KR20200001182A - Steel for line pipe and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 라인파이프용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 강도, 저온파괴인성 및 용접성이 우수한 라인파이프용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a line pipe steel and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a line pipe steel having excellent strength, low temperature fracture toughness and weldability, and a method of manufacturing the same.
최근 자원고갈의 문제점이 대두됨에 따라 심해저 혹은 극지방에서의 석유 시추 및 수송 작업이 증가하고 있다. 이에 따라 저온충격 특성이 우수한 고강도, 고인성의 라인파이프강(line pipe steel)의 개발의 필요성이 증가하고 있다. 원유 수송을 위해 사용되는 송유관용 API(American Petroleum Institute) 강관의 경우, 소재 강도에 따라 API-X70, X80 및 X100 등으로 구분된다. 한편, API-X70 강재는 고강도를 구현하기 위해 가속 냉각 가혹화를 통해 저온 변태 미세조직을 형성하는데, 이 과정에서 소재의 인성이 감소하는 문제가 있었다.Recently, with the problem of resource depletion, oil drilling and transportation operations in the deep sea or the polar regions are increasing. Accordingly, the need for development of high strength, high toughness line pipe steel with excellent low temperature impact characteristics is increasing. The API (American Petroleum Institute) steel pipe used for oil transportation is classified into API-X70, X80 and X100 according to the material strength. On the other hand, the API-X70 steel to form a low-temperature transformation microstructure through accelerated cooling harshening to achieve high strength, there was a problem that the toughness of the material is reduced in the process.
본 발명과 관련한 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2008-0036476호(공개일: 2008.04.28. 발명의 명칭: 수소유기균열 저항성이 우수한 대구경 라인파이프용 강재 및 그 제조방법)가 있다.Prior art related to the present invention is Korean Patent Publication No. 2008-0036476 (published: 2008.04.28. Name of the invention: hydrogen steel for large diameter line pipes excellent in organic crack resistance and a method of manufacturing the same).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 고강도, 용접성 및 저온 파괴 인성 특성이 우수한 라인파이프용 강재를 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, to provide a line pipe steel excellent in high strength, weldability and low temperature fracture toughness.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 생산성 및 경제성이 우수한 라인파이프용 강재를 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, to provide a line pipe steel excellent in productivity and economy.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 라인파이프용 강재 제조방법을 제공하는 것이다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a line pipe steel.
본 발명의 하나의 관점은 라인파이프용 강재 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 라인파이프용 강재 제조방법은 탄소(C): 0.04~0.07 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.4~1.7 중량%, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.2~0.3 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.10 중량%, 니켈(Ni): 0.15~0.25 중량%, 니오븀(Nb): 0.07~0.10 중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.015 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 마무리 압연온도: 870~930℃ 조건으로 열간 압연하여, 압연재를 제조하는 단계; 및 상기 압연재를 냉각종료온도: 450~550℃까지 냉각하는 단계;를 포함하며, 상기 슬라브는 하기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39 이하이며, 하기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17 이하이다:One aspect of the present invention relates to a method for producing steel for line pipes. In one embodiment, the steel pipe manufacturing method for the line pipe is carbon (C): 0.04-0.07% by weight, silicon (Si): 0.2-0.4% by weight, manganese (Mn): 1.4-1.7% by weight, phosphorus (P): More than 0 and 0.020 wt% or less, sulfur (S): more than 0 and 0.005 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 0.3 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10 Weight%, nickel (Ni): 0.15 to 0.25 weight%, niobium (Nb): 0.07 to 0.10 weight%, titanium (Ti): 0.005 to 0.015 weight% and slab containing residual iron (Fe) and other unavoidable impurities Reheating; Manufacturing a rolled material by hot rolling the reheated slab under a finish rolling temperature of 870 ° C to 930 ° C; And cooling the rolled material to a cooling end temperature of 450 ° C. to 550 ° C .; wherein the slab has a Ceq value of 0.39 or less and a Pcm value of 0.17 or less, according to Equation 1 below:
[식 1][Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[식 2][Equation 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 슬라브에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다).(In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the slab. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
한 구체예에서 상기 재가열은, 슬라브 재가열 온도: 1100~1200℃ 조건으로 실시할 수 있다.In one embodiment, the reheating may be performed under slab reheating temperature: 1100 to 1200 ° C.
한 구체예에서 상기 냉각은, 40℃/sec 이상의 냉각속도 조건으로 실시할 수 있다.In one embodiment, the cooling may be performed at a cooling rate of 40 ° C./sec or more.
본 발명의 다른 관점은 상기 라인파이프용 강재 제조방법에 의해 제조된 라인파이프용 강재에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 라인파이프용 강재는 탄소(C): 0.04~0.07 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.4~1.7 중량%, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.2~0.3 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.10 중량%, 니켈(Ni): 0.15~0.25 중량%, 니오븀(Nb): 0.07~0.10 중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.015 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직이 침상 페라이트(accicular ferrite, AF)를 65 부피% 이상으로 포함하고, 하기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39 이하이며, 하기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17 이하일 수 있다:Another aspect of the present invention relates to a line pipe steel produced by the method for producing a line pipe steel. In one embodiment, the line pipe steel is carbon (C): 0.04-0.07% by weight, silicon (Si): 0.2-0.4% by weight, manganese (Mn): 1.4-1.7% by weight, phosphorus (P): greater than 0 0.020 wt% or less, sulfur (S): more than 0 and 0.005 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 0.3 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10 wt% , Nickel (Ni): 0.15 to 0.25% by weight, niobium (Nb): 0.07 to 0.10% by weight, titanium (Ti): 0.005 to 0.015% by weight and residual amount of iron (Fe) and other unavoidable impurities, microstructure The acicular ferrite (AF) may be included at 65% by volume or more, the Ceq value according to Equation 1 below 0.39, and the Pcm value according to Equation 2 below 0.17:
[식 1][Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[식 2][Equation 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 강재에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다). (In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the steel. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
한 구체예에서 상기 강재는 인장강도(TS): 600~700MPa, 항복강도(YS): 500~600MPa 및 연신율(El): 30% 이상일 수 있다.In one embodiment, the steel may be tensile strength (TS): 600 ~ 700MPa, yield strength (YS): 500 ~ 600MPa and elongation (El): 30% or more.
