KR20180005745A - Thin steel plate having excellent fatigue properties and production method therefor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 후강판은, 소정의 화학 성분 조성을 충족하는 동시에, 압연 방향에 평행한 종단면에 있어서 강판 표면으로부터 깊이 3㎜의 관찰 위치에서 측정했을 때에, 금속 조직이 하기 (a) 내지 (d)의 요건을 충족하고, 석출물이 하기 (A)의 요건을 충족한다. (a) 금속 조직이 베이나이트 조직과, 잔량부 조직으로 구성되고, 전체 조직 중, 베이나이트 분율이 80면적% 이상이다. (b) 인접하는 결정의 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이가 7㎛ 이하이다. (c) 상기 잔량부 조직의 원 상당 직경이 3.0㎛ 이하이다. (d) 상기 잔량부 조직 중, 펄라이트 분율이 80면적% 이상이다. (A) Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원 상당 직경이 20㎚ 이하인 석출물의 개수가 100개/㎛2 이상이다. The steel sheet according to the present invention satisfies a predetermined chemical composition and is measured at an observation position at a depth of 3 mm from the steel sheet surface in a longitudinal section parallel to the rolling direction, , And the precipitate satisfies the following requirement (A). (a) The metal structure is composed of a bainite structure and a residual portion structure, and the bainite fraction of the whole structure is 80% or more by area. (b) When the crystal grains of bainite are determined based on the diagonal grain boundaries of the adjacent crystals having an azimuth difference of 15 degrees or more, the average length of the crystal grains in the plate thickness direction is 7 mu m or less. (c) The circle-equivalent diameter of the residual portion structure is 3.0 탆 or less. (d) the percentage of pearlite in the remaining part of the structure is 80% by area or more. (A) Nb, Ti, and one the at least one circle-equivalent diameter of less than or equal to the number of 20㎚ precipitate containing 100 of the V / ㎛ 2 Or more.

Description

피로 특성이 우수한 후강판 및 그 제조 방법{THIN STEEL PLATE HAVING EXCELLENT FATIGUE PROPERTIES AND PRODUCTION METHOD THEREFOR} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel plate having excellent fatigue characteristics and a manufacturing method thereof. BACKGROUND OF THE INVENTION < RTI ID = 0.0 &

본 발명은, 주로 선박, 건축물, 교량, 건설기계 등의 구조용 재료로서 사용되는 후강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 인장 강도가 490MPa 이상 650MPa 미만에서 피로 특성이 우수한 후강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel plate used as a structural material of a ship, a building, a bridge, a construction machine, etc., and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a steel sheet having excellent fatigue characteristics at a tensile strength of 490 MPa or more and less than 650 MPa, and a manufacturing method thereof.

선박, 건축물, 교량 및 건설기계 등의 대형 구조물에서는, 구조물의 대형화가 진행되는 한편, 파손이 발생한 경우 손해가 크기 때문에, 그 구조 부재에는 가일층의 신뢰성이 요구되고 있다. 대형 구조물에 있어서의 파손 원인은, 그 대부분이 피로 파괴인 것이 종래부터 알려져 있고, 다양한 내피로 파괴 기술이 개발되어 왔지만, 현재도 피로 파괴가 원인으로 파손에 이른 사례는 적지 않다.In large structures such as ships, buildings, bridges, and construction machines, the structures are becoming larger in size, and in the case of breakage, the damage is large. Therefore, reliability of the structural members is required. It has been conventionally known that most of the causes of breakage in large structures are fatigue fractures, and a variety of endothelial fracture techniques have been developed. However, there are still a few cases where breakage has been caused by fatigue fracture.

일반적으로, 대형 구조물의 피로 손상이 발생하기 쉬운 부위에서는, 구조적인 궁리를 실시함으로써 응력 집중이 완화되어 왔지만, 이러한 구조에서는 부재의 추가나 고강도 강재의 사용에 의해 제조 비용이 상승하는 경우가 많다. 그로 인해, 강재 자체의 피로 특성 자체를 향상시키는 기술이 요구되고 있다.In general, stress concentration has been alleviated by structural devising in areas where fatigue damage is likely to occur in large structures. However, in such structures, manufacturing costs are often increased by the addition of members or the use of high strength steels. Therefore, there is a demand for a technique for improving the fatigue characteristics of the steel itself.

예를 들어 비특허문헌 1에서는, 피로 특성에 부여하는 각종 영향 인자의 효과가 개시되어 있고, 고용 강화, 석출 강화, 결정립 미세화 및 제2상 강화에 의해 피로 특성은 향상되지만, 전위 강화에서는 가동 전위의 증가를 수반하기 때문에 피로 특성의 향상은 얻어지기 어렵다고 되어 있다. 피로 파괴의 과정은, (1) 반복 부하가 가해져 균열이 발생할 때까지의 과정과, (2) 발생한 균열이 진전해서 파단에 이르기까지의 과정으로 나눌 수 있다. 전술한 피로 특성의 향상 인자 중, 상기 (1)의 과정에서는 전위의 축적을 억제하는 것이 효과적이며, 고용 강화나 석출 강화, 결정립 미세화 등이 유효하다고 생각된다. 한편, 상기 (2)의 과정에서는, 균열의 진전을 방해하는 것이 효과적이기 때문에, 결정립 미세화나 제2상 강화가 효과적이라고 생각된다.For example, Non-Patent Document 1 discloses the effects of various influencing factors imparted to fatigue characteristics, and fatigue characteristics are improved by solid solution strengthening, precipitation strengthening, grain refinement, and second phase strengthening. In dislocation strengthening, however, It is difficult to obtain an improvement in fatigue characteristics. The process of fatigue failure can be divided into (1) the process until cracks are generated due to repetitive loading, and (2) the process from failure to crack propagation. Among the improvement factors of the fatigue characteristics described above, it is effective to suppress the accumulation of dislocations in the process of the above (1), and it is considered that solid solution strengthening, precipitation strengthening, grain refinement, etc. are effective. On the other hand, in the process (2), since it is effective to inhibit the progress of the crack, it is considered that the grain refinement and the second phase strengthening are effective.

한편, 특허문헌 1에는, 미세한 페라이트와 경질 마르텐사이트의 2상 조직으로 하여, 그 경도 차를 규정함으로써 균열 진전 속도를 억제하고, 균열 발생 후의 피로 수명을 향상시키는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이 기술에서는, 켄칭 처리에 의해 다량의 전위가 도입되는 것 외에, 제2상이 오스테나이트부터 마르텐사이트로 변태할 때에도 다시 전위가 도입되기 때문에, 균열 발생까지의 수명이 저하되는 것을 용이하게 상상할 수 있으며, 전체 수명을 안정적으로 향상시키는 것은 곤란하다. 또한, Nb나 V의 첨가에 의해 탄질화물의 석출을 기대하고 있지만, 켄칭 처리와 같이 급속하게 냉각을 행하는 경우에는, 이러한 석출물을 안정되게 확보하여, 석출 강화에 의한 피로 특성 향상을 얻는 것은 곤란하다.On the other hand, Patent Document 1 proposes that a two-phase structure of fine ferrite and hard martensite is defined and the difference in hardness is specified to suppress the crack propagation speed and to improve the fatigue life after cracking. However, in this technique, it is easy to imagine that not only a large amount of potential is introduced by the quenching treatment but also the potential is introduced again even when the second phase is transformed from austenite to martensite. And it is difficult to stably improve the overall service life. It is also expected to precipitate carbonitrides by the addition of Nb and V. However, in the case of rapid cooling as in the quenching treatment, it is difficult to obtain such precipitates stably and to obtain improved fatigue characteristics by precipitation strengthening .

특허문헌 2에는, 강 조직을 미세한 페라이트와 베이나이트의 혼합 조직으로 함으로써, 균열 진전 속도를 저하시키는 기술이 제안되어 있다. 이 기술을 사용함으로써 피로 파괴에 있어서도 균열 발생 후의 피로 수명을 향상시키는 것을 기대할 수 있지만, 균열 발생까지의 피로 특성에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않아, 대폭적인 피로 특성의 향상은 기대할 수 없다.Patent Document 2 proposes a technique of reducing the crack propagation speed by making a steel structure of a mixture of fine ferrite and bainite. By using this technique, it is expected that fatigue life after crack generation can be improved even in fatigue fracture. However, no consideration is given to the fatigue characteristics until the occurrence of cracks, and improvement in fatigue characteristics can not be expected.

특허문헌 3에는, 페라이트 조직 중에 탄화물을 석출시킴으로써 피로 강도를 향상시키는 것이 제안되어 있다. 그러나, 균열 발생 후의 피로 특성에 대해서는 기재가 없고, 게다가 박강판을 대상으로 한 것이므로, 인성 등 대형 구조물에 필요한 다른 특성을 충족시키는 것은 곤란하다.Patent Document 3 proposes to improve fatigue strength by depositing carbide in a ferrite structure. However, since fatigue characteristics after cracking are not described, and since they are intended for thin steel sheets, it is difficult to satisfy other properties required for large structures such as toughness.

본 발명자들은, 피로 파괴에 이르기까지의 전체 수명에 대해서, 균열 발생까지의 전단 수명과, 균열 발생 후에서 파단에 이르기까지의 후단 수명의 비율에 대해서 조사했다. 그 결과, 피로 파괴에 이르기까지의 전체 수명 가운데 균열 발생까지의 전단 수명이 약 5할을 차지하고 있고, 응력 수준을 내려 전체 수명이 길어짐에 따라, 균열 발생까지의 전단 수명이 차지하는 비율이 증가하는 것이 판명되었다. 이러한 것으로부터, 피로 파괴에 이르기까지의 전체 수명을 길게 하기 위해서는, 균열 발생 후의 피로 특성은 물론, 균열 발생까지의 피로 특성을 향상시킬 필요가 있다. 특히, 피로 한도 부근에서는, 균열 발생까지의 전단 수명의 비율이 많아지는 경향이 있다.The inventors of the present invention investigated the total life time until fatigue failure and the ratio of the shear lifetime up to the generation of cracks and the life of the rear end up to failure after the occurrence of cracks. As a result, the shear lifetime until the occurrence of cracks accounts for about 50% of the entire life span to the fatigue failure, and the ratio of the shear lifetime until the occurrence of cracks increases as the stress level is lowered Proved. From this, it is necessary to improve not only the fatigue characteristics after the occurrence of cracks but also the fatigue characteristics until the occurrence of cracks, in order to prolong the overall service life to fatigue failure. Particularly, in the vicinity of the fatigue limit, there is a tendency that the ratio of the shear lifetime until the occurrence of cracks increases.

전술한 바와 같이, 대형 구조물에서는 피로 특성을 향상시키는 기술이 요구되고 있지만, 아울러 균열 진전 속도를 저하시키는 기술(균열 진전 특성을 향상시키는 기술)이 요구되고 있다. 그것은 만일 피로 균열이 발생한 경우라도, 균열 진전 속도가 낮으면 파괴에 이르기까지 손상 부위를 발견하여, 보수하는 것이 가능하기 때문이다. 그로 인해, 강재 자체의 피로 특성(피로 강도)을 향상시킴과 함께, 피로 균열 진전 특성을 향상시키는(피로 균열의 진전 속도를 저하시키는) 강판이 요구되고 있다.As described above, although a technique for improving the fatigue characteristic is required in a large structure, a technique for reducing the crack propagation speed (a technique for improving crack propagation characteristics) is required. This is because, even if a fatigue crack occurs, if the crack propagation speed is low, it is possible to repair and repair the damaged part until reaching failure. Therefore, there is a demand for a steel sheet which improves the fatigue characteristics (fatigue strength) of the steel itself and improves the fatigue crack growth characteristics (decreases the rate of advance of fatigue cracks).

또한, 전술한 피로 특성의 균열 진전은, 균열 발생 직후의 특히 균열의 길이가 짧은 영역이며, 그 때문에 표층으로부터 채취한 시험편으로 평가를 행할 필요가 있었다. 한편, 균열 진전 특성에 있어서의 균열 진전은 균열이 성장하여, 안정적으로 진전하는 영역(소위 긴 균열)이며, 표층이 아니라 강재 내부의 조직의 영향을 받는다. 그로 인해, 피로 특성 외에 균열 진전 특성에도 우수한 강판을 제조하기 위해서는, 표층의 조직 형태뿐만 아니라 강재 내부의 조직 형태를 제어할 필요가 있다.In addition, crack propagation of the above-described fatigue characteristics is a region having a short crack length particularly shortly after the occurrence of cracking, and therefore, it is necessary to perform evaluation with the test piece collected from the surface layer. On the other hand, the crack propagation in the crack propagation characteristic is a region in which the crack grows and stably advances (so-called long crack), and is influenced not by the surface layer but by the structure inside the steel. Therefore, in order to produce a steel sheet excellent in crack propagation characteristics as well as fatigue characteristics, it is necessary to control not only the texture of the surface layer but also the texture form inside the steel.

일본 특허 공개 평10-60575호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-60575 일본 특허 공개2011-195944호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-195944 일본 특허 공개2009-84643호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-84643

아베 등, 「철과 강」 제70년(1984) 제10호 1459-1466Abe et al., "Iron and Steel" 70th year (1984) No. 10 1459-1466

본 발명은, 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 균열 발생까지의 피로 특성과 균열 발생 후의 피로 특성을 모두 향상시켜서, 종래에 없는 피로 특성이 우수한 후강판 및 그러한 후강판을 제조하기 위한 유용한 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and its object is to provide a steel sheet having improved fatigue characteristics up to cracking and fatigue characteristics after cracking, And to provide a useful method for doing so.

