KR20210053218A - High-tension steel plate having excellent low-temperature toughness of base metal and joint, and process for producing same - Google Patents

High-tension steel plate having excellent low-temperature toughness of base metal and joint, and process for producing same Download PDF

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Abstract

The present invention provides a high-tension steel plate suppressing an NI amount to 1.1 mass% or lower and having excellent low-temperature toughness, particularly, low-temperature toughness of a joint and base metal while having high strength and a manufacturing method thereof. The high-tension steel plate has a prescribed component composition. BI defined by the following formula (1) is higher than or equal to 5.3 and lower than or equal to 6.2. The fraction of ferrite occupying in the entire structure is 85 area% or higher, and the fraction of perlite is lower than 10 area%. The average circle-equivalent crystal grain size of the ferrite is 7μm or lower, and the standard deviation of the average circle-equivalent crystal grain size is 3.7μm or lower. BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B · · · (1) In formula (1), C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represent the content of C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B in steel represented in mass%. Elements which are not included are calculated with 0 mass%.

Description

모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판 및 그의 제조 방법{HIGH-TENSION STEEL PLATE HAVING EXCELLENT LOW-TEMPERATURE TOUGHNESS OF BASE METAL AND JOINT, AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}High-tension steel plate having excellent low-temperature toughness of base material and joint, and its manufacturing method {HIGH-TENSION STEEL PLATE HAVING EXCELLENT LOW-TEMPERATURE TOUGHNESS OF BASE METAL AND JOINT, AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은, 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high-tensile steel sheet having excellent low-temperature toughness between a base material and a joint, and a method for producing the same.

압력 용기나 선박, 해양 구조물 등에 적용되는 강판은, 저온 환경에서 사용되는 경우가 많아, 고강도이면서 저온에서의 인성(이하 「저온 인성」이라고 하는 경우가 있다)이 우수할 것이 요구된다. 특히 근년에는, 안전성의 관점에서, 보다 저온에서 높은 인성을 나타낼 것이 요구되고 있다. 또한, 특히, LPG 탱크 등의 구조물의 대형화에 수반하여, 상기 고강도 및 우수한 모재의 저온 인성과 함께, 용접에 의해 형성되는 이음매의 저온 인성도 우수한 강판의 수요가 높아지고 있다. 더욱이 상기 강판에는, 우수한 용접성도 요구된다.Steel plates applied to pressure vessels, ships, offshore structures, etc. are often used in a low-temperature environment, and are required to have high strength and excellent low-temperature toughness (hereinafter sometimes referred to as "low temperature toughness"). In particular, in recent years, from the viewpoint of safety, it is required to exhibit high toughness at a lower temperature. In addition, in particular, with the increase in size of structures such as LPG tanks, there is an increasing demand for steel sheets having excellent low-temperature toughness of joints formed by welding together with the high strength and excellent low-temperature toughness of the base material. Moreover, excellent weldability is also required for the steel sheet.

강도 향상에는 합금 첨가가 유효하지만, 합금 첨가는, 상기 모재와 이음매의 저온 인성의 저하를 초래하기 때문에, 고강도와 저온 인성의 양립은 극히 어렵다.Although the addition of an alloy is effective for improving the strength, since the addition of the alloy causes a decrease in the low-temperature toughness of the base material and the joint, it is extremely difficult to achieve both high strength and low-temperature toughness.

