KR20200024397A - Shape steel and method of manufacturing the same - Google Patents

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이철원
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현대제철 주식회사
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Abstract

An objective of the present invention is to provide shape steel and a manufacturing method thereof which can guarantee high strength and low-temperature impact toughness. According to an aspect of the present invention, the shape steel comprises 0.04-0.2 wt% of carbon (C), 0.1-0.3 wt% of silicon (Si), 0.9-1.6 wt% of manganese (Mn), 0-0.025 wt% (not including 0 wt%) of phosphorus (P), 0-0.015 wt% (not including 0 wt%) of sulfur (S), 0.015-0.05 wt% of aluminum (Al), 0.01-0.1 wt% of vanadium (V), 0.01-0.1 wt% of titanium (Ti), 0.1-0.5 wt% of nickel (Ni), and the remainder consisting of iron (Fe) and inevitable impurities. The shape steel has a surface layer portion and a center portion excluding the surface layer portion from the surface towards the inside. The microstructure of the surface layer portion consists of a composite structure of tempered martensite, bainitic ferrite, and acicular ferrite. The room-temperature microstructure of the center portion consists of a composite structure of ferrite and perlite.

Description

형강 및 그 제조 방법{SHAPE STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}SHAPE STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF {SHAPE STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 형강 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고강도 및 우수한 저온 충격 인성을 가지는 형강 및 그 제조 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a shaped steel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a shaped steel having a high strength and excellent low temperature impact toughness and a manufacturing method thereof.

형강은 일반적으로 단면 형상이 다각적으로 변화를 가지는 강재를 의미한다. 최근에 형강은 대형 건축물의 기둥과 같은 구조용 강재로 적용되고 있으며, 지하철, 교량 등의 토목용 가설재와 기초용 말뚝으로도 적용되고 있다. 형강은 연속 주조로 제조된 블룸(Bloom), 빌렛(Billet), 빔블랭크(Beam blank) 등의 주편을 열간압연함으로써 제조될 수 있다.A section steel generally refers to a steel having a cross-sectional shape varyingly. Recently, the section steel has been applied to structural steel such as pillars of large buildings, and has been applied to civil construction temporary materials and foundation piles such as subways and bridges. The shaped steel can be produced by hot rolling casts, such as Bloom, Billet, Beam blank, etc., produced by continuous casting.

최근에는 해양 플랜트 산업이 발전함에 따라, 해양 구조물용 강재 분야에서도 경량 및 고강도를 가지면서, 특히 저온 충격 인성을 보증할 수 있는 형강에 대한 수요가 증가하고 있다.In recent years, as the offshore plant industry develops, demand for a section steel that can guarantee low-temperature impact toughness, while also having light weight and high strength in the field of steel for marine structures, is increasing.

관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0056765호(2014.05.12 공개, 발명의 명칭 : 형강 및 그 제조 방법)가 있다. Related prior arts include Korean Patent Publication No. 10-2014-0056765 (published May 12, 2014, title of the invention: section steel and its manufacturing method).

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고강도 및 저온 충격 인성을 보증할 수 있는 형강 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a shaped steel and a method of manufacturing the same that can ensure high strength and low temperature impact toughness.

본 발명의 일 측면에 따르는 형강은 탄소(C): 0.04 ~ 0.20중량%, 실리콘(Si): 0.10 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.90 ~ 1.60중량%, 인(P): 0 초과 0.025중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.015중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.015 ~ 0.050중량%, 바나듐(V): 0.010 ~ 0.100중량%, 티타늄(Ti): 0.010 ~0.100중량%, 니켈(Ni): 0.10 ~ 0.50중량%, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며, 표면으로부터 내부 방향으로, 표층부 및 상기 표층부를 제외한 중심부를 가지되, 표층부의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 침상형 페라이트의 복합 조직으로 이루어지고, 중심부의 상온 미세조직은 페라이트 및 펄라이트의 복합 조직으로 이루어어진다.Steel according to an aspect of the present invention is carbon (C): 0.04 ~ 0.20% by weight, silicon (Si): 0.10 ~ 0.30% by weight, manganese (Mn): 0.90 ~ 1.60% by weight, phosphorus (P): greater than 0 0.025 % By weight or less, sulfur (S): more than 0 and 0.015% by weight or less, aluminum (Al): 0.015 to 0.050% by weight, vanadium (V): 0.010 to 0.100% by weight, titanium (Ti): 0.010 to 0.100% by weight, nickel (Ni): 0.10 to 0.50% by weight, consisting of the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities, from the surface inwards, having a central portion except the surface layer and the surface layer, the microstructure of the surface layer is tempered martensite, It consists of a composite structure of bainitic ferrite and needle-like ferrite, and the room temperature microstructure of the center is composed of a composite structure of ferrite and pearlite.

일 실시 예에 있어서, 상기 형강은, 상기 중심부의 페라이트의 결정립 크기가 9㎛ 내지 11 ㎛ 일 수 있다.In one embodiment, the section steel, the grain size of the ferrite of the central portion may be 9 ㎛ to 11 ㎛.

다른 실시 예에 있어서, 상기 표층부 및 상기 중심부를 포함하는 단면 구조에서, 상기 표층부는 15% 내지 30%, 상기 중심부는 70% 내지 85%를 가질 수 있다.In another embodiment, in the cross-sectional structure including the surface layer portion and the center portion, the surface layer portion may have 15% to 30%, and the center portion may have 70% to 85%.

본 발명의 또다른 측면에 따르는 형강의 제조 방법은, (a) 탄소(C): 0.04 ~ 0.20중량%, 실리콘(Si): 0.10 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.90 ~ 1.60중량%, 인(P): 0 초과 0.025중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.015중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.015 ~ 0.050중량%, 바나듐(V): 0.010 ~ 0.100중량%, 티타늄(Ti): 0.010 ~0.100중량%, 니켈(Ni): 0.10 ~ 0.50중량%, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 1150 내지 1300℃로 재가열하는 단계;(b) 상기 강재를 압연종료온도 750 ~ 850℃가 되도록 열간 압연하는 단계; 및 (c) 상기 열간 압연된 강재를 600 ~ 700℃의 복열온도를 가지도록 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각하는 단계; 를 포함한다.Method for producing a shaped steel according to another aspect of the present invention, (a) carbon (C): 0.04 to 0.20% by weight, silicon (Si): 0.10 to 0.30% by weight, manganese (Mn): 0.90 to 1.60% by weight, Phosphorus (P): more than 0 and 0.025 wt% or less, Sulfur (S): more than 0 and 0.015 wt% or less, aluminum (Al): 0.015 to 0.050 wt%, vanadium (V): 0.010 to 0.100 wt%, titanium (Ti) : 0.010 ~ 0.100% by weight, nickel (Ni): 0.10 ~ 0.50% by weight, reheating the steel consisting of the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities to 1150 to 1300 ℃; (b) the end of the rolling mill temperature 750 Hot rolling to ˜850 ° C .; And (c) cooling the hot rolled steel to have a reheating temperature of 600 to 700 ° C .; It includes.

