KR20200140907A - High tensile strength thick steel sheet for cryogenic use and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

Ni 함유량이 9 % 미만이고, 또한 9 % Ni 강판과 동등 이상의 인성과, 우수한 냉간 가공성을 겸비한 저온용 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 소정의 성분 조성을 갖고, 판두께 1/4 위치에 있어서의 마이크로 조직이, (1) 템퍼드 마텐자이트 또는 템퍼드 마텐자이트와 베이나이트로 이루어지는 매트릭스와, (2) 상기 매트릭스 중에 분산된 잔류 오스테나이트로 이루어지고, 판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이 11 % 초과, 20 % 이하이고, 또한, -196 ℃ 의 액체 질소 중에 15 분 유지하는 서브제로 처리를 실시한 후의, 판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이, 11 % 초과, 20 % 이하인, 극저온용 고장력 후강판.It is an object of the present invention to provide a low-temperature steel sheet having a Ni content of less than 9% and having a toughness equal to or higher than that of a 9% Ni steel sheet and excellent cold workability. The microstructure at the position of 1/4 thickness of the plate having a predetermined composition composition is (1) a matrix composed of tempered martensite or tempered martensite and bainite, and (2) residual dispersed in the matrix. After a sub-zero treatment consisting of austenite and retaining austenite in a volume ratio of more than 11% and 20% or less at a position of 1/4 thickness of the plate, and holding in liquid nitrogen at -196°C for 15 minutes And, the volume ratio of retained austenite at the position of 1/4 of the sheet thickness is more than 11% and not more than 20%, a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use.

Description

극저온용 고장력 후강판 및 그 제조 방법High tensile strength thick steel sheet for cryogenic use and its manufacturing method

본 발명은, 극저온용 고장력 후강판에 관한 것으로, 특히, 극저온 인성 및 냉간 가공성이 우수하고, 액화 천연 가스 (LNG) 저장용 탱크 등의 용도에 바람직하게 사용할 수 있는 극저온용 고장력 후강판에 관한 것이다. 또, 본 발명은 상기 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength thick steel sheet for cryogenic temperatures, and in particular, to a high-strength thick steel sheet for cryogenic temperatures, which has excellent cryogenic toughness and cold workability, and can be preferably used in applications such as tanks for storing liquefied natural gas (LNG). . In addition, the present invention relates to a method of manufacturing the cryogenic high-tensile steel sheet.

LNG 저장용 탱크에는 항상 고도의 안전성이 요구된다. 그 때문에, 탱크 본체에 사용되는 저온용 강판에는, LNG 가 액체가 되는 온도 (약 -162 ℃) 에 있어서, 우수한 인성을 구비하고 있을 것이 요구된다. 또, 탱크의 제조에 있어서는, 원통관으로의 성형과 같이 어려운 가공이 실시되기 때문에, 사용되는 강판에는 냉간 굽힘 가공성도 요구된다. 그 때문에, LNG 저장용 탱크의 탱크 본체에 사용되는 저온용 강판으로는, 종래, 저온 인성이 우수한 9 % Ni 강판이 널리 사용되어 왔다.Tanks for LNG storage always require a high level of safety. Therefore, it is required that the steel sheet for low temperature used for the tank body has excellent toughness at a temperature (about -162°C) at which LNG becomes a liquid. In addition, in the manufacture of the tank, since difficult processing such as molding into a cylindrical tube is performed, cold bending workability is also required for the steel sheet to be used. Therefore, as a low-temperature steel plate used in the tank body of an LNG storage tank, a 9% Ni steel plate having excellent low-temperature toughness has been widely used in the past.

그러나, Ni 는 고가의 합금 원소이기 때문에, 비용 삭감의 관점에서, Ni 함유량이 9 % 미만이고, 또한 9 % Ni 강판과 동등 이상의 인성을 구비한 저온용 강판의 개발이 요망되고 있다.However, since Ni is an expensive alloying element, from the viewpoint of cost reduction, development of a low-temperature steel sheet having a Ni content of less than 9% and a toughness equal to or higher than that of a 9% Ni steel sheet is desired.

통상적으로 저온용 강판의 Ni 함유량을 저감시키면, 저온역에서 오스테나이트가 불안정해지기 때문에 저온 인성이 저하되어, LNG 저장용 탱크에 요구되는 고도의 안전성을 확보하는 것이 곤란해진다. 이 문제에 대하여, Ni 함유량을 저감시킨 저온용 강판에 있어서, 저온 인성 등의 강판 특성을 개선하는 여러 가지 기술이 제안되어 있다.Generally, when the Ni content of the low-temperature steel sheet is reduced, austenite becomes unstable in the low-temperature region, so that low-temperature toughness decreases, and it becomes difficult to secure the high level of safety required for the LNG storage tank. In response to this problem, in a low-temperature steel sheet having a reduced Ni content, various techniques for improving steel sheet properties such as low-temperature toughness have been proposed.

예를 들어, 특허문헌 1 ∼ 5 에서는, Ni 함유량이 7 % 에서 9 % Ni 강과 동등한 저온 인성을 갖는 강판이 제안되어 있다.For example, in Patent Documents 1 to 5, a steel sheet having a low-temperature toughness equivalent to that of Ni steel from 7% to 9% Ni has been proposed.

특허문헌 1 에는, 저온 강압하 압연과 2 상역 열처리 및 ??칭 템퍼링 처리를 조합하는 기술이 제안되어 있다. 상기 기술에서는, 미변태 오스테나이트에 변형을 도입하여 Mf 점을 낮춤으로써, 잔류 오스테나이트 조직의 제어와 안정화를 실시하고 있다.In Patent Document 1, a technique of combining low-temperature depressurization rolling, two-phase heat treatment, and quenching tempering treatment is proposed. In the above technique, by introducing a strain into untransformed austenite to lower the Mf point, the residual austenite structure is controlled and stabilized.

특허문헌 2 및 3 에는, 슬래브의 가열 온도와 가열 시간을 제어하여, 과도한 슬래브 가열을 억제함으로써, 잔류 오스테나이트량의 확보와 입경의 미세화를 도모하는 기술이 개시되어 있다.Patent Documents 2 and 3 disclose a technique for securing the amount of retained austenite and miniaturizing the particle size by controlling the heating temperature and heating time of the slab to suppress excessive slab heating.

특허문헌 4 에는, 슬래브에 복수 회의 열가공 처리를 실시하고, 또한 2 상역 열처리를 실시함으로써, 합금 원소의 불균일성을 저감시켜, 잔류 오스테나이트를 다량으로 또한 균일 미세하게 분산시키는 기술이 개시되어 있다.Patent Document 4 discloses a technique for reducing the non-uniformity of alloying elements by subjecting the slab to a plurality of heat treatments and further performing two-phase reverse heat treatment to disperse residual austenite in a large amount and uniformly and finely.

특허문헌 5 에는, 미재결정역과 재결정역의 누적 압하율을 제어하여, ??칭 템퍼링 조건을 규정함으로써, 잔류 오스테나이트가 미세하게 분산된 템퍼드 마텐자이트 조직을 얻는 기술이 개시되어 있다.Patent Literature 5 discloses a technique for obtaining a tempered martensite structure in which residual austenite is finely dispersed by controlling the cumulative reduction ratio of the unrecrystallized region and the recrystallized region and stipulating the quenching tempering conditions.

국제 공개 제2007/034576호International Publication No. 2007/034576 일본 공개특허공보 2011-219849호Japanese Patent Application Publication No. 2011-219849 일본 공개특허공보 2011-241419호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-241419 국제 공개 제2012/005330호International Publication No. 2012/005330 일본 공개특허공보 2015-86403호Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-86403

극저온 인성 및 냉간 가공성을 향상시키기 위해서는, 잔류 오스테나이트를 다량으로 생성하는 것이 유효하다. 종래의 프로세스에서는, 오스테나이트를 생성시키기 위해서 2 상역 가열 후 ??칭 처리를 실시하고 있었지만, ??칭시에 오스테나이트의 대부분이 마텐자이트로 변태되어 버리기 때문에, 안정적인 잔류 오스테나이트를 충분히 얻을 수 없었다.In order to improve the cryogenic toughness and cold workability, it is effective to generate a large amount of retained austenite. In the conventional process, in order to generate austenite, a quenching treatment was performed after two-phase heating, but since most of the austenite was transformed into martensite during quenching, stable retained austenite could not be sufficiently obtained. .

그래서 특허문헌 1 ∼ 5 에서 제안된 기술에서는, 잔류 오스테나이트의 생성과 안정화를 위해서, ??칭 후에 템퍼링 열처리를 실시하고 있다. 그러나, 특허문헌 1 ∼ 5 에서 제안되어 있는 기술에 의해 얻어지는 강판에서는, -196 ℃ 에서의 서브제로 처리 후의 잔류 오스테나이트량은 많아도 11 체적% 에 지나지 않아, 안정적인 잔류 오스테나이트를 다량으로 얻을 수 없다. 그 때문에, 냉간 가공성이 충분하다고는 말할 수 없다.Therefore, in the techniques proposed in Patent Documents 1 to 5, tempering heat treatment is performed after quenching in order to generate and stabilize retained austenite. However, in the steel sheet obtained by the technology proposed in Patent Documents 1 to 5, the amount of retained austenite after treatment with the subzero at -196°C is only 11% by volume, and stable retained austenite cannot be obtained in large amounts. . Therefore, it cannot be said that cold workability is sufficient.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, Ni 함유량이 9 % 미만이고, 또한 9 % Ni 강판과 동등 이상의 인성과, 우수한 냉간 가공성을 겸비한 저온용 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a low-temperature steel sheet having a Ni content of less than 9% and having a toughness equal to or higher than that of a 9% Ni steel sheet and excellent cold workability.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해서 예의 연구를 실시하여, 이하의 지견을 얻었다.In order to achieve the said subject, the inventors of the present invention conducted extensive research and obtained the following knowledge.

(1) Ni 를 9 % 미만으로 저감시킨 후에, 9 % Ni 강과 동등한 극저온 인성과, 우수한 냉간 가공성을 얻으려면, -196 ℃ 에서의 서브제로 처리 후에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률을 11 % 초과, 20 % 이하로 제어하면 된다.(1) After reducing Ni to less than 9%, in order to obtain cryogenic toughness equivalent to 9% Ni steel and excellent cold workability, the volume ratio of retained austenite after treatment with subzero at -196°C exceeds 11%. , It may be controlled to 20% or less.

(2) 상기한 안정적인 잔류 오스테나이트 조직을 얻기 위해서, 마텐자이트, 또는 마텐자이트 및 베이나이트 조직을 생성시킨 열연 강판을, 2 상 온도역으로 가열하고, 평균 냉각 속도 3 ℃/s 이상으로 250 ∼ 500 ℃ 까지 냉각시키고, 이어서, 템퍼링 처리를 실시하면 된다.(2) In order to obtain the above-described stable retained austenite structure, martensite, or a hot-rolled steel sheet having a martensite and bainite structure, is heated in a two-phase temperature range, and the average cooling rate is 3° C./s or more. It is cooled to 250 to 500°C and then tempered.

