KR20150126697A - High strength thick steel plate for high heat input welding with excellent brittle crack arrestability and manufacturing method therefor - Google Patents

High strength thick steel plate for high heat input welding with excellent brittle crack arrestability and manufacturing method therefor Download PDF

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Abstract

선박에 이용하기 적합한 판두께 50㎜ 이상의 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판 및 그의 제조 방법을 제공한다. 특정한 성분 조성을 갖고, 금속 조직이 베이나이트 주체이며, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도가 1.5∼4.0의 집합 조직을 갖고, 또한 표층부 및 판두께 중앙부에 있어서의 샤르피 파면 전이 온도 vTrs가 -40℃ 이하인 후강판 및 그의 제조 방법이다.Provided is a high strength steel sheet for high heat input welding excellent in brittle crack propagation stopping property suitable for use in ships and having a plate thickness of 50 mm or more, and a method for producing the same. (110) surface in the central portion of the plate thickness has an aggregate texture of 1.5 to 4.0, and the Charpy wavefront transition at the surface layer portion and the plate thickness central portion has a specific component composition, the metal structure is bainite- A steel sheet having a temperature vTrs of -40 캜 or lower and a method for producing the same.

Description

취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판 및 그의 제조 방법{HIGH STRENGTH THICK STEEL PLATE FOR HIGH HEAT INPUT WELDING WITH EXCELLENT BRITTLE CRACK ARRESTABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high strength steel sheet for high heat input welding which is excellent in brittle crack propagation stopping properties and a method for manufacturing the steel sheet. 2. Description of the Related Art HIGH STRENGTH THICK STEEL PLATE FOR HIGH HEAT INPUT WELDING WITH EXCELLENT BRITTLE CRACK ARRESTABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

본 발명은, 취성 균열 전파 정지 특성(brittle crack arrestability)이 우수한 대입열 용접(high heat input welding)용 고강도 후강판(high-strength thick steel plate) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 선박에 이용하기 적합한 판두께 50mm 이상의 것에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength thick steel plate for high heat input welding having excellent brittle crack arrestability and a method for manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a high- A plate thickness of 50 mm or more suitable for the following.

선박 등의 대형 구조물에 있어서는, 취성 파괴(brittle fracture)에 수반되는 사고가 경제나 환경에 미치는 영향이 크다. 이 때문에, 안전성의 향상이 항상 요구되고, 사용되는 강재에 대해서는, 사용 온도에 있어서의 인성(toughness)이나, 취성 균열 전파 정지 특성이 요구되고 있다.In large structures such as ships, brittle fracture accidents have a large impact on the economy and the environment. For this reason, safety is always required to be improved, and toughness and brittle crack propagation stopping characteristics at the operating temperature are required for steel materials to be used.

컨테이너선이나 벌크 캐리어 등의 선박은 그 구조상, 선체 외판(outer plate of ship's hull)에 고강도의 후육재(steel plate having heavy thickness)를 사용한다. 최근에는 선체의 대형화에 수반하여 더 한층의 고강도 후육화가 진전되어, 일반적으로, 강판의 취성 균열 전파 정지 특성은 고강도 혹은 후육재일수록 열화되는 경향이 있기 때문에, 취성 균열 전파 정지 특성으로의 요구도 한층 고도화하고 있다.A vessel such as a container ship or a bulk carrier uses a steel plate having a heavy thickness for the outer plate of the ship's hull. In recent years, with the increase in the size of the hull, further high-strength thickening progresses, and in general, the brittle crack propagation stopping property of the steel sheet tends to deteriorate as the strength or shore resistance, It is further improving.

강재의 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키는 수단으로서, 종래부터 Ni 함유량을 증가시키는 방법이 알려져 있고, 액화 천연 가스(LNG: Liquefied Natural Gas)의 저장 탱크에 있어서는, 9% Ni강이 상업 규모로 사용되고 있다.As a means for improving the brittle crack propagation stopping property of steel, there has been known a method of increasing the Ni content. In a storage tank of liquefied natural gas (LNG), 9% Ni steel is used on a commercial scale have.

그러나, Ni량의 증가는 비용의 대폭적인 상승이 불가피하기 때문에, LNG 저장 탱크 이외의 용도에는 적용이 어렵다.However, the increase in the amount of Ni is inevitable, and therefore it is difficult to apply to applications other than the LNG storage tank.

한편, LNG와 같은 극저온(ultra low temperature)에까지 이르지 않는, 선박이나 라인 파이프에 사용되는, 판두께가 50㎜ 미만인 비교적 얇은 강재(steel plate)에 대해서는, TMCP(Thermo-Mechanical Control Process)법에 의해 세립화(decreasing a crystal grain size)를 도모하여, 저온 인성을 향상시킴으로써, 우수한 취성 균열 전파 정지 특성을 부여할 수 있다.On the other hand, a comparatively thin steel plate having a plate thickness of less than 50 mm, which is used for a ship or a line pipe, which does not reach an ultra low temperature such as LNG, is manufactured by a thermo-mechanical control process By providing a decreasing a crystal grain size and improving the low-temperature toughness, excellent brittle crack propagation stopping properties can be imparted.

또한, 합금 비용을 상승시키는 일 없이, 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키기 위해, 표층부의 조직을 초미세화(ultra fine grained microstructure)한 강재가 특허문헌 1에서 제안되고 있다.Further, in order to improve the brittle crack propagation stopping property without raising the alloy cost, a steel material having an ultra fine grained microstructure of the surface layer portion is proposed in Patent Document 1. [

특허문헌 1에는, 취성 균열이 전파될 때, 강재 표층부에 발생하는 시어립(소성 변형영역; shear-lips)이 취성 균열 전파 정지 특성의 향상에 효과가 있는 것에 착안하여, 시어립 부분의 결정립을 미세화시켜, 전파되는 취성 균열이 갖는 전파 에너지를 흡수시키는 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 강재가 기재되어 있다.In Patent Document 1, attention is paid to the fact that a shear lip (shear-lips) generated in a surface layer of steel material is effective in improving brittle crack propagation stopping characteristics when a brittle crack propagates, Which is characterized by being made fine and absorbing the propagation energy possessed by the propagating brittle cracks, which is excellent in brittle crack propagation stopping property.

또한, 특허문헌 1에는, 열간 압연 후의 제어 냉각에 의해 표층 부분을 Ar3 변태점(transformation point) 이하로 냉각하고, 그 후 제어 냉각(controlled cooling)을 정지하여 표층 부분을 변태점 이상으로 복열(recuperate)시키는 공정을 1회 이상 반복하여 행하고, 그 사이에 강재에 압하를 가함으로써, 반복 변태시키거나 또는 가공 재결정시켜, 표층 부분에 초미세한 페라이트 조직(ferrite structure) 또는 베이나이트 조직(bainite structure)을 생성시키는 것이 기재되어 있다.In Patent Document 1, the surface layer portion is cooled to an A r3 transformation point or lower by controlled cooling after hot rolling, and then controlled cooling is stopped to recuperate the surface layer portion beyond the transformation point, And the steel material is subjected to repetitive transformation or machining recrystallization by applying a pressure drop between the steel material and the ferrite structure or bainite structure at the surface layer portion .

또한, 특허문헌 2에서는, 페라이트-펄라이트(pearlite)를 주체의 마이크로 조직으로 하는 강재에 있어서 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키기 위해서는, 강재의 양 표면부는 원상당 입경(circle-equivalent average grain size): 5㎛ 이하, 애스펙트비(aspect ratio of the grains): 2 이상의 페라이트립을 갖는 페라이트 조직을 50% 이상 갖는 층으로 구성하고, 페라이트 입경의 불균일을 억제하는 것이 중요하다고 하고 있다. 불균일을 억제하는 방법으로서 마무리 압연 중의 1패스당의 최대 압하율(maximum rolling reduction)을 12% 이하로 하고 국소적인 재결정 현상을 억제하는 것이 기재되어 있다.In Patent Document 2, in order to improve the brittle crack propagation stopping property in a steel material having a microstructure mainly composed of ferrite-pearlite, both surface portions of the steel have circle-equivalent average grain size: It is important to form a layer having a ferrite structure having a ferrite structure having a ferrite grain size of 5 μm or less and an aspect ratio of the grains of 2 or more to suppress unevenness of the ferrite grain size. As a method of suppressing unevenness, it is described that the maximum rolling reduction per pass in finish rolling is set to 12% or less and local recrystallization is suppressed.

그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 강재는, 강재 표층부만을 일단 냉각한 후에 복열시키고, 또한 복열 중에 가공을 가함으로써, 특정한 조직을 얻는 것이기 때문에, 실생산 규모에서는 제어가 용이하지 않다. 특히 판두께가 50㎜를 초과하는 후육재에서는, 압연, 냉각 설비로의 부하가 큰 프로세스이다.However, since a steel material excellent in brittle crack propagation stopping property described in Patent Documents 1 and 2 is obtained by cooling only the surface layer portion of steel once and then heating the steel surface portion, and further processing is performed in the double heat, a specific structure is obtained. It is not easy. Particularly, in the case of a lumber material having a plate thickness exceeding 50 mm, the load on the rolling and cooling equipment is large.

한편, 특허문헌 3에는, 페라이트 결정립의 미세화뿐만 아니라 페라이트 결정립 내에 형성되는 서브그레인(subgrain)에 착안하여, 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키는, TMCP의 연장상에 있는 기술이 기재되어 있다.On the other hand, Patent Document 3 discloses a technique on the extension of TMCP, which not only makes the ferrite grains finer but also focuses on the sub-grains formed in the ferrite grains and improves the brittle crack propagation stopping characteristics.

구체적으로는, 판두께 30∼40㎜의 강판에 있어서, 강판 표층의 냉각 및 복열 등의 복잡한 온도 제어를 필요로 하지 않고, (a) 미세한 페라이트 결정립을 확보하는 압연 조건, (b) 강재 판두께의 5% 이상의 부분에 미세 페라이트 조직을 생성하는 압연 조건, (c) 미세 페라이트에 집합 조직(texture)을 발달시킴과 함께 가공(압연)에 의해 도입된 전위(dislocation)를 열적 에너지에 의해 재배치하고 서브그레인을 형성시키는 압연 조건, (d) 형성한 미세한 페라이트 결정립과 미세한 서브그레인립의 조대화(increasing in the grain size)를 억제하는 냉각 조건에 의해 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시킨다.Specifically, in a steel sheet having a thickness of 30 to 40 mm, it is not necessary to control the surface temperature of the steel sheet such that cooling and repetition of the surface layer are complicated, and (a) rolling conditions for securing fine ferrite grains, (b) (C) a dislocation introduced by machining (rolling) while developing a texture in the fine ferrite is rearranged by thermal energy, and (b) And (d) cooling conditions for suppressing the formation of fine ferrite grains and fine grain grains of fine grains, thereby improving brittle crack propagation stopping characteristics.

또한, 제어 압연에 있어서, 변태한 페라이트에 압하를 가하여 집합 조직을 발달시킴으로써, 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키는 방법도 알려져 있다. 이 방법은, 강재의 파괴면 상에 세퍼레이션(separation)을 판면과 평행한 방향으로 발생시켜, 취성 균열 선단의 응력을 완화시킴으로써, 취성 파괴에 대한 저항을 높인다.It is also known to improve the brittle crack propagation stopping property by developing aggregate structure by applying a pressure drop to the transformed ferrite in the control rolling. This method generates separation on the fracture surface of the steel in a direction parallel to the plane of the steel, thereby relaxing the stress at the brittle crack tip, thereby increasing the resistance to brittle fracture.