일 실시 예에 있어서, (c) 단계에서, 상기 QST 냉각단계는 열간 압연된 상기 강재의 표면 온도가 마르텐사이트 변태시작온도(Ms 온도) 이하로 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, in step (c), the cooling of the QST may include cooling the surface temperature of the hot rolled steel below the martensite transformation start temperature (Ms temperature).

다른 실시 예에 있어서, (c) 단계는 상기 열간 압연된 강재를 0.8 m/s ~ 2.0 m/s의 이송 속도로 이동시키면서, 냉각 수량 10 m3/h ~ 300 m3/h의 냉각수를 상기 열간 압연된 강재에 공급하면서 진행될 수 있다.In another embodiment, the step (c) is to move the hot rolled steel at a feed rate of 0.8 m / s to 2.0 m / s, cooling water of 10 m 3 / h to 300 m 3 / h cooling water It can proceed with feeding to the hot rolled steel.

또다른 실시 예에 있어서, 상기 제조된 형강은 표면으로부터 내부 방향으로, 표층부 및 상기 표층부를 제외한 중심부를 가지되, 상기 표층부의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 침상형 페라이트의 복합 조직으로 이루어지고, 상기 중심부의 상온 미세조직은 페라이트 및 펄라이트의 복합 조직으로 이루어질 수 있다. In another embodiment, the manufactured steel has a central portion except for the surface portion and the surface portion in the inner direction from the surface, wherein the microstructure of the surface portion is a composite structure of tempered martensite, bainitic ferrite and needle-like ferrite It consists of, the room temperature microstructure of the central portion may be made of a complex structure of ferrite and pearlite.

또다른 실시 예에 있어서, 상기 중심부의 페라이트의 결정립 크기는 9㎛ 내지 11 ㎛ 일 수 있다. In another embodiment, the grain size of the ferrite in the central portion may be 9 ㎛ to 11 ㎛.

본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 합금 함량 및 제조 공법을 제어하여, 고강도 및 저항 충격 인성을 보증할 수 있는 형강 및 그 제조 방법을 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by controlling the alloy content and the manufacturing method described above, it is possible to implement a shaped steel and a method of manufacturing the same that can ensure high strength and resistance impact toughness.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형강의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 경도 측정 방법에 의해 측정된 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 형강의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
1 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing a shaped steel according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the results measured by the hardness measurement method shown in FIG.
3 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing a shaped steel according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 형강 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a shape steel and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The terms to be described below are terms properly selected in consideration of functions in the present invention, and the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

형강Section steel

본 발명의 일 실시예에 따르는 형강은 탄소(C): 0.04 ~ 0.20중량%, 실리콘(Si): 0.10 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.90 ~ 1.60중량%, 인(P): 0 초과 0.025중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.015중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.015 ~ 0.050중량%, 바나듐(V): 0.010 ~ 0.100중량%, 티타늄(Ti): 0.010 ~0.100중량%, 니켈(Ni): 0.10 ~ 0.50중량%, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. The steel according to an embodiment of the present invention is carbon (C): 0.04 to 0.20% by weight, silicon (Si): 0.10 to 0.30% by weight, manganese (Mn): 0.90 to 1.60% by weight, phosphorus (P): greater than 0 0.025 wt% or less, sulfur (S): more than 0 and 0.015 wt% or less, aluminum (Al): 0.015 to 0.050 wt%, vanadium (V): 0.010 to 0.100 wt%, titanium (Ti): 0.010 to 0.100 wt%, Nickel (Ni): 0.10 to 0.50% by weight, consisting of the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 형강에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명한다.Hereinafter, the role and content of each component included in the section steel according to an embodiment of the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

탄소(C)는 강도를 확보하기 위하여 첨가되며, 용접성에 가장 큰 영향을 미치는 원소이다. 상기 탄소(C)는 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 전체 중량의 0.04 ~ 0.20중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 탄소의 함량이 전체 중량의 0.04중량% 미만일 경우에는 충분한 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 탄소의 함량이 전체 중량의 0.20중량%를 초과할 경우에는 모재의 충격 인성을 저하시킬 수 있으며, 전기저항용접(ERW)시 용접성의 저하를 가져오는 문제점이 있을 수 있다.Carbon (C) is added to secure strength and is the element having the greatest influence on weldability. The carbon (C) may be added in an amount ratio of 0.04 to 0.20% by weight of the total weight of the shaped steel according to an embodiment of the present invention. If the carbon content is less than 0.04% by weight of the total weight, it may be difficult to secure sufficient strength. On the contrary, when the content of carbon exceeds 0.20% by weight of the total weight, the impact toughness of the base material may be lowered, and there may be a problem of lowering the weldability during electric resistance welding (ERW).

실리콘(Si)Silicon (Si)

실리콘(Si)은 알루미늄과 함께 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘은 고용강화 효과도 가질 수 있다. 상기 실리콘은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 전체 중량의 0.10 ~ 0.30중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 실리콘의 함량이 전체 중량의 0.10중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘의 함량이 전체 중량의 0.30중량%를 초과하여 다량 첨가시 강의 용접성을 저하시키며, 재가열 및 열간압연 시에 적 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있다.Silicon (Si) is added together with aluminum as a deoxidizer to remove oxygen in the steel in the steelmaking process. In addition, silicon may also have a solid solution strengthening effect. The silicon may be added in an amount ratio of 0.10 to 0.30% by weight of the total weight of the steel according to an embodiment of the present invention. If the content of silicon is less than 0.10% by weight of the total weight, the silicon addition effect may not be properly exhibited. On the contrary, when the content of silicon exceeds 0.30% by weight of the total weight, the weldability of the steel is lowered and a red scale is generated during reheating and hot rolling, thereby causing a problem on the surface quality.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 고용 강화에 효과적이다. 또한, 망간(Mn)은 강의 경화능을 증가시킬 수 있다. 망간은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 전체 중량의 0.90 ~ 1.60중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 망간의 함량이 0.90중량% 보다 작을 경우, 고용 강화의 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 또한, 망간의 함량이 1.60중량%를 초과할 경우, 용접성이 저하되고, MnS 개재물 및 중심 편석(center segregation)이 발생하여 형강의 연성이 저하되고 내부식성이 저하될 수 있다. Manganese (Mn) is effective in strengthening employment. Manganese (Mn) can also increase the hardenability of the steel. Manganese may be added in a content ratio of 0.90 to 1.60% by weight of the total weight of the shaped steel according to an embodiment of the present invention. If the content of manganese is less than 0.90% by weight, the effect of solid solution strengthening may not be sufficiently achieved. In addition, when the content of manganese exceeds 1.60% by weight, weldability is lowered, MnS inclusions and center segregation may occur to reduce the ductility of the steel and lower the corrosion resistance.

