KR20160036991A - 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여, 강도 및 저온 DWTT 특성이 우수한 강판 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1100℃ 이상에서 재가열하는 단계; 재가열된 판재를 오스테나이트 재결정영역에서 1차 압연하는 단계; 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정영역에서 2차 압연하는 단계; 및 2차 압연된 판재를 450 ~ 500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하고, 상기 1차 압연 및 2차 압연은 각각 복수의 압연패스에서 수행되며, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스에서 또는 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스에서 강압하가 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1100℃ 이상에서 재가열하는 단계; 재가열된 판재를 오스테나이트 재결정영역에서 1차 압연하는 단계; 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정영역에서 2차 압연하는 단계; 및 2차 압연된 판재를 450 ~ 500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하고, 상기 1차 압연 및 2차 압연은 각각 복수의 압연패스에서 수행되며, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스에서 또는 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스에서 강압하가 수행되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 강판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 강도 및 DWTT(Drop Weight Tear Test) 특성이 우수한 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 한정된 원유나 천연 가스와 같은 화석 연료 확보 및 효율적인 수송을 위해 수송압력 증대에 의한 효율성을 높이기 위하여, 고강도강이 요구되고 있다. 아울러, 극지방이나 심해에서의 원료 채취가 증가하면서 저온인성과 황화수소(H2S) 등에 대한 저항성이 우수한 강재의 수요가 급증하면서 내수소유기균열 특성, DWTT 특성 등의 요구사항이 늘고 있는 실정이다.
이러한 강재의 제조는 우수한 반제품 품질과 뛰어난 압연 기술이 접목되어야 생산이 가능하다.
그러나, 두께 30mm 이상을 갖는 강판의 경우에는 두께 중심부의 조직을 미세화시키는 것이 쉽지 않고, 이를 위해 압연공정 중 가속냉각을 강화하는 경우, 표면의 조직이 마르텐사이트 등의 경질조직으로 변태하여 충분한 연신율을 확보하는 것이 어렵다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0071619호(2012.07.03 공개)에 개시된 용접후열처리 특성이 우수한 고강도 라인파이프 강판 및 그 제조 방법이 있다.
본 발명의 목적은 합금 성분 조절 및 공정 조건 제어를 통하여 강도 및 저온 DWTT 특성이 우수한 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판 제조 방법은 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1100℃ 이상에서 재가열하는 단계; 재가열된 판재를 오스테나이트 재결정영역에서 1차 압연하는 단계; 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정영역에서 2차 압연하는 단계; 및 2차 압연된 판재를 450 ~ 500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하고, 상기 1차 압연 및 2차 압연은 각각 복수의 압연패스에서 수행되며, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스에서 또는 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스에서 강압하가 수행되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 1차 압연은 50 ~ 60%의 압하율로 수행되되, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스의 최소압하율이 합이 40% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차 압연은 65 ~ 75%의 압하율로 수행되되, 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스의 최소압하율이 합이 30% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차 압연은 압연종료온도 840 ~880℃ 조건으로 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉각은 18 ~ 25℃/sec의 평균냉각속도로 수행되는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강판은 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지며, 인장강도 580MPa 이상 및 -40℃ DWTT 연성 파면율 85% 이상인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 강판은 애시큘라 페라이트(accicular ferrite), 폴리고날 페라이트(polygonal ferrite) 및 베이나이트(bainite)를 포함하는 복합 조직을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 강판 및 그 제조 방법에 의하면, 탄소 및 망간 함량을 낮추고, 인과 황의 함량을 극저로 관리함으로써 우수한 품질의 슬라브를 이용할 수 있다.
아울러, 본 발명의 경우, 슬라브 재가열 온도를 1,100℃ 이상으로 함으로써 충분한 재가열을 통하여 Nb계 석출물인 NbC, NbN이 충분히 고용될 수 있도록 하였다. 충분히 고용된 Nb 석출물은 강도를 증가 시킬 뿐만 아니라, 강 내에 고용되어 입계에 미세하게 석출됨으로써, 높은 재가열 온도로 인한 오스테나이트 결정립 사이즈가 성장하는 것을 억제하는 피닝 효과(Pinning effect)를 부여할 수 있다. 이러한 효과를 통해 오스테나이트 결정립 사이즈를 감소시킴으로써 저온 DWTT 특성 향상이 가능하다.