상기 과제를 해결할 수 있었던 본 발명의 후강판은, 질량%로, C:0.03 내지 0.12%, Si:0% 초과 0.3% 이하, Mn:1.0 내지 2.0%, B:0.0005 내지 0.005%를 각각 함유하고, 또한 Cu:0.1 내지 1.0% 및 Ni:0.1 내지 1.0%로부터 선택되는 1종 이상과, V:0% 초과 0.05% 이하, Nb:0% 초과 0.05% 이하 및 Ti:0% 초과 0.05% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하고, 이들 원소가 하기 (1) 내지 (3)식의 관계를 충족하는, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물의 후강판이며,The steel sheet of the present invention which can solve the above problems contains 0.03 to 0.12% of C, 0.3 to 0.3% of Si, 1.0 to 2.0% of Mn, and 0.0005 to 0.005% of B, At least one selected from Cu: 0.1 to 1.0% and Ni: 0.1 to 1.0%; V: more than 0% to 0.05%; Nb: more than 0% to 0.05% And the balance elements satisfy the relation of the following formulas (1) to (3), and the remaining amount is a post-steel sheet of iron and inevitable impurities,

압연 방향에 평행한 종단면에 있어서, 강판 표면으로부터 깊이 3㎜의 관찰 위치에서 측정했을 때에, 금속 조직이 하기 (a) 내지 (d)의 요건을 충족하고, 석출물이 하기 (A)의 요건을 충족하는 것에 특징이 있다.(A) to (d) when the metal structure is measured at an observation position at a depth of 3 mm from the surface of the steel sheet in a longitudinal section parallel to the rolling direction and the precipitate satisfies the following requirement (A) .

Figure pat00001
Figure pat00001

([Nb], [Ti] 및 [V]은, 각각 Nb, Ti 및 V의 강판 중의 질량% 기준에 의한 함유량을 나타낸다.)([Nb], [Ti] and [V] represent the content of Nb, Ti and V, respectively, on the basis of mass% in the steel sheet.)

Figure pat00002
Figure pat00002

([Cu], [Ni] 및 [Si]은, 각각 Cu, Ni 및 Si의 강판 중의 질량% 기준에 의한 함유량을 나타낸다.)([Cu], [Ni] and [Si] represent the content of Cu, Ni and Si in the steel sheet, respectively, on the basis of mass%).

Figure pat00003
Figure pat00003

([Mn], [Cr] 및 [Mo]은, 각각 Mn, Cr 및 Mo의 강판 중의 질량% 기준에 의한 함유량을 나타낸다.)([Mn], [Cr] and [Mo] represent the content of Mn, Cr and Mo in the steel sheet, respectively, on the basis of mass%).

(a) 금속 조직이 베이나이트 조직과, 잔량부 조직으로 구성되고, 전체 조직 중, 베이나이트 분율이 80면적% 이상이다.(a) The metal structure is composed of a bainite structure and a residual portion structure, and the bainite fraction of the whole structure is 80% or more by area.

(b) 인접하는 결정의 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이가 7㎛ 이하이다.(b) When the crystal grains of bainite are determined based on the diagonal grain boundaries of the adjacent crystals having an azimuth difference of 15 degrees or more, the average length of the crystal grains in the plate thickness direction is 7 mu m or less.

(c) 상기 잔량부 조직의 원 상당 직경이 3.0㎛ 이하이다.(c) The circle-equivalent diameter of the residual portion structure is 3.0 탆 or less.

(d) 상기 잔량부 조직 중, 펄라이트 분율이 80면적% 이상이다.(d) the percentage of pearlite in the remaining part of the structure is 80% by area or more.

(A) Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원 상당 직경이 20㎚ 이하인 석출물의 개수가 100개/㎛2 이상이다.(A) Nb, Ti, and one the at least one circle-equivalent diameter of less than or equal to the number of 20㎚ precipitate containing 100 of the V / ㎛ 2 Or more.

또한, 상기 「원 상당 직경」이란, 동일 면적의 원으로 환산했을 때의 직경(원상당 직경)을 의미한다. 또한, 상기 (3)식에서 규정하는 원소 가운데에는, 본 발명의 후강판의 기본 성분(C, Si, Mn, Cu, Ni, B, V, Nb, Ti) 이외에도, 필요에 의해 함유되는 것도 포함되지만(예를 들어 Cr, Mo), 이들 원소를 포함하지 않을 때에는, 그 항목이 없는 것으로 하여 (3)식의 좌변 값(이하, 이들 값을 「Kp값」이라고 칭함)을 계산하고, 이들 원소를 포함할 때에는, 상기 (3)식으로부터 Kp값을 계산하면 된다.The " circle equivalent diameter " means the diameter (circle equivalent diameter) when converted into a circle having the same area. In addition to the basic components (C, Si, Mn, Cu, Ni, B, V, Nb and Ti) of the steel sheet according to the present invention, among the elements specified by the above formula (3) (Hereinafter, these values are referred to as " Kp value "), and when these elements are not included, the left side value of the expression (3) , The Kp value may be calculated from the above equation (3).

본 발명의 후강판에 있어서는, 필요에 의해, 질량%로, (i) Ca:0% 초과 0.005% 이하, (ii) Al:0% 초과 0.10% 이하, (iii) N:0% 초과 0.010% 이하, (iv) Cr:0% 초과 2% 이하, (v) Mo:0% 초과 1% 이하 등을 더 함유시키는 것도 유용하고, 함유되는 원소의 종류에 따라 후강판의 특성이 더욱 개선된다.(I) Ca: more than 0% to not more than 0.005%, (ii) Al: more than 0% to not more than 0.10%, (iii) N: more than 0% to less than 0.010% (Iv) Cr: not less than 0% and not more than 2%, (v) Mo: not less than 0% and not more than 1%, and the like.

또한, 본 발명자들은, 각종 강판에 대해서 균열 진전 시험과 조직 관찰을 행한 결과, 압연 방향에 평행한 종단면에 있어서, 판 두께의 1/4 위치(t/4 위치라고도 함)의 조직 형태를, 하기 (e) 내지 (g)의 요건을 만족하도록 제어함으로써, 피로 특성 외에, 균열 진전 특성도 우수한 강판이 얻어지는 것을 발견했다.The inventors of the present invention found that the structural form of the 1/4 position (also referred to as the t / 4 position) of the plate thickness on the longitudinal section parallel to the rolling direction as a result of performing the crack propagation test and the structural observation on the various steel sheets, (e) to (g), it was found that a steel sheet excellent in crack propagation characteristics as well as fatigue characteristics was obtained.

(e) 금속 조직이 베이나이트 조직과, 이 베이나이트보다도 경질인 잔량부 조직으로 구성되고, 전체 조직 중, 베이나이트 분율이 80 면적% 이상이다.(e) The metal structure is composed of a bainite structure and a remaining portion structure harder than bainite, and the bainite fraction in the whole structure is 80% or more by area.

(f) 인접하는 결정의 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이가 7㎛ 이하이다.(f) When the crystal grains of bainite are determined based on the diagonal grain boundaries of the adjacent crystals having an azimuthal difference of 15 degrees or more, the average length of the crystal grains in the plate thickness direction is 7 占 퐉 or less.

(g) 상기 경질 잔량부 조직의 원 상당 직경이 3㎛ 이하이다.(g) The circle-equivalent diameter of the above-mentioned hard residual portion structure is 3 탆 or less.

한편, 상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 제조 방법이란, 상기와 같은 화학 성분 조성의 강편을 다음의 조건에서 열간 압연하는 것을 특징으로 한다. 이 제조 방법에 있어서, 냉각 정지 온도는 550℃ 이상인 것이 바람직하다.On the other hand, the production method of the present invention, which has been able to achieve the above object, is characterized in that the above-mentioned steel sheet having the chemical composition is hot-rolled under the following conditions. In this production method, the cooling stop temperature is preferably 550 DEG C or higher.

가열 온도:1000 내지 1200℃Heating temperature: 1000 to 1200 DEG C

전체 열간 압연 공정의 누적 압하율:70% 이상Cumulative rolling reduction of the entire hot rolling process: 70% or more

마무리 압연 중에 있어서의, Ar3 변태점+150℃ 내지 Ar3 변태점 +50℃의 온도 범위에서의 누적 압하율:50% 이상In the finish rolling, Ar 3 transformation point + 150 ℃ to Ar 3 transformation point + cumulative rolling reduction in the temperature range of 50 ℃: 50%

마무리 압연 종료 온도:Ar3 변태점+30℃ 이상의 온도Finish rolling finish temperature: Ar 3 transformation point + 30 ° C or more

마무리 압연 종료 온도에서 600℃까지의 평균 냉각 속도:10℃/초 이하Average cooling rate from finish rolling finish temperature to 600 占 폚: 10 占 폚 / sec or less

본 발명에 따르면, 후강판의 화학 성분 조성과 함께, 조직 및 석출물을 적절하게 제어하고 있기 때문에, 균열 발생까지의 피로 특성(균열 발생 억제 특성)과, 균열 발생 후의 피로 특성(균열 진전 억제 특성)을 모두 향상시킬 수 있어, 피로 특성이 매우 우수한 후강판을 실현할 수 있다.According to the present invention, since the texture and the precipitate are appropriately controlled together with the chemical composition of the steel sheet after the formation of the steel sheet, fatigue characteristics (crack generation suppression characteristics) until crack generation and fatigue characteristics (crack propagation prevention property) It is possible to realize a post-steel sheet having an excellent fatigue characteristic.

도 1은, 피로 특성의 측정에 사용한 시험편을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 균열 진전 속도의 측정에 사용한 컴팩트 시험편의 형상을 나타내는 개략 설명도이다.
1 is a schematic view showing a test piece used for measurement of fatigue characteristics.
2 is a schematic explanatory diagram showing the shape of a compact test piece used for measurement of crack propagation velocity.

본 발명자들은, 먼저 피로 균열 발생 후의 피로 수명을 확보하는 수단에 대해서 검토했다. 균열 발생 후의 피로 수명(후단 수명)은, 전술한 바와 같이 균열의 진전이 크게 기여하기 때문에, 주체가 되는 조직에 있어서의 결정립의 미세화나, 주체가 되는 조직 이외의 잔량부 조직(제2상)에 의한 강화가 유효하다. 이 중 결정립의 미세화에 대해서는, 강재의 조직을 베이나이트 조직이나 마르텐사이트 조직으로 함으로써 결정립의 미세화를 도모할 수는 있다. 또한, 잔량부 조직을, 변태 시에 전단 변형을 발생하지 않는 펄라이트 주체로 함으로써, 전단 수명의 저하를 방지할 수 있다.Means for securing the fatigue life after the occurrence of fatigue crack first was examined by the present inventors. Since the fatigue life (rear end life) after the occurrence of cracks contributes greatly to the progress of cracking as described above, it is possible to reduce the grain size of the main body of the structure and the residual portion structure (second phase) other than the main body, . With respect to the refinement of the crystal grains, the crystal grains can be miniaturized by making the structure of the steel material a bainite structure or a martensite structure. Further, by making the residual portion structure into a pearlite main body which does not cause shear deformation at the time of transformation, deterioration of the shear life can be prevented.

본 발명자들은, 각종 후강판에 대해서, 조직 형태가 피로 특성에 미치는 영향을 조사했다. 그 결과, 강판 표면으로부터 깊이 3㎜ 위치에 있어서의 두께 방향 단면(압연 방향에 평행한 종단면)에서의 조직을 다음과 같이 제어함으로써, 종래보다도 우수한 피로 특성의 후강판이 얻어지는 것을 발견했다. 또한, 여기서 강판 표면으로부터 깊이 3㎜의 조직을 대상으로 한 것은, 통상의 후강판에서는, 균열이 발생하는 것은 강판의 표면이기 때문에, 표층 부근의 조직을 제어할 필요가 있고, t/4 위치나 t/2 위치(t:판 두께)의 조직을 제어해도 피로 특성의 향상은 얻어지지 않기 때문이다.The inventors of the present invention investigated the influence of the tissue morphology on the fatigue characteristics of various steel plates. As a result, it has been found that a steel sheet having fatigue characteristics superior to that of the conventional steel sheet can be obtained by controlling the structure in the thickness direction section (longitudinal section parallel to the rolling direction) at a depth of 3 mm from the surface of the steel sheet as follows. Here, in the case of a structure having a depth of 3 mm from the surface of the steel sheet, it is necessary to control the structure in the vicinity of the surface layer because a crack is generated on the surface of a steel sheet in a normal steel sheet. This is because the fatigue characteristics can not be improved even if the structure at the t / 2 position (t: plate thickness) is controlled.

(조직)(group)

금속 조직에 차지하는 베이나이트 분율을 80면적% 이상 확보하고, 또한 인접하는 결정의 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이(이하, 「유효 결정립 직경」이라고 칭하는 경우가 있음)를 7㎛ 이하로 한다. 베이나이트 분율은 바람직하게는 85면적% 이상, 보다 바람직하게는 90면적% 이상이다. 유효 결정립 직경은, 바람직하게는 6㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이다.When the bainite crystal grains are determined on the basis of the diagonal grain boundaries in which the bainite fraction occupied in the metal structure is 80% or more by area and the azimuthal difference of adjacent crystals is 15 or more, the average length of the crystal grains in the plate thickness direction , Sometimes referred to as " effective crystal grain diameter ") is 7 mu m or less. The bainite fraction is preferably at least 85% by area, more preferably at least 90% by area. The effective crystal grain diameter is preferably 6 占 퐉 or less, and more preferably 5 占 퐉 or less.

본 발명에 관한 강판의 조직은, 490MPa 이상 650MPa 미만의 강도 클래스를 만족하고, 또한 우수한 피로 특성을 확보하기 위해서 상기와 같이 베이나이트를 주체로 한 조직으로 구성된다. 여기서 「베이나이트」란, 상부 베이나이트, 하부 베이나이트, 애시큘라 페라이트, 그래뉼라 베이니틱 페라이트 등의 조직을 포함하는 것이다.The structure of the steel sheet according to the present invention is composed of a structure mainly composed of bainite as described above in order to satisfy the strength class of not less than 490 MPa and less than 650 MPa and to secure excellent fatigue characteristics. Here, the term " bainite " includes structures such as upper bainite, lower bainite, acicular ferrite and granular bainitic ferrite.