인(P)Phosphorus (P)

인(P)은 고용 강화에 의해 강도의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 인은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 전체 중량의 0 초과 0.025중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 인의 함량이 0.025중량%를 초과하는 경우에는 석출거동에 의해 저온 충격치가 저하되는 문제가 있다. Phosphorus (P) increases the strength of the solid solution by strengthening the solid solution, and can function to suppress the formation of carbides. The phosphorus may be added in an amount ratio of more than 0 and less than 0.025% by weight of the total weight of the steel according to an embodiment of the present invention. When the content of phosphorus exceeds 0.025% by weight, there is a problem that the low temperature impact value is lowered due to precipitation behavior.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 미세 MnS의 석출물을 형성하여 가공성을 향상시킬 수 있다. 상기 황은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 전체 중량의 0 초과 0.015중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 황의 함량이 0.015중량%를 초과할 경우, 인성 및 용접성을 저해하고, 저온 충격치를 저하시킬 수 있다.Sulfur (S) may improve the processability by forming a fine MnS precipitate. The sulfur may be added in an amount ratio of more than 0 and 0.015% by weight of the total weight of the steel according to an embodiment of the present invention. When the content of sulfur exceeds 0.015% by weight, the toughness and weldability may be inhibited and the low temperature impact value may be lowered.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 제강 공정에 첨가된다. 또한, AlN으로 강 중에 석출하여 결정립 미세화에 기여할 수 있다. 상기 알루미늄은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강 중량의 0.015 ~ 0.050중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 알루미늄의 함량이 0.015중량% 미만이면 탈산효과가 미흡하고, 0.050중량%를 초과하면 연주에 어려움이 있어 생산성을 떨어뜨리며, 비금속개재물인 알루미나(Al2O3)를 형성하여 연성 및 인성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.Aluminum (Al) is added to the steelmaking process as a deoxidizer for removing oxygen in the steel. In addition, it can precipitate in steel with AlN and contribute to grain refinement. The aluminum may be added in an amount ratio of 0.015 to 0.050% by weight of the weight of the shaped steel according to an embodiment of the present invention. The content of aluminum tteurimyeo decrease productivity it is difficult to play when it is more than 0.015% by weight, lack a deoxidation effect, and 0.050% by weight is below, to form the non-metallic inclusions of alumina (Al 2 O 3) that ductility and toughness decrease There may be a problem.

바나듐(V)Vanadium (V)

바나듐(V)은 압연 중 석출물을 형성하여 강도를 증가시키는 효과가 있으며, 특히, 질소 첨가량에 따라 석출량을 제어할 수 있다. 또한, 바나듐은 결정립계에 피닝으로 작용하여 강도 향상에 기여할 수 있다. 상기 바나듐은 본 발명의 일 실시 예에 따른 형강 중량의 0.010 ~ 0.100 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 바나듐의 함량이 0.010 중량% 미만이면 상기 효과를 충분히 확보하기 어렵다. 반면에, 바나듐의 함량이 0.100 중량%를 초과하면 저온충격인성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.Vanadium (V) has the effect of increasing the strength by forming a precipitate during rolling, in particular, the amount of precipitation can be controlled according to the amount of nitrogen added. In addition, vanadium may act as pinning at grain boundaries and may contribute to the improvement of strength. The vanadium may be added in an amount ratio of 0.010 to 0.100% by weight of the weight of the steel according to an embodiment of the present invention. If the content of vanadium is less than 0.010% by weight, it is difficult to sufficiently secure the above effect. On the other hand, if the content of vanadium exceeds 0.100% by weight there may be a problem that the low temperature impact toughness is lowered.

티타늄(Ti)Titanium (Ti)

티타늄(Ti)은 고온안정성이 높은 Ti(C, N) 석출물을 생성시킬 수 있다. 이로써, 용접시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부의 조직을 미세화시켜, 강의 인성 및 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 티타늄은 본 발명의 일 실시 예에 따른 형강 중량의 0.010 ~ 0.100 중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 상기 티타늄의 함량이 0.010 중량% 미만일 경우 상기 효과를 충분히 확보하기 힘들다. 반면에, 상기 티타늄의 함량이 0.100 중량%를 초과하는 경우, 조대한 석출물을 생성시킴으로써 강의 저온충격인성을 저하시킬 수 있다.Titanium (Ti) may generate Ti (C, N) precipitates having high temperature stability. As a result, the austenite grain growth can be prevented during welding to refine the structure of the weld, thereby improving the toughness and strength of the steel. The titanium may be added in a content ratio of 0.010 to 0.100% by weight of the weight of the steel according to an embodiment of the present invention. When the content of titanium is less than 0.010% by weight, it is difficult to sufficiently secure the effect. On the other hand, when the content of titanium exceeds 0.100% by weight, the low temperature impact toughness of the steel can be lowered by generating coarse precipitates.

니켈(Ni)Nickel (Ni)

니켈(Ni)은 강도를 증가시키고, 저온 충격치를 확보할 수 있도록 한다. 상기 니켈은 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 전체 중량의 0.10 ~ 0.50중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 니켈의 함량이 0.10중량% 미만으로 첨가될 경우, 상술한 효과를 발휘하기 힘들다. 반면에, 니켈의 함량이 0.50 중량%를 초과할 경우에는 상온 강도가 과다하게 높아져 용접성 및 인성이 열화되는 문제점이 발생한다. Nickel (Ni) increases the strength and ensures a low temperature impact value. The nickel may be added in an amount ratio of 0.10 to 0.50% by weight or less of the total weight of the steel according to an embodiment of the present invention. When the content of nickel is added at less than 0.10% by weight, it is difficult to achieve the above effects. On the other hand, when the content of nickel exceeds 0.50% by weight, the room temperature strength is excessively high, resulting in deterioration of weldability and toughness.