또한, 본 발명의 경우, 압연시 충분한 패스당 압하율을 부여함으로써, 두께 중심부까지 미세하고 균일한 조직을 형성시킴으로써 강도 및 저온 DWTT 특성이 우수한 강판을 제조할 수 있다.
도 1은 실시예 시편 1~4의 수소유기균열 테스트 스캔 이미지를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 시편 1~4의 -40℃ DWTT 파면 사진 및 연성 파면율을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 시편 1~4의 중심부 미세조직을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 시편 1~4의 -40℃ DWTT 파면 사진 및 연성 파면율을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 시편 1~4의 중심부 미세조직을 나타낸 것이다.
본 발명의 특징과 이를 달성하기 위한 방법은 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해진다. 그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하기 위함이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의될 뿐이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 강판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
강판
본 발명에 따른 강판은 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004%를 포함하고, 나머지가 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다.
탄소(C)
탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가된다.
상기 탄소(C)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.03 ~ 0.06 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 탄소(C)의 함량이 0.03 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.06 중량%를 초과할 경우에는 인성 저하를 야기할 수 있으며, 전기저항용접(ERW)시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있다.
실리콘(Si)
실리콘(Si)은 강 중 탈산제로 작용하며, 강도 확보에 기여한다.
상기 실리콘(Si)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.2 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)의 함량이 0.2 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.3 중량%를 초과할 경우에는 강판의 인성 및 용접성이 열화되는 문제가 있다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 인성을 열화시키지 않고 강도를 향상시키는데 유용한 원소이다.
상기 망간(Mn)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 1.1 ~ 1.3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간(Mn)의 함량이 1.1 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 1.3 중량%를 초과할 경우에는 템퍼 취화(Temper Embrittlement) 감수성을 증대시키는 문제점이 있다.
인(P)
인(P)은 시멘타이트 형성을 억제하고, 강도를 증가시키는 역할을 한다. 다만, 인(P)이 다량 첨가될 경우 용접성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석(slab center segregation)에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 인(P)의 함량을 강판 전체 중량의 0.08 중량% 이하로 제한하였다.
황(S)
황(S)은 강의 인성 및 용접성을 저해한다. 특히, 황(S)은 망간(Mn)과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있다.
이에, 본 발명에서는 황(S)의 함량을 강판 전체 중량의 0.0008 중량% 이하로 제한하였다.
알루미늄(Al)
알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.
상기 알루미늄(Al)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.02 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.02 중량% 미만일 경우에는 상기의 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 비금속 개재물인 Al2O3를 형성하여 저온 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.
구리(Cu)
구리(Cu)는 니켈(Ni)과 함께 강의 경화능 및 저온 충격인성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 구리(Cu)는 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.2 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 구리(Cu)의 함량이 0.2 중량% 미만일 경우에는 구리의 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 구리(Cu)의 함량이 0.3 중량%를 초과할 경우에는 고용 한도를 초과하기 때문에 더 이상의 강도 증가에 기여하지 못하며, 적열취성을 유발하는 문제가 있다.
니오븀(Nb)
니오븀(Nb)은 고온에서 탄소(C) 및 질소(N)와 결합하여 니오븀계 석출물을 형성한다. 이러한 니오븀계 석출물은 강도 향상 및 피닝 효과를 통하여 결정립 성장을 억제하여 결정립을 미세화시킴으로써 강판의 강도와 저온 DWTT 특성을 향상시킨다.
니오븀(Nb)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.04 ~ 0.05 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 니오븀(Nb)의 함량이 0.04 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 니오븀(Nb)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 강판의 용접성을 저하시키며, 강도와 저온인성은 더 이상 향상되지 않고 페라이트 내에 고용된 상태로 존재하여 오히려 충격인성을 저하시킬 위험이 있다.