(3) 상기 처리에 의하면, 2 상역 가열 중에 C, Ni, 및 Mn 등의 오스테나이트 안정화 원소를 오스테나이트로 농화시키고, 추가로 템퍼링 처리에 의해 오스테나이트로 C 를 농화시킨다는 2 단계로 합금 원소를 분배시킬 수 있다. 특히, 상기 250 ∼ 500 ℃ 의 온도에서 냉각을 도중 정지한 후에 템퍼링 처리하는 본 발명의 프로세스는, 200 ℃ 이하까지 냉각 (??칭) 한 후에 템퍼링하는 종래의 프로세스에 비하여, 보다 저온에서 C 를 오스테나이트로 분배시킬 수 있다. 그 때문에, 상기 프로세스는 종래의 ??칭 템퍼링 공정에 비해 오스테나이트의 안정화에 유효하여, 안정적인 잔류 오스테나이트를 다량으로 얻을 수 있다.(3) According to the above treatment, the alloying elements are concentrated in two steps: austenite stabilizing elements such as C, Ni, and Mn are concentrated to austenite during two-phase heating, and C is further concentrated with austenite by tempering treatment. Can be distributed. In particular, the process of the present invention in which the tempering treatment is performed after stopping the cooling at a temperature of 250 to 500°C is performed at a lower temperature than in the conventional process of tempering after cooling to 200°C or less (??). Can be distributed as austenite. Therefore, the process is effective in stabilizing austenite compared to the conventional quenching tempering process, and stable retained austenite can be obtained in a large amount.

본 발명은, 상기 지견에 기초하여 완성된 것으로, 그 요지는 이하와 같다.The present invention has been completed based on the above findings, and the summary is as follows.

1. 질량% 로,1. By mass%,

C : 0.02 ∼ 0.12 %, C: 0.02 to 0.12%,

Si : 0.01 ∼ 0.30 %, Si: 0.01 to 0.30%,

Mn : 0.50 ∼ 2.00 %, Mn: 0.50 to 2.00%,

Ni : 5.5 ∼ 8.5 %, Ni: 5.5 to 8.5%,

P : 0.005 % 이하, P: 0.005% or less,

S : 0.003 % 이하, 및 S: 0.003% or less, and

N : 0.0015 ∼ 0.0065 % 를 함유하고, N: 0.0015 to 0.0065% is contained,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, The balance has a component composition consisting of Fe and unavoidable impurities,

판두께 1/4 위치에 있어서의 마이크로 조직이, The microstructure at the position of 1/4 thickness of the plate,

(1) 템퍼드 마텐자이트 또는 템퍼드 마텐자이트와 베이나이트로 이루어지는 매트릭스와,(1) a matrix consisting of tempered martensite or tempered martensite and bainite, and

(2) 상기 매트릭스 중에 분산된 잔류 오스테나이트로 이루어지고,(2) consisting of residual austenite dispersed in the matrix,

판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이 11 % 초과, 20 % 이하이고, 또한,The volume fraction of retained austenite at the position of 1/4 of the plate thickness is more than 11% and not more than 20%, and

-196 ℃ 의 액체 질소 중에 15 분 유지하는 서브제로 처리를 실시한 후의, 판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이, 11 % 초과, 20 % 이하인, 극저온용 고장력 후강판.The volume ratio of retained austenite at the position of 1/4 of the plate thickness after performing the subzero treatment held in liquid nitrogen at -196°C for 15 minutes is more than 11% and not more than 20%, a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use.

2. 상기 성분 조성이, 추가로, 질량% 로, 2. The component composition is further by mass%,

Al : 0.01 ∼ 0.10 %, Al: 0.01 to 0.10%,

Mo : 0.05 ∼ 0.50 %, Mo: 0.05 to 0.50%,

Cr : 1.00 % 이하, Cr: 1.00% or less,

Cu : 0.40 % 이하, Cu: 0.40% or less,

Nb : 0.05 % 이하, Nb: 0.05% or less,

V : 0.05 % 이하, 및 V: 0.05% or less, and

Ti : 0.03 % 이하 Ti: 0.03% or less

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 상기 1 에 기재된 극저온용 고장력 후강판.The cryogenic high-tensile strength thick steel sheet according to 1 above, containing 1 or 2 or more selected from the group consisting of.

3. 상기 성분 조성이, 추가로, 질량% 로, 3. The component composition is further by mass%,

Ca : 0.007 % 이하, Ca: 0.007% or less,

REM : 0.010 % 이하, 및 REM: 0.010% or less, and

Mg : 0.070 % 이하 Mg: 0.070% or less

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 상기 1 또는 2 에 기재된 극저온용 고장력 후강판.The cryogenic high tensile strength thick steel sheet according to 1 or 2 above, containing 1 or 2 or more selected from the group consisting of.

4. 상기 1 ∼ 3 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 900 ℃ 이상 1200 ℃ 이하의 가열 온도로 가열하고,4. The steel material having the component composition according to any one of the above 1 to 3 is heated at a heating temperature of 900°C or more and 1200°C or less,

가열된 상기 강 소재를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,The heated steel material is hot-rolled to form a hot-rolled steel sheet,

상기 열연 강판에, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 550 ℃ 이하 300 ℃ 이상의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 1 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 300 ℃ 이하인 제 1 가속 냉각을 실시하고,The hot-rolled steel sheet has an average cooling rate of 1°C/s or more in a temperature range of 550°C or less and 300°C or more at a temperature at a position of 1/4 thickness of the sheet, and a cooling stop temperature of 1°C/s or more, First accelerated cooling is performed at a temperature of 300° C. or less,

상기 제 1 가속 냉각 후의 열연 강판에, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 Ac1 점 이상, Ac3 점 미만의 가열 온도로 가열하는 2 상역 가열을 실시하고,The hot-rolled steel sheet after the first accelerated cooling is heated to a heating temperature of not less than the Ac1 point and less than the Ac3 point at a temperature at a position of 1/4 of the plate thickness,

상기 2 상역 가열 후의 열연 강판에, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서의 평균 냉각 속도가 3 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 500 ℃ 이하 250 ℃ 이상인 제 2 가속 냉각을 실시하고, In the hot-rolled steel sheet after 2 phase-inverse heating, the average cooling rate at the temperature at the position of 1/4 plate thickness is 3°C/s or more, and the cooling stop temperature is 500°C or less at the temperature at the position of 1/4 plate thickness 250 Performing a second accelerated cooling of not less than °C,

상기 제 2 가속 냉각 후의 열연 강판을, 200 ℃ 이하까지 공랭하고,Air cooling the hot-rolled steel sheet after the second accelerated cooling to 200°C or less,

상기 공랭 후의 열연 강판에 대하여, 템퍼링 온도가 판두께 1/2 위치에 있어서의 온도에서 500 ℃ 이상 650 ℃ 이하인 템퍼링 처리를 실시하고, 상기 1 에 기재된 마이크로 조직을 갖는 극저온용 고장력 후강판으로 하는, 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법.The hot-rolled steel sheet after air cooling is subjected to a tempering treatment in which the tempering temperature is 500°C or more and 650°C or less at the temperature at the position of 1/2 of the plate thickness to obtain a cryogenic high-tensile strength thick steel sheet having the microstructure described in 1 above, Method of manufacturing high-tensile steel plate for cryogenic use.

5. 추가로, 상기 열간 압연 후, 상기 제 1 가속 냉각에 앞서, 5. Additionally, after the hot rolling, before the first accelerated cooling,

상기 열연 강판을 300 ℃ 이하의 공랭 정지 온도까지 공랭하고,Air cooling the hot-rolled steel sheet to an air cooling stop temperature of 300 °C or less,

공랭된 상기 열연 강판을, Ac3 점 이상 1000 ℃ 이하의 재가열 온도까지 재가열하는, 상기 4 에 기재된 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법.The method for producing a cryogenic high-tensile steel sheet according to 4 above, wherein the air-cooled hot-rolled steel sheet is reheated to a reheating temperature of not less than Ac3 and not more than 1000°C.

본 발명에 의하면, Ni 함유량이 5.5 ∼ 8.5 % 로 저감되어 있음에도 불구하고, 9 % Ni 강과 동등 이상의 저온 인성을 갖고, 또한, 냉간 가공성도 우수한 극저온용 고장력 후강판을 얻을 수 있다. 이 극저온용 고장력 후강판은, LNG 저장용 탱크 등의 용도에, 매우 바람직하게 사용할 수 있다. 그 때문에, 본 발명은, LNG 저장용 탱크 등의 강 구조물의 안전성 향상에 기여하여, 산업상 각별한 효과를 발휘한다.According to the present invention, although the Ni content is reduced to 5.5 to 8.5%, it is possible to obtain a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use, which has a low-temperature toughness equal to or higher than that of 9% Ni steel and excellent in cold workability. This ultra-low-temperature high-tensile steel plate can be very suitably used for applications such as tanks for storing LNG. Therefore, the present invention contributes to improving the safety of steel structures such as LNG storage tanks, and exhibits a special effect in the industry.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내는 것으로서, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. In addition, the following description shows a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[성분 조성] [Ingredient composition]

본 발명의 극저온용 고장력 후강판 (이하, 간단히「강판」또는「후강판」이라고 하는 경우가 있다), 및 극저온용 고장력 후강판의 제조에 사용하는 강 소재는, 상기 서술한 성분 조성을 갖는다. 이하, 상기 성분 조성에 포함되는 각 성분에 대해 설명한다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 있어서 성분의 함유량의 단위로서의「%」는「질량%」를 의미한다.The high-tensile steel sheet for cryogenic use of the present invention (hereinafter, simply referred to as "steel sheet" or "thick steel sheet" in some cases), and the steel material used in the manufacture of the high-strength steel sheet for cryogenic use have the above-described component composition. Hereinafter, each component included in the component composition will be described. In addition, "%" as a unit of the content of a component in this specification means "mass%" unless otherwise stated.

C : 0.02 ∼ 0.12 % C: 0.02 to 0.12%

C 는, 강판의 강도를 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 또, C 는, 원하는 잔류 오스테나이트 체적률을 얻는 데에 있어서도 중요한 원소이다. 이들의 효과를 얻기 위해서, C 함유량을 0.02 % 이상, 바람직하게는 0.04 % 이상으로 한다. 한편, C 함유량이 0.12 % 를 초과하면, 강판의 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, C 함유량은 0.12 % 이하, 바람직하게는 0.08 % 이하로 한다.C is an element having an effect of improving the strength of the steel sheet. Moreover, C is also an important element in obtaining a desired retained austenite volume ratio. In order to obtain these effects, the C content is made 0.02% or more, preferably 0.04% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.12%, the low-temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, the C content is set to 0.12% or less, preferably 0.08% or less.

