KR20190076149A

KR20190076149A - 충격인성이 우수한 용접강관용 강재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190076149A
Application number: KR1020170177716A
Authority: KR
Inventors: 김영훈
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-02
Also published as: KR102020417B1

Abstract

충격인성이 우수한 용접강관용 강재 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명의 용접강관용 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.10~0.15%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.5~1.2%, 인(P): 0.025% 이하, 황(S): 0.005% 이하, 니오븀(Nb): 0.05~0.1%, 니켈(Ni): 0.05~0.2%, 크롬(Cr): 0.1~0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.15%, 티타늄(Ti): 0.01~0.05%, 바나듐(V): 0.05~0.1%, 질소(N): 0.008% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 그 미세조직이 평균 결정립 크기 15㎛ 이하와 최대 결정립 크기 30㎛ 이하를 만족하는 페라이트 60~80면적%, 펄라이트: 20~40 면적% 및 잔여 베이나이트로 조성되고, 관계식 1을 충족한다.

Description

충격인성이 우수한 용접강관용 강재 및 그 제조방법{STEEL SHEET HAVING EXCELLENT TOUGHNESS AND IT MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 오일이나 가스 채굴 등에 사용되는 용접강관 제조용 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 충격인성이 우수한 용접강관 이음부를 제공할 수 있는 용접강관 제조용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다

석유 및 가스 산업에서 사용되는 코일드 튜브는 직경 1인치에서 3.25인치의 수km의 튜브를 제조하여 이를 큰 릴 스풀링을 통해 공급되는 형태를 나타내며, 유정이나 가스정에서 유체순환, 펌핑, 드릴링, 로그인, 천공 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 이때 사용시 마다 반복되는 릴링과 언릴링을 통해 반복굽힘응력이 누적되어 튜브의 조기 파단을 유발한다.

특히, 피로응력이 집중되는 용접부에서는 충격이 가해질 경우, 파단으로 인한 제품수명을 단축시키는 경우가 문제가 발생하므로 용접부의 충격인성이 향상된 강재의 개발요구가 지속되어 오고 있다.

대한민국 특허출원 10-2002-0050500호

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 한계를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, API 규격 5ST CT90급 상당의 강도를 가지면서도 충격인성이 우수한 용접강관 제조용 강재 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

중량%로, 탄소(C): 0.10~0.15%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.5~1.2%, 인(P): 0.025% 이하, 황(S): 0.005% 이하, 니오븀(Nb): 0.05~0.1%, 니켈(Ni): 0.05~0.2%, 크롬(Cr): 0.1~0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.15%, 티타늄(Ti): 0.01~0.05%, 바나듐(V): 0.05~0.1%, 질소(N): 0.008% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 그 미세조직이 평균 결정립 크기 15㎛ 이하와 최대 결정립 크기 30㎛ 이하를 만족하는 페라이트 60~80면적%, 펄라이트: 20~40 면적% 및 잔여 베이나이트로 조성되고, 하기 관계식 1을 충족하는 충격인성이 우수한 용접강관용강재를 제공한다.

[관계식 1]

65 <209 + 4.91F + 0.063P - 3.82B - 0.891 Dmax - 0.217YS - 0.05Hv -30Ceq < 95

(여기서 [F]는 페라이트, [P]는 펄라이트, [B]는 베이나이트 미세조직의 분율을 의미하며, Dmax는 최대 결정립 사이즈(㎛), YP는 소재의 강도(MPa), Hv는 비커스경도, Ceq는 탄소당량을 의미한다)

또한 본 발명은,

상술한 합금조성을 갖는 강 슬라브를 준비하는 단계;

상기 강 슬라브를 1100~1300℃의 온도범위에서 재가열하는 단계;

상기 재가열된 강 슬라브를 750~850℃의 온도범위에서 마무리 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및

상기 열연강판을 냉각한 후 500~550℃사이의 온도에서 권취하는 단계를 포함하는 충격인성이 우수한 용접강관용 강재의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 용접강관용 강재를 성형 및 용접하여 얻어지는 충격인성이 우수한 용접강관에 관한 것이다.

