KR20160104077A

KR20160104077A - 내충돌성이 우수한 강재 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160104077A
Application number: KR1020167022453A
Authority: KR
Inventors: 미노루 스와; 나오키 나카타; 코이치 나카시마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2016-09-02
Also published as: EP2787098B1; KR20140091745A; EP2787098A1; JP2013136829A; JP5953952B2; CN103958716B; EP2787098A4; CN103958716A; WO2013080398A1

Abstract

충돌시의 에너지 흡수능을 증가시키는 것이 가능한 내(耐)충돌성이 우수한 강재(鋼材) 및 그의 제조 방법을 제공한다.
강 조성이 Ceq≤0.36％를 충족시키고, 조직이 페라이트상(相)과 경질상으로 이루어지고, 상기 페라이트상의 체적분율이 판두께 전체에서 75％ 이상, 경도가 Hv 140 이상 160 이하, 평균 결정 입경이 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재이다.

Description

내충돌성이 우수한 강재 및 그의 제조 방법{STEEL MATERIAL WITH EXCELLENT CRASHWORTHINESS AND MANUFACTURING PROCESS THEREFOR}

본 발명은, 선박 등의 대형 구조물에 사용되는 강재(鋼材) 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 선박의 충돌시 등의 손해 억제에 효과가 있는 높은 균일 연신율(uniform elongation)을 갖는, 내(耐)충돌성(collision energy absorbability)이 우수한 강재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 대형 탱커의 좌초나 충돌에 의한 기름 유출(outflow of oil)에 따른 환경 오염(environmental contamination)이 문제가 되고 있다. 이들 사고에 의한 기름 유출을 방지하기 위해, 선각(船殼)의 이중 구조화(double hull) 등의 선체(船體) 구조면에서의 대처는 행해지고 있지만, 선체용 강재에 대해서는 충분한 대응책이 검토되고 있지 않다. 그 중에서도, 선체용 강재면에서의 대처로서, 충돌시의 에너지를 강재 자체에 많이 흡수시키는 것이 제안되고 있지만, 아직 충분한 실용 단계에는 도달하지 않았다.

충돌시의 에너지 흡수 능력을 향상시키는 방법으로서는, 강판의 조직을 페라이트(ferrite) 주체로 하고, 또한 페라이트상(phase)을 강화하는 기술이 특허문헌 1에 제안되고 있다. 이 기술은, 페라이트 분율 F(volume fraction of ferrite F)가 80％ 이상이고, 또한 페라이트의 경도 H(hardness of ferrite H)에 대해서는 하한값(H≥400－2.6×F)을 규정하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 강판의 표리층(surface and back layers)에 잔류 γ상(retained gamma phase)을 포함시키는 기술이 특허문헌 2에 제안되고 있다. 이 기술은, C, Si, Mn, Al을 함유하고, 추가로 필요에 따라서 강화 원소를 함유하고, 강판의 적어도 판두께의 1/8 이상의 표리층에 면적률로 1.0∼20％의 잔류 γ를 포함한다는 것이다.

이들 기술에 있어서는, 충돌시의 에너지 흡수(energy absorbability of a collision)를, 강재의 강도(항복 응력(yield stress)과 파단 응력(rupture stress)의 평균)와 전(全) 연신율(total elongation)의 곱으로서 평가하고 있다. 그 때문에, 강도와 전 연신율의 양자의 향상에 의해 흡수 에너지의 증가를 도모하고 있다.

이들 외에, 특허문헌 3에는, 강판 금속 조직 중의 페라이트상의 체적분율(상분율)(volume fraction of ferritic phase)을 판두께 중앙부에서 70％ 이상, 판두께 표층부에서 50％ 이상으로 하고, 균일 연신율을 증가시킴으로써, 내충돌성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 4에, 강판의 전금속 조직에 차지하는 페라이트의 면적분율(area fraction of ferrite occupied in the whole structure)을 90％ 이상, 그 평균 페라이트 입경(average ferrite grain size)을 3∼12㎛, 최대 페라이트 입경(maximum ferrite grain size)을 40㎛ 이하, 제2상의 평균 원 상당 지름(average diameter equivalent to a circle)을 0.8㎛ 이하로 하고, 균일 연신율과 파단 응력의 곱을 크게 함으로써, 충돌 흡수성을 향상시키는 기술이 제안되고 있다.

일본특허공보 제3434431호 일본특허공보 제3499126호 일본특허공보 제3578126호 일본공개특허공보 제2007-162101호

상기의 특허문헌 1과 특허문헌 2에서 이용되고 있는 전 연신율에 의한 흡수 에너지의 평가는, 반드시 선체 구조의 안전성의 평가로 연결된다고는 할 수 없고, 내충돌성을 의논하는 경우에는 적합하지 않다. 즉, 인장 시험에 있어서의 표점(標点) 거리와는 비교가 안되는 장대한 스팬(span)으로 방요재(stiffener)에 지지되고 있는 선체 외판의 연신 변형을 평가하려면, 시험편 형상의 영향을 받는 국부 연신율(local elongation)을 포함한 전 연신율의 평가는 적합하지 않다. 그래서, 충돌시의 흡수 에너지를 생각하는 경우에는, 선체 외판의 연신 특성과 상관이 높다고 판단되는 균일 연신율로 평가할 필요가 있다.

예를 들면, 특허문헌 1의 기술에서는, 페라이트 입경이 5㎛ 이하이고, 페라이트의 경도는 실시예(동(同) 문헌, 표 2)에서는 Hv 160∼190으로 높게 되어 있다. 그 때문에, 전 연신율(동 표의 EL)에서도 23∼32％이고, 균일 연신율은 이보다 높아질 수 없기 때문에, 기껏해야 전 연신율의 절반 정도에 그치는 것으로 추정된다.

또한, 특허문헌 2의 기술에서는, 조직에 잔류 γ를 포함하도록 하기 위해, 합금 원소가 많이 첨가되어 있고, 실시예의 강은 탄소 등량(Ceq)이 높거나, Si가 높은 강종으로 되어 있다.