상술한 바와 같은, 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 형강은 상온에서, 인장강도 500 내지 690MPa, 항복강도 420MPa 이상, 연신율 19% 이상, 항복비 90% 이하의 재질 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 형강은, -40℃에서의 충격인성값이 60 J이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 형강이 도 2에 도시된 H형상의 구조에서 플랜지부와 R-엔드부의 -40℃에서의 충격인성값은 모두 60 J이상일 수 있다As described above, the shaped steel according to an embodiment of the present invention having an alloying element composition may have a material property of room temperature, tensile strength of 500 to 690 MPa, yield strength of 420 MPa or more, elongation of 19% or more, and yield ratio of 90% or less. . In addition, the shape steel, the impact toughness value at -40 ℃ may be 60 J or more. Specifically, the impact toughness values at −40 ° C. of the flange portion and the R-end portion in the H-shaped structure shown in FIG. 2 may all be 60 J or more.

또한, 상술한 바와 같은 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 형강은 표면으로부터 내부 방향으로, 표층부 및 상기 표층부를 제외한 중심부를 가질 수 있다. 이 때, 상기 표층부의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 침상형 페라이트의 복합 조직으로 이루어지고, 상기 중심부의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트의 복합 조직으로 이루어질 수 있다. 상기 중심부의 페라이트의 결정립 크기는 9㎛ 내지 11 ㎛ 일 수 있다. 이때, 상기 표층부 및 상기 중심부를 포함하는 단면 구조에서, 상기 표층부는 15% 내지 30%, 상기 중심부는 70% 내지 85%를 가질 수 있다. 상기 표층부의 조직 분율이 15% 미만일 경우, 저온 변태 조직 분율이 저하되어 강도가 목표치에 미달할 수 있다. 상기 표층부의 조직 분율이 30%를 초과하는 경우, 마르텐사이트 조직 분율이 증가되어 강도, 항복비가 과도하게 증가함으로써, 형강의 부분별 충격 인성이 저하될 수 있다. 일 예로서, R-엔드부(220)의 충격 인성이 저하될 수 있다.In addition, the shaped steel according to an embodiment of the present invention having the alloying element composition as described above may have a central portion except for the surface layer portion and the surface layer portion in an inward direction from the surface. At this time, the microstructure of the surface layer portion is composed of a composite structure of tempered martensite, bainitic ferrite and needle-like ferrite, the microstructure of the central portion may be composed of a composite structure of ferrite and pearlite. The grain size of the ferrite in the center may be 9 ㎛ to 11 ㎛. In this case, in the cross-sectional structure including the surface layer portion and the center portion, the surface layer portion may have 15% to 30%, the center portion may have 70% to 85%. When the tissue fraction of the surface layer portion is less than 15%, the low temperature metamorphic tissue fraction may be lowered and the strength may not reach the target value. When the tissue fraction of the surface layer portion exceeds 30%, the martensite tissue fraction is increased so that the strength and yield ratio are excessively increased, thereby reducing the impact toughness of each part of the section steel. As an example, the impact toughness of the R-end part 220 may be lowered.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 형강을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 형강은 플랜지부(210)와 R-엔드부(220)을 구비한다. R-엔드부(220)은 형강의 제조될 때, 응고 말단부에 해당하여 인성과 같은 재질 특성 확보가 어려운 부분일 수 있다. 일 실시 예에서, 형강의 경도 측정은 플랜지부(210)에서 이루어질 수있다. 도 1의 형강의 플랜지부(210)의 일부분(S)의 확대도를 참조하면, 제1 표층부의 지점(p1)으로부터 중심부를 거쳐 제2 표층부의 지점(p2)에 이르는 두께 방향의 복수의 지점에서 경도를 측정할 수 있다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a section steel according to an embodiment of the present invention. The shaped steel has a flange portion 210 and an R-end portion 220. When the R-end part 220 is manufactured of a shaped steel, it may be a part that is difficult to secure material properties such as toughness corresponding to a solidification end part. In one embodiment, the hardness measurement of the shaped steel can be made in the flange portion (210). Referring to the enlarged view of the portion S of the flange portion 210 of the shaped steel of FIG. 1, a plurality of points in the thickness direction from the point p1 of the first surface layer portion to the point p2 of the second surface layer portion through the center portion. Hardness can be measured at.

도 2는 도 1에 도시된 경도 측정 방법에 의해 측정된 결과를 나타내는 그래프이다. 도 2의 그래프를 통해, 표층부와 중심부를 구비하는 형강에서, 저온 변태 조직으로 이루어지는 경화층의 분율을 산출할 수 있다. 일 예에서, 제1 표층부의 표면(p1)으로부터 제2 표층부의 표면(p2)에 이르는 두께는 37 mm일 수 있다. 설명의 편의상 제1 표층부의 표면(p1)을 외측면으로 명명하고, 제2 표층부의 표면(p2)을 내측면으로 명명한다.2 is a graph showing the results measured by the hardness measurement method shown in FIG. Through the graph of FIG. 2, the fraction of the hardened layer which consists of low temperature transformation structure in the shaped steel provided with a surface layer part and a center part can be calculated. In one example, the thickness from the surface p1 of the first surface layer portion to the surface p2 of the second surface layer portion may be 37 mm. For convenience of explanation, the surface p1 of the first surface layer portion is named the outer surface, and the surface p2 of the second surface layer portion is named the inner surface.

경화층의 경계 지점을 계산하는 방법은 다음의 계산 방법에 따른다. 먼저, 도 2의 그래프에서 경도가 가장 높은 지점 및 이 지점에서의 경도를 확인한다. 일 예로서, 도 2의 그래프에서, 경도가 가장 높은 지점은 외측면으로, 외측면에서의 경도는 248 Hv일 수 있다.The method of calculating the boundary point of the hardened layer depends on the following calculation method. First, the point with the highest hardness in the graph of FIG. 2 and the hardness at this point are confirmed. As an example, in the graph of FIG. 2, the point with the highest hardness may be the outer side, and the hardness at the outer side may be 248 Hv.

다음으로, 페라이트 및 펄라이트의 복합 조직으로 이루어지는 중심부의 평균 경도값을 구한다. 일 예로서, 도 2의 그래프에서, 중심부의 평균 경도값은 133 Hv일 수 있다.Next, the average hardness value of the center part which consists of a composite structure of ferrite and pearlite is calculated | required. As an example, in the graph of FIG. 2, the average hardness value of the central portion may be 133 Hv.

다음으로, 경화층 경계 영역의 경도값을, 형강의 가장 높은 경도와 중심부의 평균 경도값의 산술 평균값으로부터 구한다. 일 예에서, (248 + 133)/2 로 계산된 190.5 Hv가 경화층의 경계 영역의 경도값에 해당한다.Next, the hardness value of the hardened layer boundary region is calculated from the arithmetic mean value of the highest hardness of the shaped steel and the average hardness value of the center portion. In one example, 190.5 Hv, calculated as (248 + 133) / 2, corresponds to the hardness value of the boundary region of the cured layer.