Si : 0.01 ∼ 0.30 % Si: 0.01 to 0.30%

Si 는, 강판의 강도 향상에 기여하는 원소이며, 탈산제로서의 작용을 갖는 원소이기도 하다. 이들의 효과를 발현시키기 위해서, Si 함유량은 0.01 % 이상으로 한다. 한편, Si 함유량이 과잉으로 높아지면, 인성이 저하된다. 그 때문에, Si 함유량은 0.30 % 이하, 바람직하게는 0.10 % 이하로 한다.Si is an element that contributes to the improvement of the strength of the steel sheet, and is also an element having an action as a deoxidizing agent. In order to express these effects, the Si content is made 0.01% or more. On the other hand, when the Si content becomes excessively high, the toughness decreases. Therefore, the Si content is set to 0.30% or less, preferably 0.10% or less.

Mn : 0.50 ∼ 2.00 % Mn: 0.50 to 2.00%

Mn 은, 강의 ??칭성을 높여, 강판의 고강도화에 기여하는 원소이다. Mn 함유량이 0.50 % 미만이면, 강의 ??칭성이 저하되어, 강판의 강도뿐만 아니라 저온 인성도 저하된다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.50 % 이상, 바람직하게는 0.60 % 이상으로 한다. 한편, Mn 함유량이 2.00 % 를 초과하면, 강판의 강도 향상 효과가 포화되는 데다가, 오히려 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, Mn 함유량은 2.00 % 이하, 바람직하게는 0.95 % 이하로 한다.Mn is an element contributing to increase of the strength of the steel sheet by enhancing the etchability of steel. When the Mn content is less than 0.50%, the hardening property of the steel decreases, and not only the strength of the steel sheet but also the low-temperature toughness decreases. Therefore, the Mn content is made 0.50% or more, preferably 0.60% or more. On the other hand, when the Mn content exceeds 2.00%, the effect of improving the strength of the steel sheet is saturated, and on the other hand, the low-temperature toughness decreases. Therefore, the Mn content is 2.00% or less, preferably 0.95% or less.

Ni : 5.5 ∼ 8.5 % Ni: 5.5 to 8.5%

Ni 는, 강판의 저온 인성 향상에 매우 유효한 원소이다. 그러나, Ni 는 고가의 원소이기 때문에, 그 함유량이 높아짐에 따라 강판 비용이 상승한다. 그 때문에, Ni 함유량은 8.5 % 이하로 한다. 한편, Ni 함유량이 5.5 % 미만이 되면, 저온에서 안정적인 잔류 오스테나이트를 얻을 수 없게 되고, 그 결과, 강판의 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, Ni 함유량은 5.5 % 이상으로 한다.Ni is an element very effective in improving the low-temperature toughness of a steel sheet. However, since Ni is an expensive element, the cost of the steel sheet increases as its content increases. Therefore, the Ni content is set to 8.5% or less. On the other hand, when the Ni content is less than 5.5%, stable retained austenite cannot be obtained at a low temperature, and as a result, the low-temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, the Ni content is 5.5% or more.

P : 0.005 % 이하 P: 0.005% or less

P 는, 불가피적 불순물이고, 강판의 저온 인성에 악영향을 미치는 유해한 원소이다. 예를 들어, 강판을 용접하여 용접 구조물로 했을 때에 건전한 모재 및 용접 이음새를 얻기 위해서는, P 의 함유량을 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, P 함유량은 0.005 % 이하로 한다. 한편, P 함유량은 낮으면 낮을수록 좋기 때문에, 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 % 여도 되는데, 그 경우에도 불가피적 불순물로서 함유하는 것은 허용된다. 그러나, 과도한 저감은 비용 증가의 원인이 되기 때문에, P 함유량은 0.001 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.P is an inevitable impurity and is a harmful element that adversely affects the low-temperature toughness of the steel sheet. For example, in order to obtain a sound base material and a weld joint when a steel plate is welded to form a welded structure, it is preferable to reduce the P content as much as possible. Therefore, the P content is set to 0.005% or less. On the other hand, since the lower the P content is, the better, the lower limit is not particularly limited and may be 0%. Even in that case, it is allowed to contain it as an inevitable impurity. However, since excessive reduction causes an increase in cost, the P content is preferably 0.001% or more.

S : 0.003 % 이하 S: 0.003% or less

S 는, P 와 마찬가지로 불가피적 불순물이고, 강판의 저온 인성에 악영향을 미치는 유해한 원소이다. 예를 들어, 강판을 용접하여 용접 구조물로 했을 때에 건전한 모재 및 용접 이음새를 얻기 위해서는, S 의 함유량을 가능한 한 저감시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, S 함유량은 0.003 % 이하로 한다. 한편, S 함유량은 낮으면 낮을수록 좋기 때문에, 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 % 여도 되는데, 그 경우에도 불가피적 불순물로서 함유하는 것은 허용된다. 그러나, 과도한 저감은 비용 증가의 원인이 되기 때문에, S 함유량은 0.0001 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Like P, S is an inevitable impurity and is a harmful element that adversely affects the low-temperature toughness of the steel sheet. For example, in order to obtain a sound base material and a weld joint when a steel plate is welded to form a welded structure, it is preferable to reduce the S content as much as possible. Therefore, the S content is set to 0.003% or less. On the other hand, since the lower the S content is, the better, the lower limit is not particularly limited and may be 0%. Even in that case, it is allowed to contain it as an unavoidable impurity. However, since excessive reduction causes cost increase, the S content is preferably 0.0001% or more.

N : 0.0015 ∼ 0.0065 % N: 0.0015 to 0.0065%

N 은, 강 중에서 석출물을 형성하는 원소이고, AlN 을 형성함으로써 모재의 세립화에 기여한다. 상기 효과를 얻기 위해서, N 함유량을 0.0015 % 이상으로 한다. 한편, N 함유량이 0.0065 % 를 초과하면, 강판을 용접하여 용접 구조물로 했을 때, 모재 및 용접 열 영향부의 인성이 저하된다. 그 때문에, N 함유량은 0.0065 % 이하로 한다.N is an element that forms precipitates in steel, and by forming AlN, it contributes to fine graining of the base material. In order to obtain the above effect, the N content is made 0.0015% or more. On the other hand, when the N content exceeds 0.0065%, when the steel sheet is welded to form a welded structure, the toughness of the base metal and the welded heat affected zone decreases. Therefore, the N content is set to 0.0065% or less.

본 발명의 일 실시형태에 있어서의 성분 조성은, 상기 원소와, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the component composition may be composed of the element and the balance Fe and inevitable impurities.

또, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서는, 상기 성분 조성이, 임의로, Al, Mo, Cr, Cu, Nb, V, 및 Ti 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을, 이하에 기재하는 양으로 추가로 함유할 수 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, the component composition is optionally 1 or 2 or more selected from the group consisting of Al, Mo, Cr, Cu, Nb, V, and Ti in the amount described below. It may contain additionally.

Al : 0.01 ∼ 0.10 % Al: 0.01 to 0.10%

Al 은, 탈산제에 포함되는 원소이다. Al 함유량이 0.01 % 미만에서는 탈산제로서의 효과가 부족하다. 그 때문에, Al 을 함유시키는 경우에는, Al 함유량을 0.01 % 이상, 바람직하게는 0.02 % 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 0.10 % 를 초과하면, 강의 청정성이 저해된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.10 % 이하, 바람직하게는 0.05 % 이하로 한다.Al is an element contained in the deoxidizing agent. When the Al content is less than 0.01%, the effect as a deoxidizer is insufficient. Therefore, in the case of containing Al, the Al content is set to 0.01% or more, preferably 0.02% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.10%, the cleanliness of steel is impaired. Therefore, the Al content is 0.10% or less, preferably 0.05% or less.

Mo : 0.05 ∼ 0.50 % Mo: 0.05 to 0.50%

Mo 는, 저온 인성을 저해하지 않고 강판의 강도를 향상시킬 수 있는 원소이다. Mo 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Mo 함유량을 0.05 % 이상, 바람직하게는 0.10 % 초과로 한다. 한편, Mo 함유량이 0.50 % 를 초과하면, 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, Mo 함유량은 0.50 % 이하, 바람직하게는 0.30 % 이하로 한다.Mo is an element capable of improving the strength of a steel sheet without impairing the low-temperature toughness. In the case of adding Mo, in order to obtain the above effect, the Mo content is made 0.05% or more, preferably more than 0.10%. On the other hand, when the Mo content exceeds 0.50%, the low-temperature toughness decreases. Therefore, the Mo content is 0.50% or less, preferably 0.30% or less.

Cr : 1.00 % 이하 Cr: 1.00% or less

Cr 은, Mo 와 동일한 효과를 갖는 원소이지만, Cr 함유량이 1.00 % 를 초과하면, 강판의 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, Cr 을 첨가하는 경우, Cr 함유량을 1.00 % 이하, 바람직하게는 0.20 % 미만으로 한다. 한편, Cr 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, Cr 함유량을 0.01 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Cr is an element having the same effect as Mo, but when the Cr content exceeds 1.00%, the low-temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when adding Cr, the Cr content is set to 1.00% or less, preferably less than 0.20%. On the other hand, the lower limit of the Cr content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Cr content is preferably made 0.01% or more.

Cu : 0.40 % 이하 Cu: 0.40% or less

Cu 는, ??칭성 향상에 의해 강판 강도를 높이는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, Cu 함유량이 0.40 % 를 초과하면, 강판의 저온 인성이 저하되는 것에 더하여, 주조 후의 강 (슬래브) 표면의 성상이 악화된다. 따라서, Cu 를 첨가하는 경우, Cu 함유량을 0.40 % 이하, 바람직하게는 0.30 % 이하로 한다. 한편, Cu 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, Cu 함유량을 0.10 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Cu is an element having an effect of increasing the strength of the steel sheet by improving the quenchability. However, when the Cu content exceeds 0.40%, in addition to lowering the low-temperature toughness of the steel sheet, the properties of the surface of the steel (slab) after casting deteriorate. Therefore, when Cu is added, the Cu content is made 0.40% or less, preferably 0.30% or less. On the other hand, the lower limit of the Cu content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Cu content is preferably 0.10% or more.

Nb : 0.05 % 이하 Nb: 0.05% or less

Nb 는, 석출 강화에 의해 강판 강도를 높이는 유효한 원소이다. 그러나, Nb 함유량이 과잉으로 높아지면, 강판의 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, Nb 를 첨가하는 경우, Nb 함유량을 0.05 % 이하, 바람직하게는 0.03 % 이하로 한다. 한편, Nb 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, Nb 함유량을 0.010 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Nb is an effective element to increase the strength of the steel sheet by precipitation strengthening. However, when the Nb content becomes excessively high, the low-temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when Nb is added, the Nb content is set to be 0.05% or less, preferably 0.03% or less. On the other hand, the lower limit of the Nb content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, it is preferable to set the Nb content to 0.010% or more.

