KR20160025545A - Steel material having excellent toughness in welding heat-affected zone, and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

A steel material for reducing HAZ toughness of the present invention includes an inclusion containing REM and Zr. Also, a solid solution REM and a solid solution Zr of the steel material satisfying the solid solution Zr with 0.0010% or less (including 0%) and the solid solution Zr with 0.0010% or less (including 0%). A first rolled material with a yield ratio of 80% or less obtained from the steel material includes a bainite and/or a martensite and a ferrite; and has a tissue having a ferrite fraction of 4-24 area% occupied in the whole tissue. When a metal tissue of the steel rolled material is observed by a back scattered electron diffraction phase (EBSP) method, a mathematical equation 1 35<=D is satisfied. In the mathematical equation 1, D indicates an average diameter (μm) corresponding to a circle of a crystal grain surrounded by an opposite grain boundary where a mis-orientation is 15° or greater by measuring the mis-orientation of two adjacent crystals by the EBSP method. Also, a second steel rolled material having excellent low temperature toughness obtained by the same steel material satisfies a mathematical equation 2 of D<=30 and a mathematical equation 3 of 50<=M when a metal tissue thereof is observed by the back scattered electron diffraction phase (EBSP) method. In the mathematical equation 3, M indicates a ratio (area%) of a crystal grain surrounded by an opposite grain boundary having crystal mis-orientation of 55° or more occupied in the whole steel material.

Description

용접 열영향부의 인성이 우수한 강재, 및 그 제조 방법{STEEL MATERIAL HAVING EXCELLENT TOUGHNESS IN WELDING HEAT-AFFECTED ZONE, AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel material having excellent toughness of a weld heat affected zone,

본 발명은 교량이나 고층 건조물, 선박 등의 구조물에 사용되는 강재에 관한 것으로, 상세하게는, 용접했을 때에 열영향을 받는 부위(이하, 「용접 열영향부」 또는 「HAZ」라고 하는 경우가 있음)의 인성을 개선한 강재, 및 그 제법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel material used for a structure such as a bridge, a high-rise building, a ship and the like. More specifically, the present invention relates to a steel material ), And a method for producing the same.

교량이나 고층 건조물, 선박 등에 사용되는 강재에 요구되는 특성은 최근 점점 엄격해지고 있고, 특히 양호한 인성이 요청되고 있다. 이들 강재는 일반적으로 용접에 의해 접합되는 경우가 많은데, 용접 이음부 중 특히 HAZ는 용접시에 열영향을 받아 인성이 열화되기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이 인성 열화는 용접시의 입열량이 커질수록 현저히 나타나고, 그 원인은 용접시의 입열량이 커지면 HAZ의 냉각 속도가 느려져 담금질성이 저하되어 조대한 섬상 마르텐사이트를 생성하는 것에 있다고 생각되고 있다. 따라서 HAZ의 인성을 개선하기 위해서는, 용접시의 입열량을 극력 억제하면 좋다고 생각된다. 그러나 그 반면에, 용접 작업 효율을 높이기 위해서는, 예컨대 일렉트로슬래그 용접, 서브머지드 용접 등의 용접 입열량이 50kJ/mm 이상인 대입열 용접법의 채용이 요망된다.The properties required for steels used in bridges, high-rise buildings, ships and the like are becoming increasingly strict in recent years, and particularly good toughness is being demanded. These steels are often joined by welding. HAZ, among the welded joints, has a problem that the toughness tends to deteriorate due to thermal influence during welding. This toughness deterioration is conspicuous as the heat input at the time of welding becomes larger. The reason for this is that the cooling rate of the HAZ is lowered when the heat input at the time of welding is lowered, and the hardenability is lowered to produce coarse island martensite. Therefore, in order to improve the toughness of the HAZ, the amount of heat input at the time of welding should be suppressed as much as possible. On the other hand, in order to improve the efficiency of the welding operation, it is desired to employ a large heat input welding method in which the heat input amount of welding is 50 kJ / mm or more, for example, electroslag welding or submerged welding.

그래서 본 출원인은 대입열 용접법을 채용한 경우의 HAZ 인성 열화를 억제하는 강재를 일본 특허공개 2007-100213호에서 제안하고 있다. 이 강재는 산화물로서 REM의 산화물 및/또는 CaO와, ZrO2를 함유하고 있는 데에 특징이 있고, 이러한 산화물은 용강 중에서는 액상으로 존재하기 때문에 강 중에 미세 분산되고, 더구나 용접시에는 열영향을 받아도 고용 소실되지 않기 때문에, HAZ의 인성 향상에 기여한다.Therefore, the present applicant has proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-100213 a steel material for suppressing the deterioration of HAZ toughness when employing the heat welding method. This steel material is characterized by containing oxides of REM and / or CaO and ZrO 2 as oxides. Since these oxides are present in a liquid state in the molten steel, they are finely dispersed in the steel and, furthermore, Even if it does not lose employment, it contributes to improvement of personality of HAZ.

한편, HAZ 인성의 향상을 겨냥한 기술은 아니지만, 일본 특허공개 평8-120401호에는, 강재 중에 REM과 Zr 등의 원소를 함유시킴과 동시에, 고용 REM과 고용 Zr을 적극적으로 함유시킴으로써, 수소성의 초음파 탐상 결합을 방지하여 후(厚)강판의 내부 품질을 향상시킴과 동시에, 내부 품질의 건전성을 유지하는 기술이 제안되어 있다. 이 기술에서는, 안정된 고용량을 확보하기 위해 Al, Ca, Ti 등을 복합 첨가하고 있다.On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-120401 does not aim at improving the HAZ toughness. However, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. Hei 8-120401 discloses a steel material containing elements such as REM and Zr and positively containing solid- There has been proposed a technique of preventing the fusion bonding and improving the internal quality of the steel sheet and maintaining the integrity of the internal quality. In this technique, Al, Ca, Ti, and the like are added in combination in order to secure a stable high capacity.

그런데, 최근에는 건축물이나 구조물(예컨대, 해양 구조물)이 고층화, 대형화되고 있어, 종래 이용되고 있었던 490MPa급의 강재 대신에 강도가 높은 590MPa급의 고장력 강재를 이용하는 움직임이 강해지고 있다. 그러나 상기 일본 특허공개 평8-120401호의 기술에서는, HAZ 인성의 개선에 관해서는 대처하고 있지만, 예컨대 건축물이나 구조물에 이용되는 고장력 강재에 요구되는 저항복비(YR이 80% 이하)를 구비한 강재에 관해서는 검토되고 있지 않다.However, in recent years, buildings and structures (for example, offshore structures) have become higher and larger, and the use of high-strength steels having a strength of 590 MPa, which is high in strength instead of 490 MPa, has become stronger. However, the technique of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-120401 copes with the improvement of the HAZ toughness. However, it is difficult to improve the toughness of the HAZ by using a steel material having a low resistance ratio (YR of 80% or less) required for a high- Is not being reviewed.

고장력과 저항복비를 겸비한 강재로서 본 출원인은 일본 특허공개 평8-209294호를 개시하고 있다. 여기서는, 미세한 탄질화물을 분산시킴과 동시에, 페라이트를 일정량 이상 확보함으로써, 590MPa 이상의 인장강도를 달성하면서 저항복비를 실현하고 있다. 그러나 입열량 50kJ/mm 이상의 용접을 실시한 경우의 HAZ 인성의 향상에 관해서는 충분히 검토되고 있지 않고, 저항복비와 HAZ 인성의 양 특성이 우수한 고장력 강재의 실현이 절실히 요망되고 있다.The present applicant has disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-209294 as a steel material having high tensile strength and low resistance. Here, the fine carbonitride is dispersed, and at the same time, a certain amount or more of ferrite is secured, thereby realizing a tensile strength of 590 MPa or more while achieving a low resistance. However, the improvement of the HAZ toughness in the case of welding with a heat input of 50 kJ / mm or more has not been thoroughly investigated, and it is urgently required to realize a high tensile steel excellent in both resistance and HAZ toughness.

한편, 선박 등에 사용되는 강재에는 높은 강도도 요구되지만, 강재를 고강도화하면 항복강도가 취성 파괴 강도를 상회하여 탄성 변형 중에 취성 파괴를 일으키기 쉬워진다. 그 때문에 국제선급협회연합(IACS)의 통일 규칙에서는, 취성 파괴를 방지하기 위해 파괴 역학적 수법(K 개념)으로부터 구조 부재마다 인성 등급(grade)을 설정하고 있고, 강도 클래스(class)의 상승에 따라 요구하는 모재 인성을 향상시킴으로써 대응하고 있다. 따라서 엄격한 사용 환경하에서 구조물의 안전성을 확보하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 용접 이음부에서의 HAZ 인성이 양호한 것 외에 모재 인성(특히, 저온역의 모재 인성)이 양호한 것이 중요하다.On the other hand, high strength is also required for steels used in vessels and the like, but when the strength of the steel is increased, the yield strength exceeds the brittle fracture strength, and brittle fracture tends to occur during the elastic deformation. For this reason, the IACS unification rules set a toughness grade for each structural member from fracture mechanics (K concept) to prevent brittle fracture, and as the intensity class increases, Thereby improving the toughness of the base material. Therefore, in order to secure the safety of the structure under a strict use environment, it is important that the toughness of the base material (in particular, the toughness of the base material at low temperature) is good as well as the HAZ toughness at the welded joint as described above.

본 발명의 목적은 HAZ 인성의 편차가 저감된 강재를 제공하는 것에 있다. 나아가, 그 강재로부터 얻어진, 항복비가 80% 이하로 저감된 강압연재, 또는 저온 인성이 향상된 강압연재를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 강재 및 각 강압연재의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a steel material with reduced deviation of HAZ toughness. Further, the present invention is to provide a rolled steel sheet obtained by reducing the yield ratio to 80% or less, or a rolled steel sheet having improved low temperature toughness. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing the above-mentioned steel material and the respective rolled steel sheets.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 강재는, C: 0.03∼0.2%(「질량%」의 의미. 이하 동일), Si: 0.5% 이하, Mn: 2% 이하, Ti: 0.03% 이하, 및 N: 0.01% 이하를 포함하고, P: 0.02% 이하, S: 0.015% 이하, 및 Al: 0.01% 이하를 만족함과 동시에, 추가로 REM: 0.0010∼0.1%와, Zr: 0.0010∼0.05%를 각각 함유하며, 잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지고, The steel material according to the present invention which can solve the above problems has a composition of C: 0.03 to 0.2% (meaning "mass%", the same shall apply hereinafter), Si: not more than 0.5%, Mn: not more than 2%, Ti: not more than 0.03% : 0.01% or less, P: not more than 0.02%, S: not more than 0.015% and Al: not more than 0.01%, and further contains 0.0010 to 0.1% of REM and 0.0010 to 0.05% The balance being iron and inevitable impurities,

(A) 상기 강재는 REM과 Zr을 함유하는 개재물을 포함하는 것 외에, (A) The steel material includes an inclusion containing REM and Zr,

(B) 강재 중의 고용 REM과 고용 Zr이 고용 REM: 0.0010% 이하, 고용 Zr: 0.0010% 이하를 만족한다.(B) the employed REM and the employed Zr in the steel meet the employment REM: not more than 0.0010% and the employment Zr: not more than 0.0010%.

상기 강재에 있어서, 상기 강재에 포함되는 개재물의 조성을 측정하여, 이 개재물에 포함되는 원소 중 O, C, N, S 이외의 원소의 존재비를 몰 환산하고, 환산 후의 원소량 전체를 1몰로 했을 때에, REM의 몰분율이 0.05 이상, Zr의 몰분율이 0.04 이상을 만족하는 것이 권장된다.In the steel material, the composition of the inclusions contained in the steel material is measured, and the molar ratio of the elements other than O, C, N and S among the elements contained in the inclusions is converted into molar amount, , A mole fraction of REM of 0.05 or more, and a mole fraction of Zr of 0.04 or more.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 제 1 강압연재는, 상기 본 발명의 강재에 있어서, Mn: 1.0∼2%로 하고, 추가로 다른 원소로서, Cu: 2% 이하, Ni: 2% 이하, Cr: 3% 이하, Mo: 1% 이하, Nb: 0.05% 이하, V: 0.1% 이하, 및 B: 0.005% 이하로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하도록 한 강재를 압연함으로써 얻어지는 강압연재로서, The first rolled steel sheet of the present invention which can solve the above problems is characterized in that the steel of the present invention has Mn of 1.0 to 2% and further contains 2% or less of Cu, 2% or less of Ni, A steel material comprising at least one element selected from the group consisting of Cr: at most 3%, Mo: at most 1%, Nb: at most 0.05%, V: at most 0.1%, and B: at most 0.005% As a serial,

(C) 조직은 베이나이트 및/또는 마르텐사이트와, 페라이트를 포함하고, 전체 조직에서 차지하는 페라이트 분율이 4∼24면적%이며, 베이나이트와 마르텐사이트의 합계 분율이 74면적% 이상 96면적% 미만이고, (C) the structure includes bainite and / or martensite and ferrite, the ferrite fraction of the whole structure is 4 to 24% by area, the total fraction of bainite and martensite is 74 to less than 96% ego,

(D) 강재의 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때에 하기 수학식 1을 만족한다.(D) When the metal structure of the steel is observed by the back scattering electron diffraction method (EBSP method), the following formula (1) is satisfied.

[수학식 1][Equation 1]

35≤D35 D

[단, 수학식 1 중, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정의 방위차를 측정하여 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다.](In the formula (1), D means the average circle equivalent diameter (占 퐉) of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 占 or more by measuring the azimuth difference between two adjacent crystals by the EBSP method.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 제 2 강압연재는, 상기 본 발명의 강재에 있어서, C: 0.04∼0.13%, Ti: 0.02% 이하로 하고, 추가로 Cu: 0.3% 이하, Ni: 0.4% 이하, 및 Nb: 0.25% 이하로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하도록 한 강재를 압연함으로써 얻어지는 강압연재로서, The second rolled steel sheet of the present invention which can solve the above problems is characterized in that the steel of the present invention contains 0.04 to 0.13% of C and 0.02% or less of Ti, 0.3% or less of Cu, 0.4% or less of Ni, Or less, and 0.25% or less of Nb, and is a rolled steel sheet obtained by rolling a steel material containing at least one selected from the group consisting of:

(E) 강재의 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때에 하기 수학식 2와 수학식 3을 만족한다.(E) When the metal structure of the steel material is observed by the back scattering electron diffraction method (EBSP method), the following equations (2) and (3) are satisfied.

[수학식 2]&Quot; (2) &quot;

D≤30D? 30

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

50≤M50? M

[단, 수학식 2 중, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정의 방위차를 측정하여 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다. 또한, 수학식 3 중, M은 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율(면적%)을 의미한다.](In the formula (2), D means the mean circle equivalent diameter (占 퐉) of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more by measuring the azimuth difference between two adjacent crystals by the EBSP method. In the formula (3), M means a ratio (area%) of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries having a crystal orientation difference of 55 degrees or more in the entire steel material.

본 발명의 강재는 총 산소량 [O]1을 0.0020∼0.015%의 범위로 조정한 용강에 REM과 Zr을 첨가하여 용존 산소량 [O]2를 0.0010∼0.0035%의 범위로 조정한 후, 주조(鑄造)함으로써 제조할 수 있다. 여기서, 상기 총 산소량 [O]1을 측정하고, 이 총 산소량 [O]1에 따라 하기 수학식 4를 만족하도록 REM과 Zr을 첨가하여 상기 용존 산소량 [O]2를 조정하는 것이 권장된다.In the steel material of the present invention, REM and Zr are added to molten steel in which the total amount of oxygen [O] 1 is adjusted in the range of 0.0020 to 0.015%, and the amount of dissolved oxygen [O] 2 is adjusted in the range of 0.0010 to 0.0035% ). Here, the [O] 1 wherein the total amount of oxygen is measured, it is recommended to adjust the dissolved oxygen content [O] 2 by the addition of Zr and REM to satisfy the total amount of oxygen [O] according to the first to equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

[REM]+[Zr]≤15×[O]1 [REM] + [Zr]? 15 x [O] 1

[단, 수학식 4 중, [REM]과 [Zr]은 각각 REM 또는 Zr의 첨가량(질량%)이며, [O]1은 REM과 Zr을 첨가하기 전의 용강의 총 산소량(질량%)이다.]In the formula (4), [REM] and [Zr] are the addition amounts (mass%) of REM or Zr, respectively, and [O] 1 is the total oxygen amount (mass%) of the molten steel before adding REM and Zr. ]

본 발명의 제 1 강압연재는, 상기 방법으로 얻어진 본 발명의 강재를, 압연 종료 온도가 870℃ 이상이 되도록 열간 압연한 후, Ar3점 이상의 온도역으로부터 담금질, Ac1점∼Ac3점의 온도역으로부터 담금질, Ac1점 미만의 온도역에서 뜨임의 각 공정을 순차적으로 행함으로써 제조할 수 있다.A first step-down series of the present invention, the steel material of the present invention obtained by the above method, the rolling end temperature after hot rolling is at least 870 ℃, Ar 3 quenching, from a point over the temperature range of Ac 1 point 3 points ~Ac quenching from the temperature region, by carrying out each step of tempering in sequence in the temperature range of less than Ac 1 point can be prepared.

본 발명의 제 2 강압연재는, 상기 방법으로 얻어진 본 발명의 강재를 Ac3점 이상, 1200℃ 이하의 온도역으로 가열한 후, 강편의 평균 온도가 Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하인 온도역에 있어서는 1패스당의 최대 압하율을 12% 이하, 누적 압하율을 40% 이상으로 제어하여 열간 압연하고, 얻어진 열간 압연재의 평균 온도가 Ar3점 이상인 온도역으로부터 열간 압연재의 표면 온도가 500℃ 이하인 온도역까지 평균 냉각 속도 5℃/초 이상으로 냉각함으로써 제조할 수 있다. 여기서, 상기 열간 압연재의 표면 온도가 500℃ 이하인 온도역까지 냉각 속도 5℃/초 이상으로 냉각한 후, 500℃ 이상, Ac1점 미만의 온도역으로 가열하여 뜨임을 행하는 것이 권장된다.The second rolled steel strip according to the present invention is obtained by heating the steel material of the present invention obtained by the above method to a temperature in the range of Ac 3 point to 1200 ° C and then measuring the average temperature of the steel strip at Ar 3 point + In the temperature range, the maximum reduction rate per pass is 12% or less, the cumulative reduction rate is controlled to 40% or more, and hot rolling is performed. From the temperature range in which the average temperature of the obtained hot rolled material is equal to or higher than Ar 3 points, By cooling to an average cooling rate of 5 deg. C / sec or more to a temperature range of 500 DEG C or lower. Here, it is recommended that after cooling to a temperature range where the surface temperature of the hot rolled material is 500 캜 or lower, cooling at a cooling rate of 5 캜 / second or higher and then heating at a temperature of 500 캜 or higher and less than Ac 1 point.

본 발명의 강재에 의하면, 강재에 포함되는 고용 REM량과 고용 Zr량을 극력 저감함으로써 HAZ 인성의 편차를 억제할 수 있다.According to the steel material of the present invention, it is possible to suppress the deviation of the HAZ toughness by reducing the amount of the solidified REM and solid Zr contained in the steel material as much as possible.

또한, 상기 본 발명의 강재로부터 얻어지는 본 발명의 제 1 강압연재에 의하면, 베이나이트 및/또는 마르텐사이트 조직이 주체이고, 페라이트를 4∼24%의 범위로 포함하는 조직으로 하며, 이 조직을 관찰했을 때에 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경을 35㎛ 이상으로 하고 있기 때문에, 590MPa 이상의 강도를 확보하면서 모재의 항복비를 80% 이하로 저감할 수 있다.Further, according to the first rolled steel sheet of the present invention obtained from the steel material of the present invention, the bainite and / or martensite structure is the main body and the ferrite is in the range of 4 to 24% , The average equivalent circle diameter of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more is 35 mu m or more. Thus, the yield ratio of the base material can be reduced to 80% or less while securing the strength of 590 MPa or more.

또한, 상기 본 발명의 강재로부터 얻어지는 본 발명의 제 2 강압연재에 의하면, 금속 조직을 관찰했을 때에 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경을 30㎛ 이하로 함과 동시에, 특히 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율을 50면적% 이상으로 함으로써, 모재 자체의 저온 인성을 개선할 수 있다.According to the second rolled steel sheet of the present invention obtained from the steel material of the present invention, the average circle-equivalent diameter of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more when the metal structure is observed is set to 30 μm or less, Particularly, by setting the ratio of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more to the entire steel material to 50 percent by area or more, the low temperature toughness of the base material itself can be improved.