예를 들면 동 문헌의 표 1을 보면, 강종 A에서는 Ceq를 계산하면 약 0.38이고, 강종 B∼F에서는 Si가 0.55∼1.94％로, 모두 높게 되어 있다. 그 때문에, 전반적으로 연성이 낮고, 표층만 잔류 γ에 의해 균일 연신율을 높게 해도, 균일 연신율은 연성이 낮은 부분에서 정해지기 때문에, 균일 연신율을 향상시키는 것이 곤란한 것으로 추측된다.

이들 강종에 대해서는, 인성(toughness) 혹은 용접성에 관한 시험 결과가, 전혀 개시되어 있지 않다. 또한, 동 문헌에서 충격 흡수 에너지라는 것은, 표 2의 EL×YP＋TS/2)이고, 전 연신율과 강도의 곱을 말한다. 그래서, 이들 강종의 재질에 대해서, 통상의 후강판의 재질로부터 생각하면, Si가 높은 강종은 인성이 낮고, Ceq가 높은 강종은 용접성에 문제가 있다고 추측된다.

일반적으로, 선체용 강재에 있어서는 설계상의 요구로부터 필요한 항복 응력이 정해져 있어, 사용하는 부위에 따라서 강재의 강도 등급이 선택되기 때문에 필요 이상의 강도는 특별히 필요시되지 않는다. 또한, 강도를 향상시키기 위해서는, 합금 원소의 첨가 등에 의한 비용 상승이나 용접성의 열화를 발생시키기 때문에, 강도 증가에 의한 흡수 에너지의 향상은 바람직하지 않다.

한편, 특허문헌 3의 기술에서는, 합금 원소 첨가량을 낮게 억제하고, 또한 경도가 낮고 연성이 높은 페라이트상의 조직분율을 높게 함으로써, 균일 연신율의 향상을 도모하고 있다. 그러나, 판두께 표층부의 페라이트상 분율을, 판두께 중앙부와 동일한 정도까지 증가시키는 제조 방법의 개발까지는 이르지 않았다. 또한, 실시예에서는, 판두께가 비교적 작은 25㎜ 이하의 것밖에 개시되어 있지 않다. 판두께가 커짐과 함께 제조시의 제어 냉각(controlled cooling)의 수량(amount of water)과 시간이 증가하기 때문에, 판두께 표층부의 페라이트 분율을 확보하는 것은 현저하게 곤란해진다.

특허문헌 4에서는, 강재의 화학 성분과 금속 조직의 정보는 개시되어 있지만, 제조 방법에 있어서 실용상 불확실한 점이 많다. 즉, 상세한 설명에 기재되어 있는 제조 방법은, 열간 압연, 냉각 후에 재가열을 권장하고 있다. 그러나, 염가이고 또한 대량 생산이 필수인 조선용 강판에서는, 재가열과 같은 프로세스는 생산 비용과 제조 공사 기간의 관점에서 실용화가 염려된다. 또한, 압연 후의 냉각에 있어서는, 판두께 방향의 특성차가 발생하기 쉬운 것은 특허문헌 3에서 시사되어 있지만, 특허문헌 4에 있어서는 고려되어 있지 않고, 실시예의 특성 평가도 판두께 1/4 부위뿐이며, 판두께 표층부의 특성이 개시되어 있지 않다.

이상을 감안하면, 선박의 충돌시의 에너지 흡수 성능이 우수한 강재는, 아직 성능 향상의 필요가 있음과 함께, 제조 가능 판두께 확대의 여지도 있다고 생각할 수 있다. 특히, 판두께 표층부도 포함한 판두께 전체를 고려한 이상적인 금속 미크로 조직의 확립 및 그의 제조 방법의 브레이크 스루(break throuhg)가 필요하다.

본 발명은, 현재 이용되고 있는 강재에 대하여, 합금 원소의 첨가 등에 의한 비용의 증가나, 선체 구조 설계의 변경 없이, 현재 제안되고 있는 강재에 비해 충돌시의 에너지 흡수능을 증가시키는 것이 가능한 내충돌성이 우수한 강재 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 이하와 같다.

본 발명의 강재는, 강도를 저하시키는 일 없이, 균일 연신율을 향상시키기 위해, 연질상(soft phase)인 페라이트와 경질상(hard phase)인 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 등의 2상 이상의 조직으로 이루어지는 강으로 한다. 또한, 이 강재의 조직은, 각각의 상의 기계적 성질을 최적화함과 함께, 그 조합을 최적화하는 것을 기본 방침으로 검토를 행하는 가운데 얻어진 것으로, 이하의 인식에 기초하고 있다.

일반적으로 2상 이상의 조직을 갖는 강에 있어서는, 연질상이 주로 연인성(ductility and toughness) 향상의 역할을 담당하고, 경질상이 주로 강도 향상의 역할을 담당한다. 그래서, 우선 균일 연신율을 향상시키기 위해 연질상인 페라이트상의 성질을 검토했다. 균일 연신율은 연질재일수록 우수한 것은 분명하다. 그러나, 그 외에 경질상이 존재하는 경우는, 양(兩) 상의 차이가 어느 정도 큰 편이 연질상으로의 변형의 집중이 커지고, 균일 연신율에 대한 연질상의 기여가 커진다. 경질상으로서 비교적 강도가 낮은 베이나이트상의 경우, 페라이트상으로의 변형 집중을 크게 하기 위해서는, 페라이트상의 경도를 Hv 160 이하로 하지 않으면 안된다. 또한, 인장 강도 490㎫ 이상으로 하기 위해서는, Hv 140 이상이 필요하다.

또한, 균일 연신율은 결정 입경이 작아질수록 저하되기 때문에, 복상강(dual-phase steel)의 페라이트 결정 입경의 영향을 조사한 결과, 평균 결정 입경이 2㎛ 미만이 되면 급속히 균일 연신율이 저하되는 것을 확인했다. 여기에서, 국부 연신율은 결정 입경의 영향을 비교적 받지 않기 때문에, 결정 입경의 감소에 의한 전연신율의 저하는, 균일 연신율의 저하에 비해 상대적으로 작은 것도 확인했다. 따라서, 이 점에서도, 연성을 평가하는 경우에는, 균일 연신율과 전 연신율을 구별하여 생각할 필요가 있다.