베이나이트는, 페라이트 등에 비하여 결정립 직경을 미세하게 하는 것이 가능하고, 균열이 발생할 때까지의 수명(전단 수명)과, 균열이 진전하고 나서의 수명(후단 수명)의 양자를 향상시킨다. 마르텐사이트도 미세한 조직은 얻어지지만, 마르텐사이트 변태 시에 발생하는 전단 변형에 의해 다량의 전위가 도입되어, 전단 수명이 손상되기 때문에, 전체로서의 피로 특성의 향상은 얻어지지 않는다. 또한, 결정립 직경(유효 결정립 직경)을 판 두께 방향의 길이(절단 길이)로 정의한 것은, 강판 표면에서 발생한 피로 균열의 진전을 고려하고 있기 때문이다.Bainite can make the crystal grain diameter finer than ferrite and the like, and improves both the life (shear life) until the crack occurs and the life (posterior life) after the crack progresses. Although martensite has a fine structure, a large amount of dislocations are introduced due to shear deformation occurring at the time of martensitic transformation, and the shear lifetime is impaired, so that the improvement of the fatigue characteristics as a whole can not be obtained. The reason why the crystal grain diameter (effective crystal grain diameter) is defined as the length in the thickness direction (cut length) is that the fatigue crack progresses on the surface of the steel sheet are considered.

베이나이트를 주체로 하는 조직으로 하기 위해서는, 통상 C나 Mn 등의 합금 원소의 첨가 외에, 압연 후의 급냉 처리를 행하는 경우가 많다. 그러나, 냉각 속도가 크면 원하는 석출물(후술함)을 확보하는 것이 곤란해진다. 그로 인해, 본 발명에서는 강판에 통상 첨가되는 C나 Mn 등 외에, B를 첨가할 필요가 있다(후술함). B는, 페라이트 변태를 억제하는 효과가 있기 때문에, 비교적 냉각 속도가 작아도 안정되게 베이나이트를 주체로 하는 조직을 확보할 수 있다.In order to obtain a structure mainly composed of bainite, in addition to the addition of alloying elements such as C and Mn, quenching after rolling is often performed. However, if the cooling rate is high, it is difficult to secure a desired precipitate (to be described later). Therefore, in the present invention, it is necessary to add B (to be described later) in addition to C and Mn, which are usually added to the steel sheet. B has an effect of suppressing the ferrite transformation, it is possible to secure a structure mainly composed of bainite stably even if the cooling rate is relatively low.

(잔량부의 조직)(Tissue of remaining part)

베이나이트 조직 이외의 조직(잔량부 조직)을, 원 상당 직경으로 3.0㎛ 이하로 하고, 잔량부 조직에 차지하는 펄라이트 분율을 80면적% 이상으로 할 필요가 있다. 잔량부 조직의 원 상당 직경을 3.0㎛ 이하로 한 것은, 잔량부 조직의 평균 사이즈가 3.0㎛을 상회하면, 인성 등, 다른 특성을 크게 저하시킬 우려가 있기 때문이다. 잔량부 조직은, 또한, 잔량부 조직을 경질인 마르텐사이트나 마르텐사이트-오스테나이트 혼합 조직(MA)으로 함으로써, 후단 수명의 향상은 기대할 수 있다. 한편 이들 조직은, 변태 시에 다량의 가동 전위가 베이나이트 조직 중에 도입되기 때문에 전단 수명을 크게 저하시키고, 전체 수명도 저하시킬 우려가 있다. 이에 대해, 잔량부 조직을, 변태 시에 전단 변형을 발생하지 않는 펄라이트 주체로 함으로써, 균열 발생 수명의 저하를 방지하는 것이 가능해진다. 잔량부 조직의 원 상당 직경의 바람직한 상한은 2.5㎛ 이하(보다 바람직하게는 2.0㎛ 이하)이며, 바람직한 하한은 대략 0.5㎛ 이상이다.It is necessary that the structure (residual portion structure) other than the bainite structure is set to 3.0 탆 or less in circle equivalent diameter and the pearlite fraction occupied in the remaining portion structure is 80% or more by area. The reason why the circle-equivalent diameter of the residual portion structure is 3.0 占 퐉 or less is that if the average size of the remaining portion structure exceeds 3.0 占 퐉, the other characteristics such as toughness may be significantly lowered. The residual portion structure can also be expected to improve the post-stage service life by making the residual portion structure a hard martensite or a martensite-austenite mixed structure (MA). On the other hand, in these structures, since a large amount of movable potential is introduced into the bainite structure at the time of transformation, there is a fear that the shear life is greatly lowered and the whole service life is lowered. On the other hand, by making the residual portion structure into a pearlite main body which does not cause shear deformation at the time of transformation, it is possible to prevent the deterioration of the crack generation life. The preferable upper limit of the circle equivalent diameter of the residual portion structure is 2.5 占 퐉 or less (more preferably 2.0 占 퐉 or less), and the lower limit is preferably 0.5 占 퐉 or more.

또한, 잔량부 조직 중에는, 일부 페라이트 등의 연질의 조직이 포함되어 있어도 된다. 잔량부 조직은, 그 효과를 발휘시키기 위해서는, 3면적% 이상인 것이 바람직하다(보다 바람직하게는 5면적% 이상).Further, the residual portion structure may include a soft texture such as a part of ferrite. In order to exhibit the effect, the remaining part of the structure is preferably 3% by area or more (more preferably 5% by area or more).

본 발명자들은, 석출물이 피로 특성에 끼치는 영향에 대해서도 조사했다. 그 결과, 강판 표면으로부터 깊이 3㎜ 위치에 있어서, 압연 방향에 평행한 종단면에서의 석출물을 다음과 같이 제어함으로써, 종래보다도 우수한 피로 특성을 발휘하는 후강판이 얻어지는 것을 발견했다.The present inventors also investigated the influence of the precipitates on the fatigue characteristics. As a result, it has been found that a post-steel sheet exhibiting better fatigue characteristics than the conventional steel sheet can be obtained by controlling the precipitates in longitudinal cross-sections parallel to the rolling direction at a depth of 3 mm from the surface of the steel sheet as follows.

(석출물)(Precipitate)

후강판의 피로 특성을 향상시키기 위해서는, Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원 상당 직경이 20㎚ 이하의 석출물(탄화물 및 탄질화물)을 강판 중에 미세 분산시킬 필요가 있다. 석출물에 의한 강화(석출 강화)는, 석출물을 보다 미세하고 또한 다량으로 분산시키는 것이 유효한 것이 일반적이다. 또한, 석출물이 전위에 의해 전단되지 않는 경우에는, 석출물 사이즈가 미세한 쪽이 석출 강화의 효과가 커진다. 여기서 상기 석출물(탄화물 및 탄질화물)의 원 상당 직경을 20㎚ 이하로 규정한 것은, 석출 강화를 활용하면서, 인성 등의 다른 특성을 저하시키는 조대한 석출물이 발생하는 것을 억제한다고 하는 관점때문이다.In order to improve the fatigue characteristics of the steel after the steel sheet, precipitates (carbides and carbonitrides) having a circle-equivalent diameter of 20 nm or less including at least one of Nb, Ti and V must be finely dispersed in the steel sheet. For strengthening by precipitation (precipitation strengthening), it is generally effective to disperse the precipitate more finely and in a large amount. When the precipitate is not sheared by dislocation, the effect of precipitation strengthening becomes larger when the precipitate size is finer. The reason why the circle equivalent diameter of the precipitate (carbide and carbonitride) is specified to be 20 nm or less is that it suppresses generation of coarse precipitates that degrade other properties such as toughness while utilizing precipitation strengthening.

그러나, 석출물이 지나치게 미세해지면, 전위에 의해 석출물이 전단되기 때문에, 석출 강화는 얻어지기 어려워진다. 석출물이 전단되는 임계 사이즈는 석출물의 종류에 따라 상이하고, Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 석출물에서는, 그 임계 사이즈가 약 5㎚ 정도이다. 이로 인해, 보다 미세한 석출물이어도 석출 강화에 기여하기 때문에, 미세하게 분산시켜 수 밀도를 증가시킴으로써 효과적으로 석출 강화를 활용할 수 있다. 소정량의 석출물을 확보하기 위해서는, 다량의 합금 첨가를 행하거나, 템퍼링 등의 열처리를 행하는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 방법으로는, 재료 비용이나 제조 비용이 증가할뿐만 아니라, 석출물이 조대화하여, 피로 특성의 향상이 얻어지지 않을뿐만 아니라, 인성 등, 다른 특성을 크게 저하시킬 위험성이 있다.However, if the precipitate becomes too fine, precipitates are sheared by the dislocation, so precipitation strengthening becomes difficult to obtain. The critical size at which the precipitate shears is different depending on the kind of the precipitate, and the critical size of the precipitate containing at least one of Nb, Ti, and V is about 5 nm. As a result, even a finer precipitate contributes to precipitation strengthening, so precipitation strengthening can be effectively utilized by finely dispersing and increasing the water density. In order to secure a predetermined amount of precipitate, it is general to add a large amount of alloy, or to perform heat treatment such as tempering. However, this method not only increases the material cost and the manufacturing cost, but also precipitates the precipitates, thereby failing to improve the fatigue characteristics, and possibly deteriorating other properties such as toughness.

본 발명자들은, C에 의한 석출물 형성능(이것을 「C활동도」라고 칭함)에 착안해서 합금 설계를 행함으로써, 미세한 석출물을 저비용이고 또한 안정적으로 확보할 수 있도록 했다. 이러한 관점에서, 석출물을 구성하는 원소의 첨가량을 적절하게 제어할 필요가 있고, 구체적으로는 하기 Nb, Ti 및 V의 함유량이 (1)식의 관계를 만족할 필요가 있다.The inventors of the present invention have been able to secure a fine precipitate at a low cost and stably by designing alloys in consideration of the ability to form precipitates by C (this is called " C activity "). From this point of view, it is necessary to appropriately control the addition amount of the elements constituting the precipitate. Specifically, it is necessary that the content of Nb, Ti and V satisfy the relation (1).

Figure pat00004
Figure pat00004

([Nb], [Ti] 및 [V]은, 각각 Nb, Ti 및 V의 강판 중의 함유량(질량%)을 나타낸다.)([Nb], [Ti] and [V] represent the content (mass%) of Nb, Ti and V in the steel sheet, respectively)

본 발명에 있어서, 균열 발생 후의 피로 특성을 향상시키는 강판의 화학 성분 조성에 대해서 설명한다. 본 발명의 후강판에 있어서, C나 Mn, B 등의 합금 원소를 적절히 첨가함으로써 소정량의 베이나이트 조직을 확보하고, 동시에 Mn, Cr, Mo의 첨가량을 적절히 조정함으로써 후단 수명을 향상시키는 베이나이트 주체 조직을 얻음과 함께, 석출물의 구성 원소인 Nb, Ti 및 V의 첨가량을 적절하게 제한하고, 또한 C 활동도에 영향을 미치는 Cu, Ni 및 Si의 첨가량의 관계를 조정하여, 미세한 석출물을 분산 석출시킴으로써, 우수한 피로 특성을 발휘하는 후강판을 실현할 수 있다. 이러한 관점에서, 각 성분은 다음과 같이 조정된다. 여기서, 각 화학 성분의 함유량(%)은, 특별히 언급이 없는 한, 질량%를 기준으로 한다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 질량을 기준으로 한 백분율(질량%)은, 중량을 기준으로 한 백분율(중량%)과 같다. 또한, 각 화학 성분의 함유량에 대해서, 「X% 이하(0%를 포함하지 않음)」인 것을, 「0% 초과 X% 이하」라고 나타내는 경우가 있다.In the present invention, the chemical composition of the steel sheet for improving fatigue characteristics after cracking is described. In the post-steel sheet of the present invention, a predetermined amount of bainite structure is ensured by suitably adding alloying elements such as C, Mn, and B, and at the same time, the amount of Mn, Cr, It is possible to control the addition amount of Nb, Ti and V which are constituent elements of the precipitate appropriately and also to adjust the relation of the addition amounts of Cu, Ni and Si affecting the C activity to disperse fine precipitates By precipitation, a post-steel sheet exhibiting excellent fatigue characteristics can be realized. From this point of view, each component is adjusted as follows. Here, the content (%) of each chemical component is based on mass% unless otherwise specified. Also, in the present specification, the percentage (mass%) based on mass is equal to the percentage (% by weight) based on weight. In addition, the content of each chemical component may be expressed as "X% or less (not including 0%)" and "0% or more and X% or less".

(C:0.03 내지 0.12%)(C: 0.03 to 0.12%)

C는, 모재(강판)의 강도를 확보하기 위해서 중요한 원소이며, 아울러 석출물을 구성하는 원소이다. 이러한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서, C량은 0.03% 이상으로 정했다. C량은, 바람직하게는 0.04% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.05% 이상이다. 한편, C량이 과잉이 되면, 잔량부 조직이 조대하고 또한 과잉으로 발생하기 때문에 피로 특성이 저하된다. 그래서 C량은 0.12% 이하로 정했다. C량은, 바람직하게는 0.10% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.08% 이하이다.C is an important element for securing the strength of the base material (steel sheet), and is an element constituting the precipitate. In order to effectively exhibit this effect, the C content is set to 0.03% or more. The amount of C is preferably 0.04% or more, and more preferably 0.05% or more. On the other hand, when the amount of C becomes excessive, the residual portion structure is coarse and excessively occurs, and the fatigue characteristics are deteriorated. Therefore, the amount of C was set at 0.12% or less. The amount of C is preferably 0.10% or less, and more preferably 0.08% or less.

[Si:0.3% 이하(0%를 포함하지 않음)][Si: not more than 0.3% (not including 0%)]

Si는, 모재(강판)의 강도를 확보하기 위해서 필요한 원소이나, 동시에 C활동도를 저하시키는 원소이기 때문에, 그 첨가량을 0.3% 이하로 할 필요가 있다. Si량은, 바람직하게는 0.25% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.2% 이하이다. 또한, 상기와 같은 작용을 발휘시키기 위해서는, Si량은 0.01% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05% 이상이다.Si is an element necessary for securing the strength of the base material (steel sheet), and at the same time, it is an element that lowers the C activity. Therefore, the addition amount of Si needs to be 0.3% or less. The amount of Si is preferably 0.25% or less, and more preferably 0.2% or less. In order to exert such action, the amount of Si is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.05% or more.

