosion resistance, test pieces obtained from the obtained steel were evaluated by the Society of Automotive Engineers (SAE) J2334 test. SAE J2334 test, wet: 50 ° C., 100% RH, 6 hours, salt attachment: 0.5% NaCl, 0.1% CaCl 2 , 0.075% NaHCO 3 aqueous solution immersion, 0.25 hour, drying: 60 ° C., 50% RH, 17.75 hours Is an accelerated test with 1 cycle (24 hours total), and the corrosion pattern is similar to the atmospheric exposure test (Hirogan Nagano, Masato Yamashita, Hitoshi Uchida): Environmental Materials Studies, Public Publishing (2004), p. 74). In addition, this test simulates a severe corrosive environment in which the amount of fly salt exceeds 1mdd.

SAE J2334 시험 120사이클 종료 후, 각 시험편의 표면의 녹층을 제거하여, 판두께 감소량을 측정하였다. 여기에서, 「판두께 감소량」은, 시험편 평균의 판두께 감소량이며, 시험 전후의 중량 감소와 시험편의 표면적을 이용하여 산출한 것이다.After completion of the 120 cycles of SAE J2334 test, the rust layer on the surface of each test piece was removed, and the plate thickness reduction amount was measured. Here, the "plate thickness reduction amount" is the plate thickness reduction amount of the test piece average, and is computed using the weight reduction before and behind a test, and the surface area of a test piece.

또, 내도장 박리성을 조사하기 위해, 150×70mm 크기의 시험편에 에어 스프레이에 의해 변성 에폭시 도료(반노 200 : 중국 도료제)를 건조 막두께로 150μm가 되도록 도장하여, 강재 소지에 도달하는 깊이로 크로스컷을 형성한 후, 동일하게 SAE J2334 시험에 의해 평가하였다.In addition, in order to investigate coating peeling resistance, a modified epoxy paint (Banno 200: made in China paint) was coated to a thickness of 150 μm by a dry spray on a test piece having a size of 150 × 70 mm so as to reach a steel substrate. After forming a crosscut, the same evaluation was made by the SAE J2334 test.

강재의 화학 조성 및 제조 방법, 및 각종 시험 결과를 표 6에 나타낸다.Table 6 shows the chemical composition and production method of the steel, and various test results.

[표 6]TABLE 6

Figure pct00012
Figure pct00012

표 6에 나타낸 바와 같이, 화학 조성 및 제조 방법 모두 본 발명의 조건을 만족하는, 본 발명예 1~10에서는, 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수가 5×104개/mm2 이하가 되고, 어느 예에서나, 피로 파단 수명(반복수)이 5×106회를 초과하며, 또, da/dn이 5×10-5 이하이므로, 충분한 내피로 균열 진전 특성을 갖고 있었다. 또, 높은 내식성도 가지고 있으며, 도장한 경우의 크로스컷부에 부식은 보였지만 어느 강판이나 박리도 적기 때문에 도장의 보수 간격을 연장시킬 수 있는 것을 알 수 있다. As shown in Table 6, in Examples 1 to 10 of the present invention in which both the chemical composition and the production method satisfy the conditions of the present invention, the number of oxides in the region within 2 mm from the surface layer is 5 × 10 4 / mm 2 or less. In any case, the fatigue fracture life (repeated number) exceeded 5 × 10 6 times, and da / dn was 5 × 10 −5 or less, and thus had sufficient resistance to crack growth. Moreover, it also has high corrosion resistance, and although the corrosion | corrosion was seen in the crosscut part at the time of coating, since it is small in any steel plate and peeling, it turns out that the maintenance interval of coating can be extended.

한편, 화학 조성은, 본 발명에서 규정되는 범위를 만족하지만, 제조 방법이 본 발명의 조건을 벗어나는 비교예 1 및 2, 및, 화학 조성이 본 발명에서 규정되는 범위를 벗어나는 비교예 3~6에서는, 모두 피로 파단 수명이 104대로 극히 나빠졌다.On the other hand, although the chemical composition satisfies the range defined in the present invention, Comparative Examples 1 and 2 in which the production method deviates from the conditions of the present invention, and Comparative Examples 3 to 6 in which the chemical composition deviates from the range defined in the present invention, In all cases, the fatigue failure life was extremely poor at 10 4 .