예를 들면, 특허문헌 4에는, 제어 압연에 의해 (110)면 X선 강도비(X-ray plane intensity ratio in the (110) plane showing a texture developing degree)를 2 이상으로 하고, 또한 원상당경(diameter equivalent to a circle in the crystal grains) 20㎛ 이상의 조대립을 10% 이하로 함으로써, 내취성 파괴 특성을 향상시키는 것이 기재되어 있다.For example, Patent Document 4 discloses a technique in which the (110) plane intensity ratio in the (110) plane showing a texture developing degree is set to 2 or more by controlled rolling, (diameter equivalent to a circle in the crystal grains) of 20 mu m or more is 10% or less.

특허문헌 5에는 조인트부(joint part)의 취성 균열 전파 정지 성능이 우수한 용접 구조용 강으로서, 판두께 내부의 압연면에 있어서의 (100)면의 X선면 강도비가 1.5 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 강판이 개시되고, 당해 집합 조직 발달에 의한 응력 부하 방향과 균열 전파 방향의 각도의 어긋남에 의해 우수한 취성 균열 전파 정지 특성이 얻어지는 것이 기재되어 있다.Patent Document 5 discloses a welded structure steel excellent in brittle crack propagation stopping performance of a joint part and having an X-ray surface strength ratio of a (100) face of 1.5 or more on a rolled surface inside a plate thickness, Discloses that excellent brittle crack propagation stopping property can be obtained by a deviation between the stress load direction due to the development of the texture and the angle in the crack propagation direction.

일본공고특허공보 평7-100814호Japanese Patent Publication No. 7-100814 일본공개특허공보 2002-256375호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256375 일본특허공보 제3467767호Japanese Patent Publication No. 3467767 일본특허공보 제3548349호Japanese Patent Publication No. 3548349 일본특허공보 제2659661호Japanese Patent Publication No. 2659661 일본특허공보 제3546308호Japanese Patent Publication No. 3546308

이노우에 등: 두꺼운 조선용 강에 있어서의 장대 취성 균열 전파 거동, 일본 선박 해양 공학회 강연회 논문집 제3호, 2006, pp359∼362 Inoue et al.: Longitudinal brittle crack propagation behavior in thick steel for shipbuilding, Journal of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers Third lecture, 2006, pp359 ~ 362 「취성 균열 어레스트 설계 지침」2009년 9월 (재)일본해사협회 "Design Guidelines for Brittle Cracked Arrests" September 2009, Japan Society of Naval Architects

그러나, 최근의 6,000TEU(Twenty-foot Equivalent Unit)를 초과하는 대형 컨테이너선에서는 판두께 50㎜를 초과하는 후강판이 사용된다. 비특허문헌 1은, 판두께 65㎜의 강판의 취성 균열 전파 정지 성능을 평가하고, 모재의 대형 취성 균열 전파 정지 시험에서 취성 균열이 정지하지 않는 결과를 보고하고 있다.However, in large container ships exceeding the recent 6,000TEU (Twenty-foot Equivalent Unit), a steel plate with a plate thickness exceeding 50 mm is used. Non-patent document 1 evaluates the brittle crack propagation stopping performance of a steel sheet having a thickness of 65 mm, and reports the result that the brittle crack does not stop in the large brittle crack propagation stop test of the base material.

또한, 공시재의 표준 ESSO 시험(ESSO test compliant with WES 3003)에서는 사용 온도 -10℃에 있어서의 Kca의 값(이하, Kca(-10℃)라고도 기재함)이 3000N/㎜3/2에 미치지 못하는 결과가 나타나고, 50㎜를 초과하는 판두께의 강판을 적용한 선체 구조의 경우, 안전성 확보가 과제가 되는 것이 시사되어 있다.Also, in the standard ESSO test (ESSO test compliant with WES 3003) of the test specimen, the value of Kca (hereinafter also referred to as Kca (-10 ° C)) at the operating temperature of -10 ° C is less than 3000 N / mm 3/2 In the case of a hull structure in which a steel sheet having a thickness exceeding 50 mm is applied, it has been suggested that securing safety is a problem.

전술한 특허문헌 1∼5에 기재된 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 강판은, 제조 조건이나 개시되어 있는 실험 데이터로부터, 판두께 50㎜ 정도까지의 강판이 주된 대상이라고 생각된다. 특허문헌 1∼5에 기재된 기술을 50㎜를 초과하는 후육재로 적용한 경우, 소정의 특성이 얻어지는지 불분명하고, 선체 구조에서 필요한 판두께 방향의 균열 전파에 대한 특성에 대해서는 전혀 검증되어 있지 않다.It is considered that the steel sheet having excellent brittle crack propagation stopping properties described in the above-mentioned Patent Documents 1 to 5 is mainly a steel sheet having a thickness of about 50 mm from the manufacturing conditions and the disclosed experimental data. It is unclear whether a predetermined characteristic can be obtained when the technique described in Patent Documents 1 to 5 is applied to a skirting material exceeding 50 mm and the characteristics of crack propagation in the plate thickness direction required in the hull structure are not verified at all.

한편, 강판의 후육화에 수반하여, 용접 시공에는, 서브 머지 아크 용접(submerged arc welding), 일렉트로 가스 용접(electrogas arc welding), 일렉트로 슬래그 용접(electroslag welding) 등의 고능률(high efficiency)인 대입열 용접이 적용되고 있다. 일반적으로, 용접 입열량이 커지면, 용접 열영향부(Heat Affected Zone; HAZ)의 조직이 조대화되기 때문에, 용접 열영향부의 인성은 저하되는 것이 알려져 있다. 이와 같은 대입열 용접에 의한 인성의 저하 문제를 해결하기 위해, 대입열 용접용 강재가 이미 개발되어, 실용화에 이르고 있다. 예를 들면, 특허문헌 6에 있어서는, 강 중에 석출되는 TiN을 제어함으로써 용접 열영향부 조직의 조대화(coarsening)를 방지함과 함께, 페라이트 생성핵의 분산에 의해 입내(in crystal grain) 페라이트 변태를 촉진함으로써, 용접 열영향부를 고인화(increasing toughness)하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 대입열 용접부의 용접 열영향부의 인성은 우수하기는 하지만, 취성 균열 전파 정지 특성은 고려되고 있지 않아, 양 특성을 만족하는 것은 얻어지고 있지 않았다.On the other hand, with the thickening of the steel sheet, the welding operation is performed with a high efficiency (high efficiency) such as submerged arc welding, electrogas arc welding, electroslag welding, Thermal welding is applied. Generally, it is known that when the heat input amount of the welding becomes large, the structure of the heat affected zone (HAZ) becomes coarse, and the toughness of the weld heat affected zone is lowered. In order to solve the problem of reduction in toughness caused by such large heat welding, a steel material for large heat input welding has already been developed and put to practical use. For example, in Patent Document 6, coarsening of the weld heat affected zone structure is prevented by controlling TiN precipitated in the steel, and the in-crystal grain ferrite transformation Thereby increasing the toughness of the welding heat affected zone. However, although the toughness of the weld heat affected zone of the large heat weld zone is excellent, brittle crack propagation stop characteristics are not considered, and satisfactory characteristics are not obtained.

그래서 본 발명은, 강 성분, 압연 조건을 최적화하여, 판두께 방향에서의 집합 조직을 제어하는, 공업적으로 매우 간이한 프로세스로 안정적으로 제조할 수 있는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat treatment method and a heat treatment method capable of stably producing a steel sheet with excellent brittle crack propagation stopping properties, Strength steel sheet and a method of manufacturing the same.

본 발명자들은, 상기 과제의 달성을 향하여 예의 연구를 거듭하여, 후육 강판이라도 우수한 취성 균열 전파 정지 특성을 갖는 고강도 후강판에 대해서 이하의 인식을 얻었다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have repeatedly made intensive studies for attaining the above-described object, and have obtained the following perceptions for a high strength steel sheet having excellent brittle crack propagation stopping properties even in case of a steel sheet.

1. 판두께 50㎜를 초과하는 후강판에 대해서, 표준 ESSO 시험을 행했다. 도 1(a) 도 1(b)는 표준 ESSO 시험편(1)의 노치(2)로부터 돌입된 균열(crack;3)이 모재(5)에 있어서 선단 형상(4)으로 전파를 정지한 예를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 1(a)에 개략적으로 나타내는 바와 같은, 짧은 균열의 분기(3a)가 확인된 경우에, 높은 어레스트성이 얻어지는 것을 확인했다. 균열의 분기(3a)에 의해 응력이 완화되기 때문으로 추측된다.1. Standard steel ESSO tests were conducted on steel plates with plate thicknesses exceeding 50 mm. 1 (a) and 1 (b) show an example in which the crack 3 protruding from the notch 2 of the standard ESSO test piece 1 stops propagating to the tip shape 4 in the base material 5 And it is confirmed that when the branch 3a of short cracks as shown schematically in Fig. 1 (a) is confirmed, a high degree of arrestability can be obtained. It is presumed that the stress is relaxed by the branch 3a of cracks.

2. 상기의 파면 형태를 얻기 위해서는, 균열을 분기시키는 조직 형태로 할 필요가 있다. 여기에서, 페라이트를 주체로 하는 강 조직보다도, 내부에 패킷(packet) 등이 존재하는 베이나이트를 주체로 하는 강 조직인 편이 유리하고, 또한, 벽개면(cleavage plane)인 (100)면을 균열의 진전 방향인 압연 방향 혹은 판폭 방향에 대하여 비스듬하게 집적시키는 것이 유효하다.2. In order to obtain the above-mentioned wave-front form, it is necessary to make a structure in which the cracks are branched. Here, it is advantageous to use a steel structure mainly composed of bainite, in which a packet or the like is present, rather than a steel structure mainly composed of ferrite. In addition, the (100) plane, which is a cleavage plane, It is effective to integrate them obliquely with respect to the rolling direction or the plate width direction.

3. 한편, (100)면의 집적도를 지나치게 높이면, 매우 짧은 균열의 분기로부터, 큰 균열의 분기가 발생한다. 선체 구조의 취성 균열 어레스트 설계 지침을 나타낸 비특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 표준 ESSO 시험에 있어서는, 취성 균열의 분기를 억제할 필요가 있기 때문에, 균열의 명료한 분기를 방지하기 위해 면 집적도의 상한을 규정할 필요가 있다.3. On the other hand, if the degree of integration of the (100) plane is excessively increased, a branch of a large crack occurs from a very short crack branch. In the standard ESSO test, it is necessary to suppress the branching of the brittle crack as described in Non-Patent Document 2 showing the brittle crack array design guide of the hull structure. Therefore, in order to prevent the branching of the brittle crack, It is necessary to define the upper limit of

4. 표준 ESSO 시험의 파면을 상세하게 관찰·해석한 결과, 균열의 선단부가 되는 판두께 중앙부의 재질을 제어하는 것이 어레스트 성능 개선에 효과적이며, 특히 판두께 중앙부의 인성 및 집합 조직에 관한 지표로서 하기 (2)식을 충족시키는 것이 유효하다.4. As a result of detailed observation and analysis of the wavefront of the standard ESSO test, it is effective to control the material of the central part of the plate thickness, which is the tip of the crack, to improve the performance of the arrester. Especially, It is effective to satisfy the following expression (2).

vTrs(1/2t)-12×IRD //(110)[1/2t]≤-70···(2)vTrs (1 / 2t) -12 x I RD // (110) [1 / 2t] ? -70 (2)

상기식 (2)에 있어서,In the above formula (2)

vTrs(1/2t): 판두께 중앙부(=1/2t)의 파면 전이 온도(℃)vTrs (1 / 2t) : Wavefront transition temperature (° C) at the plate thickness center part (= 1 / 2t)

IRD //(110)[1/2t]: 판두께 중앙부(=1/2t)의 RD//(110)면의 집적도로 하고,I RD // (110) [1 / 2t] : the degree of integration of the RD // (110) plane of the central portion of the plate thickness (= 1 / 2t)

t는 판두께(㎜)이다.t is the plate thickness (mm).