도 2를 참조하여 상기 경화층의 경계 영역의 경도값을 이용하여 경화층의 위치를 계산하면, 경화층은 외측면으로부터 내부 방향으로 5.5mm의 깊이에 해당되는 영역 및 내측면으로부터 내부 방향으로 3.5mm 깊이에 해당되는 영역일 수 있다. 이에 따라, 경화층 분율은 경화층의 두께/형강의 전체 두께의 식을 이용하여, (5.5 + 3.5)/37 로 계산될 수 있다. 이에 따라, 경화층 분율은 24.3% 일 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 경화층 분율은 15% 내지 30%일 수 있다. When calculating the position of the cured layer by using the hardness value of the boundary region of the cured layer with reference to Figure 2, the cured layer is 3.5 in the region corresponding to the depth of 5.5mm in the inner direction from the outer surface and inward from the inner surface It may be an area corresponding to the depth of mm. Accordingly, the hardened layer fraction can be calculated as (5.5 + 3.5) / 37, using the formula of the thickness of the hardened layer / the total thickness of the steel. Accordingly, the cured layer fraction may be 24.3%. According to an embodiment of the present invention, the cured layer fraction may be 15% to 30%.

이하에서는 상술한 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 형강의 제조 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a shaped steel according to an embodiment of the present invention having the alloying element composition described above.

형강의 제조 방법Manufacturing method of section steel

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 형강의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 우수한 내화 특성을 가지는 형강의 제조 방법은 재가열 단계(S100), 열간 압연 단계(S200) 및 QST(Quenching & Self-Tempering) 단계(S300)을 포함한다. 3 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing a shaped steel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a method of manufacturing a shaped steel having excellent fire resistance according to an embodiment of the present invention includes a reheating step (S100), a hot rolling step (S200), and a QST (Quenching & Self-Tempering) step (S300). Include.

먼저, 재가열 단계(S100)에서는, 상술한 소정의 조성의 강재를 재가열한다. 상기 강재는 제강 공정을 통해 원하는 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 제조될 수 있다. 상기 강재는 일 예로서, 빌렛(Billet) 또는 빔 블랭크(Beam Blank)일 수 있다. First, in the reheating step (S100), the steel material of the predetermined composition described above is reheated. The steel may be manufactured through a continuous casting process after obtaining molten steel of a desired composition through a steelmaking process. The steel may be, for example, a billet or a beam blank.

상기 강재는 탄소(C): 0.04 ~ 0.20중량%, 실리콘(Si): 0.10 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.90 ~ 1.60중량%, 인(P): 0 초과 0.025중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.015중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.015 ~ 0.050중량%, 바나듐(V): 0.010 ~ 0.100중량%, 티타늄(Ti): 0.010 ~0.100중량%, 니켈(Ni): 0.10 ~ 0.50중량%, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. The steel is carbon (C): 0.04 to 0.20% by weight, silicon (Si): 0.10 to 0.30% by weight, manganese (Mn): 0.90 to 1.60% by weight, phosphorus (P): greater than 0 and 0.025% by weight or less, sulfur ( S): more than 0 and 0.015% by weight or less, aluminum (Al): 0.015 to 0.050% by weight, vanadium (V): 0.010 to 0.100% by weight, titanium (Ti): 0.010 to 0.100% by weight, nickel (Ni): 0.10 to 0.50% by weight, may be composed of the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities.

일 실시예에서, 상기 강재는 1150 내지 1300℃의 온도에서 재가열될 수 있다. 상기 강재는 상술한 온도에서 재가열될 때, 연속주조 공정 시에 편석된 성분이 재고용될 수 있다. 재가열온도가 1150℃보다 낮을 경우, 각종 탄화물의 고용이 충분하지 않을 수 있으며, 연속주조공정시 편석된 성분들이 충분히 고르게 분포되지 않는 문제가 있을 수 있다. 재가열온도가 1300℃를 초과할 경우, 매우 조대한 오스테나이트 결정립이 형성되어 강도 확보가 어려울 수 있다. 또한, 1300℃를 초과할 경우 가열 비용이 증가하고 공정 시간이 추가되어, 제조 비용 상승 및 생산성 저하를 가져올 수 있다.In one embodiment, the steel may be reheated at a temperature of 1150 to 1300 ℃. When the steel is reheated at the above-mentioned temperature, segregated components during the continuous casting process may be reclaimed. If the reheating temperature is lower than 1150 ℃, the solid solution of various carbides may not be sufficient, there may be a problem that the segregated components are not evenly distributed evenly during the continuous casting process. If the reheating temperature exceeds 1300 ° C, very coarse austenite grains may be formed, making it difficult to secure strength. In addition, when the temperature exceeds 1300 ° C., the heating cost is increased and the process time is added, which may lead to an increase in manufacturing cost and a decrease in productivity.

열간 압연 단계(S200)에서, 재가열된 상기 강재를 열간 압연한다. 일 실시 예에서, 상기 열간 압연은 1000 ~ 1100℃의 압연 시작 온도에서 시작될 수 있다. 또한, 상기 열간 압연은 압연종료온도가 750 ~ 850℃가 되도록 제어될 수 있다. 상기 압연종료온도가 750℃ 미만이면, 압연 부가가 커질 수 있으며, 압연 결과물인 형강의 항복비가 높아질 수 있다. 또한, 상기 압연종료온도가 850℃를 초과하면, 목표하는 강도 및 인성 확보가 어려울 수 있다.In the hot rolling step (S200), the reheated steel is hot rolled. In one embodiment, the hot rolling may be started at a rolling start temperature of 1000 ~ 1100 ℃. In addition, the hot rolling may be controlled so that the end temperature of the rolling is 750 ~ 850 ℃. When the rolling end temperature is less than 750 ° C, the rolling addition may be increased, and the yield ratio of the resultant steel as a rolling product may be increased. In addition, when the rolling end temperature exceeds 850 ℃, it may be difficult to secure the target strength and toughness.

QST(Quenching & Self-Tempering) 단계(S300)에서, 상기 열간 압연된 강재, 즉 형강을 냉각 및 자가 템퍼링 처리한다. 상기 냉각은 상기 형강에 대해 냉각수를 분사하는 켄칭(quenching) 방법을 적용한다. 또한 상기 자가 템퍼링(Self-Tempering) 단계는, 상기 켄칭 후에 상기 형강을 복열에 의해 템퍼팅되도록 하는 것으로서, 상기 켄칭 시의 상기 형강의 이송 속도, 또는 분사되는 냉각수의 수량을 통해 상기 형강의 복열 온도가 제어될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 복열 온도가 600 ~ 700℃로 제어될 수 있다.In the Quenching & Self-Tempering (QST) step (S300), the hot rolled steel, that is, the shaped steel, is cooled and self-tempered. The cooling applies a quenching method of spraying cooling water against the section steel. In addition, the self-tempering step is to allow the section steel to be tempered by recuperation after the quenching, and the recuperation temperature of the section steel through the feed rate of the section steel at the time of quenching, or the amount of cooling water injected. Can be controlled. In an embodiment of the present invention, the recuperation temperature may be controlled to 600 to 700 ° C.