상술한 구성의 본 발명에 따르면, API 규격 5ST CT90급 상당의 강도를 가지면서도 충격인성이 우수한 용접강관 제조용 강재를 효과적으로 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명자는 가스정이나 유정환경에서 유체순환, 펌핑, 드릴링, 로그인, 천공 등의 용도의 코일드 튜빙이 지속적으로 수요가 증가하고 있는 점을 고려하여, 보다 원가절감 및 물성을 향상시킬 수 있는 소재를 개발하고 이에 적합한 용접물성을 확보함에 연구를 수행하였다. 특히, 코일드 튜브 제조후 API 5ST 규격내에서 요구하는 CT90급 상당의 항복강도(620~689MPa) 및 인장강도 (669MPa 이상)를 충족시킬 수 있는 강재를 개발하고 본 발명을 제시하는 것이다.

즉, 본 발명의 용접강관용 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.10~0.15%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.5~1.2%, 인(P): 0.025% 이하, 황(S): 0.005% 이하, 니오븀(Nb): 0.05~0.1%, 니켈(Ni): 0.05~0.2%, 크롬(Cr): 0.1~0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.15%, 티타늄(Ti): 0.01~0.05%, 바나듐(V): 0.05~0.1%, 질소(N): 0.008% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 그 미세조직이 평균 결정립 크기 15㎛ 이하와 최대 결정립 크기 30㎛ 이하를 만족하는 페라이트 60~80면적%, 펄라이트: 20~40 면적% 및 잔여 베이나이트로 구성되고, 상기 관계식 1을 충족한다.

이하, 본 발명의 강재 조성성분 및 그 함량 제한사유를 설명한다. 이때, 각 성분들의 함량은 특별한 언급이 없는 한 중량%를 의미한다.

C: 0.1~0.15%

C 는 강도확보를 위해 첨가되는 원소로서, 소입성을 향상시켜 강도를 확보할 수 있다. 상기 C의 함량이 0.1% 미만일 경우에는 Nb, V, Ti와 결합하여 강도의 확보에 어려움이 있고, 0.15%를 초과할 경우에는 항복강도가 상승하여 목표로 하는 강도를 초과하므로 바람직하지 못하다.

Si: 0.1~0.5%

Si 는 강의 제조에서 탈산처리 및 강도확보를 위해 첨가되는 원소로서, 상기 Si의 함량이 0.1% 미만일 경우에는 Si의 탈산효과가 저하된다는 문제가 있고, 0.5%를 초과할 경우에는 MA형성으로 인한 충격인성을 저하시키고, 템퍼링시 취하가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

Mn: 0.5~1.2%

Mn 은 강도 확보를 위해 첨가되는 원소로서, 상기 Mn의 함량이 0.5% 미만일 경우에는 강도 확보에 어려움이 있고, 2.5%를 초과할 경우에는 연주 시 중심편석을 형성시켜 충격인성 저하 및 피로특성 저항성을 저하시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 Mn의 함량을 0.5~1.2%로 제한하는 것이 바람직하다.

P: 0.025% 이하(0%는 제외)

P 는 강의 제조에서 불가피하게 발생되는 불순물로서 적을수록 바람직하다. 상기 P의 함량이 0.025%를 초과할 경우에는 연주시 중심편석을 형성시켜 충격인성을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있다.

S: 0.005% 이하(0%는 제외)

S 는 강의 제조에서 불가피하게 발생되는 불순물로서 적을수록 바람직하다. 상기 S의 함량이 0.005%를 초과할 경우에는 Mn과 반응하여 MnS를 생성시켜 강재의 인성을 저하시키는 주요인자로서, 강내 함유량이 적을수록 유리하다

Nb: 0.05~0.1%

Nb 는 강의 강도 확보를 위해 첨가되는 원소로서, 상기 NbC석출물을 생성시켜 석출강화 효과를 가져온다. 상기 Nb의 함량이 0.05% 미만일 경우에는 석출강화 효과가 미비하고, 0.1%를 초과할 경우에는 조대한 석출물 및 MA 형성을 촉진하여 인성을 저하시키는 문제가 있다.