V : 0.05 % 이하 V: 0.05% or less

V 는, Nb 와 마찬가지로, 석출 강화에 의해 강판 강도를 높이는 유효한 원소이다. 그러나, V 함유량이 과잉으로 높아지면, 강판의 저온 인성이 저하된다. 그 때문에, V 를 첨가하는 경우, V 함유량을 0.05 % 이하, 바람직하게는 0.04 % 이하로 한다. 한편, V 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, V 함유량을 0.010 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Like Nb, V is an effective element that increases the strength of the steel sheet by precipitation strengthening. However, when the V content becomes excessively high, the low-temperature toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when V is added, the V content is set to be 0.05% or less, preferably 0.04% or less. On the other hand, the lower limit of the V content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the V content is preferably set to 0.010% or more.

Ti : 0.03 % 이하 Ti: 0.03% or less

Ti 는, 강판을 용접하여 용접 구조물로 할 때, 모재의 기계적 특성을 저하시키지 않고 용접부의 인성을 높이는 효과를 갖는 원소이다. 따라서, 임의로, Ti 를 0.03 % 이하의 범위에서 함유시킬 수 있다. 한편, Ti 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, Ti 함유량을 0.001 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Ti is an element having an effect of increasing the toughness of the welded portion without deteriorating the mechanical properties of the base metal when a steel sheet is welded to form a welded structure. Therefore, it can optionally contain Ti in the range of 0.03% or less. On the other hand, the lower limit of the Ti content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Ti content is preferably 0.001% or more.

또, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서는, 상기 성분 조성이, 임의로, Ca, REM, 및 Mg 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을, 이하에 기재하는 양으로 추가로 함유할 수 있다.Further, in another embodiment of the present invention, the component composition may optionally further contain 1 or 2 or more selected from the group consisting of Ca, REM, and Mg in an amount described below.

Ca : 0.007 % 이하 Ca: 0.007% or less

Ca 는, 강 중의 개재물의 형태를 제어함으로써 강판의 저온 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, Ca 가 과잉이 되면, 강의 청정성을 저해한다. 그 때문에, Ca 를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.007 % 이하, 바람직하게는 0.004 % 이하로 한다. 한편, Ca 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, 0.0005 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Ca is an element having an effect of improving the low-temperature toughness of a steel sheet by controlling the shape of inclusions in the steel. However, when Ca becomes excessive, cleanliness of steel is impaired. Therefore, when adding Ca, the Ca content is made 0.007% or less, preferably 0.004% or less. On the other hand, the lower limit of the Ca content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, it is preferably 0.0005% or more.

REM : 0.010 % 이하 REM: 0.010% or less

REM (희토류 금속) 은, Ca 와 마찬가지로, 강 중의 개재물의 형태를 제어함으로써 강판의 저온 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, REM 이 과잉이 되면, 강의 청정성을 저해한다. 그 때문에, REM 을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.010 % 이하, 바람직하게는 0.008 % 이하로 한다. 한편, REM 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, REM 함유량을 0.0005 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.REM (rare earth metal), like Ca, is an element having an effect of improving the low-temperature toughness of a steel sheet by controlling the shape of inclusions in the steel. However, when REM becomes excessive, the cleanliness of the steel is impaired. Therefore, when REM is added, the REM content is made 0.010% or less, preferably 0.008% or less. On the other hand, the lower limit of the REM content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the REM content is preferably 0.0005% or more.

Mg : 0.070 % 이하 Mg: 0.070% or less

Mg 는, Ca 나 REM 과 마찬가지로, 강 중의 개재물의 형태를 제어함으로써 강판의 저온 인성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 그러나, Mg 가 과잉이 되면, 강의 청정성을 저해한다. 그 때문에, Mg 을 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.070 % 이하, 바람직하게는 0.004 % 이하로 한다. 한편, Mg 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 높인다는 관점에서는, Mg 함유량을 0.0005 % 이상으로 하는 것이 바람직하다.Like Ca and REM, Mg is an element that has an effect of improving the low-temperature toughness of a steel sheet by controlling the shape of inclusions in the steel. However, when Mg becomes excessive, cleanliness of the steel is impaired. Therefore, when Mg is added, the Mg content is set to 0.070% or less, preferably 0.004% or less. On the other hand, the lower limit of the Mg content is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the above effect, the Mg content is preferably 0.0005% or more.

[마이크로 조직] [Micro organization]

본 발명의 극저온용 고장력 후강판은, 냉간 가공성과 극저온 인성을 확보하기 위해서, 판두께 1/4 위치에 있어서의 마이크로 조직이, (1) 매트릭스와 (2) 상기 매트릭스 중에 분산된 잔류 오스테나이트로 이루어진다.In order to secure cold workability and cryogenic toughness, the high-tensile steel sheet for cryogenic use of the present invention has a microstructure at a position of 1/4 of the sheet thickness, using (1) a matrix and (2) residual austenite dispersed in the matrix. Done.

상기 매트릭스는, (A) 템퍼드 마텐자이트, 또는 (B) 템퍼드 마텐자이트와 템퍼링된 베이나이트로 이루어진다. 매트릭스가 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 700 ㎫ 이상의 인장 강도와 원하는 저온 인성 중 일방 또는 양방을 얻을 수 없다.The matrix is composed of (A) tempered martensite, or (B) tempered martensite and tempered bainite. When the matrix does not satisfy the above conditions, one or both of the tensile strength of 700 MPa or more and the desired low-temperature toughness cannot be obtained.

(서브제로 처리 전의 잔류 오스테나이트량)(Amount of retained austenite before subzero treatment)

본 발명의 극저온용 고장력 후강판은, 그 극저온용 고장력 후강판의 판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이, 11 % 초과, 20 % 이하이다. 상기 체적률이 11 % 이하에서는, 원하는 냉간 가공성을 얻을 수 없다. 한편, 상기 체적률이 20 % 를 초과하면, Ni 함유량이 5.5 ∼ 8.5 % 의 조건하에서는 원하는 강도를 확보할 수 없다.In the high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use of the present invention, the volume fraction of retained austenite at a position of 1/4 of the sheet thickness of the high tensile strength steel sheet for cryogenic use is more than 11% and not more than 20%. When the volume ratio is 11% or less, desired cold workability cannot be obtained. On the other hand, when the volume ratio exceeds 20%, the desired strength cannot be secured under the condition of the Ni content of 5.5 to 8.5%.

(서브제로 처리 후의 잔류 오스테나이트량) (Amount of retained austenite after subzero treatment)

또한 본 발명의 극저온용 고장력 후강판은, 그 극저온용 고장력 후강판에 서브제로 처리를 실시한 후의 판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이, 11 % 초과, 20 % 이하이다. 여기서, 상기 서브제로 처리는, 강판을 -196 ℃ 의 액체 질소 중에 15 분 유지함으로써 실시하는 것으로 한다. 상기 체적률이 11 % 이하에서는, 원하는 냉간 가공성을 얻을 수 없다. 상기 서브제로 처리 후의 잔류 오스테나이트의 체적률은, 12.5 % 이상인 것이 바람직하다. 한편, 상기 체적률이 20 % 를 초과하면, Ni 함유량이 5.5 ∼ 8.5 % 의 조건하에서는 원하는 강도를 확보할 수 없다.In addition, in the high-tensile steel sheet for cryogenic use of the present invention, the volume ratio of retained austenite at the position of 1/4 of the sheet thickness after subzero treatment is applied to the high-tensile strength steel sheet for cryogenic use is more than 11% and 20% or less. Here, the sub-zero treatment is performed by holding the steel sheet in liquid nitrogen at -196°C for 15 minutes. When the volume ratio is 11% or less, desired cold workability cannot be obtained. It is preferable that the volume fraction of retained austenite after the subzero treatment is 12.5% or more. On the other hand, when the volume ratio exceeds 20%, the desired strength cannot be secured under the condition of the Ni content of 5.5 to 8.5%.

또, 상기 조건에서 서브제로 처리를 실시했을 때의 잔류 오스테나이트의 감소량은, 체적률로, 0.5 % 미만인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 감소량은, 서브제로 처리 전의 잔류 오스테나이트의 체적률과 서브제로 처리 후의 잔류 오스테나이트의 체적률의 차를 나타내는 것으로 한다.In addition, it is preferable that the reduction amount of retained austenite when subjected to the subzero treatment under the above conditions is less than 0.5% by volume. Here, the reduction amount is assumed to represent the difference between the volume ratio of retained austenite before subzero treatment and the volume ratio of retained austenite after subzero treatment.

[판두께] [Plate thickness]

본 발명의 극저온용 고장력 후강판의 판두께는 특별히 한정되지 않고, 임의의 두께로 할 수 있지만, 6 ㎜ 이상, 50 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.The sheet thickness of the high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use of the present invention is not particularly limited, and may be any thickness, but it is preferably 6 mm or more and 50 mm or less.

[기계적 특성] [Mechanical properties]

(인장 강도) (The tensile strength)

본 발명의 극저온용 고장력 후강판의 인장 강도 (TS) 의 하한은, 특별히 한정되지 않고 임의의 값으로 할 수 있지만, 인장 강도는 700 ㎫ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 720 ㎫ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 740 ㎫ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 인장 강도의 상한에 대해서도 특별히 한정되지 않고 임의의 값으로 할 수 있지만, 인장 강도는 930 ㎫ 이하로 하는 것이 바람직하고, 900 ㎫ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 인장 강도는, 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.The lower limit of the tensile strength (TS) of the high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use of the present invention is not particularly limited and can be any value, but the tensile strength is preferably 700 MPa or more, more preferably 720 MPa or more. And it is more preferable to set it as 740 MPa or more. On the other hand, the upper limit of the tensile strength is not particularly limited and can be any value, but the tensile strength is preferably 930 MPa or less, and more preferably 900 MPa or less. In addition, the tensile strength can be measured by the method described in Examples.

(인성) (tenacity)

본 발명의 극저온용 고장력 후강판의 인성은, 특별히 한정되지 않고 임의의 값으로 할 수 있지만, -196 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 (vE-196 ℃) 를 150 J 이상으로 하는 것이 바람직하고, 180 J 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 200 J 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 240 J 이상으로 하는 것이 가장 바람직하다. 또, 상기 샤르피 흡수 에너지의 상한에 대해서도 특별히 한정되지 않지만, 350 J 이하여도 되고, 280 J 이하여도 된다. 또한, 상기 샤르피 흡수 에너지는, 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.The toughness of the high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use of the present invention is not particularly limited and can be any value, but it is preferable that the Charpy absorbed energy (vE -196°C ) at -196°C is 150 J or more, and 180 It is more preferable to set it as J or more, it is still more preferable to set it as 200 J or more, and it is most preferable to set it as 240 J or more. Moreover, although it does not specifically limit also about the upper limit of the said Charpy absorbed energy, 350 J or less may be sufficient, and 280 J or less may be sufficient. In addition, the Charpy absorbed energy can be measured by the method described in Examples.