도 1은 실시예 1에 있어서, REM과 Zr을 첨가하기 전의 총 산소량 [O]1과, REM과 Zr 첨가량의 합계의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 1에 있어서, 주조 전의 용강에 포함되는 용존 산소량 [O]2와, 강재에 포함되는 고용 REM량 또는 고용 Zr량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예 1에 있어서, HAZ 인성의 평균치와, HAZ 인성의 최대치와 최소치의 폭을 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 1에 있어서, 압연 종료 온도와, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예 1에 있어서, 담금질 개시 온도와 페라이트 분율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 1에 있어서, 2상역 부근의 온도에서 가열 유지했을 때의 가열 온도와 페라이트 분율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 1에 있어서, 페라이트 분율과 인장강도(TS)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 1에 있어서, 페라이트 분율과 항복비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 1에 있어서, 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와 항복비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 2에 있어서, REM과 Zr을 첨가하기 전의 총 산소량 [O]1과, REM과 Zr 첨가량의 합계의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 2에 있어서, 주조 전의 용강에 포함되는 용존 산소량 [O]2와, 강재에 포함되는 고용 REM량 또는 고용 Zr량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 2에 있어서, HAZ 인성의 평균치와, HAZ 인성의 최대치와 최소치의 폭을 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예 2에 있어서, 평균 원 상당 직경 D와 미재결정역에 있어서의 누적 압하율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 실시예 2에 있어서, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M과, Ar3점 이상의 온도역(T3)으로부터 500℃ 이하의 온도역(T4)으로의 평균 냉각 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는 실시예 2에 있어서, 평균 원 상당 직경 D와, 압연재의 vE-60의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시예 2에 있어서, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M과, 압연재의 vE-60의 관계를 나타내는 그래프이다.
1 is a graph showing the relationship between the total amount of oxygen [O] 1 before addition of REM and Zr and the sum of the amounts of REM and Zr added in Example 1. Fig.
2 is a graph showing the relationship between dissolved oxygen amount [O] 2 contained in molten steel before casting and amount of solidified REM or solid Zr contained in the steel in Example 1. FIG.
3 is a graph showing the average value of the HAZ toughness and the width of the maximum value and the minimum value of the HAZ toughness in Example 1. Fig.
4 is a graph showing the relationship between the rolling finish temperature and the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more in Example 1. Fig.
5 is a graph showing the relationship between the quenching start temperature and the ferrite fraction in Example 1. Fig.
Fig. 6 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the ferrite fraction in heating and holding at a temperature near the bimodal in Example 1. Fig.
7 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the tensile strength (TS) in Example 1. Fig.
8 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the yield ratio in Example 1. Fig.
9 is a graph showing the relationship between the average circle equivalent diameter D and the yield ratio of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary in Example 1. Fig.
10 is a graph showing the relationship between the total amount of oxygen [O] 1 before the addition of REM and Zr and the sum of the amounts of REM and Zr added in Example 2. FIG.
11 is a graph showing the relationship between the amount of dissolved oxygen [O] 2 contained in molten steel before casting and the amount of solidified REM or solid Zr contained in the steel material in Example 2. FIG.
12 is a graph showing the average values of HAZ toughness and the widths of maximum and minimum values of HAZ toughness in Example 2;
13 is a graph showing the relationship between the average circle-equivalent diameter D and the cumulative rolling reduction in the non-recrystallized region in Example 2. Fig.
14 is a graph showing the relationship between the ratio M in which the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 55 degrees or more occupies the entire steel material and the temperature range T3 in the temperature range from Ar 3 point to 500 deg. And the average cooling rate.
15 is a graph showing the relationship between the average circle-equivalent diameter D and vE- 60 of the rolled material in Example 2. Fig.
16 is a graph showing the relationship between the ratio M of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundaries in the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more in Example 2 and vE- 60 of the rolled material.

본 발명자들은, REM과 Zr을 강재에 복합 첨가하여 용접 이음부의 HAZ 인성을 향상시킨 강재에 대하여, HAZ 인성의 편차를 억제함과 동시에 모재의 항복비를 저감하기 위해 검토를 거듭했다. 그 결과, (I) REM과 Zr을 강재에 복합 첨가하여 개재물 중에 REM과 Zr을 함유하도록 조정하여 HAZ 인성을 높이는 것을 전제로 하고, 나아가 (II) 강재에 포함되는 고용 REM량과 고용 Zr량을 가능한 한 저감하면, 국소적으로 인성이 열화되는 현상을 방지할 수 있어 HAZ 인성의 편차를 억제할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명의 강재를 완성시켰다.The present inventors have repeatedly studied to reduce the deviation of HAZ toughness and to reduce the yield ratio of the base material with respect to a steel material in which RAZ and Zr are added to a steel material to improve the HAZ toughness of the welded joint. As a result, it is assumed that (I) the HAZ toughness is increased by adjusting REM and Zr to be mixed with the steel to contain REM and Zr in the inclusion, and furthermore, (II) It is possible to prevent the phenomenon that the toughness is locally deteriorated if it is reduced as much as possible so that the deviation of the HAZ toughness can be suppressed and the steel material of the present invention is completed.

나아가, 그와 같은 강재를 이용하여, (III) 강재의 금속 조직이 베이나이트 및/또는 마르텐사이트 조직 주체이고, 페라이트를 4∼24% 함유하는 조직이며, (IV) 강재의 금속 조직 중, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 크기를 적절히 제어하면, 모재의 항복비를 저감할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명의 제 1 강압연재를 완성시켰다.(III) a structure in which the metal structure of the steel material is bainite and / or martensitic structure and contains ferrite in an amount of 4 to 24%; (IV) It was found out that the yield ratio of the base material can be reduced by appropriately controlling the size of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the azimuth difference of 15 degrees or more to complete the first rolled steel sheet of the present invention.

또한, 상기 강재를 이용하여, (V) 강재의 금속 조직 중, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 크기와, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 분율을 적절히 제어하면, 모재 자체의 저온 인성을 개선할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명의 제 2 강압연재를 완성시켰다.When the steel material is used to appropriately control the size of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more and the grain fractions surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 55 degrees or more among the metal structures of the steel (V) It was found that the low temperature toughness of the base material itself could be improved, and the second pressure-tightening material of the present invention was completed.

이하, (I)∼(IV)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, (I) to (IV) will be described in detail.

[(I) 용접 이음부의 HAZ 인성에 대하여][(I) HAZ toughness of weld joint]

본 발명의 강재는 REM과 Zr을 함유하는 개재물을 포함하고 있다. 「개재물 중에 REM과 Zr을 함유한다」는 것은 (a) REM의 단독 개재물과 Zr의 단독 개재물을 함유하거나, 또는 (b) REM과 Zr을 포함하는 복합 개재물을 함유하거나, (c) REM의 단독 개재물과 Zr의 단독 개재물을 함유함과 동시에, REM과 Zr을 포함하는 복합 개재물을 함유하는 것을 의미한다.The steel material of the present invention includes inclusions containing REM and Zr. (A) contains a single inclusion of REM and a single inclusion of Zr, or (b) contains a composite inclusion containing REM and Zr, or (c) contains a single inclusion of REM alone Quot; means that the inclusion contains a single inclusion of Zr and also contains a composite inclusion including REM and Zr.

REM의 단독 개재물로서는, REM의 산화물이나 REM의 황화물 등의 형태를 들 수 있고, Zr의 단독 개재물로서는, Zr의 산화물이나 Zr의 탄화물, Zr의 질화물 등의 형태를 들 수 있다. REM과 Zr의 복합 개재물로서는, REM과 Zr을 포함하는 산화물, 황화물, 또는 산황화물 등의 형태를 들 수 있다. 한편, 이들 개재물은 추가로 질화물(예컨대, TiN 등)이나 다른 황화물(예컨대, CaS나 MnS 등)과 공존한 형태이어도 좋다. 한편, 이하에서는 설명의 편의상 단독 개재물과 복합 산화물을 합쳐 「개재물」이라고 부르는 경우가 있다.Examples of the inclusion of REM include oxides of REM and sulfides of REM, and the sole inclusions of Zr include oxides of Zr, carbides of Zr, and nitrides of Zr. The complex inclusions of REM and Zr include oxides, sulfides, oxysulfides and the like including REM and Zr. On the other hand, these inclusions may be in the form of coexisting with a nitride (for example, TiN or the like) or another sulfide (for example, CaS or MnS). On the other hand, for convenience of explanation, a single inclusion and a composite oxide may be collectively referred to as &quot; inclusions &quot; hereinafter.

REM과 Zr의 개재물은 용접시에 열영향을 받아 1400℃ 레벨의 고온이 되어도 고용 소실되지 않기 때문에, 이들 개재물을 함유시키면 용접시의 HAZ에서 오스테나이트립의 조대화를 억제하거나, 냉각시에서의 입자 내 변태를 촉진할 수 있기 때문에, HAZ 조직을 미세화할 수 있어 HAZ의 인성을 한층 개선할 수 있다.Since inclusions of REM and Zr are thermally affected by welding, they do not disappear even when heated to a high temperature of 1400 DEG C, so that inclusion of these inclusions can suppress coarsening of austenite grains in HAZ during welding, Since the transformation in the grains can be promoted, the HAZ structure can be miniaturized and the toughness of the HAZ can be further improved.

더구나 REM과 Zr을 병용 첨가하여 강재 중에 개재물로서 함유시킴으로써, 강재(모재)의 인성 열화의 원인이 되는 조대한 Zr의 단독 탄화물이나 조대한 REM의 황화물의 생성을 방지할 수 있고, 결과로서 모재의 인성 열화를 억제하면서 HAZ의 인성을 향상시킬 수 있다. 즉, REM 또는 Zr을 단독으로 첨가하는 경우는, 개재물의 개수를 늘리기 위해서는 REM 또는 Zr의 첨가량을 증가시켜야 하지만, REM 또는 Zr의 첨가량을 지나치게 늘리면 REM의 단독 개재물이나 Zr의 단독 개재물의 크기가 커져 오히려 HAZ 인성을 열화시킨다. 따라서, REM 또는 Zr을 단독으로 첨가하는 경우는 첨가량에 제한이 있고, 그 때문에 REM이나 Zr의 첨가량을 증량할 수 없고 미세한 개재물량도 일정 이상으로 늘릴 수 없었다. 따라서 HAZ 인성을 향상시킬 수 없었다.In addition, by adding REM and Zr in combination and containing them as inclusions in the steel, it is possible to prevent the formation of a single carbide of coarse Zr or a sulfide of coarse REM, which causes deterioration of toughness of the steel material (base material) The toughness of the HAZ can be improved while inhibiting toughness deterioration. That is, when REM or Zr is added singly, in order to increase the number of inclusions, the addition amount of REM or Zr must be increased. However, if the addition amount of REM or Zr is excessively increased, the size of single inclusions of REM or single inclusions of Zr becomes large Rather, it deteriorates the HAZ toughness. Therefore, when REM or Zr is added singly, there is a limit to the amount of addition, and therefore the amount of REM or Zr can not be increased, and the amount of fine intervening material can not be increased beyond a certain level. Therefore, the HAZ toughness could not be improved.

이에 반하여, REM과 Zr을 포함하는 개재물을 강재 중에 함유시키면, REM을 단독으로 함유시키거나 Zr을 단독으로 함유시키는 경우보다도 강재 중에 포함되는 개재물의 절대량을 증대시킬 수 있기 때문에, HAZ의 인성을 한층 향상시킬 수 있다. 이와 같이 강재 중에 REM과 Zr의 개재물을 함유시킴으로써 HAZ의 인성을 향상시킬 수 있다. 따라서 HAZ의 인성을 향상시키기 위해서는, REM과 Zr을 적극적으로 첨가하여 강재 중에 개재물을 많이 생성시키는 것이 바람직하다고 생각된다.On the other hand, if the inclusions containing REM and Zr are contained in the steel, the absolute amount of the inclusions contained in the steel can be increased as compared with the case where the REM is contained alone or Zr is contained alone, Can be improved. By including the inclusions of REM and Zr in the steel as described above, toughness of the HAZ can be improved. Therefore, in order to improve the toughness of HAZ, it is considered that it is desirable to actively add REM and Zr to generate a large amount of inclusions in the steel.

본 발명의 강재는, 이 강재에 포함되는 개재물의 조성을 측정하여, 이 개재물을 구성하는 원소 중 O, C, N, S 이외의 원소의 존재비를 몰 환산하고, 환산 후의 원소량 전체를 1몰로 했을 때에, REM의 몰분율이 0.05 이상, Zr의 몰분율이 0.04 이상을 만족하는 것이 바람직하다. REM의 몰분율은 0.10 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.15 이상, 더 바람직하게는 0.20 이상이다. 한편, Zr의 몰분율은 0.08 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.10 이상, 더 바람직하게는 0.15 이상이다.In the steel material of the present invention, the composition of the inclusions contained in the steel material is measured, and the molar ratio of the elements other than O, C, N, and S among the elements constituting the inclusions is converted into moles, , It is preferable that the mole fraction of REM is 0.05 or more and the mole fraction of Zr is 0.04 or more. The mole fraction of REM is preferably 0.10 or more, more preferably 0.15 or more, and further preferably 0.20 or more. On the other hand, the mole fraction of Zr is preferably 0.08 or more, more preferably 0.10 or more, and still more preferably 0.15 or more.

상기 REM의 몰분율과 상기 Zr의 몰분율의 합계는 0.10 이상인 것이 좋다. 합계가 0.10 미만이면, HAZ의 인성 향상에 기여하는 개재물량이 부족하여 HAZ의 인성을 충분히 개선할 수 없다. 합계는 더욱 바람직하게는 0.15 이상, 더 바람직하게는 0.20 이상이다.The sum of the molar fraction of the REM and the molar fraction of Zr is preferably 0.10 or more. If the total is less than 0.10, the amount of intervening material contributing to the toughness improvement of the HAZ is insufficient and the toughness of the HAZ can not be sufficiently improved. The total is more preferably at least 0.15, and still more preferably at least 0.20.

한편, REM의 개재물과 Zr의 개재물 이외의 나머지 개재물의 조성은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 CaO나 SiO2, Al2O3, MnO, TiN, TiC이면 좋다.On the other hand, the composition of inclusions other than the rest of the REM inclusions and inclusions of Zr is not particularly limited, for example, CaO and SiO 2, Al 2 O 3, may if MnO, TiN, TiC.

강재에 포함되는 개재물의 조성은 강재의 단면을 예컨대 전자선 마이크로 프로브 X선 분석계(Electron Probe X-ray Micro Analyzer; EPMA)로 관찰하여, 관찰 시야 내에서 인지되는 개재물을 정량 분석하면 측정할 수 있다. EPMA의 관찰은, 예컨대 가속 전압을 7kV, 시료 전류를 0.003㎂, 관찰 시야 면적을 1cm2로 하여, 개재물의 중앙부에서의 조성을 특성 X선의 파장 분산 분광에 의해 정량 분석한다. 분석 대상으로 삼는 개재물의 크기는 최대 직경이 0.2㎛ 이상인 것으로 하고, 분석 개수는 무작위로 선택한 100개로 한다.The composition of the inclusions contained in the steel can be measured by observing the cross section of the steel with, for example, an electron probe micro-probe micro-analyzer (EPMA) and quantitatively analyzing the inclusions recognized in the observation field. EPMA was observed by quantitatively analyzing the composition at the central portion of inclusions by wavelength dispersive spectroscopy of characteristic X-rays, for example, with an acceleration voltage of 7 kV, a sample current of 0.003, and an observation field area of 1 cm 2 . The size of the inclusions to be analyzed is assumed to be 0.2 μm or more in maximum diameter, and the number of analyzes is 100 randomly selected.

분석 대상 원소는 O, C, N, S 이외의 원소로 하고, 본 발명의 강재의 조성을 고려하면 분석 대상 원소는 Al, Mn, Si, Ti, Zr, Ca, REM(예컨대, La와 Ce)으로 하면 좋다. 개재물에 포함되는 Al, Mn, Si, Ti, Zr, Ca 및 REM의 존재비를 몰 환산하고, 환산 후의 원소량 전체를 1몰로 했을 때에, 분석 대상으로 삼는 개재물에 포함되는 각 원소의 몰분율을 산출하면 좋다.Mn, Si, Ti, Zr, Ca, and REM (for example, La and Ce) in consideration of the composition of the steel material of the present invention, the element to be analyzed is an element other than O, C, N, It is good. The molar fraction of each element contained in the inclusions to be analyzed when the abundance ratio of Al, Mn, Si, Ti, Zr, Ca, and REM contained in inclusions is converted into moles and the total amount of the elements after conversion is 1 mole good.

[(II) 용접 이음부의 HAZ 인성의 편차에 대하여][(II) Variation of HAZ toughness of welded joint]

REM과 Zr의 함유량을 많게 한 강재를 용접하고, HAZ의 인성을 복수 개소에서 측정한 바, 특히 열영향이 큰 본딩(bonding)부(HAZ 중 특히 용접 금속에 근접한 부위) 근방에서는 국소적으로 인성이 저하되어 측정치가 고르지 않은 것이 밝혀졌다. 그래서 국소적으로 인성이 저하된 부분의 조직을 관찰한 바, 입계에 REM이나 Zr이 편석되어 있는 것이 밝혀졌다. 이 REM이나 Zr의 편석을 저감하기 위해 검토를 거듭한 바, 강재 중의 고용 REM량과 고용 Zr량을 저감하면 바람직한 것을 알아냈다.It was found that the toughness of the HAZ was measured at a plurality of places, and in particular, in the vicinity of a bonding part (particularly a part close to the weld metal in the HAZ) having a large heat effect, And the measurement value was found to be uneven. Therefore, when the texture of the portion where the toughness is locally observed was observed, it was found that REM or Zr was segregated at grain boundaries. As a result of repeated studies to reduce the segregation of REM and Zr, it has been found that it is desirable to reduce the amount of solidified REM and solid Zr in steel.

즉, 본 발명의 강재는 고용 REM: 0.0010% 이하(0%를 포함함)와, 고용 Zr: 0.0010% 이하(0%를 포함함)를 만족하는 것이 중요하다. 강재 중의 고용 REM량이 0.0010%를 초과하거나 고용 Zr량이 0.0010%를 초과하면, 용접시에 열영향을 받았을 때에 REM이나 Zr이 입계에 편석되어 인성을 국소적으로 저하시킨다. 따라서 고용 REM량은 0.0010% 이하로 하고, 바람직하게는 0.0008% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005% 이하로 한다. 고용 Zr량은 0.0010% 이하로 하고, 바람직하게는 0.0008% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005% 이하로 한다. 고용 REM량과 고용 Zr량은 가능한 한 저감하는 것이 좋고, 가장 바람직하게는 0%이다.That is, it is important that the steel material of the present invention satisfies 0.0010% or less (including 0%) of solid solution REM and 0.0010% or less (including 0%) of solid solution Zr. When the amount of the solidified REM in the steel exceeds 0.0010% or the amount of solid Zr exceeds 0.0010%, REM or Zr is segregated at the grain boundaries when subjected to heat during welding, and the toughness is locally lowered. Therefore, the amount of solid solution REM is set to 0.0010% or less, preferably 0.0008% or less, more preferably 0.0005% or less. The solid content of Zr is preferably 0.0010% or less, preferably 0.0008% or less, more preferably 0.0005% or less. The amount of the employed REM and the amount of the employed Zr are preferably reduced as much as possible, and most preferably 0%.

상기 고용 REM과 상기 고용 Zr의 합계는 0.0015% 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0010% 이하이다.The total amount of the solid solution solid solution and the solid solution solid solution is preferably not more than 0.0015%, more preferably not more than 0.0010%.

강재에 포함되는 고용 REM량은, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, ICP[Inductively Coupled Plasma; 유도 결합 플라즈마]-MS법으로 분석하여 산출되는 REM 함유량(총 REM 함유량)으로부터, 전해 추출과 ICP-MS에 의해 산출되는 강재에 포함되는 개재물에 함유하는 REM량을 뺌으로써 산출하면 좋다. 고용 Zr량에 관해서도 마찬가지로, Zr 함유량(총 Zr 함유량)으로부터 강재에 포함되는 개재물에 함유하는 Zr량을 뺌으로써 산출하면 좋다.The amount of solidified REM contained in the steel material is determined by ICP (Inductively Coupled Plasma; Inductively Coupled Plasma] From the REM content (total REM content) calculated by analysis by the MS method, the amount of REM contained in the inclusions contained in the steel material calculated by electrolytic extraction and ICP-MS may be calculated. Similarly, the amount of Zr contained in the inclusions contained in the steel may be calculated by subtracting the amount of Zr contained in the steel from the Zr content (total Zr content).

[(III) 모재의 금속 조직에 대하여][(III) On the metal structure of the base metal]

본 발명의 제 1 강압연재의 금속 조직은 베이나이트 및/또는 마르텐사이트와, 페라이트를 포함하고, 전체 조직에서 차지하는 페라이트 분율이 4∼24면적%, 베이나이트와 마르텐사이트의 합계 분율이 74면적% 이상 96면적% 미만이다.The metal structure of the first pressure-sensitive expandable member of the present invention includes bainite and / or martensite and ferrite, and has a ferrite fraction of 4 to 24% by area, a total fraction of bainite and martensite of 74% Or more and less than 96 area%.

도 8은 페라이트 분율과 항복비의 관계를 나타내는 그래프이며, 후술하는 실시예의 결과를 정리한 것이다. 도 8로부터, 80% 이하의 항복비를 달성하기 위해서는 페라이트 분율을 4% 이상으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 항복비를 더욱 저하시키기 위해서는 페라이트 분율은 7% 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10% 이상이다.Fig. 8 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the yield ratio, and summarizes the results of the examples described later. From Fig. 8, it can be seen that it is necessary to set the ferrite fraction to 4% or more in order to achieve a yield ratio of 80% or less. In order to further reduce the yield ratio, the ferrite fraction is preferably 7% or more, and more preferably 10% or more.

한편, 도 7은 페라이트 분율과 인장강도(TS)의 관계를 나타내는 그래프이며, 후술하는 실시예의 결과를 정리한 것인데, 도 7로부터, 인장강도를 590MPa 이상으로 확실히 높이기 위해서는 페라이트 분율을 24% 이하로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 인장강도를 더욱 높이기 위해서는 페라이트 분율은 22% 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20% 이하이다.On the other hand, FIG. 7 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the tensile strength (TS), and summarizes the results of Examples to be described later. From FIG. 7, it is understood that, in order to securely increase the tensile strength to 590 MPa or more, It can be seen that it is necessary to do. In order to further increase the tensile strength, the ferrite fraction is preferably not more than 22%, more preferably not more than 20%.

한편, 상기 금속 조직은 베이나이트 및/또는 마르텐사이트와, 페라이트만으로 구성되어 있어도 좋지만, 이것에 한정되지 않고, 제조 공정에서 불가피적으로 형성될 수 있는 그 밖의 조직(시멘타이트나 섬상 마르텐사이트(MA))도 포함된다.On the other hand, the metal structure may be composed of bainite and / or martensite and only ferrite. However, the present invention is not limited thereto, and other structures (such as cementite and martensite (MA)), which can inevitably be formed in the manufacturing process, ).

[(IV) 모재의 항복비에 대하여][(IV) On the yield ratio of the base material]

본 발명의 제 1 강압연재는 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때에 하기 수학식 1을 만족하고 있을 필요가 있다. 수학식 1을 만족함으로써, 모재의 항복비를 80% 이하로 할 수 있다.The first rolled steel sheet of the present invention must satisfy the following formula (1) when the metal structure is observed by the back scattering electron diffraction method (EBSP method). By satisfying the expression (1), the yield ratio of the base material can be made 80% or less.

수학식 1Equation 1

35≤D35 D

상기 수학식 1 중, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정의 방위차를 측정하여 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다. 본 발명에서는, 이 D의 값을 35㎛ 이상으로 한다.In the above formula (1), D means the average circle equivalent diameter (占 퐉) of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 占 or more by measuring the azimuth difference between two adjacent crystals by the EBSP method. In the present invention, the value of D is 35 mu m or more.