한 구체예에서 상기 강재의 미세조직은 침상 페라이트 65~75 부피%, 다각형 페라이트(polygonal ferrite, PF) 10~18 부피% 및 베이나이트형 페라이트(bainitic ferrite, BF) 12~20 부피%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the microstructure of the steel may include 65 to 75% by volume of acicular ferrite, 10 to 18% by volume of polygonal ferrite (PF), and 12 to 20% by volume of bainitic ferrite (BF). Can be.
한 구체예에서 상기 강재의 미세조직은 평균 결정립 크기가 15㎛ 이하일 수 있다.In one embodiment, the microstructure of the steel may have an average grain size of 15 μm or less.
한 구체예에서 상기 강재는 0℃에서 연성파면율이 95% 이상, -20℃에서 연성파면율이 95% 이상 및 -30℃에서 연성파면율이 80% 이상일 수 있다.In one embodiment, the steel may have a 95% or more ductile fracture rate at 0 ° C., 95% or more at -20 ° C., and 80% or more at −30 ° C.
본 발명의 라인파이프용 강재는 고강도, 용접성 및 저온 파괴 인성 특성이 우수하며, 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.Steel for line pipes of the present invention is excellent in high strength, weldability and low temperature fracture toughness characteristics, it may be excellent in productivity and economic efficiency.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 라인파이프용 강재 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 실시예 강재의 미세조직을 나타낸 것이며, 도 2(b)는 본 발명에 대한 비교예 강재의 미세조직을 나타낸 광학현미경 사진이다.
도 3은 본 발명에 대한 비교예 강재에 대하여 DWTT 시험을 실시한 결과를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 강재에 대하여 DWTT 시험을 실시한 결과를 나타낸 사진이다.1 shows a method for producing a line pipe steel according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 (a) shows the microstructure of the Example steel according to the present invention, Figure 2 (b) is an optical micrograph showing the microstructure of the comparative steels for the present invention.
Figure 3 is a photograph showing the results of the DWTT test for the comparative steels for the present invention.
Figure 4 is a photograph showing the results of the DWTT test for the steel according to the embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In this case, when it is determined that the detailed description of the related known technology or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may be changed according to intentions or customs of users or operators, and the definitions should be made based on the contents throughout the specification for describing the present invention.
라인파이프용For line pipe 강재 제조방법 Steel manufacturing method
본 발명의 하나의 관점은 라인파이프용 강재 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 라인파이프용 강재 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 라인파이프용 강재 제조방법은 (S10) 슬라브 재가열 단계; (S20) 압연재 제조단계; 및 (S30) 냉각 단계;를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 라인파이프용 강재 제조방법은 (S10) 탄소(C): 0.04~0.07 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.4~1.7 중량%, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.2~0.3 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.10 중량%, 니켈(Ni): 0.15~0.25 중량%, 니오븀(Nb): 0.07~0.10 중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.015 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 재가열하는 단계; (S20) 상기 재가열된 슬라브를 마무리 압연온도: 870~930℃ 조건으로 열간 압연하여, 압연재를 제조하는 단계; 및 (S30) 상기 압연재를 냉각종료온도: 450~550℃까지 냉각하는 단계;를 포함한다.One aspect of the present invention relates to a method for producing steel for line pipes. 1 shows a method for producing a line pipe steel according to one embodiment of the present invention. 1, the steel pipe manufacturing method for the line pipe (S10) slab reheating step; (S20) rolling material manufacturing step; And (S30) cooling step. More specifically, the steel pipe manufacturing method for the line pipe (S10) carbon (C): 0.04 ~ 0.07% by weight, silicon (Si): 0.2 ~ 0.4% by weight, manganese (Mn): 1.4 ~ 1.7% by weight, phosphorus ( P): greater than 0 and 0.020 wt% or less, sulfur (S): greater than 0 and 0.005 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 0.3 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10% by weight, nickel (Ni): 0.15 to 0.25% by weight, niobium (Nb): 0.07 to 0.10% by weight, titanium (Ti): 0.005 to 0.015% by weight, and the balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities Reheating the comprising slabs; (S20) hot rolling the reheated slab to a finish rolling temperature: 870 ~ 930 ℃ condition, to produce a rolled material; And (S30) cooling the rolled material to a cooling end temperature: 450 to 550 ° C .;
이하, 본 발명에 따른 라인파이프용 강재 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a line pipe steel according to the present invention will be described in detail step by step.