일 예로서, 상기 켄칭 단계는 열간 압연된 상기 형강의 표면 온도가 마르텐사이트 변태시작온도(Ms 온도) 이하로 냉각하는 단계로 진행될 수 있다. 구체적으로, 상기 켄칭 단계에서 상기 형강의 표면은 400℃ 이하로 냉각될 수 있다. 이를 위해, 상기 형강에 대한 냉각 수량이 10~300 m3/h 로 유지되는 냉각 경로를, 형강이 0.8 ~ 2.0 m/s의 이송 속도로 이동하면서 냉각될 수 있다.As an example, the quenching may be performed by cooling the surface temperature of the hot rolled section steel below the martensite transformation start temperature (Ms temperature). Specifically, the surface of the section steel in the quenching step may be cooled to 400 ° C or less. To this end, the cooling path for which the cooling quantity for the section steel is maintained at 10 to 300 m 3 / h may be cooled while the section steel moves at a feed rate of 0.8 to 2.0 m / s.

상기 켄칭 후에 상기 형강의 내부로부터의 표면부로의 열의 확산에 의해 복열이 진행되도록 할 수 있다. 상기 복열 단계가 진행되는 동안, 상기 형강은 공랭 상태를 유지할 수 있다.After the quenching, it is possible to allow recuperation to proceed by diffusion of heat from the interior of the shaped steel to the surface portion. During the recuperation step, the section steel may be maintained in an air-cooled state.

상술한 제조 방법을 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 형강을 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 형강은 상온에서, 인장강도 500 내지 690MPa, 항복강도 420MPa 이상, 연신율 19% 이상, 항복비 90% 이하의 재질 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 형강은, -40℃에서의 충격인성값이 60 J이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 형강이 도 2에 도시된 H형상의 구조에서 플랜지부와 R-엔드부의 -40℃에서의 충격인성값은 모두 60 J이상일 수 있다Through the above-described manufacturing method, it is possible to manufacture a shaped steel according to an embodiment of the present invention. The shaped steel manufactured according to one embodiment of the present invention may have a material property of room temperature, tensile strength of 500 to 690 MPa, yield strength of 420 MPa or more, elongation of 19% or more, yield ratio of 90% or less. In addition, the shape steel, the impact toughness value at -40 ℃ may be 60 J or more. Specifically, the impact toughness values at −40 ° C. of the flange portion and the R-end portion in the H-shaped structure shown in FIG. 2 may all be 60 J or more.

실험예Experimental Example

이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred experimental examples are provided to help understanding of the present invention. However, the following experimental example is only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental example.

1. 시편의 제조1. Preparation of Specimen

표 1의 합금 원소 조성(단위: 중량%) 및 나머지 철과 기타불가피한 불순물을 가지는 비교예 1, 2 및 실시예 1 및 2의 시편을 표 2의 공정 조건에 따라, 각각 진행하여 제조하였다.The specimens of Comparative Examples 1, 2 and Examples 1 and 2 having the alloying element composition (unit: wt%) of Table 1 and the remaining iron and other unavoidable impurities were prepared according to the process conditions of Table 2, respectively.

CC SiSi MnMn PP SS AlAl VV TiTi NiNi 비교예1Comparative Example 1 0.090.09 0.200.20 1.541.54 0.0130.013 0.0100.010 0.0200.020 0.0490.049 0.0150.015 0.240.24 비교예2Comparative Example 2 0.080.08 0.190.19 1.551.55 0.0110.011 0.0090.009 0.0220.022 0.0480.048 0.0140.014 0.220.22 실시예1Example 1 0.080.08 0.210.21 1.571.57 0.0100.010 0.0080.008 0.0230.023 0.0480.048 0.0140.014 0.230.23 실시예2Example 2 0.090.09 0.200.20 1.551.55 0.0090.009 0.0080.008 0.0210.021 0.0480.048 0.0150.015 0.250.25

표1의 합금 원소 조성의 단위는 중량% 임The unit of the alloy element composition of Table 1 is weight%.

구분division 재가열온도
(℃)
Reheating temperature
(℃)
압연종료온도
(℃)
Rolling end temperature
(℃)
냉각종료온도
(℃)
Cooling end temperature
(℃)
QST수량(m3/h)QST quantity (m 3 / h) 이송속도(m/s)Feed speed (m / s)
비교예1Comparative Example 1 11771177 890890 750750 10~30010-300 3.03.0 비교예2Comparative Example 2 11791179 750750 595595 0.50.5 실시예1Example 1 11821182 820820 680680 0.90.9 실시예2Example 2 11871187 810810 660660 1.01.0

표 1을 검토하면, 비교예 1, 2 및 실시예 1 및 2는, 모두 본 발명의 실시예의 합금 성분 범위 내에 속한다. When Table 1 is examined, Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2 all fall within the alloy component range of the examples of the present invention.

표 2를 검토하면, 제조된 형강 중 비교예 1 및 실시예 1은 24 mm의 두께를 가지며, 비교예 2 및 실시예 2는 37mm의 두께를 가진다. 압연 종료 온도의 경우, 비교예 1은 본 발명의 실시예의 압연 종료 온도의 범위인 750 ~ 850 ℃의 상한치를 상회하고 있다. 냉각 종료 온도의 경우, 비교예 1 및 2는 본 발명의 실시예의 냉각 종료 온도의 범위인 600 내지 700℃를 벗어나 있다. 구체적으로, 비교예 1은 본 발명의 실시예의 냉각 종료 온도의 상한치를 상회하고 있으며, 비교예 2는 본 발명의 실시예의 냉각 종료 온도의 하한치를 하회하고 있다. 비교예 1 및 2, 실시예 1 및 2의 시편에 대해 동일한 QST 수량으로 냉각이 진행될 때, 이송 속도 측면에서 비교예 1 및 2는 본 발명의 실시예의 이송 속도 범위 0.8 ~ 2.0을 벗어나 있다. 구체적으로, 비교예 1의 이송 속도는 본 발명의 실시예의 이송 속도의 상한치를 상회하고 있어서 냉각 속도가 실시예 1 및 2와 대비하여 상대적으로 느릴 수 있으며, 비교예 2의 이송 속도는 본 발명의 이송 속도의 하한치를 하회하고 있어서 냉각 속도가 실시예 1 및 2와 대비하여 상대적으로 빠를 수 있다.Examining Table 2, Comparative Example 1 and Example 1 of the prepared section steel has a thickness of 24 mm, Comparative Example 2 and Example 2 has a thickness of 37 mm. In the case of rolling finish temperature, the comparative example 1 has exceeded the upper limit of 750-850 degreeC which is the range of the rolling finish temperature of the Example of this invention. In the case of the cooling end temperature, Comparative Examples 1 and 2 deviate from 600 to 700 ° C. which is the range of the cooling end temperature of the embodiment of the present invention. Specifically, Comparative Example 1 is above the upper limit of the cooling end temperature of the Example of the present invention, and Comparative Example 2 is below the lower limit of the cooling end temperature of the Example of the present invention. When cooling proceeds with the same QST quantity for the specimens of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2 are outside the conveying speed range of 0.8 to 2.0 in the embodiment of the present invention. Specifically, the feed rate of Comparative Example 1 is higher than the upper limit of the feed rate of the embodiment of the present invention, the cooling rate may be relatively slow compared to Examples 1 and 2, the feed rate of Comparative Example 2 is The cooling rate can be relatively fast as compared with Examples 1 and 2 since it is below the lower limit of a feed rate.