도 9는 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와 항복비의 관계를 나타내는 그래프이며, 후술하는 실시예의 결과를 정리한 것이다. 도 9로부터, 80% 이하의 항복비를 달성하기 위해서는 상기 페라이트 분율을 조정하는 것에 더하여 상기 평균 원 상당 직경 D를 35㎛ 이상으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있다. 금속 재료의 항복강도가 입경의 역수의 1/2승에 비례하는 것은 홀 패치(Hall Patch)의 법칙으로서 알려져 있고, 결정립이 미세해짐에 따라 항복점이 상승하기 때문이다. 항복비를 더욱 작게 하기 위해서는 바람직하게는 37㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 39㎛ 이상이다. 9 is a graph showing the relationship between the average circle-equivalent diameter D and the yield ratio of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary, and summarizes the results of the examples described later. It can be seen from Fig. 9 that in order to achieve a yield ratio of 80% or less, it is necessary to adjust the average circle equivalent diameter D to 35 mu m or more in addition to adjusting the ferrite fraction. The reason why the yield strength of a metal material is proportional to 1/2 of the reciprocal of the grain size is known as the law of Hall Patch, and the yield point increases as the grain size becomes finer. In order to further reduce the yield ratio, it is preferably at least 37 mu m, and more preferably at least 39 mu m.

금속 조직의 관찰은 강재의 판두께를 t(mm)로 했을 때에 판두께 방향의 t/4 위치에서 행한다. 구체적인 관찰 순서는 후기하는 실시예의 항에서 설명한다.Observation of the metal structure is performed at t / 4 position in the thickness direction of the steel sheet when the thickness of the steel sheet is t (mm). The specific observation sequence is described in the section of the later-mentioned embodiments.

[(V) 모재 자체의 저온 인성에 대하여][(V) Low Temperature Toughness of Base Material]

본 발명의 제 2 강압연재는 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때에 하기 수학식 2와 수학식 3을 만족하고 있을 필요가 있다. 양쪽의 식을 만족함으로써 모재 자체의 저온 인성이 개선된다.The second rolled steel sheet of the present invention must satisfy the following equations (2) and (3) when the metal structure is observed by the back scattering electron diffraction method (EBSP method). The low temperature toughness of the base material itself is improved by satisfying both formulas.

수학식 2Equation 2

D≤30D? 30

수학식 3Equation 3

50≤M50? M

상기 수학식 2 중, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정의 방위차를 측정하여 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다. 본 발명에서는, 이 D의 값을 30㎛ 이하로 한다. 취성 균열은 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계에서 굴곡되거나 우회하거나 정류(停留)하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 그 때문에, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립을 미세화함으로써 취성 균열이 굴곡·우회·정류하는 위치가 증가하기 때문에, 충격 특성이 상승하여 모재 자체의 저온 인성이 높아진다. D의 값은 작을수록 좋고, 바람직하게는 28㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 25㎛ 이하이다.In the above formula (2), D means the average circle equivalent diameter (占 퐉) of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 占 or more by measuring the azimuth difference between two adjacent crystals by the EBSP method. In the present invention, the value of D is set to 30 占 퐉 or less. It is generally known that brittle cracks are bent, diverted, or rectified at a diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more. Therefore, the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more are made finer and the position where the brittle cracks are bent, bypassed, and rectified increases, so that the impact property increases and the low temperature toughness of the base material itself increases. The smaller the value of D is, the better the value is 28 탆 or less, and more preferably 25 탆 or less.

상기 수학식 3 중, M은 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율(면적%)을 의미한다. 본 발명에서는, 이 M의 값을 50면적% 이상으로 한다. 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계에 의한 취성 균열의 굴곡·우회·정류 작용은 대각 입계 중에서도 특히 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계에 의해 한층더 발휘되기 때문이다. 그래서 본 발명에 있어서도 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율을 50면적% 이상으로 한다. M의 값은 바람직하게는 55면적% 이상이며, 더욱 바람직하게는 60면적% 이상이다.In the above formula (3), M means the ratio (area%) of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries having a crystal orientation difference of 55 degrees or more in the entire steel material. In the present invention, the value of M is set to 50 area% or more. This is because the bending, detouring, and rectifying actions of the brittle crack due to the diagonal grain boundaries having a crystal orientation difference of 15 degrees or more are further exerted by the diagonal grain boundaries having a crystal orientation difference of 55 degrees or more particularly in the diagonal grain boundaries. In the present invention, therefore, the ratio of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more to the entire steel is set to 50% or more. The value of M is preferably at least 55% by area, more preferably at least 60% by area.

금속 조직의 관찰은 강재의 판두께를 t(mm)로 했을 때에 판두께 방향의 t/4 위치에서 행한다. 구체적인 관찰 순서는 후기하는 실시예의 항에서 설명한다.Observation of the metal structure is performed at t / 4 position in the thickness direction of the steel sheet when the thickness of the steel sheet is t (mm). The specific observation sequence is described in the section of the later-mentioned embodiments.

본 발명의 제 2 강압연재는 베이나이트 주체의 조직으로 구성된다. 베이나이트 주체로 함으로써 강압연재의 강도를 확보할 수 있다. 베이나이트 주체란, 금속 조직을 관찰했을 때에 베이나이트의 면적률이 80% 이상인 것을 의미한다. 본 발명의 제 2 강압연재는 베이나이트만으로 구성되어 있어도 좋고, 베이나이트 이외의 조직으로서는 마르텐사이트나 페라이트 등이 생성되어 있어도 좋다. 한편, 강도 저하를 방지하기 위해 페라이트 조직은 적을수록 좋고, 대체로 4면적% 미만인 것이 바람직하다.The second rolled steel sheet of the present invention is composed of a bainite-based structure. By using a bainite-based material, strength of the pressure-sensitive laminated material can be secured. Bainite-based means that the area ratio of bainite is 80% or more when a metal structure is observed. The second rolled steel sheet of the present invention may be composed only of bainite, and martensite, ferrite, or the like may be produced as a structure other than bainite. On the other hand, in order to prevent the strength from lowering, the smaller the ferrite structure is, the better, it is preferable that the ferrite structure is less than 4% by area.

[성분 조성에 대하여][About composition of ingredients]

다음으로, 본 발명의 강재(모재)에 있어서의 성분 조성에 대하여 설명한다. 본 발명의 강재는 REM: 0.0010∼0.1%와 Zr: 0.0010∼0.05%를 함유하는 데에 특징이 있다. 이러한 범위를 정한 이유는 이하와 같다.Next, the composition of the steel material (base material) of the present invention will be described. The steel material of the present invention is characterized by containing 0.0010 to 0.1% of REM and 0.0010 to 0.05% of Zr. The reason for setting this range is as follows.

REM 및 Zr은 강재 중에 REM과 Zr의 단독 개재물 또는 복합 개재물을 형성하여 HAZ의 인성 향상에 기여하는 원소이다.REM and Zr are elements that contribute to the improvement of toughness of HAZ by forming individual inclusions or complex inclusions of REM and Zr in steel.

REM은 0.0010% 이상으로 해야 하며, 바람직하게는 0.0015% 이상, 더욱 바람직하게는 0.002% 이상이다. 그러나 과잉으로 첨가하면 조대한 개재물(예컨대, 산화물 등)이 생성되어 모재의 인성이 열화되기 때문에, 0.1% 이하로 억제해야 한다. 바람직하게는 0.09% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.08% 이하로 한다.The REM should be 0.0010% or more, preferably 0.0015% or more, and more preferably 0.002% or more. However, when it is excessively added, coarse inclusions (e.g., oxides, etc.) are produced and the toughness of the base material deteriorates, so that it should be suppressed to 0.1% or less. It is preferably 0.09% or less, more preferably 0.08% or less.

한편, 본 발명에 있어서, REM이란 란타노이드 원소(La부터 Lu까지의 15 원소) 및 Sc(스칸듐)과 Y(이트륨)를 포함하는 의미이며, 이들 원소 중에서도 La, Ce 및 Y로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 함유하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 La 및/또는 Ce를 함유하는 것이 좋다.In the present invention, REM means a lanthanoid element (15 elements from La to Lu) and Sc (scandium) and Y (yttrium), and among these elements, REM is selected from the group consisting of La, Ce and Y , And more preferably at least one element selected from the group consisting of La and / or Ce.

Zr은 0.0010% 이상으로 해야 하며, 바람직하게는 0.0015% 이상, 더욱 바람직하게는 0.002% 이상이다. 그러나 과잉으로 첨가하면 조대한 Zr의 탄화물이 생성되어 모재의 인성이 열화되기 때문에, 0.05% 이하로 억제해야 한다. 바람직하게는 0.04% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.03% 이하로 한다.Zr should be 0.0010% or more, preferably 0.0015% or more, and more preferably 0.002% or more. However, if it is added in excess, the coarse Zr carbide is produced and the toughness of the base material deteriorates. Therefore, it should be suppressed to 0.05% or less. Preferably 0.04% or less, and more preferably 0.03% or less.

본 발명의 강재는 REM과 Zr을 포함하는 것 외에 기본 원소로서 C: 0.03∼0.2%, Si: 0.5% 이하, Mn: 2% 이하, Ti: 0.03% 이하, 및 N: 0.01% 이하를 포함하는 것이다.The steel material of the present invention contains REM and Zr, and contains 0.03 to 0.2% of C, 0.5% or less of Si, 2% or less of Mn, 0.03% or less of Ti, and 0.01% will be.

상기 강재의 조성 범위 내에서, 본 발명의 제 1 강압연재에서는 특히 Mn:1.0∼2%로 한다.Within the composition range of the steel, in the first rolled steel sheet of the present invention, Mn is preferably set to 1.0 to 2%.

상기 강재의 조성 범위 내에서, 본 발명의 제 2 강압연재에서는 특히 C: 0.04∼0.13%, Ti: 0.02% 이하로 하고, 추가로 Cu: 0.3% 이하, Ni: 0.4% 이하, 및 Nb: 0.25% 이하로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이다.In particular, in the second pressurized steel sheet according to the present invention, C: 0.04 to 0.13% and Ti: 0.02% or less, Cu: not more than 0.3%, Ni: not more than 0.4%, and Nb: 0.25 % Or less of the total number of elements.

이러한 범위를 정한 이유는 이하와 같다.The reason for setting this range is as follows.

C는 강재(모재)의 강도를 확보하기 위해 빠질 수 없는 원소이며, 0.03% 이상 함유시킬 필요가 있다. C는 0.04% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05% 이상으로 한다. 그러나 0.2%를 초과하면 용접시에 HAZ에 섬상 마르텐사이트가 많이 생성되어 HAZ의 인성 열화를 초래할 뿐만 아니라, 용접성에도 악영향을 미친다. 따라서 C는 0.18% 이하, 바람직하게는 0.16% 이하, 더욱 바람직하게는 0.14% 이하로 억제할 필요가 있다. 특히 본 발명의 제 2 압연재에 있어서는, 0.04% 이상 함유시킬 필요가 있고, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.06% 이상으로 하고, 0.13% 이하, 바람직하게는 0.12% 이하, 더욱 바람직하게는 0.11% 이하로 억제할 필요가 있다.C is an indispensable element in order to secure the strength of the steel material (base material), and it is necessary to contain 0.03% or more. The content of C is preferably 0.04% or more, more preferably 0.05% or more. However, when the content exceeds 0.2%, a lot of scarlet martensite is generated in the HAZ at the time of welding, resulting in deterioration of the toughness of the HAZ, and also adversely affecting weldability. Therefore, it is necessary to control C to 0.18% or less, preferably 0.16% or less, more preferably 0.14% or less. In particular, in the second rolled material of the present invention, it is necessary to contain 0.04% or more, preferably 0.05% or more, more preferably 0.06% or more, and 0.13% or less, preferably 0.12% More preferably 0.11% or less.

Si는 탈산 작용을 갖는 동시에 강재(모재)의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.02% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05% 이상, 더 바람직하게는 0.1% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 0.5%를 초과하면 강재(모재)의 용접성이나 모재 인성이 열화되기 때문에, 0.5% 이하로 억제할 필요가 있다. 바람직하게는 0.45% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.4% 이하로 억제하는 것이 좋다. 한편, HAZ에 더한층의 고인성이 요청되는 경우는, Si는 0.3% 이하로 억제하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 0.05% 이하이며, 더 바람직하게는 0.01% 이하이다. 단, 이와 같이 Si 함유량을 억제하면 HAZ의 인성은 향상되지만, 강도는 저하되는 경향이 있다.Si is an element having a deoxidizing action and contributing to improvement of strength of a steel material (base material). In order to effectively exhibit such effects, the content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more, and still more preferably 0.1% or more. However, if it exceeds 0.5%, the weldability of the steel material (base material) and the toughness of the base material deteriorate, and therefore, it is necessary to suppress it to 0.5% or less. , Preferably not more than 0.45%, and more preferably not more than 0.4%. On the other hand, when the HAZ is required to have a higher toughness, it is preferable to suppress Si to 0.3% or less. More preferably not more than 0.05%, and still more preferably not more than 0.01%. However, if the Si content is suppressed in this manner, the toughness of the HAZ improves, but the strength tends to decrease.

Mn은 강재(모재)의 강도 향상에 기여하는 원소이며, 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.5% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.7% 이상, 더 바람직하게는 0.8% 이상이다. 특히 본 발명의 제 1 압연재에 있어서는, 1.0% 이상 함유시킬 필요가 있고, 바람직하게는 1.2% 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.4% 이상이다. 그러나 2%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 HAZ 인성이 열화됨과 동시에, 강재(모재)의 용접성이 열화된다. 따라서 Mn량은 2% 이하로 억제할 필요가 있다. 바람직하게는 1.8% 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.6% 이하이다.Mn is an element contributing to the improvement of the strength of the steel material (base material). In order to effectively exhibit such effect, it is preferable that Mn is contained by 0.5% or more. , More preferably not less than 0.7%, still more preferably not less than 0.8%. In particular, in the first rolled material of the present invention, the content should be 1.0% or more, preferably 1.2% or more, and more preferably 1.4% or more. However, if it exceeds 2%, the HAZ toughness deteriorates and the weldability of the steel material (base material) deteriorates. Therefore, it is necessary to suppress the Mn content to 2% or less. Preferably 1.8% or less, and more preferably 1.6% or less.

Ti는 강재 중에 TiN 등의 질화물이나 Ti 산화물을 생성하여 HAZ의 인성 향상에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, Ti는 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.007% 이상, 더 바람직하게는 0.010% 이상으로 한다. 그러나 과잉으로 첨가하면 강재(모재)의 인성을 열화시키기 때문에, 0.03% 이하로 억제해야 한다. 바람직하게는 0.028% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.026% 이하로 한다. 특히 본 발명의 제 2 압연재에 있어서는, 0.02% 이하로 억제해야 하고, 바람직하게는 0.018% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.016% 이하로 한다. Ti is an element contributing to the improvement of toughness of HAZ by producing nitride such as TiN or Ti oxide in steel. In order to effectively exhibit such effects, Ti is preferably contained in an amount of 0.005% or more, more preferably 0.007% or more, and still more preferably 0.010% or more. However, if it is added excessively, the toughness of the steel material (base material) deteriorates, so it should be suppressed to 0.03% or less. Preferably 0.028% or less, and more preferably 0.026% or less. In particular, in the second rolled material of the present invention, it should be suppressed to 0.02% or less, preferably 0.018% or less, more preferably 0.016% or less.

N은 질화물(예컨대, ZrN이나 TiN 등)을 석출하는 원소이며, 이 질화물은 용접시에 HAZ에 생성되는 오스테나이트립의 조대화를 방지하여 페라이트 변태를 촉진하기 때문에, HAZ 인성을 향상시키는 데 기여한다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.002% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.003% 이상이다. N은 많을수록 오스테나이트립의 미세화가 촉진되기 때문에, HAZ의 인성 향상에 유효하게 작용한다. 그러나 0.01%를 초과하면 고용 N량이 증대하여 모재의 인성이 열화된다. 따라서 N은 0.01% 이하로 억제할 필요가 있고, 바람직하게는 0.009% 이하, 더욱 바람직하게는 0.008% 이하로 한다.N is an element for depositing a nitride (for example, ZrN or TiN). This nitride prevents coarsening of the austenite grains generated in the HAZ during welding and promotes ferrite transformation, thereby contributing to enhancement of HAZ toughness do. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to contain 0.002% or more. More preferably, it is 0.003% or more. The greater the number N, the finer the austenite grains are promoted, and thus the HAZ toughness improves effectively. However, when it exceeds 0.01%, the amount of solid solution N increases and the toughness of the base material deteriorates. Therefore, N should be suppressed to 0.01% or less, preferably 0.009% or less, more preferably 0.008% or less.

본 발명의 강재는 상기 원소를 포함하는 것 외에 P: 0.02% 이하(0%를 포함하지 않음), S: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Al: 0.01% 이하(0%를 포함함)를 만족하는 것이다. 이러한 범위를 정한 이유는 이하와 같다.The steel of the present invention contains not only the above elements but also P: not more than 0.02% (not including 0%), S: not more than 0.015% (not including 0%) and Al: not more than 0.01% ). The reason for setting this range is as follows.

P는 편석되기 쉬운 원소이며, 특히 강재 중의 결정립계에 편석되어 인성을 열화시킨다. 따라서 P는 0.02% 이하로 억제해야 하고, 바람직하게는 0.018% 이하, 더욱 바람직하게는 0.015% 이하로 한다.P is an element which is liable to segregate, and is particularly segregated in grain boundaries in steel to deteriorate toughness. Therefore, P should be suppressed to 0.02% or less, preferably 0.018% or less, more preferably 0.015% or less.

S는 Mn과 결합하여 황화물(MnS)을 생성하여 모재의 인성이나 판두께 방향의 연성을 열화시키는 유해한 원소이다. 따라서 S는 0.015% 이하로 억제해야 하며, 바람직하게는 0.012% 이하, 더욱 바람직하게는 0.008% 이하, 특히 0.006% 이하로 한다.S is a harmful element that bonds with Mn to form sulfide (MnS), deteriorating toughness of the base material and ductility in the thickness direction. Therefore, S should be suppressed to 0.015% or less, preferably 0.012% or less, more preferably 0.008% or less, particularly 0.006% or less.

Al은 탈산력이 강한 원소이며, 과잉으로 첨가하면 산화물을 환원하여 원하는 산화물을 생성하기 어려워진다. 따라서 Al은 0.01% 이하로 억제할 필요가 있고, 바람직하게는 0.0090% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0080% 이하로 한다. 한편, Al은 0%이어도 좋다.Al is an element having strong deoxidizing power, and if it is added in excess, it becomes difficult to reduce the oxide to produce a desired oxide. Therefore, Al should be suppressed to 0.01% or less, preferably 0.0090% or less, and more preferably 0.0080% or less. On the other hand, Al may be 0%.

본 발명에서 규정하는 함유 원소는 상기와 같고, 잔부는 철 및 불가피 불순물이다. 상기 불가피 불순물로서, 원료, 자재, 제조 설비 등의 상황에 따라서 반입되는 원소(예컨대, Mg나 As, Se 등)의 혼입이 허용될 수 있다.The contained elements defined in the present invention are as described above, and the remainder are iron and inevitable impurities. As the inevitable impurities, incorporation of the elements (for example, Mg, As, Se, etc.) to be brought in can be permitted depending on the conditions of the raw materials, materials, and manufacturing facilities.

본 발명의 강재는, In the steel material of the present invention,

(i) HAZ 인성을 향상시키기 위해 Ca: 0.01% 이하를 함유하는 것이나, (i) Ca: 0.01% or less to improve HAZ toughness,

(ii) 강재의 강도를 높이기 위해 Cu: 2% 이하, Ni: 2% 이하, Cr: 3% 이하, Mo: 1% 이하, Nb: 0.05% 이하, V: 0.1% 이하, 및 B: 0.005% 이하로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는 것 등도 유효하다. 이러한 범위를 정한 이유는 이하와 같다.(ii) at most 2% Cu, at most 2% Ni, at most 3% Cr, at most 1% Mo, at most 0.05% Nb, at most 0.1% , And the like are also effective. The reason for setting this range is as follows.

(i) Ca는 강재의 HAZ 인성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 더욱 상세하게는, Ca는 개재물의 형태를 제어하여(구체적으로는, MnS를 구상화하여) 강재의 이방성을 저감하는 작용을 갖고 있고, 강재의 이방성이 저감됨으로써 HAZ 인성이 향상된다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.0003% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.0005% 이상, 더 바람직하게는 0.001% 이상이다. 그러나 과잉으로 첨가하면 조대한 산화물을 형성하여 HAZ 인성이 오히려 열화된다. 따라서 Ca는 0.01% 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.008% 이하이며, 더 바람직하게는 0.005% 이하이다.(i) Ca is an element having an effect of improving the HAZ toughness of a steel material. More specifically, Ca has an effect of reducing the anisotropy of the steel material by controlling the shape of the inclusions (specifically, spheroidizing MnS), and the HAZ toughness is improved by reducing the anisotropy of the steel material. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to contain 0.0003% or more. , More preferably 0.0005% or more, and even more preferably 0.001% or more. However, if it is added in excess, a coarse oxide is formed and HAZ toughness is rather deteriorated. Therefore, Ca is preferably 0.01% or less. More preferably not more than 0.008%, and still more preferably not more than 0.005%.

(ii) Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, V, 및 B는 어느 것이나 강재의 강도를 높이는 데 작용하는 원소이다.(ii) Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, V, and B are elements that act to increase the strength of the steel.

특히, 저온 인성이 요청되는 선박 등에 이용되는 강재에는 양호한 모재 인성과 HAZ 인성 외에 강도도 요청되기 때문에, 본 발명의 제 2 강압연재는 필수 원소로서 적어도 1종의 원소를 함유할 필요가 있다. 바람직하게는 Cu와 Ni를 둘 다 함유하거나 Nb만을 함유하면 좋다.In particular, since the steel used for ships requiring low-temperature toughness is required to have strength in addition to good base material toughness and HAZ toughness, the second rolled steel sheet of the present invention is required to contain at least one element as an essential element. Preferably, it may contain both Cu and Ni, or may contain only Nb.

Cu는 강재를 고용 강화시키는 원소이며, 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1% 이상이며, 더 바람직하게는 0.2% 이상이다. 그러나 2%를 초과하여 함유시키면 강재(모재)의 인성을 저하시키기 때문에, Cu는 2% 이하로 억제하는 것이 좋다. 바람직하게는 1.8% 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.6% 이하로 한다. 본 발명의 제 2 강압연재에 있어서는, Cu는 0.3% 이하로 억제하는 것이 좋다. 바람직하게는 0.28% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.25% 이하로 한다.Cu is an element that strengthens the steel material. In order to effectively exhibit such effects, Cu is preferably contained in an amount of 0.05% or more. More preferably, it is 0.1% or more, and more preferably 0.2% or more. However, if the content exceeds 2%, the toughness of the steel material (base material) is lowered. Therefore, Cu is preferably suppressed to 2% or less. Or less, preferably 1.8% or less, and more preferably 1.6% or less. In the second rolled steel sheet of the present invention, Cu is preferably suppressed to 0.3% or less. Preferably 0.28% or less, and more preferably 0.25% or less.