(냉간 가공성) (Cold workability)

본 발명의 극저온용 고장력 후강판의 냉간 가공성은 특별히 한정되지 않지만, 변형 부여 : 3 %, 시험 온도 : -196 ℃ 에서의 변형 시효 샤르피 시험에 있어서의 취성 파면율이 2 % 이하인 것이 바람직하고, 0 % 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 취성 파면율은, 냉간 가공성의 지표로 간주할 수 있다. 또한, 상기 취성 파면율은, 실시예에 기재한 방법으로 평가할 수 있다.The cold workability of the high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use of the present invention is not particularly limited, but deformation imparting: 3%, test temperature: It is preferable that the brittle fracture ratio in the strain aging Charpy test at -196°C is 2% or less, and 0 It is more preferable that it is %. The brittle fracture ratio can be regarded as an index of cold workability. In addition, the brittle fracture ratio can be evaluated by the method described in Examples.

[제조 방법] [Manufacturing method]

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 특별히 언급하지 않는 한, 온도는 판두께 중앙 (판두께 1/2 위치) 의 온도를 나타내는 것으로 한다. 판두께 중앙의 온도는, 방사 온도계에 의해 측정한 강판 표면 온도로부터, 전열 계산에 의해 구할 수 있다.Next, a method of manufacturing a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use in one embodiment of the present invention will be described. In addition, in the following description, unless otherwise specified, the temperature shall indicate the temperature at the center of the plate thickness (the position of the plate thickness 1/2). The temperature at the center of the plate thickness can be obtained by calculating the heat transfer from the surface temperature of the steel plate measured with a radiation thermometer.

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 하기 (1) ∼ (7) 의 공정을 순차 실시함으로써, 상기 서술한 마이크로 조직을 갖는 극저온용 고장력 후강판을 제조할 수 있다.In one embodiment of the present invention, by sequentially performing the steps of the following (1) to (7), it is possible to manufacture a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use having the above-described microstructure.

(1) 강 소재의 가열 (1) heating of steel material

(2) 열간 압연 (2) hot rolling

(3) 제 1 가속 냉각 (3) first accelerated cooling

(4) 2 상역 가열 (4) 2 phase heating

(5) 제 2 가속 냉각 (5) second accelerated cooling

(6) 공랭 (6) air cooling

(7) 템퍼링 처리(7) Tempering treatment

(1) 강 소재의 가열 (1) heating of steel material

먼저, 상기 서술한 성분 조성을 갖는 강 소재를, 900 ℃ 이상 1200 ℃ 이하의 가열 온도로 가열한다. 상기 강 소재의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기한 조성을 갖는 용강을 통상적인 방법에 의해 용제하고, 주조함으로써 제조할 수 있다. 상기 용제는, 전로, 전기로, 유도로 등, 임의의 방법에 의해 실시할 수 있다. 또, 상기 주조는, 생산성의 관점에서 연속 주조법으로 실시하는 것이 바람직하지만, 조괴-분해 압연법에 의해 실시할 수도 있다. 상기 강 소재로는, 예를 들어, 강 슬래브를 사용할 수 있다.First, a steel material having the above-described component composition is heated at a heating temperature of 900°C or more and 1200°C or less. The method for producing the steel material is not particularly limited, but it can be produced, for example, by melting and casting molten steel having the above composition by a conventional method. The solvent can be carried out by any method such as a converter, an electric furnace, and an induction furnace. Moreover, although it is preferable to carry out the said casting by a continuous casting method from a viewpoint of productivity, it can also carry out by the ingot-decomposition rolling method. As the steel material, for example, a steel slab may be used.

상기 가열은, 주조 등의 방법에 의해 얻은 강 소재를 일단 냉각시킨 후에 실시해도 되고, 또, 얻어진 강 소재를 냉각시키지 않고, 직접 상기 가열에 제공할 수도 있다.The heating may be performed after once cooling the steel material obtained by a method such as casting, or may be directly applied to the heating without cooling the obtained steel material.

가열 온도 : 900 ∼ 1200 ℃ Heating temperature: 900 ~ 1200 ℃

상기 가열 온도가 900 ℃ 미만이면, 강 소재의 변형 저항이 높기 때문에, 열간 압연에 있어서의 압연기로의 부하가 증대되어, 열간 압연을 실시하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 상기 가열 온도는 900 ℃ 이상으로 한다. 한편, 상기 가열 온도가 1200 ℃ 보다 높으면, 강의 산화가 현저가 되어, 산화에 의한 로스가 증대되는 결과, 수율이 저하된다. 그 때문에, 상기 가열 온도는 1200 ℃ 이하로 한다.If the heating temperature is less than 900° C., since the deformation resistance of the steel material is high, the load on the rolling mill in hot rolling increases, and it becomes difficult to perform hot rolling. Therefore, the heating temperature is set to 900°C or higher. On the other hand, when the heating temperature is higher than 1200°C, the oxidation of the steel becomes remarkable, and as a result, loss due to oxidation increases, the yield decreases. Therefore, the heating temperature is set to 1200°C or less.

(2) 열간 압연 (2) hot rolling

상기 가열 후, 가열된 강 소재를 열간 압연하여 열연 강판으로 한다. 상기 열연 강판의 최종 판두께는 특별히 한정되지 않지만, 상기 서술한 바와 같이, 6 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.After the heating, the heated steel material is hot-rolled to obtain a hot-rolled steel sheet. The final sheet thickness of the hot-rolled steel sheet is not particularly limited, but it is preferably 6 mm or more and 50 mm or less, as described above.

(3) 제 1 가속 냉각 (3) first accelerated cooling

상기 열간 압연 후, 상기 열연 강판에, 평균 냉각 속도가 1 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 300 ℃ 이하인 제 1 가속 냉각을 실시한다. 상기 제 1 가속 냉각에 의해 상기 열연 강판이 ??칭되어, 마텐자이트와 베이나이트 조직이 된다.After the hot rolling, the hot-rolled steel sheet is subjected to first accelerated cooling with an average cooling rate of 1°C/s or more and a cooling stop temperature of 300°C or less. The hot-rolled steel sheet is quenched by the first accelerated cooling to form a martensite and bainite structure.

평균 냉각 속도 : 1 ℃/s 이상Average cooling rate: 1 ℃/s or more

상기 제 1 가속 냉각에 있어서, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 550 ℃ 이하 300 ℃ 이상의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 1 ℃/s 미만이면, 원하는 변태 조직이 얻어지지 않아, 강도를 얻을 수 없다. 그 때문에, 상기 평균 냉각 속도는 1 ℃/s 이상으로 한다. 한편, 상기 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 상기 평균 냉각 속도가 200 ℃/s 보다 높으면, 강판 내의 각 위치에 있어서의 온도 제어가 곤란해져, 판폭 방향 및 압연 방향에 재질의 편차가 발생하기 쉬워진다. 그리고 그 결과, 인장 특성 등의 재료 특성의 편차가 발생한다. 그 때문에, 상기 평균 냉각 속도는 200 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다.In the first accelerated cooling, if the average cooling rate in a temperature range of 550° C. or less and 300° C. or more at a temperature at a position of 1/4 of the plate thickness is less than 1° C./s, a desired transformation structure cannot be obtained, Can't get Therefore, the average cooling rate is set at 1°C/s or more. On the other hand, the upper limit of the average cooling rate is not particularly limited, but when the average cooling rate is higher than 200°C/s, temperature control at each position in the steel sheet becomes difficult, resulting in material variations in the width direction and rolling direction. It becomes easy to do. And as a result, variations in material properties such as tensile properties occur. Therefore, it is preferable that the average cooling rate is 200°C/s or less.

냉각 정지 온도 : 300 ℃ 이하 Cooling stop temperature: 300 ℃ or less

냉각 정지 온도는, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 300 ℃ 이하로 한다. 상기 냉각 정지 온도가 300 ℃ 보다 높으면, ??칭시의 변태가 불충분해지기 때문에, 원하는 강도가 얻어지지 않는다.The cooling stop temperature is set to 300°C or less at the temperature at the position of 1/4 of the plate thickness. If the cooling stop temperature is higher than 300°C, the transformation during quenching becomes insufficient, and therefore the desired strength cannot be obtained.

상기 제 1 가속 냉각은, 특별히 한정되지 않고 임의의 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 공랭 및 수랭 중 일방 또는 양방을 사용할 수 있다. 상기 수랭으로는, 물을 사용한 임의의 냉각 방법 (예를 들어, 스프레이 냉각, 미스트 냉각, 라미나 냉각 등) 을 사용할 수 있다.The first accelerated cooling is not particularly limited and can be performed by any method. For example, one or both of air cooling and water cooling may be used. As the water cooling, any cooling method using water (for example, spray cooling, mist cooling, lamina cooling, etc.) can be used.

(4) 2 상역 가열(4) 2 phase heating

이어서, 냉각된 상기 열연 강판을, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 Ac1 점 이상, Ac3 점 미만의 가열 온도로 가열한다 (2 상역 가열). 상기 2 상역 가열을 실시함으로써, 열연 강판의 조직의 대부분을 베이나이트, 및 마텐자이트로부터 역변태하여 C, Ni, Mn 이 농화된 오스테나이트의 혼합 조직으로 한다.Subsequently, the cooled hot-rolled steel sheet is heated to a heating temperature of not less than the Ac1 point and less than the Ac3 point at a temperature at a position of 1/4 of the plate thickness (2 phase reverse heating). By performing the above two-phase reverse heating, most of the structure of the hot-rolled steel sheet is reverse transformed from bainite and martensite to obtain a mixed structure of austenite in which C, Ni, and Mn are concentrated.

가열 온도 : Ac1 점 이상, Ac3 점 미만 Heating temperature: more than Ac1 point, less than Ac3 point

상기 가열 온도가 Ac1 점 미만에서는, 상기의 역변태 오스테나이트가 거의 얻어지지 않아, 이어지는 제 2 가속 냉각에 의해 원하는 마이크로 조직을 얻을 수 없다. 그리고 그 결과, 최종적으로 얻어지는 후강판에 있어서 원하는 강도가 얻어지지 않는다. 한편, 상기 가열 온도가 Ac3 점 이상에서는, 베이나이트 및 마텐자이트가 모두 역변태하여 오스테나이트가 되고, C, Ni, Mn 이 조직 전체에 평균화되어 버리기 때문에, 마찬가지로 원하는 마이크로 조직을 얻을 수 없다. 그리고 그 결과, 원하는 냉간 가공성이 얻어지지 않는다.When the heating temperature is less than the Ac1 point, the reverse transformation austenite is hardly obtained, and the desired microstructure cannot be obtained by the subsequent second accelerated cooling. And as a result, the desired strength cannot be obtained in the finally obtained thick steel plate. On the other hand, when the heating temperature is equal to or higher than the Ac3 point, both bainite and martensite are reversely transformed to become austenite, and C, Ni, and Mn are averaged over the entire structure. And as a result, desired cold workability cannot be obtained.