인장물성 (상온)Tensile Properties (room temperature) 충격인성(J @-40℃)Impact Toughness (J @ -40 ℃) 인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
항복강도
(MPa)
Yield strength
(MPa)
연신율
(%)
Elongation
(%)
항복비
(%)
Yield fee
(%)
플랜지부Flange R-엔드부R-end part
목표치Target 500~590500-590 420 이상420 or more 19 이상19 or more 90이하90 or less 60 이상60 or more 60 이상60 or more 비교예1Comparative Example 1 497497 394394 2727 7979 231231 120120 비교예2Comparative Example 2 532532 488488 28.128.1 9191 148148 1515 실시예1Example 1 516516 441441 2626 8686 237237 102102 실시예2Example 2 518518 454454 3131 8888 255255 111111

미세조직Microstructure 미세조직
(표층)
Microstructure
(Surface)
경화층분율(%)Cured layer fraction (%) 미세조직
(중심부)
Microstructure
(center)
중심부 결정립도
(㎛)
Central grain size
(Μm)
목표치Target TM+BF+AFTM + BF + AF 15~3015-30 F+PF + P 9-119-11 비교예1Comparative Example 1 BF+AFBF + AF 1212 F+PF + P 12.812.8 비교예2Comparative Example 2 TM+BTM + B 3838 F+P+BF + P + B 7.37.3 실시예1Example 1 TM+BF+AFTM + BF + AF 2424 F+PF + P 10.110.1 실시예2Example 2 TM+BF+AFTM + BF + AF 2626 F+PF + P 9.89.8

표 3을 참조하면, 실시예 1 및 2의 경우, 인장물성의 모든 항목을 만족시켰으며, -40℃의 충격 인성도 플랜지부 및 R-엔드부에서 모두 만족시켰다. 또한, 실시예 1 및 2의 경우, 표 4의 미세 조직에서도 표층 미세 조직이 템퍼드 마르텐 사이트(TM), 베이니틱 페라이트(BF) 및 침상형 페라이트(AF)로 이루어졌으며, 경화층 분율이 각각 24%, 및 26% 로서 목표치를 만족시켰다. 또한, 중심부 미세 조직도 각각 페라이트(F) 및 펄라이트(P)로 이루어졌으며, 중심부의 페라이트 결정립 크기가 각각 10.1 ㎛ 및 9.8 ㎛ 로서 목표치를 만족시켰다. Referring to Table 3, in Examples 1 and 2, all items of tensile properties were satisfied, and impact toughness of −40 ° C. was satisfied at both the flange part and the R-end part. In addition, in Examples 1 and 2, in the microstructure of Table 4, the surface microstructure was composed of tempered martensite (TM), bainitic ferrite (BF), and acicular ferrite (AF), and the cured layer fraction was respectively. The target was met as 24% and 26%. In addition, the central microstructure was also made of ferrite (F) and pearlite (P), respectively, and the target ferrite grain size was 10.1 µm and 9.8 µm, respectively.

실제로, 도 4 내지 도 6은 실시예 1의 미세 조직을 나타내는 사진이다. 도 4는 템퍼드 마르텐 사이트로 이루어진 표층의 사진이며, 도 5는 베이니틱 페라이트(BF) 및 침상형 페라이트(AF)의 복합조직으로 이루어진 표층의 사진이다. 도 6은 페라이트(F)와 펄라이트(P)의 복합조직으로 이루어진 중심부의 미세조직을 나타내는 사진이다..In fact, Figures 4 to 6 are photographs showing the microstructure of Example 1. Figure 4 is a photograph of the surface layer consisting of tempered martensite, Figure 5 is a photograph of the surface layer consisting of a composite structure of bainitic ferrite (BF) and acicular ferrite (AF). Figure 6 is a photograph showing the microstructure of the center consisting of a composite structure of ferrite (F) and pearlite (P).

반면에 비교예 1의 경우, 인장 강도 및 항복강도가 목표치에 도달하지 못하고 있으며, 표층 미세 조직에서 템퍼드 마르텐사이트(TM)가 발견되지 않고 있으며, 경화층 분율이 목표치에 도달하지 못하고 있다.On the other hand, in Comparative Example 1, the tensile strength and the yield strength did not reach the target value, no tempered martensite (TM) was found in the surface microstructure, and the cured layer fraction did not reach the target value.

한편, 비교예 2의 경우, 항복비가 목표치 90% 이하를 만족하지 못하고 있으며, R-엔드부가 -40℃의 충격 인성값을 만족시키지 못하였다. 그리고, 중심부 페라이트의 결정립 크기가 목표치의 하한치를 벗어나 있으며, 중심부의 미세조직에서 저온 변태 조직인 베이나이트가 관찰되고 있다. 또한, 표층 미세조직이 템퍼드 마르텐사이트(TM)와 베이나이트(B)로 이루어져 있으며, 경화층 분율이 목표치의 상한치를 벗어나 있다. On the other hand, in the case of Comparative Example 2, the yield ratio did not satisfy the target value of 90% or less, and the R-end portion did not satisfy the impact toughness value of -40 ° C. In addition, the grain size of the center ferrite is outside the lower limit of the target value, and bainite, which is a low temperature transformation structure, is observed in the microstructure of the center. In addition, the surface microstructure is composed of tempered martensite (TM) and bainite (B), and the cured layer fraction is outside the upper limit of the target value.