Ni는 강재의 강도를 높임과 동시에 강재의 인성을 향상시키는 데 유효하게 작용하는 원소이며, 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는, 0.05% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1% 이상이며, 더 바람직하게는 0.2% 이상으로 한다. Ni는 많을수록 바람직하지만, 고가인 원소이기 때문에 경제적 관점에서 2% 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.5% 이하이며, 더 바람직하게는 1% 이하로 한다. 본 발명의 제 2 강압연재에 있어서는, 0.4% 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.38% 이하이며, 더 바람직하게는 0.35% 이하로 한다.Ni is an element which effectively acts to increase the strength of the steel material and improve the toughness of the steel material. In order to exhibit such action, it is preferable that Ni is contained in an amount of 0.05% or more. More preferably 0.1% or more, and more preferably 0.2% or more. Ni is more preferable, but since it is an expensive element, it is preferable to suppress the Ni content to 2% or less from the viewpoint of economy. More preferably 1.5% or less, and still more preferably 1% or less. In the second pressure-sensitive expandable member of the present invention, it is preferable to suppress it to 0.4% or less. More preferably, it is 0.38% or less, and more preferably 0.35% or less.

Cr을 첨가하여 강도를 높이기 위해서는, 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.02% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상이다. 그러나 3%를 초과하면 용접성이 열화되기 때문에, Cr은 3% 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.5% 이하이며, 더 바람직하게는 1% 이하로 한다.In order to increase the strength by adding Cr, it is preferable to contain Cr by 0.01% or more. , More preferably 0.02% or more, and still more preferably 0.03% or more. However, if it exceeds 3%, the weldability deteriorates, so it is preferable to suppress the Cr content to 3% or less. More preferably 1.5% or less, and still more preferably 1% or less.

Mo를 첨가하여 강도를 높이기 위해서는, 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.02% 이상이며, 더 바람직하게는 0.03% 이상 함유시키는 것이 권장된다. 단, 1%를 초과하면 용접성을 악화시키기 때문에, Mo는 1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.9% 이하이며, 더 바람직하게는 0.8% 이하로 억제하는 것이 권장된다.In order to increase the strength by adding Mo, it is preferable that the Mo content is 0.01% or more. It is more preferably 0.02% or more, and more preferably 0.03% or more. However, when it exceeds 1%, the weldability is deteriorated, so that Mo is preferably 1% or less. Or less, more preferably 0.9% or less, and still more preferably 0.8% or less.

Nb는 재결정 억제 작용을 갖는 원소이며, 조직의 미세화에 유효하게 기여함과 동시에, 탄화물, 질화물을 효과적으로 석출함으로써 강재를 고강도화하는 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.008% 이상이며, 더 바람직하게는 0.01% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상이다. 그러나, 본 발명의 제 1 강압연재에 있어서는, 0.05%를 초과하면 조직이 지나치게 미세화되어 항복비가 높아진다. 따라서 Nb는 0.05% 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.04% 이하이며, 더 바람직하게는 0.03% 이하로 한다. 본 발명의 제 2 강압연재에 있어서는, 0.25%를 초과하면 모재의 인성을 열화시키기 때문에, Nb는 0.25% 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.23% 이하이며, 더 바람직하게는 0.2% 이하로 한다.Nb is an element having an effect of inhibiting recrystallization and effectively contributes to the miniaturization of the structure and effectively precipitates carbides and nitrides, thereby strengthening the steel material. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to contain 0.005% or more. More preferably, it is 0.008% or more, more preferably 0.01% or more, and still more preferably 0.03% or more. However, in the first rolled steel sheet of the present invention, if it exceeds 0.05%, the structure becomes excessively fine and the yield ratio becomes high. Therefore, Nb is preferably suppressed to 0.05% or less. More preferably, it is 0.04% or less, and more preferably 0.03% or less. In the second pressure-sensitive expandable member of the present invention, when it exceeds 0.25%, the toughness of the base material is deteriorated. Therefore, Nb is preferably suppressed to 0.25% or less. More preferably, it is 0.23% or less, and more preferably 0.2% or less.

V를 첨가하여 강도를 높이기 위해서는 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.01% 이상, 더 바람직하게는 0.03% 이상 함유시키는 것이 좋다. 그러나 0.1%를 초과하면 용접성이 악화됨과 동시에 모재의 인성이 열화되기 때문에, V는 0.1% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.08% 이하, 더 바람직하게는 0.06% 이하로 억제하는 것이 좋다.In order to increase the strength by adding V, it is preferable that the content is 0.005% or more. More preferably 0.01% or more, and more preferably 0.03% or more. However, when it exceeds 0.1%, the weldability deteriorates and the toughness of the base material deteriorates. Therefore, V is preferably 0.1% or less. , More preferably 0.08% or less, and still more preferably 0.06% or less.

B는 강재의 강도를 높임과 동시에, 용접시에 가열된 HAZ가 냉각되는 과정에서 강 중의 N과 결합하여 BN을 석출하여 오스테나이트립 내로부터의 페라이트 변태를 촉진시킨다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.0003% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.0005% 이상이며, 더 바람직하게는 0.0008% 이상으로 한다. 그러나 0.005%를 초과하면 강재(모재)의 인성을 열화시키기 때문에, B는 0.005% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.004% 이하이며, 더 바람직하게는 0.003% 이하로 하는 것이 좋다.B enhances the strength of the steel and, at the same time as the HAZ heated during welding, cools with N in the steel during precipitation to precipitate BN, thereby promoting ferrite transformation from within the austenitic grains. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to contain 0.0003% or more. More preferably 0.0005% or more, and still more preferably 0.0008% or more. However, when it exceeds 0.005%, the toughness of the steel material (base material) is deteriorated. Therefore, B is preferably 0.005% or less. More preferably, it is 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less.

[제조 방법에 대하여][Manufacturing method]

다음으로, 본 발명의 강재를 제조하는 데 있어서 적합하게 채용할 수 있는 제법에 대하여 설명한다. 본 발명의 강재는 고용 REM과 고용 Zr을 소정량 이하로 저감하기 위해, 총 산소량 [O]1을 0.0020∼0.015%의 범위로 조정한 용강에 REM과 Zr을 첨가하여 용존 산소량 [O]2를 0.0010∼0.0035%의 범위로 조정한 후, 주조하여 강재(주편)를 얻는다. 이하, 이러한 범위를 규정한 이유를 설명한다.Next, a production process that can be suitably employed in producing the steel material of the present invention will be described. Steel material of the present invention is the employment REM and to reduce the employment Zr less than a predetermined amount, the total amount of oxygen [O] dissolved oxygen [O] by the addition of REM and Zr in the molten steel is adjusted to the range of the 12% 0.0020~0.015 0.0010 to 0.0035%, and then cast to obtain a steel material (cast steel). Hereinafter, reasons for defining such a range will be described.

우선, 총 산소량 [O]1을 적절히 제어한 용강에 REM과 Zr을 복합 첨가하면, REM과 Zr을 개재물의 한 형태인 산화물로서 강 중에 생성시킬 수 있다. 이 때 용강에 복합 첨가하는 REM량과 Zr량을 조정함으로써 용강의 용존 산소량 [O]2를 적절히 제어하고, 이 용강을 주조하면 강재 중의 고용 REM량과 고용 Zr량을 저감할 수 있다.First, if REM and Zr are mixedly added to molten steel in which the total amount of oxygen [O] 1 is appropriately controlled, REM and Zr can be produced in the form of oxides as a form of inclusions in the steel. At this time, the dissolved oxygen amount [O] 2 of the molten steel is appropriately controlled by adjusting the amounts of REM and Zr added to the molten steel, and casting the molten steel can reduce the amount of solidified REM and solid Zr in the steel.

통상, 전로나 전기로에서 1차 정련된 용강 중의 총 산소량 [O]1은 0.015%를 초과하고 있다. 이 용강에 REM이나 Zr을 첨가하면, 용강 중의 산소량이 지나치게 많기 때문에 REM이나 Zr과 산소의 반응이 심해져 용제 작업상 바람직하지 않다. 또한, 조대한 REM의 산화물과 조대한 ZrO2가 생성되어 모재 인성 자체가 열화된다.Generally, the total amount of oxygen [O] 1 in the molten steel subjected to primary refining in an electric furnace or an electric furnace exceeds 0.015%. When REM or Zr is added to the molten steel, the amount of oxygen in the molten steel is excessively large, so that the reaction between REM and Zr and oxygen becomes severe, which is not preferable for the working of the solvent. In addition, oxides of coarse REM and coarse ZrO 2 are produced, and the toughness of the base material itself deteriorates.

그래서 본 발명에서는, 총 산소량 [O]1을 종래보다도 조금 적게 조정한 용강에 REM과 Zr을 첨가함으로써 REM의 개재물로서 REM 산화물을, Zr의 개재물로서 Zr 산화물, 또는 REM과 Zr의 복합 개재물로서 REM과 Zr을 포함하는 산화물을 생성시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, REM and Zr are added to molten steel in which the total amount of oxygen [O] 1 is adjusted to be slightly smaller than that of the prior art, so that REM oxide as an inclusion of REM, Zr oxide as inclusion of Zr, or REM And Zr. &Lt; / RTI &gt;

한편, REM과 Zr의 개재물 중, 특히 산화물량을 늘리는 관점에서 하면, 총 산소량 [O]1을 조정한 용강에 REM과 Zr을 다량으로 첨가하면 좋지만, 산화물을 형성하지 않는 과잉인 REM과 Zr은 강재 중에 고용된다. 그런데 고용 REM이나 고용 Zr이 많아지면, 상술한 바와 같이 HAZ 인성에 편차가 생겨 버린다.On the other hand, from the viewpoint of increasing the amount of oxide, especially REM and Zr, it is preferable to add a large amount of REM and Zr to the molten steel in which the total amount of oxygen [O] 1 is adjusted. However, excess REM and Zr It is dissolved in steel. However, when the amount of the employed REM or the employed Zr increases, the HAZ toughness is varied as described above.

그래서 본 발명에서는, 용강에 첨가하는 REM량과 Zr량을 조정함으로써, REM과 Zr을 첨가한 후의 용존 산소량 [O]2를 종래보다도 조금 많게 조정하여, REM과 Zr이 주조 중에 고용되는 것을 방지하는 것으로 했다.Therefore, in the present invention, by adjusting the amount of REM and the amount of Zr added to molten steel, the amount of dissolved oxygen [O] 2 after the addition of REM and Zr is adjusted to be slightly larger than that of the prior art to prevent the REM and Zr from being dissolved during casting .

REM과 Zr을 첨가하기 전의 상기 총 산소량 [O]1은 1차 제련 후의 용강에 포함되는 통상의 총 산소량보다도 적고, 0.015% 이하로 억제해야 하며, 바람직하게는 0.01% 이하, 더욱 바람직하게는 0.008% 이하로 한다. 그러나 상기 총 산소량 [O]1을 지나치게 적게 하여 0.0020% 미만이 되면 산소량이 부족해지기 때문에, REM과 Zr을 복합 첨가하여도 HAZ의 인성 향상에 기여하는 산화물량을 확보할 수 없고, 더구나 산화물을 형성할 수 없었던 REM이나 Zr이 강재 중에 고용되거나, 또는 Zr이 탄화물 등을 형성하여 모재의 인성을 열화시킨다. 따라서 REM과 Zr을 복합 첨가하기 전의 총 산소량 [O]1은 0.0020% 이상으로 조정하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0025% 이상이다.The total amount of oxygen [O] 1 before the addition of REM and Zr is less than the total amount of oxygen contained in the molten steel after the first smelting and should be suppressed to 0.015% or less, preferably 0.01% or less, more preferably 0.008 %. However, if the total amount of oxygen [O] 1 is excessively reduced to less than 0.0020%, the amount of oxygen becomes insufficient. Therefore, even if REM and Zr are added in combination, an amount of oxide contributing to toughness improvement of the HAZ can not be secured, REM or Zr which could not be solved is dissolved in the steel material, or Zr forms carbide or the like to deteriorate toughness of the base material. Therefore, the total amount of oxygen [O] 1 before the combined addition of REM and Zr is preferably adjusted to 0.0020% or more, and more preferably 0.0025% or more.

상기 총 산소량 [O]1이란, 용강 중에 포함되는 전체 산소량(전체 O량)을 의미하며, 용강에 용존 원자로서 포함되는 산소량(이른바 프리(free) 산소)과 산화물계 개재물로서 존재하고 있는 산소량을 합한 전체 산소량을 의미한다. 용강에 용존 원자로서 포함되는 산소량은 고체 전해질을 이용한 산소 센서를 이용하면 측정할 수 있다. 총 산소량은 일반적인 불활성 가스 융해-적외선 흡수법 등에 의해 측정할 수 있다.The total amount of oxygen [O] 1 means the total amount of oxygen (total amount of O) contained in the molten steel, and the amount of oxygen (so-called free oxygen) contained as dissolved atoms in molten steel and the amount of oxygen existing as oxide- Means the total amount of oxygen added. The amount of oxygen contained as dissolved atoms in molten steel can be measured by using an oxygen sensor using a solid electrolyte. The total oxygen amount can be measured by a general inert gas fusion-infrared absorption method or the like.

용강 중의 총 산소량 [O]1을 상기 범위로 조정하기 위해서는, 예컨대 RH식 탈가스 정련 장치를 이용하여 탈산하는 방법, 취과가열식(取鍋加熱式) 정련 장치나 간이식 용강 처리 설비 등을 이용하여 탈산하는 방법, 용강에 Si, Mn, Ti, Al 등의 탈산 원소를 첨가하여 탈산하는 방법 등을 들 수 있다. 물론 이들 방법을 적절히 조합하여 총 산소량 [O]1을 조정해도 좋다. 탈산 원소를 첨가하는 방법을 채용할 때는, 전로로부터 취과로 출강할 때에 탈산 원소를 첨가해도 상관없다.In order to adjust the total oxygen amount [O] 1 in the molten steel to the above-described range, for example, a method of deoxidizing by using an RH type degassing refining apparatus, a method of heating by using a ladle heating type (ladle heating type) A method of deoxidation, and a method of adding deoxidation elements such as Si, Mn, Ti, and Al to molten steel to perform deoxidation. Of course, the total oxygen amount [O] 1 may be adjusted by appropriately combining these methods. When a method of adding a deoxidizing element is employed, a deoxidizing element may be added when the molten metal is introduced from the converter.

상기 총 산소량 [O]1을 조정한 용강에 REM과 Zr을 복합 첨가하는 순서는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 (a) REM을 첨가한 후에 Zr을 첨가해도 좋고, (b) Zr을 첨가한 후에 REM을 첨가해도 좋고, (c) REM과 Zr을 동시에 복합 첨가해도 좋다. REM을 복수 종류 첨가하는 경우는, 동시에 또는 따로따로 첨가해도 좋다. 예컨대, REM으로서 Ce와 La를 이용하고, Ce+Zr+La의 순서로 첨가해도 좋다.The order of adding REM and Zr to the molten steel in which the total amount of oxygen [O] 1 is adjusted is not particularly limited. For example, (a) Zr may be added after REM is added, (b) (C) REM and Zr may be added in combination at the same time. When a plurality of REMs are added, they may be added simultaneously or separately. For example, Ce and La may be used as REM, and Ce and Zr + La may be added in this order.

용강에 첨가하는 REM이나 Zr의 형태는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 REM으로서, 순 La나 순 Ce, 순 Y 등, 또는 순 Zr, 나아가서는 Fe-Si-La 합금, Fe-Si-Ce 합금, Fe-Si-La-Ce 합금 등을 첨가하면 좋다. 또한, 용강에 미시 메탈을 첨가해도 좋다. 미시 메탈이란 희토류 원소의 혼합물이며, 구체적으로는 Ce를 40∼50% 정도, La를 20∼40% 정도 함유하고 있다.The form of REM or Zr to be added to molten steel is not particularly limited. For example, REM may be pure La, pure Ce, pure Y, or pure Zr, further Fe-Si-La alloy, Fe- -Si-La-Ce alloy or the like may be added. In addition, misal metal may be added to molten steel. Mismetal is a mixture of rare earth elements, specifically containing about 40 to 50% of Ce and about 20 to 40% of La.

상기 REM과 Zr을 복합 첨가한 후에는, 주조 직전의 상기 용존 산소량 [O]2에 영향이 가지 않을 정도이면 합금 원소를 첨가하여 강재의 성분을 조정해도 좋다.After the REM and Zr are mixedly added, if the amount of dissolved oxygen [O] 2 immediately before casting is not affected, an alloy element may be added to adjust the composition of the steel.

주조 직전의 상기 용존 산소량 [O]2는 0.0010% 이상으로 한다. 0.0010% 미만이면 산소량이 부족해지기 때문에 주조 중에 REM이나 Zr이 강재 중에 고용되어 버려, HAZ 인성의 편차를 발생시키는 원인이 된다. 따라서 용존 산소량 [O]2는 0.0010% 이상으로 하고, 바람직하게는 0.0015% 이상이다. 그러나 상기 용존 산소량 [O]2가 과잉이 되면, 주조 중에 조대한 산화물이 많이 생성되어 모재 자체의 인성을 저하시킨다. 따라서 용존 산소량 [O]2는 0.0035% 이하로 억제해야 하며, 바람직하게는 0.0030% 이하, 더욱 바람직하게는 0.0025% 이하로 한다.The dissolved oxygen amount [O] 2 immediately before casting is 0.0010% or more. If it is less than 0.0010%, the oxygen amount becomes insufficient, so that REM or Zr is solidified in the steel during casting, which causes deviation of HAZ toughness. Therefore, the dissolved oxygen amount [O] 2 is 0.0010% or more, preferably 0.0015% or more. However, when the dissolved oxygen amount [O] 2 is excessive, a large amount of coarse oxide is produced during casting, thereby lowering the toughness of the base material itself. Therefore, the dissolved oxygen amount [O] 2 should be suppressed to 0.0035% or less, preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0025% or less.

상기 용존 산소량 [O]2를 0.0010∼0.0035%의 범위로 제어하기 위해서는, 총 산소량 [O]1에 따라 REM과 Zr의 첨가량을 조정하면 좋고, 구체적으로는 총 산소량 [O]1에 따라 하기 수학식 4를 만족하도록 REM과 Zr의 첨가량을 결정하고, 결정된 REM과 Zr의 첨가량 범위로 원소를 첨가하면 좋다. 수학식 4 중, [REM]과 [Zr]은 각각 REM 또는 Zr의 첨가량(질량%)이며, [O]1은 REM과 Zr을 첨가하기 전의 용강의 총 산소량(질량%)이다. 우변의 계수 15는 실험을 반복하여 행한 결과 결정한 값이다.In order to control the dissolved oxygen content [O] 2 in the range of 0.0010~0.0035%, may be adjusted by the addition amount of REM and Zr based on the total amount of oxygen [O] 1, specifically, to follow the [O] 1 The total amount of oxygen mathematics The addition amount of REM and Zr is determined so as to satisfy the formula 4, and the element may be added in the range of the added amount of REM and Zr determined. In the formula (4), [REM] and [Zr] are amounts of addition of REM or Zr respectively (mass%) and [O] 1 is total oxygen content (mass%) of molten steel before addition of REM and Zr. The coefficient 15 on the right side is the value determined by repeating the experiment.

수학식 4Equation 4

[REM]+[Zr]≤15×[O]1 [REM] + [Zr]? 15 x [O] 1

단, 강재에 포함되는 REM(총 REM)량과 Zr(총 Zr)량은 상기 성분 조성에서 규정하는 범위를 만족할 필요가 있다.However, the amount of REM (total REM) and the amount of Zr (total Zr) contained in the steel need to satisfy the range specified by the above composition of the components.

한편, 상기 총 산소량 [O]1에 대하여 REM이나 Zr을 조금 많게 첨가하여 상기 용존 산소량 [O]2가 0.0010%를 하회한 경우에는, 산소원으로서 산화물[예컨대, MnO나 철산화물(예컨대, FeO)]을 첨가해도 좋다.On the other hand, when REM or Zr is slightly added to the total oxygen amount [O] 1 and the dissolved oxygen amount [O] 2 is less than 0.0010%, an oxide (e.g., MnO or iron oxide )] May be added.

다음으로, 상기 본 발명의 강재(강편)로부터 얻어지는 본 발명의 제 1 강압연재의 제조 방법에 대하여 설명한다. 상기와 같이 주조하여 얻어진 강편은 압연 종료 온도를 870℃ 이상으로 하여 열간 압연한 후, Ar3점 이상의 온도역으로부터 담금질하고, 이어서 Ac1점∼Ac3점의 온도역(오스테나이트-페라이트 2상역. 이하, 단지 「2상역」이라고 하는 경우가 있음)으로부터 담금질하고, 이어서 Ac1점 미만의 온도역에서 뜨임을 행한다.Next, a method for producing the first rolled steel sheet of the present invention obtained from the steel material (piece) of the present invention will be described. The steel strip obtained by casting as described above was hot rolled at a rolling finish temperature of 870 DEG C or higher and then quenched from a temperature range of Ar 3 point or higher, and was then quenched in a temperature range from Ac 1 point to Ac 3 point (austenite- hereinafter, only the quenching from that there is a case called "sangyeok 2"), and then tempering is carried out at a temperature range of less than Ac 1 point.