또한, Ac1 점 및 Ac3 점은 하기 (1) 식 및 (2) 식에 의해 구할 수 있다.In addition, the Ac1 point and the Ac3 point can be obtained by the following (1) equations and (2) equations.

Ac1 (℃) = 750.8 - 26.6 C + 17.6 Si - 11.6 Mn - 22.9 Cu - 23 Ni + 24.1 Cr + 22.5 Mo - 39.7 V - 5.7 Ti + 232.4 Nb - 169.4 Al … (1)Ac1 (℃) = 750.8-26.6 C + 17.6 Si-11.6 Mn-22.9 Cu-23 Ni + 24.1 Cr + 22.5 Mo-39.7 V-5.7 Ti + 232.4 Nb-169.4 Al… (One)

Ac3 (℃) = 937.2 - 436.5 C + 56 Si - 19.7 Mn - 16.3 Cu - 26.6 Ni - 4.9 Cr + 38.1 Mo + 124.8 V + 136.3 Ti - 19.1 Nb + 198.4 Al … (2)Ac3 (℃) = 937.2-436.5 C + 56 Si-19.7 Mn-16.3 Cu-26.6 Ni-4.9 Cr + 38.1 Mo + 124.8 V + 136.3 Ti-19.1 Nb + 198.4 Al. (2)

단, 상기 (1), (2) 식 중의 원소 기호는 각 원소의 함유량 (질량%) 을 나타내고, 당해 원소가 함유되어 있지 않은 경우에는 0 으로 한다.However, the element symbol in the above formulas (1) and (2) represents the content (% by mass) of each element, and is 0 when the element is not contained.

상기 2 상역 가열에는, 가열 온도를 상기와 같이 제어할 수 있는 방법이면, 임의의 가열 방법을 사용할 수 있다. 가열 방법의 일례로는, 노 가열을 들 수 있다. 상기 노 가열에는, 특별히 한정되지 않고, 일반적인 열처리로를 사용할 수 있다.Any heating method can be used for the two-phase heating as long as the heating temperature can be controlled as described above. Furnace heating is mentioned as an example of a heating method. The furnace heating is not particularly limited, and a general heat treatment furnace can be used.

또한, 상기 2 상역 가열에 있어서는, 상기 가열 온도에 도달한 후, 즉시 다음의 제 2 가속 냉각을 개시해도 되지만, 상기 가열 온도로 임의의 시간 유지한 후에 다음의 제 2 가속 냉각을 개시해도 된다. 상기 가열 온도에서의 유지를 실시하는 경우, 유지 시간은 특별히 한정되지 않지만, 5 분 이상으로 하는 것이 바람직하다.In the second phase heating, the next second accelerated cooling may be started immediately after reaching the heating temperature, but the next second accelerated cooling may be started after holding at the heating temperature for an arbitrary time. In the case of holding at the heating temperature, the holding time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or longer.

(5) 제 2 가속 냉각(5) second accelerated cooling

이어서, 상기 2 상역 가열 후의 열연 강판에, 평균 냉각 속도가 3 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 500 ℃ 이하 250 ℃ 이상인 제 2 가속 냉각을 실시한다. 상기 제 2 가속 냉각에 의해 상기 열연 강판이 ??칭되어, 마텐자이트 또는 마텐자이트 및 베이나이트로 이루어지는 매트릭스 중에 잔류 오스테나이트가 분산된 ??칭 조직이 얻어진다.Subsequently, the hot-rolled steel sheet after the second phase heating is subjected to second accelerated cooling having an average cooling rate of 3°C/s or more and a cooling stop temperature of 500°C or less and 250°C or more. The hot-rolled steel sheet is quenched by the second accelerated cooling to obtain a quenched structure in which residual austenite is dispersed in martensite or a matrix composed of martensite and bainite.

평균 냉각 속도 : 3 ℃/s 이상Average cooling rate: 3 ℃/s or more

상기 제 2 가속 냉각에 있어서의, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서의 평균 냉각 속도가 3 ℃/s 미만이면, 원하는 ??칭 조직이 얻어지지 않아, 최종적으로 얻어지는 후강판의 강도가 저하된다. 그 때문에, 상기 평균 냉각 속도는 3 ℃/s 이상으로 한다. 한편, 상기 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 상기 평균 냉각 속도가 200 ℃/s 보다 높으면, 강판 중의 각 위치에 있어서의 온도 제어가 곤란해져, 판폭 방향 및 압연 방향에 재질의 편차가 발생하기 쉬워진다. 그리고 그 결과, 인장 특성 등의 재료 특성의 편차가 발생한다. 그 때문에, 상기 평균 냉각 속도는 200 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 상기 평균 냉각 속도는, 제 2 가속 냉각 공정에 있어서의 가속 냉각 개시부터 가속 냉각 정지까지의 동안에 있어서의 평균 냉각 속도를 나타내는 것으로 한다.In the second accelerated cooling, if the average cooling rate at the temperature at the position of 1/4 of the plate thickness is less than 3°C/s, the desired quenching structure cannot be obtained, and the strength of the finally obtained thick steel sheet is not Is lowered. Therefore, the average cooling rate is set to 3°C/s or more. On the other hand, the upper limit of the average cooling rate is not particularly limited, but when the average cooling rate is higher than 200°C/s, temperature control at each position in the steel sheet becomes difficult, resulting in material variation in the width direction and rolling direction. It becomes easy to do. And as a result, variations in material properties such as tensile properties occur. Therefore, it is preferable that the average cooling rate is 200°C/s or less. Here, the average cooling rate is assumed to represent the average cooling rate during the period from the start of the accelerated cooling to the stop of the accelerated cooling in the second accelerated cooling step.

냉각 정지 온도 : 250 ∼ 500 ℃ Cooling stop temperature: 250 ~ 500 ℃

제 2 가속 냉각에 있어서의 냉각 정지 온도는, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 250 ℃ 이상 500 ℃ 이하로 한다. 250 ℃ 이상 500 ℃ 이하의 온도에서 가속 냉각을 정지하고, 이어서 공랭함으로써, 미변태의 오스테나이트로 C 를 농화시켜 오스테나이트를 안정화할 수 있다. 가속 냉각 정지 온도가 250 ℃ 미만에서는, 미변태의 오스테나이트가 마텐자이트로 변태되어 버려, 원하는 잔류 오스테나이트량이 얻어지지 않는다. 한편, 가속 냉각 정지 온도가 500 ℃ 보다 높으면, 오스테나이트상으로의 C 의 분배가 불충분해져, 최종적으로 얻어지는 잔류 오스테나이트량이 감소하여, 원하는 인성을 얻을 수 없다.The cooling stop temperature in the second accelerated cooling is set to 250°C or more and 500°C or less at the temperature at the position of 1/4 of the plate thickness. Accelerated cooling is stopped at a temperature of 250° C. or higher and 500° C. or lower, followed by air cooling, whereby C can be concentrated with untransformed austenite to stabilize austenite. When the accelerated cooling stop temperature is less than 250°C, untransformed austenite is transformed into martensite, and a desired amount of retained austenite cannot be obtained. On the other hand, when the accelerated cooling stop temperature is higher than 500°C, the distribution of C to the austenite phase becomes insufficient, the amount of retained austenite finally obtained decreases, and the desired toughness cannot be obtained.

상기 제 2 가속 냉각은, 특별히 한정되지 않고 임의의 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 공랭 및 수랭 중 일방 또는 양방을 사용할 수 있다. 상기 수랭으로는, 물을 사용한 임의의 냉각 방법 (예를 들어, 스프레이 냉각, 미스트 냉각, 라미나 냉각 등) 을 사용할 수 있다.The second accelerated cooling is not particularly limited and can be performed by any method. For example, one or both of air cooling and water cooling may be used. As the water cooling, any cooling method using water (for example, spray cooling, mist cooling, lamina cooling, etc.) can be used.

(6) 공랭(6) air cooling

이어서, 상기 제 2 가속 냉각 후의 열연 강판을, 200 ℃ 이하까지 공랭한다 (가속 냉각 후 공랭). 상기 공랭에 있어서의 냉각 속도는 특별히 한정되지 않지만, 평균 냉각 속도를 1 ℃/s 미만으로 하는 것이 바람직하다.Next, the hot-rolled steel sheet after the second accelerated cooling is air-cooled to 200°C or less (air-cooled after accelerated cooling). The cooling rate in the air cooling is not particularly limited, but the average cooling rate is preferably less than 1°C/s.

(7) 템퍼링 처리(7) Tempering treatment

이어서, 템퍼링 처리를 실시한다. 상기 템퍼링 처리에 의해, 잔류 오스테나이트를 안정화함과 함께 베이나이트, 마텐자이트 조직이 템퍼링되어 인성을 향상시킬 수 있다.Subsequently, a tempering treatment is performed. By the tempering treatment, the retained austenite is stabilized and the bainite and martensite structures are tempered to improve toughness.

템퍼링 온도 : 500 ∼ 650 ℃Tempering temperature: 500 ∼ 650 ℃

상기 템퍼링 처리에 있어서의 템퍼링 온도는, 판두께 1/2 위치에 있어서의 온도에서 500 ℃ 이상 650 ℃ 이하로 한다. 상기 템퍼링 온도가 500 ℃ 미만에서는, 잔류 오스테나이트가 충분히 안정화되지 않고, 또, 베이나이트, 마텐자이트 조직의 템퍼링에 의한 인성 향상도 불충분하다. 그 때문에, 상기 템퍼링 온도를 500 ℃ 이상으로 한다. 한편, 템퍼링 온도가 650 ℃ 를 초과하면, 오히려 잔류 오스테나이트의 안정성이 저하되어, 원하는 저온 인성이 얻어지지 않는다. 그 때문에, 상기 템퍼링 온도는 650 ℃ 이하로 한다.The tempering temperature in the tempering treatment is 500°C or more and 650°C or less at the temperature at the position of 1/2 of the plate thickness. When the tempering temperature is less than 500°C, the retained austenite is not sufficiently stabilized, and the improvement of toughness due to tempering of bainite and martensite structures is also insufficient. Therefore, the tempering temperature is set to 500°C or higher. On the other hand, when the tempering temperature exceeds 650°C, the stability of retained austenite rather decreases, and desired low-temperature toughness cannot be obtained. Therefore, the tempering temperature is set to 650°C or less.

본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법은, 추가로 임의로 상기 열간 압연 후, 상기 제 1 가속 냉각에 앞서, 다음의 (A) 및 (B) 의 공정을 실시할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the method of manufacturing a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use may further optionally perform the following steps (A) and (B) after the hot rolling and prior to the first accelerated cooling. have.

