KR20190072362A - 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, CO2저장탱크 및 압력용기 등의 소재로 바람직하게 적용될 수 있는 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.12~0.20%, Si: 0.30~0.40%, Mn: 1.50~1.70%, Mo: 0.03~0.10%, Cu: 0.05~0.30%, V: 0.03~0.10%, Ni: 0.03~0.25%, Cr: 0.03~0.25%, Al: 0.005~0.06%, Ca: 0.0005~0.0030%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하를 포함하고, 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트; 템퍼드 베이나이트; 및 펄라이트와 디제너레이디트 펄라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 혼합조직으로 이루어지며, 상기 템퍼드 베이나이트의 분율은 5~50면적%인 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.12~0.20%, Si: 0.30~0.40%, Mn: 1.50~1.70%, Mo: 0.03~0.10%, Cu: 0.05~0.30%, V: 0.03~0.10%, Ni: 0.03~0.25%, Cr: 0.03~0.25%, Al: 0.005~0.06%, Ca: 0.0005~0.0030%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하를 포함하고, 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트; 템퍼드 베이나이트; 및 펄라이트와 디제너레이디트 펄라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 혼합조직으로 이루어지며, 상기 템퍼드 베이나이트의 분율은 5~50면적%인 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, CO2저장탱크 및 압력용기 등의 소재로 바람직하게 적용될 수 있는 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 친환경 정책에 따른 온실가스의 주범인 탄소가스를 저장하고 운반하는 CO2저장탱크 및 압력용기의 소요가 증대되고 있으며 이러한 강재에 대한 고강도화 및 저온인성 의 확보가 중요한 이슈가 되고 있다.
상기와 같은 강재의 고강도화 및 저온인성 확보 이외에도 강재를 용접한 경우에 용접 후 구조물의 변형을 방지하고, 형상 및 치수를 안정시키기 위한 목적으로, 용접시 발생된 응력을 제거하기 위하여, 용접후열처리(PWHT, Post Weld Heat Treatment)를 행하게 된다. 장시간의 PWHT 공정을 행한 강판은 그 조직의 조대화로 인하여 강판의 인장강도가 저하되는 문제가 있다.
즉, 장시간 PWHT 후에는 기지조직(Matrix) 및 결정립계의 연화, 결정립 성장, 탄화물의 조대화 등에 따라 강도 및 인성이 동시에 저하되는 현상을 초래하게 된다.
종래 제조법으로는 비특허문헌 1의 ASTM A612 강에서와 같이 중량%로 C: 0.25%이하, Si: 0.15~0.50%, Mn: 1.00~1.50%, Mo 및 V: 0.08%이하, Cu: 0.3%이하, Ni: 0.25%이하, Cr: 0.25%이하, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하로 구성된 강판재를 활용하여 As rolled 또는 노말라이징 또는 노말라이징 + SR(Stress Relief) 열처리 패턴을 적용하여 제조하였다. 이렇게 제조된 강을 사용시 구조물 제작을 위해 필수적인 용접을 시행하게 된다. 용접 후 구조물의 변형을 방지하고, 형상 및 치수를 안정시키기 위한 목적으로, 용접시 발생된 응력을 제거하기 위하여, 용접후열처리(PWHT, Post Weld Heat Treatment)를 행하게 된다. 그러나 장시간의 PWHT 공정을 행한 강판은 그 조직의 조대화로 인하여 강판의 인장강도 및 저온충격인성이 크게 저하되는 문제가 있다.
A612/A612M - 12 : Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Carbon Steel, High Strength, for Moderate and Lower Temperature Service
본 발명의 일 측면은 PWHT 열처리 후에도 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.12~0.20%, Si: 0.30~0.40%, Mn: 1.50~1.70%, Mo: 0.03~0.10%, Cu: 0.05~0.30%, V: 0.03~0.10%, Ni: 0.03~0.25%, Cr: 0.03~0.25%, Al: 0.005~0.06%, Ca: 0.0005~0.0030%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하를 포함하고, 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 페라이트; 템퍼드 베이나이트; 및 펄라이트와 디제너레이디트 펄라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 혼합조직으로 이루어지며, 상기 템퍼드 베이나이트의 분율은 5~50면적%인 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판을 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, C: 0.12~0.20%, Si: 0.30~0.40%, Mn: 1.50~1.70%, Mo: 0.03~0.10%, Cu: 0.05~0.30%, V: 0.03~0.10%, Ni: 0.03~0.25%, Cr: 0.03~0.25%, Al: 0.005~0.06%, Ca: 0.0005~0.0030%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하를 포함하고, 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 950~1200℃에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 패스당 압하율 2.5~30%로 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 820~930℃에서 1.3×t+(10~30분)(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 노말라이징 열처리하는 단계; 상기 노말라이징 열처리된 열연강판을 노말라이징 온도 범위로부터 450℃까지의 온도구간에서 1/4t(단, t는 강판의 두께(㎜)임)를 기준으로 0.5~30℃/s의 냉각속도로 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 열연강판을 550~680℃에서 1.6×t+(10~30분)(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 템퍼링 열처리하는 단계를 포함하는 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면에 따르면, PWHT 열처리 후에도 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판과 이를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 먼저, 본 발명의 합금조성에 대하여 설명한다. 다만, 하기 설명되는 합금조성은 특별한 언급이 없는 한 중량%를 의미한다.