5. 또한, 오스테나이트 재결정 온도역에 있는 상태에 있어서 누적 압하율을 20% 이상으로 하는 압연을 실시함으로써 조직의 세립화를 도모하고, 그 후, 오스테나이트 미(未)재결정 온도역에 있는 상태에 있어서 누적 압하율을 40∼70%로 하고, 또한, 처음의 패스의 압연 온도와 마지막의 패스의 압연 온도와의 차이가 40℃ 이내인 압연을 실시함으로써, 판두께 중앙부의 집합 조직을 제어하여, 전술의 조직을 실현할 수 있다.5. Further, in the state where the temperature is in the austenite recrystallization temperature range, the rolling is carried out at a cumulative rolling reduction of 20% or more to achieve grain refinement of the structure, and thereafter, a state in the austenite non- , Rolling is performed at a cumulative reduction ratio of 40 to 70% and a difference between the rolling temperature of the first pass and the rolling temperature of the last pass is within 40 DEG C, thereby controlling the texture of the central portion of the plate thickness , The above-described organization can be realized.

6. 대입열 용접부의 인성을 향상하는 수법으로서, TiN, CaS와 MnS의 복합 황화물을 미세하게 분열시켜, 용접의 고온에 노출되었을 때의 입성장을 억제, 또한, 그 후의 냉각 과정에서 입내 변태를 촉진하여 실온에서의 열영향부 조직을 미세화하는 것이 유효하다.6. As a method for improving the toughness of the heat-welded portion of the primary heat source, the composite sulfide of TiN, CaS and MnS is finely divided to inhibit grain growth when exposed to high temperatures of welding, It is effective to miniaturize the structure of the heat-affected portion at room temperature.

본 발명은 얻어진 인식을 기초로 추가로 검토를 더하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은,The present invention is further based on the obtained recognition, and is further reviewed. That is,

1. 강 조성이, 질량%로, C: 0.03∼0.15%, Si: 0.01∼0.5%, Mn: 1.40∼2.50%, Al: 0.005∼0.08%, P: 0.03% 이하, S: 0.0005∼0.0030%, N: 0.0036∼0.0070%, Ti: 0.004∼0.030%, Ca: 0.0005∼0.0030%를 함유하고, 또한, Ca, S, O의 각 함유량이, 하기 (1)식을 만족하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 금속 조직이 베이나이트를 주체로 하고, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도가 1.5∼4.0의 집합 조직을 갖고, 또한 표층부 및 판두께 중앙부에 있어서의 샤르피 파면 전이 온도 vTrs가 -40℃ 이하인 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판.1. A steel composition comprising, by mass%, 0.03 to 0.15% of C, 0.01 to 0.5% of Si, 1.40 to 2.50% of Mn, 0.005 to 0.08% of Al, 0.03% or less of P and 0.0005 to 0.0030% , N: 0.0036 to 0.0070%, Ti: 0.004 to 0.030%, Ca: 0.0005 to 0.0030%, and each content of Ca, S and O satisfies the following formula (1) (110) surface in the central portion of the plate thickness is 1.5 to 4.0, and the Charpy in the surface layer portion and the central portion of the plate thickness are inevitable impurities, and the metal structure is mainly composed of bainite, And has a wave front transition temperature (vTrs) of -40 占 폚 or less, and has excellent brittle crack propagation stopping properties.

0.30≤(Ca-(0.18+130×Ca)×O)/1.25/S≤0.80···(1) 0.30? (Ca- (0.18 + 130 x Ca) x O) /1.25/S? 0.80 (1)

단, 식 (1)에 있어서, Ca, O, S는 함유량(질량%)으로 한다.In the formula (1), Ca, O and S are defined as the content (% by mass).

2. 강 조성이, 추가로, 질량%로, Nb: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Cr: 0.5% 이하, Mo: 0.5% 이하, V: 0.2% 이하, B: 0.003% 이하, REM: 0.01% 이하의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 1에 기재된 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판.2. The steel composition according to claim 1, further comprising, by mass%, Nb: not more than 0.05%, Cu: not more than 1.0%, Ni: not more than 1.0%, Cr: not more than 0.5%, Mo: not more than 0.5%, V: : Not more than 0.003%, and REM: not more than 0.01%. The high strength steel sheet for high-strength heat welding with excellent brittle crack propagation stopping properties as set forth in 1 above.

3. 판두께 중앙부의 샤르피 파면 전이 온도 및 RD//(110)면의 집적도가, 하기 (2)식을 충족하는 것을 특징으로 하는 1 또는 2에 기재된 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판.(3) The brittle crack propagation stop characteristics described in (1) or (2), wherein the Charpy wavefront transition temperature at the central portion of the plate thickness and the degree of integration of the RD // High strength steel plate.

단, 식 (2)에 있어서,However, in the formula (2)

vTrs(1/2t)-12×IRD //(110)[1/2t]≤-70···(2)vTrs (1 / 2t) -12 x I RD // (110) [1 / 2t] ? -70 (2)

vTrs(1/2t): 판두께 중앙부(1/2t)의 파면 전이 온도(℃)vTrs (1 / 2t) : Wavefront transition temperature (° C) of plate thickness center part (1 / 2t)

IRD //(110)[1/2t]: 판두께 중앙부(1/2t)의 RD//(110)면의 집적도로 한다. I RD // (110) [1 / 2t] : The degree of integration of the RD // (110) surface of the plate thickness center part (1 / 2t).

또한, t는 판두께(㎜)이다.Also, t is the plate thickness (mm).

4. 1 또는 2에 기재된 조성을 갖는 강 소재를, 1000∼1200℃의 온도로 가열하고, 오스테나이트 재결정 온도역 및 오스테나이트 미재결정 온도역에 있어서의 누적 압하율의 합계가 65% 이상인 압연을 실시하고, 이때, 판두께 중앙부가 오스테나이트 재결정 온도역에 있는 상태에 있어서는 누적 압하율이 20% 이상인 압연을 행하고, 이어서, 판두께 중앙부가 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 상태에 있어서는, 누적 압하율이 40∼70%로 하는 압연을 행하고, 또한, 상기 판두께 중앙부가 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 상태에 있어서의 압연 중 처음의 패스의 압연 온도와 마지막의 패스의 압연 온도와의 차이가 40℃ 이내이고, 그 후, 4.0℃/s 이상의 냉각 속도로 450℃ 이하까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판의 제조 방법.4. The steel material having the composition described in 1 or 2 is heated to a temperature of 1000 to 1200 캜 to perform rolling in which the cumulative rolling reduction ratio in the austenite recrystallization temperature range and the austenite non-recrystallization temperature range is 65% or more At this time, when the central portion of the plate thickness is in the austenite recrystallization temperature range, the rolling is performed at a cumulative rolling reduction of 20% or more. Then, in a state where the plate thickness central portion is in the austenite non- Is 40 to 70%, and the difference between the rolling temperature of the first pass and the rolling temperature of the last pass during the rolling in the state where the center of the plate thickness is in the austenite non-recrystallization temperature range is 40 Deg.] C, and thereafter cooled to 450 DEG C or less at a cooling rate of 4.0 DEG C / s or more. A method of manufacturing a high strength steel plate for welding.

5. 450℃ 이하로 가속 냉각한 후, 추가로, Ac1점 이하의 온도로 템퍼링(tempering)하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 4에 기재된 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판의 제조 방법.5. The method of claim 4, further comprising the step of tempering at a temperature of not more than A c1 after accelerated cooling to 450 캜 or less. ≪ / RTI >

본 발명에 의하면, 판두께 방향으로 집합 조직이 적절하게 제어되어, 취성 균열 전파 정지 특성, 대입열 용접 조인트 인성이 우수한, 고강도 후육 강판 및 그의 제조 방법이 얻어진다. 판두께 50㎜ 이상, 바람직하게는 판두께 50㎜ 초과, 보다 바람직하게는 판두께 55㎜ 이상, 한층 바람직하게는 판두께 60㎜ 이상의 강판에 본 발명을 적용하는 것이, 종래 기술에 따른 강에 대하여 보다 현저한 우위성을 발휘하기 때문에, 유효하다. 그리고, 예를 들면, 조선 분야에서는 대형의 컨테이너선, 벌크 캐리어의 강력 갑판부 구조에 있어서 해치 사이드 코밍(hatch side coaming)이나 갑판 부재로 본 발명을 적용함으로써 선박의 안전성 향상에 기여하는 등, 산업상 매우 유용하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to obtain a high strength low-strength steel sheet excellent in brittle crack propagation stopping property and high heat resistance welded joint toughness, and a method for producing the same. It is preferable to apply the present invention to a steel sheet having a plate thickness of 50 mm or more, preferably a plate thickness of more than 50 mm, more preferably a plate thickness of 55 mm or more, more preferably a plate thickness of 60 mm or more, It is effective because it exerts a remarkable superiority. For example, in the shipbuilding industry, by applying the present invention to hatch side coaming or deck members in the strength deck structure of a large container line and a bulk carrier, Very useful.

도 1은 판두께 50㎜를 초과하는 후강판의 표준 ESSO 시험의 파면 형태를 개략적으로 나타내는 도면으로, 도 1(a)는 시험편을 평면측으로부터 관찰한 도면, 도 1(b)는 시험편의 파면을 나타내는 도면이다.Fig. 1 schematically shows a wavefront form of a standard ESSO test of a steel sheet with a plate thickness exceeding 50 mm. Fig. 1 (a) is a view of the test piece observed from the plane side, Fig. 1 (b) Fig.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

본 발명에서는, 1. 강 조성, 2. 판두께 표층부 및 중앙부의 인성과 판두께 중앙부의 집합 조직, 3. 금속 조직 및, 4. 제조 조건을 규정한다.In the present invention, 1. steel composition, 2. plate toughness, toughness at the center portion and texture at the center of the plate thickness, 3. metal structure, and 4. manufacturing conditions.

1. 강 조성1. Steel composition

이하, 본 발명에 있어서의 바람직한 화학 성분에 대해서 설명한다. 설명에 있어서 %는 질량%로 한다.Hereinafter, preferred chemical components in the present invention will be described. In the description,% is mass%.