또한, 연질상과 경질상의 비율과 균일 연신율의 관계를 검토한 결과, 페라이트상의 체적분율이 높을수록 균일 연신율의 향상을 볼 수 있었다. 특히 페라이트상 체적분율이 판두께 전체에서 75％ 이상에서, 균일 연신율이 우수한 것을 발견했다. 페라이트상의 경도가 Hv 140 이상 160 이하의 경우에는, 특히 판두께 표층부의 영향도 큰 것을 인식하여, 판두께 전체로서의 페라이트상 체적분율의 증가가 중요하다는 것이 분명해졌다.

이와 같이 페라이트상 체적분율을 소정 비율 확보하려면, 냉각 조건을 적절하게 조절하지 않으면 안된다. 즉, 냉각 공정을 압연 종료시의 오스테나이트상 조직으로부터 페라이트상으로의 변태에 주안을 둔 전단(前段)과, 경질상으로의 변태를 일으키는 후단(後段)으로, 크게 2개로 나눈다.

전단의 냉각에서는, 강판 평균 온도를 페라이트 변태가 비교적 진행하기 어려운 (Ar₃－50)℃ 이상의 온도로부터, 페라이트 변태가 상 평형의 관점에서도, 속도론의 관점에서도(from the viewpoint of ferrite phase transformation based on the phase equilibrium and kinetics) 진행하기 쉬운 (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 강판 평균 온도로 신속하게 냉각하는 것이 이상적이다. 단, 냉각 속도를 빠르게 함에 따라, 강판 판두께 방향에서의 냉각 속도의 차이가 커진다. 그 때문에, 냉각 속도가 빠른 판두께 표층부에서 페라이트 변태를 대신하여 베이나이트나 마르텐사이트 등의 경질상으로의 변태가 일어난다. 그래서, 이 경질상으로의 변태를 억제할 필요가 있다. 강판 표면의 냉각 속도를 100℃/초 이상으로 한 경우, 강판 표면의 온도가 400℃ 미만이 되지 않도록 제어하면, 경질상의 생성을 억제할 수 있다.

또한, 냉각 후에 강판 표면의 온도가 판두께 중앙부의 열에 의해 복열(recuperate)하는 과정에서 페라이트상의 생성이 일어난다. 또한, 판두께가 두꺼운 것 등에 의해, 1회의 냉각으로 강판 평균의 냉각 온도를 (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하로 할 수 없는 경우도 있다. 그 경우에는 냉각을 복수회 반복한다.

한편, 냉각 속도를 느리게 하여 강판 표층부의 경질상의 생성을 억제하는 방법도 생각할 수 있다. 그러나, 냉각에 시간이 걸려 생산 효율을 낮춰 버림과 동시에, 냉각 속도가 100℃/초 미만이면 냉각 속도와 경질상 생성의 상한 온도의 관계도 복잡하게 변화해 버려 제어가 어렵다. 냉각 속도가 100℃/초 이상이면, 400℃ 이하가 되지 않으면 경질상으로의 변태를 억제할 수 있기 때문에, 제어는 용이하다.

상기의 냉각 방법에 의해, 소정의 온도로 냉각한 후에는, 판두께 중앙부의 페라이트 변태를 신속하게 진행시킬 수 있다. 체적상 분율을 75％ 이상으로 하려면 10초 이상의 시간이 필요하다.

다음으로, 경질상을 생성시키는 후단의 냉각에 대해서, 강도에 대한 조직의 영향의 관점에서 검토했다. 강도는, 경질상의 강도와 체적분율에 크게 영향을 받는다. 그러나, 강의 성분 조성이 일정한 경우는, 가령 조직이 변화해도, 제조 조건의 선택에 따라, 임의의 강도를 얻는 제어가 가능한 것을 확인했다.

즉, 경질상의 체적분율이 비교적 큰 경우에는, 압연 후의 냉각 정지 온도를 높게 하거나, 냉각 속도를 낮게 하여 경질상의 강도를 낮게 함으로써, 소정의 강도를 얻는 것이 가능하다.

한편, 경질상의 체적분율이 비교적 작은 경우에는, 압연 후의 냉각 정지 온도를 낮게 하거나, 냉각 속도를 높게 하여 경질상의 강도를 높게 함으로써, 소정의 강도를 얻는 것이 가능하다.

또한, 이러한 강도의 제어는, 경질상의 체적분율이 작은 경우에는, 변태시에 페라이트상으로부터 경질상으로 농화하는 탄소 농도가 높아지고, 경질상이 보다 경화하기 쉬워진다는 원리로부터, 비교적 용이하게 달성된다.

또한, 냉각 속도의 제어 방법은, 소정의 조건을 충족시키면 방랭(air cooling)이라도 상관없지만, 보온하는 경우는 강재 위에 단열 커버를 형성하거나, 냉각 속도를 올리는 경우에는 수냉한다.

마지막으로, 선박 등에 사용되는 강재에 있어서는, 인성도 중요한 기계적 성질 중 하나이다. 본 발명이 대상으로 하고 있는 페라이트 주체의 조직의 강재에 있어서는, 인성은 주로 페라이트 결정 입경의 영향을 받기 때문에, 바람직하게는 결정 입경을 40㎛ 이하로 하는 것이 필요하다. 결정 입경의 제어는, 압연 공정에서 압하율을 일정값 이상으로 하는 것 등에 의해 가능하다.

상기 인식에 기초하는 본 발명의 특징은 이하와 같다.

제1 발명은, 강 조성이 Ceq≤0.36％를 충족시키고, 조직이 페라이트상과 경질상으로 이루어지고, 상기 페라이트상의 체적분율이 판두께 전체에서 75％ 이상, 경도가 Hv 140 이상 160 이하, 평균 결정 입경이 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재이다.

단, Ceq는 하기식 (1)로 나타난다.

Ceq＝C＋Mn/6＋(Cu＋Ni)/15＋(Cr＋Mo＋V)/5 … (1)

단, 원소 기호는 각 원소의 질량％를 나타낸다.

제2 발명은, 판두께 중앙부에 있어서의 페라이트상의 체적분율에 대한 판두께 표층부에 있어서의 페라이트상의 체적분율의 비율이 0.925 이상 1.000 이하인 것을 특징으로 하는 제1 발명에 기재된 내충돌성이 우수한 강재이다.