C: 0.12~0.20%
C는 강도를 향상시키는 원소로써, 그 함량이 0.12% 미만일 경우 기지 상의 자체적인 강도가 저하되고, 0.20%를 초과할 경우 과도한 강도 증대에 따른 인성 저하와 함께 용접성이 저하되는 문제가 있다.
Si: 0.30~0.40%
Si는 탈산 및 고용강화에 효과적인 원소이며, 충격 천이온도 상승을 동반하는 원소이다. 목표 강도 달성을 위해서는 0.30% 이상 첨가되어야만 하나, 0.40%를 초과하여 첨가되는 경우에는 용접성이 저하되고, 충격인성이 열화된다.
Mn: 1.50~1.70%
Mn은 강의 강도 및 저온 인성에 중요한 영향을 미치는 합금원소이다. 만약, Mn 함량이 지나치게 낮을 경우 강도 및 인성이 열화될 우려가 있으므로, 1.50% 이상 첨가함이 바람직하다. 다만, 그 함량이 지나치게 높을 경우 용접성이 저하되고, 강 제조 원가 상승의 우려가 있으므로, 그 상한은 1.70%로 한정함이 바람직하다.
Mo: 0.03~0.10%
Mo은 강의 소입성을 향상시키고, 황화물 크랙을 방지할 뿐 아니라, 소입-소려 후 미세 탄화물 석출에 의한 강의 강도 향상에 유효한 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.03% 이상 첨가함이 바람직하다. 다만, 그 함량이 지나치게 높을 경우 강 제조 원가 상승의 우려가 있으므로, 그 상한은 0.10%로 한정함이 바람직하다.
Cu: 0.05~0.30%
Cu는 강도 증대에 효과적인 원소로, 0.05% 이상 첨가하여야 상기 효과를 얻을 수 있으나, 고가이므로 그 상한은 0.30%로 한정함이 바람직하다.
V: 0.03~0.10%
V은 미세한 탄화물 및 질화물을 쉽게 형성할 수 있는 원소로서, 0.03% 이상 첨가하여야 상기 효과를 얻을 수 있으나, 고가이므로 그 상한은 0.30%로 한정함이 바람직하다.
Ni: 0.03~0.25%
Ni은 저온 인성 향상에 가장 효과적인 원소로서, 그 함량이 0.03% 이상 첨가되어야 상기 효과를 얻을 수 있으나, 고가의 원소로 제조비용 상승을 초래하므로 0.25% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.
Cr: 0.03~0.25%
Cr은 강도를 증가시키는 원소이므로, 본 발명에서 강도 증가 효과를 위해서는 0.03% 이상 첨가되어야 하나, 고가의 원소이므로, 0.25%를 초과하여 첨가하는 경우에는 제조비용의 상승을 초래한다.
Al: 0.005~0.06%
Al은 Si와 더불어 제강 공정에서 강력한 탈산제 중 하나로써, 그 함량이 0.005% 미만일 경우 탈산 효과가 미미하고, 0.06%를 초과하여 첨가되는 경우에는 탈산 효과는 포화되고, 제조원가가 상승하는 문제가 있다.
Ca: 0.0005~0.0030%
Ca은 CaS로 생성되어 MnS의 비금속 개재물을 억제하는 역할을 하므로 5ppm 이상 첨가한다. 하지만 그 첨가량이 과다하면 강중에 함유된 O와 반응하여 비금속 개재물인 CaO를 생성하여 물성에 좋지 않으므로 그 상한치를 30ppm으로 한정한다.
P: 0.025% 이하
P는 강중 불가피하게 첨가되는 불순물로써, 저온인성을 저하시키면서 소려취화 감수성을 증대시키는 원소이다. 따라서, 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 P 함량을 0.025% 이하로 관리한다.
