KR20120044120A - Api steel sheet with excellent heat treatment properties for oil tubular country goods and method of manufacturing the api steel sheet - Google Patents

Api steel sheet with excellent heat treatment properties for oil tubular country goods and method of manufacturing the api steel sheet Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An API(American Petroleum Institute) steel sheet with high heat treatment characteristic for an oil well and a manufacturing method thereof are provided to achieve a steel pipe for an oil well by securing a tensile strength of 1100 MPa(Mega Pascal) or greater and a yield strength of 890MPa or greater after heat treatment. CONSTITUTION: A method for manufacturing an API steel sheet for an oil well comprises a step of finish-rolling a slab to an FDT(Finishing Delivery Temperature) of 800-900°C(S105) and a step of cooling and coiling the hot-rolled sheet at a CT(Coiling Temperature) of 650-550°C(S120). The slab comprises C(Carbon) of 0.22-0.27wt.%, Si(Silicon) of 0.1-0.3wt.%, Mn(Manganese) of 1.2-1.5wt.%, Al(Aluminum) of 0.02-0.04wt.%, Nb(Niobium) of 0.01-0.03wt.%, Ti(Titanium) of 0.01-0.03wt.%, Ni(Nickel) of 0.05-0.2wt.%, Cu(Copper) of 0.01-0.2wt.%, Ca(Calcium) of 0.001-0.004wt.%, B(Boron) of 0.001-0.0025wt.%, and Fe(Iron) and inevitable impurities of the remaining amount.

Description

열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 및 그 제조 방법{API STEEL SHEET WITH EXCELLENT HEAT TREATMENT PROPERTIES FOR OIL TUBULAR COUNTRY GOODS AND METHOD OF MANUFACTURING THE API STEEL SHEET}API steel sheet with excellent heat treatment characteristics and manufacturing method {API STEEL SHEET WITH EXCELLENT HEAT TREATMENT PROPERTIES FOR OIL TUBULAR COUNTRY GOODS AND METHOD OF MANUFACTURING THE API STEEL SHEET}

본 발명은 석유나 가스의 시추를 위하여 사용되는 유정용 강관(Oil Tubular Country Goods) API(American Petroleum Institute) 강판 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조관 후 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an oil tubular country goods (API) American Petroleum Institute (API) steel sheet manufacturing technology used for drilling of oil or gas, and more particularly, an API steel sheet for oil wells having excellent heat treatment properties after piping and a method of manufacturing the same. It is about.

유정용 강관은 석유나 가스의 시추를 위하여 사용되는 강관이다. 이러한 유정용 강관은 통상 열연강판을 조관한 후, 사용목적에 따라 QT(Quenching & Tempering) 열처리를 통하여 강도를 업그레이드하고 있다. Oil well steel pipes are steel pipes used for drilling oil or gas. Such oil well steel pipes are usually upgraded by hot-rolled steel sheets and then subjected to QT (Quenching & Tempering) heat treatment according to the purpose of use.

일반적으로 통상, 슬라브 재가열(slab reheating) 과정, 열간압연(hot-rolling) 과정 및 냉각/권취(cooling/coiling) 과정을 통하여 제조된다. In general, it is manufactured through a slab reheating process, a hot-rolling process and a cooling / coiling process.

슬라브 재가열 과정에서는 반제품 상태인 슬라브(slab) 판재를 재가열한다. The slab reheating process reheats slab plates that are semifinished.

열간압연 과정에서는 압연롤을 이용하여 고온에서 슬라브 판재를 최종 두께로 압연한다. In the hot rolling process, the slab sheet is rolled to a final thickness at a high temperature using a rolling roll.

냉각/권취 과정에서는 압연이 마무리된 판재를 특정한 권취 온도(Coiling Temperature : CT)까지 냉각(cooling)하여 권취한다.
In the cooling / winding process, the rolled sheet is cooled by cooling to a specific coiling temperature (CT).

본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 열연공정 조건 제어를 통하여 유정용 강관 소재로 널리 사용되는 API-5CT J55 규격(인장강도 517MPa 이상, 항복강도 379MPa 이상) 이상의 기계적 특성을 갖는 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an API steel sheet for oil wells having excellent heat treatment properties having mechanical properties of API-5CT J55 standard (tensile strength of 517 MPa or more and yield strength of 379 MPa or more) that are widely used as steel pipe materials for oil wells by controlling alloy components and controlling the conditions of hot rolling processes. It is to provide a manufacturing method.

본 발명의 다른 목적은 인장강도(TS) 590 MPa 이상 및 항복강도(YS) 420 MPa 이상의 고강도와 함께 30% 이상의 연신율(EL)을 가지며, 동시에 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide an API steel sheet for oil wells having a tensile strength (TS) of 590 MPa or more and a yield strength (YS) of 420 MPa or more and an elongation (EL) of 30% or more, and at the same time, excellent heat treatment characteristics.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.22~0.27%, 실리콘(Si) : 0.1~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~1.5%, 알루미늄(Al) : 0.02 ~ 0.04%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.03%, 니켈(Ni) : 0.05~0.2%, 구리(Cu) : 0.01~0.2%, 칼슘(Ca) : 0.001~0.004%, 보론(B) : 0.001~0.0025% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 800℃ ~ 900℃로 마무리 압연하는 열간압연 단계; 및 상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650℃ ~ 550℃까지 냉각하여 권취하는 냉각/권취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. API steel sheet manufacturing method excellent in the heat treatment property according to an embodiment of the present invention for achieving the above one object by weight, carbon (C): 0.22 ~ 0.27%, silicon (Si): 0.1 ~ 0.3%, manganese (Mn): 1.2 to 1.5%, aluminum (Al): 0.02 to 0.04%, niobium (Nb): 0.01 to 0.03%, titanium (Ti): 0.01 to 0.03%, nickel (Ni): 0.05 to 0.2%, copper (Cu): 0.01 ~ 0.2%, Calcium (Ca): 0.001 ~ 0.004%, Boron (B): 0.001 ~ 0.0025% and slab plate consisting of remaining iron (Fe) and unavoidable impurities FDT (Finishing Delivery Temperature): 800 Hot rolling step of finish rolling to ℃ ~ 900 ℃; And a cooling / winding step of winding the hot rolled plate to CT (Coiling Temperature): 650 ° C to 550 ° C.