(Mn:1.0 내지 2.0%)(Mn: 1.0 to 2.0%)

Mn은, 베이나이트 조직을 얻기 위해서 켄칭성을 확보하는 데 중요한 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서, Mn량은 1.0% 이상으로 할 필요가 있다. Mn량은, 바람직하게는 1.2% 이상이며, 보다 바람직하게는 1.4% 이상이다. 그러나, Mn량이 과잉이 되면, 잔량부 조직 중에 차지하는 펄라이트 분율이 저하되기 때문에 충분한 피로 특성이 얻어지지 않는다. 그로 인해, Mn량은 2.0% 이하로 할 필요가 있다. Mn량은, 바람직하게는 1.8% 이하이고, 보다 바람직하게는 1.6% 이하이다.Mn is an important element for ensuring quenching in order to obtain a bainite structure. In order to effectively exhibit such action, the Mn content should be 1.0% or more. The amount of Mn is preferably 1.2% or more, and more preferably 1.4% or more. However, when the amount of Mn is excessive, the pearlite fraction occupied in the remaining part of the structure is lowered, so that sufficient fatigue characteristics can not be obtained. Therefore, the Mn content should be 2.0% or less. The amount of Mn is preferably 1.8% or less, and more preferably 1.6% or less.

(B:0.0005 내지 0.005%)(B: 0.0005 to 0.005%)

B는, 켄칭성을 향상시키는 원소이며, 또한 페라이트 변태를 억제해서 베이나이트 조직을 발생시키기 쉽게 하는 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, B는 0.0005% 이상 함유시킬 필요가 있다. B량은, 바람직하게는 0.001% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.002% 이상이다. 그러나, B 함유량이 과잉이 되면, 충분한 석출물이 얻어지지 않아 피로 특성 향상 효과가 얻어지지 않기 때문에, 0.005% 이하로 할 필요가 있다. B 함유량의 바람직한 상한은 0.004% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.003% 이하이다.B is an element that improves the quenching property, and is an element that inhibits ferrite transformation to facilitate generation of bainite structure. In order to exhibit such an effect, B must be contained in an amount of 0.0005% or more. The amount of B is preferably 0.001% or more, and more preferably 0.002% or more. However, if the B content is excessive, sufficient precipitates can not be obtained and the fatigue property improving effect can not be obtained. Therefore, the B content should be 0.005% or less. The preferable upper limit of the B content is 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less.

(Cu:0.1 내지 1.0% 및 Ni:0.1 내지 1.0%로부터 선택되는 1종 이상)(At least one selected from Cu: 0.1 to 1.0% and Ni: 0.1 to 1.0%

Cu 및 Ni는, C활동도를 증가시켜 미세한 석출물을 발생시키기 위해서 필요한 원소이다. 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는, 적어도 어느 한쪽을 0.1% 이상 함유시킬 필요가 있다. 바람직하게는 0.15% 이상이며, 보다 바람직하게는 0.2% 이상이다. 그러나, Cu, Ni의 함유량이 과잉이 되면, 석출물이 조대화해서 피로 특성의 향상이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 인성 등, 다른 특성을 악화시킨다. 이러한 관점에서, 모두 1.0% 이하로 할 필요가 있고, 바람직하게는 0.8% 이하, 보다 바람직하게는 0.6% 이하이다.Cu and Ni are necessary elements for increasing the C activity and generating fine precipitates. In order to exhibit such action, it is necessary to contain at least one of them at 0.1% or more. It is preferably at least 0.15%, more preferably at least 0.2%. However, if the content of Cu and Ni is excessively large, the precipitates are coarse and the fatigue characteristics are not improved, and other properties such as toughness are deteriorated. From this point of view, it is necessary to set the total amount to 1.0% or less, preferably 0.8% or less, and more preferably 0.6% or less.

상기 Cu, Ni 및 Si는, C활동도에 영향을 끼치는 원소이기 때문에, 미세한 석출물을 안정되게 얻기 위해서는 이들 함유량을, 하기 (2)식의 관계를 만족하도록 제어할 필요가 있다.Since Cu, Ni and Si are elements affecting C activity, it is necessary to control the content of these Cu, Ni and Si so as to satisfy the following relationship (2) in order to stably obtain fine precipitates.

Figure pat00005
Figure pat00005

([Cu], [Ni] 및 [Si]은, 각각 Cu, Ni 및 Si의 강판 중의 함유량(질량%)을 나타낸다.)([Cu], [Ni] and [Si] represent the content (mass%) of Cu, Ni and Si in the steel sheet, respectively.

([Cu]+[Ni])-2[Si]의 값(이하, 「CA값」이라고 칭함)이 0(%)을 하회하면 C활동도가 부족하기 때문에, 충분한 석출물이 얻어지지 않아 피로 특성의 향상은 얻어지지 않는다. 또한, CA값이 1.0(%)을 상회하면, C활동도가 과잉이 되고 반대로 조대한 석출물이 발생해서 피로 특성의 향상이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 다른 특성을 저하시킬 우려가 있다. CA값의 바람직한 하한은 0.1(%) 이상이며, 보다 바람직하게는 0.15(%) 이상이다. 또한, CA값의 바람직한 상한은 0.9(%) 이하이고, 보다 바람직하게는 0.7(%) 이하이다.If the value of (Cu) + [Ni] - 2 [Si] (hereinafter referred to as "CA value") is less than 0 (%), C activity is insufficient and sufficient precipitates can not be obtained, Is not obtained. If the CA value exceeds 1.0 (%), the C activity becomes excessive, and coarse precipitates are formed on the contrary, fatigue characteristics are not improved, and other characteristics may be deteriorated. The preferable lower limit of the CA value is 0.1 (%) or more, and more preferably 0.15 (%) or more. Further, the preferable upper limit of the CA value is 0.9 (%) or less, and more preferably 0.7 (%) or less.

[V:0.05% 이하(0%를 포함하지 않음), Nb:0.05% 이하(0%를 포함하지 않음) 및 Ti:0.05% 이하(0%를 포함하지 않음)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상][V: one kind selected from the group consisting of not more than 0.05% (not including 0%), Nb: not more than 0.05% (not including 0%) and Ti: not more than 0.05% More than]

V, Nb 및 Ti는, 켄칭성의 향상에 의해 베이나이트 조직의 확보 외에 석출물을 발생시키기 위해서 필요한 원소이다. 그러나, 과잉으로 함유시키면 석출물이 조대화되어, 충분한 피로 향상 효과가 얻어지지 않기 때문에, 각각 0.05% 이하로 제한할 필요가 있다. 이들 원소의 바람직한 하한은, 상기 (1) 식의 관계에서 저절로 결정된다.V, Nb and Ti are elements necessary for generating precipitates in addition to securing the bainite structure by improving the hardenability. However, if it is contained in excess, the precipitates become coarse and a sufficient fatigue-improving effect can not be obtained. Therefore, it is necessary to limit the fatigue limit to 0.05% or less. The preferable lower limit of these elements is determined spontaneously in the relation of the above-mentioned expression (1).

이들 원소는, 상기 (1) 식의 관계를 만족할 필요가 있다. [Nb]+2[Ti]+2[V]의 값(이하, 「PR값」이라고 칭함)이, 0.01% 미만에서는, 충분한 석출물이 얻어지지 않아 피로 특성의 향상이 얻어지지 않는다. PR값은, 바람직하게는 0.03(%) 이상이며, 보다 바람직하게는 0.05(%) 이상이다. PR값이 지나치게 커지면 석출물이 조대화되기 때문에 피로 특성이 저하된다. PR값은, 바람직하게는 0.08(%) 이하, 보다 바람직하게는 0.06(%) 이하이다.These elements need to satisfy the relation of the above-mentioned formula (1). When the value of [Nb] +2 [Ti] +2 [V] (hereinafter referred to as "PR value") is less than 0.01%, sufficient precipitates can not be obtained and improvement in fatigue characteristics can not be obtained. The PR value is preferably 0.03 (%) or more, and more preferably 0.05 (%) or more. When the PR value becomes too large, the precipitates become coarse and the fatigue characteristics are deteriorated. The PR value is preferably 0.08 (%) or less, and more preferably 0.06 (%) or less.

잔량부 조직을 펄라이트 주체의 조직으로 해서 균열 발생 수명의 저하를 방지하기 위해서는, Mn, Cr 및 Mo의 함유량의 관계도 적절하게 제어할 필요가 있다. Mn, Cr 및 Mo는, 하기 (3) 식의 관계를 만족할 필요가 있다.In order to prevent the deterioration of the crack generation life by using the residual portion structure as the structure of the pearlite main body, it is necessary to appropriately control the relationship of the contents of Mn, Cr and Mo. Mn, Cr and Mo must satisfy the relation of the following expression (3).

Figure pat00006
Figure pat00006

[[Mn], [Cr] 및 [Mn]은, 각각 Mn, Cr 및 Mo의 강판 중의 함유량(질량%)을 나타낸다.][[Mn], [Cr] and [Mn] represent the contents (mass%) in the steel sheets of Mn, Cr and Mo, respectively.

[Mn]+1.5[Cr]+2[Mo]의 값(이하, 「Kp값」이라고 칭함)이, 2.4(%)를 상회하면, 잔량부 조직 중에 차지하는 펄라이트 분율이 저하되어, 균열 발생 수명이 크게 저하되기 때문에 충분한 피로 특성이 얻어지지 않는다. 이 Kp값의 바람직한 상한은, 2.2(%) 이하이고, 보다 바람직하게는 2.0(%)이하이다. 또한 Kp값의 바람직한 하한은, 1.0(%) 이상이며, 보다 바람직하게는 1.3(%) 이상이다.If the value of [Mn] +1.5 [Cr] +2 [Mo] (hereinafter referred to as " Kp value ") exceeds 2.4 (%), the pearlite fraction in the remaining- So that sufficient fatigue characteristics can not be obtained. The preferable upper limit of the Kp value is 2.2 (%) or less, and more preferably 2.0 (%) or less. The lower limit of the Kp value is preferably 1.0 (%) or more, and more preferably 1.3 (%) or more.

본 발명의 후강판에 있어서의 기본 성분은 상기와 같으며, 잔량부는 실질적으로 철이다. 단, 원료, 자재, 제조 설비 등의 상황에 의해 반입되는 불가피적 불순물(예를 들어, P, S 등)이 강 중에 포함되는 것은 당연히 허용된다. 또한 본 발명의 후강판에서는, 하기 원소를 적극적으로 함유하는 것도 유효하고, 함유되는 원소의 종류에 따라 후강판의 특성이 더욱 개선된다.The basic components of the post-steel sheet of the present invention are as described above, and the remaining portion is substantially iron. However, it is a matter of course that inevitable impurities (for example, P, S, etc.) brought in due to the conditions of raw materials, materials, and manufacturing facilities are included in the steel. Further, in the post-steel sheet of the present invention, it is also effective to positively contain the following elements, and the characteristics of the post-steel sheet are further improved according to the types of elements contained therein.

[Ca:0.005% 이하(0%를 포함하지 않음)] [Ca: 0.005% or less (not including 0%)]

Ca는, 강 중의 개재물(예를 들어 MnS 등)의 형상의 이방성을 저감시키는 원소이며, 개재물이 파괴의 기점이 되는 것을 방지하여, 피로 특성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.0005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.001% 이상이다. 그러나, Ca 함유량이 과잉이 되면, 강 중의 청정도를 저하시켜, 오히려 피로 특성을 악화시킬뿐만 아니라, 인성 등, 다른 특성을 저하시킬 우려가 있다. 그로 인해, Ca 함유량은 0.005% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.003% 이하이다.Ca is an element that reduces the anisotropy of the shape of inclusions (such as MnS) in the steel, and is an element effective in preventing inclusions from becoming a starting point of fracture and improving fatigue characteristics. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable that the content is 0.0005% or more. More preferably, it is 0.001% or more. However, when the Ca content is excessive, the purity of the steel is lowered, and the fatigue characteristics are rather deteriorated, and other properties such as toughness may be deteriorated. Therefore, the Ca content is preferably 0.005% or less, and more preferably 0.003% or less.

[Al:0.10% 이하(0%를 포함하지 않음)] [Al: 0.10% or less (not including 0%)]

Al은, 탈산재로서 유용한 원소이며, 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.02% 이상이다. 단, Al 함유량이 과잉이 되면, 피로 특성뿐만 아니라, 인성 등을 저하시키기 때문에, 0.10% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.04% 이하이다.Al is an element useful as a de-oxidizing material. In order to exhibit such action, it is preferable to contain Al in an amount of 0.01% or more. More preferably, it is 0.02% or more. However, when the Al content is excessive, not only the fatigue characteristics but also the toughness are deteriorated. Therefore, the Al content is preferably 0.10% or less, more preferably 0.04% or less.

[N:0.010% 이하(0%를 포함하지 않음)][N: not more than 0.010% (not including 0%)]

N은, 고용 강화에 의해 강도를 향상시키는 효과가 있기 때문에, 필요에 의해 적극적으로 함유시킨다. 그러나, N 함유량이 과잉이 되면, 조대한 질화물이 발생하여, 피로 특성을 저하시킨다. 이러한 관점에서, N 함유량은 0.010% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.008% 이하이다. 또한, N에 의한 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 그 함유량은 0.0035% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0040% 이상이다.N has an effect of enhancing the strength by solid solution strengthening, so that N is positively included as needed. However, when the N content is excessive, coarse nitride is generated and the fatigue characteristics are deteriorated. From this viewpoint, the N content is preferably 0.010% or less, and more preferably 0.008% or less. In order to effectively exhibit the effect of N, the content thereof is preferably 0.0035% or more, and more preferably 0.0040% or more.