C: 0.03∼0.15%C: 0.03 to 0.15%

C는 강의 강도를 향상하는 원소로서, 본 발명에서는, 소망하는 강도를 확보하기 위해서는 0.03% 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.15%를 초과하면, 용접성이 열화될 뿐만 아니라 인성에도 악영향이 있다. 이 때문에, C는, 0.03∼0.15%의 범위로 규정한다. 바람직하게는, 0.05∼0.15%이다.C is an element which improves the strength of steel. In the present invention, it is required to contain 0.03% or more in order to secure a desired strength. On the other hand, if it exceeds 0.15%, not only the weldability is deteriorated but also the toughness is adversely affected. For this reason, C is specified in the range of 0.03 to 0.15%. Preferably, it is 0.05 to 0.15%.

Si: 0.01∼0.5%Si: 0.01 to 0.5%

Si는 탈산 원소로서, 또한, 강의 강화 원소로서 유효하다. 그러나, 0.01% 미만의 함유량에서는 그 효과가 없다. 한편, 0.5%를 초과하면 강의 표면 성상(surface quality)을 손상시킬 뿐만 아니라 인성이 극단적으로 열화된다. 따라서 그 첨가량을 0.01∼0.5%로 한다. 바람직하게는, 0.02∼0.45%의 범위이다.Si is effective as a deoxidizing element and also as a strengthening element of steel. However, when the content is less than 0.01%, the effect is not obtained. On the other hand, if it exceeds 0.5%, not only the surface quality of the steel is deteriorated but also the toughness is extremely deteriorated. Therefore, the addition amount is set at 0.01 to 0.5%. Preferably, it is in the range of 0.02 to 0.45%.

Mn: 1.40∼2.50%Mn: 1.40 to 2.50%

Mn은, 강화 원소로서 첨가한다. 1.40%보다 적으면 그 효과가 충분하지 않다. 한편, 2.50%를 초과하면 용접성이 열화되고, 강재 비용도 상승한다. 이 때문에, Mn은 1.40∼2.50%로 한다. 바람직하게는, 1.42∼2.40%의 범위이다.Mn is added as a strengthening element. If it is less than 1.40%, the effect is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 2.50%, the weldability deteriorates and the cost of steel increases. Therefore, Mn is set to 1.40 to 2.50%. Preferably, it ranges from 1.42 to 2.40%.

P: 0.03% 이하P: not more than 0.03%

P는, 0.03%를 초과하면, 용접부의 인성을 현저하게 열화시킨다. 이 때문에 상한을 0.03%로 한다. 바람직하게는 0.02% 이하이다.If P is more than 0.03%, the toughness of the welded portion is remarkably deteriorated. Therefore, the upper limit is set to 0.03%. It is preferably 0.02% or less.

S: 0.0005∼0.0030%S: 0.0005 to 0.0030%

S는, 필요한 CaS 및 MnS를 생성시키기 위해 0.0005% 이상 필요하다. 한편, 0.0030%를 초과하면 모재의 인성을 열화시킨다. 이 때문에, S는 0.0005∼0.0030%로 한다. 바람직하게는, 0.0006∼0.0025%의 범위이다.S is required in excess of 0.0005% to produce the required CaS and MnS. On the other hand, if it exceeds 0.0030%, the toughness of the base material deteriorates. Therefore, S is set to 0.0005 to 0.0030%. And preferably in the range of 0.0006 to 0.0025%.

Al: 0.005∼0.08%Al: 0.005 to 0.08%

Al은, 탈산제로서 작용하고, 이것을 위해서는 0.005% 이상의 함유를 필요로 한다. 그러나, 0.08%를 초과하여 함유하면, 인성을 저하시킴과 함께, 용접한 경우에, 용접 금속부의 인성을 저하시킨다. 이 때문에, Al은, 0.005∼0.08%의 범위로 규정한다. 바람직하게는, 0.02∼0.06%이다.Al acts as a deoxidizer, and it requires a content of 0.005% or more. However, if it exceeds 0.08%, the toughness is lowered and, in the case of welding, the toughness of the weld metal portion is lowered. For this reason, Al is specified in the range of 0.005 to 0.08%. Preferably, it is 0.02 to 0.06%.

Ti: 0.004∼0.030%Ti: 0.004 to 0.030%

Ti는 미량의 첨가에 의해, 질화물, 탄화물, 혹은 탄질화물을 형성하고, 용접 열영향부에서의 오스테나이트의 조대화를 억제함으로써, 및/또는, 페라이트 변태핵으로서 페라이트 변태를 촉진함으로써, 결정립을 미세화하여 모재 인성을 향상시키는 효과를 갖는다. 그 효과는 0.004% 이상의 첨가에 의해 얻어진다. 그러나, 0.030%를 초과하는 함유는, TiN 입자의 조대화에 의해, 모재 및 용접 열영향부의 인성을 저하시킨다. 이 때문에, Ti는, 0.004∼0.030%의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.006∼0.028%의 범위이다.By adding a trace amount of Ti, a nitride, a carbide or a carbonitride is formed, the coarsening of austenite in the weld heat affected zone is suppressed, and / or the ferrite transformation is promoted as ferrite transformation nuclei, And has an effect of improving the toughness of the base material. The effect is obtained by adding 0.004% or more. However, the content exceeding 0.030% lowers the toughness of the base material and the weld heat affected zone by coarsening of the TiN particles. For this reason, Ti is set in the range of 0.004 to 0.030%. Preferably, it is in the range of 0.006 to 0.028%.

N: 0.0036∼0.0070%N: 0.0036 to 0.0070%

N은, TiN의 필요량을 확보하는 데에 있어서 필요한 원소이다. 0.0036% 미만에서는 충분한 TiN량이 얻어지지 않아, 용접부 인성이 열화된다. 0.0070%를 초과하면, 용접 열사이클을 받았을 때에 TiN이 재고용(re-dissolution)되어 고용(solid solute) N이 과잉하게 생성되어 인성이 현저하게 열화된다. 이 때문에, N은 0.0036∼0.0070%로 한다. 바람직하게는, 0.0038∼0.0065%의 범위이다.N is an element necessary for securing a necessary amount of TiN. If it is less than 0.0036%, a sufficient amount of TiN can not be obtained and the toughness of the welded portion deteriorates. If it exceeds 0.0070%, TiN is re-dissolved when a welding heat cycle is received, and solid solute N is excessively generated, and the toughness is remarkably deteriorated. Therefore, N is set to 0.0036 to 0.0070%. Preferably, it is in the range of 0.0038 to 0.0065%.

Ca: 0.0005∼0.0030%Ca: 0.0005 to 0.0030%

Ca는, S의 고정에 의한 인성 개선 효과를 갖는 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키려면 적어도 0.0005% 이상 함유할 필요가 있다. 그러나, 0.0030%를 초과하여 함유해도 효과가 포화된다. 이 때문에, 본 발명에서는, Ca는 0.0005∼0.0030%의 범위로 한정한다. 바람직하게는, 0.0007∼0.0028%의 범위이다.Ca is an element having an effect of improving toughness by fixing S. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain at least 0.0005% or more. However, if the content exceeds 0.0030%, the effect is saturated. Therefore, in the present invention, Ca is limited to a range of 0.0005 to 0.0030%. And preferably in the range of 0.0007 to 0.0028%.

본 발명에 있어서, 이하의 식 (1)을 만족할 필요가 있다.In the present invention, it is necessary to satisfy the following expression (1).

0.30≤(Ca-(0.18+130×Ca)×O)/1.25/S≤0.80···(1)0.30? (Ca- (0.18 + 130 x Ca) x O) /1.25/S? 0.80 (1)

단, 식 (1)에 있어서, Ca, O, S는 함유량(질량%)으로 한다.In the formula (1), Ca, O and S are defined as the content (% by mass).

Ca 및 S는, (1) 식의 관계를 만족하도록 함유시킬 필요가 있다. 이 경우에는, CaS 상에 MnS가 석출된 복합 황화물의 형태가 된다. 이 복합 황화물이 페라이트 변태의 핵으로서 기능하기 때문에, 용접 열영향부의 조직이 미세화되어, 용접 열영향부의 인성이 향상된다. (Ca-(0.18+130×Ca)×O)/1.25/S의 값이 0.30에 미치지 못하면, CaS가 정출(crystalized)되지 않기 때문에 S는 MnS 단독의 형태로 석출된다. 이 MnS는 강판 제조시의 압연으로 신장되어 모재 인성 저하를 일으킴과 함께, 본 발명의 주안점인 용접 열영향부에서 MnS가 용융되기 때문에 미세 분산이 달성되지 않는다. 한편, (Ca-(0.18+130×Ca)×O)/1.25/S의 값이 0.80을 초과하면, S가 거의 Ca에 의해 고정되고, 페라이트 생성핵으로서 작용하는 MnS가 CaS 상에 석출되지 않기 때문에, 충분한 인성 향상이 달성되지 않는다. (Ca-(0.18+130×Ca)×O)/1.25/S의 값의 바람직한 범위는, 0.32∼0.78%이다.It is necessary to contain Ca and S so as to satisfy the relationship of the formula (1). In this case, a form of complex sulfide in which MnS is precipitated on CaS is formed. Since this complex sulfide functions as the nucleus of the ferrite transformation, the structure of the weld heat affected zone becomes finer and the toughness of the weld heat affected zone is improved. (Ca- (0.18 + 130 x Ca) x O) /1.25/S is less than 0.30, CaS is not crystallized, so S precipitates in the form of MnS alone. This MnS is elongated by rolling at the time of steel sheet production, causing deterioration of the toughness of the base material, and since MnS is melted at the weld heat affected zone, which is the main point of the present invention, fine dispersion is not achieved. On the other hand, if the value of (Ca- (0.18 + 130 x Ca) x O) /1.25/S exceeds 0.80, S is almost fixed by Ca and MnS serving as a ferrite generating nucleus is not precipitated on CaS , Sufficient toughness improvement is not achieved. The preferable range of the value of (Ca- (0.18 + 130 x Ca) x O) /1.25/S is 0.32 to 0.78%.

이상이 본 발명의 기본 성분 조성이다. 더욱 특성을 향상시키기 위해, Nb, Cu, Ni, Cr, Mo, V, B, REM의 1종 이상을 함유하는 것이 가능하다.The above is the basic composition of the present invention. It is possible to contain at least one of Nb, Cu, Ni, Cr, Mo, V, B and REM in order to further improve the characteristics.

Nb: 0.05% 이하Nb: not more than 0.05%

Nb는, NbC로서 페라이트 변태시 혹은 재가열시에 석출되고, 고강도화에 기여한다. 또한, 오스테나이트역의 압연에 있어서 미재결정 온도역을 확대시키는 효과를 갖고 베이나이트의 패킷의 세립화에 기여하기 때문에, 인성의 개선에도 유효하다. 그 효과는 0.005% 이상 함유함으로써 발휘되기 때문에, 함유시키는 경우에는, 0.005% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.05%를 초과하여 첨가하면, 조대한 NbC가 석출되고, 반대로 인성의 저하를 초래하기 때문에, 함유시키는 경우에는, 그 상한을 0.05%로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.007∼0.045%의 범위이다.Nb is precipitated as NbC upon ferrite transformation or reheating, and contributes to enhancement of strength. Further, it has an effect of expanding the non-recrystallized temperature region in the rolling of the austenite region and contributes to grain refinement of the bainite packet, which is also effective for improving toughness. Since the effect is exhibited by containing 0.005% or more, it is preferable that the effect is 0.005% or more. However, when it is added in an amount exceeding 0.05%, coarse NbC precipitates and conversely toughness is lowered. Therefore, when it is contained, the upper limit is preferably 0.05%. More preferably, it is in the range of 0.007 to 0.045%.