이때, 상기 열간압연 단계 이전에, 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 슬라브 재가열 단계;를 더 포함할 수 있다.
At this time, before the hot rolling step, the slab plate re-heating Slab (Slab Reheating Temperature): 1150 ~ 1200 ℃ reheating step; may further include a.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.22~0.27%, 실리콘(Si) : 0.1~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~1.5%, 알루미늄(Al) : 0.02~0.04%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.03%, 니켈(Ni) : 0.05~0.2%, 구리(Cu) : 0.01~0.2%, 칼슘(Ca) : 0.001~0.004%, 보론(B) : 0.001~0.0025% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 복합 조직을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 강판은 인(P) : 0.018% 이하 및 황(S) : 0.005% 이하를 포함할 수 있다. API steel sheet for oil wells excellent in the heat treatment characteristics according to the embodiment of the present invention for achieving the other object by weight, carbon (C): 0.22 ~ 0.27%, silicon (Si): 0.1 ~ 0.3%, manganese (Mn) : 1.2 ~ 1.5%, Aluminum (Al): 0.02 ~ 0.04%, Niobium (Nb): 0.01 ~ 0.03%, Titanium (Ti): 0.01 ~ 0.03%, Nickel (Ni): 0.05 ~ 0.2%, Copper (Cu) : 0.01 ~ 0.2%, calcium (Ca): 0.001 ~ 0.004%, boron (B): 0.001 ~ 0.0025% and the remaining iron (Fe) and inevitable impurities, characterized by having a complex structure containing ferrite and pearlite It is done. The steel sheet may include phosphorus (P): 0.018% or less and sulfur (S): 0.005% or less.

이때, 상기 강판은 하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 실리콘(Si) 및 망간(Mn)을 포함하는 것이 바람직하며, 또한, 상기 강판은 하기 수학식 2를 만족하는 범위에서 황(S) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 것이 바람직하다. In this case, the steel sheet preferably includes silicon (Si) and manganese (Mn) in a range satisfying Equation 1 below, and the steel sheet is sulfur (S) and calcium in a range satisfying Equation 2 below. It is preferable to include (Ca).

수학식 1 : 6 ≤ [Mn]/[Si] ≤ 9 Equation 1: 6 ≤ [Mn] / [Si] ≤ 9

수학식 2 : 2.0 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 Equation 2: 2.0 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
Where [] is the weight percent of each element

본 발명에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판은 탄소(C) 함량을 0.22~0.27중량%로 높이고, 티타늄(Ti), 보론(B), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등의 경화능 원소를 첨가함으로써 우수한 열처리 특성을 가질 수 있는 장점이 있다. Oil well API steel sheet excellent in heat treatment properties according to the present invention to increase the carbon (C) content to 0.22 ~ 0.27% by weight, hardenable elements such as titanium (Ti), boron (B), nickel (Ni), copper (Cu) There is an advantage that can have excellent heat treatment properties by adding.

따라서, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 유정용 API 강판은 열처리 후에 인장강도 1100MPa 이상, 항복강도 890MPa 이상을 확보할 수 있어, 다양한 기계적 특성을 갖는 유정용 강관으로 업그레이드할 수 있는 장점이 있다.
Therefore, the API steel sheet manufactured by the method according to the present invention can secure a tensile strength of 1100 MPa or more and a yield strength of 890 MPa or more after heat treatment, and has an advantage of upgrading to an oil well steel pipe having various mechanical properties.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 열연 시편의 미세조직 사진이다.
도 3은 도 2에 도시된 열연 시편의 QT 열처리를 실시한 이후의 미세조직 사진이다.
Figure 1 is a flow chart schematically showing a method for producing a well API API steel sheet excellent heat treatment according to an embodiment of the present invention.
2 is a microstructure photograph of a hot rolled specimen prepared by the method according to Example 1 of the present invention.
FIG. 3 is a microstructure photograph after QT heat treatment of the hot rolled specimen shown in FIG. 2.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to an oil well API steel sheet and a manufacturing method excellent in heat treatment properties according to a preferred embodiment of the present invention.

유정용 API 강판Oil Well API Steel Plate

본 발명에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판은 조관 후 QT(Quenching and Tempering) 열처리를 통하여 다양한 강종으로 강도 업그레이드가 가능하도록, 미국석유협회(American Petroleum Institute : API)에서 규정한 API-5CT J55의 기계적 물성인 인장강도(TS) 517MPa 이상 및 항복강도 379MPa 이상을 확보하는 것을 목표로 한다. The API steel sheet for oil wells having excellent heat treatment characteristics according to the present invention can be upgraded to various steel grades through QT (Quenching and Tempering) heat treatment after the tubing, and the API-5CT J55 defined by the American Petroleum Institute (API) It aims to secure mechanical properties of tensile strength (TS) of 517 MPa or more and yield strength of 379 MPa or more.

이를 위하여, 본 발명에 따른 유정용 API 강판은 중량%로, 탄소(C) : 0.22~0.27%, 실리콘(Si) : 0.1~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~1.5%, 알루미늄(Al) : 0.02~0.04%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.03%, 니켈(Ni) : 0.05~0.2%, 구리(Cu) : 0.01~0.2%, 칼슘(Ca) : 0.001~0.004%, 보론(B) : 0.001~0.0025%을 포함하고, 페라이트 및 펄라이트를 포함하는 복합 조직을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 유정용 API 강판은 인(P) : 0.018% 이하 및 황(S) : 0.005% 이하를 포함할 수 있다. 상기 합금 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 제강 과정 등에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.
To this end, the API steel sheet for oil wells according to the present invention in weight%, carbon (C): 0.22 ~ 0.27%, silicon (Si): 0.1 ~ 0.3%, manganese (Mn): 1.2 ~ 1.5%, aluminum (Al): 0.02 ~ 0.04%, Niobium (Nb): 0.01 ~ 0.03%, Titanium (Ti): 0.01 ~ 0.03%, Nickel (Ni): 0.05 ~ 0.2%, Copper (Cu): 0.01 ~ 0.2%, Calcium (Ca): 0.001% to 0.004%, boron (B): 0.001% to 0.0025%, and has a composite structure containing ferrite and pearlite. In addition, the API steel sheet for oil wells according to the present invention may include phosphorus (P): 0.018% or less and sulfur (S): 0.005% or less. The rest of the alloy components are made of iron (Fe) and impurities which are inevitably included in steelmaking.