[Cr:2% 이하(0%를 포함하지 않음)][Cr: 2% or less (not including 0%)]

Cr은, Mn과 동일한 효과를 갖는 원소이며, 베이나이트 조직을 안정적으로 얻을 수 있다. 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는, Cr은 0.1% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5% 이상이다. 그러나, Cr 함유량이 과잉이 되면, 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율을 저감시켜 피로 특성이 저하될 우려가 있기 때문에, 2% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cr 함유량의 보다 바람직한 상한은 1.7% 이하이다.Cr is an element having the same effect as Mn, and a bainite structure can be stably obtained. In order to exhibit such an action, Cr is preferably contained in an amount of 0.1% or more. More preferably, it is 0.5% or more. However, if the Cr content is excessive, the pearlite fraction in the residual portion structure may be reduced and the fatigue characteristics may be deteriorated. Therefore, the Cr content is preferably 2% or less. A more preferable upper limit of the Cr content is 1.7% or less.

[Mo:1% 이하(0%를 포함하지 않음)][Mo: 1% or less (not including 0%)]

Mo는, Mn과 동일한 효과를 갖는 원소이며, 베이나이트 조직을 안정적으로 얻을 수 있다. 이러한 작용을 발휘시키기 위해서는, Mo는 0.005% 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01% 이상, 더욱 바람직하게는 0.03% 이상이다. 그러나, Mo 함유량이 과잉이 되면, 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율을 저감시켜 피로 특성이 저하되므로, 그 함유량은 1% 이하로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량의 보다 바람직한 상한은, 0.7% 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5% 이하이다.Mo is an element having the same effect as Mn, and a bainite structure can be stably obtained. In order to exhibit such an action, Mo is preferably contained in an amount of 0.005% or more, more preferably 0.01% or more, and still more preferably 0.03% or more. However, if the Mo content exceeds the above range, the pearlite content in the residual portion structure is reduced to lower the fatigue characteristics, so that the content thereof is preferably 1% or less. A more preferable upper limit of the Mo content is 0.7% or less, and more preferably 0.5% or less.

석출물은 전위의 운동을 방해하기 때문에, 석출 강화는 피로의 반복 부하에 의한 전위의 축적을 억제하여, 피로 특성을 향상시킨다. 그러나, 선박, 교량, 해양 구조물 등에서 사용되는 후강판에서는, 피로 특성뿐만 아니라 인성도 중요한 요소이며, 조대한 석출물은 인성을 저하시킬 우려가 있다. 그로 인해, 미세한 석출물을 분산시킬 필요가 있지만, 석출물의 사이즈가 작아지면, 전위에 의해 전단되어, 석출물에 의한 강화 효과를 얻을 수 없다. 그러나, Nb, Ti, V 등을 포함하는 석출물은, 5nm 정도의 매우 미세한 석출물이어도 전위에 의해 전단되지 않기 때문에, 다른 특성을 저하시키지 않고 피로 특성을 향상시키는 것이 가능하다.Since the precipitate interferes with the movement of dislocations, the precipitation strengthening suppresses the accumulation of dislocations due to cyclic loading of fatigue and improves fatigue characteristics. However, not only the fatigue characteristics but also the toughness are important factors in the steel sheets used in ships, bridges and offshore structures, and coarse precipitates may deteriorate toughness. As a result, it is necessary to disperse fine precipitates, but if the size of the precipitates becomes small, they are sheared by dislocations, and a strengthening effect due to the precipitates can not be obtained. However, even if a precipitate containing Nb, Ti, V or the like is a very fine precipitate of about 5 nm, it is not sheared by dislocations, and therefore fatigue characteristics can be improved without deteriorating other characteristics.

상술한 바와 같이, 후강판의 피로 특성을 향상시키기 위해서는, 강판 중에, 원 상당 직경이 20㎚ 이하이고, Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 석출물(탄화물 및 탄질화물)을 분산시킬 필요가 있다. 석출물에 의한 강화(석출 강화)는, 석출물을 보다 미세하고 또한 다량으로 분산시키는 것이 유효한 것이 일반적이다. 이러한 관점에서, 강판 표면으로부터 깊이 3㎜ 위치에 있어서, 원 상당 직경이 20㎚ 이하이고, Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 석출물의 개수를 100개/㎛2 이상으로 할 필요가 있다. 석출물의 개수는, 바람직하게는 150개/㎛2 이상이며, 보다 바람직하게는 200개/㎛2 이상이다.As described above, in order to improve the fatigue characteristics of the steel sheet, it is necessary to disperse precipitates (carbides and carbonitrides) having a circle equivalent diameter of 20 nm or less and at least one of Nb, Ti and V in the steel sheet . For strengthening by precipitation (precipitation strengthening), it is generally effective to disperse the precipitate more finely and in a large amount. From this point of view, it is necessary that the circle-equivalent diameter is 20 nm or less and the number of precipitates containing at least one of Nb, Ti and V is 100 pieces / 占 퐉 2 or more at a depth of 3 mm from the surface of the steel sheet . The number of precipitates is preferably 150 pieces / 탆 2 or more, more preferably 200 pieces / 탆 2 Or more.

본 발명에 관한 후강판의 판 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 판 두께가 작은 경우는 균열 진전체 수명의 향상의 기여가 적어진다. 이러한 관점에서, 판 두께는 6㎜ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10㎜ 이상이다. 또한 본 발명의 후강판은, 이상과 같이 복수의 피로 특성 향상 인자를 양립시킴으로써 종래에 없는 피로 특성이 우수한 후강판을 발휘하는 것이 된다.The thickness of the post-steel sheet according to the present invention is not particularly limited. However, when the thickness of the post-steel sheet is small, the contribution of improving the life of the post-grooved core is reduced. From this viewpoint, the plate thickness is preferably 6 mm or more, and more preferably 10 mm or more. In addition, the post-steel sheet of the present invention exhibits a post-steel sheet excellent in fatigue characteristics unconventional by making a plurality of fatigue property improving factors compatible as described above.

본 발명의 후강판은, 상기의 각 요건을 충족시키는 것이며, 그 제법은 특별히 한정되지 않지만, 강을 용제해서 주조한 후, 열간 압연을 실시한다고 하는 후강판 일련의 제조 공정에 있어서, 피로 특성을 향상시키는 석출물을 얻기 위해서는, 상기와 같은 화학 성분 조성을 갖는 강편(예를 들어, 슬래브)을 사용하여, 열간 압연 전의 가열 온도, 열간 압연 시의 누적 압하율, 마무리 압연 온도, 마무리 압연 압하율, 마무리 압연 종료 온도, 열간 압연 후의 냉각 속도나 냉각 정지 온도를 하기와 같이 제어하는 것이 바람직하다.The steel sheet of the present invention satisfies the above requirements and its production method is not particularly limited. However, in a series of manufacturing steps of a steel sheet in which hot rolling is performed after casting steel with a solvent, (For example, slab) having the chemical composition as described above is used to obtain a precipitate to be improved by heating temperature before hot rolling, cumulative rolling reduction during hot rolling, finish rolling temperature, finish rolling reduction ratio, The rolling finish temperature, the cooling rate after hot rolling, and the cooling stop temperature are preferably controlled as follows.

가열 온도:1000 내지 1200℃Heating temperature: 1000 to 1200 DEG C

전체 열간 압연 공정의 누적 압하율:70% 이상Cumulative rolling reduction of the entire hot rolling process: 70% or more

마무리 압연 중에 있어서의, Ar3 변태점+150℃ 내지 Ar3 변태점+50℃의 온도 범위에서의 누적 압하율:50% 이상In the finish rolling, Ar 3 transformation point + 150 ℃ to Ar 3 transformation point + cumulative rolling reduction in the temperature range of 50 ℃: 50%

마무리 압연 종료 온도:Ar3 변태점+30℃ 이상의 온도Finish rolling finish temperature: Ar 3 transformation point + 30 ° C or more

마무리 압연 종료 온도에서 600℃까지의 평균 냉각 속도:10℃/초 이하Average cooling rate from finish rolling finish temperature to 600 占 폚: 10 占 폚 / sec or less

열간 압연 전에는, 강편을 1000 내지 1200℃의 온도 범위에 가열한다. 바람직하게는 1050℃ 이상이다. 전체 열간 압연 공정의 누적 압하율은 70% 이상으로 한다. 바람직하게는 75% 이상이다. 베이나이트의 조직 사이즈를 작게 하기 위해서는, 미재결정 온도 영역에서 충분한 압하를 가할 필요가 있다. 결정립의 조대화를 방지하면서, 열간 압연 시의 누적 압하율이 70% 이상을 확보할 수 있도록, 1000 내지 1200℃의 온도 범위에 가열해서 충분한 압하를 행한다. 또한 베이나이트 조직을 얻기 위해서는, 강판의 마무리 압연 중에 있어서의, Ar3 변태점+150℃ 내지 Ar3 변태점+50℃의 온도 범위(미재결정 온도 영역)에서의 누적 압하율을 50% 이상으로 한다(바람직하게는 60% 이상). 또한, 마무리 압연을 종료하는 온도(마무리 압연 종료 온도)는, 베이나이트 조직을 얻기 위해서는, Ar3 변태점+30℃ 이상이면 적절히 설정할 수 있고, 소정의 누적 압하율을 달성 가능한 한, 이 Ar3 변태점+30℃보다도 높아져도 된다. 마무리 압연 종료 온도의 바람직한 상한은, 강판의 Ar3 변태점+130℃ 이하(보다 바람직하게는 Ar3 변태점+1000℃ 이하)이다.Prior to hot rolling, the steel strip is heated to a temperature range of 1000 to 1200 캜. Preferably 1050 DEG C or more. The cumulative rolling reduction of the entire hot rolling process is at least 70%. It is preferably at least 75%. In order to reduce the texture size of bainite, it is necessary to apply sufficient pressure reduction in the non-recrystallized temperature region. Sufficient shrinkage is carried out by heating in a temperature range of 1000 to 1200 占 폚 so as to ensure a cumulative rolling reduction of 70% or more during hot rolling while preventing coarsening of crystal grains. Further, in order to obtain a bainite structure, it is preferable that an Ar 3 transformation point + 150 ° C to Ar 3 The cumulative reduction ratio in the temperature range of the transformation point + 50 占 폚 (the non-recrystallization temperature region) is 50% or more (preferably 60% or more). Further, the temperature (the finish rolling end temperature) to end the finish rolling is, in order to obtain a bainite structure, Ar 3 transformation point + can be appropriately set up not less than 30 ℃, as much as possible to achieve the desired cumulative rolling reduction of, the Ar 3 transformation point + 30 < 0 > C. The preferable upper limit of the finish rolling finish temperature is the Ar 3 transformation point of the steel sheet + 130 캜 or less (more preferably, the Ar 3 transformation point + 1000 캜 or less).

강판을 가열할 때의 가열 속도에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 3 내지 10℃/분 정도로 하는 것이 바람직하다. 가열 속도가 3℃/분 미만이면 슬래브의 가열 단계에서 조대한 탄화물이 석출되기 쉬워지고, 그 후의 공정에서 충분히 고용할 수 없어 합금 원소가 편석을 해 버리기 때문에, 원하는 석출물을 미세하게 분산하기 어려워진다. 반대로, 가열 속도가 10℃/분을 상회하면, 슬래브 중의 성분 편석이 충분히 해소되지 않기 때문에, 원하는 석출물을 미세하게 분산하기 어려워진다. The heating rate at the time of heating the steel sheet is not particularly limited, but is preferably about 3 to 10 占 폚 / min. If the heating rate is less than 3 ° C / min, coarse carbides are liable to precipitate in the heating step of the slab, and the alloying elements are segregated because they can not be sufficiently solidified in the subsequent steps, so that it is difficult to finely disperse the desired precipitates . On the other hand, if the heating rate exceeds 10 DEG C / min, the component segregation in the slab is not sufficiently solved, and it becomes difficult to finely disperse the desired precipitate.

또한, 상기 「누적 압하율」은, 하기 (4)식으로부터 계산되는 값이다. 또한 상기 Ar3 변태점은, 하기 (5)식에 의해 구해지는 값을 채용한 것이다(후술하는 표 1, 2에 나타낸 값도 동일함).The " cumulative reduction factor " is a value calculated from the following formula (4). The Ar 3 transformation point adopts a value obtained by the following equation (5) (the values shown in Tables 1 and 2 described later are also the same).

Figure pat00007
Figure pat00007

[(4) 식 중, t0은 표면으로부터 3㎜ 위치의 온도가 압연 온도 범위에 있을 때의 강편의 압연 개시 두께(mm), t1은 표면으로부터 3㎜ 위치의 온도가 압연 온도 범위에 있을 때의 강편의 압연 종료 두께(mm), t2는 압연 전의 강편(예를 들어 슬래브)의 두께를, 각각 나타낸다. ](4) where t 0 is the rolling start thickness (mm) of the steel strip when the temperature at the 3 mm position from the surface is in the rolling temperature range, t 1 is the temperature at the 3 mm position from the surface in the rolling temperature range (Mm), and t 2 represents the thickness of the slab (for example, slab) before rolling. ]

Figure pat00008
Figure pat00008

단, [C], [Si], [Mn], [Cu], 「Ni], [Cr], [Mo] 및 [Nb]은, 각각 C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo 및 Nb의 함유량(질량%)을 나타낸다.[C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo] and [Nb] (Mass%) of Nb.

열간 압연 종료 후는 마무리 압연 종료 온도에서 적어도 600℃까지를 10℃/초 이하(바람직하게는 8℃/초 이하)의 평균 냉각 속도로 냉각을 행하고, 바람직하게는 그 평균 냉각 속도에서의 정지 온도(냉각 정지 온도)를 550℃ 이상으로 함으로써 석출물을 미세 분산시키면서, 잔량부 조직을 펄라이트 주체의 조직으로 할 수 있다. 냉각 범위를 「마무리 압연 종료 온도에서 600℃까지」로 한 것은, 모상의 조직이 형성되는 것 외에, 석출물이 석출하는 온도 영역이기 때문이다. 또한 본 발명의 후강판에서는, 평균 냉각 속도를 10℃/초 이하로 해도, 페라이트의 생성을 억제하면서, 베이나이트 조직의 미세화가 도모되게 된다.After completion of the hot rolling, cooling is carried out at an average cooling rate of at least 10 占 폚 / sec (preferably 8 占 폚 / sec or less) at a finish rolling finish temperature of at least 600 占 폚, (Cooling stop temperature) is 550 DEG C or higher, it is possible to finely disperse the precipitate and to make the residual portion structure into a pearlite-based structure. The reason why the cooling range is changed from "finish rolling finish temperature to 600 ° C" is because it is a temperature region in which precipitates are precipitated in addition to the formation of a horny structure. Further, in the steel sheet of the present invention, even if the average cooling rate is 10 DEG C / sec or less, the bainite structure can be miniaturized while suppressing the formation of ferrite.