(A) 공랭 (A) Air cooling

(B) 재가열(B) reheating

(A) 공랭 (A) Air cooling

상기 열간 압연 후의 열연 강판을, 300 ℃ 이하의 공랭 정지 온도까지 공랭한다 (열연 후 공랭). 본 실시형태에서는, 다음의 재가열 처리에 있어서의 상변태에 의해 세립화된 오스테나이트 조직을 얻는다. 그 때문에, 이 공랭 공정에 있어서는, 300 ℃ 이하의 공랭 정지 온도까지 냉각함으로써, 일단, 강판의 마이크로 조직을 마텐자이트 + 베이나이트 조직으로 한다.The hot-rolled steel sheet after hot rolling is air-cooled to an air cooling stop temperature of 300°C or less (air-cooled after hot rolling). In this embodiment, a fine-grained austenite structure is obtained by phase transformation in the next reheating treatment. Therefore, in this air cooling step, by cooling to an air cooling stop temperature of 300°C or less, the microstructure of the steel sheet is once made into a martensite + bainite structure.

(B) 재가열 (B) reheating

다음으로, 공랭된 상기 열연 강판을, 다음의 제 1 가속 냉각에 앞서, Ac3 점 ∼ 1000 ℃ 의 재가열 온도까지 재가열한다. 상기 재가열에 의해, 열연 강판의 페라이트 조직이 오스테나이트로 역변태되고, 역변태된 오스테나이트는 다음의 제 1 가속 냉각에 의해 마텐자이트와 베이나이트로 변태된다.Next, the air-cooled hot-rolled steel sheet is reheated to a reheating temperature of from Ac3 point to 1000°C prior to the next first accelerated cooling. By the reheating, the ferrite structure of the hot-rolled steel sheet is reversely transformed into austenite, and the reversely transformed austenite is transformed into martensite and bainite by the following first accelerated cooling.

재가열 온도 : Ac3 점 ∼ 1000 ℃ Reheating temperature: Ac3 point ∼ 1000 ℃

상기 재가열에 있어서의 재가열 온도는 Ac3 점 이상, 1000 ℃ 이하로 한다. 상기 재가열 온도까지 재가열함으로써, 열연 강판의 조직을 균일하고 세립화된 오스테나이트 조직으로 할 수 있다. 상기 재가열 온도가 Ac3 점 미만에서는, 최종적으로 얻어지는 후강판에 페라이트 조직이 잔존하여, 원하는 강도가 얻어지지 않는다. 또, 상기 재가열 온도가 1000 ℃ 보다 높으면, 조업 부하가 커지는 것에 더하여, 오스테나이트가 조대화되기 때문에, 원하는 인성이 얻어지지 않는다.The reheating temperature in the reheating is not less than the Ac3 point and not more than 1000°C. By reheating to the above reheating temperature, the structure of the hot-rolled steel sheet can be made into a uniform and fine-grained austenite structure. When the reheating temperature is less than the Ac3 point, a ferrite structure remains in the finally obtained thick steel sheet, and the desired strength cannot be obtained. Further, when the reheating temperature is higher than 1000°C, in addition to increasing the operating load, the austenite becomes coarse, so that the desired toughness cannot be obtained.

상기 재가열에는, 재가열 온도를 상기와 같이 제어할 수 있는 것이면, 임의의 가열 방법을 사용할 수 있다. 가열 방법의 일례로는, 노 가열을 들 수 있다. 상기 노 가열에는, 특별히 한정되지 않고, 일반적인 열처리로를 사용할 수 있다.For the reheating, any heating method can be used as long as the reheating temperature can be controlled as described above. Furnace heating is mentioned as an example of a heating method. The furnace heating is not particularly limited, and a general heat treatment furnace can be used.

실시예Example

이하에 서술하는 순서로 극저온용 고장력 후강판을 제조하고, 얻어진 극저온용 고장력 후강판의 특성을 평가하였다.In the procedure described below, a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use was produced, and the characteristics of the obtained high tensile strength steel sheet for cryogenic use were evaluated.

먼저, 표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 용강을 전로에 의해 용제하고, 연속 주조법에 의해 강 소재로서의 강 슬래브 (두께 : 250 ㎜) 를 제조하였다. 또한, 상기 서술한 (1) 식에 의해 구한 Ac1 점 (℃) 및 (2) 식에 의해 구한 Ac3 점 (℃) 을 표 1 에 병기한다.First, molten steel having the component composition shown in Table 1 was melted with a converter, and a steel slab (thickness: 250 mm) as a steel material was produced by a continuous casting method. In addition, the Ac1 point (°C) determined by the above-described (1) equation and the Ac3 point (°C) determined by the (2) equation are also listed in Table 1.

다음으로, 얻어진 강 슬래브를 표 2 에 나타낸 가열 온도까지 가열하고, 열간 압연하여 표 2 에 나타낸 판두께의 열연 강판으로 하였다. 이어서, 상기 열연 강판에 제 1 가속 냉각을 실시하였다. 상기 제 1 가속 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도 및 냉각 정지 온도는, 표 2 에 나타낸 바와 같이 하였다. 또한, 일부의 실시예에서는, 상기 열간 압연 후, 제 1 가속 냉각에 앞서, 표 2 에 나타낸 조건으로 공랭과 재가열을 실시하였다.Next, the obtained steel slab was heated to the heating temperature shown in Table 2, hot-rolled, and a hot-rolled steel sheet having the thickness shown in Table 2 was obtained. Next, the first accelerated cooling was performed on the hot-rolled steel sheet. The average cooling rate and cooling stop temperature in the first accelerated cooling were as shown in Table 2. Further, in some examples, after the hot rolling, before the first accelerated cooling, air cooling and reheating were performed under the conditions shown in Table 2.

상기 제 1 가속 냉각 후의 열연 강판에, 표 2 에 나타낸 가열 온도에서의 2 상역 가열을 실시하였다. 상기 2 상역 가열 후, 상기 열연 강판에 제 2 가속 냉각을 실시하였다. 상기 제 2 가속 냉각에 있어서의 평균 냉각 속도 및 냉각 정지 온도는, 표 2 에 나타낸 바와 같이 하였다. 상기 제 2 가속 냉각 후, 200 ℃ 이하까지의 공랭을 실시하고, 이어서, 템퍼링을 실시하였다. 상기 템퍼링에 있어서의 템퍼링 온도는 표 2 에 나타낸 바와 같이 하였다.The hot-rolled steel sheet after the first accelerated cooling was subjected to two-phase reverse heating at the heating temperature shown in Table 2. After the second phase heating, the hot-rolled steel sheet was subjected to second accelerated cooling. The average cooling rate and cooling stop temperature in the second accelerated cooling were as shown in Table 2. After the 2nd accelerated cooling, air cooling to 200 degreeC or less was performed, and then tempering was performed. The tempering temperature in the tempering was as shown in Table 2.

또한, 상기 각 공정에 있어서의 가열에는, 열처리로를 사용하였다.In addition, for heating in each of the above steps, a heat treatment furnace was used.

다음으로, 얻어진 후강판의 각각에 대하여, 마이크로 조직, 서브제로 처리 후의 잔류 오스테나이트량, 기계적 특성, 및 냉간 가공성을 평가하였다. 상기 평가는, 이하에 서술하는 방법으로 실시하였다.Next, for each of the obtained thick steel sheets, the microstructure, the amount of retained austenite after the subzero treatment, mechanical properties, and cold workability were evaluated. The evaluation was performed by the method described below.

(마이크로 조직) (Micro organization)

각 후강판으로부터, 판두께 1/4 위치가 관찰 위치가 되도록, 마이크로 조직 관찰용의 시험편을 채취하였다. 상기 시험편을, 압연 방향과 수직인 단면이 관찰면이 되도록 수지에 매립하여, 경면 연마하였다. 이어서, 나이탈 부식을 실시한 후, 배율 400 배의 주사형 전자 현미경으로 관찰하여 조직의 화상을 촬영하였다. 얻어진 화상을 해석하고, 마이크로 조직을 동정하였다.From each thick steel plate, a test piece for microstructure observation was taken so that the position of 1/4 of the plate thickness became the observation position. The test piece was buried in a resin so that a cross section perpendicular to the rolling direction became an observation surface, and mirror polished. Subsequently, after nital corrosion was performed, it was observed with a scanning electron microscope with a magnification of 400 times, and an image of the tissue was taken. The obtained image was analyzed and the microstructure was identified.

또한, 상기와 같이 하여 얻어진 강판은, 비교예 No.6 을 제외하고, 모두 라스상의 마이크로를 갖고 있고, 상기 마이크로 조직은, 템퍼드 마텐자이트, 또는 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼링된 베이나이트 조직의 혼합 조직이었다. 또, 얻어진 강판은, 잔류 오스테나이트의 체적률이 0 % 인 비교예 No.5 를 제외하고, 매트릭스 중에 잔류 오스테나이트가 분산된 구조의 마이크로 조직을 갖고 있었다.In addition, the steel sheet obtained as described above, except for Comparative Example No. 6, all have lath-shaped microstructures, and the microstructures are tempered martensite, or tempered martensite and tempered bainite structure It was a mixed organization of. Moreover, the obtained steel sheet had a microstructure of a structure in which residual austenite was dispersed in a matrix, except for Comparative Example No. 5 in which the volume ratio of retained austenite was 0%.

· 잔류 오스테나이트 체적률 · Retained austenite volume fraction

상기 후강판의 판두께 1/4 위치로부터 판면에 평행하게 X 선 회절용 시험편을 10 장 채취하고, 그 중 5 장의 상기 시험편에 서브제로 처리를 실시하였다. 서브제로 처리는, 상기 시험편을 -196 ℃ 의 액체 질소 중에 15 분 유지함으로써 실시하였다. 서브제로 처리 안한 것 및 상기 서브제로 처리한 시험편 각 5 장를, 판두께 1/4 위치가 측정면이 되도록, 상기 시험편에 연삭 및 화학 연마를 실시하여, X 선 회절에 제공하였다. 대칭 반사 X 선 회절 패턴에 나타나는 α-Fe 의 (200), (211) 면, γ-Fe 의 (200), (220), (311) 면의 회절 강도를 구해, γ-Fe 의 체적률을 산출하고, 각각 5 장의 시험편에 있어서의 평균값을 구해, 잔류 오스테나이트의 체적률로 하였다.Ten X-ray diffraction specimens were taken parallel to the plate surface from the position of 1/4 of the plate thickness of the thick steel plate, and 5 of them were subjected to sub-zero treatment. The subzero treatment was performed by holding the test piece in liquid nitrogen at -196°C for 15 minutes. Each of the five specimens not treated with the sub-zero and treated with the sub-zero was subjected to grinding and chemical polishing on the specimen so that the position of 1/4 of the plate thickness was the measurement surface, and subjected to X-ray diffraction. The diffraction intensity of the (200), (211) planes of α-Fe and the (200), (220), (311) planes of γ-Fe appearing in the symmetrical reflection X-ray diffraction pattern is calculated, It calculated, the average value in each of five test pieces was calculated|required, and it was set as the volume fraction of retained austenite.