이하, 본 발명에 따른 유정용 API 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the oil well API steel plate according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가되며, 열처리 후의 강도를 확보하고자 하는 본 발명의 특성을 고려할 때, 중탄 이하로 첨가되는 것이 좋다. Carbon (C) is added to secure the strength, considering the characteristics of the present invention to secure the strength after the heat treatment, it is preferable to be added to less than heavy carbon.

상기 탄소는 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.22 ~ 0.27 중량%로 첨가되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.23 중량%를 제시할 수 있다. 탄소의 함량이 0.22 중량% 미만일 경우 충분한 강도를 확보하기 어려우며, 탄소의 함량이 0.27 중량%를 초과할 경우 인성 저하 및 전기저항용접시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있다.
The carbon is preferably added in 0.22 to 0.27% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably 0.23% by weight can be presented. When the carbon content is less than 0.22% by weight, it is difficult to secure sufficient strength, and when the carbon content exceeds 0.27% by weight, there is a problem that the toughness is lowered and the weldability is decreased during electric resistance welding.

실리콘(Si)Silicon (Si)

실리콘(Si)의 경우, 0.3 중량%를 초과하여 다량 첨가시 강의 용접성을 떨어뜨리고 열연공정시 재가열공정 및 열간압연 시에 적 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있으며, 용접후 도금성을 저해할 수 있다. In the case of silicon (Si), when it is added in excess of 0.3% by weight, the weldability of the steel may be degraded, and re-heating during the hot rolling process and red scale during the hot rolling may cause problems on the surface quality. After the plating can be inhibited.

반면 망간(Mn)이 1중량% 이상 첨가되는 본 발명에 따른 API 강판의 특성상 Mn-oxide 및 Si-oxide의 특성을 제어하기 위해서 Al-Si 복합탈산이 요구되는 바 0.1 중량% 이상의 실리콘 첨가가 요구된다. 이는 강관 제조를 위한 전기저항용접(ERW)시 Mn/Si비가 6~9사이로 일정 범위 내에 들어야 용접부 균열 발생이 현저히 감소하기 때문이다. On the other hand, Al-Si complex deoxidation is required to control the properties of Mn-oxide and Si-oxide due to the characteristics of the API steel plate according to the present invention in which manganese (Mn) is added in an amount of 1% by weight or more. do. This is because when the resistance resistance welding (ERW) for manufacturing steel pipes within the range of 6 ~ 9 Mn / Si ratio within a certain range will significantly reduce the occurrence of weld cracks.

따라서 상기 실리콘의 함량은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.3 중량%인 것이 바람직하다.
Therefore, the content of the silicon is preferably 0.1 to 0.3% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 고용강화 원소로써 매우 효과적이며, 강의 경화능을 향상시켜서 강도 확보에 효과적인 원소이다. 또한 망간은 오스테나이트 안정화 원소로서, 페라이트, 펄라이트 변태를 지연시킴으로써 페라이트 결정립 미세화에 기여한다. Manganese (Mn) is very effective as a solid solution strengthening element, and is an effective element for securing strength by improving the hardenability of steel. In addition, manganese is an austenite stabilizing element, which contributes to the refinement of ferrite grains by retarding ferrite and pearlite transformation.

상기 망간은 강도 향상 효과 및 중심 편석 유발 등을 고려할 때 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 1.2 ~ 1.5 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 1.2 중량% 미만일 경우 고용강화 효과가 미미하고, 반대로 망간의 첨가량이 1.5 중량%를 초과하면 용접성이 크게 저하되며, 아울러 MnS 개재물 생성 및 중심 편석(center segregation) 발생에 의하여 강의 연성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
The manganese is preferably added in an amount ratio of 1.2 to 1.5% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention in consideration of the strength improving effect and the central segregation. If the added amount of manganese is less than 1.2% by weight, the effect of strengthening the solid solution is insignificant.On the contrary, if the added amount of manganese exceeds 1.5% by weight, the weldability is greatly reduced. There is a problem that greatly reduces.

인(P)Phosphorus (P)

인(P)은 시멘타이트 형성을 억제하고, 강도를 증가시키기 위해 첨가된다. Phosphorus (P) is added to inhibit cementite formation and increase strength.

그러나, 인은 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 되므로, 상기 인(P)은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.018 중량% 이하의 범위 내에서 제한적으로 첨가되는 것이 바람직하다.
However, since phosphorus deteriorates weldability and causes final material deviation by slab center segregation, the phosphorus (P) is in the range of 0.018% by weight or less of the total weight of the API steel sheet according to the present invention. It is preferred to add in a limited manner.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해하고, 망간과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시키는 원소이다. Sulfur (S) is an element that inhibits the toughness and weldability of steel, and combines with manganese to form MnS non-metallic inclusions to generate cracks during processing of steel.

따라서, 황(S)의 함량은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.005 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Therefore, the content of sulfur (S) is preferably limited to 0.005% by weight or less of the total weight of the API steel sheet according to the present invention.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

알루미늄(Al)은 제강시의 탈산을 위해 첨가한다. Aluminum (Al) is added for deoxidation during steelmaking.

상기 알루미늄은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.02 ~ 0.04 중량%로 첨가되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.03 중량%를 제시할 수 있다. 알루미늄의 함량이 0.02 중량% 미만일 경우,충분한 탈산 효과를 얻을 수 없다. 반대로, 알루미늄의 함량이 0.04 중량%를 초과하면, 용접성을 저해하는 문제점이 있다.
The aluminum is preferably added in 0.02 to 0.04% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably 0.03% by weight can be presented. If the content of aluminum is less than 0.02% by weight, sufficient deoxidation effect cannot be obtained. On the contrary, when the content of aluminum exceeds 0.04% by weight, there is a problem of inhibiting weldability.