특히 Cu 함유량이 많고, Cu/Sn이 1을 초과하는 비교예 3에서는 압연 시에 단부에 미소한 균열이 발생하였다. Sn이 적은 비교예 4에서는 비래 염분량이 많은 환경 하에서의 내식성이 저하하고, 박리 면적률도 80%가 되었다.Particularly, in Comparative Example 3 in which the Cu content was large and the Cu / Sn exceeded 1, minute cracks occurred at the end portion during rolling. In Comparative Example 4 with less Sn, the corrosion resistance under an environment having a large amount of salt content decreased, and the peeling area ratio also became 80%.

[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]

본 발명의 강재는, 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수하므로, 선체, 토목 건설물, 건설 기계, 수압 철관, 해양 구조물, 라인 파이프 그 밖의 내피로 균열 진전 특성이 요구되는 용접 구조물 등에 이용하는데 적합하다. The steel of the present invention is excellent in fatigue fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, and thus is suitable for use in hulls, civil constructions, construction machinery, hydraulic steel pipes, offshore structures, line pipes and other welded structures requiring fatigue fatigue crack growth characteristics. Do.

1 : 모재 강판
2 : 모재 강판
5 : 용접부
1: base material steel plate
2: base material steel plate
5: welding part

Claims (8)

질량%로, C : 0.01~0.14%, Si : 0.04~0.6%, Mn : 0.5~2.0%, P : 0.01% 이하, S : 0.003% 이하, Cu : 0.2% 미만, B : 0.0007%를 초과하고 0.005% 이하, Al : 0.05% 미만, N : 0.007% 이하, O : 0.003% 및 Sn : 0.03~0.50% 이하를 함유하며, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 또한, Cu/Sn비가 1 이하인 화학 조성을 가지며, 그리고, 하기 (1) 식으로부터 구해지는 Bq치가 0.003 이하, 하기 (2) 식으로부터 구해지는 Ceq치가 0.15∼0.35이고, 또한, 표층으로부터 2mm 이내의 영역에 있어서의 산화물수가 1평방mm당 5×104개 이하인 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.
Figure pct00013

단, 상기 식 중의 각 원소 기호는, 각 원소의 함유량(질량%)을 의미한다. 또한, 각 원소의 함유량이 불순물 레벨인 경우에는 0을 대입하는 것으로 한다.
By mass%, C: 0.01 ~ 0.14%, Si: 0.04 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 2.0%, P: 0.01% or less, S: 0.003% or less, Cu: less than 0.2%, B: 0.0007% Less than 0.005%, less than 0.05% of Al, less than 0.007% of N, less than 0.003% of O and less than 0.03% to 0.50% of Sn; the remainder consists of Fe and impurities, and has a Cu / Sn ratio of 1 or less It has a composition, and the Bq value obtained from the following formula (1) is 0.003 or less, the Ceq value obtained from the following formula (2) is 0.15 to 0.35, and the number of oxides in an area within 2 mm from the surface layer per square mm Steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, characterized in that 5 × 10 4 or less.
Figure pct00013

However, each element symbol in the said formula means content (mass%) of each element. In addition, when content of each element is an impurity level, 0 shall be substituted.
청구항 1에 있어서,
또한, 질량%로, Mo : 1.0% 이하, V : 0.1% 이하 및 Nb : 0.1% 이하로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.
The method according to claim 1,
Further, steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, characterized by containing at least one element selected from Mo: 1.0% or less, V: 0.1% or less, and Nb: 0.1% or less by mass%.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
또한, 질량%로, Ni : 1.5% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.
The method according to claim 1 or 2,
Moreover, the steel material which is excellent in fatigue-fatigue crack growth characteristics and corrosion resistance containing Ni: 1.5% or less by mass%.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 질량%로, Cr : 1.2% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.
The method according to any one of claims 1 to 3,
In addition, the steel is excellent in fatigue fatigue crack growth characteristics and corrosion resistance, characterized by containing 1.2% or less Cr in mass%.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 질량%로, Ti : 0.05% 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Further, the steel is excellent in fatigue fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, characterized by containing 0.05: 0.05% or less by mass%.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 질량%로, Ca : 0.003% 이하 및 Mg : 0.003% 이하의 한쪽 또는 양쪽을 함유하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재.
The method according to any one of claims 1 to 5,
A steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, characterized by containing one or both of Ca: 0.003% or less and Mg: 0.003% or less by mass%.
하기의 공정 A~D를 구비하고, 또한, 공정 D의 냉각 종료 후의 복열(復熱) 온도폭을 70℃ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재의 제조 방법.
공정 A : 용강에 하기 (3) 식을 만족하는 조건으로 불활성 가스를 주입하는 공정,
공정 B : 얻어진 용강을 연속 주조하여, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 화학 조성을 갖는 강편을 얻는 공정,
공정 C : 얻어진 강편을 900~1180℃로 가열한 후, 마무리 온도가 650~1000℃가 되는 조건으로 열간 압연을 실시하여 열연재(熱延材)를 얻는 공정, 및,
공정 D : 얻어진 열연재를, 620~950℃의 온도역으로부터, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 5~50℃/초가 되는 조건으로 가속 냉각하여, 500℃ 이하의 온도역에서 냉각을 종료시키는 공정.
Figure pct00014