제３ 발명은, 강 조성으로서, 질량％로, C: 0.05∼0.16％, Si: 0.1∼0.5％, Mn: 0.8∼1.6％, Sol.Al: 0.002∼0.07％를 포함하고, 잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제1 또는 제2 발명에 기재된 내충돌성이 우수한 강재이다.

제４ 발명은, 강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Ti: 0.003∼0.03％를 함유하는 것을 특징으로 하는 제３ 발명에 기재된 내충돌성이 우수한 강재이다.

제５ 발명은, 강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Nb: 0.005∼0.05％를 함유하는 것을 특징으로 하는 제3 또는 제４ 발명에 기재된 내충돌성이 우수한 강재이다.

제6 발명은, 강 조성으로서, 추가로 질량％로, Cr: 0.1∼0.5％, Mo: 0.02∼0.3％, V: 0.01∼0.08％, Cu: 0.1∼0.6％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 제3 내지 제５ 발명 중 어느 하나에 기재된 내충돌성이 우수한 강재이다.

제7 발명은, 강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Ni: 0.1∼0.5％를 함유하는 것을 특징으로 하는 제3 내지 제6 발명 중 어느 하나에 기재된 내충돌성이 우수한 강재이다.

제8 발명은, 제1 발명, 또는, 제3 내지 제7 발명 중 어느 하나에 기재된 강 조성을 갖는 강 소재를 가열 후, Ar₃점 이상 850℃ 이하의 온도역에서 누적 압하율 50％ 이상의 압연을 행한다. 그 후, 전단 냉각을 강재 평균 온도가 (Ar₃－50)℃ 이상부터 개시하고, 강재 표면의 냉각 속도가 100℃/초 이상이고, 강재 표면 온도가 400℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 온도역까지, 1회 또는 2회 이상의 냉각을, 강재 평균 온도가 (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하가 될 때까지 행한다. 그 후, 10초 이상의 방랭을 행하고, 강재 평균 온도 (Ar₃－150)℃ 이상부터 10℃/초 이상의 강재 평균 냉각 속도로 강재 평균 온도가 300℃ 이상 600℃ 이하가 될 때까지 후단 냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재의 제조 방법이다.

단, Ar₃점은 하기식 (2)로 나타난다.

Ar₃＝910－310C－80Mn－20Cu－15Cr－55Ni－80Mo … (2)

단, 원소 기호는 각 원소의 질량％를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 통상의 선체용 강재와 거의 동일한 성분으로, 연질상인 페라이트와 경질상의 2상 이상의 조직으로 이루어지는 강을 이용하여, 각각의 상의 기계적 성질을 최적화하고, 그 조합을 최적화함으로써, 균일 연신율이 높고 내충돌성이 우수한 강재를 얻는 것이 가능하다. 또한, 제조 방법도, 통상의 선체용 강재의 제조 방법과 비교하여, 효율의 저하나, 제어성의 특단의 어려움이 없기 때문에, 효율 좋게 안정된 제조가 가능하다.

그 결과, 현재 이용되고 있는 강재에 대하여 합금 원소의 첨가 등에 의한 비용의 증가 없이, 또한 특별한 제조 설비의 추가 없이, 선박의 충돌시의 에너지 흡수 성능이 우수한 강재가 제공 가능하여, 산업상 그 효과는 매우 크다. 또한, 대형 탱커의 좌초나 충돌에 의한 기름 유출을 방지한다는 관점에서, 환경 보호의 효과도 매우 크다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 본 발명의 각 구성 요건의 한정 이유에 대해서 설명한다.

1. 금속 조직에 대해서

본 발명의 강재는, 통상의 선체용 강재와 거의 동일한 성분이며, 내충돌성이 우수한, 즉 균일 연신성이 우수한 강재이다. 즉, 강도를 저하시키는 일 없이, 균일 연신율을 향상시키기 위해, 연질상인 페라이트와 경질상인 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 등의 2상 이상의 조직으로 이루어지는 강을 이용하여, 각각의 상의 기계적 성질을 최적화함과 함께, 그 조합을 최적화하고 있다.

본 발명의 강재의 조직은, 페라이트상과 경질상으로 이루어진다. 경질상은, 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트 등의 페라이트상에 비해 경도가 높은 조직에 의해 구성된다.

페라이트상 체적분율: 판두께 전체에서 75％ 이상

페라이트상의 체적분율이 높아질수록, 균일 연신율이 향상된다. 금속 조직은 판두께 방향에서 다소 변화하지만, 충분한 균일 연신율을 얻으려면 판두께 전체에서 페라이트상의 체적분율은 75％ 이상으로 하는 것이 필요하다.

또한, 본 발명에서는, 판두께 표층부를 판의 표면으로부터 판두께의 1/10 정도의 깊이까지의 영역으로 한다. 이 판두께 표층부는, 냉각시에 있어서, 판두께 중앙부에 비해 상대적으로 냉각 속도가 빨라져, 경질상이 생성되기 쉬우며, 균일 연신율이 저하되기 쉬운 영역이다. 판두께 전체를 고려한 경우, 분율적으로는 그다지 크지 않아, 특성적으로도 그 영향은 어느 정도는 허용할 수 있지만, 판두께 중앙부와의 특성차가 커지면 영향을 무시할 수 없게 된다. 그 때문에, 판두께 표층부에 대해서도, 이와 같이 페라이트상 체적분율을 확보할 필요가 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 페라이트상 체적분율에 영향을 미치는 주요 인자는 냉각 속도인 점에서, 판두께 전체에서 페라이트상의 체적분율이 본 발명의 범위 내에 있는지 아닌지를 확인하려면, 판두께 방향에서 냉각 속도가 가장 작은 판두께 중앙부와, 판두께 방향에서 냉각 속도가 가장 큰 판두께 표층부에 대해서 페라이트상의 체적분율을 측정하여 확인하면 좋다.