Cu, Ni, Cr, MoCu, Ni, Cr, Mo

Cu, Ni, Cr, Mo는 모두 강의 퀀칭성(hardenability)을 높이는 원소이다. 압연 후의 강도 업(increase)에 직접 기여함과 함께, 인성, 고온 강도, 혹은 내후성 등의 기능 향상을 위해 첨가할 수 있고, 이들 효과는 0.01% 이상 함유함으로써 발휘되기 때문에, 함유시키는 경우에는, 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 과도하게 함유하면 인성이나 용접성이 열화되기 때문에, 함유시키는 경우에는, 각각 상한을 Cu는 1.0%, Ni는 1.0%, Cr은 0.5%, Mo는 0.5%로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Cu: 0.02∼0.95%, Ni: 0.02∼0.95%, Cr: 0.02∼0.46%, Mo: 0.02∼0.46%의 범위이다.Cu, Ni, Cr, and Mo are all elements that increase the hardenability of the steel. Can be added for the purpose of improving the toughness, high-temperature strength, weather resistance, and the like, while contributing directly to increase in strength after rolling. When these effects are exhibited by containing 0.01% or more, % Or more. However, if it is contained excessively, toughness and weldability are deteriorated, and therefore, when it is contained, it is preferable that the upper limit is 1.0% for Cu, 1.0% for Ni, 0.5% for Cr and 0.5% for Mo. More preferably, it is in a range of 0.02 to 0.95% of Cu, 0.02 to 0.95% of Ni, 0.02 to 0.46% of Cr and 0.02 to 0.46% of Mo.

V: 0.2% 이하V: not more than 0.2%

V는, V(C, N)으로서 석출 강화에 의해, 강의 강도를 향상하는 원소로서, 이 효과를 발휘시키기 위해 0.001% 이상 함유시켜도 좋다. 그러나, 0.2%를 초과하여 함유하면, 인성을 저하시킨다. 이 때문에, V를 함유시키는 경우에는, 0.2% 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.001∼0.10%의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.V is V (C, N), an element which improves the strength of steel by precipitation strengthening, and may be contained in an amount of 0.001% or more so as to exhibit this effect. However, if it exceeds 0.2%, the toughness is lowered. Therefore, when V is contained, the content is preferably 0.2% or less, and more preferably 0.001 to 0.10%.

B: 0.003% 이하B: not more than 0.003%

B는 미량으로 강의 퀀칭성을 높이는 원소로서, 이 효과를 발휘시키기 위해 0.0005% 이상 함유시켜도 좋다. 그러나, 0.003%를 초과하여 함유하면 용접부의 인성을 저하시키기 때문에, B를 함유시키는 경우에는 0.003% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.0006∼0.0025%의 범위이다.B is an element which increases the quenching property of the steel in a minute amount, and may be contained in an amount of 0.0005% or more in order to exhibit this effect. However, if it is contained in an amount exceeding 0.003%, the toughness of the welded part is lowered. Therefore, when B is contained, the content is preferably 0.003% or less. More preferably, it is in the range of 0.0006 to 0.0025%.

REM: 0.01% 이하REM: Not more than 0.01%

REM은 용접 열영향부의 조직을 미세화하고 인성을 향상시켜, 첨가해도 본 발명의 효과가 손상되는 일은 없기 때문에 필요에 따라서 첨가해도 좋다. 이 효과는 0.0010% 이상 함유함으로써 발휘되기 때문에, 함유시키는 경우에는, 0.0010% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 과도하게 첨가되면, 조대한 개재물을 형성하고 모재의 인성을 열화시키기 때문에, 첨가하는 경우에는, 첨가량의 상한을 0.01%로 하는 것이 바람직하다.The REM may be added as necessary since the effect of the present invention is not impaired even if the REM improves the texture of the weld heat affected zone and improves toughness. Since this effect is exhibited by containing 0.0010% or more, it is preferable that the effect is 0.0010% or more when contained. However, if it is added excessively, a coarse inclusion is formed and the toughness of the base material is deteriorated. Therefore, when the additive is added, the upper limit of the addition amount is preferably 0.01%.

또한, O는 불가피적 불순물로서 강 중에 함유되어, 청정도를 저하시킨다. 이 때문에, 본 발명에서는 가능한 한 O를 저감하는 것이 바람직하다. 특히, O 함유량이 0.0050%를 초과하면 CaO계 개재물이 조대화되어 모재 인성을 저하시켜 버린다. 이 때문에, 바람직하게는 0.0050% 이하로 한다.In addition, O is contained in the steel as an inevitable impurity, thereby lowering the cleanliness. Therefore, in the present invention, it is preferable to reduce O as much as possible. In particular, when the O content exceeds 0.0050%, the CaO inclusions are coarsened and the toughness of the base material is lowered. Therefore, it is preferably 0.0050% or less.

본 발명에서는, Ca를 CaS로서 정출시키기 위해, Ca와 결합력이 강한 O량을 Ca 첨가 전에 저감시켜 두는 것이 필요하고, Ca 첨가 전의 잔존 산소량은, 0.0050% 이하인 것이 바람직하다. 잔존 산소량의 저감 방법으로서는, 탈가스를 강화하거나, 혹은, 탈산제를 투입하는, 등의 방법을 취할 수 있다.In the present invention, in order to crystallize Ca as CaS, it is necessary to reduce the amount of O having strong bonding force with Ca before Ca addition, and it is preferable that the amount of remaining oxygen before Ca addition is 0.0050% or less. As a method for reducing the residual oxygen amount, it is possible to employ methods such as strengthening degassing, or introducing a deoxidizing agent.

상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다.The remainder other than the above-mentioned components are Fe and inevitable impurities.

2. 판두께 표층부 및 중앙부의 인성과 판두께 중앙부의 집합 조직2. Plate thickness The toughness of the surface and center parts and the texture of the central part of the plate thickness

본 발명에서는, 압연 방향 또는 압연 직각 방향 등 수평 방향(강판의 면 내 방향)으로 진전하는 균열에 대하여 취성 균열 전파 정지 특성을 향상시키기 위해, 판두께 표층부 및 중앙부에서의 인성과, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(100)면의 집적도를, 소망하는 취성 균열 전파 정지 특성에 따라서 적절하게 규정한다.In the present invention, in order to improve the brittle crack propagation stopping property against a crack progressing in the horizontal direction (in-plane direction of the steel sheet) in the rolling direction or in the direction perpendicular to the rolling direction, the toughness in the surface layer portion and the central portion, The degree of integration of the RD // (100) plane in the brittle crack propagation stopping property is appropriately defined in accordance with the desired brittle crack propagation stopping property.

우선, 모재 인성이 양호하다는 것이 균열의 진전을 억제하기 위한 전제가 된다. 본 발명에 따른 강판에서는, 판두께 표층부 및 중앙부에서의 인성으로서, 판두께 표층부 및 중앙부에 있어서의 샤르피 파면 전이 온도를 -40℃ 이하로 규정한다. 또한, 판두께 중앙부에 있어서의 샤르피 파면 전이 온도는 -50℃ 이하인 것이 바람직하다.First, good base material toughness is a prerequisite for suppressing crack propagation. In the steel sheet according to the present invention, as the toughness at the plate thickness portion and the center portion, the Charpy fracture surface transition temperature at the plate thickness portion and the central portion is specified to be -40 占 폚 or less. It is also preferable that the Charpy wavefront transition temperature at the central portion of the plate thickness is -50 캜 or less.

또한, RD//(100)면의 집합 조직을 발달시킴으로써, 벽개면을 균열 주방향(main direction)에 대하여 비스듬하게 집적시켜, 미세한 균열 분기를 발생시키는 것에 의한 취성 균열 선단의 응력 완화의 효과에 의해 취성 균열 전파 정지 성능이 향상된다. 최근의 컨테이너선이나 벌크 캐리어 등 선체 외판에 이용되게 된 판두께 50㎜를 초과하는 후육재로, 구조 안전성을 확보하는 데에 있어서 목표로 여겨지는 취성 균열 전파 정지 성능: Kca(-10℃)≥6000N/㎜3/2를 얻는 경우, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도를 1.5 이상, 바람직하게는 1.7 이상으로 할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도를 1.5 이상, 바람직하게는 1.7 이상으로 한다.Further, by developing the texture of the RD // (100) plane, by integrating the cleavage plane obliquely with respect to the main direction of cracking, by the effect of stress relaxation at the tip of the brittle crack due to generation of fine cracks The brittle crack propagation stopping performance is improved. Brittle crack propagation stopping performance, which is considered to be a goal in securing structural safety, with a plate thickness exceeding 50 mm, which has been used for the outer shell of a ship such as a container line or a bulk carrier in recent years, is Kca (-10 ° C) ≥ When obtaining 6000 N / mm 3/2 , it is necessary to set the degree of integration of the RD // (110) face at the center of the plate thickness to 1.5 or more, preferably 1.7 or more. Therefore, in the present invention, the degree of integration of the RD // (110) face at the central portion of the plate thickness is 1.5 or more, preferably 1.7 or more.

한편, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도가 4.0을 초과하면 집합 조직이 과도하게 발달하기 때문에, 미세한 균열 분기가 발생하는 것이 아니라 취성 균열이 명료하게 분기되어 버리기 때문에, 취성 균열 선단의 응력 완화의 효과에 의한 취성 균열 전파 정지 성능이 발휘되기 어려워진다. 이 때문에, RD//(110)면의 집적도를 1.5∼4.0의 범위로 한다.On the other hand, if the degree of integration of the RD // (110) face in the central portion of the plate thickness is more than 4.0, the aggregate structure is excessively developed, so that not a fine crack branching occurs but brittle cracks are clearly branched, The brittle crack propagation stopping performance due to the stress relaxation effect at the crack tip becomes difficult to be exerted. Therefore, the degree of integration of the RD // (110) plane is set in the range of 1.5 to 4.0.

여기에서, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도란, 다음의 것을 가리킨다. 우선, 판두께 중앙부로부터 판두께 1㎜의 샘플을 채취하고, 판면에 평행한 면을 기계 연마·전해 연마함으로써, X선 회절용의 시험편을 준비한다. 이 시험편을 이용하여, Mo선원을 이용하여 X선 회절 장치를 사용하고, X선 회절 측정을 실시하여, (200), (110) 및 (211) 정극 점도(pole figure)를 구하고, 얻어진 정극 점도로부터 3차원 결정 방위 밀도 함수를 Bunge법으로 계산하여 구한다. 다음으로, 얻어진 3차원 결정 방위 밀도 함수로부터, Bunge 표기로 ψ2=0°∼90°까지, 5° 간격으로 합계 19매의 단면도에 있어서, 압연 방향에 대하여 (110)면이 평행해지는 방위의 3차원 결정 방위 밀도 함수의 값을 적산하여 적산값을 구하고, 이 적산값을 상기 적산한 방위의 개수로 나눈 값을, RD//(110)면의 집적도로 칭한다.Here, the degree of integration of the RD // (110) face at the center of the plate thickness means the following. First, a sample having a thickness of 1 mm is taken from the central portion of the plate thickness, and a surface parallel to the plate surface is mechanically polished and electrolytically polished to prepare a test piece for X-ray diffraction. Using this specimen, the X-ray diffraction apparatus was used with an Mo source, and X-ray diffraction measurement was carried out to obtain the pole figure of the (200), (110) and (211) Dimensional crystal orientation density function is calculated by Bunge's method. Next, from the obtained three-dimensional crystal orientation density function, in a cross-sectional view of 19 pieces in total at intervals of 5 degrees from ψ 2 = 0 ° to 90 ° in the Bunge notation, the orientation of the (110) plane parallel to the rolling direction The value obtained by integrating the values of the three-dimensional crystal orientation density function to obtain the integrated value and dividing the integrated value by the number of the accumulated orientations is referred to as the integration degree of the RD // (110) plane.