단, 상기 (3) 식 중의 기호의 정의는, 하기와 같다.
G1 : 용강 내에 주입되는 불활성 가스 유량(NL/min)
H1 : 불활성 가스 주입 노즐의 선단부터 용강 탕면까지의 거리(m)
t1 : 불활성 가스 주입 시간(min)
S1 : 레이들 용강량(ton)
D1 : 레이들 내경(m)
A method for producing a steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, comprising the following steps A to D and further comprising a recuperation temperature width after completion of cooling of the step D to 70 ° C or less.
Process A: injecting inert gas into molten steel under conditions satisfying the following formula (3),
Process B: The process of continuously casting the obtained molten steel and obtaining the steel piece which has a chemical composition of any one of Claims 1-6,
Step C: after heating the obtained steel strip to 900 to 1180 ° C, performing hot rolling under the condition that the finishing temperature is 650 to 1000 ° C to obtain a hot rolled material, and
Process D: The obtained hot rolled material is accelerated-cooled from the temperature range of 620-950 degreeC on condition that the average cooling rate in the temperature range of 620-500 degreeC becomes 5-50 degreeC / sec, and is 500 degrees C or less temperature range. Terminating cooling in the process.
Figure pct00014

However, the definition of the symbol in said (3) formula is as follows.
G 1 : flow rate of inert gas injected into molten steel (NL / min)
H 1 : Distance from the tip of the inert gas injection nozzle to the molten steel bath surface (m)
t 1 : inert gas injection time (min)
S 1 : Ladle molten steel (ton)
D 1 : ladle inner diameter (m)
하기의 공정 A1~D를 구비하고, 또한, 공정 D의 냉각 종료 후의 복열 온도폭이 70℃ 이하인 것을 특징으로 하는 내피로 균열 진전 특성 및 내식성이 우수한 강재의 제조 방법.
공정 A1 : 용강에 하기 (4) 식을 만족하는 조건으로 진공 정련 처리를 행하는 공정,
공정 B : 얻어진 용강을 연속 주조하여, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 화학 조성을 갖는 강편을 얻는 공정,
공정 C : 얻어진 강편을 900~1180℃로 가열한 후, 마무리 온도가 650~1000℃가 되는 조건으로 열간 압연을 실시하여 열연재를 얻는 공정, 및,
공정 D : 얻어진 열연재를, 620~950℃의 온도역으로부터, 620~500℃의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 5~50℃/초가 되는 조건으로 가속 냉각하여, 500℃ 이하의 온도역에서 냉각을 종료시키는 공정.
Figure pct00015

단, 상기 (4) 식 중의 기호의 정의는, 하기와 같다.
G2 : 용강 환류에 사용되는 불활성 가스 유량(NL/min)
D2 : 침지관 내경(m)
t2 : 진공 처리 시간(min)
S2 : 레이들 용강량(ton)
A method for producing a steel having excellent fatigue crack propagation characteristics and corrosion resistance, comprising the following steps A1 to D, and a recuperation temperature width after the completion of cooling in step D is 70 ° C. or less.
Step A1: a step of performing vacuum refining treatment on molten steel under conditions satisfying the following formula (4),
Process B: The process of continuously casting the obtained molten steel and obtaining the steel piece which has a chemical composition of any one of Claims 1-6,
Step C: after heating the obtained steel strip to 900 to 1180 ° C., performing hot rolling under the condition that the finishing temperature is 650 to 1000 ° C. to obtain a hot rolled material, and
Process D: The obtained hot rolled material is accelerated-cooled from the temperature range of 620-950 degreeC on condition that the average cooling rate in the temperature range of 620-500 degreeC becomes 5-50 degreeC / sec, and is 500 degrees C or less temperature range. Terminating cooling in the process.
Figure pct00015

However, the definition of the symbol in said (4) formula is as follows.
G 2 : Inert gas flow rate (NL / min) used for reflux of molten steel
D 2 : Internal diameter of immersion pipe (m)
t 2 : vacuum treatment time (min)
S 2 : Ladle molten steel (ton)
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