니오븀(Nb)Niobium (Nb)

니오븀(Nb)은 석출물 형성원소로서 강의 강도에 가장 큰 영향을 주는 원소 중 하나이며, 강 중에 탄질화물을 석출하거나 Fe 내 고용강화를 통하여 강의 강도를 향상시키는 원소이다. 특히, 니오븀계 석출물들은 슬라브 재가열시 1150℃ 이상의 가열로에서 고용된 후 열간압연 중 미세하게 석출하여 강의 강도를 효과적으로 증가시킨다. Niobium (Nb) is one of the elements that have the greatest influence on the strength of steel as a precipitate forming element. It is an element that improves the strength of steel by precipitating carbonitride in steel or strengthening solid solution in Fe. In particular, niobium-based precipitates are solid-solution precipitated during hot rolling after solid solution in a heating furnace of 1150 ℃ or more when reheating the slab effectively increases the strength of the steel.

상기 니오븀은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.03 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.015 중량%를 제시할 수 있다. 니오븀의 함량이 0.01 중량% 이상일 때 충분한 니오븀 첨가 효과를 가진다. 반면, 니오븀의 함량이 0.03 중량%를 초과할 경우 과다한 석출로 인하여 연주성, 압연성 및 연신율을 저하시킬 수 있다.
The niobium is preferably added in a content ratio of 0.01 to 0.03% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably 0.015% by weight can be presented. It has a sufficient niobium addition effect when the content of niobium is 0.01% by weight or more. On the other hand, when the content of niobium exceeds 0.03% by weight, due to excessive precipitation it can reduce the playability, rolling properties and elongation.

티타늄(Ti)Titanium (Ti)

본 발명에서 티타늄(Ti)은 TiN 석출물 형성원소로서, 슬라브 재가열시 TiN을 형성하여 오스테나이트 결정립 성장을 억제하여 강도를 증대시키는 역할을 한다. 특히, TiN 석출물은 높은 용해온도로 인하여 고온에서 쉽게 용해되지 않으며, 이로 인해 용접 열영향부(HAZ)에서 결정립을 미세화시키는 역할을 한다. In the present invention, titanium (Ti) is a TiN precipitate forming element, and forms TiN during slab reheating, thereby suppressing austenite grain growth and increasing strength. In particular, TiN precipitates are not easily dissolved at high temperatures due to the high dissolution temperature, and thus serve to refine the grains in the weld heat affected zone (HAZ).

또한, 본 발명과 같이, 보론(B) 첨가강의 경우, TiN 석출을 통하여 고용 질소를 현저히 줄임으로써 BN의 석출을 방지하고, 이를 통하여 보론 첨가에 의한 경화능을 효과적으로 향상시킨다. In addition, as in the present invention, in the case of boron (B) -added steel, the precipitation of BN is prevented by remarkably reducing the dissolved nitrogen through TiN precipitation, thereby effectively improving the hardenability by the addition of boron.

상기 티타늄은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.03 중량%로 첨가되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.02 중량%를 제시할 수 있다. 티타늄의 함량이 0.01 중량% 미만이면 상기의 티타늄 첨가 효과가 미미하고, 티타늄의 함량이 0.03 중량%를 초과하면 TiN석출물이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하되고, 제조되는 API 강판의 표면 결함을 유발시킬 수 있다.
The titanium is preferably added in 0.01 ~ 0.03% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably can present 0.02% by weight. If the content of titanium is less than 0.01% by weight, the effect of adding titanium is insignificant, and if the content of titanium is more than 0.03% by weight, the TiN precipitate is coarsened to reduce the effect of inhibiting grain growth, and the surface defects of the manufactured API steel sheet May cause.

니켈(Ni)Nickel (Ni)

니켈(Ni)은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다. 특히 니켈은 저온 충격인성을 향상시키는데 효과적인 원소이다. Nickel (Ni) refines grains and is dissolved in austenite and ferrite to strengthen the matrix. In particular, nickel is an effective element for improving low temperature impact toughness.

상기 니켈은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.05 ~ 0.2 중량%로 첨가되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1 중량%를 제시할 수 있다. 니켈(Ni)이 0.05 중량% 미만으로 첨가되면 니켈 첨가에 따른 강도 향상 및 저온 충격인성 향상 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 0.2 중량%를 초과하면 적열취성을 유발하고, 제조 비용을 상승시키는 문제점이 있다.
The nickel is preferably added at 0.05 to 0.2% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably 0.1% by weight can be presented. When nickel (Ni) is added at less than 0.05% by weight, the effect of improving the strength and the low temperature impact toughness due to the addition of nickel cannot be properly exhibited. On the contrary, when the content of nickel (Ni) exceeds 0.2% by weight, there is a problem of causing red brittleness and raising the manufacturing cost.

구리(Cu)Copper (Cu)

구리(Cu)는 니켈(Ni)과 함께 강의 경화능 및 내식성을 향상시키는 원소로 첨가된다. Copper (Cu) is added as nickel (Ni) as an element to improve the hardenability and corrosion resistance of the steel.

상기 구리는 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.01 ~ 0.2 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 구리의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우 그 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 반대로, 구리의 함량이 0.2 중량%를 초과할 경우 강의 표면 특성을 저하시키는 문제점이 있다.
The copper is preferably added in 0.01 to 0.2% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention. When the content of copper is less than 0.01% by weight, the addition effect may not be sufficiently exhibited. On the contrary, when the content of copper exceeds 0.2% by weight, there is a problem of lowering the surface properties of the steel.

칼슘(Ca)Calcium (Ca)

칼슘은 CaS를 형성시켜 강중의 황의 함량을 낮추고, 아울러 MnS 편석을 감소시켜 강의 청정도 및 황의 입계편석을 감소시켜 재가열 균열에 대한 저항성을 증가시키는 역할을 한다.Calcium lowers the sulfur content in the steel by forming CaS, and also reduces MnS segregation, thereby reducing steel cleanliness and grain boundary segregation of sulfur, thereby increasing resistance to reheat cracking.

상기 칼슘은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.004 중량%로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0025 중량%를 제시할 수 있다. 칼슘의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우, 수학식 2, 즉 2 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 를 만족시키기 위하여 황의 함량이 극소가 되도록 제어하여야 하는 문제점이 있다. 반대로 칼슘의 함량이 0.004 중량%를 초과할 경우 CaO와 같은 개재물을 형성시키는 문제점이 있다.
The calcium is preferably added in 0.001 to 0.004% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably 0.0025% by weight can be presented. When the content of calcium is less than 0.001% by weight, there is a problem in that the content of sulfur is minimized so as to satisfy Equation 2, that is, 2 ≦ [Ca] / [S] ≦ 2.5. On the contrary, when the content of calcium exceeds 0.004% by weight, there is a problem of forming inclusions such as CaO.