(S10) 슬라브 재가열 단계(S10) slab reheating stage
상기 단계는 탄소(C): 0.04~0.07 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.4~1.7 중량%, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.2~0.3 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.10 중량%, 니켈(Ni): 0.15~0.25 중량%, 니오븀(Nb): 0.07~0.10 중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.015 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 재가열하는 단계이다.The step is carbon (C): 0.04-0.07% by weight, silicon (Si): 0.2-0.4% by weight, manganese (Mn): 1.4-1.7% by weight, phosphorus (P): greater than 0 and 0.020% by weight or less, sulfur ( S): more than 0 and 0.005% by weight or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06% by weight, chromium (Cr): 0.2 to 0.3% by weight, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10% by weight, nickel (Ni): 0.15 0.25% by weight, niobium (Nb): 0.07-0.10% by weight, titanium (Ti): 0.005-0.015% by weight, and reheating the slab containing the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities.
이하, 본 발명 슬라브에 포함되는 성분에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the components included in the slab of the present invention will be described in detail.
탄소(C)Carbon (C)
상기 탄소는 강의 강도를 확보하기 위해 첨가된다. 한 구체예에서 상기 탄소는 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.04~0.07 중량% 포함된다. 상기 탄소를 0.04 중량% 미만으로 포함시 강도 확보가 어려우며, 0.07 중량%를 초과하여 포함시 저온 충격인성 및 용접성 등이 저하될 수 있다.The carbon is added to secure the strength of the steel. In one embodiment, the carbon is included 0.04 to 0.07% by weight based on the total weight of the slab. When the carbon is less than 0.04% by weight, it is difficult to secure the strength, and when it contains more than 0.07% by weight, low-temperature impact toughness and weldability may be reduced.
실리콘(silicon( SiSi ))
상기 실리콘(Si)은 강의 강도를 높이는데 기여한다. 또한, 페라이트 안정화 원소로서, 페라이트 형성을 유도함으로써 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다. 한 구체예에서 상기 실리콘은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.2~0.4 중량% 포함된다. 상기 실리콘을 0.2 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.4 중량%를 초과하여 포함시 열연 공정 중 가열로에서 적스케일(redscale)을 생성하여 강의 표면품질이 저하되며, 용접성이 열화될 수 있다.The silicon (Si) contributes to increasing the strength of the steel. Moreover, as a ferrite stabilizing element, it is effective in improving the toughness and ductility of steel by inducing ferrite formation. In one embodiment the silicon is included 0.2 to 0.4% by weight based on the total weight of the slab. When the silicon is included in less than 0.2% by weight, its addition effect is insignificant, and when it contains more than 0.4% by weight, red scale is generated in the heating furnace during the hot rolling process, resulting in deterioration of the surface quality of the steel and deterioration of weldability. Can be.
망간(Mn)Manganese (Mn)
상기 망간(Mn)은 고용강화 및 강의 경화능 향상에 기여하는 원소이다. 한 구체예에서 상기 망간은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 1.4~1.7 중량% 포함된다. 상기 망간을 1.4 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 1.7 중량%를 초과하여 포함시, 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하고, MnS 개재물 및 산화물을 형성하여 라인파이프 조관시 강의 용접성을 저해할 수 있다. The manganese (Mn) is an element contributing to solid solution strengthening and improving hardenability of steel. In one embodiment the manganese is included 1.4 to 1.7% by weight based on the total weight of the slab. When the manganese is included in less than 1.4% by weight, its addition effect is insignificant, and when it is included in excess of 1.7% by weight, the synergistic effect is increased by increasing the amount added, and MnS inclusions and oxides are formed to form weldability of the steel when the line pipe is formed. Can be inhibited.
인(P)Phosphorus (P)
상기 인(P)은 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로서 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다. 상기 인은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0 초과 0.020 중량% 이하 포함된다. 상기 인을 0.020 중량% 초과시 용접성 및 인성이 저하될 수 있다.The phosphorus (P) is a representative element that lowers the impact toughness, the lower the content is better. The phosphorus is included more than 0 and 0.020% by weight or less based on the total weight of the slab. When the phosphorus exceeds 0.020% by weight, weldability and toughness may be reduced.
황(S)Sulfur (S)
상기 황(S)은 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로, 강의 인성 및 용접성을 저해할 수 있다. 상기 황은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0 초과 0.005 중량% 이하로 포함된다. 상기 황을 0.005 중량%를 초과하여 포함시 유화물계 개재물(MnS)을 형성하여 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있고, 그 결과 강의 내부식성을 저하시킬 수 있다.Sulfur (S) is an element that is inevitably contained in the production of steel, it may inhibit the toughness and weldability of the steel. The sulfur is included in more than 0 0.005% by weight based on the total weight of the slab. When the sulfur is contained in an amount exceeding 0.005% by weight, an emulsion-based inclusion (MnS) may be formed to deteriorate resistance to stress corrosion cracking, thereby causing cracks during processing of the steel, and as a result, may reduce corrosion resistance of the steel.
가용성 알루미늄(S_Al)Soluble Aluminum (S_Al)
상기 가용성 알루미늄(S_Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다. 한 구체예에서 상기 가용성 알루미늄은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.02~0.06 중량% 포함된다. 상기 가용성 알루미늄을 0.02 중량% 미만으로 포함시, 그 첨가 효과가 미미하며, 0.06 중량%를 초과하는 경우에는 비금속 개재물인 Al2O3를 형성하여 저온 충격인성을 저하시키는 문제점이 있다.The soluble aluminum (S_Al) serves as a deoxidizer to remove oxygen in the steel. In one embodiment the soluble aluminum is included 0.02 ~ 0.06% by weight based on the total weight of the slab. When the soluble aluminum is included in less than 0.02% by weight, its addition effect is insignificant, and when it exceeds 0.06% by weight, there is a problem in that low-temperature impact toughness is lowered by forming Al 2 O 3 as a non-metallic inclusion.