본 발명의 강재는, 상술한 바와 같이, 용접 후의 HAZ 인성을 향상시키기 위해 강재 중에 REM과 Zr을 함유하는 개재물을 분산시키고 있는 데에 특징이 있는데, 이러한 개재물이 강재 중에 분산되어 있기 때문에, 열간 압연 후의 담금질 과정에서는 입자 내 변태가 촉진되어, 담금질 완료 후의 변태 조직이 미세해지기 쉬운 경향이 인지된다. 조직의 미세화는 모재 자체의 인성의 향상에는 유효하게 작용하는 것이지만, 조직이 미세화되면 홀 패치의 법칙으로부터 항복점이 상승하기 때문에 항복비가 높아져 버린다. 그 때문에, 80% 이하의 항복비(저항복비)를 실현하기 위해서는, 담금질 완료 후의 조직이 필요 이상으로 지나치게 미세해지고, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 필요 이상으로 작아지지 않도록, 열간 압연을 비교적 높은 온도에서 행할 필요가 있다.As described above, the steel material of the present invention is characterized in that inclusions containing REM and Zr are dispersed in the steel material in order to improve the HAZ toughness after welding. Since such inclusions are dispersed in the steel material, It is recognized that in the quenching process after the quenching, the transformation in the grain is promoted and the quenched structure tends to become finer. The finer structure effectively works to improve the toughness of the base material itself. However, if the structure becomes finer, the yield point rises from the rule of the hole patch, and the yield ratio increases. Therefore, in order to realize the yield ratio (resistance ratio) of 80% or less, the structure after the quenching is excessively fine more than necessary and the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more are not reduced more than necessary. It is necessary to perform rolling at a relatively high temperature.

구체적으로는, 본 발명에서는 압연 종료 온도가 870℃ 이상이 되도록 열간 압연을 행하는 것이 중요하다. 도 4는 압연 종료 온도와, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D의 관계를 나타내는 그래프이며, 후술하는 실시예의 실험 결과를 정리한 것이다. 80% 이하의 항복비를 달성하기 위해, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D를 35㎛ 이상으로 하기 위해서는, 이 도 4로부터 분명한 바와 같이 압연 종료 온도를 870℃ 이상으로 할 필요가 있다.Concretely, in the present invention, it is important to perform hot rolling so that the rolling finish temperature is not lower than 870 캜. 4 is a graph showing the relationship between the rolling finish temperature and the average circle-equivalent diameter D of crystal grains surrounded by diagonal grain boundaries having a crystal orientation difference of 15 degrees or more, and summarizes the experimental results of examples described later. In order to achieve an average circle equivalent diameter D of crystal grains surrounded by a diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more in order to achieve a yield ratio of 80% or less, the rolling end temperature is preferably 870 DEG C or higher .

도 5는 담금질 개시 온도[도 5에 있어서는, 직접 담금질(DQ)을 행한 경우의 담금질 개시 온도를 의미함]와 페라이트 분율의 관계를 나타내는 그래프이며, 후술하는 실시예의 실험 결과를 정리한 것이다. 590MPa 이상의 인장강도를 달성하기 위해 페라이트 분율을 24% 이하로 억제하기 위해서는, 도 5로부터 담금질 개시 온도를 페라이트 변태 개시 온도(Ar3점) 이상으로 할 필요가 있다.5 is a graph showing the relationship between the quenching start temperature (in FIG. 5, the quenching start temperature in the case of direct quenching (DQ)) and the ferrite fraction, and summarizes the experimental results of the examples described later. From FIG. 5, it is necessary to set the quenching start temperature to the ferrite transformation start temperature (Ar 3 point) or more in order to suppress the ferrite fraction to 24% or less in order to achieve a tensile strength of 590 MPa or more.

상기 담금질 방법으로서는, 열간 압연 직후의 열간 압연재에 담금질을 행하는 직접 담금질(DQ) 외에, 해당 열간 압연재를 오프라인(offline)으로 담금질(RQ)해도 좋다. 한편, 상기 DQ 처리에서는, 공정상 재시도를 할 수 없다는 점에서, 상기 RQ 처리의 경우보다도 상기 담금질 개시 온도의 엄격한 온도 관리가 요구된다.As the quenching method, in addition to direct quenching (DQ) for quenching the hot rolled material immediately after hot rolling, the hot rolled material may be quenched (RQ) offline. On the other hand, strict temperature control of the quenching start temperature is required in the DQ process as compared with the case of the RQ process because the process can not be retried.

또한, 경질의 베이나이트 조직 및/또는 마르텐사이트 조직 중에 규정량의 페라이트상을 혼재시키기 위해서는, 2상역으로부터 2번째의 담금질을 행할 필요가 있다. 도 6은 2상역 부근의 온도역으로 유지하고, 이 온도역으로부터 담금질했을 때의 온도(이하, 가열 온도라고 부르는 경우가 있음)와 페라이트 분율의 관계를 나타내는 그래프이며, 후술하는 실시예의 실험 결과를 정리한 것이다. 80% 이하의 항복비를 달성하기 위해 페라이트 분율을 4% 이상으로 하기 위해서는, 도 6으로부터 분명한 바와 같이, Ac1점 이상 Ac3점 이하의 온도(2상역 온도)로 유지할 필요가 있다. 2상역 온도에서의 유지 시간은, 예컨대 5분 이상으로 하면 좋다.Further, in order to mix a specified amount of ferrite phase in the hard bainite structure and / or the martensite structure, it is necessary to carry out the second quenching from the two-phase station. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ferrite content and the temperature (hereinafter, sometimes referred to as heating temperature) at the time of quenching from the temperature region in the vicinity of the two-phase region, It is summarized. In order to achieve a ferrite fraction of 4% or more in order to achieve a yield ratio of 80% or less, it is necessary to maintain the temperature at Ac 1 point or more and Ac 3 point or less (2-phase temperature), as is apparent from Fig. The holding time at the two-phase temperature may be, for example, 5 minutes or more.

상기 2상역으로 가열한 후에는, 담금질(예컨대, RQ)을 행하고, 그 후 페라이트 변태 개시 온도 미만의 온도(Ac1점 미만의 온도)에서 뜨임을 행한다. 이것에 의해 강재의 강도를 약 590MPa 이상으로 조정할 수 있다.After heating to the bimetallic zone, quenching (for example, RQ) is performed, and then tempering is performed at a temperature lower than the ferrite transformation starting temperature (temperature lower than Ac 1 point). Thus, the strength of the steel material can be adjusted to about 590 MPa or more.

상기 강편의 온도는 후기하는 실시예의 항에서 설명하는 순서로 산출한 t/4 위치에 있어서의 온도로 관리한다. t는 강편의 두께(mm)를 의미한다. 또한, 상기 Ar3점, 상기 Ac3점, 상기 Ac1점의 온도는 후기하는 실시예에 나타내는 순서로 측정할 수 있다.The temperature of the steel strip is controlled by the temperature at the t / 4 position calculated in the order described in the later embodiment. t is the thickness (mm) of the slab. The temperatures of the Ar 3 point, the Ac 3 point and the Ac 1 point can be measured in the order shown in the later examples.

본 발명의 제 1 강압연재는, 예컨대 교량이나 고층 건조물, 선박 등의 구조물의 재료로서 사용할 수 있고, 소∼중입열 용접은 물론 대입열 용접에 있어서도 용접 열영향부의 인성 열화를 막을 수 있다.The first rolled steel sheet of the present invention can be used as a material for structures such as bridges, high-rise buildings, ships, and the like, and can prevent deterioration of the toughness of the weld heat affected zone as well as small-to-middle heat-welding.

다음으로, 상기 본 발명의 강재(강편)로부터 얻어지는 본 발명의 제 2 강압연재의 제조 방법에 대하여 설명한다. 상기와 같이 주조하여 얻어진 주편(예컨대, 슬래브)은 금속 조직이 상기 수학식 2와 수학식 3의 요건을 만족하도록, 얻어진 강편을 Ac3점 이상, 1200℃ 이하의 온도역(이하, 이 온도역의 온도를 「가열 온도」 또는 「T1」이라고 부르는 경우가 있음)으로 가열하고, 이어서 열간 압연을 행한다. 열간 압연에서는, 강편의 평균 온도가 Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하인 온도역(이하, 이 온도역의 온도를 「T2」라고 부르는 경우가 있음)에 있어서는 1패스당의 최대 압하율을 12% 이하, 누적 압하율을 40% 이상으로 한다. 이어서 얻어진 열간 압연재의 평균 온도가 Ar3점 이상인 온도역(이하, 이 온도역의 온도를 「T3」이라고 부르는 경우가 있음)으로부터, 열간 압연재의 표면 온도가 500℃ 이하인 온도역(이하, 이 온도역의 온도를 「T4」라고 부르는 경우가 있음)까지 냉각 속도 5℃/초 이상으로 냉각한다. 이하, 이러한 범위를 규정한 이유를 설명한다.Next, a method for manufacturing the second rolled steel strip of the present invention obtained from the steel material (steel strip) of the present invention will be described. (For example, a slab) obtained by casting as described above is formed so that the steel strip obtained is in a temperature range of Ac 3 point or more and 1200 ° C or less (hereinafter, referred to as &quot; Is sometimes referred to as &quot; heating temperature &quot; or &quot; T1 &quot;), followed by hot rolling. In the hot rolling, in the temperature range where the average temperature of the steel strip is Ar 3 point + 10 ° C or more and 900 ° C or less (hereinafter sometimes referred to as "T2" in this temperature range), the maximum reduction rate per pass is 12 % Or less, and the cumulative reduction ratio is 40% or more. (Hereinafter, the temperature in this temperature range may be referred to as &quot; T3 &quot; hereinafter) at which the average temperature of the obtained hot rolled material is at least three Ar points, And the temperature in this temperature range is sometimes referred to as &quot; T4 &quot;). Hereinafter, reasons for defining such a range will be described.

주조하여 얻어진 강편은 가열 온도(T1)를 Ac3점 이상, 1200℃ 이하로 하여 가열한다. 가열 온도(T1)는 강편의 금속 조직을 오스테나이트로 하기 위해 Ac3점 이상으로 가열할 필요가 있다. 그러나 가열 온도가 1200℃를 초과하면, 초기 오스테나이트립이 조대화되기 때문에 변태 조직을 충분히 미세화할 수 없다. 따라서 가열 온도(T1)는 1200℃ 이하로 한다.The steel piece obtained by casting is heated at a heating temperature (T1) of not less than Ac 3 point and not more than 1200 ° C. The heating temperature (T1) needs to be heated to Ac 3 or higher in order to make the metal structure of the billet austenite. However, if the heating temperature exceeds 1200 ° C, the initial austenitic grains are coarsened, so that the transformed structure can not be sufficiently refined. Therefore, the heating temperature (T1) should be 1200 ° C or less.

상기 Ac3점의 온도는 하기 수학식 5로부터 산출할 수 있다. 식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.The temperature of Ac 3 point can be calculated from the following equation (5). In the formula, [] represents the content (mass%) of each element.

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Ac3(℃)=908-223.7×[C]+438.5×[P]+30.49×[Si]-34.43×[Mn]-23×[Ni] Ac 3 (℃) = 908-223.7 × [C] + 438.5 × [P] + 30.49 × [Si] -34.43 × [Mn] -23 × [Ni]

가열 온도(T1)로 가열한 강편은 열간 압연되는데, 열간 압연에서는, 강편의 평균 온도가 Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하인 온도역에 있어서는 1패스당의 최대 압하율을 12% 이하, 누적 압하율을 40% 이상으로 할 필요가 있다. Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하의 온도역에서의 압연 조건을 제어함으로써, 오스테나이트립의 성장을 억제할 수 있고, 변태 전의 오스테나이트립에 변형을 효율적으로 도입할 수 있기 때문에, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립을 미세화할 수 있어, 모재 자체의 저온 인성을 높일 수 있다.A billet heated to the heating temperature (T1) is there is hot rolled, hot rolled in, the first pass per maximum reduction ratio In the average temperature of the billet to the Ar 3 point + more than 10 ℃, not more than 900 ℃ temperature range more than 12%, the cumulative It is necessary to set the reduction rate to 40% or more. The growth of the austenite grains can be suppressed and the strain can be efficiently introduced into the austenite grains before the transformation by controlling the rolling conditions at the Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower. Therefore, The crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the azimuth difference of 15 degrees or more can be made finer and the low temperature toughness of the base material itself can be enhanced.

Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하의 온도역에 있어서의 1패스당의 최대 압하율이 12%를 초과하면, 오스테나이트립에 변형이 과도하게 축적되고, 변형의 회복 현상이 일어나, 변태 후의 조직(대각 입계로 둘러싸인 결정립)이 조대화되기 때문에 모재 자체의 저온 인성이 나빠진다. 따라 변형의 회복을 억제하기 위해, Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하의 온도역에 있어서의 1패스당의 최대 압하율은 12% 이하로 한다. 바람직하게는 11% 이하이며, 더욱 바람직하게는 10% 이하이다. 1패스당의 최대 압하율을 작게 하는 편이 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 조대화 억제 효과가 커지지만, 최대 압하율을 지나치게 작게 하면 제조 시간이 길어져 생산성이 나빠진다. 따라서 1패스당의 최대 압하율의 하한은 6%로 하는 것이 바람직하다.If the maximum reduction rate per pass at a temperature of Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower is more than 12%, the deformation is excessively accumulated in the austenite lips and the deformation recovery phenomenon occurs, Since the structure (crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary) is coarsened, the low-temperature toughness of the base material itself deteriorates. Therefore, in order to suppress the recovery of deformation, the maximum reduction ratio per pass at a temperature range of Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower is 12% or less. , Preferably not more than 11%, and more preferably not more than 10%. The effect of suppressing the coarsening of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary is increased by decreasing the maximum reduction rate per pass. However, if the maximum reduction ratio is made too small, the production time becomes longer and the productivity becomes worse. Therefore, the lower limit of the maximum reduction rate per pass is preferably 6%.

Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하의 온도역에 있어서의 누적 압하율은 40% 이상으로 한다. 누적 압하율이 40%를 하회하면, 오스테나이트립에 도입되는 변형량이 적어져, 변태 후의 핵생성 부위(site)가 적어지기 때문에, 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 조대화되어, 모재 자체의 저온 인성이 나빠진다. 따라서 Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하의 온도역에 있어서의 누적 압하율은 40% 이상으로 한다. 바람직하게는 45% 이상, 더욱 바람직하게는 50% 이상이다. Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하의 온도역에 있어서의 누적 압하율의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상 60% 정도이다.The cumulative reduction ratio at the Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower is 40% or more. If the cumulative rolling reduction is less than 40%, the amount of deformation introduced into the austenite lips is reduced and the nucleation sites after the transformation become small, so that the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary are coarsened and the low temperature toughness of the base material itself It gets worse. Therefore, the cumulative reduction ratio at Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower is 40% or more. , Preferably at least 45%, and more preferably at least 50%. The upper limit of the cumulative reduction ratio at the Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower is not particularly limited, but is usually about 60%.

상기 Ar3점의 온도는 하기 수학식 6으로부터 산출할 수 있다. 식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량%)을 나타내고, t는 제품의 마무리 두께(mm)를 의미한다.The temperature of the Ar 3 point can be calculated from the following equation (6). In the formula, [] represents the content (mass%) of each element, and t represents the finishing thickness (mm) of the product.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

Ar3(℃)=910-310×[C]-80×[Mn]-20×[Cu]-55×[Ni]+0.35×(t-8) Ar 3 (℃) = 910-310 × [C] -80 × [Mn] -20 × [Cu] -55 × [Ni] + 0.35 × (t-8)

상기 누적 압하율은 하기 수학식 7로 산출할 수 있다. t0은 강편의 평균 온도가 900℃ 이하인 온도역에 있어서의 강편의 압연 개시 두께(mm), t1은 강편의 평균 온도가 Ar3점+10℃ 이상인 온도역에 있어서의 강편의 압연 종료 두께(mm)를 의미한다.The cumulative reduction factor can be calculated by the following equation (7). t 0 is the rolling start thickness (mm) of a billet at the average temperature of not more than 900 ℃ temperature region of the slabs, t 1 is rolling end thickness of the slabs in the average temperature of the billet temperature region not less than Ar 3 point + 10 ℃ (mm).

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

누적 압하율=[(t0-t1)/t0]×100Cumulative reduction ratio = [(t 0 -t 1 ) / t 0 ] × 100

상기 강편의 평균 온도는 후기하는 실시예의 항에서 설명하는 순서로 산출한 t/4 위치에 있어서의 온도로 관리한다. t는 슬래브의 두께(mm)를 의미한다.The average temperature of the steel strip is controlled by the temperature at the t / 4 position calculated in the order described in the later section of the embodiment. t is the thickness of the slab (mm).

한편, 강편의 평균 온도가 900℃를 초과하는 온도역(오스테나이트 재결정 영역)에서의 1패스당의 최대 압하율이나 누적 압하율은 특별히 한정되지 않는다.On the other hand, the maximum reduction ratio and cumulative reduction ratio per pass in the temperature range (austenite recrystallization region) where the average temperature of the billet exceeds 900 deg. C is not particularly limited.

다음으로, 열간 압연하여 얻어진 열간 압연재를, 평균 온도가 Ar3점 이상인 온도역(T3)으로부터 열간 압연재의 표면 온도가 500℃ 이하인 온도역(T4)까지 평균 냉각 속도 5℃/초 이상으로 냉각함으로써, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 분율을 높일 수 있어 모재 자체의 인성을 향상시킬 수 있다.Next, the hot-rolled material obtained by the hot rolling, the average temperature of the Ar 3 point or higher temperature range (T3) less than the surface temperature of the hot-rolled material 500 ℃ from the temperature range (T4) an average cooling rate of 5 ℃ / sec or more up to By cooling, the fraction of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more can be increased, and toughness of the base material itself can be improved.

즉, 본 발명의 제 2 강압연재는 베이나이트 조직을 주체로 한 것이지만, 일반적으로 베이나이트는 오스테나이트 및 베이나이트의 결정 격자의 가장 밀접한 면과, 그에 따른 가장 밀접한 방향이 거의 평행하게 된다고 하는 K-S(Kurdjumov-Scahs) 관계를 가지고 생성되는 것이 알려져 있다. 이 관계에서는, 베이나이트는 오스테나이트에 대하여 최대 24 가지의 방위 중 어느 방위를 선택하여 생성하게 되지만, 베이나이트 변태의 온도가 변화됨으로써 이 선택되는 경향이 변화되어 베이나이트 형태가 변화된다고 말해지고 있다(가와다(Kawada) 등: CAMP-ISJ vol 16, No. 3(2003), PS30). 이것은 변태 온도가 저하됨에 따라서, 베이나이트가 페라이트 변태로 대표되는 확산 변태로부터 마르텐사이트로 대표되는 전단 변태로 변화되거나, 또는 변태 온도 저하에 의해 변태의 핵 생성능, 생성된 조직의 성장 속도 등이 변화되어, 변태 후의 조직이 크게 변화되기 때문이라고 생각된다. 이상의 점에서, 상기 Ar3점 이상의 온도역(T3)으로부터 500℃ 이하의 온도역(T4)으로의 평균 냉각 속도를 크게 함으로써, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 분율을 높일 수 있다.In other words, although the second rolled steel sheet of the present invention is mainly composed of bainite structure, in general, bainite has a KS (KS) method in which the closest surface of the crystal lattice of austenite and bainite is substantially parallel to the most closely- (Kurdjumov-Scahs) relationship. In this relation, bainite is produced by selecting any one of a maximum of 24 orientations with respect to austenite, but it is said that the tendency to be selected is changed by changing the temperature of the bainite transformation, and the bainite form is changed (Kawada et al .: CAMP-ISJ vol 16, No. 3 (2003), PS30). This is because, as the transformation temperature decreases, the bainite changes from the diffusion transformation represented by ferrite transformation to the shear transformation represented by martensite, or the transformation performance decreases due to the nucleation ability of the transformation, And the structure after the transformation is largely changed. In view of the above, by increasing the average cooling rate from the temperature range T 3 above the Ar 3 point to the temperature range T 4 of 500 ° C or less, it is possible to increase the fraction of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 ° or more .

500℃ 이하의 온도역(T4)까지 평균 냉각 속도 5℃/초 이상으로 냉각한 후에는, 필요에 따라 뜨임을 행해도 좋다. 뜨임함으로써 열간 압연이나 변태에 의해 도입된 변형이 소실되기 때문에, 모재의 저온 인성을 더 높일 수 있다. 뜨임은, 예컨대 500℃ 이상, Ac1점 미만의 온도로 가열하여 행하면 좋다.After cooling to an average cooling rate of 5 deg. C / sec or more up to a temperature range T4 of 500 DEG C or less, tempering may be performed if necessary. Since the deformation introduced by hot rolling or transformation is lost by tempering, the low temperature toughness of the base material can be further increased. The tempering may be performed, for example, by heating at a temperature of 500 ° C or higher and lower than Ac 1 point.

상기 Ac1점의 온도는 하기 수학식 8로부터 산출할 수 있다. 식 중, [ ]는 각 원소의 함유량(질량%)을 나타낸다.The temperature of the Ac 1 point can be calculated from the following equation (8). In the formula, [] represents the content (mass%) of each element.

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Ac1(℃)=723-14×[Mn]+22×[Si]-14.4×[Ni]Ac 1 (° C) = 723-14 × [Mn] + 22 × [Si] -14.4 × [Ni]

본 발명의 제 2 강압연재는, 예컨대 교량이나 고층 건조물, 선박 등의 구조물의 재료로서 사용할 수 있고, 소∼중입열 용접은 물론 대입열 용접에 있어서도 용접 열영향부의 인성 열화를 막을 수 있다.The second rolled steel strip of the present invention can be used as a material for a structure such as a bridge, a high-rise building, a ship, and the like, and can prevent the deterioration of the toughness of the weld heat affected zone as well as small- and medium-

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 상세히 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 한정하는 성질의 것이 아니라, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples are not intended to limit the scope of the present invention, but may be appropriately modified within the scope of the present invention, All of which are included in the technical scope of the present invention.

[실시예 1][Example 1]

하기 실험예 1-1, 1-2에서는, 동일 강종을 이용하여 강재의 HAZ 인성과 그 편차(실험예 1-1), 및 강압연재의 강도와 항복비(실험예 1-2)에 관하여 검토하고, 실험예 1-1과 실험예 1-2를 종합하여 강재(강압연재)의 특성을 평가했다.In the following Experimental Examples 1-1 and 1-2, the HAZ toughness and the deviation (Experimental Example 1-1) of the steel material and the strength and yield ratio (Experimental Example 1-2) of the rolled steel sheet were examined using the same steel grade , And the characteristics of the steel material (rolled steel sheet) were evaluated by combining Experimental Example 1-1 and Experimental Example 1-2.

[실험예 1-1(HAZ 인성과 그 편차의 평가)][Experimental Example 1-1 (Evaluation of HAZ toughness and its deviation)

용선(溶銑)을 240톤 전로에서 1차 정련한 후, 이 전로로부터 취과로 출강하여 성분 조정 및 온도 조정하면서 2차 정련을 행했다.The molten iron was firstly refined in a 240-ton electric furnace, followed by pouring from the electric furnace, and secondary refining was carried out while adjusting the components and adjusting the temperature.