판두께 중앙부에 있어서의 페라이트상의 체적분율에 대한 판두께 표층부에 있어서의 페라이트상의 체적분율의 비율: 0.925 이상 1.000 이하

전술한, 판두께 전체에서의 페라이트상 체적분율의 규정에 더하여, 판두께 중앙부에 있어서의 페라이트상의 체적분율에 대한 판두께 표층부에 있어서의 페라이트상의 체적분율의 비율(이하, 단순히, 체적분율비라고도 칭함)을 0.925 이상 1.000 이하로 하는 것이 바람직하다. 체적분율비를 0.925 이상으로 하면, 판두께 표층부와 판두께 중앙부와의 재질차, 특히 균일 연신율의 차이가 충분히 작아지고, 판두께 방향으로 실질적으로 균질인 조직으로 간주할 수 있게 되기 때문에, 내충돌성의 관점에서 바람직하다. 또한, 체적분율비를 0.935 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 판두께 표층부는, 냉각시에 있어서, 판두께 중앙부에 비해 상대적으로 냉각 속도가 빨라져, 경질상이 생성되기 쉽기 때문에, 판두께 중앙부 쪽이 판두께 표층부보다 페라이트 체적분율이 높아진다. 이 때문에, 체적분율비는 1.000을 상한으로 한다.

페라이트상의 경도: Hv로 140 이상 160 이하

페라이트상의 경도가 낮을수록, 균일 연신율이 향상된다. 페라이트상의 경도가 Hv로 160 이하에서 균일 연신율이 우수하기 때문에, Hv로 160 이하로 한다. 한편, TS 490㎫ 이상의 강도를 얻기 위해, Hv 140 이상으로 한다.

페라이트상의 평균 결정 입경: 2㎛ 이상

페라이트상의 평균 결정 입경이 작을수록, 균일 연신율은 저하된다. 특히 평균 결정 입경이 2㎛ 미만이 되면 균일 연신율이 급격하게 열화하기 때문에, 2㎛ 이상으로 한다. 페라이트상의 평균 결정 입경을 2㎛ 이상으로 함으로써, 높은 균일 연신율을 안정되게 얻을 수 있다. 페라이트상의 평균 결정 입경은, 4㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 페라이트 조직이 과도하게 큰 경우에는, 강이 연질화할 우려가 있기 때문에, 490㎫ 이상의 인장 강도를 안정되게 얻기 위해, 페라이트상의 평균 결정 입경은, 40㎛ 이하인 것이 바람직하다.

2. 성분 조성

본 강재의 성분 조성을 규정한 이유에 대해서 설명한다. 또한, 성분％는, 전부 질량％를 의미한다.

Ceq: 0.36 이하

Ceq는 높을수록 강도가 오르고, 페라이트의 강도도 높아지기 때문에 균일 연신율이 저하되고, 0.36을 초과하면 균일 연신율의 저하가 현저하다. 또한, Ceq는 용접 열영향부의 인성의 지표로, 0.36을 초과한 경우, 대입 열용접(large-heat-input-welding)의 열영향부 인성(HAZ toughness)이 저하된다. 이 때문에, Ceq는 0.36 이하로 한다. 여기에서, Ceq는 하기식 (1)에 의해 구한다.

Ceq＝C＋Mn/6＋(Cu＋Ni)/15＋(Cr＋Mo＋V)/5 … (1)

단, 원소 기호는 각 원소의 질량％를 나타낸다.

C: 0.05∼0.16％

C는 강도를 확보하기 위해 함유한다. 0.05％ 미만에서는 그 효과가 충분하지 않고, 0.16％를 초과하면 페라이트 주체의 조직을 얻을 수 없어 균일 연신율이 저하되기 때문에, C량은 0.05∼0.16％의 범위로 한다.

Si: 0.1∼0.5％

Si는 제강 단계의 탈산재 및 강도 향상 원소로서 함유한다. 0.1％ 미만에서는 그 효과가 불충분하고, 0.5％를 초과하면 연성을 저하시키기 때문에, Si량은 0.1∼0.5％의 범위로 한다.

Mn: 0.8∼1.6％

Mn은 강도를 확보하기 위해 함유한다. 0.8％ 미만에서는 그 효과가 불충분하고, 1.6％를 초과하여 함유하면 페라이트 주체의 조직을 얻을 수 없기 때문에, Mn량은 0.8∼1.6％의 범위로 한다.

Sol.Al: 0.002∼0.07％

Al은 탈산을 위해 함유한다. Sol.Al량으로 0.002％ 미만의 경우는 그 효과가 충분하지 않고, 0.07％를 초과하여 함유하면 강재의 표면 흠집이 발생하기 쉬워지기 때문에, Sol.Al량은 0.002∼0.07％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.01∼0.05％의 범위이다.

이상이 본 발명의 기본 화학 성분이고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 또한, 강도, 인성을 개선하기 위해, Ti, Nb를 선택 원소로서 함유할 수 있다.

Ti: 0.003∼0.03％

인성을 보다 향상시키기 위해, Ti를 함유할 수 있다. Ti는 압연 가열시 혹은 용접시, TiN을 생성하고, 오스테나이트립(粒)을 미세화하여, 모재 인성 그리고 용접 열영향부의 인성을 향상시킨다. 그 함유량이, 0.003％ 미만에서는 그 효과가 충분하지 않고, 0.03％를 초과하여 함유하면 용접 열영향부의 인성을 저하시키기 때문에, Ti를 함유하는 경우는, 그 양은 0.003∼0.03％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 더욱 적합하게는 0.005∼0.02％의 범위이다.

Nb: 0.005∼0.05％

강도를 향상시키기 위해, Nb를 함유할 수 있다. 그 함유량이 0.005％ 미만에서는 그 효과가 충분하지 않고, 0.05％를 초과하면 용접 열영향부의 인성을 저하시키기 때문에, Nb를 함유하는 경우는, 그 양은 0.005∼0.05％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 더욱 적합하게는 0.005∼0.03％의 범위이다.

추가로, 강도를 향상시키기 위해 Cr, Mo, V, Cu의 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.