(기계적 특성) (Mechanical properties)

상기 후강판의 판두께 1/2 위치로부터, JIS 4 호 인장 시험편을 채취하였다. 상기 인장 시험편을 사용하고, JIS Z 2241 의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 후강판의 인장 강도 (TS) 를 평가하였다.A JIS No. 4 tensile test piece was taken from the position of the plate thickness 1/2 of the thick steel plate. Using the above tensile test piece, a tensile test was performed in accordance with the regulation of JIS Z 2241 to evaluate the tensile strength (TS) of the thick steel plate.

또, 상기 후강판의 판두께 1/4 위치로부터, JIS Z 2202 의 규정에 준거하여 V 노치 시험편을 채취하였다. 상기 V 노치 시험편을 사용하고, JIS Z 2242 의 규정에 준거하여 샤르피 충격 시험을 실시하여, -196 ℃ 에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 (vE-196 ℃) 를 구하였다. 상기 샤르피 흡수 에너지는, 후강판의 극저온에 있어서의 인성의 지표라고 볼 수 있다.Further, a V-notch test piece was taken from the position of 1/4 of the plate thickness of the thick steel plate in accordance with the regulation of JIS Z 2202. Using the V-notch test piece, a Charpy impact test was performed in accordance with the regulations of JIS Z 2242, and the Charpy absorbed energy (vE -196°C ) at -196°C was determined. The Charpy absorbed energy can be regarded as an index of toughness of a thick steel sheet at cryogenic temperatures.

(냉간 가공성) (Cold workability)

상기 후강판으로부터, 그 후강판의 압연 방향이 인장 방향이 되도록 인장 시험편을 채취하였다. 이어서, 상기 인장 시험편에 3 % 의 변형를 부여한 후, 250 ℃ 에서 1 시간 시효 처리를 실시하였다. 시효 처리 후의 인장 시험편으로부터 JIS Z 2202 의 규정에 준거하여 V 노치 시험편을 채취하였다. 상기 V 노치 시험편을 사용하고, JIS Z 2242 의 규정에 준거하여 샤르피 충격 시험을 실시하고, -196 ℃ 에 있어서의 취성 파면율을 구하였다. 상기 취성 파면율은 후강판의 냉간 가공성의 지표라고 볼 수 있다.From the thick steel sheet, a tensile test piece was taken so that the rolling direction of the thick steel sheet was the tensile direction. Subsequently, after 3% strain was applied to the tensile test piece, an aging treatment was performed at 250°C for 1 hour. A V-notch test piece was taken from the tensile test piece after the aging treatment in accordance with the regulations of JIS Z 2202. Using the V-notch test piece, a Charpy impact test was performed in accordance with the regulations of JIS Z 2242, and the brittle fracture surface rate at -196°C was determined. The brittle fracture rate can be seen as an index of cold workability of a thick steel sheet.

평가 결과를 표 3 에 나타낸다. 또한, 표 3 에는, 서브제로 처리에 의한 잔류 오스테나이트의 감소량을 병기하였다. 여기서, 잔류 오스테나이트의 감소량이란, 서브제로 처리 전의 잔류 오스테나이트 체적률로부터 서브제로 처리 후의 잔류 오스테나이트 체적률을 뺀 값이다.Table 3 shows the evaluation results. In addition, in Table 3, the amount of reduction of retained austenite by sub-zero treatment is also indicated. Here, the reduction amount of retained austenite is a value obtained by subtracting the volume fraction of retained austenite after the subzero treatment from the volume fraction of retained austenite before the subzero treatment.

이 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 조건을 만족시키는 후강판은, 모두, 인장 강도 : 700 ㎫ 이상, vE-196 ℃ : 150 J 이상임과 함께, 취성 파면율이 2 % 이하이며, 우수한 기계적 특성과 냉간 가공성을 겸비하고 있었다. 상기 샤르피 흡수 에너지 vE-196 ℃ 가 150 J 이상이면, 9 % Ni 강판과 동등 이상의 인성을 갖고 있다고 말할 수 있다. 한편, 본 발명의 조건을 만족하지 않는 후강판은, 강도, 인성, 냉간 가공성 중, 적어도 1 개의 특성이 떨어졌다.As can be seen from this result, all of the thick steel sheets satisfying the conditions of the present invention have a tensile strength of 700 MPa or more, vE -196°C : 150 J or more, and a brittle fracture ratio of 2% or less, and excellent It had both mechanical properties and cold workability. If the Charpy absorption energy vE -196°C is 150 J or more, it can be said that it has a toughness equal to or higher than that of a 9% Ni steel sheet. On the other hand, the thick steel sheet which does not satisfy the conditions of the present invention is inferior in at least one of strength, toughness, and cold workability.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

Figure pct00003
Figure pct00003

Claims (5)

질량% 로,
C : 0.02 ∼ 0.12 %,
Si : 0.01 ∼ 0.30 %,
Mn : 0.50 ∼ 2.00 %,
Ni : 5.5 ∼ 8.5 %,
P : 0.005 % 이하,
S : 0.003 % 이하, 및
N : 0.0015 ∼ 0.0065 % 를 함유하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
판두께 1/4 위치에 있어서의 마이크로 조직이,
(1) 템퍼드 마텐자이트 또는 템퍼드 마텐자이트와 템퍼링된 베이나이트로 이루어지는 매트릭스와,
(2) 상기 매트릭스 중에 분산된 잔류 오스테나이트로 이루어지고,
판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이 11 % 초과, 20 % 이하이고, 또한,
-196 ℃ 의 액체 질소 중에 15 분 유지하는 서브제로 처리를 실시한 후의, 판두께 1/4 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 체적률이, 11 % 초과, 20 % 이하인, 극저온용 고장력 후강판.
By mass%,
C: 0.02 to 0.12%,
Si: 0.01 to 0.30%,
Mn: 0.50 to 2.00%,
Ni: 5.5 to 8.5%,
P: 0.005% or less,
S: 0.003% or less, and
N: 0.0015 to 0.0065% is contained,
The balance has a component composition consisting of Fe and inevitable impurities,
The microstructure at the position of 1/4 thickness of the plate,
(1) a matrix consisting of tempered martensite or tempered martensite and tempered bainite, and
(2) consisting of residual austenite dispersed in the matrix,
The volume fraction of retained austenite at the position of 1/4 of the plate thickness is more than 11% and not more than 20%, and
The volume ratio of retained austenite at the position of 1/4 of the plate thickness after performing the subzero treatment held in liquid nitrogen at -196°C for 15 minutes is more than 11% and not more than 20%, a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로, 질량% 로,
Al : 0.01 ∼ 0.10 %,
Mo : 0.05 ∼ 0.50 %,
Cr : 1.00 % 이하,
Cu : 0.40 % 이하,
Nb : 0.05 % 이하,
V : 0.05 % 이하, 및
Ti : 0.03 % 이하
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 극저온용 고장력 후강판.
The method of claim 1,
The component composition is further, in mass%,
Al: 0.01 to 0.10%,
Mo: 0.05 to 0.50%,
Cr: 1.00% or less,
Cu: 0.40% or less,
Nb: 0.05% or less,
V: 0.05% or less, and
Ti: 0.03% or less
Containing 1 or 2 or more selected from the group consisting of, cryogenic high-tensile strength thick steel sheet.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로, 질량% 로,
Ca : 0.007 % 이하,
REM : 0.010 % 이하, 및
Mg : 0.070 % 이하
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 극저온용 고장력 후강판.
The method according to claim 1 or 2,
The component composition is further, in mass%,
Ca: 0.007% or less,
REM: 0.010% or less, and
Mg: 0.070% or less
Containing 1 or 2 or more selected from the group consisting of, cryogenic high-tensile strength thick steel sheet.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 900 ℃ 이상 1200 ℃ 이하의 가열 온도로 가열하고,
가열된 상기 강 소재를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,
상기 열연 강판에, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 550 ℃ 이하 300 ℃ 이상의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 1 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 300 ℃ 이하인 제 1 가속 냉각을 실시하고,
상기 제 1 가속 냉각 후의 열연 강판에, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 Ac1 점 이상, Ac3 점 미만의 가열 온도로 가열하는 2 상역 가열을 실시하고,
상기 2 상역 가열 후의 열연 강판에, 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서의 평균 냉각 속도가 3 ℃/s 이상, 냉각 정지 온도가 판두께 1/4 위치에 있어서의 온도에서 500 ℃ 이하 250 ℃ 이상인 제 2 가속 냉각을 실시하고,
상기 제 2 가속 냉각 후의 열연 강판을, 200 ℃ 이하까지 공랭하고,
상기 공랭 후의 열연 강판에 대하여, 템퍼링 온도가 판두께 1/2 위치에 있어서의 온도에서 500 ℃ 이상 650 ℃ 이하인 템퍼링 처리를 실시하고, 제 1 항에 기재된 마이크로 조직을 갖는 극저온용 고장력 후강판으로 하는, 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법.
The steel material having the component composition according to any one of claims 1 to 3 is heated at a heating temperature of 900°C or more and 1200°C or less,
The heated steel material is hot-rolled to form a hot-rolled steel sheet,
The hot-rolled steel sheet has an average cooling rate of 1°C/s or more in a temperature range of 550°C or less and 300°C or more at a temperature at a position of 1/4 of the sheet thickness, and a cooling stop temperature of 1°C/s or more, at a position of 1/4 of the sheet thickness. First accelerated cooling is performed at a temperature of 300° C. or less,
The hot-rolled steel sheet after the first accelerated cooling is heated to a heating temperature of not less than the Ac1 point and less than the Ac3 point at a temperature at a position of 1/4 of the plate thickness,
In the hot-rolled steel sheet after 2 phase-inverse heating, the average cooling rate at the temperature at the position of 1/4 plate thickness is 3°C/s or more, and the cooling stop temperature is 500°C or less at the temperature at the position of 1/4 plate thickness 250 Performing a second accelerated cooling of not less than °C,
Air cooling the hot-rolled steel sheet after the second accelerated cooling to 200°C or less,
The hot-rolled steel sheet after air cooling is subjected to a tempering treatment in which the tempering temperature is 500°C or more and 650°C or less at the temperature at the position of 1/2 of the plate thickness to obtain a cryogenic high-strength thick steel sheet having the microstructure described in claim 1. , Method of manufacturing a high-tensile steel sheet for cryogenic temperatures.
제 4 항에 있어서,
추가로, 상기 열간 압연 후, 상기 제 1 가속 냉각에 앞서,
상기 열연 강판을 300 ℃ 이하의 공랭 정지 온도까지 공랭하고,
공랭된 상기 열연 강판을, Ac3 점 이상 1000 ℃ 이하의 재가열 온도까지 재가열하는, 극저온용 고장력 후강판의 제조 방법.
The method of claim 4,
In addition, after the hot rolling, prior to the first accelerated cooling,
Air cooling the hot-rolled steel sheet to an air cooling stop temperature of 300 °C or less,
A method for producing a high tensile strength thick steel sheet for cryogenic use in which the air-cooled hot-rolled steel sheet is reheated to a reheating temperature of not less than Ac3 and not more than 1000°C.
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