크롬(chrome( CrCr ))
상기 크롬(Cr)은 강도를 확보하기 위해 첨가된다. 한 구체예에서 상기 크롬은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.2~0.3 중량% 포함된다. 상기 크롬을 0.2 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.3 중량%를 초과하여 포함시 용접성 및 열영향부(HAZ)의 인성이 저하될 수 있다.The chromium (Cr) is added to secure the strength. In one embodiment the chromium is included 0.2 to 0.3% by weight based on the total weight of the slab. When the chromium is included in less than 0.2% by weight, its addition effect is insignificant, and when it contains more than 0.3% by weight, the weldability and the toughness of the heat affected zone (HAZ) may be reduced.
몰리브덴(molybdenum( MoMo ))
상기 몰리브덴(Mo)은 치환형 원소로서, 고용강화를 통해 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 강의 경화능 및 내식성을 향상시킨다. 한 구체예에서 상기 몰리브덴은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.05~0.10 중량% 포함된다. 상기 몰리브덴을 0.05 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.10 중량%를 초과하여 포함시 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하며, 용접성이 저하될 수 있다.The molybdenum (Mo) is a substituted element, contributes to the strength of the steel through solid solution strengthening. Moreover, the hardenability and corrosion resistance of steel are improved. In one embodiment the molybdenum is included 0.05 ~ 0.10% by weight relative to the total weight of the slab. When the molybdenum is included in less than 0.05% by weight, the addition effect is insignificant, and when included in excess of 0.10% by weight, the synergistic effect due to the increase in addition amount is insignificant, and the weldability may be reduced.
니켈(nickel( NiNi ))
상기 니켈(Ni)은 고용강화를 통해 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 강의 경화능 및 내식성을 향상시킨다. 한 구체예에서 상기 니켈은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.15~0.25 중량% 포함된다. 상기 니켈을 0.15 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.25 중량%를 초과하여 포함시 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하며, 용접성이 저하될 수 있다.The nickel (Ni) contributes to the strength improvement of the steel through solid solution strengthening. Moreover, the hardenability and corrosion resistance of steel are improved. In one embodiment, the nickel is included in an amount of 0.15 to 0.25 wt% based on the total weight of the slab. When the nickel is included in less than 0.15% by weight, its addition effect is insignificant, and when it contains more than 0.25% by weight, the synergistic effect due to the addition amount is insignificant, and weldability may be reduced.
니오븀(Niobium ( NbNb ))
상기 니오븀(Nb)은 강 중에 탄질화물(NbC)을 석출하여, 결정립계를 피닝시키는(pinning) 역할을 하며, 본 발명에서 고온에서 발생하는 결정립계 미끄러짐(grain boundary sliding, GBS) 및 전위 이동을 방해하여, 강도를 향상시킬 수 있다.The niobium (Nb) precipitates carbonitride (NbC) in steel, pinning grain boundaries, and prevents grain boundary sliding (GBS) and dislocation movement occurring at high temperatures in the present invention. , The strength can be improved.
한 구체예에서 상기 니오븀은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.07~0.10 중량% 포함된다. 상기 니오븀을 0.07 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 0.10 중량%를 초과하여 포함시 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하며, 과다한 석출로 인해 연주성, 압연성 및 연신율이 저하될 수 있다. 예를 들면, 0.07, 0.08, 0.09 또는 0.10 중량% 포함될 수 있다.In one embodiment the niobium is included 0.07 ~ 0.10% by weight based on the total weight of the slab. When the niobium is included in less than 0.07% by weight, its addition effect is insignificant, and when it is included in excess of 0.10% by weight, the synergistic effect is increased due to the increase in addition amount, and the playability, rolling property and elongation may be reduced due to excessive precipitation. have. For example, 0.07, 0.08, 0.09 or 0.10 wt% may be included.
티타늄(titanium( TiTi ))
상기 티타늄(Ti)은 고온 안정성이 우수한 Ti(C,N) 석출물을 생성시킴으로써 용접 시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부 조직을 미세화시켜 열연 제품의 인성 및 강도를 향상시킨다. 한 구체예에서 상기 티타늄은 상기 슬라브 전체중량에 대하여 0.005~0.015 중량% 포함된다. 상기 티타늄을 0.005 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하고, 0.015 중량%를 초과하여 포함시 조대한 석출물을 생성시켜 강의 인성을 저하시킬 수 있다.The titanium (Ti) prevents austenite grain growth during welding by producing Ti (C, N) precipitates having excellent high temperature stability, thereby minimizing the weld structure and improving the toughness and strength of the hot rolled product. In one embodiment the titanium is included 0.005 ~ 0.015% by weight relative to the total weight of the slab. When the titanium is included in less than 0.005% by weight, its addition effect is insignificant, and when included in excess of 0.015% by weight, coarse precipitates may be generated to reduce toughness of the steel.
한 구체예에서 상기 슬라브는 하기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39 이하이며, 하기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17 이하이다:In one embodiment, the slab has a Ceq value of 0.39 or less according to Equation 1 below, and a Pcm value of 0.17 or less according to Equation 2 below:
[식 1][Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[식 2][Equation 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 슬라브에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다).(In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the slab. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
상기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39를 초과하는 경우, 본 발명의 용접성이 저하되며, 상기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17을 초과하는 경우 본 발명의 용접성이 저하된다. 예를 들면, 상기 슬라브는 상기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.33~0.39일 수 있다. 예를 들면, 상기 슬라브는 상기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.14~0.17일 수 있다.When the Ceq value according to Equation 1 exceeds 0.39, the weldability of the present invention is lowered, and when the Pcm value according to Equation 2 exceeds 0.17, the weldability of the present invention is lowered. For example, the slab may have a Ceq value of 0.33 to 0.39 according to Equation 1. For example, the slab may have a Pcm value of 0.14 to 0.17 according to Equation 2.