니켈(Ni)
니켈(Ni)은 소입성을 향상시키면서 인성 개선에 유효한 원소이다.
상기 니켈(Ni)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.2 ~ 0.3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 니켈(Ni)의 함량이 0.2 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 미미하다. 반대로, 니켈(Ni)의 함량이 0.3 중량%를 초과할 경우에는 강판의 가공성을 저하시키며, 제조 비용을 상승시키는 문제가 있다.
크롬(Cr)
크롬(Cr)은 강도를 확보하기 위해 첨가되는 유효한 원소이다. 또한, 상기 크롬(Cr)은 담금질성을 증가시키는 역할을 한다.
크롬(Cr)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.15 ~ 0.25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 0.25 중량%를 초과할 경우에는 용접성이나 열영향부(HAZ) 인성을 저하시키는 문제점이 있다.
몰리브덴(Mo)
몰리브덴(Mo)은 치환형 원소로써 고용강화 효과로 강의 강도를 향상시킨다. 또한, 몰리브덴(Mo)은 강의 경화능을 향상시키는 역할을 한다.
상기 몰리브덴(Mo)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.1 ~ 0.2 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 몰리브덴 첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.2 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 더 이상의 효과 없이 제조비용만을 상승시키는 요인으로 작용하므로, 경제적이지 못하다.
티타늄(Ti)
티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 TiC 석출물을 생성시킴으로써, 용접시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부의 조직을 미세화시킴으로써 열연 강판의 인성 및 강도를 향상시키는 효과를 갖는다.
상기 티타늄(Ti)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.005 ~ 0.015 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.005 중량% 미만일 경우에는 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.015 중량%를 초과할 경우에는 조대한 석출물을 생성시킴으로써 강의 저온충격 특성을 저하시키며, 더 이상의 첨가 효과 없이 제조 비용을 상승시키는 문제가 있다.
바나듐(V)
바나듐(V)은 석출물 형성에 의한 석출강화 효과를 통하여 강의 강도를 향상시키는 역할을 한다.
상기 바나듐(V)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.045 ~ 0.055 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 바나듐(V)의 함량이 0.045 중량% 미만일 경우에는 바나듐 첨가에 따른 석출강화 효과가 불충분하다. 반대로, 바나듐(V)의 함량이 0.055 중량%를 초과할 경우에는 저온 충격인성이 저하되는 문제점이 있다.
칼슘(Ca)
칼슘(Ca)은 CaS 개재물을 형성시킴으로써 MnS 개재물의 생성을 방해함으로써, 전기저항 용접성을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된다. 즉, 칼슘(Ca)은 망간(Mn)에 비하여 황과의 친화도가 높으므로 칼슘의 첨가시 CaS 개재물이 생성되고 MnS 개재물의 생성은 감소한다. 이러한 MnS는 열간압연 중에 연신되어 전기저항 용접(ERW)시 후크 결함 등을 유발함으로 전기저항 용접성이 향상될 수 있다.
상기 칼슘(Ca)은 본 발명에 따른 강판 전체 중량의 0.001 ~ 0.004 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. 칼슘(Ca)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 상기의 MnS 제어 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 칼슘(Ca)의 함량이 0.004 중량%를 초과할 경우에는 CaO 개재물의 생성이 과도해져 연주성 및 전기저항 용접성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 강판은 상기의 합금성분 및 후술하는 공정 제어를 통하여, 최종 미세조직이 애시큘라 페라이트(accicular ferrite), 폴리고날 페라이트(polygonal ferrite) 및 베이나이트(bainite)를 포함하는 복합 조직을 가질 수 있다.
기계적 특성 측면에서, 본 발명에 따른 강판은 인장강도 580MPa 이상 및 -40℃ DWTT 연성 파면율 85% 이상을 나타낼 수 있다.
강판 제조 방법
본 발명에 따른 강판 제조 방법은 슬라브 재가열 단계, 1차 압연 단계, 2차 압연 단계 및 냉각 단계를 포함한다.