보론(B)Boron (B)

보론(B)은 오스테나이트 결정립에 편석되어 결정립계 에너지를 낮춤으로써 오스테나이트를 안정화시키고 이를 통해 강의 경화능을 향상시키는 원소이다. Boron (B) is an element that segregates in austenite grains and stabilizes austenite by lowering grain boundary energy, thereby improving hardenability of steel.

상기 보론은 본 발명에 따른 API 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.0025 중량%로 첨가되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.002 중량%를 제시할 수 있다. 보론의 함량의 0.001 중량% 미만일 경우, 경화능 향상 효과가 불충분하다. 반면, 보론의 함량이 0.0025 중량%를 초과하여 다량 첨가 시에는 강의 취성을 급격히 증가시키는 문제점이 있다.
The boron is preferably added in 0.001 to 0.0025% by weight of the total weight of the API steel sheet according to the present invention, more preferably 0.002% by weight can be presented. When the content of boron is less than 0.001% by weight, the effect of improving hardenability is insufficient. On the other hand, when the content of boron exceeds 0.0025% by weight, there is a problem of rapidly increasing the brittleness of the steel.

한편, 본 발명에 따른 유정용 API 강판은 하기 수학식 1 ~ 2를 만족하는 범위에서 실리콘(Si), 망간(Mn), 황(S) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, the API steel sheet for oil wells according to the present invention preferably comprises silicon (Si), manganese (Mn), sulfur (S) and calcium (Ca) in a range that satisfies the following formula (1).

수학식 1 : 6 ≤ [Mn]/[Si] ≤ 9 Equation 1: 6 ≤ [Mn] / [Si] ≤ 9

수학식 2 : 2.0 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 Equation 2: 2.0 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)Where [] is the weight percent of each element

수학식 1에서 실리콘(Si)의 함량 대비, 망간(Mn)의 함량 비율이 6 ~ 9일 때 가장 우수한 용접성을 나타내며, 실리콘(Si)의 함량 대비, 망간(Mn)의 함량 비율이 6 미만일 경우 혹은 9를 초과할 경우 고온에서 안정한 MnO, SiO2 산화물을 생성시킴으로써 전기저항용접시 훅 크랙(Hook crack)을 유발하여 용접부 품질을 크게 저하시키는 문제점이 있다. Equation 1 shows the best weldability when the ratio of the content of silicon (Si) to the content of manganese (Mn) is 6 to 9, and the ratio of the content of manganese (Mn) to the content of silicon (Si) is less than 6 Or, if it exceeds 9, MnO and SiO 2 oxides that are stable at high temperature may be generated to cause hook cracks during electric resistance welding, thereby greatly deteriorating weld quality.

또한, 수학식 2에서 황(S)의 함량 대비, 칼슘(Ca)의 함량 비율이 2.0 미만일 경우 CaS 형성이 불충분하여 중심편석을 유발하는 문제점이 있으며, 황의 함량 대비 칼슘의 함량비가 2.5를 초과할 경우 칼슘의 과다 첨가로 인하여 CaO와 같은 개재물이 형성되거나 황의 함량을 극소로 제어해야 하므로 강의 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.
In addition, when the ratio of the content of calcium (Ca) to the content of sulfur (S) in the formula (2) is less than 2.0, CaS is insufficient to cause central segregation, and the content of calcium to sulfur is more than 2.5. In the case of the excessive addition of calcium, inclusions such as CaO are formed or the amount of sulfur has to be controlled to a minimum, there is a problem that the manufacturing cost of steel increases.

유정용 API 강판 제조 방법Manufacturing method of API steel plate for oil well

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 특성이 우수한 유정용 API 강판 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. Figure 1 is a flow chart schematically showing a method for producing a well API API steel sheet excellent heat treatment according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 본 발명에 따른 유정용 API 강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110) 및 냉각/권취 단계(S120)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 유정용 API 강판 제조 방법은 열간압연 단계(S110) 이전에 슬라브 재가열 단계(S105)를 더 포함할 수 있다.
Referring to Figure 1, the API steel sheet manufacturing method according to the present invention shown includes a hot rolling step (S110) and cooling / winding step (S120). In addition, the API steel sheet manufacturing method according to the present invention may further include a slab reheating step (S105) before the hot rolling step (S110).

본 발명에 따른 유정용 API 강판 제조 방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품 상태의 슬라브 판재는 중량%로, 탄소(C) : 0.22~0.27%, 실리콘(Si) : 0.1~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~1.5%, 알루미늄(Al) : 0.02 ~ 0.04%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.03%, 니켈(Ni) : 0.05~0.2%, 구리(Cu) : 0.01~0.2%, 칼슘(Ca) : 0.001~0.004%, 보론(B) : 0.001~0.0025% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다. In the manufacturing method of the API steel sheet for oil wells according to the present invention, the slab sheet material of the semi-finished state, which is the target of the hot rolling process, in weight%, carbon (C): 0.22 to 0.27%, silicon (Si): 0.1 to 0.3%, manganese (Mn) : 1.2 ~ 1.5%, Aluminum (Al): 0.02 ~ 0.04%, Niobium (Nb): 0.01 ~ 0.03%, Titanium (Ti): 0.01 ~ 0.03%, Nickel (Ni): 0.05 ~ 0.2%, Copper (Cu) : 0.01 ~ 0.2%, calcium (Ca): 0.001 ~ 0.004%, boron (B): 0.001 ~ 0.0025% and the remaining iron (Fe) and inevitable impurities.

이때, 상기 슬라브 판재는 인(P) : 0.018% 이하 및 황(S) : 0.005% 이하를 포함할 수 있다. At this time, the slab plate may include phosphorus (P): 0.018% or less and sulfur (S): 0.005% or less.

한편, 상기 슬라브 판재는 전술한 바와 같이, 하기 수학식 1 ~ 2를 만족하는 범위에서 실리콘(Si), 망간(Mn), 황(S) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, the slab plate material, as described above, preferably contains silicon (Si), manganese (Mn), sulfur (S) and calcium (Ca) in a range satisfying the following formula (1) -2.