이와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2의 시편은, 형강의 압연 조건이 본 발명에서 제시한 조건에 따라 제어됨으로써, 고강도 특성 및 저온충격 인성을 모두 만족하게 되었다.As described above, in the specimens of Examples 1 and 2 of the present invention, the high rolling characteristics and low temperature impact toughness were satisfied by controlling the rolling conditions of the shaped steel according to the conditions set forth in the present invention.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.In the above description, the embodiment of the present invention has been described, but various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications can be said to belong to the present invention without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

Claims (8)

탄소(C): 0.04 ~ 0.20중량%, 실리콘(Si): 0.10 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.90 ~ 1.60중량%, 인(P): 0 초과 0.025중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.015중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.015 ~ 0.050중량%, 바나듐(V): 0.010 ~ 0.100중량%, 티타늄(Ti): 0.010 ~0.100중량%, 니켈(Ni): 0.10 ~ 0.50중량%, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지며,
표면으로부터 내부 방향으로, 표층부 및 상기 표층부를 제외한 중심부를 가지되,
상기 표층부의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 침상형 페라이트의 복합 조직으로 이루어지고, 상기 중심부의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트의 복합 조직으로 이루어지는
형강.
Carbon (C): 0.04 to 0.20 wt%, Silicon (Si): 0.10 to 0.30 wt%, Manganese (Mn): 0.90 to 1.60 wt%, Phosphorus (P): more than 0 and 0.025 wt% or less, Sulfur (S): More than 0 0.015% by weight or less, aluminum (Al): 0.015 to 0.050% by weight, vanadium (V): 0.010 to 0.100% by weight, titanium (Ti): 0.010 to 0.100% by weight, nickel (Ni): 0.10 to 0.50% by weight , The rest of iron (Fe) and other unavoidable impurities,
Inwardly from the surface, having a surface layer portion and a central portion except for the surface layer portion,
The microstructure of the surface layer portion is composed of a composite structure of tempered martensite, bainitic ferrite and acicular ferrite, and the microstructure of the central portion is composed of a composite structure of ferrite and pearlite.
Section steel.
제1 항에 있어서,
상기 중심부의 페라이트의 결정립 크기는 9㎛ 내지 11 ㎛ 인
형강.
According to claim 1,
The grain size of the ferrite in the center is 9 ㎛ to 11 ㎛
Section steel.
제1 항에 있어서,
상기 표층부 및 상기 중심부를 포함하는 단면 구조에서,
상기 표층부는 15% 내지 30%, 상기 중심부는 70% 내지 85%를 가지는
형강.
According to claim 1,
In the cross-sectional structure including the surface layer portion and the central portion,
The surface portion has 15% to 30%, and the central portion has 70% to 85%
Section steel.
(a) 탄소(C): 0.04 ~ 0.20중량%, 실리콘(Si): 0.10 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.90 ~ 1.60중량%, 인(P): 0 초과 0.025중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.015중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.015 ~ 0.050중량%, 바나듐(V): 0.010 ~ 0.100중량%, 티타늄(Ti): 0.010 ~0.100중량%, 니켈(Ni): 0.10 ~ 0.50중량%, 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 1150 내지 1300℃로 재가열하는 단계;
(b) 상기 강재를 압연종료온도 750 ~ 850℃가 되도록 열간 압연하는 단계; 및
(c) 상기 열간 압연된 강재를 600 ~ 700℃의 복열온도를 가지도록 QST(Quenching & Self-Tempering) 냉각하는 단계; 를 포함하는,
형강의 제조 방법.
(a) Carbon (C): 0.04 to 0.20 wt%, Silicon (Si): 0.10 to 0.30 wt%, Manganese (Mn): 0.90 to 1.60 wt%, Phosphorus (P): greater than 0 and 0.025 wt% or less, sulfur ( S): more than 0 and 0.015% by weight or less, aluminum (Al): 0.015 to 0.050% by weight, vanadium (V): 0.010 to 0.100% by weight, titanium (Ti): 0.010 to 0.100% by weight, nickel (Ni): 0.10 to Reheating the steel made of 0.50% by weight, remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities to 1150 to 1300 ° C .;
(b) hot rolling the steel to a rolling end temperature of 750 to 850 ° C .; And
(c) Quenching & Self-Tempering (QST) cooling the hot rolled steel to have a recuperation temperature of 600 to 700 ° C .; Containing,
Method of manufacturing section steel.
제4 항에 있어서,
(c) 단계에서, 상기 QST 냉각단계는
열간 압연된 상기 강재의 표면 온도가 마르텐사이트 변태시작온도(Ms 온도) 이하로 냉각하는 단계를 포함하는
형강의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
In step (c), the QST cooling step is
Cooling the surface temperature of the hot rolled steel below the martensite transformation start temperature (Ms temperature).
Method of manufacturing section steel.
제 4 항에 있어서,
(c) 단계는
상기 열간 압연된 강재를 0.8 m/s ~ 2.0 m/s의 이송 속도로 이동시키면서, 냉각 수량 10 m3/h ~ 300 m3/h의 냉각수를 상기 열간 압연된 강재에 공급하면서 진행되는
형강의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
step (c)
While moving the hot rolled steel at a feed rate of 0.8 m / s to 2.0 m / s, the cooling water of 10 m 3 / h to 300 m 3 / h of cooling water proceeds while supplying to the hot rolled steel
Method of manufacturing section steel.
제4 항에 있어서,
상기 제조된 형강은 표면으로부터 내부 방향으로, 표층부 및 상기 표층부를 제외한 중심부를 가지되,
상기 표층부의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트, 베이니틱 페라이트 및 침상형 페라이트의 복합 조직으로 이루어지고, 상기 중심부의 미세조직은 페라이트 및 펄라이트의 복합 조직으로 이루어지는
형강의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
The manufactured steel has an inner surface from the surface, and has a central portion except for the surface layer portion and the surface layer portion,
The microstructure of the surface layer portion is composed of a composite structure of tempered martensite, bainitic ferrite and acicular ferrite, and the microstructure of the central portion is composed of a composite structure of ferrite and pearlite.
Method of manufacturing section steel.
제7 항에 있어서,
상기 중심부의 페라이트의 결정립 크기는 9㎛ 내지 11 ㎛ 인
형강.
The method of claim 7, wherein
The grain size of the ferrite in the center is 9 ㎛ to 11 ㎛
Section steel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230062705A (en) * 2021-10-29 2023-05-09 현대제철 주식회사 Shape steel and method of manufacturing the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112281055A (en) * 2020-09-23 2021-01-29 舞阳钢铁有限责任公司 Low-carbon steel plate with excellent low-temperature impact toughness performance and production method thereof
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