강판의 강도와 인성의 양 특성을 향상시키기 위한 유효한 수법의 하나로서, 합금 원소인 Ni를 함유시키는 것을 들 수 있다. 지금까지도 Ni를 함유한 강판은 많이 제안되어 있지만, 3.5%Ni강이나 9%Ni강으로 대표되는 바와 같이, Ni를 다량으로 함유시키지 않으면 그 효과를 최대한으로 발휘할 수 없는 것이 실상이다. 이에 대해, 0.5∼2% 정도의 Ni를 함유시킨 강판으로서, 예를 들어 특허문헌 1의 기술이 제안되어 있다. 특허문헌 1에서는, 조직이, 주로, 베이나이트 및 마르텐사이트, 또는 베이나이트 혹은 마르텐사이트로 구성되고, 그 라스상 조직의 최소 단변 길이가 1.3μm 이하, 또한, 베이나이트 조직을 포함하는 경우, 베이나이트 조직 중에 포함되는, 어스펙트비가 5 이상이고, 도상(島狀) 마르텐사이트의 일종으로 잔류 오스테나이트를 포함하는 M-A 변태 생성물의 비율이, 면적률로 5% 미만이도록 함으로써, 피로 균열 진전 저항성이 우수한 고강도 강재를 얻고 있다.As one of the effective methods for improving both the strength and toughness properties of the steel sheet, it is possible to include Ni, which is an alloying element. Until now, many steel sheets containing Ni have been proposed, but as represented by 3.5% Ni steel or 9% Ni steel, it is a reality that the effect cannot be exhibited to the maximum unless a large amount of Ni is contained. On the other hand, as a steel sheet containing about 0.5 to 2% of Ni, for example, the technique of Patent Document 1 has been proposed. In Patent Document 1, when the structure is mainly composed of bainite and martensite, or bainite or martensite, and the minimum short side length of the lath-like structure is 1.3 μm or less, and further includes a bainite structure, the bay By making the ratio of the MA transformation product containing retained austenite as a type of island martensite contained in the knight structure and having an aspect ratio of 5 or more and an area ratio of less than 5%, the resistance to fatigue crack propagation is increased. It is obtaining excellent high-strength steel.

일본 특허 제3741078호 공보Japanese Patent No. 3741078

특허문헌 1의 강판은, 고강도이지만, 보다 저온에서의 모재 인성은 실현되고 있지 않아, 고강도와 모재의 우수한 저온 인성을 함께 만족시키는 것은 어렵다. 또한, 저온에서의 이음매 인성이 우수할 것도 요구되지만, 상기 특허문헌 1에서는, 이음매의 저온 인성의 개선까지는 검토되어 있지 않다. 또한, 비용의 관점에서 Ni량을 보다 저감한 데다가, 상기 고강도와 저온 인성의 양 특성을 만족시킴이 요구되고 있다.Although the steel sheet of Patent Document 1 has high strength, the base metal toughness at a lower temperature is not realized, and it is difficult to satisfy both the high strength and the excellent low-temperature toughness of the base material. Further, it is also required to have excellent joint toughness at low temperatures, but in Patent Document 1, the improvement of the low-temperature toughness of the joint has not been studied. In addition, it is required to further reduce the amount of Ni from the viewpoint of cost and to satisfy both characteristics of the high strength and low temperature toughness.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, Ni량을 1.1질량% 이하로 억제한 데다가, 고강도이면서 저온 인성, 특히는 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판, 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a high-strength steel sheet having high strength and excellent low-temperature toughness, in particular, low-temperature toughness of a base material and a joint, and a method for producing the same, in addition to suppressing the amount of Ni to 1.1% by mass or less. It's in what it offers.

본 발명의 태양 1은, 성분 조성이, Aspect 1 of the present invention, the component composition,

C: 0.03질량%∼0.10질량%, C: 0.03% by mass to 0.10% by mass,

Si: 0.05질량%∼0.40질량%, Si: 0.05% by mass to 0.40% by mass,

Mn: 0.90질량%∼1.60질량%, Mn: 0.90 mass% to 1.60 mass%,

P: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하, P: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less,

S: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하, S: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less,

Al: 0.010질량%∼0.060질량%, Al: 0.010% by mass to 0.060% by mass,

Ni: 0.50질량%∼1.1질량%, Ni: 0.50 mass% to 1.1 mass%,

Nb: 0.007질량%∼0.022질량%, Nb: 0.007% by mass to 0.022% by mass,

Ti: 0.007질량%∼0.017질량%, Ti: 0.007% by mass to 0.017% by mass,

N: 0.0025질량%∼0.0060질량%, 및 N: 0.0025 mass% to 0.0060 mass%, and

잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지고, The balance consists of iron and unavoidable impurities,

하기 (1)식으로 규정되는 BI가 5.30 이상, 6.2 이하이고,BI defined by the following formula (1) is 5.30 or more and 6.2 or less,

전체 조직에서 차지하는 페라이트의 분율이 85면적% 이상, 또한 펄라이트의 분율이 10면적% 미만이며, 상기 페라이트의 평균 원상당 결정 입경이 7μm 이하이고 그의 표준 편차가 3.7μm 이하인, 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판이다.The low-temperature toughness of the base material and the joint, wherein the proportion of ferrite occupied in the entire structure is 85 area% or more, and the proportion of pearlite is less than 10 area%, and the average crystal grain size per source of ferrite is 7 μm or less, and its standard deviation is 3.7 μm or less. This is an excellent high-tensile steel plate.

BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B···(1)BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B...(1)

식(1) 중, C, Nb, Mn, Cu, Ni, B는 각각, 질량%로 나타낸 C, Nb, Mn, Cu, Ni, B의 강 중 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 0질량%로 하여 계산한다.In formula (1), C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represent the content in the steel of C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represented by mass%, respectively, and elements not included are 0% by mass. It is calculated as.

본 발명의 태양 2는, 상기 성분 조성이, 추가로, Aspect 2 of the present invention, the component composition, further,

B: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하, B: more than 0% by mass, 0.002% by mass or less,

Ca: 0질량% 초과, 0.003질량% 이하, 및 Ca: more than 0 mass%, 0.003 mass% or less, and

Cu: 0질량% 초과, 0.35질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는, 태양 1에 기재된 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판이다.Cu: A high-tensile strength steel sheet having excellent low-temperature toughness between the base metal and the joint according to the first aspect, containing at least one element selected from the group consisting of more than 0% by mass and 0.35% by mass or less.

본 발명의 태양 3은, 태양 1 또는 2에 기재된 고장력 강판을 제조하는 방법으로서, Aspect 3 of the present invention is a method of manufacturing a high-tensile steel sheet according to aspect 1 or 2,

태양 1 또는 2에 기재된 성분 조성을 갖는 강편을 가열 후, 하기 (a)∼(c)의 조건을 만족시키도록 열간 압연을 행하고, 열간 압연 후, 압연 종료 온도∼(Ar3 변태점-30℃)의 제어 냉각 개시 온도로부터, Ar3 변태점∼500℃의 제어 냉각 종료 온도까지를, 0.6℃/s 이상, 10℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는, 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판의 제조 방법이다.After heating the steel sheet having the component composition described in the aspect 1 or 2, hot rolling is performed so as to satisfy the conditions of the following (a) to (c), and after hot rolling, the rolling end temperature-(Ar 3 transformation point -30° C.) The high-tensile strength steel sheet with excellent low-temperature toughness of the base material and the joint is cooled at an average cooling rate of 0.6°C/s or more and 10°C/s or less from the control cooling start temperature to the control cooling end temperature of the Ar 3 transformation point to 500°C. It is a manufacturing method.

(a) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 950∼875℃일 때는, 35% 이상의 누적 압하율로 압하한다.(a) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 950 to 875°C, it is reduced by a cumulative reduction ratio of 35% or more.

(b) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 820℃ 이하, Ar3 변태점 이상일 때는, 30% 이상의 누적 압하율로 압하한다.(b) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 820°C or less and the Ar 3 transformation point or more, it is reduced by a cumulative reduction ratio of 30% or more.

(c) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가, 875℃ 미만, 820℃ 초과의 온도역과, 2상 온도역에 있을 때는, 압하를 행하지 않는다.(c) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is in a temperature range of less than 875°C and more than 820°C, and in a two-phase temperature range, no reduction is performed.

본 발명에 의하면, Ni량을 1.1질량% 이하로 억제한 데다가, 고강도이면서 저온 인성, 특히는 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판, 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a high-tensile steel sheet having high strength and excellent low-temperature toughness, particularly low-temperature toughness of a base material and a joint, and a method for producing the same, in addition to suppressing the amount of Ni to 1.1% by mass or less.

도 1은, 이음매의 MA(도상 마르텐사이트) 분율과, 이음매 인성 vE의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는, BI와 이음매의 MA 분율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은, BI와, 인장 강도와 모재의 저온 인성의 곱(TS×vTrs)의 관계를 나타내는 그래프이다.
1 is a graph showing the relationship between the MA (island martensite) fraction of the joint and the joint toughness vE.
2 is a graph showing the relationship between the BI and the MA fraction of the joint.
3 is a graph showing the relationship between BI and the product of the tensile strength and the low-temperature toughness of the base material (TS×vTrs).