전술의 모재 인성 및 집합 조직의 규정에 더하여, 판두께 중앙부의 샤르피 파면 전이 온도 및 RD//(110)면의 집적도가, 하기 (2)식을 충족하는 것이, 바람직하다. 하기 (2)식이 만족됨으로써, 더욱 우수한 취성 균열 전파 정지 성능을 얻을 수 있다.It is preferable that the Charpy wavefront transition temperature at the center of the plate thickness and the degree of integration of the RD // (110) plane satisfy the following formula (2), in addition to the above-mentioned base material toughness and texture definition. By satisfying the following expression (2), more excellent brittle crack propagation stopping performance can be obtained.

vTrs(1/2t)-12×IRD //(110)[1/2t]≤-70···(2) vTrs (1 / 2t) -12 x I RD // (110) [1 / 2t] ? -70 (2)

단, 식 (2)에 있어서However, in the formula (2)

vTrs(1/2t): 판두께 중앙부의 샤르피 파면 전이 온도(℃)vTrs (1 / 2t) : Charpy wavefront transition temperature at the center of plate thickness (캜)

IRD //(110)[1/2t]: 판두께 중앙부의 RD//(110) 집적도로 한다. I RD // (110) [1 / 2t] : RD // (110) density at the center of the plate thickness.

또한, t는 판두께(㎜)이다.Also, t is the plate thickness (mm).

3. 금속 조직3. Metal structure

상기의 인성 및 집합 조직을 얻기 위해서는, 오스테나이트 미재결정 온도역에 있어서 제어 압연을 행한 후에, 베이나이트로 변태시키는 것이 유효하다. 압연 후에 오스테나이트로부터 페라이트로 변태되는 경우는, 목적으로 하는 인성이 얻어지기는 하지만, 오스테나이트로부터 페라이트로 변태할 때에 변태 시간이 충분하게 존재하기 때문에, 얻어지는 집합 조직이 랜덤이 되어 버려, 목표로 하는 RD//(110)면의 집적도가 1.5 이상, 바람직하게는 1.7 이상을 달성할 수 없다. 이에 대하여, 오스테나이트 미재결정 온도역에서 압연된 조직이 베이나이트로 변태되는 경우는 변태 시간이 충분하지 않아, 특정 방위의 집합 조직이 우선적으로 형성되는, 소위 변형의 베어리언트(variant)의 선택이 행해짐으로써, RD//(110)면의 집적도가 1.5 이상, 바람직하게는 1.7 이상을 얻을 수 있다. 이 때문에 압연·냉각 후에 얻어지는 금속 조직은 베이나이트 주체로 한다. 본 발명에서, 금속 조직이 베이나이트 주체라는 것은, 베이나이트상의 면적 분율이 전체의 80% 이상인 것으로 한다. 잔부는, 페라이트, 마르텐사이트(섬 형상 마르텐사이트를 포함함), 펄라이트 등이 합계의 면적 분율로 20% 이하이면 허용된다.In order to obtain the above toughness and texture, it is effective to perform the controlled rolling at the austenite non-recrystallization temperature region and then transform into bainite. In the case of transformation from austenite to ferrite after rolling, although desired toughness is obtained, since the transformation time is sufficiently present at the time of transformation from austenite to ferrite, the resulting structure becomes random, The degree of integration of the RD // (110) plane is not more than 1.5, preferably not more than 1.7. On the other hand, in the case where the structure rolled at the austenite non-recrystallization temperature region is transformed into bainite, the transformation time is not sufficient, so that the texture of the specific orientation is preferentially formed, The integration degree of the RD // (110) plane is 1.5 or more, preferably 1.7 or more. Therefore, the metal structure obtained after rolling and cooling is mainly made of bainite. In the present invention, the metal structure is bainite-based, which means that the area fraction of the bainite phase is 80% or more of the total. The remainder is allowed if the total area fraction of ferrite, martensite (including island-shaped martensite), pearlite and the like is 20% or less.

4. 제조 조건4. Manufacturing conditions

이하, 본 발명에 있어서의 바람직한 제조 조건에 대해서 설명한다.Hereinafter, preferable production conditions in the present invention will be described.

제조 조건으로서는, 강 소재의 가열 온도, 열간 압연 조건, 냉각 조건 등을 규정하는 것이 바람직하다. 특히, 열간 압연에 대해서는, 오스테나이트 재결정 온도역 및 오스테나이트 미재결정 온도역의 합계에서의 누적 압하율 외에, 판두께 중앙부가 오스테나이트 재결정 온도역에 있는 경우와, 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 경우와의 각각에 대해서, 누적 압하율을 규정함과 함께, 판두께 중앙부가 오스테나이트 미재결정역에 있는 상태에 있어서의 압연의 온도 조건을 규정하는 것이 바람직하다. 이들을 규정함으로써, 후강판의 표층부 및 판두께 중앙부에 있어서의 샤르피 파면 전이 온도 vTrs, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110) 집적도를, 소망하는 값으로 할 수 있다.As the manufacturing conditions, it is preferable to specify the heating temperature of the steel material, the hot rolling condition, the cooling condition, and the like. Particularly, in the hot rolling, in addition to the cumulative rolling reduction in the austenite recrystallization temperature range and the austenite non-recrystallization temperature range, the plate thickness central portion is in the austenite recrystallization temperature region and the austenite non- It is preferable to define the cumulative rolling reduction ratio and the temperature condition of rolling in a state where the central portion of the plate thickness is in the austenite non-recrystallized region. By defining these, the Charpy wavefront transition temperature vTrs and the RD // (110) density at the central portion of the plate thickness can be set to a desired value at the surface layer portion and the plate thickness center portion of the steel sheet.

우선, 상기한 조성의 용강(molten steel)을, 전로(converter) 등에서 용제하고, 연속 주조 등으로 강 소재(슬래브)로 한다.Molten steel having the above composition is firstly melted in a converter or the like and made into a steel material (slab) by continuous casting or the like.

이어서, 강 소재를, 1000∼1200℃의 온도로 가열하고 나서 열간 압연을 행하는 것이 바람직하다. 가열 온도가 1000℃ 미만에서는, 오스테나이트 재결정 온도역에 있어서의 압연을 행하는 시간을 충분히 확보할 수 없다. 또한, 1200℃ 초과에서는 오스테나이트립이 조대화되어, 인성의 저하를 초래할 뿐만 아니라, 산화 로스가 현저해져, 수율이 저하된다. 따라서, 가열 온도는 1000∼1200℃로 하는 것이 바람직하다. 인성의 관점에서 보다 바람직한 가열 온도의 범위는 1000∼1150℃이다.Next, it is preferable to heat the steel material to a temperature of 1000 to 1200 占 폚 and then perform hot rolling. When the heating temperature is less than 1000 占 폚, it is not possible to sufficiently secure the time for rolling in the austenite recrystallization temperature range. On the other hand, when the temperature exceeds 1200 ° C, the austenite grains are coarsened, resulting in deterioration of the toughness as well as remarkable oxidation loss and lower yield. Therefore, the heating temperature is preferably 1000 to 1200 占 폚. A more preferable heating temperature range from the viewpoint of toughness is 1000 to 1150 占 폚.

본 발명에 있어서는, 이하에 서술하는 바와 같이, 열간 압연 조건 및 그에 이어지는 냉각 조건을 규정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 오스테나이트 미재결정 온도역에서 압연된 조직을 베이나이트로 변태시키기 때문에, 이 경우의 변태 시간이 충분하지 않은 점에서, 특정 방위의 집합 조직이 우선적으로 형성되는, 소위 베어리언트의 선택(variant selection)이 행해짐으로써, RD//(110)면의 집적도를 1.5 이상, 바람직하게는 1.7 이상으로 할 수 있다.In the present invention, it is preferable to specify the hot rolling condition and the subsequent cooling conditions as described below. As a result, since the structure rolled at the austenite non-recrystallization temperature is transformed into bainite, the transformation time in this case is not sufficient, so that the texture of the specific orientation is preferentially formed, the degree of integration of the RD // (110) plane can be made to be 1.5 or more, preferably 1.7 or more, by performing variant selection.

열간 압연은, 우선, 판두께 중앙부가 오스테나이트 재결정 온도역에 있는 상태에 있어서, 누적 압하율을 20% 이상으로 하는 압연을 행하는 것이 바람직하다. 이 누적 압하율을 20% 이상으로 함으로써 오스테나이트가 세립화되고, 최종적으로 얻어지는 금속 조직도 세립화되어, 인성이 향상된다. 누적 압하율이 20% 미만이면, 오스테나이트의 세립화가 불충분하고, 최종적으로 얻어지는 조직에 있어서 인성이 향상되지 않는다.In the hot rolling, it is preferable to perform the rolling at a cumulative rolling reduction of 20% or more in a state where the center of the plate thickness is in the austenite recrystallization temperature range. By setting the cumulative reduction ratio to 20% or more, austenite becomes fine and the finally obtained metal structure is also refined to improve toughness. If the cumulative rolling reduction is less than 20%, the austenite is not sufficiently refined and toughness is not improved in the finally obtained structure.

다음으로, 판두께 중앙부의 온도가 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 상태에 있어서 누적 압하율 40∼70% 이상으로 하는 압연을 행하는 것이 바람직하다. 이 온도역에서의 누적 압하율을 40% 이상으로 함으로써, 판두께 중앙부의 집합 조직을 충분히 발달시켜, 판두께 중앙부의 RD//(110)면의 집적도를 1.5 이상, 바람직하게는 1.7 이상으로 할 수 있다.Next, it is preferable to perform the rolling at a cumulative rolling reduction of 40 to 70% or more in a state where the temperature of the center of the plate thickness is in the austenite non-recrystallization temperature range. By making the cumulative reduction ratio at this temperature range equal to or more than 40%, the texture of the central portion of the plate thickness is sufficiently developed, and the degree of integration of the RD // (110) face at the center of the plate thickness is set to 1.5 or more, preferably 1.7 or more .

또한, 이 온도역에서의 누적 압하율이 70%를 초과하면, 집합 조직이 과도하게 발달하고, RD//(110)면의 집적도가 4.0을 초과한다. 이 때문에, 누적 압하율의 범위를 40∼70%로 한다.If the cumulative rolling reduction at this temperature range exceeds 70%, the aggregate structure is excessively developed and the degree of integration of the RD // (110) surface exceeds 4.0. Therefore, the range of the cumulative reduction ratio is set to 40 to 70%.