취과에서는, Si와 Mn을 이용하여 탈산하고, 하기 표 1에 나타내는 총 산소량 [O]1로 조정하면서 화학 성분 조성을 조정했다. 총 산소량 [O]1은 용강에 용존 원자로서 포함되는 산소량과 산화물계 개재물로서 존재하고 있는 산소량을 합한 전체 산소량을 의미하며, 용강에 용존 원자로서 포함되는 산소량은 고체 전해질을 이용한 산소 센서를 이용하여 측정하고, 총 산소량은 일반적인 불활성 가스 융해-적외선 흡수법에 의해 측정했다. 한편, 하기 표 1에는, 총 산소량 [O]1 외에, REM과 Zr을 첨가하기 전의 용강의 용존 산소량도 함께 나타냈다.In the course, deoxidation was performed using Si and Mn, and the chemical composition was adjusted while adjusting the total oxygen amount [O] 1 shown in Table 1 below. The total oxygen amount [O] 1 means the total amount of oxygen combined with the amount of oxygen contained as dissolved atoms in molten steel and the amount of oxygen present as oxide inclusions, and the amount of oxygen contained as molten atoms in molten steel is measured using an oxygen sensor using a solid electrolyte And the total oxygen amount was measured by a general inert gas fusion-infrared absorption method. On the other hand, in Table 1 below, in addition to the total oxygen amount [O] 1 , the dissolved oxygen amount of molten steel before addition of REM and Zr was also shown.

상기 총 산소량 [O]1에 따라 상기 수학식 2를 만족하도록 REM과 Zr의 첨가량을 산출하고, REM과 Zr을 첨가하여 하기 표 1에 나타내는 용존 산소량 [O]2로 조정했다. 하기 표 1에, REM의 첨가량[REM]과, Zr의 첨가량[Zr], REM과 Zr 첨가량의 합계([REM]+[Zr])를 나타낸다. 또한, REM과 Zr 첨가량의 합계와 총 산소량 [O]1의 비([REM]+[Zr])/[O]1도 함께 나타낸다.The addition amount of REM and Zr was calculated so as to satisfy the formula (2) according to the total oxygen amount [O] 1 , and REM and Zr were added to adjust the dissolved oxygen amount [O] 2 as shown in Table 1 below. Table 1 shows the sum ([REM] + [Zr]) of the amount of addition of REM, the amount of addition of Zr, and the amount of addition of REM and Zr. The ratio ([REM] + [Zr]) / [O] 1 of the total amount of REM and Zr addition to the total amount of oxygen [O] 1 is also shown.

용존 산소량 [O]2로 조정한 후, 이 [O]2량에 영향을 미치지 않을 정도로 화학 성분을 조정하고 나서 주조했다.After adjusting the dissolved oxygen amount to [O] 2 , the chemical components were adjusted so as not to affect the [O] 2 amount and then cast.

한편, 2차 정련에는 RH식 탈가스 정련 장치 등을 이용하여 탈H나 탈S 등을 행했다.On the other hand, for the secondary refining, dehielding, de-sintering and the like were performed using a RH type degassing refining apparatus or the like.

하기 표 1에 있어서, REM은 La를 50% 정도 및 Ce를 25% 정도 함유하는 미시 메탈의 형태로, Zr은 Zr 단체로 각각 첨가했다.In Table 1, REM is added in the form of micro metal containing about 50% of La and about 25% of Ce, and Zr is added as Zr alone.

도 1에, REM과 Zr을 첨가하기 전의 총 산소량 [O]1과, REM과 Zr 첨가량의 합계([REM]+[Zr])의 관계를 그래프로 나타낸다. 도 1 중, ○는 하기 표 1의 No. 1∼5의 결과, ×는 하기 표 1의 No. 11∼15의 결과를 각각 나타낸다. 한편, 도 1에서는, 총 산소량 [O]1의 단위를 ppm으로 표기했다.FIG. 1 is a graph showing the relationship between the total amount of oxygen [O] 1 before addition of REM and Zr and the sum of the amounts of REM and Zr added ([REM] + [Zr]). In Fig. 1, &amp; cir &amp; 1 &amp; tilde &amp; 5, &amp; cir &amp; 11 to 15, respectively. On the other hand, in FIG. 1, the unit of total oxygen amount [O] 1 is expressed in ppm.

또한 하기 표 2에는, 성분 조정 후의 강재의 성분 조성(잔부는 철 및 불가피 불순물)을 나타낸다.In Table 2, the composition of the steel after the composition adjustment (the balance is iron and unavoidable impurities) is shown in Table 2 below.

성분 조정 후의 용강을 연속 주조기에서 슬래브로 주조하고, 이 슬래브의 t/4(단, t는 슬래브의 두께) 위치에 있어서의 횡단면으로부터 샘플을 잘라냈다. 잘라낸 샘플 표면을 일본전자제의 EPMA 「JXA-8500F(장치명)」를 이용하여 10,000배로 관찰하여, 최대 직경이 0.2㎛ 이상인 개재물에 대하여 성분 조성을 정량 분석했다. 관찰 조건은 가속 전압을 7kV, 시료 전류를 0.003μA, 관찰 시야 면적을 1cm2, 분석 개수는 무작위로 선택한 100개로 하여, 특성 X선의 파장 분산 분광에 의해 개재물 중앙부에서의 성분 조성을 정량 분석했다. 분석 대상 원소는 Al, Mn, Si, Ti, Zr, Ca, La, Ce로 하고, 분석 대상으로 삼는 원소의 존재비를 몰 환산하고, 환산 후의 원소량 전체를 1몰로 했을 때에, 분석 대상으로 삼는 개재물에 포함되는 각 원소의 몰분율을 산출했다. 몰분율의 산출 결과를 하기 표 3에 나타낸다.The molten steel after the component adjustment was cast into a slab in a continuous casting machine, and a sample was cut from a cross section at a t / 4 (t is the thickness of the slab) of the slab. The surface of the cut sample was observed at 10,000 times using EPMA "JXA-8500F (apparatus name)" manufactured by Japan Electronics Corporation, and the composition of the inclusions having a maximum diameter of 0.2 μm or more was quantitatively analyzed. Observation conditions were quantitative analysis of the composition of the inclusions at the central portion of the inclusion by means of wavelength dispersive spectroscopy of characteristic X-rays, with an acceleration voltage of 7 kV, a sample current of 0.003 μA, an observation field area of 1 cm 2 and a number of analysis randomly selected 100. When the elements to be analyzed are Al, Mn, Si, Ti, Zr, Ca, La, and Ce, the molar ratio of the element to be analyzed is 1 mol and the total amount of the elements after conversion is 1 mol, The mole fraction of each element contained in the sample was calculated. The calculation results of the mole fractions are shown in Table 3 below.

상기 샘플 표면을 EPMA로 관찰한 결과, 관찰된 개재물은 REM과 Zr을 포함하는 복합 개재물이 대부분이지만, 단독 개재물로서 REM의 개재물이나 Zr의 개재물도 생성되어 있었다.The surface of the sample was observed with EPMA. As a result, the observed inclusions were mostly complex inclusions including REM and Zr, but inclusions of REM and inclusions of Zr were also generated as single inclusions.

또한, 강재에 포함되는 고용 REM량과 고용 Zr량은 다음 순서로 산출했다. 우선, 강재에 개재물로서 포함되어 있는 REM량과 Zr량을 전해 추출법으로 측정했다. 전해 추출은, 전해액으로서, 메탄올 100cc 중에 트라이에탄올아민 2cc와 테트라메틸암모늄 클로라이드 1g을 함유하는 용액을 이용하여, 상기 샘플을 500A/m2 이하의 전류하에서 추출(전기분해)했다. 이로써 매트릭스가 용해됨과 동시에, 고용 REM과 고용 Zr도 전해액 중에 추출되었다. 샘플의 크기는 세로 15mm×가로 15mm×길이 5mm로 했다.In addition, the amount of solidified REM and solid Zr contained in the steel were calculated in the following order. First, the amount of REM and the amount of Zr contained as inclusions in the steel were measured by an electrolytic extraction method. Electrolytic extraction was carried out by using a solution containing 2 cc of triethanolamine and 1 g of tetramethylammonium chloride in 100 cc of methanol as an electrolytic solution under the current of 500 A / m 2 or less. As a result, the matrix was dissolved, and solid solution REM and solid solution Zr were also extracted into the electrolyte solution. The size of the sample was 15 mm × 15 mm × 5 mm in length.

이어서, 추출 후의 전해액을 멤브레인 필터(필터 직경은 47mm, 구멍 크기는 0.1㎛)를 이용하여 여과하고, 필터마다 잔사를 백금제 도가니에 옮겨 가스 버너로 가열하여 회분화했다. 이어서, 알칼리 융제(融劑)(탄산 나트륨과 사붕산 나트륨의 혼합물)를 가하고, 다시 가스 버너로 가열하여 잔사를 융해했다. 다음으로, 18부피% 염산을 가하여 융해물을 용액화한 후, 메스플라스크에 옮기고, 추가로 순수를 가하여 눈금을 높여 분석액을 얻었다. 분석액 중의 REM과 Zr 농도를 ICP-MS법으로 측정했다.Subsequently, the electrolytic solution after the extraction was filtered using a membrane filter (filter diameter: 47 mm, hole size: 0.1 탆), and the residue was transferred to a platinum crucible for each filter and heated by a gas burner to separate. Subsequently, an alkali flux (mixture of sodium carbonate and sodium tetraborate) was added, and the mixture was heated with a gas burner to melt the residue. Next, 18% by volume hydrochloric acid was added to dissolve the fused product, and the fused product was transferred to a measuring flask. Further, pure water was added to increase the scale to obtain an analysis solution. The REM and Zr concentrations in the analytical solution were measured by the ICP-MS method.

이렇게 하여 구한 개재물에 포함되는 REM량과 Zr량을, 별도로 통상의 ICP-MS 으로 분석한 REM량(총 REM량) 또는 Zr량(총 Zr량)으로부터 뺌으로써 고용 REM량과 고용 Zr량을 구했다. 산출한 결과를 하기 표 3에 함께 나타냈다. 표 3에 있어서, 「<0.0001」은 원소가 검출되지 않은 것을 의미한다.The amount of REM and the amount of Zr contained in the inclusions thus obtained were separately calculated from the amount of REM (total REM amount) or the amount of Zr (total amount of Zr) analyzed by ordinary ICP-MS to obtain the amount of employed REM and the amount of employed Zr . The calculated results are shown together in Table 3 below. In Table 3, &quot; 0.0001 &quot; means that no element was detected.

도 2에, 주조 전의 용강에 포함되는 용존 산소량 [O]2와, 강재에 포함되는 고용 REM량 또는 고용 Zr량의 관계를 그래프로 나타낸다. 한편, 도 2에서는, 용존 산소량 [O]2의 단위를 ppm으로 표기했다. 또한, 도 2에는, 고용 REM 또는 고용 Zr이 검출된 데이터만 플로팅(plotting)했다.FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of dissolved oxygen [O] 2 contained in molten steel before casting and the amount of solidified REM or solid Zr contained in the steel. On the other hand, in FIG. 2, the unit of dissolved oxygen amount [O] 2 is expressed in ppm. Further, in Fig. 2, only the data in which the employment REM or employment Zr is detected was plotted.

다음으로, 용접시에 열영향을 받는 HAZ의 인성을 평가하기 위해, 대입열 용접을 모의하여 하기에 나타내는 용접 재현 시험을 행했다. 용접 재현 시험은 슬래브로부터 잘라낸 샘플이 1400℃가 되도록 가열하고, 이 온도에서 5초간 유지한 후, 냉각하여 행했다. 냉각은 800℃로부터 500℃로의 냉각 시간이 300초가 되도록 조정했다.Next, in order to evaluate the toughness of the HAZ subjected to the heat at the time of welding, the weld recreation test shown below was carried out by simulating large heat welding. In the welding reproduction test, the sample cut from the slab was heated so as to be 1400 占 폚, maintained at this temperature for 5 seconds, and cooled. The cooling was adjusted so that the cooling time from 800 ° C to 500 ° C was 300 seconds.

냉각 후의 샘플의 충격 특성은 V 노치 샤르피 시험을 행하여 -40℃에서의 흡수 에너지(vE-40)를 측정하여 평가했다.The impact characteristics of the sample after cooling were evaluated by measuring the absorbed energy (vE- 40 ) at -40 DEG C by performing the V-notch Charpy test.

샘플은 동일 강종으로부터 JIS Z2242 「금속 재료의 샤르피 충격 시험 방법」에 준하여 3개씩 채취하고, 각 샘플에 대하여 vE-40을 측정한 결과와 그들의 평균치를 하기 표 4에 나타낸다. vE-40의 평균치가 150J 이상인 것을 합격(HAZ 인성 양호)으로 한다.Three samples were sampled from the same steel grade in accordance with JIS Z2242 &quot; Charpy impact test method for metallic materials &quot;, and the results of measurement of vE- 40 for each sample and their average values are shown in Table 4 below. and the average value of vE- 40 is 150 J or more (HAZ toughness is good).

또한, 각 샘플에 대하여, vE-40치의 최대치와 최소치에 근거하여 하기 기준으로 인성의 편차를 평가했다. 평가 결과를 하기 표 4에 나타낸다.Further, for each sample, the deviation of toughness was evaluated on the basis of the maximum value and the minimum value of vE- 40 value by the following criteria. The evaluation results are shown in Table 4 below.

[최대치와 최소치의 평가 기준] [Evaluation Criteria of Maximum and Minimum Values]

○: HAZ 인성의 최대치 또는 최소치가 150J 이상이다.○: The maximum or minimum value of HAZ toughness is 150 J or more.

×: HAZ 인성의 최대치 또는 최소치가 150J 미만이다.X: The maximum or minimum value of the HAZ toughness is less than 150J.

[종합 평가 기준][Evaluation Criteria]

○: 3개 측정한 결과 중 최소치가 150J 이상으로, 높은 HAZ 인성이 안정되게 확보되어 있다.?: The minimum value of the three measurements was 150 J or more, and high HAZ toughness was stably secured.

△: 3개 측정한 결과 중 적어도 1개가 150J 이상이지만, HAZ 인성의 편차가 크고, 최소치는 150J 미만이다.?: At least one of the three measured results is 150 J or more, but the deviation of HAZ toughness is large and the minimum value is less than 150 J.

×: 3개 측정한 결과 중 모두가 150J 미만이다.X: All of the three measurements were less than 150J.

도 3에, 하기 표 4에 나타낸 각 샘플에 대하여 HAZ 인성의 평균치(도면 중의 ○표)와, HAZ 인성의 최대치와 최소치의 폭을 그래프로 나타낸다.3 shows the average values of the HAZ toughness (marks in the drawing) and the widths of the maximum value and the minimum value of the HAZ toughness for each sample shown in Table 4 below.

이상의 결과로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다. 상기 도 1과 도 3으로부터 분명한 바와 같이, REM과 Zr을 첨가하기 전의 총 산소량 [O]1을 0.0020∼0.015%(20∼150ppm)로 조정한 용강에, 상기 수학식 2를 만족하도록 REM과 Zr을 첨가하면, HAZ 인성이 양호해지고, HAZ 인성의 편차도 적어지는 것을 알 수 있다. 한편, 도 1에 나타낸 직선의 식은 ([REM]+[Zr])=15×10-4×[O]1이다.From the above results, it can be considered as follows. As is apparent from FIGS. 1 and 3, REM and Zr (molar ratio) were added to molten steel in which total oxygen amount [O] 1 before addition of REM and Zr was adjusted to 0.0020 to 0.015% (20 to 150 ppm) It is understood that the HAZ toughness is improved and the deviation of the HAZ toughness is also reduced. On the other hand, also the expression ([REM] + [Zr] ) of the straight line shown in Fig. 1 = a 15 × 10 -4 × [O] 1.

표 1, 표 3, 및 도 2로부터 분명한 바와 같이, 주조 전의 용존 산소량 [O]2를 0.0010∼0.0035%(10∼35 ppm)의 범위로 조정하고 나서 주조하면, 강재에 포함되는 고용 REM량과 고용 Zr량을 소정치 이하로 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.As apparent from Tables 1 and 3 and FIG. 2, when the amount of dissolved oxygen before casting [O] 2 is adjusted within the range of 0.0010 to 0.0035% (10 to 35 ppm) and then cast, It can be understood that the amount of the employed Zr can be reduced to a predetermined value or less.

표 2∼표 4, 및 도 3으로부터 분명한 바와 같이, No. 1∼5는 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 예이며, 강재의 화학 성분 중 특히 REM량과 Zr량이 적절히 조정되어 있음과 동시에, 고용 REM량과 고용 Zr량이 적절히 제어되어 있기 때문에, HAZ 인성의 평균치가 150J 이상이 되어 HAZ 인성이 우수하다. 또한, HAZ 인성의 편차도 적어지고 있다.As is clear from Tables 2 to 4 and Fig. 1 to 5 are examples satisfying the requirements defined in the present invention. In particular, since the REM amount and the Zr amount are appropriately controlled among the chemical components of the steel material, and the amount of solid solution REM and the solid Zr amount are appropriately controlled, An average value of 150 J or more is excellent in HAZ toughness. In addition, the deviation of the HAZ toughness is also reduced.

한편, No. 6∼15는 본 발명에서 규정하는 요건으로부터 벗어나는 예이며, 강재의 화학 성분 중 특히 REM량 또는 Zr량이 본 발명에서 규정하는 범위로부터 벗어나고 있거나(No. 6∼10, 15), 또는 고용 REM량과 고용 Zr량이 본 발명에서 규정하는 범위로부터 벗어나고 있기 때문에(No. 11∼14), HAZ 인성의 평균치가 150J 미만이 되어 HAZ 인성이 뒤떨어지고 있다. 또한, HAZ 인성의 편차도 큰 것이 많아지고 있다.On the other hand, 6 to 15 are examples deviating from the requirements specified in the present invention. In particular, it is preferable that the amount of REM or Zr in the chemical composition of the steel material deviates from the range specified in the present invention (No. 6 to 10, 15) Since the amount of solid solution Zr deviates from the range specified by the present invention (Nos. 11 to 14), the average value of HAZ toughness is less than 150 J, and the HAZ toughness is falling. In addition, a large variation in HAZ toughness is also increasing.

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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Figure pat00004
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[실험예 1-2(모재의 인장강도와 항복비의 평가)][Experimental Example 1-2 (Evaluation of Tensile Strength and Yield Ratio of Base Material)

상기 실험예 1-1에 기재한 조건으로 주조하여 얻어진 슬래브(강종 a1∼o1)를, 마무리 압연 종료 온도가 하기 표 5에 나타내는 온도가 되도록 열간 압연을 행하고, 얻어진 열간 압연재를 Ar3점 이상의 온도역으로부터 담금질했다. 담금질은, 열간 압연 후, 하기 표 5에 나타내는 담금질 개시 온도로부터 직접 담금질하거나(하기 표 5에 DQ로 표기), 열간 압연하여 얻어진 열간 압연재를 오프라인으로 하기 표 5에 나타내는 담금질 개시 온도로 가열하고 나서 담금질했다(하기 표 5에 RQ로 표기).The Experimental Example Slabs (steel grade a1~o1) obtained by casting under the conditions described in 1-1, the finish rolling end temperature is subjected to hot rolling such that the temperature shown in Table 5, the hot-rolled plate Ar 3 point or more of the obtained And quenched from the temperature range. After quenching, the hot rolled material obtained by hot rolling was quenched directly from the quenching start temperature shown in Table 5 below (denoted as DQ in Table 5 below), or hot rolled by hot rolling to the quenching start temperature shown in Table 5 below Followed by quenching (denoted RQ in Table 5 below).

담금질 후, Ac1점∼Ac3점의 온도역으로 가열 유지하고, 이 온도역으로부터 담금질을 행했다. 유지 시간은 5분간으로 했다. 하기 표 5에 가열 온도를 나타낸다.After the quenching, heating was maintained at a temperature range from Ac 1 point to Ac 3 point, and quenching was performed from this temperature range. The maintenance time was 5 minutes. Table 5 shows heating temperatures.

이어서 Ac1점 미만의 온도역에서 뜨임을 행했다. 하기 표 5에 뜨임 온도를 나타낸다.Then it was subjected to tempering in a temperature range lower than the Ac 1 point. Table 5 shows the tempering temperature.

각 슬래브의 상기 Ar3점, 상기 Ac1점, 및 상기 Ac3점은 하기 방법으로 측정했다. 측정 결과를 하기 표 5에 나타낸다.The Ar 3 point, Ac 1 point and Ac 3 point of each slab were measured by the following method. The measurement results are shown in Table 5 below.

《Ar3점(냉각시 페라이트 변태 개시 온도)의 측정 방법》&Quot; Measurement method of Ar 3 point (ferrite transformation start temperature at cooling) &quot;

상기 슬래브로부터 채취한 φ 8mm×길이 12mm의 가공 포마스터 시험편을, 가공 포마스터 시험기에서 1100℃로 가열하여 10초간 유지한 후, 1000℃에서 누적 압하율을 25%로 하여 가공하고, 추가로 900℃에서 누적 압하율을 25%로 하여 가공하고, 그 후 800℃로부터 평균 냉각 속도 1℃/초로 냉각했다. 냉각 중에 부피가 팽창하기 시작하는 온도를 Ar3점 온도로서 측정했다.A machined forma master test piece having a diameter of 8 mm and a length of 12 mm taken from the slab was heated to 1100 占 폚 and held for 10 seconds in a processed foam master tester and then processed at 1000 占 폚 at a cumulative reduction of 25% ° C to 25%, and thereafter cooled from 800 ° C to an average cooling rate of 1 ° C / sec. The temperature at which the volume starts to expand during cooling was measured as the Ar 3 point temperature.

《Ac1점(가열시 페라이트 변태 개시 온도)과 Ac3점(가열시 페라이트 변태 종료 온도)의 측정》Measurement of Ac 1 point (ferrite transformation start temperature at the time of heating) and Ac 3 point (ferrite transformation end temperature at the time of heating)

상기 가공 포마스터 시험편을 평균 가열 속도를 10℃/초로 하여 상온으로부터 1000℃까지 가열했을 때에 부피가 감소하기 시작하는 온도를 Ac1점 온도로 하고, 또한 가열을 계속하여 부피가 팽창하기 시작하는 온도를 Ac3점 온도로서 측정했다.The temperature at which the volume starts to decrease at the time of heating from room temperature to 1000 占 폚 at an average heating rate of 10 占 폚 / sec is defined as Ac 1 point temperature, and the temperature at which the volume starts to expand Was measured as the Ac three- point temperature.