본 발명자는, Ni량을 1.1질량% 이하로 억제한 데다가, 고강도이면서 저온 인성, 특히는, 저온에서의 모재 인성과 저온에서의 이음매 인성이 우수한 고장력 강판, 및 그의 제조 방법을 제공하기 위하여, 상기 Ni에 의한 강도-모재 저온 인성 균형의 향상 효과를 최대한으로 살릴 수 있는, 강판의 조직, 성분 조성 및 제조 방법에 대해, 예의 연구를 행했다. 그 결과, 성분 조성을 본 발명의 범위 내로 함과 함께, 파라미터 BI를 소정의 범위 내로 하고, 또한 본 발명의 방법으로 제조하여, 조직을 제어하면, 고강도와 모재의 저온 인성의 양립을 가능하게 할 수 있고, 더욱이 우수한 이음매 인성도 겸비한 강판이 얻어짐을 발견했다.In order to provide a high-strength steel sheet having high strength and low temperature toughness, in particular, excellent in base metal toughness at low temperature and joint toughness at low temperature, and a method for producing the same, the present inventors have suppressed the amount of Ni to 1.1% by mass or less. The structure, component composition, and manufacturing method of the steel sheet, which can maximize the effect of improving the strength-base metal low-temperature toughness balance due to Ni, were studied. As a result, when the component composition is within the range of the present invention, the parameter BI is within a predetermined range, and manufactured by the method of the present invention, and the structure is controlled, it is possible to achieve both high strength and low temperature toughness of the base material. In addition, it was found that a steel sheet having excellent joint toughness was obtained.

본 발명에서는, 강판의 성분 조성에 있어서, 하기 (1)식으로 규정되는 BI가 5.30 이상, 6.2 이하를 만족시킨다. 이하, 우선 이 파라미터 BI에 대해 설명한다.In the present invention, in the component composition of the steel sheet, the BI specified by the following formula (1) satisfies 5.30 or more and 6.2 or less. Hereinafter, first, this parameter BI will be described.

BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B···(1)BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B...(1)

식(1) 중, C, Nb, Mn, Cu, Ni, B는 각각, 질량%로 나타낸 C, Nb, Mn, Cu, Ni, B의 강 중 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 0질량%로 하여 계산한다.In formula (1), C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represent the content in the steel of C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represented by mass%, respectively, and elements not included are 0% by mass. It is calculated as.

본 발명자는, 저온에서의 이음매 인성을 확보하기 위하여, 이음매의 저온 인성과 이음매의 조직의 관계에 대해 조사했다. 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 용접하여 얻어진 용접물의, 이음매의 인성을 평가하기 위해서, -65℃ 이하, -70℃ 이상의 온도역에서의 샤르피 흡수 에너지 vE를 측정했다. 도 1은, 이 vE와 해당 이음매부의 MA(도상 마르텐사이트) 분율의 관계를 나타내는 그래프이다. 본 발명에서 목표로 하는, vE가 27J 이상인 우수한 저온 인성을 달성하려면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 이음매의 조직에서 차지하는 MA의 분율을, 8면적% 이하로 억제할 필요가 있음을 발견했다. 한편, 도 1에 있어서, 파선으로 둘러싼 부분은, Ni량이 본 발명에서 규정하는 범위를 하회했기 때문에, vE가 낮은 값이 된 예이다.The present inventor investigated the relationship between the low-temperature toughness of the joint and the structure of the joint in order to ensure the joint toughness at a low temperature. As shown in Examples to be described later, in order to evaluate the toughness of the joint obtained by welding, the Charpy absorbed energy VE in a temperature range of -65°C or lower and -70°C or higher was measured. 1 is a graph showing the relationship between this VE and the MA (island martensite) fraction of the joint. It was found that in order to achieve the excellent low-temperature toughness of 27J or more, which is the target of the present invention, it is necessary to suppress the fraction of MA occupied in the structure of the joint to 8 area% or less, as shown in Fig. 1. On the other hand, in Fig. 1, the portion enclosed by the broken line is an example in which the amount of Ni was lower than the range specified in the present invention, and therefore the value of VE became low.