S: 0.025% 이하
S 또한 강중 불가피하게 함유되는 불순물로써, 저온인성을 저하시키며 MnS 개재물을 형성하여 강의 인성을 해치는 원소이다. 따라서, 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 S 함량을 0.025% 이하로 관리한다.
본 발명의 강판은 상술한 합금조성 외에 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
Ti: 0.003~0.015%
Ti은 미세 탄화물 혹은 질화물을 형성하여 기지조직의 연화를 방지하는데 효과적인 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.003% 이상 첨가되어야 하나, 고가의 원소이므로 그 상한을 0.015%로 한정함이 바람직하다.
Nb: 0.005~0.025%
Nb는 미세 탄화물 혹은 질화물을 형성하여 기지조직의 연화를 방지하는데 효과적인 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.005% 이상 첨가되어야 하나, 고가의 원소이므로 그 상한을 0.025%로 한정함이 바람직하다.
Ta: 0.002~0.050%
Ta는 미세 탄화물 혹은 질화물을 형성하여 기지조직의 연화를 방지하는데 효과적인 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.002% 이상 첨가되어야 하나, 고가의 원소이므로 그 상한을 0.050%로 한정함이 바람직하다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명의 압력용기용 강판은 그 미세조직이 페라이트; 템퍼드 베이나이트; 및 펄라이트와 디제너레이디트 펄라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 혼합조직으로 이루어지며, 이와 같이 미세조직을 확보함으로써 PWHT 후에도 우수한 강도와 저온충격인성을 확보할 수 있다.
이 때, 상기 템퍼드 베이나이트의 분율은 5~50면적%인 것이 바람직하다. 상기 혼합조직 중 템퍼드 베이나이트를 5면적% 이상 확보함으로써 PWHT 저항성을 향상시킬 수 있다. 다만, 50면적%를 초과하는 경우에는 강도가 과도하게 상승하게 되는 문제가 있을 수 있다. 상기 템퍼드 베이나이트의 분율은 5~50면적%의 범위를 갖는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 강판은 결정립 내부에 평균크기가 5~80nm인 MX[(M=Ti, Nb, Ta), [X=N, C]]형 석출물을 부피분율로 0.003~0.15% 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 석출물의 제어를 통해 PWHT 저항성을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 석출물의 크기가 5nm 미만인 경우에는 목표로 하는 강도를 확보하기 어려울 수 있으며, 80nm를 초과하는 경우에는 충격인성이 저하되는 단점이 있을 수 있다. 또한, 상기 석출물의 분율이 0.003부피% 미만인 경우에는 강도 향상 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 0.15부피%를 초과하는 경우에는 충격인성이 저하되는 단점이 있을 수 있다.
한편, 상기 석출물의 크기란 강판의 두께 방향 단면을 관찰하여 검출한 입자들의 원 상당 직경(equivalent circular diameter)을 의미한다.
상술한 본 발명의 압력용기용 강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법에 있어 특별히 제한되지 않는다. 다만, 바람직한 일례로서 다음과 같은 방법이 적용될 수 있다.
이하, 본 발명 압력용기용 강판의 제조방법의 일 실시형태에 대해서 설명한다.
먼저, 전술한 합금조성을 갖는 강 슬라브를 950~1200℃에서 재가열한다. 상기 재가열 온도가 950℃ 미만인 경우 용질 원자의 고용이 어렵고, 반면 1200℃를 초과할 경우 오스테나이트 결정립 크기가 지나치게 조대해져 강판의 성질을 해칠 수 있다.
상기 재가열된 강 슬라브를 패스당 압하율 2.5~30%로 열간압연하여 열연강판을 얻는다. 상기 패스당 압하율이 2.5% 미만일 경우 압하량이 부족해 내부 결함이 발생할 우려가 있으며, 30%를 초과할 경우 설비의 압하 능력을 초과할 우려가 있다.
상기 열연강판을 820~930℃에서 1.3×t+(10~30분)(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 노말라이징 열처리한다. 상기 노말라이징 열처리 온도가 820℃ 미만인 경우 고용 용질 원소들의 재고용이 어려워 강도의 확보가 어려워지고, 930℃를 초과하는 경우 경정립의 성장이 일어나 저온 인성을 해치게 된다. 또한, 상기 유지시간이 1.3×t+10분) 미만인 경우 조직의 균질화가 충분치 않을 수 있으며, 1.3×t+30분을 초과하는 경우 생산성을 해칠 수 있다.
상기 노말라이징 열처리된 열연강판을 노말라이징 온도 범위로부터 450℃까지의 온도구간에서 1/4t(단, t는 강판의 두께(㎜)임)를 기준으로 0.5~30℃/s의 냉각속도로 냉각한다. 상기 냉각속도가 0.5℃/s 미만일 경우 적정한 베이나이트 변태가 어려워 강도 확보가 어려워지고, 반면, 20℃/s를 초과할 경우 과도한 베이나이트 분율을 갖는 미세조직이 얻어지므로 과도한 인장강도가 얻어지며 또한 저온 인성도 감소할 우려가 있다.