Cr: 0.1∼0.5％

Cr은, 0.1％ 미만에서는 그 효과가 불충분하고, 0.5％를 초과하면 용접성 및 용접 영향부의 인성이 저하되기 때문에, Cr을 함유하는 경우는 0.1∼0.5％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

Mo: 0.02∼0.3％

Mo는, 0.02％ 미만에서는 그 효과가 불충분하고, 0.3％를 초과하면 용접성 및 용접 열영향부의 인성이 현저하게 저하되기 때문에, Mo를 함유하는 경우는 0.02∼0.3％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

V: 0.01∼0.08％

V는, 0.01％ 미만에서는 그 효과가 불충분하고, 0.08％ 초과에서는 현저하게 인성이 저하되기 때문에, V를 함유하는 경우는 0.01∼0.08％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

Cu: 0.1∼0.6％

Cu는, 0.1％ 미만에서는 그 효과가 충분하지 않고, 0.6％를 초과하여 첨가하면 Cu 균열의 염려가 높아지기 때문에, Cu를 함유하는 경우는 0.1∼0.6％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 더욱 적합하게는 0.1∼0.3％의 범위이다.

또한, 인성을 향상시키기 위해, Ni를 함유할 수도 있다.

Ni: 0.1∼0.5％

Ni의 함유량이 0.1％ 미만에서는 그 효과가 충분하지 않고, 0.5％를 초과하면 강재 비용의 상승이 현저하기 때문에, Ni를 함유하는 경우는 0.1∼0.5％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

3. 제조 조건에 대해서

본 발명에 따른 내충돌성이 우수한 강재는, 이하에 나타내는 제조 조건으로 제조할 수 있다.

우선, 상기한 조성의 용강을, 전로(converter) 등으로 용제하여, 연속 주조 등으로 강 소재(슬라브(slab))로 한다. 이어서, 강 소재를, 900∼1150℃의 온도로 가열하고 나서 열간 압연을 행한다.

양호한 인성을 얻으려면 가열 온도를 낮게 하고, 압연 전의 결정 입경을 작게 하는 것이 유효하다. 가열 온도가 900℃ 미만에서는 압연 하중이 과대하게 되고, 또한, 1150℃ 초과에서는 오스테나이트립이 조대화(粗大化)하여 인성의 저하를 초래할뿐만 아니라, 산화 로스(oxidation loss)가 현저해져 수율이 저하된다. 가열 온도는 900∼1150℃로 함으로써, 안정된 압연이 가능해지고, 또한, 양호한 인성을 얻을 수 있기 때문에, 바람직하다. 인성의 관점에서 보다 바람직한 가열 온도의 범위는 1000∼1100℃이다.

압연 조건: Ar₃점 이상 850℃ 이하의 온도역에서 50％ 이상의 누적 압하율

강 소재를 열간 압연함으로써, 소망하는 판두께의 강판을 제조한다. 열간 압연의 개시 온도에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 후술의 오스테나이트의 미재결정 온도역에서의 압연의 조건 이외에, 압연 조건으로서 특별히 제약을 형성할 필요는 없다. 또한, 후술하는 오스테나이트의 미재결정 온도역에서의 압연에 앞서, 오스테나이트 재결정 조직을 세립화(grain size reduction)·정립화(grain size regulation)해 두기 위해, 오스테나이트 재결정 온도역에 있어서 누적 압하율 30％ 이상의 압연을 실시하는 것이 바람직하다.

압연에 있어서는, 인성을 향상시키기 위해, 오스테나이트의 미재결정 온도역인 Ar₃점 이상 850℃ 이하의 온도역에서 가공 변형을 도입한다. 누적 압하율(cumulative reduction ratio)에 대해서는, 50％ 이상에서, 변태 후의 페라이트 결정 입경이 충분히 미세화하여 인성 향상을 도모할 수 있다. 따라서, 압연 중의 누적 압하율을 Ar₃점 이상 850℃ 이하의 온도역에서 50％ 이상으로 한다. 바람직하게는 55％ 이상이다. 누적 압하율의 상한은 특별히 규정할 필요가 없기는 하지만, 공업적으로는, 80％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, Ar₃점은, 하기식 (2)로 구할 수 있다.

Ar₃＝910－310C－80Mn－20Cu－15Cr－55Ni－80Mo … (2)

단, 원소 기호는 각 원소의 질량％를 나타낸다.

압연 종료 온도는, Ar₃점 이상인 것이 바람직하다. 압연 종료 온도가 Ar₃점을 하회하면 가공 페라이트 조직이 잔존함으로써, 최종적으로 얻어지는 강의 연신율이 저하될 우려가 있기 때문에, 압연 종료 온도는, Ar₃점 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 열간 압연 후의 강판에 대하여, 제1단의 냉각인 전단 냉각을 실시하고, 그 후에 방랭하고, 이어서 제2단의 냉각인 후단 냉각을 실시한다.

방랭 전의 제1단의 냉각인 전단 냉각은, 압연 종료시의 오스테나이트상 조직으로부터 페라이트상으로의 변태에 주안을 둔 것으로, 거기에 계속되는 방랭에 의해, 페라이트상의 체적분율, 경도, 결정 입경을 소정의 것으로 하기 위해 행한다. 이 때문에, 전단 냉각은, 강재 평균 온도가 (Ar₃－50)℃ 이상의 온도로부터 개시하고, 방랭 중에 페라이트 변태가 상 평형의 관점에서도, 속도론의 관점에서도 진행하기 쉽고, 변태의 제어를 행하기 쉬운 (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 온도 범위까지 냉각을 행한다.