한 구체예에서 상기 재가열은, 슬라브 재가열 온도: 1100~1200℃ 조건으로 실시할 수 있다. 상기 조건으로 재가열시 오스테나이트 결정립이 성장하며, 강 중의 불순물 및 석출물 형성 원소들의 고용이 용이하게 발생할 수 있다.In one embodiment, the reheating may be performed under slab reheating temperature: 1100 to 1200 ° C. When reheating under these conditions, austenite grains grow, and solid solution of impurities and precipitate forming elements in the steel may easily occur.
(S20) (S20) 압연재Rolled material 제조단계 Manufacturing stage
상기 단계는 상기 재가열된 슬라브를 마무리 압연온도: 870~930℃ 조건으로 열간 압연하여, 압연재를 제조하는 단계이다. 열간 압연 시 오스테나이트 결정립이 재결정되거나 재결정이 되지 않을 경우, 입내의 전위 밀도가 증가하여 최종 제품의 미세조직 결정립도를 미세화시킬 수 있다.The step is a step of hot rolling the reheated slab at the finish rolling temperature: 870 ~ 930 ℃ condition, to prepare a rolled material. If austenite grains are recrystallized or not recrystallized during hot rolling, the dislocation density in the mouth may be increased to refine the microstructure grain size of the final product.
상기 마무리 압연온도를 870℃ 미만으로 실시하는 경우 균일하지 못한 조직이 형성됨으로써 인성 및 강도가 저하되며, 930℃를 초과하여 실시하는 경우 오스테나이트 결정립이 조대화되어 변태 후 페라이트 결정립 미세화가 충분히 이루어지지 않아 강도 확보가 어려워질 수 있다.If the finish rolling temperature is less than 870 ℃ to form a non-uniform structure, toughness and strength is lowered, and when carried out above 930 ℃ austenitic grains are coarsened and the ferrite grains are not sufficiently refined after transformation It can be difficult to secure strength.
한 구체예에서 상기 압연재의 두께는, 30mm 미만일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the rolled material may be less than 30 mm.
(S30) 냉각 단계(S30) cooling stage
상기 단계는 상기 압연재를 냉각종료온도: 450~550℃까지 냉각하는 단계이다. 한 구체예에서 냉각과 동시에 권취가 실시되는 경우라면, 냉각종료온도는 권취온도(Coiling Temperature; CT)가 될 수 있다. 상기 냉각종료온도가 450℃ 미만인 경우, 본 발명의 인성 등 기계적 물성이 저하되며, 550℃를 초과하는 경우 본 발명의 침상 페라이트 미세조직의 확보가 어렵고, 강도가 저하될 수 있다.The step is cooling the rolled material to a cooling end temperature: 450 ~ 550 ° C. In one embodiment, when winding is performed simultaneously with cooling, the cooling end temperature may be a coiling temperature (CT). If the cooling end temperature is less than 450 ℃, mechanical properties such as toughness of the present invention is lowered, if it exceeds 550 ℃ it is difficult to secure the needle-like ferrite microstructure of the present invention, the strength may be lowered.
한 구체예에서 상기 냉각은, 40℃/sec 이상의 냉각속도 조건으로 실시할 수 있다. 상기 냉각속도로 냉각시, 경도가 지나치게 상승하여 저온 인성이 저하되는 현상을 방지하면서, 저온 미세조직을 충분히 확보할 수 있다. 예를 들면, 40~60℃/sec의 냉각속도로 실시할 수 있다.In one embodiment, the cooling may be performed at a cooling rate of 40 ° C./sec or more. When cooling at the cooling rate, it is possible to sufficiently secure the low-temperature microstructure, while preventing the phenomenon that the hardness rises excessively to lower the low-temperature toughness. For example, it can carry out at a cooling rate of 40-60 degreeC / sec.
라인파이프용For line pipe 강재 제조방법에 의해 제조된 Manufactured by steel manufacturing method 라인파이프용For line pipe 강재 Steel
본 발명의 다른 관점은 상기 라인파이프용 강재 제조방법에 의해 제조된 라인파이프용 강재에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 라인파이프용 강재는 탄소(C): 0.04~0.07 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.4 중량%, 망간(Mn): 1.4~1.7 중량%, 인(P): 0 초과 0.020 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005 중량% 이하, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.2~0.3 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.05~0.10 중량%, 니켈(Ni): 0.15~0.25 중량%, 니오븀(Nb): 0.07~0.10 중량%, 티타늄(Ti): 0.005~0.015 중량% 및 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직이 침상 페라이트(accicular ferrite, AF)를 65 부피% 이상으로 포함하고, 하기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39 이하이며, 하기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17 이하일 수 있다:Another aspect of the present invention relates to a line pipe steel produced by the method for producing a line pipe steel. In one embodiment, the line pipe steel is carbon (C): 0.04-0.07% by weight, silicon (Si): 0.2-0.4% by weight, manganese (Mn): 1.4-1.7% by weight, phosphorus (P): greater than 0 0.020 wt% or less, sulfur (S): more than 0 and 0.005 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 0.3 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10 wt% , Nickel (Ni): 0.15 to 0.25% by weight, niobium (Nb): 0.07 to 0.10% by weight, titanium (Ti): 0.005 to 0.015% by weight and residual amount of iron (Fe) and other unavoidable impurities, microstructure The acicular ferrite (AF) may be included at 65% by volume or more, the Ceq value according to Equation 1 below 0.39, and the Pcm value according to Equation 2 below 0.17:
[식 1][Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[식 2][Equation 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 강재에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다). (In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the steel. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
상기 라인파이프용 강재의 성분 및 함량은 전술한 슬라브와 동일하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.Since the components and content of the line pipe steel are the same as the above-described slab, detailed description thereof will be omitted.