상기 냉각된 열연강판을 550~680℃에서 1.6×t+(10~30분)(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 템퍼링 열처리한다. 상기 템퍼링 열처리 온도가 550℃ 미만일 경우 미세 석출물의 석출이 어려워 강도 확보가 어려워지고, 680℃를 초과할 경우 석출물의 성장이 일어나 강도 및 저온 인성을 해치게 된다. 또한, 상기 템퍼링 열처리시 유지시간이 1.6×t+10분) 미만인 경우 조직의 균질화가 충분하지 않을 수 있으며, 1.6×t+30분을 초과하는 경우에는 생산성을 해칠 수 있다.
한편, 상기 열처리 공정을 거쳐 제조된 본 발명의 압력용기용 강판은 압력용기 제작시 부가되는 용접공정에 의해 잔류응력의 제거 등을 위하여 PWHT 처리가 필요하다. 일반적으로 장시간 PWHT 열처리 이후에는 강도 및 인성의 열화가 발생되는데, 본 발명에 의해 제조된 강판은 통상적인 PWHT 조건인 580~650℃의 온도 범위에서 열처리한 후에도 강도 및 인성의 큰 저하 없이 용접 시공이 가능하다는 장점이 있다. 일례로서, 본 발명의 압력용기용 강판은 580~650℃의 온도 범위에서 10시간 용접후열처리(Post Weld Heat Treatment, PWHT)에도 인장강도가 590MPa 이상이고, -50℃에서의 샤르피 충격 에너지값이 150J 이상일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세하기 위한 예시일 뿐 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
하기 표 1에 기재된 합금조성을 갖는 강 슬라브를 1140℃에서 300분간 재가열하고, 패스당 압하율 10~15%의 조건으로 재결정 영역에서 열간압연하여 열연강판을 얻은 뒤, 상기 열연강판을 890℃에서 1.3×t+20분(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 노말라이징 열처리하고, 상기 노말라이징 열처리된 열연강판을 상기 노말라이징 온도 범위로부터 450℃까지의 온도구간에서 1/4t(단, t는 강판의 두께(㎜)임)를 기준으로 하기 표 2의 조건으로 냉각한 후, 650℃에서 1.6×t+20분(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 템퍼링 열처리하여 압력용기용 강판을 제조하였다.
상기 제조된 강판에 대하여 미세조직을 관찰하고, PHWT 열처리를 실시한 후, 항복강도, 인장강도, 연신율 및 저온충격인성을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 참고로, 하기 표 2에서 템퍼드 베이나이트 이외 잔부 미세조직은 페라이트와 펄라이트였다. 석출물 분율이란 페라이트, 펄라이트 및 템퍼드 베이나이트 혼합조직의 결정립 내부에 위치한 평균크기가 5~80nm인 MX[(M=Ti, Nb, Ta), [X=N, C]]형 석출물의 부피분율을 의미한다. 저온충격인성은 -50℃에서 V 노치를 갖는 시편을 샤르피 충격 시험을 행하여 얻은 샤르피 충격 에너지 값이다.