Ni: 0.05~0.2%

니켈(Ni)은 격자내 적층결함에너지를 낮추어 천이온도를 저하시킴으로써, 인성을 향상시키는 효과를 가져온다. 또한 저융점 화합물의 생성을 억제하여 열간가공시 크랙이 발생하는 현상을 억제하는 효과도 있다.

상술한 효과를 얻기 위해서는 최소한 0.05% 이상으로 Ni을 첨가하는 것이 바람직하나, 반면에 0.2%을 초과할 경우 Ni화합물을 생성시켜 오히려 인성을 저하시키는 문제가 있을 수 있다.

Cr: 0.1~0.3%

크롬(Cr)은 경화능, 내식성을 향상시키기 위해 첨가되는 원소로서, 0.1% 미만 첨가되면 상기 효과가 적고, 0.3%를 초과하여 첨가되면 용접부 결함을 유발하거나 취성을 야기시키므로, 그 함량을 0.1~0.3%로 제한하는 것이 바람직하다.

Mo: 0.05~0.15%

몰리브덴(Mo)은 강도확보 및 내식성을 향상시키기 위해 첨가되는 원소로서, 0.05% 미만 첨가되면 강도상승 및 내식성 효과가 적고, 0.15%를 초과하여 첨가되면 탄화석출물을 생성시켜 인성을 저하시키므로, 그 함량을 0.05~0.15%로 제한하는 것이 바람직하다.

Ti: 0.01~0.05%

Ti 은 강의 강도 및 인성 향상을 위해 첨가되는 원소로서, TiC석출물을 생성시켜 석출강화 효과를 가져오고, TiN을 석출시켜 오스테나이트 결정립 성장을 억제시켜 미세한 결정립을 생성시켜 강도 확보 및 인성향상을 가져온다. 상기 Ti의 함량이 0.01% 미만일 경우에는 상기와 같은 효과를 나타내지 않으며, 0.05%를 초과할 경우에는 조대한 Ti석출물이 생성되어 인성을 저하시키는 문제가 있다.

V: 0.05~0.1%

V 은 강의 강도 및 인성 향상을 위해 첨가되는 원소로서, VC석출물을 생성시켜 석출강화 효과를 가져오고, VN을 석출시켜 오스테나이트 결정립 성장을 억제시켜 미세한 결정립을 생성시켜 강도 확보 및 인성향상을 가져온다. 상기 V의 함량이 0.05%미만일 경우에는 상기와 같은 효과를 나타내지 않으며, 0.1%를 초과할 경우에는 조대한 석출물이 형성되어 인성을 저하시키는 문제가 있다.

N: 0.008% 이하(0%는 제외)

N 는 강 중에서 주로 Ti 또는 Al 등과 결합하여 질화물을 생성시켜 타 합금원소의 기능을 저하시킨다. 그 함량이 0.008%를 초과하게 되면 조대한 석출물이 생성되어 인성을 저하시키며, AlN 석출물이 증가하여 Al탈산효과를 저하시키는 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 N의 함량을 0.008% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물이다. 다만, 통상의 철강 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

한편 본 발명의 용접강관용 강재는 그 미세조직이 페라이트와 펄라이트, 혹은 페라이트, 펄라이트 및 베이나이트의 복합조직으로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 페라이트는 결정립 크기는 평균 결정립 크기가 15㎛ 이하 및 최대결정립 크기가 30㎛ 이하인 것이 바람직하다. 만일 평균 결정립 크기가 15㎛를 초과하게 되면 충격을 흡수하는 입계의 감소로 인해 인성이 낮아지는 문제가 있고, 최대 결정립 크기가 30㎛를 초과하게 되면, 비균일 결정립의 존재로 충격인성이 급격하게 저하하는 문제점이 있다. 이때, 상기 결정립 원형 면적당 직경을 기준으로 한다.

바람직하게는, 상기 미세조직은 면적분율로 60~80%의 페라이트, 20~40%의 펄라이트 및 잔부 베이나트로 이루어진 것이다. 상기 페라이트는 격자구조의 슬립면 형성이 용이하여 충격흡수성이 우수하며, 면적분율 60% 이상으로 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명의 합금 미세조직에서 점하는 점유율이 최대 80면적% 초과시 강도 확보에 어려움이 있다.