상기 압연 종료 온도, 담금질 개시 온도, 가열 온도, 뜨임 온도는 열간 압연재의 두께를 t로 했을 때 t/4 위치에 있어서의 평균 온도로 관리했다. t/4 위치에 있어서의 온도는 하기 순서로 산출했다.The rolling finish temperature, the quenching start temperature, the heating temperature, and the tempering temperature were controlled by the average temperature at the t / 4 position when the thickness of the hot rolled material was t. The temperature at the t / 4 position was calculated in the following order.

《압연 종료 온도의 산출 방법》&Quot; Method of calculating rolling finish temperature &quot;

(1) 프로세스 컴퓨터를 이용하여, 가열 개시부터 추출까지의 분위기 온도와 노 체재 시간에 근거하여 강편의 표면부터 이면까지의 판두께 방향에서의 임의의 위치의 가열 온도를 산출한다.(1) Using a process computer, the heating temperature at an arbitrary position in the thickness direction from the surface to the back surface of the billet is calculated on the basis of the atmospheric temperature from the start of heating to extraction and the furnace stay time.

(2) 상기 산출한 가열 온도를 이용하여, 압연 중의 압연 패스 스케줄이나 패스 사이의 냉각 방법(수냉 또는 공냉)의 데이터에 근거하여 판두께 방향의 임의의 위치의 압연 온도를 차분법 등 계산에 적합한 방법을 이용하여 산출하면서 압연한다.(2) Using the calculated heating temperature, the rolling temperature at an arbitrary position in the plate thickness direction based on the rolling pass schedule during rolling and the cooling method between the passes (water-cooling or air-cooling) And rolled while calculating.

(3) 강판 표면 온도는 압연 라인 상에 설치된 방사형 온도계를 이용하여 실측한다(단, 프로세스 컴퓨터 상에서도 계산한다).(3) The surface temperature of the steel sheet is measured using a radial thermometer installed on the rolling line (but calculated on the process computer).

(4) 조압연 개시시, 조압연 종료시, 및 마무리 압연 개시시에 각각 실측한 강판 표면 온도를 프로세스 컴퓨터 상의 계산 표면 온도와 대조한다.(4) The surface temperature of the steel sheet measured at the start of rough rolling, at the end of rough rolling and at the start of finish rolling, is compared with the calculated surface temperature on the process computer.

(5) 계산 표면 온도와 실측한 강판 표면 온도의 차이가 ±30℃ 이상인 경우는, 실측한 강판 표면 온도를 계산 표면 온도로 치환하여 프로세스 컴퓨터 상의 계산 표면 온도로 한다.(5) If the difference between the calculated surface temperature and the measured steel surface temperature is more than ± 30 ℃, substitute the measured steel surface temperature with the calculated surface temperature to obtain the calculated surface temperature on the process computer.

(6) 보정된 계산 표면 온도를 이용하여 t/4 위치에 있어서의 압연 종료 온도를 구한다.(6) Calculate the rolling finish temperature at the t / 4 position using the corrected calculated surface temperature.

《담금질 개시 온도, 가열 온도, 뜨임 온도의 산출 방법》&Quot; Calculation method of quenching start temperature, heating temperature, tempering temperature &quot;

(1) 프로세스 컴퓨터를 이용하여, 가열 개시부터 가열 종료까지의 분위기 온도와 노 체재 시간에 근거하여 강편의 표면부터 이면까지의 판두께 방향에서의 임의의 위치의 가열 온도를 산출한다.(1) Using a process computer, the heating temperature at an arbitrary position in the thickness direction from the surface to the back surface of the billet is calculated on the basis of the atmospheric temperature from the start of heating to the end of heating and the furnace stay time.

(2) 산출된 가열 온도로부터 t/4 위치에 있어서의 온도를 구한다.(2) The temperature at the t / 4 position is obtained from the calculated heating temperature.

하기 표 5에는, 냉각하여 얻어진 압연재의 제품 두께(mm)도 나타냈다.In Table 5, the product thickness (mm) of the rolled material obtained by cooling was also shown.

다음으로, 얻어진 압연재의 금속 조직을 다음 순서로 관찰하여 페라이트 분율을 측정했다.Next, the metal structure of the obtained rolled material was observed in the following order to measure the ferrite fraction.

《금속 조직의 관찰》&Quot; Observation of metal structure &quot;

(1) 압연재의 표면과 이면의 양쪽을 포함하도록, 압연 방향(긴 방향)에 평행하게 절단한 샘플을 준비한다.(1) A sample cut parallel to the rolling direction (long direction) is prepared so as to include both the front and back surfaces of the rolled material.

(2) #150∼#1000까지의 습식 에머리 연마지, 또는 그것과 동등한 기능을 갖는 연마 방법으로 연마하고, 다이아몬드 슬러리 등의 연마제를 이용하여 경면 마무리를 실시한다.(2) Polishing is carried out using a wet emery abrasive of # 150 to # 1000 or a polishing method having a function equivalent to that, and mirror finishing is performed using an abrasive such as a diamond slurry.

(3) 연마된 샘플을 3% 질산-에탄올 용액(나이탈 용액)으로 에칭하여 페라이트 조직의 결정립계를 출현시킨다.(3) The polished sample is etched with a 3% nitric acid-ethanol solution (Na dissolution solution) to reveal the grain boundaries of the ferrite structure.

(4) t/4 위치(t는 샘플 두께)의 조직을 100배 또는 400배의 배율로 사진 촬영했다. 페라이트 조직은 흑색으로 착색되어 있다. 본 실험예에서는 6cm×8cm의 사진으로서 촬영했다.(4) The tissue at the t / 4 position (t is the sample thickness) was photographed at a magnification of 100 times or 400 times. The ferrite structure is colored black. In this experiment example, the photograph was taken as a picture of 6 cm x 8 cm.

(5) 다음으로, 촬영한 사진을 화상 해석 장치에 입력한다(상기 사진의 영역은 배율이 100배인 경우는 600㎛×800㎛, 배율이 400배인 경우는 150㎛×200㎛에 상당한다). 화상 해석 장치에의 입력은 어느 배율의 경우도 영역의 합계가 1mm×1mm 이상이 되도록 입력한다(즉, 100배인 경우는 상기 사진을 적어도 6장, 400배인 경우는 상기 사진을 적어도 35장 입력한다).(5) Next, the photographed photograph is input to the image analyzing apparatus (the area of the photograph corresponds to 600 占 퐉 800 占 퐉 when the magnification is 100 times, and 150 占 占 200 占 when the magnification is 400x). Inputs to the image analysis apparatus are input so that the sum of the areas is equal to or larger than 1 mm x 1 mm (in other words, when the number of the images is 100, the number of the photographs is at least 6, ).

(6) 화상 해석 장치에 있어서, 사진마다 흑색의 면적률을 산출하여 모든 사진의 평균치를 페라이트 분율로 한다.(6) In the image analyzer, the black area ratio is calculated for each photograph, and the average value of all the photographs is taken as the ferrite fraction.

한편, 상기 현미경 관찰에 있어서, 어느 실시예에 있어서도 잔부는 베이나이트 조직 및/또는 마르텐사이트 조직인 것을 확인했다.On the other hand, in the above-mentioned microscopic observation, it was confirmed that the remainder in any of the examples was a bainite structure and / or a martensitic structure.

다음으로, 상기 압연재의 금속 조직을 하기 순서로 관찰하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D를 구했다. D(㎛)의 값을 하기 표 6에 나타낸다.Next, the metal structure of the rolled material was observed in the following order, and the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more was obtained. The values of D (占 퐉) are shown in Table 6 below.

《D의 산출 방법》"Method of calculating D"

(1) 압연재의 표면과 이면의 양쪽을 포함하도록, 압연 방향(긴 방향)에 평행한 방향으로 절단한 샘플을 준비한다.(1) A sample cut in a direction parallel to the rolling direction (long direction) is prepared so as to include both the front surface and the back surface of the rolled material.

(2) #150∼#1000까지의 습식 에머리 연마지, 또는 그것과 동등한 기능을 갖는 연마 방법으로 연마하고, 다이아몬드 슬러리 등의 연마제를 이용하여 경면 마무리를 실시한다.(2) Polishing is carried out using a wet emery abrasive of # 150 to # 1000 or a polishing method having a function equivalent to that, and mirror finishing is performed using an abrasive such as a diamond slurry.

(3) 경면 연마면을, TexSEM Laboratories사 제조의 EBSP(Electron Back Scattering Pattern) 장치로, 판두께 방향의 t/4 위치에 있어서 측정 범위를 200㎛×200㎛, 피치를 0.5㎛로 하여 2개의 결정의 방위차를 측정하여 결정 방위차가 15° 이상인 경계를 대각 입계로 했다. 한편, 측정 방향의 신뢰성을 나타내는 컨피던스 인덱스가 0.1보다도 작은 측정점은 해석 대상으로부터 제외했다.(3) The mirror polished surface was measured with an EBSP (Electron Back Scattering Pattern) apparatus manufactured by TexSEM Laboratories with a measuring range of 200 탆 x 200 탆 and a pitch of 0.5 탆 at t / 4 in the plate thickness direction The orientation difference of the crystal was measured, and the boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more was set as a diagonal boundary system. On the other hand, a measurement point with a confidence index of less than 0.1, which indicates the reliability of the measurement direction, is excluded from the analysis target.

(4) 입자 분포도(Grain distribution map)에 있어서, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 최대 폭(통상 판두께 방향을 따르는 길이)과 최대 길이(통상 압연 방향을 따르는 길이)를 측정하여, 결정립의 면적을 산출하고 결정립의 원 상당 직경을 산출하여 평균치를 구했다.(4) The maximum width (length along the thickness direction) and the maximum length (length along the normal rolling direction) of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more in the grain distribution map were measured , The area of the crystal grains was calculated, and the circle equivalent diameter of the crystal grains was calculated to obtain an average value.

다음으로, 얻어진 압연재의 항복강도와 인장강도를 다음 순서로 측정하여 항복비를 산출했다.Next, the yield strength and the tensile strength of the obtained rolled material were measured in the following order to calculate the yield ratio.

《항복강도와 인장강도의 측정》"Measurement of yield strength and tensile strength"

압연재의 t/4 위치(t는 압연재의 두께)로부터, 압연 방향(긴 방향)에 대하여 수직이 되도록 JIS Z2201의 4호 시험편을 채취하고, JIS Z2241에 규정되어 있는 조건으로 인장 시험을 행하여 항복강도(YS)와 인장강도(TS)를 측정했다. YS와 TS로부터 항복비를 산출했다. YS, TS, 항복비를 하기 표 6에 나타낸다. 본 발명에서는, TS가 590MPa 이상이고 항복비가 80% 이하인 경우를 인장특성이 우수하다(합격)고 평가했다.No. 4 specimen of JIS Z2201 was taken from the t / 4 position of the rolled material (t is the thickness of the rolled material) so as to be perpendicular to the rolling direction (longitudinal direction) and subjected to tensile test under the conditions specified in JIS Z2241 Yield strength (YS) and tensile strength (TS) were measured. The yield ratio was calculated from YS and TS. YS, TS and yield ratio are shown in Table 6 below. In the present invention, when the TS is 590 MPa or more and the yield ratio is 80% or less, it is evaluated that the tensile properties are excellent (acceptable).

이상의 결과에 근거하여 도 4∼도 9를 작성했다.Based on the above results, FIG. 4 to FIG. 9 were prepared.

도 4는 압연 종료 온도와, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D의 관계를 나타내는 그래프이다. 한편, 도 4에는, 표 5, 표 6에 나타낸 No. 33∼38의 결과만을 나타냈다.4 is a graph showing the relationship between the rolling finish temperature and the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more. On the other hand, in Fig. Only results of 33 to 38 were shown.

도 5는 담금질 개시 온도와 페라이트 분율의 관계를 나타내는 그래프이다. 한편, 도 5에는, 열간 압연 후에 직접 담금질(DQ)을 행한 예 중, 표 5, 표 6에 나타낸 No. 28∼32의 결과만을 나타냈다.5 is a graph showing the relationship between the quenching start temperature and the ferrite fraction. On the other hand, in FIG. 5, among the examples in which direct quenching (DQ) is performed after hot rolling, Only results of 28-32 were shown.

도 6은 2상역 부근의 온도에서 가열 유지했을 때의 가열 온도와 페라이트 분율의 관계를 나타내는 그래프이다. 한편, 도 6에는, 표 5, 표 6에 나타낸 No. 21∼25의 결과만을 나타냈다.Fig. 6 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the ferrite fraction when heated and maintained at a temperature near the bimodal. Fig. On the other hand, in Fig. Only results of 21 to 25 were shown.

도 7은 페라이트 분율과 인장강도(TS)의 관계를 나타내는 그래프이다. 한편, 도 7에는, 표 5, 표 6에 나타낸 No. 28∼32의 결과만을 나타냈다.7 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the tensile strength (TS). On the other hand, Fig. Only results of 28-32 were shown.

도 8은 페라이트 분율과 항복비의 관계를 나타내는 그래프이다. 한편, 도 8에는, 표 5, 표 6에 나타낸 No. 21∼48의 결과 모두를 나타냈다.8 is a graph showing the relationship between the ferrite fraction and the yield ratio. On the other hand, in Fig. All the results of 21-48 were shown.

도 9는 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와 항복비의 관계를 나타내는 그래프이다. 한편, 도 9에는, 표 5, 표 6에 나타낸 No. 33∼38의 결과만을 나타냈다.9 is a graph showing the relationship between the average circle-equivalent diameter D and the yield ratio of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary. On the other hand, Fig. Only results of 33 to 38 were shown.

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상기 실험예 1-1과 상기 실험예 1-2의 결과를 종합하면, 상기 표 4와 상기 표 6으로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다.The results of Experimental Example 1-1 and Experimental Example 1-2 are summarized as follows from Table 4 and Table 6.

No. 21∼23, 26∼30, 35∼38은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 강종 a1∼e1을 이용한 예이며, 표 4로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 양호하고, HAZ 인성의 편차도 적고, 표 6으로부터 분명한 바와 같이, 590MPa 이상의 인장강도와 80% 이하의 항복비를 실현하고 있다.No. 21 to 23, 26 to 30, and 35 to 38 are examples using the steel types a1 to e1 satisfying the requirements specified in the present invention. As can be seen from Table 4, the HAZ toughness is good, the deviation of the HAZ toughness is small, As is apparent from Table 6, a tensile strength of 590 MPa or more and a yield ratio of 80% or less are realized.

No. 24, 25는 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 강종 a1을 이용하고 있기 때문에, 표 4로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 양호하고, HAZ 인성의 편차는 적지만, 페라이트가 생성되지 않고 있기 때문에 항복비가 80%를 초과하고 있다.No. 24, and 25 use the steel grade a1 that satisfies the requirements specified in the present invention. Therefore, as is evident from Table 4, since the HAZ toughness is good and the deviation of the HAZ toughness is small but ferrite is not produced, The ratio exceeds 80%.

No. 31, 32는 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 강종 d1을 이용하고 있기 때문에, 표 4로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 양호하고, HAZ 인성의 편차는 적지만, 페라이트가 24%를 초과하여 생성되고 있기 때문에, 인장강도가 590MPa 미만으로 되어 있다.No. 31 and 32 use a steel grade d1 which satisfies the requirements specified in the present invention. Therefore, as is evident from Table 4, although the HAZ toughness is good and the deviation of the HAZ toughness is small, The tensile strength is less than 590 MPa.

No. 33, 34는 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 강종 e1을 이용하고 있기 때문에, 표 4로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 양호하고, HAZ 인성의 편차는 적지만, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D가 35㎛ 미만으로 되어 있기 때문에, 모재의 항복비가 80%를 초과하여 높아지고 있다.No. 33 and 34 use a steel grade e1 that satisfies the requirements specified in the present invention. Therefore, as is evident from Table 4, although the HAZ toughness is good and the deviation of the HAZ toughness is small, Since the mean circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the system is less than 35 mu m, the yield ratio of the base material is higher than 80%.

No. 39∼48은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하지 않는 강종 f1∼강종 o1을 이용하고 있기 때문에, 표 4로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 나쁘고, HAZ 인성의 편차도 커지고 있다. 특히, No. 43, 45, 46은 페라이트 분율이 적절히 제어되어 있지 않기 때문에, 인장강도가 낮거나 항복비가 커지고 있다.No. 39 to 48 use the steel types f1 to o1 which do not satisfy the requirements specified in the present invention. Therefore, as apparent from Table 4, the HAZ toughness is poor and the deviation of the HAZ toughness is also large. In particular, 43, 45, and 46, since the ferrite fraction is not properly controlled, the tensile strength is low and the yield ratio is increasing.

[실시예 2][Example 2]

하기 실험예 2-1, 2-2에서는, 동일 강종을 이용하여 강재의 HAZ 인성과 그 편차(실험예 2-1), 및 강재 자체의 저온 인성(실험예 2-2)에 관하여 검토하고, 실험예 2-1과 실험예 2-2를 종합하여 강재(강압연재)의 특성을 평가했다.In the following Experimental Examples 2-1 and 2-2, HAZ toughness and deviation (Experimental Example 2-1) and low temperature toughness of the steel itself (Experimental Example 2-2) were examined using the same steel grade, The characteristics of the steel material (rolled steel sheet) were evaluated by combining Experimental Example 2-1 and Experimental Example 2-2.

[실험예 2-1(HAZ 인성과 그 편차의 평가)][Experimental Example 2-1 (Evaluation of HAZ toughness and its deviation)

실험예 1-1과 같은 방법으로 강재를 얻어, 실험예 1-1과 같은 측정·시험 방법에 의해 강재의 평가를 행했다. 표 8에 나타내는 조성의 각 강종을, 표 7에 나타내는 것과 같은 조건으로 강재를 얻어 평가했다. 측정·평가 결과를 표 9, 10에 나타낸다.A steel material was obtained in the same manner as in Experimental Example 1-1, and the steel material was evaluated by the same measurement and test method as in Experimental Example 1-1. The steel materials having the composition shown in Table 8 were evaluated for the steel material under the conditions shown in Table 7. [ The measurement and evaluation results are shown in Tables 9 and 10.

도 10에, REM과 Zr을 첨가하기 전의 총 산소량 [O]1과, REM과 Zr 첨가량의 합계([REM]+[Zr])의 관계를 그래프로 나타낸다. 도 10 중, ○는 하기 표 7의 No. 101∼104의 결과, ×는 하기 표 7의 No. 109∼112의 결과를 각각 나타낸다. 한편, 도 7에서는, 총 산소량 [O]1의 단위를 ppm으로 표기했다.10 shows the relationship between the total oxygen amount [O] 1 before addition of REM and Zr and the sum of the amounts of REM and Zr added ([REM] + [Zr]). In Fig. 10, &amp; cir &amp; The results of 101 to 104 are shown in Table 7 below. 109 to 112, respectively. On the other hand, in FIG. 7, the unit of the total oxygen amount [O] 1 is expressed in ppm.

도 11에, 주조 전의 용강에 포함되는 용존 산소량 [O]2와, 강재에 포함되는 고용 REM량 또는 고용 Zr량의 관계를 그래프로 나타낸다. 한편, 도 11에서는, 용존 산소량 [O]2의 단위를 ppm으로 표기했다. 또한, 도 2에는, 고용 REM 또는 고용 Zr이 검출된 데이터만 플로팅했다.Fig. 11 is a graph showing the relationship between the amount of dissolved oxygen [O] 2 contained in molten steel before casting and the amount of solidified REM or solid Zr contained in the steel. On the other hand, in Fig. 11, the unit of dissolved oxygen amount [O] 2 is expressed in ppm. In Fig. 2, only the data in which the employment REM or employment Zr is detected is plotted.

표 7, 9 및 도 10∼12에 나타내진 결과로부터, 실시예 1-1의 고찰에서 말한 것과 동일한 것을 말할 수 있다.From the results shown in Tables 7 and 9 and Figs. 10 to 12, it can be said that the same thing as described in the discussion of Example 1-1.

표 8∼표 10, 및 도 12로부터 분명한 바와 같이, No. 101∼104는 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 예이며, 강재의 화학 성분 중 특히 REM량과 Zr량이 적절히 조정되어 있음과 동시에, 고용 REM량과 고용 Zr량이 적절히 제어되어 있기 때문에, HAZ 인성의 평균치가 150J 이상이 되어 HAZ 인성이 우수하다. 또한, HAZ 인성의 편차도 적어지고 있다.As is clear from Tables 8 to 10 and Fig. 101 to 104 are examples satisfying the requirements specified in the present invention. In particular, since the REM amount and the Zr amount are appropriately controlled among the chemical components of the steel material and the amount of solid solution REM and the solid Zr amount are appropriately controlled, An average value of 150 J or more is excellent in HAZ toughness. In addition, the deviation of the HAZ toughness is also reduced.

한편, No. 105∼113은 본 발명에서 규정하는 요건으로부터 벗어나는 예이며, 강재의 화학 성분 중 특히 REM량 또는 Zr량이 본 발명에서 규정하는 범위로부터 벗어나고 있거나(No. 105∼108, 113), 또는 고용 REM량과 고용 Zr량이 본 발명에서 규정하는 범위로부터 벗어나고 있기 때문에(No. 109∼112), HAZ 인성의 평균치가 150J 미만이 되어 HAZ 인성이 뒤떨어지고 있다. 또한, HAZ 인성의 편차도 큰 것이 많아지고 있다.On the other hand, 105 to 113 are examples deviating from the requirements specified in the present invention. In particular, when the REM amount or the Zr amount out of the chemical composition of the steel material deviates from the range specified in the present invention (No. 105 to 108, 113) Since the amount of solid solution Zr deviates from the range specified by the present invention (No. 109 to 112), the average value of HAZ toughness is less than 150 J, and HAZ toughness is poor. In addition, a large variation in HAZ toughness is also increasing.