슬라브 재가열 단계에서는 전술한 합금 조성을 갖는 슬라브 판재를 1100℃ 이상에서 재가열한다.
슬라브 재가열 단계에서 슬라브 재가열 온도(SRT)는 1100℃ 이상인 것이 바람직하고, 1100~1170℃인 것이 보다 바람직하다. 슬라브 재가열 온도가 1100℃ 이상인 경우, 충분한 재가열을 통하여 Nb계 석출물인 NbC, NbN이 충분히 고용될 수 있고, 고용된 Nb계 석출물은 강도 향상 뿐만 아니라 피닝 효과를 통해 높은 재가열 온도로 인한 오스테나이트 결정립 사이즈가 성장하는 것을 억제한다. 이를 통해, 오스테나이트 결정립 사이즈를 감소시킴으로써 저온 DWTT 특성을 향상시킬 수 있다.
1차 압연 단계에서는 재가열된 판재를 오스테나이트 재결정영역에서 1차 압연한다. 1차 압연의 누적 압하율은 50 ~ 60%인 것이 바람직하다. 1차 압연의 누적 압하량이 50% 미만인 경우, 결정립 사이즈 증가와 더불어 2차 압연시 압연 부하 증대로 인하여 저온 DWTT 특성 학보가 어려워질 수 있다. 반대로, 1차 압연의 누적 압하율이 60%를 초과하는 경우, 오스테나이트 미재결정 영역에서 수행되는 2차 압연의 압하율이 상대적으로 낮아 결정립 미세화가 어려워질 수 있다.
2차 압연 단계에서는 1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정영역에서 2차 압연한다. 2차 압연의 누적 압하율은 대략 65 ~ 75%가 될 수 있다.
이때, 2차 압연은 압연종료온도(FRT) 840 ~880℃ 조건으로 수행되는 것이 바람직하다. 압연종료온도가 840℃ 미만일 경우에는 이상역 압연이 발생하여 균일하지 못한 조직이 형성될 수 있다. 반대로, 압연 종료 온도가 880℃를 초과할 경우에는 중심부 미세조직의 미세화가 어렵다.
한편, 본 발명의 발명자들은 오랜 연구 결과, 1차 압연의 마지막 2패스 및 2차 압연의 최초 2패스에서 강압하를 적용할 때 두께 중심부 조직이 충분히 미세화되는 것을 알아내었다. 이에 본 발명에서는, 1차 압연 및 2차 압연은 각각 복수의 압연패스에서 수행되며, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스에서 또는 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스에서 강압하가 수행된다. 이를 통하여, 중심부 조직의 미세화가 가능하여, 저온 DWTT 특성을 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스의 압하율이 합이 40% 이상인 것이 바람직하고, 40~50%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스의 압하율이 합이 30% 이상인 것이 바람직하고, 30~40%인 것이 보다 바람직하다. 이러한 1차 압연의 마지막 2패스 압하율 및 2차 압연의 최초 2패스 압하율 조절을 통하여, 중심부에까지 충분한 압하력이 전달되어, 두께방향으로 균일하면서도 미세한 중심부 조직을 확보할 수 있다.
다음으로, 냉각 단계에서는 2차 압연된 판재를 450 ~ 500℃까지 냉각한다.
냉각종료온도(FCT)가 450℃ 미만일 경우에는 제조비용이 증가하며, 저온 조직이 생성되어 강도 확보에는 유리하나, 저온 인성에 취약해지는 문제가 있다. 반대로, 냉각종료온도가 500℃를 초과할 경우에는 베이나이트 조직의 분율 확보가 어려워 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다.
또한, 냉각은 18 ~ 25℃/sec의 평균냉각속도로 수행되는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 18℃/sec 미만일 경우에는 충분한 강도 및 인성 확보가 어렵다. 반대로, 냉각 속도가 25℃/sec를 초과할 경우에는 냉각 제어가 어려우며, 과도한 냉각으로 강판의 형상에 불리할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 시편의 제조
표 1에 기재된 합금성분을 포함하는 슬라브 판재를 표 2에 기재된 공정 조건으로 재가열, 1차 압연, 2차 압연 및 냉각하여 시편 1~4를 제조하였다.