전단의 냉각에서는, 강판 평균 온도를 (Ar₃－50)℃ 이상의 온도로부터, (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 강판 평균 온도로 신속하게 냉각하는 것이 이상적이기 때문에, 냉각 속도는 강재 표면 냉각 속도로 100℃/초 이상으로 한다. 단, 냉각 속도를 빠르게 함에 따라, 강판 판두께 방향에서의 냉각 속도의 차이가 커지기 때문에, 냉각 속도가 빠른 판두께 표층부에서 페라이트 변태를 대신하여 베이나이트나 마르텐사이트 등의 경질상으로의 변태가 일어나게 되어 버린다. 그래서, 이 경질상으로의 변태를 억제할 필요가 있으며, 강판 표면의 냉각 속도를 100℃/초 이상으로 한 경우, 전단 냉각의 종료시의 강판 표면의 온도가 400℃ 미만이 되지 않도록 제어하면, 전단 냉각 공정에 있어서의 경질상의 생성을 억제할 수 있다. 냉각 속도가, 강재 표면 냉각 속도로 100℃/초 미만이면, 페라이트 변태와 경질상의 변태가 복잡하게 진행하여 방랭 중의 변태 제어가 어려워지기 때문에, 100℃/초 이상으로 한다. 강재 표면 냉각 속도로 100℃/초 이상의 냉각 속도를 확보하여 소정의 온도역까지 단번에 냉각함으로써, 전단 냉각 후의 방랭 공정에 있어서의 페라이트 변태의 구동력을 증가시킬 수 있어, 당해 방랭 공정에 있어서 생성하는 페라이트상의 체적분율, 경도 및, 결정 입경을, 본원 발명에서 규정하는 것으로 할 수 있다.

전단 냉각의 냉각 방법은, 강판 표면 온도로 400℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 온도역까지 1회 또는 2회 이상의 냉각을 행한다.

이것은, 강판 표면 온도가 400℃ 미만이 되면 경질상으로의 변태가 급격하게 진행되어 버려, 소정의 페라이트상 체적분율을 얻을 수 없게 되고, 한편 (Ar₃－50)℃ 초과에서는 판두께 전체에 대한 냉각 효과가 거의 없어져 버리기 때문이다. 따라서, 전단 냉각의 강판 표면 온도의 조건으로서는, 강판 표면 온도로 400℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 온도역까지 냉각하면, 판두께 전체로의 냉각 효과를 확보하면서, 또한, 강판 표층부에 있어서도 소정의 체적분율의 페라이트상을 얻을 수 있다. 또한, 1회의 냉각으로 강판 평균 온도가 소정의 온도에 도달하지 않는 경우는, 강판 표면을 판두께 중앙부의 열로 복열시킨 후에 반복하여 동일 조건으로 냉각할 수 있다. 여기에서, 강판 표면을 복열시킨 후에 2회째 이후의 냉각을 실시하는 것은, 강판 표층부만이 과잉하게 냉각되는 것을 막기 위해서이며, 이렇게 함으로써, 판두께 중앙부를 포함한 강판 전체의 냉각 거동과 강판 표층부의 냉각 거동과의 밸런스를 잡을 수 있다.

전단 냉각 후의 방랭은, 강재 평균 온도로 (Ar₃－150)∼(Ar₃－50)℃의 온도 범위에서 10초 이상 행한다.

전단 냉각 후의 방랭은, 페라이트상의 체적분율, 경도, 결정 입경을 소정의 것으로 하기 위해 행한다. 방랭 온도역에 대해서는, 강재 평균 온도가 (Ar₃－150)℃ 미만에서는 페라이트 변태를 진행시키는 데에 장시간을 필요로 하고, (Ar₃－50)℃를 초과하는 온도에서는 페라이트의 변태율이 소정의 분율에 도달하지 않는다. 따라서, 방랭 온도역을 강재 평균 온도로 (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하로 한다. 방랭 시간에 대해서는, 10초 미만이면 페라이트 변태가 충분히 진행하지 않기 때문에 소망하는 페라이트상의 분산 제어(페라이트 체적분율: 75％ 이상, 평균 결정 입경: 2㎛ 이상)를 달성할 수 없고, 또한 C의 페라이트상으로부터 오스테나이트상으로의 확산이 충분히 진행하지 않아 페라이트상의 경도가 Hv 160 이하가 되지 않는다. 따라서, 방랭 시간을 10초 이상으로 한다. 이와 같이, 강재 평균 온도로 (Ar₃－150)∼(Ar₃－50)℃의 온도 범위에서 10초 이상의 방랭을 행함으로써, 페라이트상의 체적분율, 경도, 결정 입경을 소정의 것으로 할 수 있다.

또한, 강재의 평균 온도는, 강재의 형상과 표면 온도, 냉각 조건 등이 부여된 경우에, 시뮬레이션 계산 등에 의해 구해진 것을 이용할 수 있다.

제2단의 냉각인 후단 냉각에서는, 강재 평균 온도로 (Ar₃－150)℃ 이상의 온도로부터 10℃/초 이상의 냉각 속도로 300℃∼600℃까지 냉각한다.

제2단의 냉각인 후단 냉각은, 오스테나이트상 조직으로부터 경질상으로의 변태를 일으키게 함으로써 소정의 강도를 확보하기 위해 냉각 개시 온도·냉각 속도·냉각 종료 온도를 제어한다. 냉각 개시 온도는, 낮을수록 강도가 저하되고, 강재 평균 온도가 (Ar₃－150)℃ 미만이 되면 소정의 강도를 얻을 수 없게 되기 때문에, 소정의 강도를 확보할 목적으로 냉각 개시 온도를 (Ar₃－150)℃ 이상으로 한다.

강재 평균 냉각 속도는, 빠를수록 강도가 향상되지만, 강재 평균 냉각 속도로 10℃/초 미만에서는 소정의 강도를 얻을 수 없기 때문에, 소정의 강도를 확보할 목적으로 강재 평균 냉각 속도를 10℃/초 이상으로 한다.

냉각 종료 온도는, 낮을수록 강도가 향상되지만, 300℃ 미만까지 냉각하면 연인성이 열화한다. 반대로, 600℃를 초과하는 온도에서 냉각을 정지하면 소정의 강도를 얻을 수 없기 때문에, 강도와 연인성과의 적정화의 관점에서 냉각 종료 온도를 강재 평균 온도로 300℃ 이상 600℃ 이하로 한다.

실시예 1

이하, 실시예에 대해서 설명한다. 표 1에 실시예에 이용한 공시강(sample steel)의 성분을 나타낸다. 표시하지 않는 잔부는, 철 및 불가피 불순물로 이루어진다. 표 1에 있어서의 강종 A∼H는 본 발명을 만족하는 성분 조성의 강이고, 강종 I는 Ceq가 발명의 범위 외(상한 0.36％ 초과)로 되어 있다.