상기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39를 초과하는 경우, 본 발명의 용접성이 저하되며, 상기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17을 초과하는 경우 본 발명의 용접성이 저하된다. 예를 들면, 상기 라인파이프용 강재는 상기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.33~0.39일 수 있다. 예를 들면, 상기 라인파이프용 강재는 상기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.14~0.17일 수 있다.When the Ceq value according to Equation 1 exceeds 0.39, the weldability of the present invention is lowered, and when the Pcm value according to Equation 2 exceeds 0.17, the weldability of the present invention is lowered. For example, the line pipe steel may have a Ceq value of 0.33 to 0.39 according to Equation 1. For example, the line pipe steel material may have a Pcm value of 0.14 to 0.17 according to Equation 2.
한 구체예에서 상기 라인파이프용 강재의 두께는, 30mm 미만일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the line pipe steel may be less than 30mm.
한 구체예에서 상기 강재는 인장강도(TS): 600~700MPa, 항복강도(YS): 500~600MPa 및 연신율(El): 30% 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 연신율은 30~45%일 수 있다.In one embodiment, the steel may be tensile strength (TS): 600 ~ 700MPa, yield strength (YS): 500 ~ 600MPa and elongation (El): 30% or more. For example, the elongation may be 30 to 45%.
본 발명의 강재 미세조직이 침상 페라이트(accicular ferrite, AF)를 65 부피% 미만으로 포함하는 경우, 강도 및 인성이 저하될 수 있다.When the steel microstructure of the present invention contains acicular ferrite (AF) in less than 65% by volume, strength and toughness may be reduced.
한 구체예에서 상기 강재의 미세조직은 침상 페라이트 65~75 부피%, 다각형 페라이트(polygonal ferrite, PF) 10~18 부피% 및 베이나이트형 페라이트(bainitic ferrite, BF) 12~20 부피%를 포함할 수 있다. 상기 조건의 미세조직을 포함시 고강도와 저온 인성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 강재의 미세조직은 침상 페라이트 65~75 부피%, 다각형 페라이트(polygonal ferrite, PF) 10~18 부피%, 베이나이트형 페라이트(bainitic ferrite, BF) 12~20 부피% 및 마르텐사이트/오스테나이트(M/A) 1~5 부피%를 포함할 수 있다.In one embodiment, the microstructure of the steel may include 65 to 75% by volume of acicular ferrite, 10 to 18% by volume of polygonal ferrite (PF), and 12 to 20% by volume of bainitic ferrite (BF). Can be. Including the microstructure of the above conditions may be excellent in high strength and low temperature toughness. For example, steel microstructures include 65-75% by volume of needle ferrite, 10-18% by volume of polygonal ferrite (PF), 12-20% by volume of bainitic ferrite (BF) and martensite / Austenitic (M / A) may comprise 1 to 5% by volume.
한 구체예에서 상기 강재의 미세조직은 평균 결정립 크기(또는 평균 페라이트 결정립 크기(F.G.S))가 15㎛ 이하일 수 있다. 상기 조건에서 고강도 및 인성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 10~15㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the microstructure of the steel may have an average grain size (or an average ferrite grain size (F.G.S)) of 15 μm or less. Under these conditions, high strength and toughness may be excellent. For example, it may be 10 ~ 15㎛.
한 구체예에서 상기 강재는 DWTT 시험시 -20℃에서 연성파면율이 95% 이상, -30℃에서 연성파면율이 80% 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 강재는 0℃에서 연성파면율이 95% 이상, -20℃에서 연성파면율이 95% 이상, -30℃에서 연성파면율이 80%~95% 일 수 있다. In one embodiment, the steel material may have a 95% or more of a ductile wavefront at -20 ° C and 80% or more at -30 ° C in the DWTT test. For example, the steel material may have a 95% or more ductile fracture rate at 0 ° C., a 95% or more ductile fracture rate at −20 ° C., and a 80% to 95% ductile fracture rate at −30 ° C.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, this is presented as a preferred example of the present invention and in no sense can be construed as limiting the present invention.
실시예Example 및 And 비교예Comparative example
실시예Example 1~2 및 1 and 2 and 비교예Comparative example 1~2 1 ~ 2
하기 표 1의 성분과, 잔량의 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 하기 식 1에 따른 Ceq 및 식 2에 따른 Pcm을 갖는 슬라브를 준비하였다. 상기 슬라브를 1150℃에서 재가열하고, 마무리 압연온도: 870~930℃ 조건으로 열간 압연하여 압연재를 제조한 다음, 상기 압연재를 40~60℃/sec의 냉각속도로 냉각종료온도: 450~550℃까지 냉각하여 라인파이프용 강재를 제조하였다.To prepare a slab containing the components of Table 1, the remaining amount of iron (Fe) and other unavoidable impurities, Ceq according to the following formula 1 and Pcm according to the formula (2). The slab is reheated at 1150 ° C., hot rolling at a finish rolling temperature of 870 ° C. to 930 ° C. to produce a rolled material, and the rolling material is cooled at a cooling rate of 40 ° C. to 60 ° C./sec. After cooling to ℃ to produce a line pipe steel.