[표 1] (단위 : 중량%)
[표 2]
2. 기계적 물성 평가
표 3은 시편 1~4의 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
DWTT 보증온도는 DWTT 연성 파면율이 85% 이상인 온도를 의미한다.
수소유기균열(HIC) 등급은 도 1에 도시된 각 시편의 수소유기균열 테스트 스캔 이미지를 통하여 평가하였다.
[표 3]
표 3을 참조하면, 시편 1~4의 경우, 강도 및 연신율에서는 비슷한 경향을 나타내었으나, DWTT 보증온도가 시편 1의 경우 -40℃로 매우 낮았으나, 시편 2~4이 경우 상대적으로 높게 나타났다.
도 2는 실시예 시편 1~4의 -40℃ DWTT 파면 사진 및 연성 파면율을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 시편 1의 경우 -40℃ DWTT 연성 파면율이 95%로서 -40℃에서 DWTT 보증이 가능하나, 시편 2~4의 경우 -40℃ DWTT 연성 파면율이 85%에 미치지 못하였다.
도 3은 실시예 시편 1~4의 중심부 미세조직을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 시편 1의 경우, 중심부 미세조직이 시편 2~4에 비하여 보다 미세한 것을 볼 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 1차 압연 마지막 2패스 및 2차 압연 최초 2패스에 강압하를 적용한 결과라 볼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
S110 : 슬라브 재가열 단계
S120 : 1차 압연 단계
S130 : 2차 압연 단계
S140 : 냉각 단계
S120 : 1차 압연 단계
S130 : 2차 압연 단계
S140 : 냉각 단계
Claims (7)
- 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 슬라브 판재를 1100℃ 이상에서 재가열하는 단계;
재가열된 판재를 오스테나이트 재결정영역에서 1차 압연하는 단계;
1차 압연된 판재를 오스테나이트 미재결정영역에서 2차 압연하는 단계; 및
2차 압연된 판재를 450 ~ 500℃까지 냉각하는 단계;를 포함하고,
상기 1차 압연 및 2차 압연은 각각 복수의 압연패스에서 수행되며, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스에서 또는 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스에서 강압하가 수행되는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 1차 압연은 50 ~ 60%의 누적 압하율로 수행되되, 1차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 마지막 2개의 압연패스의 압하율이 합이 40% 이상인 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 2차 압연은 65 ~ 75%의 누적 압하율로 수행되되, 2차 압연이 실시되는 복수의 압연패스 중 최초 2개의 압연패스의 압하율이 합이 30% 이상인 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 2차 압연은 압연종료온도 840 ~880℃ 조건으로 수행되는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 냉각은 18 ~ 25℃/sec의 평균냉각속도로 수행되는 것을 특징으로 하는 강판 제조 방법.
- 중량%로, C : 0.03 ~ 0.06%, Si : 0.2 ~ 0.3%, Mn : 1.1 ~ 1.3%, P : 0.08 이하, S : 0.0008% 이하, Al : 0.02 ~ 0.05%, Cu : 0.2 ~ 0.3%, Nb : 0.04 ~ 0.05%, Ni : 0.2 ~ 0.3%, Cr : 0.15 ~ 0.25%, Mo : 0.1 ~ 0.2%, Ti : 0.005 ~ 0.015%, V : 0.045 ~ 0.055%, Ca : 0.001 ~ 0.004% 및 나머지 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지며,
인장강도 580MPa 이상 및 -40℃ DWTT 연성 파면율 85% 이상인 것을 특징으로 하는 강판.
- 제6항에 있어서,
상기 강판은 애시큘라 페라이트(accicular ferrite), 폴리고날 페라이트(polygonal ferrite) 및 베이나이트(bainite)를 포함하는 복합 조직을 갖는 것을 특징으로 하는 강판.
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