이들 강 조성을 갖는 주편(cast slab)을 가열 후, 판두께 12∼50㎜의 강판으로 압연하여 여러 가지의 냉각 패턴으로 냉각했다. 표 2에 제조 조건을 나타낸다. 강번(steel Nos.) 1∼10은 본 발명의 성분 조성 및 제조 조건을 만족하는 발명예, 강번 11∼16은 제조 조건 또는 성분 조성이 본 발명 범위로부터 벗어나 있는 비교예이다.

이들 강판의 미크로 조직을 광학 현미경에 의해 관찰하고, 판두께 중앙부, 판두께 표층부의 페라이트상의 체적분율, 페라이트의 결정 입경(평균 결정 입경)을 측정했다. 페라이트상의 경도는, 판두께 중앙부 및 판두께 표층부에 대해서 마이크로 비커스 경도계(하중: 25gf)에 의해 측정하고, 그의 평균값으로 했다.

또한, 기계적 특성으로서, 강도, 균일 연신율, 인성을 구했다. 인장 시험은, 전체 두께의 JIS 1B호 시험편을, 강판의 압연 방향과 직각의 방향으로 채취하여 시험했다. 균일 연신율은, 최대 응력시의 연신으로서 평가했다. 충격 시험은, JIS 4호 표준 시험편을, 압연 방향과 평행하게, 또한 표층 가까이에서(강재의 표면과 시험편의 단면과의 간격이 2㎜이하) 채취하여 시험했다. 인성은, vTrs(취성 연성 전이 온도)에 의해 평가했다.

표 3에 강판의 미크로 조직 및 기계적 특성 등의 시험 결과를 나타낸다.

표 3에 나타내는 바와 같이, 발명예인 강번 1∼10은, 모두 TS(인장 강도)가 520㎫ 이상이고, 균일 연신율이 22％ 이상의 우수한 특성이 얻어지고 있다. 또한, 강번 1∼10의 YS(항복 강도)는 390㎫ 이상, vTrs는 －40℃보다 낮아, 모두 목표 특성으로 하는 YS≥355㎫, TS≥490㎫, 균일 연신율≥20％, vTrs≤0℃를 만족하고 있다.

이에 대하여, 강번 11∼16은 비교예로서, 강번 11은, Ceq가 높아, 제조 조건을 궁리해도, 소정의 특성을 얻을 수 없고, 판두께 표층부의 페라이트상의 체적분율이 작으며, 균일 연신율이 뒤떨어져 있다. 강번 12는, 전단의 냉각 개시 온도가 지나치게 낮기 때문에, 판두께 중앙부 및 판두께 표층부의 페라이트상의 체적분율이 모두 작아지고, 균일 연신율이 뒤떨어져 있다. 강번 13은, 전단 냉각의 규정 냉각 속도(100℃/s이상)에 대하여 냉각 속도가 느리기 때문에, 페라이트상의 체적분율이 작아지고, 균일 연신율이 뒤떨어져 있다.

강번 14는, 전단 냉각의 정지 온도가 지나치게 낮기 때문에, 페라이트상 체적분율이 작아지고, 균일 연신율이 뒤떨어져 있다. 강번 15는, 전단 냉각의 종료 온도가 지나치게 낮기 때문에, 페라이트상 체적분율이 작아지고, 균일 연신율이 뒤떨어져 있다. 강번 16은, 전단 냉각과 후단 냉각 사이의 방랭 시간이 짧았기 때문에, 페라이트상 체적분율이 낮아지고, 균일 연신율이 뒤떨어져 있다.

Claims

강(鋼) 조성이 Ceq≤0.36％를 충족시키고, 조직이 페라이트상(相)과 경질상으로 이루어지고, 상기 페라이트상의 체적분율이 판두께 전체에서 75％ 이상, 경도가 Hv 140 이상 160 이하, 평균 결정 입경이 2㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 내(耐)충돌성이 우수한 강재.
단, Ceq는 하기식 (1)로 나타난다.
Ceq＝C＋Mn/6＋(Cu＋Ni)/15＋(Cr＋Mo＋V)/5 … (1)
단, 원소 기호는 각 원소의 질량％를 나타낸다.
제1항에 있어서,
판두께 중앙부에 있어서의 페라이트상의 체적분율에 대한 판두께 표층부에 있어서의 페라이트상의 체적분율의 비율이 0.925 이상 1.000 이하인 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
강 조성으로서, 질량％로, C: 0.05∼0.16％, Si: 0.1∼0.5％, Mn: 0.8∼1.6％, Sol.Al: 0.002∼0.07％를 포함하고, 잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재.
제3항에 있어서,
강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Ti: 0.003∼0.03％를 함유하는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재.
제3항 또는 제4항에 있어서,
강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Nb: 0.005∼0.05％를 함유하는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Cr: 0.1∼0.5％, Mo: 0.02∼0.3％, V: 0.01∼0.08％, Cu: 0.1∼0.6％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
강 조성으로서, 추가로, 질량％로, Ni: 0.1∼0.5％를 함유하는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재.
제1항 또는 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 강 조성을 갖는 강 소재를 가열 후, Ar₃점 이상 850℃ 이하의 온도역에서 누적 압하율 50％ 이상의 압연을 행하고, 그 후, 전단(前段) 냉각을 강재 평균 온도가 (Ar₃－50)℃ 이상부터 개시하고, 강재 표면의 냉각 속도가 100℃/초 이상이고, 강재 표면 온도가 400℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하의 온도역까지, 1회 또는 2회 이상의 냉각을, 강재 평균 온도가 (Ar₃－150)℃ 이상 (Ar₃－50)℃ 이하가 될 때까지 행하고, 그 후, 10초 이상의 방랭을 행하고, 강재 평균 온도 (Ar₃－150)℃ 이상부터 10℃/초 이상의 강재 평균 냉각 속도로 강재 평균 온도가 300℃ 이상 600℃ 이하가 될 때까지 후단(後段) 냉각을 행하는 것을 특징으로 하는 내충돌성이 우수한 강재의 제조 방법.
단, Ar₃점은 하기식 (2)로 나타난다.
Ar₃＝910－310C－80Mn－20Cu－15Cr－55Ni－80Mo … (2)
단, 원소 기호는 각 원소의 질량％를 나타낸다.