[식 1][Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[식 2][Equation 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 슬라브에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다).(In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the slab. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
상기 실시예 1~2 및 비교예 1~2의 강재중 대표적으로 실시예 1과 비교예 1의 미세조직과 평균 결정립 크기를 측정하여 하기 표 2에 나타내었으며, 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~2의 강재의 인장강도(TP), 항복강도(YP) 및 연신율(EL)을 평가하여 하기 표 3에 나타내었으며, 0℃, -10℃, -20℃, -30℃ 및 -40℃ 조건에서 DWTT(Drop Weight Tear Test) 시험을 실시하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Among the steels of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the microstructure and average grain size of Example 1 and Comparative Example 1 were measured and shown in Table 2 below, Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 Tensile strength (TP), yield strength (YP) and elongation (EL) of the steel of ˜2 were evaluated and shown in Table 3 below, and the conditions of 0 ° C., −10 ° C., −20 ° C., −30 ° C., and −40 ° C. In the DWTT (Drop Weight Tear Test) test was performed, the results are shown in Table 4 below.
(* AF: 침상 페라이트, PF: 다각형 페라이트, GB: 그래뉼러 베이나이트, BF: 베이나이트형 페라이트, M/A: 마르텐사이트/오스테나이트)(* AF: Needle Ferrite, PF: Polygonal Ferrite, GB: Granular Bainite, BF: Bainite Ferrite, M / A: Martensite / Austenite)
도 2(a)는 본 발명에 따른 실시예 강재의 미세조직을 나타낸 것이며, 도 2(b)는 본 발명에 대한 비교예 강재의 미세조직을 나타낸 광학현미경 사진이다. Figure 2 (a) shows the microstructure of the Example steel according to the present invention, Figure 2 (b) is an optical micrograph showing the microstructure of the comparative steels for the present invention.
상기 표 2 및 도 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 강재의 경우, 약 2㎛ 이하 크기의 침상 페라이트가 균질하게 분포된 미세조직을 확보하였으나, 비교예 1 강재의 경우, 그레뉼러 베이나이트가 형성되었고, 마르텐사이트/오스테나이트의 분율이 증가하는 등, 저온변태조직의 상분율도 본 발명의 조건을 만족하지 못하였으며, 이를 통해 상기 실시예 1 보다 저온 인성 특성이 저하됨을 알 수 있었다.Referring to the results of Table 2 and FIG. 2, in the case of the steel of Example 1 of the present invention, a microstructure in which needle-like ferrites of about 2 μm or less were uniformly distributed was secured, but in the case of Comparative Example 1 steel, granular It was found that bainite was formed, and the martensite / austenite fraction was increased, such that the phase fraction of the low temperature metamorphic tissue did not satisfy the conditions of the present invention. there was.
하기 도 3은 상기 비교예 2 강재에 대하여 DWTT 시험을 실시한 결과를 나타낸 사진이며, 도 4는 상기 실시예 2 강재에 대하여 DWTT 시험을 실시한 결과를 나타낸 사진이다. 3 is a photograph showing the result of the DWTT test for the Comparative Example 2 steel, Figure 4 is a photograph showing the result of the DWTT test for the Example 2 steel.
상기 표 3~4 및 도 3~4의 결과를 참조하면, 실시예 1~2와 비교예 1~2의 강재는 모두 인장강도(TS): 600~700MPa, 항복강도(YS): 500~600MPa 및 연신율(El): 30% 이상을 나타내었으나, DWTT 시험시 실시예 1~2는 비교예 1~2 보다 저온충격인성이 월등히 우수한 것을 알 수 있었다. 또한 실시예 1~2는 DWTT 시험시 비교예 1~2에 비해 파면이 매끄럽게 형성되었으며, -20℃, -30℃ 및 -40℃에서의 연성파면율 특성이 월등히 우수한 것을 알 수 있었다.Referring to the results of Tables 3 to 4 and FIGS. 3 to 4, the steel materials of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 are both tensile strength (TS): 600 to 700 MPa and yield strength (YS): 500 to 600 MPa. And elongation (El): 30% or more, but when the DWTT test Examples 1 to 2 it was found that the low temperature impact toughness is much better than Comparative Examples 1 to 2. In addition, in Examples 1 to 2, the wavefront was smoothly formed compared to Comparative Examples 1 and 2 in the DWTT test, and it was found that the ductile wavefront characteristics at -20 ° C, -30 ° C, and -40 ° C were excellent.
이를 통해, 본 발명의 라인파이프용 강재는 구리(Cu), 바나듐(V) 및 몰리브덴(Mo) 등의 고원가 합금원소 함량을 최소화하여, 생산 비용을 절감하고 Ceq와 Pcm 지수를 저감시켰으며, 니오븀(Nb) 함량 증대를 통해 NbC 석출강화 효과를 통해 종래의 라인파이프 API-X70M 강종 대비 결정립 미세화를 구현하였고, 경질의 2 차상인 마르텐사이트/오스테나이트(M/A)와, 조대 석출물 억제를 통해 저온파괴인성(DWTT) 특성을 향상시켰음을 알 수 있었다.Through this, the line pipe steel of the present invention minimizes the content of high-priced alloying elements such as copper (Cu), vanadium (V) and molybdenum (Mo), thereby reducing the production cost and reducing the Ceq and Pcm index, niobium (Nb) Increased NbC precipitation strengthening effect to realize grain refinement compared to conventional linepipe API-X70M steel grades, through the hard second phase martensite / austenite (M / A), and coarse precipitate suppression It was found that the low temperature fracture toughness (DWTT) characteristics were improved.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
Claims (8)
상기 재가열된 슬라브를 마무리 압연온도: 870~930℃ 조건으로 열간 압연하여, 압연재를 제조하는 단계; 및
상기 압연재를 냉각종료온도: 450~550℃까지 냉각하는 단계;를 포함하며,
상기 슬라브는 하기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39 이하이며,
하기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17 이하인 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재 제조방법:
[식 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5
[식 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 슬라브에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다).