수학식 1 : 6 ≤ [Mn]/[Si] ≤ 9 Equation 1: 6 ≤ [Mn] / [Si] ≤ 9

수학식 2 : 2.0 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5 Equation 2: 2.0 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5

(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)Where [] is the weight percent of each element

상기 조성을 갖는 슬라브 판재는 제강공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 얻어질 수 있다.
The slab plate having the composition can be obtained through a continuous casting process after obtaining a molten steel of the desired composition through a steelmaking process.

슬라브 재가열Reheat slab

본 발명에 따른 유정용 API 강판 제조 방법에서 슬라브 재가열 단계(S105)가 포함될 경우, 슬라브 재가열 단계(S105)에서는 상기 조성을 갖는 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열한다. When the slab reheating step (S105) is included in the method for manufacturing an oil well API steel plate according to the present invention, in the slab reheating step (S105), the slab plate material having the composition is reheated to SRT (Slab Reheating Temperature): 1150 to 1200 ° C.

슬라브 판재의 재가열을 통하여, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다. Through the reheating of slab plates, restocking of segregated components and reclaims of precipitates may occur during casting.

슬라브 판재의 재가열 온도(SRT)는 1150 ~ 1200℃인 것이 바람직하다. 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1150℃ 미만이면 주조 시 편석된 성분이 충분히 재고용되지 못하고, 니오븀(Nb) 등의 석출물 용해가 충분치 이루어지지 않는 문제점이 있다. 반대로 슬라브 재가열 온도(SRT)가 1200℃를 초과하면 오스테나이트 결정입도가 증가하여 최종 미세 조직의 페라이트가 조대화되어 강도 확보가 어려울 수 있으며, 과도한 가열 공정으로 인하여 강판의 제조 비용만 상승할 수 있다.
The reheating temperature (SRT) of the slab plate is preferably 1150 to 1200 ° C. If the slab reheating temperature (SRT) is less than 1150 ° C., the segregated components during casting may not be sufficiently reusable, and precipitate dissolution such as niobium (Nb) may not be sufficient. On the contrary, when the slab reheating temperature (SRT) exceeds 1200 ° C, the austenite grain size may increase, resulting in coarsening of the ferrite of the final microstructure, which may make it difficult to secure the strength. .

열간압연Hot rolling

열간압연 단계(S110)에서는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 800 ~ 900℃로 마무리 압연한다. 슬라브 재가열 단계(S105)를 포함하는 경우, 압연 대상은 재가열된 슬라브 판재가 된다. In the hot rolling step (S110), the slab plate is finish-rolled to FDT (Finishing Delivery Temperature): 800 ~ 900 ℃. When the slab reheating step S105 is included, the rolling target is a reheated slab plate.

열간압연 단계(S110)에서 마무리 압연 온도(FDT)는 800 ~ 900℃인 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도(FDT)가 900℃를 초과할 경우 오스테나이트 결정립이 조대화되어 변태후 페라이트 결정립 미세화가 충분히 이루어지지 않으며, 이에 따라 강도 확보가 어려워질 수 있다. 또한, 마무리 온도가 800℃ 미만으로 너무 낮으면, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다.
Finish rolling temperature (FDT) in the hot rolling step (S110) is preferably 800 ~ 900 ℃. When the finish rolling temperature (FDT) exceeds 900 ℃ austenite grains are coarse, the ferrite grains are not sufficiently refined after the transformation, it may be difficult to secure the strength. In addition, when the finishing temperature is too low below 800 ° C, problems such as generation of a mixed structure due to abnormal reverse rolling may occur.

냉각/권취Cooling / winding

냉각/권취 단계(S120)에서는 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650℃ ~ 550℃까지 냉각하여 권취한다. In the cooling / winding step (S120), the hot rolled sheet is coiled by cooling to CT (Coiling Temperature): 650 ° C to 550 ° C.

본 발명에서 냉각 과정은 압연된 판재를 수냉 등의 방식을 통하여 펄라이트 온도 영역에 해당하는 650℃ ~ 550℃까지 냉각함으로써, 강판의 결정립 성장을 억제하여 미세한 페라이트 결정립을 가지는 기지 조직을 형성시키고, 또한 펄라이트 조직을 형성시켜 고강도 및 고인성을 확보하기 위하여 실시된다. 냉각 속도는 대략 1~100℃/sec 정도가 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In the present invention, the cooling process is to cool the rolled plate to 650 ℃ ~ 550 ℃ corresponding to the pearlite temperature region through a method such as water cooling, thereby suppressing the grain growth of the steel sheet to form a matrix structure having fine ferrite grains, It is carried out to form a pearlite structure to ensure high strength and high toughness. Cooling rate may be about 1 ~ 100 ℃ / sec, but is not limited thereto.

본 발명에서 권취 온도(CT)가 650℃를 초과할 경우, 강도가 불충분하며, 반대로, 권취 온도(CT)가 550℃ 미만일 경우 강의 제조비용이 증가하며, 충분한 강도를 확보할 수 있으나, 고인성 확보가 어려운 문제점이 있다.
In the present invention, if the coiling temperature (CT) exceeds 650 ℃, the strength is insufficient, on the contrary, if the coiling temperature (CT) is less than 550 ℃, the manufacturing cost of the steel increases, it is possible to secure sufficient strength, but high toughness There is a problem that is difficult to secure.

상기 과정을 통하여 제조되는 유정용 API 강판은 페라이트와 펄라이트 복합조직을 가질 수 있으며, 10~20㎛의 평균 결정립의 사이즈를 가질 수 있다. The API steel sheet prepared through the above process may have a ferrite and pearlite composite structure, and may have an average grain size of 10 to 20 μm.

또한, 제조되는 유정용 API 강판은 인장강도(TS) : 590 MPa 이상 및 항복강도(YS) : 420 MPa 이상의 고강도를 가질 수 있으며, 아울러 30% 이상의 고연신율을 확보할 수 있다. In addition, the prepared API steel sheet for oil wells may have high strength of tensile strength (TS): 590 MPa or more and yield strength (YS): 420 MPa or more, and may also secure high elongation of 30% or more.

이러한 본 발명에 따른 유정용 API 강판은 QT(Quenching and Tempering) 열처리를 통하여 다양한 유정용 강종의 특성을 확보할 수 있다.
The API steel sheet for oil wells according to the present invention can secure characteristics of various oil well steel types through QT (Quenching and Tempering) heat treatment.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since those skilled in the art can sufficiently infer technically.