또한, 판두께 중앙부의 온도가 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 상태에 있어서의 압연에 시간이 지나치게 걸리면 조직이 조대화되어 버려, 인성의 저하를 초래해 버린다. 그 때문에, 상기 판두께 중앙부가 오스테나이트 미재결정역에 있는 상태에 있어서의 압연 중 처음의 패스의 압연 온도와 마지막의 패스의 압연 온도와의 차이를 40℃ 이내로 하는 것이 바람직하다. 여기에서, 압연 온도란, 압연 직전의 강재의 판두께 중앙부의 온도를 가리킨다. 판두께 중앙부의 온도는, 판두께, 표면 온도 및 열이력 등으로부터, 시뮬레이션 계산 등에 의해 구할 수 있다. 예를 들면, 차분법을 이용하여, 판두께 방향의 온도 분포를 계산함으로써, 강판의 판두께 중앙부의 온도가 구해진다.Further, if the temperature in the central portion of the plate thickness is in the austenite non-recrystallization temperature range and the rolling takes too much time, the structure becomes coarse and the toughness is lowered. Therefore, it is preferable that the difference between the rolling temperature of the first pass and the rolling temperature of the last pass during the rolling in the state where the center of the plate thickness is in the austenite non-recrystallized region is within 40 캜. Here, the rolling temperature refers to the temperature of the central portion of the steel sheet immediately before rolling. The temperature at the central portion of the plate thickness can be obtained by simulation calculation or the like from the plate thickness, the surface temperature, and the heat history. For example, the temperature distribution in the plate thickness direction is calculated using the difference method, whereby the temperature at the center of the plate thickness of the steel sheet is obtained.

상기의 오스테나이트 재결정 온도역 및 오스테나이트 미재결정 온도역을 합한 합계의 누적 압하율은 65% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 전체의 압하율이 작으면, 조직의 압하가 충분하지 않아, 인성 및 강도가 목적의 값을 달성할 수 할 수 없다. 전체의 누적 압하율을 65% 이상으로 함으로써, 조직에 대하여 충분한 압하량을 확보할 수 있고, 인성 및 집적도가 목적의 값을 달성할 수 있다.The cumulative rolling reduction ratio of the total of the austenite recrystallization temperature zone and the austenite non-recrystallization temperature zone is preferably 65% or more. If the overall reduction rate is small, the reduction of the structure is not sufficient, and the toughness and the strength can not achieve the desired value. By setting the cumulative rolling reduction ratio to 65% or more as a whole, it is possible to secure a sufficient reduction in the amount of tearing on the structure, and the toughness and the degree of integration can attain desired values.

오스테나이트 재결정 온도역 및, 오스테나이트 미재결정 온도역은, 당해 성분 조성을 갖는 강에, 조건을 변화시킨 열·가공 이력을 부여하는 예비적 실험을 행함으로써, 파악할 수 있다.The austenite recrystallization temperature zone and the austenite non-recrystallization zone temperature can be grasped by performing a preliminary experiment to give a heat with a changed condition to a steel having the composition of the composition.

또한, 열간 압연의 종료 온도는 특별히 한정되는 것은 아니다. 압연 능률의 관점에서는, 오스테나이트 미재결정 온도역에 있어서 종료시키는 것이 바람직하다.The finish temperature of the hot rolling is not particularly limited. From the viewpoint of the rolling efficiency, it is preferable to terminate in the austenite non-recrystallization temperature range.

압연이 종료된 강판은, 4.0℃/s 이상의 냉각 속도로 450℃ 이하까지 냉각하는 것이 바람직하다. 냉각 속도를 4.0℃/s 이상으로 함으로써, 조직이 조대화되는 일 없으며, 또한, 페라이트 변태를 억제함으로써, 세립의 베이나이트 조직이 얻어지고, 목표로 하는 우수한 인성이나 집적도를 얻을 수 있다. 냉각 속도가 4.0℃/s 미만에서는, 각 판두께 위치에 있어서, 조직의 조대화나 페라이트 변태가 진행되기 때문에, 소망하는 조직이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 강판의 강도도 저하된다.The rolled steel sheet is preferably cooled to 450 DEG C or less at a cooling rate of 4.0 DEG C / s or more. By setting the cooling rate to 4.0 DEG C / s or higher, the structure is not coarsened, and the ferrite transformation is suppressed, whereby the fine bainite structure can be obtained and the desired excellent toughness and the degree of integration can be obtained. When the cooling rate is less than 4.0 占 폚 / s, since the coarsening of the structure and the ferrite transformation proceed at each plate thickness position, desired structure is not obtained and the strength of the steel sheet is also lowered.

냉각 정지 온도를 450℃ 이하로 함으로써, 베이나이트 변태를 충분히 진행시킬 수 있고, 소망하는 인성이나 집적도를 얻을 수 있다. 냉각 정지 온도가 450℃ 보다 높으면, 베이나이트 변태가 충분하게는 진행되지 않아, 페라이트나 펄라이트 등의 조직도 생성되고, 본 발명이 목적으로 하는 베이나이트 주체의 조직이 얻어지지 않는다. 또한, 이들 냉각 속도나 냉각 정지 온도는, 강판의 판두께 중앙부의 온도로 한다. 판두께 중앙부의 온도는, 판두께, 표면 온도 및 냉각 조건 등으로부터, 시뮬레이션 계산 등에 의해 구할 수 있다. 예를 들면, 차분법을 이용하여, 판두께 방향의 온도 분포를 계산함으로써, 강판의 판두께 중앙부의 온도가 구해진다.By setting the cooling stop temperature to 450 占 폚 or less, the bainite transformation can be sufficiently advanced, and desired toughness and densities can be obtained. When the cooling stop temperature is higher than 450 DEG C, the bainite transformation does not proceed sufficiently, and a structure such as ferrite or pearlite is also produced, and the bainite-based structure of the present invention can not be obtained. The cooling rate and the cooling stop temperature are set at the central portion of the thickness of the steel sheet. The temperature at the center of the plate thickness can be obtained by simulation calculation or the like from the plate thickness, the surface temperature, and the cooling conditions. For example, the temperature distribution in the plate thickness direction is calculated using the difference method, whereby the temperature at the center of the plate thickness of the steel sheet is obtained.

냉각이 종료된 강판에 대해서, 템퍼링 처리를 실시하는 것도 가능하다. 템퍼링을 실시함으로써, 강판의 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 템퍼링 온도는, 강판 평균 온도로 AC1점 이하로 하여, 템퍼링 처리를 실시함으로써, 압연·냉각으로 얻어진 소망하는 조직을 손상시키지 않도록 할 수 있다. 본 발명에서는 AC1점(℃)을 하기식으로 구한다.It is also possible to perform the tempering treatment on the steel sheet after cooling has been completed. By performing tempering, the toughness of the steel sheet can be further improved. The tempering temperature is set to the A C1 point or less as the steel sheet average temperature, and the tempering treatment can be performed so as not to damage the desired structure obtained by rolling and cooling. In the present invention, the point A C1 (° C) is obtained by the following formula.

AC1점=751-26.6C+17.6Si-11.6Mn-169Al-23Cu-23Ni+24.1Cr+22.5Mo+A C1 point = 751-26.6C + 17.6Si-11.6Mn-169Al-23Cu-23Ni + 24.1Cr + 22.5Mo +

233Nb-39.7V-5.7Ti-895B233 Nb-39.7 V-5.7 Ti-895B

상기식에 있어서, 각 원소 기호는 강 중 함유량(질량%)이고, 함유되지 않는 경우는 0으로 한다.In the above formula, the symbol of each element is the content (mass%) in the steel and is set to 0 when it is not contained.

강판의 평균 온도도, 판두께 중앙부의 온도와 동일하게, 판두께, 표면 온도 및 냉각 조건 등으로부터, 시뮬레이션 계산 등에 의해 구해진다.The average temperature of the steel sheet is obtained by simulation calculation or the like from the plate thickness, the surface temperature and the cooling condition, etc., in the same manner as the temperature at the center of the plate thickness.

실시예Example

표 1에 나타내는 각 조성의 용강(강 기호 A∼Q)을 전로로 용제하고, 연속 주조법으로 강 소재(슬래브 250㎜ 두께 또는 300㎜ 두께)로 하고, 판두께 55∼100㎜로 열간 압연 후, 냉각을 행하고, No. 1∼27의 공시강을 얻었다. 일부에 대해서는, 냉각 후에 템퍼링도 실시했다. 표 2에 열간 압연 조건과 냉각 조건을 나타낸다.(Steel symbols A to Q) having the compositions shown in Table 1 were melted by a converter and made into a steel material (slab 250 mm in thickness or 300 mm in thickness) by continuous casting, hot rolled to a thickness of 55 to 100 mm, Cooling was carried out. 1 to 27 were obtained. For some, tempering was also performed after cooling. Table 2 shows the hot rolling and cooling conditions.

얻어진 후강판에 대해서, 판두께의 1/4부로부터 φ14㎜의 JIS14A호 시험편을 시험편의 길이 방향이 압연 방향과 직각이 되도록 채취하고, 인장 시험을 행하여, 항복 강도(YS) 및 인장 강도(TS)를 측정했다.The obtained steel sheet was subjected to a tensile test to obtain a yield strength (YS) and a tensile strength (TS) of JIS 14A test specimens having a diameter of 14 mm from 1/4 of the plate thickness so that the longitudinal direction of the test pieces was perpendicular to the rolling direction ) Were measured.

또한, 인성값을 평가하기 위해, 판두께 표층부 및 판두께 중앙부(이하, 판두께 중앙부를 1/2t부라고 기재하는 경우가 있음)로부터 JIS4호 충격 시험편을 시험편의 길이 방향이 압연 방향과 평행이 되도록 채취하고, 샤르피 충격 시험을 행하여 파면 전이 온도(vTrs)를 각각 구했다. 여기에서, 표층부의 충격 시험편은, 가장 표면에 가까운 면을 강판 표면으로부터 1㎜의 깊이로 하는 것으로 한다.Further, in order to evaluate the toughness value, the JIS No. 4 impact test specimen was measured from the surface layer portion of the thickness and the center portion of the plate thickness (hereinafter, the center portion of the plate thickness was sometimes referred to as 1/2 t portion) And the Charpy impact test was carried out to obtain wave front transition temperatures (vTrs). Here, the impression test piece of the surface layer portion is assumed to have a depth of 1 mm from the surface of the steel sheet nearest to the surface.

얻어진 후강판의 압연 길이 방향과 평행한 판두께 단면을 경면 연마한 후, 에칭에 의해 현출(現出)시킨 금속 조직을 광학 현미경에 의해 관찰했다.After the obtained steel sheet was subjected to mirror-surface polishing of the plate thickness cross section parallel to the rolling length direction of the steel sheet, the metal structure developed by etching was observed by an optical microscope.

다음으로, 취성 균열 전파 정지 특성을 평가하기 위해, 표준 ESSO 시험(온도 구배형 ESSO 시험)을 행하고, -10℃에 있어서의 Kca값(Kca(-10℃))을 구했다.Next, a standard ESSO test (temperature gradient type ESSO test) was performed to obtain a Kca value (Kca (-10 DEG C)) at -10 DEG C to evaluate brittle crack propagation stopping characteristics.