Carbon (C): 0.04-0.07 wt%, Silicon (Si): 0.2-0.4 wt%, Manganese (Mn): 1.4-1.7 wt%, Phosphorus (P): greater than 0 and 0.020 wt% or less, Sulfur (S): More than 0 and 0.005 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 0.3 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10 wt%, nickel (Ni): 0.15 to 0.25 weight %, Reheating the slab comprising niobium (Nb): 0.07-0.10 weight percent, titanium (Ti): 0.005-0.015 weight percent and remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities;
Manufacturing a rolled material by hot rolling the reheated slab under a finish rolling temperature of 870 ° C to 930 ° C; And
It comprises a; cooling the rolled material to the cooling end temperature: 450 ~ 550 ℃;
The slab has a Ceq value of 0.39 or less according to Equation 1 below,
Steel pipe manufacturing method for a line pipe, characterized in that the Pcm value according to the following formula 2: 0.17 or less:
[Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[Equation 2]
Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the slab. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
상기 재가열은, 슬라브 재가열 온도: 1100~1200℃ 조건으로 실시하는 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재 제조방법.
The method of claim 1,
The reheating is a slab reheating temperature: 1100 ~ 1200 ℃ condition characterized in that the line pipe steel manufacturing method.
상기 냉각은, 40℃/sec 이상의 냉각속도 조건으로 실시하는 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재 제조방법.
The method of claim 1,
The cooling is a line pipe steel manufacturing method, characterized in that carried out under the cooling rate conditions of 40 ℃ / sec or more.
미세조직이 침상 페라이트(accicular ferrite, AF)를 65 부피% 이상으로 포함하고,
하기 식 1에 따른 Ceq 값이 0.39 이하이며,
하기 식 2에 따른 Pcm 값이 0.17 이하인 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재:
[식 1]
Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5
[식 2]
Pcm = [C] + [Si]/30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]
(상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 강재에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량(단위: 중량%)이다).
Carbon (C): 0.04-0.07 wt%, Silicon (Si): 0.2-0.4 wt%, Manganese (Mn): 1.4-1.7 wt%, Phosphorus (P): greater than 0 and 0.020 wt% or less, Sulfur (S): More than 0 and 0.005 wt% or less, soluble aluminum (S_Al): 0.02 to 0.06 wt%, chromium (Cr): 0.2 to 0.3 wt%, molybdenum (Mo): 0.05 to 0.10 wt%, nickel (Ni): 0.15 to 0.25 weight %, Niobium (Nb): 0.07 to 0.10 weight percent, titanium (Ti): 0.005 to 0.015 weight percent and residual iron (Fe) and other unavoidable impurities,
The microstructure comprises 65% or more by volume of acicular ferrite (AF),
Ceq value according to the following formula 1 is 0.39 or less,
Steel pipe for line pipes, characterized in that the Pcm value according to Equation 2 below 0.17:
[Equation 1]
Ceq = [C] + [Mn] / 6 + ([Ni] + [Cu]) / 15 + ([Cr] + [Mo] + [V]) / 5
[Equation 2]
Pcm = [C] + [Si] / 30) + ([Mn] + [Cu] + [Cr]) / 20 + [Ni] / 60 + [Mo] / 15 + [V] / 10 + 5 [B ]
(In Formula 1 and Formula 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si], and [B] are included in the steel. Content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si) and boron (B) Weight percent)).
상기 라인파이프용 강재는 인장강도(TS): 600~700MPa, 항복강도(YS): 500~600MPa 및 연신율(El): 30% 이상인 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재.
The method of claim 4, wherein
The line pipe steel is a line pipe steel, characterized in that the tensile strength (TS): 600 ~ 700MPa, yield strength (YS): 500 ~ 600MPa and elongation (El): 30% or more.
상기 라인파이프용 강재의 미세조직은 침상 페라이트 65~75 부피%, 다각형 페라이트(polygonal ferrite, PF) 10~18 부피% 및 베이나이트형 페라이트(bainitic ferrite, BF) 12~20 부피%를 포함하는 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재.
The method of claim 4, wherein
The microstructure of the line pipe steel is 65 to 75% by volume of the needle-like ferrite, 10-18% by volume of polygonal ferrite (PF) and 12-20% by volume of bainitic ferrite (BF) Steel for line pipes.
상기 라인파이프용 강재의 미세조직은 평균 결정립 크기가 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재.
The method of claim 4, wherein
The microstructure of the linepipe steels is a linepipe steel, characterized in that the average grain size is 15㎛ or less.
상기 라인파이프용 강재는 0℃에서 연성파면율이 95% 이상, -20℃에서 연성파면율이 95% 이상 및 -30℃에서 연성파면율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 라인파이프용 강재.
The method of claim 4, wherein
The line pipe steel is a line pipe steel, characterized in that the ductile wave ratio of 95% or more at 0 ℃, the ductile wave ratio of 95% or more at -20 ° C and 80% or more at the -30 ° C.
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