또한, 냉각 정지 온도를 550℃ 이상으로 한 것은, 550℃ 미만까지 상기 냉각 속도로 냉각을 행하면, 잔량부 조직이 MA나 마르텐사이트가 되고, 안정적으로 잔량부 조직을 펄라이트로 하기 위해서는 550℃ 이상에서 냉각을 정지하지 않으면 안되기 때문이다. 단, 550℃ 미만에서는 방냉에 의한 냉각을 행해도 된다. 또한, 이러한 관점에서, 상기 평균 냉각 속도의 바람직한 하한은, 1℃/초 이상 (보다 바람직하게 1.5℃/초 이상)이다.The reason why the cooling stop temperature is set to 550 占 폚 or more is that when the cooling is performed at the cooling rate up to below 550 占 폚, the residual portion structure becomes MA or martensite. In order to stabilize the remaining amount structure into pearlite, It is necessary to stop the cooling. However, if the temperature is less than 550 ° C, cooling by cooling may be performed. From this viewpoint, the preferable lower limit of the average cooling rate is 1 占 폚 / second or more (more preferably 1.5 占 폚 / second or more).

피로 특성에 관련해서 설명한 바와 같이, 균열 진전의 억제는, 주체가 되는 조직에 있어서의 결정립의 미세화나 경질한 제2상에 의한 강화가 유효하다. 그러나, 일반적인 열간 압연에서는 압연 후의 강판에 강제 냉각을 행해도 강판의 표층에 비하여 내부의 냉각 속도는 느리고, 가령 표층의 조직이 미세한 베이나이트 조직이어도, 내부의 조직 사이즈가 조대해지거나, 베이나이트 분율이 저하되어, 균열 진전 속도가 증가한다. 그로 인해, 피로 특성이 우수하고, 또한 균열 진전 특성이 우수한 강판을 얻기 위해서는, 표층의 조직 형태를 제어함과 함께 강재(강판) 내부의 조직 형태를 제어하는 것이 바람직하다.As described in relation to the fatigue characteristic, the suppression of the crack propagation is effective in refining the crystal grains in the structure to be the main body and hardening by the hard second phase. However, in general hot rolling, even if forced cooling is performed on the steel sheet after rolling, the internal cooling rate is slower than that of the surface layer of the steel sheet. Even if the surface layer has a fine bainite structure, And the crack propagation speed increases. Therefore, in order to obtain a steel sheet excellent in fatigue characteristics and excellent in crack propagation characteristics, it is preferable to control the texture form of the steel sheet (steel sheet) while controlling the texture of the surface layer.

(강판 내부의 조직)(Tissue inside the steel plate)

판 두께의 t/4가 되는 위치의 금속 조직에 차지하는 베이나이트 분율을 80 면적% 이상 확보하고, 또한 인접하는 결정 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이(평균 유효 결정립 직경)를 7㎛ 이하로 한다. 베이나이트 분율은 바람직하게는 85면적% 이상, 보다 바람직하게는 90면적% 이상이다. 평균 유효 결정립 직경은, 바람직하게는 6㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이다.When the bainite fraction in the metal structure at the position of t / 4 of the plate thickness is ensured to be 80% or more by area and the crystal grains of bainite are determined based on the diagonal grain boundaries in which the adjacent crystal orientation difference is 15 or more, (Average effective crystal diameter) in the plate thickness direction is 7 占 퐉 or less. The bainite fraction is preferably at least 85% by area, more preferably at least 90% by area. The average effective crystal grain diameter is preferably 6 占 퐉 or less, and more preferably 5 占 퐉 or less.

(강판 내부의 잔량부 조직)(Remaining part of steel sheet)

베이나이트 조직 이외의 조직(잔량부 조직) 중 경질의 잔량부 조직(경질 잔량부 조직)을 원 상당 직경으로 3㎛ 이하로 하고, 베이나이트보다도 경질인 것으로 하는 것이 바람직하다. 경질 잔량부 조직의 원 상당 직경을 3㎛ 이하로 한 것은, 잔량부 조직의 평균 사이즈가 3㎛을 상회하면, 인성 등, 다른 특성을 크게 저하시킬 우려가 있다. 잔량부 조직은 기본적으로 마르텐사이트, MA를 포함하는 것이며 이들 경질 잔량부 조직은 균열 진전 속도를 저하시키는 것이 가능하게 된다.It is preferable that the hard residual portion structure (hard residual portion structure) of the structure other than the bainite structure (remaining portion structure) is 3 탆 or less in circle equivalent diameter and harder than bainite. The reason why the circle-equivalent diameter of the hard residual portion structure is set to 3 탆 or less is that if the average size of the remaining portion structure exceeds 3 탆, the other characteristics such as toughness may be largely lowered. The residual portion structure basically includes martensite and MA, and these hard residual portions can reduce the crack propagation speed.

이러한 조직 형태를 확보하기 위해서는, 열간 압연 시의 누적 압하율 및 미재결정 온도 영역에서의 압하율을 하기와 같이 제어하는 것이 바람직하다.In order to secure this type of structure, it is desirable to control the cumulative reduction ratio in the hot rolling and the reduction ratio in the non-recrystallization temperature region as follows.

전체 열간 압연 공정의 누적 압하율:80% 이상Cumulative rolling reduction of the entire hot rolling process: 80% or more

미재결정 온도 영역에서의 압하율:70%미만Reduction ratio in non-recrystallization temperature range: less than 70%

판 두께의 1/4이 되는 위치의 조직 사이즈를 7㎛ 이하로 하기 위해서는, 열간 압연 공정 중의 누적 압하율을 높게 할 필요가 있고, 그 압하율은 80% 이상인 것이 바람직하다. 이 누적 압하율이 부족하면, 표층의 조직은 미세해져도 판 두께의 1/4이 되는 위치의 조직이 충분히 미세해지지 않아, 균열 진전 속도가 충분히 저하되지 않는다. 보다 바람직하게는 85% 이상이다.It is necessary to increase the cumulative rolling reduction rate in the hot rolling step in order to make the texture size at a position that is 1/4 of the plate thickness to be 7 占 퐉 or less, and the rolling reduction rate is preferably 80% or more. If the cumulative reduction factor is insufficient, the structure at the position where the surface layer becomes finer becomes even smaller than 1/4 of the plate thickness, and the crack propagation speed is not sufficiently lowered. More preferably, it is 85% or more.

또한 미재결정 온도 영역에서의 압하율이 커지면, 페라이트 핵 생성 사이트가 증가해 페라이트 변태가 발생하기 쉬워져, 베이나이트 분율이 저하되기 때문에 충분한 균열 진전 속도 억제 효과가 얻어지지 않는다. 그로 인해, 강판 내부에 있어서 베이나이트 분율을 80면적% 이상 확보하기 위해서는, 미재결정 온도 영역에서의 압하를 과도하게 가하지 않는 것이 필요하다. 이러한 점에서 미재결정 온도 영역에서의 누적 압하율을 70% 미만으로 하는 것이 바람직하다.In addition, if the reduction rate in the non-recrystallization temperature region is increased, the ferrite nucleation site is increased and the ferrite transformation is likely to occur, and the bainite fraction is lowered, so that sufficient crack propagation rate inhibiting effect can not be obtained. Therefore, in order to secure a bainite fraction of not less than 80% by area in the steel sheet, it is necessary not to excessively reduce the rolling in the non-recrystallization temperature region. In this respect, it is desirable that the cumulative rolling reduction in the non-recrystallization temperature region is less than 70%.

[실시예][Example]

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 원래 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니라, 전·후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가해서 실시하는 것도 물론 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following Examples, but may be appropriately changed 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 표 1 및 표 2에 나타내는 화학 성분 조성의 강(강종 A 내지 Z)을, 통상의 용제법을 따라 용제하여 주조한 후, 하기 표 3에 나타내는 각종 조건(압연 조건 No. a 내지 p)에서 열간 압연을 행하여, 두께 18 내지 20㎜의 강판을 얻었다. 또한, 표 3에 있어서, 「미재결정 온도 영역 압하율」이란, Ar3 변태점+150℃ 내지 Ar3 변태점+50℃의 온도 범위에서의 압하율(누적 압하율)이다. 또한 표 3에 나타낸 「미재결정 온도 영역 압하율」은 설계값이며, 마무리 압연 종료 온도가 Ar3 변태점+150℃ 보다도 높아지는(즉, 미재결정 온도 영역 도달 전에 압연을 완료함) 경우에는, 미재결정 온도 영역 압하율은 0%(즉, 미재결정 온도 영역에서의 압하 없음)가 된다(예를 들어, 표 5의 시험 No. 26). (Steel types A to Z) shown in the following Tables 1 and 2 were cast and molded in accordance with a conventional casting method, and then subjected to casting under various conditions (rolling conditions No. a to p) shown in Table 3 below Followed by hot rolling to obtain a steel sheet having a thickness of 18 to 20 mm. Note that, in Table 3, a "non-recrystallization temperature region rolling reduction" is, Ar 3 transformation point + 150 ℃ to a reduction rate (cumulative rolling reduction) in the temperature range of Ar 3 transformation point + 50 ℃. In addition, the "non-recrystallization temperature zone reduction ratio" shown in Table 3 is a design value, and when the finishing rolling finishing temperature is higher than the Ar 3 transformation point + 150 ° C. (ie, rolling is completed before reaching the non-recrystallization temperature region) The temperature region reduction rate is 0% (i.e., no reduction in the non-recrystallization temperature region) (for example, Test No. 26 in Table 5).

[표 1] [Table 1]

Figure pat00009
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[표 2] [Table 2]

Figure pat00010
Figure pat00010

[표 3] [Table 3]

Figure pat00011
Figure pat00011

강판에 대해서, 이하의 요령에 따라서 강판의 베이나이트 분율, 유효 결정립 직경, 제2상(잔량부 조직)의 사이즈, 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율, 인장 강도, 피로 특성, 미세 석출물의 개수 밀도 및 사이즈를 측정했다. 또한, 모든 측정에 있어서, 시험편은 강판의 표층으로부터 3㎜ 위치가 평가 위치가 되도록 채취했다. For the steel sheet, the bainite fraction of the steel sheet, the effective crystal grain diameter, the size of the second phase (residual portion structure), the pearlite fraction in the remaining portion structure, the tensile strength, the fatigue characteristics, the number density and the size . Further, in all the measurements, the test piece was sampled so that the position 3 mm from the surface layer of the steel sheet became the evaluation position.

(베이나이트 분율) (Bainite fraction)

강판 표면으로부터 깊이 3㎜ 위치의 강판의 압연 방향에 평행하고 또한 강판의 표면에 대하여 수직인 면이 노출되도록 샘플을 잘라내고, 이것을 #150 내지 #1000까지의 습식 에머리지를 사용해서 연마하고, 그 후에 연마제로서 다이아몬드 연마제를 사용해서 경면 연마 마무리했다. 이 경면 시험편을, 2% 질산-에탄올 용액(나이탈 용액)으로 에칭한 후, 150㎛×200㎛의 시야를 관찰 배율 400배로 관찰하여, 화상 해석으로 베이나이트 분율(면적%)을 측정했다. 합계로 5시야의 베이나이트 분율을 구하고, 그 평균값을 채용했다.A sample was cut out so that a surface parallel to the rolling direction of the steel sheet at a depth of 3 mm from the surface of the steel sheet and perpendicular to the surface of the steel sheet was exposed and polished using a wet emery of # 150 to # 1000, Polished surface was polished using a diamond abrasive as an abrasive. This specular specimen was etched with a 2% nitric acid-ethanol solution (Na dissolution solution), and a field of view of 150 탆 x 200 탆 was observed at an observation magnification of 400 times and the bainite fraction (area%) was determined by image analysis. The bainite fraction of the five field of view in total was determined, and the average value was employed.

(유효 결정립 직경) (Effective grain diameter)

강판 표층으로부터 깊이 3㎜ 위치의 강판 압연 방향에 평행한 단면에 있어서, SEM(Scanning Electron Microscape:주사형 전자 현미경)-EBSP(Electron Backscatter Pattern:전자 후방 산란 해석 상법)에 의해 유효 결정립 직경(대각 입계 직경)을 측정했다. 구체적으로는, TEX SEM Laboratries사의 EBSP 장치(상품명:「OIM」)를 SEM과 조합해서 사용하고, 경각(결정 방위 차)이 15° 이상의 경계를 결정립계로서 유효 결정립 직경을 측정했다. 이때의 측정 조건은, 측정 영역:200㎛×200㎛, 측정 스텝:0.5㎛ 간격으로 하고, 측정 방위의 신뢰성을 나타내는 컨피던스·인덱스(Confidence Index)가 0.1보다도 작은 측정점은 해석 대상으로부터 제외했다. 이와 같이 하여 구해지는 결정립계에 대해서, 판 두께 방향으로 100군데의 절단 길이를 측정하고, 그 평균값을 유효 결정립 직경으로 했다. 단, 유효 결정립 직경이 2.0㎛ 이하는 측정 노이즈라고 판단하여, 제외했다.In the cross section parallel to the steel sheet rolling direction at a depth of 3 mm from the surface layer of the steel sheet, the effective grain diameter (the grain size of the grain boundary) was measured by an SEM (Scanning Electron Microscope) -EBSP (Electron Backscatter Pattern Analysis) Diameter) was measured. Specifically, an EBSP apparatus (trade name: "OIM") manufactured by TEX SEM Laboratories was used in combination with SEM, and the effective crystal grain diameter was measured by using a grain boundary system with a boundary angle of 15 ° or greater. The measuring conditions at this time were a measuring area of 200 占 퐉 占 200 占 퐉, a measuring step of 0.5 占 퐉 apart, and a measuring point having a Confidence Index less than 0.1, which indicates the reliability of the measuring bearing, was excluded from the analysis object. For the grain boundaries thus obtained, cut lengths at 100 points in the plate thickness direction were measured, and the average value was defined as the effective crystal grain diameter. However, when the effective crystal grain diameter was 2.0 탆 or less, it was judged to be measurement noise and excluded.