나아가, 본 발명의 용접강관용 강재는 하기 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

[관계식 1]

65 <209 + 4.91F + 0.063P - 3.82B - 0.891 Dmax - 0.217YS - 0.05Hv -30Ceq < 95

본 발명에서 상기 미세조직 분율 및 결정립 크기는 모두 강재의 물성 확보에 중요한 항목들이다. 따라서 상기 관계식 1에서 정의되는 값이 본 발명의 범위를 벗어나게 되면 미세조직 및 충격 저항성에 영향을 미치게 되고, 이로 인해 용접부 인성을 확보할 수 없다.

또한 상기 미시적인 측면에서의 특성만으로는 인성에의 영향을 판단할 수 없으며, 이를 보강하기 위해서 거시적인 측면에서의 재료의 물성도 동시에 감안되어야 한다. 항복강도는 재료의 탄성한계를 결정하며, 항복강도가 높을수록 재료의 충격흡수능력, 즉 인성은 높일 수 있다. 그러나, 항복강도가 높아진다고 하더라도 재료의 항복비가 높을수록 재료의 파단수명 단축으로 인한 인성은 저하된다.

따라서 본 발명의 상술한 관계식 1에 의해 정의되는 값이 50초과 80 미만의 범위에 있을때, 미시적 및 거시적 측면에서 강재의 충격저항성을 제고할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 충격인성이 우수한 용접강관용 강재의 제조방법을 설명한다.

본 발명에 따른 용접강관용 강재 제조방법은, 상술한 합금조성을 갖는 강 슬라브를 준비하는 단계; 상기 강 슬라브를 1100~1300℃의 온도범위에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 750~850℃의 온도범위에서 마무리 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및 상기 열연강판을 냉각한 후 500~550℃사이의 온도에서 권취하는 단계를 포함한다.

[재가열 및 열간압연 공정]

본 발명에서는 먼저, 전술한 합금 조성성분을 갖는 강 슬라블 마련한 후, 이를 재가열한다.

슬라브의 재가열 공정에선 생산된 슬라브의 열간압연, 냉각, 권취를 통한 목표된 물성을 확보하기 위해 적정 오스테나이트 영역내 온도를 유지하여 균질한 초기 미세조직 및 석출물을 제어하여야 한다.

본 발명에서는 1100~1300℃의 온도범위에서 재가열 공정을 행함이 바람직하다. 만일 재가열 온도가 1100℃ 미만이면 Nb 및 Ti 등의 고융점 화합물들이 재가열되지 않아, 편석대로 잔존하게 되며, 반면 1300℃를 초과하게 되면 초기 조대한 미세조직의 생성으로 목표로 최종제품의 미세한 조직을 제어할 수 없는 문제가 있다.

상기와 같이 재가열된 슬라브는 후속하여, 750~850℃의 온도범위에서 마무리 열간압연됨이 바람직하다. 만일 상기 마무리 열간압연 온도가 750℃ 미만이면 MnS의 발생으로 인한 충격인성 및 피로저항성이 저하되며, 850℃를 초과하면 미세조직 결정립의 불균질화가 심화되어 황화물응력균열 저항성에 악영향을 끼칠 수 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 마무리 열간압연 온도는 750~850℃로 제한하는 것이 바람직하다.

[냉각 및 권취 공정]

이어, 본 발명에서는 상기 마무리 열간압연된 열연강판을 냉각한 후, 500~550℃의 온도에서 권취하는 것이 바람직하다. 상기 권취온도가 500℃ 미만이면 베이나이트상과 같은 경한 저온변태상이 국부적으로 생성되어, 피로저항성이 저하될 우려가 있다. 반면, 권취온도가 550℃를 초과하면 조대한 펄라이트상이 쉽게 형성되어 피로 전파가 용이하게 되어 피로저항성이 저하될 우려가 있기 때문이다.

따라서 본 발명에서는 상기 권취온도를 500~550℃로 제한하는 것이 바람직하다.

한편 상술한 강 조성성분과 강 제조공정으로 제조된 강재는 페라이트와 펄라이트를 포함하는 미세조직을 갖는다. 그리고 이러한 강재는 파이프 형상으로 성형하고, 접촉된 강판의 가장자리를 용접하여 충격인성이 우수한 용접강관을 얻을 수 있다.