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[실험예 2-2(모재의 저온 인성의 평가)][Experimental Example 2-2 (Evaluation of Low Temperature Toughness of Base Material)

상기 실험예 2-1에 기재한 조건으로 주조하여 얻어진 슬래브(강종 a2∼m2)를, 하기 표 5에 나타내는 가열 온도(T1)로 가열한 후, 열간 압연하여 열간 압연재를 얻었다. 열간 압연은 슬래브의 평균 온도가 Ar3점+10℃ 이상, 900℃ 이하인 온도역(T2)에 있어서의 1패스당의 최대 압하율과 누적 압하율을 하기 표 5에 나타내는 조건으로 행했다. 누적 압하율은 상기 수학식 7을 이용하여 산출했다.The slabs (steel types a2 to m2) obtained by casting under the conditions described in Experimental Example 2-1 were heated to a heating temperature (T1) shown in Table 5 below, and hot rolled to obtain a hot rolled steel sheet. In the hot rolling, the maximum rolling reduction and the cumulative rolling reduction per pass in a temperature range (T2) where the average temperature of the slab was Ar 3 point + 10 ° C or higher and 900 ° C or lower were measured under the conditions shown in Table 5 below. The cumulative reduction factor was calculated using the above-mentioned equation (7).

다음으로, 열간 압연하여 얻어진 열간 압연재를, 열간 압연재의 평균 온도가 Ar3점 이상인 온도역(T3)으로부터 열간 압연재의 표면 온도가 500℃ 이하인 온도역(T4)까지 냉각했다. 냉각 개시 온도(T3)와 냉각시의 평균 냉각 속도를 하기 표 5에 나타낸다.Next, by cooling the hot-rolled material obtained by the hot rolling, until the average temperature of the hot rolled plate Ar 3 point or higher temperature than the surface temperature is 500 ℃ temperature of hot-rolled material from the station (T3) inverse (T4). The cooling start temperature (T3) and the average cooling rate during cooling are shown in Table 5 below.

하기 표 11의 No. 123에 관해서는, 열간 압연재의 표면 온도가 500℃ 이하인 온도역(T4)까지 냉각한 후, 580℃로 가열하여 뜨임을 행했다.No. 11 of Table 11 below. 123 was cooled to the temperature range T4 where the surface temperature of the hot rolled material was 500 DEG C or lower, and then heated at 580 DEG C for tempering.

한편, 상기 슬래브 또는 상기 열간 압연재의 평균 온도는 슬래브 또는 열간 압연재의 두께를 t로 했을 때 t/4 위치에 있어서의 온도로 관리했다. t/4 위치에 있어서의 온도는 하기 순서로 계산했다.On the other hand, the average temperature of the slab or the hot rolled sheet was controlled to the temperature at the t / 4 position when the thickness of the slab or the hot rolled sheet was t. The temperature at the t / 4 position was calculated in the following order.

《평균 온도의 산출 방법》"Calculation method of average temperature"

(1) 프로세스 컴퓨터를 이용하여, 가열 개시부터 추출까지의 분위기 온도와 노 체재 시간에 근거하여 강편의 표면부터 이면까지의 판두께 방향에서의 임의의 위치의 가열 온도를 산출한다.(1) Using a process computer, the heating temperature at an arbitrary position in the thickness direction from the surface to the back surface of the billet is calculated on the basis of the atmospheric temperature from the start of heating to extraction and the furnace stay time.

(2) 상기 산출한 가열 온도를 이용하여, 압연 중의 압연 패스 스케줄이나 패스 사이의 냉각 방법(빙냉 또는 공냉)의 데이터에 근거하여 판두께 방향의 임의의 위치의 압연 온도를 차분법 등 계산에 적합한 방법을 이용하여 산출하면서 압연한다.(2) Using the calculated heating temperature, the rolling temperature at an arbitrary position in the plate thickness direction based on the rolling pass schedule during rolling and the cooling method between the passes (ice-cooling or air-cooling) And rolled while calculating.

(3) 강판 표면 온도는 압연 라인 상에 설치된 방사형 온도계를 이용하여 실측한다(단, 프로세스 컴퓨터 상에서도 계산한다).(3) The surface temperature of the steel sheet is measured using a radial thermometer installed on the rolling line (but calculated on the process computer).

(4) 조압연 개시시, 조압연 종료시, 및 마무리 압연 개시시에 각각 실측한 강판 표면 온도를 프로세스 컴퓨터 상의 계산 표면 온도와 대조한다.(4) The surface temperature of the steel sheet measured at the start of rough rolling, at the end of rough rolling and at the start of finish rolling, is compared with the calculated surface temperature on the process computer.

(5) 계산 표면 온도와 실측한 강판 표면 온도의 차이가 ±30℃ 이상인 경우는, 실측한 강판 표면 온도를 계산 표면 온도로 치환하여 프로세스 컴퓨터 상의 계산 표면 온도로 한다.(5) If the difference between the calculated surface temperature and the measured steel surface temperature is more than ± 30 ℃, substitute the measured steel surface temperature with the calculated surface temperature to obtain the calculated surface temperature on the process computer.

(6) 보정된 계산 표면 온도를 이용하여 t/4 위치에 있어서의 온도를 구한다.(6) Calculate the temperature at the t / 4 position using the corrected calculated surface temperature.

한편, 열간 압연재의 표면 온도는 압연 라인 상에 설치된 방사형 온도계를 이용하여 측정했다.On the other hand, the surface temperature of the hot rolled material was measured using a radial thermometer provided on the rolling line.

하기 표 11에는, 냉각하여 얻어진 압연재의 제품 두께(mm)도 나타냈다. 또한, 하기 표 11에는, 상기 표 8에 나타낸 화학 성분 조성에 근거하여 상기 수학식 5, 수학식 6, 및 수학식 8을 이용하여 산출한 Ac3점, Ar3점, Ac1점의 값도 나타낸다.In Table 11, the product thickness (mm) of the rolled material obtained by cooling is also shown. In Table 11, the values of Ac 3 point, Ar 3 point and Ac 1 point calculated using the above-mentioned Equations 5, 6, and 8 based on the chemical composition shown in Table 8 .

다음으로, 얻어진 압연재의 t/4 위치(t는 판두께)로부터 경면 연마 후 시험편을 채취하고, 이것을 2% 질산-에탄올 용액(나이탈 용액)으로 에칭한 후, 5 시야에 있어서 광학 현미경을 이용하여 400배로 관찰하고, 화상 해석에 의해 강 조직 중의 베이나이트 분율(면적%)을 측정했다. 이 때, 페라이트 및 마르텐사이트 이외의 조직은 모두 베이나이트라고 간주했다. 베이나이트 분율(면적%)을 하기 표 12에 나타낸다. Next, the specimen was taken out from the t / 4 position (t is the plate thickness) of the obtained rolled material, and the specimen was then polished with a 2% nitric acid-ethanol solution (Na dissolution solution) , And the bainite fraction (area%) in the steel structure was measured by image analysis. At this time, all the structures other than ferrite and martensite were regarded as bainite. The bainite fraction (area%) is shown in Table 12 below.

또한, 상기 압연재의 금속 조직을 하기 순서로 관찰하여, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D와, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M을 구했다. D(㎛)와 M(면적%)의 값을 하기 표 12에 나타낸다.Further, the metal structure of the rolled material was observed in the following order, and the average circle-equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 degrees or more and the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 55 degrees or more occupied the entire steel material The ratio M was obtained. Values of D (占 퐉) and M (area%) are shown in Table 12 below.

《D의 산출 방법》"Method of calculating D"

실시예 1-2에 있어서의 방법과 동일하다.This is the same as the method in Example 1-2.

《M의 산출 방법》"Method of calculating M"

결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M은 상기 D의 산출 방법에 있어서의 (3)의 공정에서 결정 방위차의 텍스트 데이터를 해석하여 산출했다. 텍스트 데이터의 해석은 결정 방위차가 5° 이하인 것을 노이즈(noise)로 하여 삭제하고, 금속 조직 전체에서 차지하는 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 면적 분율을 산출했다.The ratio M in which the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more occupies the entire steel material was calculated by analyzing the text data of the crystal orientation difference in the step (3) in the calculation method of D above. Analysis of the text data was performed by removing noise having a crystal orientation difference of 5 degrees or less as noise and calculating the area fraction of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more in the entire metal structure.

평균 원 상당 직경 D와 미(未)재결정역에 있어서의 누적 압하율의 관계를 도 13에 나타낸다. 도 13으로부터 분명한 바와 같이, 미재결정역에 있어서의 누적 압하율을 40% 이상으로 하면, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D를 30㎛ 이하로 할 수 있다.Fig. 13 shows the relationship between the average circle equivalent diameter D and the cumulative reduction ratio in the unrecrystallized region. As is apparent from Fig. 13, when the cumulative rolling reduction ratio in the non-recrystallized region is 40% or more, the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 or more can be made 30 占 퐉 or less.

결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M과, Ar3점 이상의 온도역(T3)으로부터 500℃ 이하의 온도역(T4)으로의 평균 냉각 속도의 관계를 도 5에 나타낸다. 도 5로부터 분명한 바와 같이, Ar3점 이상의 온도역(T3)으로부터 500℃ 이하의 온도역(T4)으로의 평균 냉각 속도를 5℃/초 이상으로 제어하면, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M을 50면적% 이상으로 할 수 있다.A decision between the average cooling rate in the temperature region (T4) of less than 500 ℃ from rate M and, Ar 3 point or more temperature range (T3) the crystal grains surrounded to step diagonal mouth or more bearing car 55 ° in the entire steel material in Fig. 5 . As it is apparent from Figure 5, by controlling the Ar 3 point or more temperature range (T3) average cooling rate of 5 ℃ / sec or more to a temperature region (T4) of less than 500 ℃ from, determines the diagonal grain boundaries than azimuth difference 55 ° The ratio M of the surrounding crystal grains in the entire steel material can be set to 50% or more by area.

다음으로, 얻어진 압연재의 저온 인성을 다음 순서로 평가했다.Next, the low temperature toughness of the obtained rolled material was evaluated in the following order.

《저온 인성의 평가 방법》&Quot; Evaluation method of low temperature toughness &

압연재의 저온 인성은, V 노치 샤르피 시험을 행하여 압연재의 충격 특성을 -60℃에서의 흡수 에너지(vE-60)를 측정함으로써 평가했다. vE-60의 측정은 t/4 위치로부터 NK(일본 해사협회) 선급이 정하는 U4호 시험편을 채취하여 JIS Z2242에 따라서 행했다. 측정 결과를 하기 표 6에 나타낸다.The low-temperature toughness of the rolled material was evaluated by carrying out the V-notch Charpy test and measuring the impact characteristics of the rolled material by measuring the absorbed energy (vE- 60 ) at -60 캜. The measurement of vE- 60 was carried out in accordance with JIS Z2242 by taking U4 test specimen specified by NK (Japan Maritime Safety Agency) from the t / 4 position. The measurement results are shown in Table 6 below.

한편, NK 선급에 있어서의 조선 E 등급에서는 모재의 충격 특성을 시험 온도 -40℃에서 평가하기 때문에, 본 실험예에서는 조건을 더욱 엄격하게 시험 온도를 -60℃로 하여 흡수 에너지(vE-60)를 측정하고, 이 평균치가 100J 이상인 것을 합격(모재의 저온 인성이 양호)으로 했다.On the other hand, since the impact characteristic of the base material is evaluated at the test temperature of -40 ° C in the shipboard E class in the NK class, the absorbed energy (vE -60 ) is set to -60 ° C, And the average value of 100 J or more was determined as acceptable (low temperature toughness of the base material was good).

평균 원 상당 직경 D와, 압연재의 vE-60의 관계를 도 15에 나타낸다. 도 15로부터 분명한 바와 같이, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D를 30㎛ 이하로 하면, vE-60을 100J 이상으로 할 수 있어, 모재 자체의 저온 인성을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.Fig. 15 shows the relationship between the average circle-equivalent diameter D and the rolled material vE- 60 . 15, when the average circle-equivalent diameter D of crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more is 30 占 퐉 or less, vE- 60 can be made 100 J or more and the low temperature toughness of the base material itself can be improved Can be seen.

결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 전체에서 차지하는 비율 M과, 압연재의 vE-60의 관계를 도 16에 나타낸다. 도 16으로부터 분명한 바와 같이, 결정 방위차가 55° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립이 강재 전체에서 차지하는 비율 M을 50면적% 이상으로 하면, vE-60을 100J 이상으로 할 수 있어, 모재 자체의 저온 인성을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.FIG. 16 shows the relationship between the ratio M of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundaries with the crystal orientation difference of 55 degrees or more and the vE- 60 of the rolled material. 16, when the ratio M of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 55 degrees or more is occupied by the entire steel material at 50 area% or more, vE- 60 can be made to be 100 J or more and the low temperature toughness of the base material itself Can be improved.

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 실험예 2-1과 상기 실험예 2-2의 결과를 종합하면, 상기 표 10과 상기 표 12로부터 다음과 같이 고찰할 수 있다.The results of Experimental Example 2-1 and Experimental Example 2-2 are summarized as follows from Table 10 and Table 12.

No. 121∼125, 127∼133은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 강종 a2∼d2를 이용한 예이며, 표 4로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 양호하고, HAZ 인성의 편차도 적고, 표 12로부터 분명한 바와 같이, 모재 자체의 저온 인성도 양호하다.No. 121 to 125 and 127 to 133 are examples using the steel types a2 to d2 satisfying the requirements specified in the present invention. As is clear from Table 4, the HAZ toughness is good, the deviation of the HAZ toughness is small, As described above, the low temperature toughness of the base material itself is also good.

No. 126은 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 강종 b2를 이용하고 있기 때문에, 표 10으로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 양호하고, HAZ 인성의 편차는 적지만, 미재결정역에 있어서의 1패스당의 최대 압하율이 12%를 초과하고 있기 때문에, 결정 방위차가 15° 이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경 D가 30㎛를 초과해 버려, 모재의 저온 인성이 나빠지고 있다.No. 126, since the steel type b2 satisfying the requirements specified in the present invention is used, as is evident from Table 10, although the HAZ toughness is good and the deviation of the HAZ toughness is small, the maximum value per pass Since the reduction rate exceeds 12%, the average circle equivalent diameter D of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having a crystal orientation difference of 15 degrees or more exceeds 30 占 퐉 and the low temperature toughness of the base material deteriorates.

No. 134와 No. 135는, 표 12로부터 분명한 바와 같이, 모재의 저온 인성은 양호하지만, 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하지 않는 강종 e2와 강종 f2를 이용하고 있기 때문에, 표 10으로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 나쁘고, HAZ 인성의 편차도 커지고 있다.No. 134 and No. 135, as is apparent from Table 12, the low temperature toughness of the base material is good, but since the steel type e2 and the steel type f2 which do not satisfy the requirements specified in the present invention are used, as is clear from Table 10, the HAZ toughness , And the deviation of the HAZ toughness is also increasing.

No. 136∼142는 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하지 않는 강종 g2∼강종 m2를 이용하고 있기 때문에, 표 10으로부터 분명한 바와 같이, HAZ 인성이 나쁘고, HAZ 인성의 편차도 커지고 있다. 또한, 표 12로부터 분명한 바와 같이, 금속 조직이 적절히 제어되어 있지 않기 때문에, 모재 자체의 저온 인성도 나빠지고 있다.No. 136 to 142 use a steel grade g2 to steel grade m2 that do not satisfy the requirements specified in the present invention. Therefore, as is evident from Table 10, the HAZ toughness is poor and the deviation of the HAZ toughness is large. Further, as is apparent from Table 12, since the metal structure is not properly controlled, the low temperature toughness of the parent material itself also deteriorates.

Claims (6)

C: 0.03∼0.2%(「질량%」의 의미. 이하 동일),
Si: 0.5% 이하(0%를 포함하지 않음),
Mn: 1.0∼2% 이하,
Ti: 0.03% 이하(0%를 포함하지 않음), 및
N: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않음)를 포함하고,
P: 0.02% 이하(0%를 포함하지 않음),
S: 0.015% 이하(0%를 포함하지 않음), 및
Al: 0.01% 이하(0%를 포함함)를 만족함과 동시에,
추가로
REM: 0.0010∼0.1%와, Zr: 0.0010∼0.05%를 각각 함유하며,
잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 강재를 압연함으로써 얻어지는 강압연재로서,
(A) 상기 강재는 REM과 Zr을 함유하는 개재물을 포함하는 것 외에,
(B) 강재 중의 고용 REM과 고용 Zr이
고용 REM: 0.0010% 이하(0%를 포함함),
고용 Zr : 0.0010% 이하(0%를 포함함)를 만족하고,
(C) 조직은 베이나이트 또는 마르텐사이트 또는 이들 모두, 및 페라이트를 포함하고, 잔부가 불가피 조직으로 이루어지고, 전체 조직에서 차지하는 페라이트 분율이 4∼24면적%이며, 베이나이트와 마르텐사이트의 합계 분율이 74면적% 이상 96면적% 미만이고,
(D) 강재의 금속 조직을 후방 산란 전자 회절상법(EBSP법)으로 관찰했을 때에 하기 수학식 1을 만족하는 강압연재.
수학식 1
35≤D
[단, 수학식 1 중, D는 EBSP법으로 인접하는 2개의 결정의 방위차를 측정하여 결정 방위차가 15°이상인 대각 입계로 둘러싸인 결정립의 평균 원 상당 직경(㎛)을 의미한다.]
C: 0.03 to 0.2% (meaning "mass%", the same applies hereinafter)
Si: not more than 0.5% (not including 0%),
Mn: 1.0 to 2% or less,
Ti: not more than 0.03% (not including 0%), and
N: not more than 0.01% (not including 0%),
P: not more than 0.02% (not including 0%),
S: 0.015% or less (not including 0%), and
Al: not more than 0.01% (including 0%),
Add to
0.0010 to 0.1% of REM and 0.0010 to 0.05% of Zr,
And the remainder is iron and unavoidable impurities,
(A) The steel material includes an inclusion containing REM and Zr,
(B) Employment of REM and Zr in steel
Employment REM: 0.0010% or less (including 0%),
And Zr: 0.0010% or less (including 0%),
(C) the structure comprises bainite or martensite or both of them and ferrite, the balance being inevitable, the ferrite fraction of the whole structure being 4 to 24% by area, the total fraction of bainite and martensite Is 74% by area or more and less than 96% by area,
(D) When a metal structure of a steel material is observed by a back scattering electron diffraction method (EBSP method), the following formula (1) is satisfied.
Equation 1
35 D
(In the formula (1), D means the average circle equivalent diameter (占 퐉) of the crystal grains surrounded by the diagonal grain boundary having the crystal orientation difference of 15 占 or more by measuring the azimuth difference between two adjacent crystals by the EBSP method.
제 1 항에 있어서,
상기 강재에 포함되는 개재물의 조성을 측정하여, 이 개재물에 포함되는 원소 중 O, C, N, S 이외의 원소의 존재비를 몰 환산하고, 환산 후의 원소량 전체를 1몰로 했을 때에, REM의 몰분율이 0.05 이상, Zr의 몰분율이 0.04 이상을 만족하는 강압연재.
The method according to claim 1,
The composition of the inclusions contained in the steel material is measured and the molar ratio of the element other than O, C, N and S among the elements contained in the inclusion is converted into molar amount, 0.05 or more and the molar fraction of Zr is 0.04 or more.
제 1 항에 있어서,
상기 강재가 추가로 다른 원소로서,
Cu: 2% 이하(0%를 포함하지 않음),
Ni: 2% 이하(0%를 포함하지 않음),
Cr: 3% 이하(0%를 포함하지 않음),
Mo: 1% 이하(0%를 포함하지 않음),
Nb: 0.05% 이하(0%를 포함하지 않음),
V: 0.1% 이하(0%를 포함하지 않음), 및
B: 0.005% 이하(0%를 포함하지 않음)
로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 포함하는 강압연재.
The method according to claim 1,
The steel further comprises, as another element,
Cu: 2% or less (not including 0%),
Ni: 2% or less (not including 0%),
Cr: 3% or less (not including 0%),
Mo: 1% or less (not including 0%),
Nb: not more than 0.05% (not including 0%),
V: not more than 0.1% (not including 0%), and
B: not more than 0.005% (not including 0%)
And at least one element selected from the group consisting of:
제 1 항에 있어서,
상기 강재가 추가로 다른 원소로서, Ca: 0.01% 이하(0%를 포함하지 않음)를 포함하는 강압연재.
The method according to claim 1,
Wherein said steel further comprises, as another element, Ca: not more than 0.01% (not including 0%).
제 1 항에 기재된 강압연재의 제조 방법으로서,
총 산소량 [O]1을 0.0020∼0.015%의 범위로 조정한 용강에 REM과 Zr을 첨가하여 용존 산소량 [O]2를 0.0010∼0.0035%의 범위로 조정한 후, 주조(鑄造)함으로써 강재를 얻고,
상기 강재를, 압연 종료 온도가 870℃ 이상이 되도록 열간 압연한 후,
Ar3점 이상의 온도역으로부터 담금질,
Ac1점∼Ac3점의 온도역으로부터 담금질,
Ac1점 미만의 온도역에서 뜨임의 각 공정을 순차적으로 행하는 강압연재의 제조 방법.
A method of manufacturing a rolled steel strip as set forth in claim 1,
REM and Zr are added to molten steel whose total oxygen amount [O] 1 is adjusted in the range of 0.0020 to 0.015% to adjust the dissolved oxygen amount [O] 2 in the range of 0.0010 to 0.0035%, followed by casting to obtain a steel material ,
After the steel material is hot-rolled to a rolling finish temperature of 870 DEG C or higher,
Ar annealing from a temperature range of Ar 3 or higher,
From the temperature range of Ac 1 point to Ac 3 point,
Method of producing a step-down series performed at a temperature range lower than the Ac 1 point for each of the tempering step in order.
제 5 항에 있어서,
상기 총 산소량 [O]1을 측정하고, 이 총 산소량 [O]1에 따라 하기 수학식 4를 만족하도록 REM과 Zr을 첨가하여 상기 용존 산소량 [O]2를 조정하는 강압연재의 제조 방법.
수학식 4
[REM]+[Zr]≤15×[O]1
[단, 수학식 4 중, [REM]과 [Zr]은 각각 REM 또는 Zr의 첨가량(질량%)이며, [O]1은 REM과 Zr을 첨가하기 전의 용강의 총 산소량(질량%)이다.]
6. The method of claim 5,
Method of producing a step-down series of the measured total oxygen content [O] 1, and the total oxygen content [O] according to the first to adjust the REM and Zr was added to the dissolved oxygen content [O] 2 so as to satisfy the equation (4).
Equation 4
[REM] + [Zr]? 15 x [O] 1
In the formula (4), [REM] and [Zr] are the addition amounts (mass%) of REM or Zr, respectively, and [O] 1 is the total oxygen amount (mass%) of the molten steel before adding REM and Zr. ]
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