(잔량부 조직의 사이즈 및 펄라이트 분율) (Size and pearlite fraction of the residual portion structure)

잔량부 조직의 사이즈와, 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율은, 상기 베이나이트 분율의 측정과 동일한 방법에 의해 샘플을 잘라내고, 연마, 에칭을 행한 후, SEM으로 관찰 배율 1000배로 관찰하여, 화상 해석으로 잔량부 조직의 사이즈(원 상당 직경)와, 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율을 구했다. 양자 모두 5시야의 평균값을 채용했다.The size of the residual portion structure and the pearlite fraction in the residual portion texture were obtained by cutting the sample by the same method as the measurement of the bainite fraction, polishing and etching, observing the sample at a magnification of 1000 times with SEM, The size (circle equivalent diameter) of the residual portion structure and the pearlite fraction in the remaining portion structure were determined. Both adopted an average of 5 fields of view.

(인장 강도) (The tensile strength)

각 강판의 표층 깊이 2 내지 6㎜ 위치로부터 판 두께 4㎜, 표점 거리 35㎜의 인장 시험편을 채취하고, JIS Z2241(2011)에 따라서 인장 시험을 행함으로써, 인장강도 TS를 측정했다.Tensile test specimens having a thickness of 4 mm and a gauge distance of 35 mm were taken from the surface layer depths of 2 to 6 mm from each steel sheet and tensile strength TS was measured by performing tensile test according to JIS Z2241 (2011).

(피로 특성) (Fatigue characteristics)

피로 특성은, 판 두께 표층 2 내지 6㎜ 위치로부터 4㎜ 두께의 강재를 잘라내고, 도 1에 도시한 바와 같은 시험편을 제작해 갔다. 또한, 시험편 표면은 에머리지로 #1200까지 연마를 행하여, 표면 상태의 영향을 제거했다. 얻어진 시험편에 대해서, 인스트론사제 전기 유압 서보식 피로 시험기를 사용하여, 이하의 조건에서 피로 시험을 행했다.As to the fatigue characteristics, a steel material having a thickness of 4 mm was cut out from a position of 2 to 6 mm in thickness of the surface layer of the plate thickness, and a test piece as shown in Fig. 1 was produced. Further, the surface of the test piece was polished to # 1200 with an emery paper to remove the influence of the surface state. The obtained test pieces were subjected to a fatigue test under the following conditions using an electric hydraulic servo type fatigue tester manufactured by Instron.

시험 환경:실온, 대기 중 Test environment: room temperature, atmospheric

제어 방법:하중 제어 Control method: Load control

제어 파형:정현파 Control waveform: sinusoidal wave

응력비:R=-1 Stress ratio: R = -1

시험 속도:20Hz Test speed: 20Hz

시험 종료 사이클 수:5000000회 End of test cycle: 5,000,000 times

피로 특성은 인장 강도의 영향을 받는 것이며, 그 영향을 제거하기 위해서 500만회 피로 한도비를 구하고, 500만회 피로 한도비가 0.51을 상회한 것을 합격으로 했다. 500만회 피로 한도비는 500만회 피로 강도를 인장 강도에서 제산한 값이며, 500만회 피로 강도는 다음과 같이 결정했다. 각 시험편에 있어서 응력 진폭 σa를 인장 강도 TS로 제산한(σa/TS)의 값이 0.51이 되는 응력 진폭으로 피로 시험을 행하여, 500만회 도달 시에 미파단이 된 것을 합격으로 하고(파단한 것을 불합격으로 하여 『×』로 표시), 하기 표 4, 5에 『○』로 나타냈다. 또한 (σa/TS)의 값이 0.53이 되는 응력 진폭으로 피로 시험을 행하고, 500만회 도달 시에 미파단이 된 것을, 하기 표 4, 5에 『◎』로 나타냈다.The fatigue property is affected by the tensile strength. To eliminate the influence, the fatigue limit ratio of 5,000,000 times was obtained, and it was determined that the fatigue limit ratio of 5,000,000 times exceeded 0.51. The fatigue limit ratio of 5,000,000 times is the value obtained by dividing the fatigue strength of 5,000,000 times by the tensile strength, and the fatigue strength of 5,000,000 cycles was determined as follows. The fatigue test was carried out with a stress amplitude at which the value of (? A / TS) obtained by dividing the stress amplitude? A by the tensile strength TS in each of the test pieces was 0.51. Quot; and " " in the following Tables 4 and 5). Further, the fatigue test was carried out with a stress amplitude at which the value of (sigma a / TS) was 0.53, and the samples which were not broken at the time of reaching five million cycles were shown as "? &Quot; in the following Tables 4 and 5.

(석출물의 개수 밀도 및 사이즈) (Number density and size of precipitates)

강판 표면에서 3㎜ 위치로부터 채취한 샘플로부터, 추출 레플리카법에 의해 제작한 시험편에 대해서, 투과형 전자 현미경(TEM:Transmission Electron Microscape)으로, 관찰 배율 150000배, 관찰 시야(750㎚×625nm, 관찰 개소 5시야를 관찰하여, 화상 해석에 의해 그 시야 중의 Nb, Ti, V 중 어느 하나를 포함하는 석출물의 면적을 측정하고, 이 면적으로부터 각 석출물의 원 상당 직경을 산출했다. 또한, Nb, Ti, V 중 어느 하나를 포함하는 것은 EDX(Energy Dispersive X-ray spectrometry:에너지 분산형 X선 분석)에 의해 판별했다. 원 상당 직경이 20㎚ 이하가 되는 석출물의 1㎛2 당으로 환산함으로써 개수 밀도라고 했다.From the sample taken from the position 3 mm from the surface of the steel sheet, the test specimen produced by the extraction replica method was observed with a transmission electron microscope (TEM: transmission electron microscope) at an observation magnification of 150000, an observation field of view (750 nm x 625 nm, The area of the precipitate containing any of Nb, Ti and V in the visual field was measured by image analysis, and the circle equivalent diameter of each precipitate was calculated from this area. Further, Nb, Ti, V was determined by EDX (Energy Dispersive X-ray spectrometry). Converting into 1 μm 2 of the precipitate having a circle-equivalent diameter of 20 nm or less, did.

이 결과를, 하기 표 4 및 5에 나타낸다. The results are shown in Tables 4 and 5 below.

[표 4] [Table 4]

Figure pat00012
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[표 5] [Table 5]

Figure pat00013
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이들 결과로부터, 다음과 같이 고찰할 수 있다. 즉, 시험 No. 1 내지 19(표 4)는, 강의 화학 성분 조성도 제조 조건도 적절하게 제어되어 있기 때문에, 본 발명에서 규정하는 요건(조직, 석출물)을 충족하고 있어, 우수한 피로 특성을 발휘하고 있다.From these results, it can be considered as follows. That is, 1 to 19 (Table 4) satisfy the requirements (texture, precipitate) defined in the present invention because the chemical composition of steel and the production conditions are appropriately controlled, and excellent fatigue characteristics are exhibited.

한편, 시험 No. 20 내지 41(표 5)은, 강판의 화학 성분 조성 및 제조 조건 중 적어도 어느 하나가 부적절했기 때문에, 피로 특성이 열화되는 결과가 되었다. 이 중 시험 No. 20은, 슬래브 가열 속도가 지나치게 빨라지고(압연 조건 No. g), 석출물 개수 밀도가 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 21은, 슬래브 가열 속도가 지나치게 느려지고(압연 조건 No. h), 석출물 개수 밀도가 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다.On the other hand, 20 to 41 (Table 5), fatigue characteristics were deteriorated because at least one of the chemical composition and the manufacturing conditions of the steel sheet was inadequate. Among them, 20, the heating rate of the slab was excessively high (rolling condition No. g), the density of the precipitates was small, and the fatigue characteristics were deteriorated. Test No. 21, the heating rate of the slab was excessively slow (rolling condition No. h), the density of the precipitates was small, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 22은, 열간 압연 전의 가열 온도가 지나치게 높아지고(압연 조건 No. i), 소정의 인장 강도가 달성되지 않는 것이다(다른 특성은 평가하지 않음). 시험 No. 23은, 열간 압연 전의 가열 온도가 너무 낮아지고(압연 조건 No. j), 베이나이트 분율이 저하되는 동시에, 유효 결정립 직경이 커지고, 게다가 석출물 개수 밀도도 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 22 shows that the heating temperature before hot rolling becomes too high (rolling condition No. i), and the predetermined tensile strength is not achieved (other properties are not evaluated). Test No. 23, the heating temperature before hot rolling became too low (rolling condition No. j), the bainite fraction decreased, the effective crystal grain diameter became large, the precipitate number density became small, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 24은, 열간 압연 시의 누적 압하율이 너무 작아지고(압연 조건 No. k), 유효 결정립 직경이 커져, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 25는, 미재결정 온도 영역에서의 압하율이 작아지고 있어(압연 조건 No. l), 유효 결정립 직경이 지나치게 커짐과 동시에, 잔량부 조직 사이즈가 커지고 있어, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 24, the cumulative reduction ratio at the time of hot rolling became too small (rolling condition No. k), the effective crystal grain diameter became large, and the fatigue characteristics deteriorated. Test No. 25 exhibited a reduction in rolling reduction in the non-recrystallization temperature region (rolling condition No. 1), the effective crystal grain diameter became excessively large and the residual portion size became large, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 26은, 마무리 압연 종료 온도가 지나치게 높아지고(압연 조건 No. m: 미재결정 온도 영역에서의 압하율은 실질적으로 0%), 인장 강도가 저하되는 동시에, 유효 결정립 직경이 커지고, 게다가 석출물 개수 밀도도 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 27은, 마무리 압연 종료 온도가 너무 낮아지고(압연 조건 No. n), 베이나이트 분율이 저하되고, 게다가 석출물 개수 밀도도 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 26 shows that the finish rolling finish temperature is excessively high (rolling condition No. m: reduction rate in the non-recrystallization temperature region is substantially 0%), the tensile strength is lowered, the effective crystal grain diameter is increased, And the fatigue characteristics deteriorated. Test No. 27, the finish rolling finish temperature was too low (rolling condition No. n), the bainite fraction decreased, the precipitate number density also became small, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 28은, 열간 압연 후의 냉각 속도가 빨라지고 있고(압연 조건 No. o), 석출물 개수 밀도가 달성되지 않아(미세 석출물이 분산하지 않고), 피로 특성이 열화되었다(인장 강도도 높아지고 있다). 시험 No. 29는, 냉각 정지 온도가 낮아지고 있고(압연 조건 No. p), 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율이 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 28, the cooling rate after hot rolling became faster (rolling condition No. o), the precipitate number density was not achieved (the fine precipitates did not disperse), and the fatigue characteristics deteriorated (tensile strength also increased). Test No. 29, the cooling stopping temperature was lowered (rolling condition No. p), and the pearlite fraction in the residual amount structure became smaller, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 30은, C 함유량이 과잉된 강편(강종 O)을 사용한 예이며, 인장 강도가 지나치게 높아진 것이다(다른 특성은 평가하지 않음). 시험 No. 31은 C 함유량이 적은 강편(강종 P)을 사용한 예이며, 소정의 인장 강도가 달성되지 않은 것이다(다른 특성은 평가하지 않음).Test No. 30 is an example using a steel piece (steel grade O) having an excess of C content, and the tensile strength is too high (other characteristics are not evaluated). Test No. 31 is an example using a steel strip (grade P) having a low C content, and a predetermined tensile strength is not achieved (other characteristics are not evaluated).

시험 No. 32는, Si 함유량이 과잉된 강편(강종 Q)을 사용한 예이며, 석출물 개수 밀도가 달성되지 않아(미세 석출물이 분산하지 않음), 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 33은, Mn 함유량이 적은 강재(강종 R)를 사용한 예이며, 베이나이트 분율이 저하되어, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 34는 Mn량이 많은 강편(강종S)을 사용한 예이며, 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율이 부족하여, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 32 is an example using a steel piece (steel grade Q) having an excess of Si content, and the density of precipitates was not achieved (fine precipitates were not dispersed), and fatigue characteristics were deteriorated. Test No. 33 is an example using a steel having a low Mn content (steel type R), and the bainite fraction was lowered and fatigue characteristics were deteriorated. Test No. 34 is an example using a steel piece (steel grade S) having a large amount of Mn, and the pearlite fraction was insufficient in the residual amount structure, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 35는, Cu 및 Ni의 함유량이 부족해서 CA값이 작은 강편(강종 T)을 사용한 예이며, 석출물 개수 밀도가 적어져, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 36은, CA값이 큰 강편(강종 U)을 사용한 예이며(Ni 함유량도 과잉이 되어 있음), 조대 석출물이 증가하고, 석출물 개수 밀도가 적어져, 피로 특성이 열화되었다(인장 강도도 높아지고 있음).Test No. 35 is an example using a steel piece (steel type T) having a low CA value due to insufficient content of Cu and Ni, and the density of precipitates was reduced and the fatigue characteristics were deteriorated. Test No. 36 is an example using a steel plate (steel type U) having a large CA value (Ni content is excessive), the coarse precipitates are increased, the precipitate number density is decreased, and the fatigue characteristics are deteriorated ).

시험 No. 37은, PR값이 작은 강편(강종 V)을 사용한 예이며, 석출물 개수 밀도가 적어져, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 38은, PR값이 큰 강편(강종 W)을 사용한 예이며, 석출물 개수 밀도가 적어져, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 37 is an example using a steel plate (steel type V) having a small PR value, and the density of precipitates is reduced, and the fatigue characteristics are deteriorated. Test No. 38 shows an example in which a piece of a steel having a large PR value (steel type W) was used, the density of precipitates was reduced, and the fatigue characteristics deteriorated.