1. 열연 시편의 제조1. Preparation of Hot Rolled Specimens

표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 공정 조건으로 실시예 1 및 비교예 1에 열연시편을 제조하였다. Hot-rolled specimens were prepared in Example 1 and Comparative Example 1 using the compositions shown in Table 1 and the process conditions described in Table 2.

실시예 1 및 비교예 1에 따른 열연시편의 경우, 각각의 조성을 갖는 잉곳을 제조하고, 이를 압연모사시험기를 이용하여 가열, 열간압연, 냉각(수냉) 등의 열연공정을 모사하고 및 권취로에 장입하였다.
In the case of hot-rolled specimens according to Example 1 and Comparative Example 1, ingots having respective compositions were prepared, and the rolled simulation test machine was used to simulate hot-rolling processes such as heating, hot rolling, cooling (water cooling), and the like. Charged.

[표 1] (단위 : 중량%)[Table 1] (unit:% by weight)

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 2]TABLE 2

Figure pat00002

Figure pat00002

2. 기계적 특성 평가2. Evaluation of mechanical properties

실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 열연 시편의 재질을 평가하기 위하여 인장 시험을 실시하였다. Tensile tests were conducted to evaluate the materials of the hot rolled specimens prepared according to Example 1 and Comparative Example 1.

표 2를 참조하면, 실시예 1에 따라 제조된 열연 시편의 경우 인장강도(TS)가 590 MPa 이상이었으며, 항복강도(YS)가 420 MPa 이었으며, 또한 연신율이 33% 이상이었다. Referring to Table 2, in the hot-rolled specimen prepared according to Example 1, the tensile strength (TS) was 590 MPa or more, the yield strength (YS) was 420 MPa, and the elongation was 33% or more.

반면, 비교예 1에 따라 제조된 열연 시편의 경우 인장강도(TS) 및 항복강도가 실시예 1에 비하여 다소 낮았으며, 특히 연신율(EL)의 경우 실시예 1에 비하여 현저히 낮았다.
On the other hand, in the hot-rolled specimen prepared according to Comparative Example 1, the tensile strength (TS) and the yield strength was somewhat lower than in Example 1, particularly in the case of the elongation (EL) was significantly lower than in Example 1.

도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 열연 시편의 미세조직 사진이다.2 is a microstructure photograph of a hot rolled specimen prepared by the method according to Example 1 of the present invention.

도 2를 참조하면, 실시예 1에 따른 방법으로 제조된 열연 시편의 미세 조직은 평균 결정립 사이즈가 10 ~ 20㎛인 미세 페라이트와 펄라이트 복합 조직으로 이루어져 있는 것을 볼 수 있다.
Referring to FIG. 2, it can be seen that the microstructure of the hot rolled specimen prepared by the method according to Example 1 is composed of a fine ferrite and pearlite composite structure having an average grain size of 10 to 20 μm.

도 3은 도 2에 도시된 열연 시편의 QT 열처리를 실시한 이후의 미세조직 사진이다.FIG. 3 is a microstructure photograph after QT heat treatment of the hot rolled specimen shown in FIG. 2.

QT(Quenching and Tempering) 열처리를 위하여, 실시예 1에 따라 제조된 열연 시편을 1000℃로 가열한 후 수냉을 통하여 퀀칭(quenching)을 실시한 후, 550℃에서 템퍼링을 실시하였다.
For QT (Quenching and Tempering) heat treatment, the hot-rolled specimen prepared according to Example 1 was heated to 1000 ° C. and then quenched by water cooling, and then tempered at 550 ° C.

QT 열처리 후, 시편은 인장강도(TS) 1100MPa, 항복강도(YS) 890MPa, 연신율(EL) 16%를 나타내었다. 이는 가장 높은 강도를 요구하는 API 5CT P110 규격(인장강도 862MPa 이상, 항복강도 750MPa 이상)을 만족하는 기계적 물성에 해당한다. After QT heat treatment, the specimen showed tensile strength (TS) 1100 MPa, yield strength (YS) 890 MPa, and elongation (EL) 16%. This corresponds to mechanical properties that satisfy the API 5CT P110 specification (tensile strength of 862 MPa or more, yield strength of 750 MPa or more) that requires the highest strength.

따라서, 본 발명에 따른 유정용 API 강판은 QT 열처리에 조건에 따라서, 유정용 강관으로 사용되는 API 5CT L80, API 5CT N80, API 5CT P110 등의 다양한 강종으로의 업그레이드가 가능하다.
Therefore, the API steel sheet for oil wells according to the present invention can be upgraded to various steel grades such as API 5CT L80, API 5CT N80, and API 5CT P110, which are used as oil well steel pipes, depending on the QT heat treatment conditions.

한편, 도 3을 참조하면, 열처리 후 열연 시편은 마르텐사이트 조직으로 이루어져 있는 것을 볼 수 있다. 이는 본 발명에 따른 유정용 API 강판의 조성에 티타늄(Ti), 보론(B), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등 경화능 원소를 첨가한 효과에 해당한다. Meanwhile, referring to FIG. 3, it can be seen that the hot rolled specimen after the heat treatment is made of martensite structure. This corresponds to the effect of adding a hardenable element such as titanium (Ti), boron (B), copper (Cu), nickel (Ni) to the composition of the API steel sheet for oil wells according to the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조 방법으로 제조된 유정용 API 강판은 열처리 전에 API-5CT J55 특성을 만족하며, 우수한 열처리 특성에 의하여 API-5CT N80, API-5CT L80, API-5CT P110 등에서 요구하는 강도를 확보할 수 있는 장점이 있다. As described above, the oil-based API steel sheet manufactured by the manufacturing method according to the present invention satisfies the API-5CT J55 characteristics before heat treatment, and is required by API-5CT N80, API-5CT L80, API-5CT P110, etc. by excellent heat treatment characteristics. There is an advantage to secure the strength.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
In the above description, the embodiment of the present invention has been described, but various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications may belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

S105 : 슬라브 재가열 단계
S110 : 열간압연 단계
S120 : 냉각/권취 단계
S105: Slavic Reheating Step
S110: hot rolling stage
S120: Cooling / Coiling Step

Claims (11)