구분 | 합금조성(중량%) | ||||||||||||||
C | Mn | Si | P | S | Al | Mo | Cu | Ni | Cr | V | Ca | Ti | Nb | Ta | |
발명강1 | 0.15 | 1.60 | 0.35 | 0.008 | 0.0014 | 0.028 | 0.07 | 0.18 | 0.19 | 0.11 | 0.06 | 0.0015 | 0.13 | 0.015 | - |
발명강2 | 0.16 | 1.65 | 0.32 | 0.010 | 0.0013 | 0.031 | 0.08 | 0.17 | 0.20 | 0.10 | 0.07 | 0.0010 | 0.12 | - | 0.015 |
발명강3 | 0.17 | 1.62 | 0.35 | 0.009 | 0.0015 | 0.030 | 0.06 | 0.16 | 0.21 | 0.09 | 0.06 | 0.0012 | - | 0.013 | 0.020 |
비교강1 | 0.16 | 1.60 | 0.36 | 0.009 | 0.0013 | 0.032 | 0.06 | 0.17 | 0.20 | 0.10 | 0.06 | - | - | - | - |
구분 | 강판 두께 (mm) |
냉각 속도 (℃/s) |
PWHT 온도 (℃) |
PWHT 시간 (hr) |
미세조직 | PWHT 후 기계적 물성 | ||||
템퍼드 베이나이트 분율(면적%) |
석출물 분율 (부피%) |
항복 강도 (MPa) |
인장 강도 (MPa) |
연신율 (%) |
CNV (J,@-50℃) |
|||||
발명강1 | 10 | 1.5 | 630 | 10 | 14 | 0.11 | 478 | 607 | 33 | 202 |
17.5 | 1.0 | 630 | 10 | 13 | 0.10 | 472 | 601 | 35 | 212 | |
25 | 0.8 | 630 | 10 | 11 | 0.09 | 470 | 599 | 34 | 208 | |
발명강2 | 10 | 1.5 | 630 | 10 | 14 | 0.12 | 477 | 605 | 32 | 209 |
17.5 | 1.0 | 630 | 10 | 13 | 0.09 | 474 | 600 | 34 | 203 | |
25 | 0.8 | 630 | 10 | 12 | 0.08 | 477 | 598 | 33 | 211 | |
발명강3 | 10 | 1.5 | 630 | 10 | 12 | 0.11 | 476 | 609 | 35 | 203 |
17.5 | 0.8 | 630 | 10 | 13 | 0.09 | 472 | 603 | 34 | 211 | |
25 | 1.5 | 630 | 10 | 11 | 0.08 | 475 | 599 | 35 | 213 | |
비교강1 |
10 | 공냉 | 630 | 10 | 3 | - | 401 | 531 | 32 | 57 |
17.5 | 공냉 | 630 | 10 | 2 | - | 405 | 523 | 34 | 65 | |
25 | 공냉 | 630 | 10 | 1.5 | - | 398 | 520 | 33 | 49 |
상기 표 1 및 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 합금조성과 제조조건을 만족하는 발명강 1 내지 3의 경우에는 PWHT 시간이 10시간에 이르더라도 인장강도와 저온충격인성 등의 기계적 물성이 우수한 수준임을 알 수 있다.
반면, 본 발명의 합금조성을 만족하지 않는 비교강 1의 경우에는 본 발명의 제조조건을 만족하더라도 발명강 1 내지 3에 비하여 인장강도는 약 70MPa, 저온충격인성은 약 150J 이상 낮은 수준임을 알 수 있다.
Claims (4)
- 중량%로, C: 0.12~0.20%, Si: 0.30~0.40%, Mn: 1.50~1.70%, Mo: 0.03~0.10%, Cu: 0.05~0.30%, V: 0.03~0.10%, Ni: 0.03~0.25%, Cr: 0.03~0.25%, Al: 0.005~0.06%, Ca: 0.0005~0.0030%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하를 포함하고, 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
미세조직은 페라이트; 템퍼드 베이나이트; 및 펄라이트와 디제너레이디트 펄라이트 중 1종 또는 2종을 포함하는 혼합조직으로 이루어지며,
상기 템퍼드 베이나이트의 분율은 5~50면적%인 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판.
- 청구항 1에 있어서.
상기 강판은 평균크기가 5~80nm인 MX[(M=Ti, Nb, Ta), [X=N, C]]형 석출물을 0.003~0.15부피% 포함하는 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판.
- 청구항 1에 있어서,
상기 강판은 580~650℃의 온도 범위에서 10시간 용접후열처리(Post Weld Heat Treatment, PWHT)에도 인장강도가 590MPa 이상이고, -50℃에서의 샤르피 충격 에너지값이 150J 이상인 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판.
- 중량%로, C: 0.12~0.20%, Si: 0.30~0.40%, Mn: 1.50~1.70%, Mo: 0.03~0.10%, Cu: 0.05~0.30%, V: 0.03~0.10%, Ni: 0.03~0.25%, Cr: 0.03~0.25%, Al: 0.005~0.06%, Ca: 0.0005~0.0030%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하를 포함하고, 추가로, Ti: 0.003~0.015%, Nb: 0.005~0.025% 및 Ta: 0.002~0.050%로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 950~1200℃에서 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 패스당 압하율 2.5~30%로 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 820~930℃에서 1.3×t+(10~30분)(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 노말라이징 열처리하는 단계;
상기 노말라이징 열처리된 열연강판을 노말라이징 온도 범위로부터 450℃까지의 온도구간에서 1/4t(단, t는 강판의 두께(㎜)임)를 기준으로 0.5~30℃/s의 냉각속도로 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 열연강판을 550~680℃에서 1.6×t+(10~30분)(단, t는 강판의 두께(㎜)임)간 템퍼링 열처리하는 단계를 포함하는 인장강도 및 저온충격인성이 우수한 압력용기용 강판의 제조방법.
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