즉, 상기 제조된 열연강판을 이용하여 용접 및 성형을 할 수 있으며, 그 일 예로, 제조된 열연강판을 제조하고자 하는 파이프 구경만큼의 폭을 슬리팅하고 용접, 조관할 수 있다. 상기 용접강관을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 경제성이 가장 뛰어난 전기저항 용접을 이용하여 조관하는 것이 바람직하다. 전기저항 용접 시 어떠한 용접 방식도 이용할 수 있으므로 용접 방법에 대해 특별히 한정하지는 아니한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예)

하기 표 1과 같은 합금 성분조성을 갖는 강 슬라브를 1200℃~1300℃의 온도에서 2시간 동안 재가열한 후, 하기 표 2와 같은 마무리 열간압연, 냉각 및 권취함으로써 두께가 5.2mm인 강재를 제조하였다.

이후, 상기 제조된 열연강판에 대해 미세조직을 관찰하였으며, 전기저항용접 조관 후 ASTM A370에 따라 인장시험 및 충격시험을 수행하여 항복강도, 인장강도, 경도 및 충격인성을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 여기에서, 경도값은 강대 두께 중심부에서 15회 측정한 평균값을 나타내며, 탄소 당량(Ceq)은 다음의 식에 의해 계산된 값이다.

Ceq = C + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14

강종	조성성분 (중량%)
강종	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ni	Cr	Mo	Ti	V	N
a	0.13	0.24	1.04	0.007	0.001	0.058	0.13	0.2	0.10	0.02	0.05	0.005
b	0.11	0.25	1.06	0.011	0.002	0.063	0.11	0.17	0.13	0.02	0.06	0.005
c	0.11	0.24	0.99	0.007	0.002	0.066	0.10	0.2	0.09	0.01	0.06	0.004
d	0.12	0.25	1.06	0.006	0.002	0.06	0.10	0.17	0.11	0.02	0.06	0.005
e	0.12	0.25	1.04	0.009	0.001	0.057	0.11	0.16	0.11	0.02	0.06	0.004
f	0.12	0.3	1.04	0.006	0.001	0.06	0.18	0.16	0.14	0.02	0.05	0.005
g	0.12	0.29	1.04	0.005	0.001	0.06	0.19	0.16	0.14	0.02	0.06	0.004
h	0.11	0.26	1.01	0.005	0.001	0.067	0.01	0.19	0.09	0.01	0.06	0.005
i	0.1	0.27	0.99	0.007	0.001	0.063	0.02	0.2	0.10	0.01	0.05	0.004

강종	제조 조건
강종	재가열온도(℃)	마무리 열간압연온도(℃)	궈취온도(℃)
a	1203	773	524
b	1160	781	518
c	1185	775	504
d	1138	777	504
e	1230	784	512
f	1200	761	565
g	1200	789	565
h	1207	784	502
i	1180	780	500

구분	강종	미세조직					기계적 물성				HAZ 충격인성(J, 0℃)	관계식1
		조직분율(%)			F 평균 결정입 크기 (㎛)	F 최대 결정입 크기(㎛)	항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	겅도 (Hv)	탄소당량
		F	P	B	F 평균 결정입 크기 (㎛)	F 최대 결정입 크기(㎛)	항복강도(MPa)	인장강도(MPa)	겅도 (Hv)	탄소당량
발명예1	a	71	29	0	8.5	25	671	696	209.3	0.36	42.6	59.8
발명예2	b	68	32	0	8.4	21	642	714	204.3	0.37	73.9	74.7
발명예3	c	70	30	0	7.8	15	654	703	206	0.35	63.5	74.6
비교예1	d	67	24	9	11	25	672	737	208.3	0.38	21.3	32.8
비교예2	e	67	25	8	6.8	41	712	770	213.3	0.37	18.6	13.0
비교예3	f	67	26	7	15	35	705	761	194.5	0.38	9.3	23.6
비교예4	g	68	26	6	20	20	690	753	206	0.38	18.6	42.9
비교예5	h	63	37	0	8.5	23	610	667	198.3	0.35	47	80.7
비교예6	i	64	36	0	6.7	20	615	669	194.3	0.35	34.6	82.2

* 상기 표 3에서 F는 페라이트, P는 펄라이트, 그리고 B는 베이나이트를 의미함.