중량%로, 탄소(C) : 0.22~0.27%, 실리콘(Si) : 0.1~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~1.5%, 알루미늄(Al) : 0.02~0.04%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.03%, 니켈(Ni) : 0.05~0.2%, 구리(Cu) : 0.01~0.2%, 칼슘(Ca) : 0.001~0.004%, 보론(B) : 0.001~0.0025% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 FDT(Finishing Delivery Temperature) : 800℃ ~ 900℃로 마무리 압연하는 열간압연 단계; 및
상기 열간압연된 판재를 CT(Coiling Temperature) : 650℃ ~ 550℃까지 냉각하여 권취하는 냉각/권취 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API(American Petroleum Institute) 강판 제조 방법.
By weight%, carbon (C): 0.22 to 0.27%, silicon (Si): 0.1 to 0.3%, manganese (Mn): 1.2 to 1.5%, aluminum (Al): 0.02 to 0.04%, niobium (Nb): 0.01 ~ 0.03%, Titanium (Ti): 0.01 ~ 0.03%, Nickel (Ni): 0.05 ~ 0.2%, Copper (Cu): 0.01 ~ 0.2%, Calcium (Ca): 0.001 ~ 0.004%, Boron (B): 0.001 A hot rolling step of finishing and rolling the slab plate composed of ˜0.0025% and the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities to FDT (Finishing Delivery Temperature): 800 ° C. to 900 ° C .; And
The hot rolled plate CT (Coiling Temperature): cooling / winding step of winding by cooling to 650 ℃ ~ 550 ℃; API (American Petroleum Institute) steel sheet manufacturing method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 열간압연 단계 이전에, 슬라브 판재를 SRT(Slab Reheating Temperature) : 1150 ~ 1200℃로 재가열하는 슬라브 재가열 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판 제조 방법.
The method of claim 1,
Before the hot rolling step, the slab plate material SRT (Slab Reheating Temperature): Slave reheating step of reheating to 1150 ~ 1200 ℃; API API steel sheet manufacturing method further comprising a.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 실리콘(Si) 및 망간(Mn)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판 제조 방법.
수학식 1 : 6 ≤ [Mn]/[Si] ≤ 9
(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
The method according to claim 1 or 2,
The slab plate is
A method for producing an API steel sheet for oil wells, comprising silicon (Si) and manganese (Mn) in a range satisfying Equation 1 below.
Equation 1: 6 ≤ [Mn] / [Si] ≤ 9
Where [] is the weight percent of each element
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
인(P) : 0.018% 이하 및 황(S) : 0.005% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The slab plate is
Phosphorus (P): 0.018% or less and sulfur (S): 0.005% or less comprising a method for producing an API steel sheet for oil wells.
제4항에 있어서,
상기 슬라브 판재는
하기 수학식 2를 만족하는 범위에서 황(S) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
수학식 2 : 2.0 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5
(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
The method of claim 4, wherein
The slab plate is
API steel sheet for oil wells, characterized in that it comprises sulfur (S) and calcium (Ca) in a range satisfying the following equation (2).
Equation 2: 2.0 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5
Where [] is the weight percent of each element
중량%로, 탄소(C) : 0.22~0.27%, 실리콘(Si) : 0.1~0.3%, 망간(Mn) : 1.2~1.5%, 알루미늄(Al) : 0.02~0.04%, 니오븀(Nb) : 0.01~0.03%, 티타늄(Ti) : 0.01~0.03%, 니켈(Ni) : 0.05~0.2%, 구리(Cu) : 0.01~0.2%, 칼슘(Ca) : 0.001~0.004%, 보론(B) : 0.001~0.0025% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
페라이트 및 펄라이트를 포함하는 복합 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
By weight%, carbon (C): 0.22 to 0.27%, silicon (Si): 0.1 to 0.3%, manganese (Mn): 1.2 to 1.5%, aluminum (Al): 0.02 to 0.04%, niobium (Nb): 0.01 ~ 0.03%, Titanium (Ti): 0.01 ~ 0.03%, Nickel (Ni): 0.05 ~ 0.2%, Copper (Cu): 0.01 ~ 0.2%, Calcium (Ca): 0.001 ~ 0.004%, Boron (B): 0.001 ~ 0.0025% and the remaining iron (Fe) and inevitable impurities,
API steel sheet for oil wells, characterized in that it has a composite structure containing ferrite and pearlite.
제6항에 있어서,
상기 강판은
하기 수학식 1을 만족하는 범위에서 실리콘(Si) 및 망간(Mn)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
수학식 1 : 6 ≤ [Mn]/[Si] ≤ 9
(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
The method of claim 6,
The steel sheet
An API steel sheet for oil wells comprising silicon (Si) and manganese (Mn) in a range satisfying Equation 1 below.
Equation 1: 6 ≤ [Mn] / [Si] ≤ 9
Where [] is the weight percent of each element
제6항에 있어서,
상기 강판은
인(P) : 0.018% 이하 및 황(S) : 0.005% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
The method of claim 6,
The steel sheet
Phosphorus (P): 0.018% or less and sulfur (S): 0.005% or less comprising an API steel sheet for oil wells.
제8항에 있어서,
상기 강판은
하기 수학식 2를 만족하는 범위에서 황(S) 및 칼슘(Ca)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
수학식 2 : 2.0 ≤ [Ca]/[S] ≤ 2.5
(여기서, [ ]는 각 원소의 중량%)
The method of claim 8,
The steel sheet
API steel sheet for oil wells, characterized in that it comprises sulfur (S) and calcium (Ca) in a range satisfying the following equation (2).
Equation 2: 2.0 ≤ [Ca] / [S] ≤ 2.5
Where [] is the weight percent of each element
제6항에 있어서,
상기 페라이트는
평균 결정립 사이즈가 10~20㎛인 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
The method of claim 6,
The ferrite is
API steel sheet for oil wells, characterized in that the average grain size is 10 ~ 20㎛.
제6항에 있어서,
상기 강판은
인장강도(TS) : 590 MPa 이상, 항복강도(YS) : 420 MPa 이상 및 연신율(EL) : 33% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 유정용 API 강판.
The method of claim 6,
The steel sheet
An API steel sheet for oil wells having a tensile strength (TS) of 590 MPa or more, a yield strength (YS) of 420 MPa or more, and an elongation (EL) of 33% or more.
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