또한, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도를 다음과 같이 하여 구했다. 우선, 판두께 중앙부로부터 판두께 1㎜의 샘플을 채취하고, 판면에 평행한 면을 기계 연마·전해 연마함으로써, X선 회절용의 시험편을 준비했다. 이 시험편을 이용하여, Mo선원을 이용하고, X선 회절 장치를 이용하여, X선 회절 측정을 실시하고, (200), (110) 및 (211) 정극 점도를 구하여, 얻어진 정극 점도로부터 3차원 결정 방위 분포 밀도 함수를 Bunge법으로 계산하여 구한다. 다음으로 얻어진 3차원 결정 방위 분포 밀도 함수로부터 ψ2=0∼90°까지, Bunge 표기로 5° 간격으로 합계 19매의 단면도에 있어서, 압연 방향에 대하여 (110)면이 평행이 되는 방위의 3차원 결정 방위 분포 밀도 함수의 값을 적산하여 적산값을 구하고, 이 적산값을 상기 적산한 방위의 개수로 나눈 값을, RD//(110)면의 집적도로 했다.Also, the degree of integration of the RD // (110) plane at the center of the plate thickness was obtained as follows. First, a sample having a thickness of 1 mm was taken from the central portion of the plate thickness, and a surface parallel to the plate surface was subjected to mechanical polishing and electrolytic polishing to prepare a test piece for X-ray diffraction. Using this specimen, X-ray diffraction measurement was carried out using an Mo source and an X-ray diffractometer to obtain the positive electrode viscosity of (200), (110) and (211) The crystal orientation distribution density function is calculated by Bunge's method. From the obtained three-dimensional crystal orientation distribution density function, ψ 2 = 0 to 90 °, Bunge's notation shows a total of 19 cross sections in a total of 19 sections, The value obtained by integrating the values of the dimensional crystal orientation distribution density function and obtaining the integrated value and dividing the integrated value by the number of the accumulated orientations is defined as the degree of integration of the RD // (110) plane.

대입열 용접 특성을 평가하기 위해, 공시 강판에 개선 가공(forming a groove)을 행하고(개선 각도 20°), 시판의 저온 용강용 일렉트로 가스 아크 용접용 와이어를 사용하여 일렉트로 가스 용접으로 입열 300∼750kJ/㎝로 용접 조인트를 제작하고, HAZ 인성으로서, 본드부의 인성을 2㎜V 노치 샤르피 시험에 의해 평가했다. 시험은, -20℃에서의 샤르피 흡수 에너지의 vE-20(3개 평균값)으로 행했다.In order to evaluate the welding heat characteristic of the substitution heat, the disclosed steel sheet was subjected to a forming a groove (improvement angle: 20 °) and welded by electro-gas welding using commercially available low- / Cm, and the toughness of the bond portion was evaluated as a HAZ toughness by a 2 mmV notch Charpy test. The test was carried out with vE- 20 (average of three values) of the Charpy absorbed energy at -20 ° C.

표 3에 이들 시험 결과를 나타낸다. 본 발명의 범위 내에 있는 공시 강판(제조 No. 1∼11)은, Kca(-10℃)가 6000N/㎜3/2 이상의 우수한 취성 균열 전파 정지 성능을 나타냈다. 또한, 대입열 용접 조인트의 본드부의 흡수 에너지: vE-20≥88J가 되어, 우수한 값을 나타냈다. 또한, 표층부 및 판두께 중앙부의 샤르피 인성값(파면 전이 온도) 및, RD//(110) 집적도가 (2)식을 충족하고 있는 공시 강판(제조 번호 2∼11)에 있어서는, (2)식을 충족하고 있지 않은 공시 강판(제조 번호 1)과 비교하여, 높은 Kca(-10℃)의 값이 얻어졌다. 또한, 이들 공시 강판(제조 No. 1∼11)의 금속 조직은, 모두 베이나이트 주체였다.Table 3 shows the results of these tests. (No. 1 to 11) exhibited excellent brittle crack propagation stopping performance of Kca (-10 DEG C) of 6000 N / mm < 3 > / 2 or more in the range of the present invention. Also, the absorbed energy at the bond portion of the heat input weld joint was: vE-20 ≥ 88J, which was excellent. (2) to (11) in which the Charpy toughness value (wave-front transition temperature) and the RD // (110) density of the surface layer portion and the plate thickness center satisfy the expression (2) (-10 [deg.] C) as compared with a known steel sheet (manufactured No. 1) which does not satisfy the above requirement. In addition, the metal structures of these disclosed steel plates (Manufacturing Nos. 1 to 11) were mainly bainite-based.

한편, 강판의 성분은 본 발명의 바람직한 범위이기는 하지만, 강판의 제조 조건에 있어서의 가열, 압연 조건이 본 발명의 바람직한 범위를 벗어나는 강판(제조 No. 20∼27)은, Kca(-10℃)의 값은, 6000N/㎜3/2에는 도달하고 있지 않았다. 강판의 성분이 본 발명의 조건을 충족하지 않는 공시 강판(제조 No. 12∼19)에 대해서는, 대입열 용접 조인트의 흡수 에너지: vE-20이 22J 이하가 되어, 본 발명예와 비교하여 뒤떨어졌다.On the other hand, although the steel sheet components are within the preferred range of the present invention, the steel plates (Production Nos. 20 to 27) in which the heating and rolling conditions in the steel sheet production conditions are outside the preferred range of the present invention, The value of 6000 N / mm 3/2 did not reach the value. For the steel plates (Manufacturing Nos. 12 to 19) in which the components of the steel sheet did not meet the conditions of the present invention, the absorbed energy of the heat input welded joint: vE- 20 was 22 J or less, which was inferior to that of the present invention .

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

Figure pct00003
Figure pct00003

1 : 표준 ESSO 시험편
2 : 노치
3 : 균열
3a : 분기
4 : 선단 형상
5 : 모재
1: Standard ESSO test specimen
2: Notch
3: Crack
3a: Branch
4: tip shape
5: Base material

Claims (5)

강 조성이, 질량%로, C: 0.03∼0.15%, Si: 0.01∼0.5%, Mn: 1.40∼2.50%, Al: 0.005∼0.08%, P: 0.03% 이하, S: 0.0005∼0.0030%, N: 0.0036∼0.0070%, Ti: 0.004∼0.030%, Ca: 0.0005∼0.0030%를 함유하고, 또한, Ca, S, O의 각 함유량이, 하기 (1)식을 만족하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 금속 조직이 베이나이트를 주체로 하고, 판두께 중앙부에 있어서의 RD//(110)면의 집적도가 1.5∼4.0의 집합 조직을 갖고, 또한 표층부 및 판두께 중앙부에 있어서의 샤르피 파면 전이 온도 vTrs가 -40℃ 이하인 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판.
0.30≤(Ca-(0.18+130×Ca)×O)/1.25/S≤0.80···(1)
단, 식 (1)에 있어서, Ca, O, S는 함유량(질량%)으로 한다.
A steel composition comprising, by mass%, 0.03 to 0.15% of C, 0.01 to 0.5% of Si, 1.40 to 2.50% of Mn, 0.005 to 0.08% of Al, 0.03% or less of P, 0.0005 to 0.0030% of S, : 0.0036 to 0.0070%, Ti: 0.004 to 0.030%, Ca: 0.0005 to 0.0030%, and each content of Ca, S and O satisfies the following formula (1) (110) surface in the central portion of the plate thickness is 1.5 to 4.0, and the Charpy wavefront transition in the surface layer portion and the plate thickness central portion Characterized in that the temperature vTrs is not higher than -40 占 폚, and the brittle crack propagation stopping property is excellent.
0.30? (Ca- (0.18 + 130 x Ca) x O) /1.25/S? 0.80 (1)
In the formula (1), Ca, O and S are defined as the content (% by mass).
제1항에 있어서,
강 조성이, 추가로, 질량%로, Nb: 0.05% 이하, Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Cr: 0.5% 이하, Mo: 0.5% 이하, V: 0.2% 이하, B: 0.003% 이하, REM: 0.01% 이하의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판.
The method according to claim 1,
The steel composition further contains, by mass%, Nb: not more than 0.05%, Cu: not more than 1.0%, Ni: not more than 1.0%, Cr: not more than 0.5%, Mo: not more than 0.5%, V: not more than 0.2% % Or less, and REM: 0.01% or less in terms of brittle crack propagation stopping property.
제1항 또는 제2항에 있어서,
판두께 중앙부의 샤르피 파면 전이 온도 및 RD//(110)면의 집적도가, 하기 (2)식을 충족하는 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판.
vTrs(1/2t)-12×IRD //(110)[1/2t]≤-70···(2)
단, 식 (2)에 있어서,
vTrs(1/2t): 판두께 중앙부(1/2t)의 샤르피 파면 전이 온도(℃)
IRD //(110)[1/2t]: 판두께 중앙부(1/2t)의 RD//(110)면의 집적도로 한다.
또한, t는 판두께(㎜)이다.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the Charpy wavefront transition temperature at the central portion of the plate thickness and the degree of integration of the RD // (110) face satisfy the following formula (2).
vTrs (1 / 2t) -12 x I RD // (110) [1 / 2t] ? -70 (2)
However, in the formula (2)
vTrs (1 / 2t) : Charpy wavefront transition temperature (° C) of plate thickness center part (1 / 2t)
I RD // (110) [1 / 2t] : The degree of integration of the RD // (110) surface of the plate thickness center part (1 / 2t).
Also, t is the plate thickness (mm).
제1항 또는 제2항에 기재된 조성을 갖는 강 소재를, 1000∼1200℃의 온도로 가열하고, 오스테나이트 재결정 온도역 및 오스테나이트 미(未)재결정 온도역에 있어서의 누적 압하율의 합계가 65% 이상인 압연을 실시하고, 이때, 판두께 중앙부가 오스테나이트 재결정 온도역에 있는 상태에 있어서는 누적 압하율이 20% 이상의 압연을 행하고, 이어서, 판두께 중앙부가 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 상태에 있어서는, 누적 압하율이 40∼70%로 하는 압연을 행하고, 또한, 상기 판두께 중앙부가 오스테나이트 미재결정 온도역에 있는 상태에 있어서의 압연 중 처음의 패스의 압연 온도와 마지막의 패스의 압연 온도와의 차이가 40℃ 이내이고, 그 후, 4.0℃/s 이상의 냉각 속도로 450℃ 이하까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판의 제조 방법.A steel material having a composition according to any one of claims 1 to 6 is heated to a temperature of 1000 to 1200 占 폚 and the total of the cumulative rolling reduction in the austenite recrystallization temperature range and the austenite non- %. At this time, when the central portion of the plate thickness is in the austenite recrystallization temperature range, rolling at a cumulative rolling reduction of 20% or more is performed. Subsequently, the central portion of the plate thickness is in the austenite non- The rolling temperature is set so that the cumulative rolling reduction is in the range of 40 to 70% and the rolling temperature in the first pass and the rolling temperature of the last pass during the rolling in the state where the center of the plate thickness is in the austenite non- Is cooled to 450 占 폚 or less at a cooling rate of 4.0 占 폚 / s or more, and the brittle crack propagation stopping property A method for producing a substituted thermal welding high strength steel sheet after. 제4항에 있어서,
450℃ 이하로 가속 냉각한 후, 추가로, Ac1점 이하의 온도로 템퍼링하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 균열 전파 정지 특성이 우수한 대입열 용접용 고강도 후강판의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Further comprising the step of tempering the steel sheet at a temperature of not more than A c1 after accelerated cooling to 450 DEG C or less.
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