그리고 관계식 1은 209 + 4.91F + 0.063P - 3.82B - 0.891 Dmax - 0.217YS - 0.05Hv -30Ceq임.

상기 표 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 합금 조성 및 제조조건을 모두 만족하는 발명예 1-3은 모두 용접강관을 제조한 후, 충격인성이 모두 40J 이상으로 우수한 것을 확인할 수 있다.

이에 반하여, 합금조성, 제조조건 또는 관계식 1이 본 발명에서 제안하는 범위를 벗어나는 비교예 1-6은 모두 조대한 조직이 형성되어나 석출물 및 저온 변태상이 형성됨에 따라 충격인성이 열위하였다.

특히, 비교예 1-2는 합금조성과 제조공정은 본 발명범위 이내이나 관계식 1이 본 발명범위를 벗어나는 경우로서, 충격인성이 좋지 않음을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

중량%로, 탄소(C): 0.10~0.15%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.5~1.2%, 인(P): 0.025% 이하, 황(S): 0.005% 이하, 니오븀(Nb): 0.05~0.1%, 니켈(Ni): 0.05~0.2%, 크롬(Cr): 0.1~0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.15%, 티타늄(Ti): 0.01~0.05%, 바나듐(V): 0.05~0.1%, 질소(N): 0.008% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 그 미세조직이 평균 결정립 크기 15㎛ 이하와 최대 결정립 크기 30㎛ 이하를 만족하는 페라이트 60~80면적%, 펄라이트: 20~40 면적% 및 잔여 베이나이트로 조성되고, 하기 관계식 1을 충족하는 충격인성이 우수한 용접강관용 강재.
[관계식 1]
65 <209 + 4.91F + 0.063P - 3.82B - 0.891 Dmax - 0.217YS - 0.05Hv -30Ceq < 95
(여기서 [F]는 페라이트, [P]는 펄라이트, [B]는 베이나이트 미세조직의 분율을 의미하며, Dmax는 최대 결정립 사이즈(㎛), YP는 소재의 강도(MPa), Hv는 비커스경도, Ceq는 탄소당량을 의미한다)
제 1항의 강재를 성형 및 용접하여 얻어지는 충격인성이 우수한 용접강관.
중량%로, 탄소(C): 0.10~0.15%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 망간(Mn): 0.5~1.2%, 인(P): 0.025% 이하, 황(S): 0.005% 이하, 니오븀(Nb): 0.05~0.1%, 니켈(Ni): 0.05~0.2%, 크롬(Cr): 0.1~0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.15%, 티타늄(Ti): 0.01~0.05%, 바나듐(V): 0.05~0.1%, 질소(N): 0.008% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 준비하는 단계;
상기 강 슬라브를 1100~1300℃의 온도범위에서 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 750~850℃의 온도범위에서 마무리 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 및
상기 열연강판을 냉각한 후 500~550℃사이의 온도에서 권취하는 단계를 포함하는 충격인성이 우수한 용접강관용 강재의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 권취된 강재는,
그 미세조직이 평균 결정립 크기 15㎛ 이하와 최대 결정립 크기 30㎛ 이하를 만족하는 페라이트 60~80면적%, 펄라이트: 20~40 면적% 및 잔여 베이나이트로 조성되고, 하기 관계식 1을 충족하는 것을 특징으로 하는 충격인성이 우수한 용접강관용 강재의 제조방법.
[관계식 1]
65 <209 + 4.91F + 0.063P - 3.82B - 0.891 Dmax - 0.217YS - 0.05Hv -30Ceq < 95
(여기서 [F]는 페라이트, [P]는 펄라이트, [B]는 베이나이트 미세조직의 분율을 의미하며, Dmax는 최대 결정립 사이즈(㎛), YP는 소재의 강도(MPa), Hv는 비커스경도, Ceq는 탄소당량을 의미한다)