시험 No. 39는, Kp값이 큰 강편(강종 X)을 사용한 예이며, 베이나이트 분율이 저하됨과 동시에, 유효 결정립 직경이 커지고, 게다가 잔량부 조직 중의 펄라이트 분율이 작아지고 있어, 피로 특성이 열화되었다.Test No. 39 is an example using a steel billet having a large Kp value (steel grade X). The bainite fraction is reduced, the effective crystal grain diameter is increased, and the pearlite fraction in the residual amount structure is decreased.

시험 No. 40은, B 함유량이 적은(미첨가의) 강편(강종 Y)을 사용한 예이며, 베이나이트 분율이 저하됨과 동시에, 유효 결정립 직경이 커져, 피로 특성이 열화되었다. 시험 No. 41은, B 함유량이 많은 강편(강종 Z)을 사용한 예이며, 또한 CA값도 작아지고 있고, 베이나이트 분율이 저하되어, 피로 특성이 열화되었다(인장 강도도 높아지고 있다).Test No. 40 is an example using a (low-content added) (unfilled) slab (steel grade Y), the bainite fraction decreased, the effective crystal grain diameter became large, and the fatigue characteristics deteriorated. Test No. 41 is an example using a steel sheet having a large B content (steel type Z), the CA value is also small, the bainite fraction is decreased, and the fatigue characteristics are deteriorated (tensile strength is also increased).

(실시예 2) (Example 2)

표 4에 나타낸 시험 No. 1 내지 19의 각 강판에 대해서, 판 두께의 1/4이 되는 위치의 베이나이트 분율, 유효 결정립 직경, 제2상의 사이즈에 대해서, 실시예 1에 나타낸 방법과 동일하게 하여 평가했다. 시험편의 채취 방법에 대해서는, 판 두께의 1/4이 되는 위치로 하는 것 이외는, 상기와 동일하다. 또한, 이들의 강판에 대해서, 다음의 방법에 의해 균열 진전 속도를 측정했다.Test No. shown in Table 4 For each of the steel sheets 1 to 19, the bainite fraction at the position that is 1/4 of the plate thickness, the effective crystal grain diameter, and the size of the second phase were evaluated in the same manner as in the method shown in Example 1. The sampling method of the test piece is the same as the above, except that the position is set to 1/4 of the plate thickness. Further, for these steel sheets, the crack propagation rate was measured by the following method.

(균열 진전 속도) (Crack propagation speed)

ASTM E647에 준거하여, 컴팩트 시험편을 사용하고, 전기 유압 서보식 피로 시험기에서 다음의 조건으로 피로 균열 진전 시험을 행하여, 균열 진전 속도를 측정했다. 또한, 컴팩트 시험편은, 판 두께의 1/2이 되는 위치로부터 채취하여, 도 2에 도시하는 형상의 것을 사용했다. 또한, 균열 길이는 컴플리언스법을 사용했다.A compact test specimen was used in accordance with ASTM E647, and a fatigue crack growth test was conducted under the following conditions in an electric-hydraulic servo fatigue tester to measure the crack propagation speed. The compact test specimen was taken from a position where the plate thickness was one-half of that of the plate, and the specimen shown in Fig. 2 was used. In addition, the crack length was determined by the compliance method.

시험 환경:실온, 대기 중 Test environment: room temperature, atmospheric

제어 방법:하중 제어 Control method: Load control

제어 파형:정현파 Control waveform: sinusoidal wave

응력비:R=-1 Stress ratio: R = -1

시험 속도:5 내지 20 Hz Test speed: 5 to 20 Hz

이때, 하기 (6)식에 의해 규정되는 파리스칙이 성립하는 안정 성장 영역 ΔK=20(MPa·m1/2)일 때의 값을 대표치로서 평가했다. ΔK=20(MPa·m1/ 2)일 때의 균열 진전 속도가 5.0×10-5mm/cycle 이하로 되는 것을 균열 진전 특성이 우수하다고 했다.At this time, the value obtained when the stable growth region ΔK = 20 (MPa · m 1/2 ) established by the Parrish rule defined by the following formula (6) was evaluated as a representative value. ΔK = 20 (MPa · m 1 /2) was that the crack growth rate is excellent in crack propagation characteristics being below 5.0 × 10 -5 mm / cycle when the.

Figure pat00014
Figure pat00014

[(1)식 중, a:균열 길이, n:반복수, C, m:재료, 하중 등의 조건에서 결정되는 상수를 각각 나타낸다.] (1) where a is the crack length, n is the number of repeats, and C and m are constants determined under the conditions of the material and the load.

이 결과를, 하기표 6에 나타낸다. The results are shown in Table 6 below.

[표 6] [Table 6]

Figure pat00015
Figure pat00015

이 결과로부터, 다음과 같이 고찰할 수 있다. 즉, 시험 No. 1, 3 내지 6, 9 내지 19는, 강의 화학 성분 조성 및 제조 조건이 적절하게 제어되어 있기 때문에, 강판 내부에 있어서의 바람직한 요건(조직, 석출물)을 충족하고 있고, 우수한 피로 균열 진전 특성(균열 진전 속도가 5.0×10-5mm/cycle 이하)이 얻어지고 있다.From this result, it can be considered as follows. That is, 1, 3 to 6, and 9 to 19 satisfy satisfactory requirements (texture, precipitate) in the steel sheet and have excellent fatigue crack growth characteristics (cracks And the advancing speed is 5.0 × 10 -5 mm / cycle or less).

이에 대해, 시험 No. 2, 8은, 전체 열간 압연 공정에서의 누적 압하율이 작아지고 있고(압연 조건 No. c), 유효 결정립 직경이 커져, 피로 균열 진전 특성이 열화되었다. 또한, 시험 No. 7은, 미재결정 온도 영역에서의 압하율(누적 압하율)이 커지고 있고(압연 조건 No. f), 베이나이트 분율이 저하되어, 피로 균열 진전 특성이 열화되었다.On the contrary, 2 and 8, the cumulative rolling reduction in the entire hot rolling process was small (rolling condition No. c), the effective crystal grain diameter became large, and the fatigue crack growth characteristics deteriorated. In addition, 7, the rolling reduction (cumulative rolling reduction) in the non-recrystallization temperature region was increased (rolling condition No. f), and the bainite fraction was lowered and the fatigue crack growth characteristics deteriorated.

본 발명을 특정한 형태를 참조하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않아 여러 변경 및 수정이 가능한 것은, 당업자에 있어서 분명하다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

또한, 본 출원은, 2013년 9월 20일자로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2013-195590호) 및 2014년 1월 30일자로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2014-015524호)에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.The present application is based on Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2013-195590) filed on September 20, 2013 and Japanese Patent Application filed on January 30, 2014 (Japanese Patent Application No. 2014-015524 ), All of which are cited by reference.

Claims (4)

질량%로, C:0.03 내지 0.12%, Si:0% 초과 0.3% 이하, Mn:1.0 내지 2.0%, B:0.0005 내지 0.005%를 각각 함유하고, 또한 Cu:0.1 내지 1.0% 및 Ni:0.1 내지 1.0%로부터 선택되는 1종 이상과, V:0% 초과 0.05% 이하, Nb:0% 초과 0.05% 이하 및 Ti:0% 초과 0.05% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하고,
추가적으로 질량%로, Ca:0% 초과 0.005% 이하, Al:0% 초과 0.10% 이하, N:0.0035% 이상 0.010% 이하, Cr:0% 초과 2% 이하 및 Mo:0% 초과 1% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하며,
이들 원소가 하기 (1) 내지 (3) 식의 관계를 충족하는, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물의 후강판이고,
압연 방향에 평행한 종단면에 있어서 강판 표면으로부터 깊이 3㎜의 관찰 위치에서 측정했을 때에, 금속 조직이 하기 (a) 내지 (d)의 요건을 충족하고, 석출물이 하기 (A)의 요건을 충족하는 것을 특징으로 하는, 피로 특성이 우수한 후강판.
Figure pat00016

([Nb], [Ti] 및 [V]는, 각각 Nb, Ti 및 V의 강판 중의 질량% 기준에 의한 함유량을 나타낸다.)
Figure pat00017

([Cu], [Ni] 및 [Si]는, 각각 Cu, Ni 및 Si의 강판 중의 질량% 기준에 의한 함유량을 나타낸다.)
Figure pat00018

([Mn], [Cr] 및 [Mo]는, 각각 Mn, Cr 및 Mo의 강판 중의 질량% 기준에 의한 함유량을 나타낸다.)
(a) 금속 조직이 베이나이트 조직과, 잔량부 조직으로 구성되고, 전체 조직 중, 베이나이트 분율이 80면적% 이상이다.
(b) 인접하는 결정의 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이가 7㎛ 이하이다.
(c) 상기 잔량부 조직의 원 상당 직경이 3.0㎛ 이하이다.
(d) 상기 잔량부 조직 중, 펄라이트 분율이 80면적% 이상이다.
(A) Nb, Ti 및 V 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원 상당 직경이 20㎚ 이하인 석출물의 개수가 100개/㎛2 이상이다.
Wherein the steel sheet further contains 0.1 to 1.0% of Cu, 0.1 to 1.0% of Cu, and 0.1 to 1.0% of Cr, And at least one element selected from the group consisting of V: more than 0% to 0.05%, Nb: more than 0% to 0.05%, and Ti: more than 0% to 0.05%
, And more preferably more than 0% and not more than 1% of Mo and not more than 0.005% of Ca, more than 0% and not more than 0.10% of Al, not less than 0.0035% and not more than 0.010% And at least one member selected from the group consisting of
Wherein the elements satisfy the relationship of the following formulas (1) to (3), the balance being iron and inevitable impurities after the steel sheet,
(A) to (D) and the precipitate satisfies the following requirement (A) when measured at an observation position at a depth of 3 mm from the steel sheet surface in a longitudinal section parallel to the rolling direction: Wherein the steel sheet has excellent fatigue characteristics.
Figure pat00016

([Nb], [Ti] and [V] represent the contents of Nb, Ti and V in the steel sheet on the basis of mass%).
Figure pat00017

([Cu], [Ni] and [Si] represent the content of Cu, Ni and Si in the steel sheet, respectively, on the basis of mass%).
Figure pat00018

([Mn], [Cr] and [Mo] represent the content of Mn, Cr and Mo in the steel sheet, respectively, on the basis of mass%).
(a) The metal structure is composed of a bainite structure and a residual portion structure, and the bainite fraction of the whole structure is 80% or more by area.
(b) When the crystal grains of bainite are determined based on the diagonal grain boundaries of the adjacent crystals having an azimuthal difference of 15 degrees or more, the average length of the crystal grains in the plate thickness direction is 7 mu m or less.
(c) The circle-equivalent diameter of the residual portion structure is 3.0 탆 or less.
(d) the percentage of pearlite in the remaining part of the structure is 80% by area or more.
(A) The number of precipitates having a circle-equivalent diameter of 20 nm or less including at least one of Nb, Ti and V is 100 / 탆 2 or more.
제1항에 있어서, 압연 방향에 평행한 종단면에 있어서, 판 두께의 1/4 위치가 되는 위치를 관찰했을 때에, 금속 조직이 하기 (e) 내지 (g)의 요건을 충족하는 것인, 피로 특성이 우수한 후강판.
(e) 금속 조직이 베이나이트 조직과, 이 베이나이트보다도 경질인 잔량부 조직으로 구성되고, 전체 조직 중, 베이나이트 분율이 80면적% 이상이다.
(f) 인접하는 결정의 방위 차가 15° 이상의 대각 입계에 기초하여 베이나이트의 결정립을 결정했을 때, 당해 결정립의 판 두께 방향의 평균 길이가 7㎛ 이하이다.
(g) 상기 경질 잔량부 조직의 원 상당 직경이 3㎛ 이하이다.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal structure satisfies the following requirements (e) to (g) when a position that is a 1/4 position of the plate thickness is observed on a longitudinal section parallel to the rolling direction: After the steel sheet with excellent characteristics.
(e) The metal structure is composed of a bainite structure and a remaining portion structure harder than bainite, and the bainite fraction in the whole structure is 80% or more by area.
(f) When the crystal grains of bainite are determined based on the diagonal grain boundaries of the adjacent crystals having an azimuthal difference of 15 degrees or more, the average length of the crystal grains in the plate thickness direction is 7 占 퐉 or less.
(g) The circle-equivalent diameter of the above-mentioned hard residual portion structure is 3 탆 or less.
제1항에 기재된 화학 성분 조성의 강편을 다음의 조건에서 열간 압연하는 것을 특징으로 하는, 피로 특성이 우수한 후강판의 제조 방법.
가열 온도:1000 내지 1200℃
전체 열간 압연 공정의 누적 압하율:75% 이상
마무리 압연 중에 있어서의, Ar3 변태점+150℃ 내지 Ar3 변태점+50℃의 온도 범위에서의 누적 압하율:50% 이상
마무리 압연 종료 온도:Ar3 변태점+30℃ 이상의 온도
마무리 압연 종료 온도에서 600℃까지의 평균 냉각 속도:10℃/초 이하
A method for producing a steel sheet having excellent fatigue characteristics, characterized by hot-rolling the steel sheet according to claim 1 under the following conditions.
Heating temperature: 1000 to 1200 DEG C
Cumulative rolling reduction of the entire hot rolling process: 75% or more
In the finish rolling, Ar 3 transformation point + 150 ℃ to Ar 3 transformation point + cumulative rolling reduction in the temperature range of 50 ℃: 50%
Finish rolling finish temperature: Ar 3 transformation point + 30 ° C or more
Average cooling rate from finish rolling finish temperature to 600 占 폚: 10 占 폚 / sec or less
제3항에 있어서, 냉각 정지 온도가 550℃ 이상인, 피로 특성이 우수한 후강판의 제조 방법. The method according to claim 3, wherein the cooling stop temperature is 550 ° C or more, and the fatigue characteristic is excellent.
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