본 발명자는, 상기 이음매의 조직 중의 MA 분율을 억제하기 위하여, 그 수단에 대해 검토를 행했다. 도 2는, 상기 이음매의 MA 분율과 상기 식(1)로 나타나는 BI의 관계를 나타낸 그래프이다. 상기 도 1 및 도 2에 있어서의 MA 분율은, 후술하는 실시예 등의 용접 후의 용접물에 있어서의 이음매의 조직을 관찰하여 구한 것이다.In order to suppress the MA fraction in the structure of the joint, the present inventor studied the means. Fig. 2 is a graph showing the relationship between the MA fraction of the joint and the BI represented by Equation (1). The MA fraction in Figs. 1 and 2 is obtained by observing the structure of a joint in a welded product after welding in Examples to be described later.

상기 BI의 식을 구성하는 Nb는, 오스테나이트립의 재결정을 억제하고, 미재결정역을 확대시켜 압연에 의한 페라이트립의 미세화 촉진에 기여하는 원소이다. 또한 상기 BI의 식을 구성하는 Mn, Cu, Ni, B는, 오스테나이트를 안정화시켜, 변태 온도를 저온화, 즉 Ar3 변태점을 저하시킴으로써, 압연에 의한 조직 미세화에 기여하는 원소이다. 본 발명에 있어서의 BI의 식은, 페라이트립의 미세화에 기여하는 이들 원소를 포함하고, 또한 상기 원소의 계수를, 상기 실험 데이터로부터 구하여 얻은 것이다.Nb constituting the formula of BI is an element that suppresses recrystallization of austenite grains, enlarges the non-recrystallized area, and contributes to the acceleration of refinement of ferrite grains by rolling. Further, Mn, Cu, Ni, and B constituting the formula of BI are elements contributing to the microstructure by rolling by stabilizing austenite and lowering the transformation temperature, i.e., lowering the Ar 3 transformation point. The expression of BI in the present invention contains these elements that contribute to the refinement of ferrite grains, and is obtained by obtaining the coefficient of the element from the experimental data.

상기 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 식(1)로 나타나는 BI를 6.2 이하로 억제하면, 상기 이음매의 조직 중의 MA 분율이 8면적% 이하로 억제된다. 이음매부의 조직 중의 MA 분율을 보다 억제하여, 상기 vE를 보다 높이는 관점에서, BI는, 바람직하게는 6.1 이하이며, 보다 바람직하게는 6.0 이하이다.As shown in Fig. 2, when the BI represented by the formula (1) is suppressed to 6.2 or less, the MA fraction in the structure of the joint is suppressed to 8 area% or less. From the viewpoint of further suppressing the MA fraction in the structure of the joint and further increasing the VE, BI is preferably 6.1 or less, and more preferably 6.0 or less.

한편, 본 발명은, 고강도와 모재의 우수한 저온 인성(vTrs)의 양립도 목적으로 한다. 특히는, 인장 강도가 490MPa 이상, 또한 vTrs가 -80℃ 이하이며, 또한 이들의 곱(TS×vTrs)이 -41000(MPa·℃) 이하를 달성시킨다. 본 발명자는, 이들 특성과 BI의 관계에 대해 검토한 바, 상기 BI를 증가시키는 것에 의해, 모재의 조대한 페라이트립과 미세한 페라이트립의 혼립을 억제할 수 있음을 발견했다. 상기 혼립을 억제하는 것에 의해, 페라이트의 원상당 결정 입경의 표준 편차를 작게 할 수 있고, 결과로서, 원하는 TS×vTrs를 얻을 수 있다. BI의 증가는, 이음매부의 조직의 미세화에도 기여한다. 더욱이, BI를 증가시키는 것에 의해, 용접 시에 입열이 가해졌을 때의, 모재의 펄라이트부로부터의 조대한 베이나이트 생성을 억제하여, 이음매의 저온 인성을 높일 수 있다. 이상으로부터, 본 발명에서는, BI를 소정의 범위로 제어할 필요가 있다.On the other hand, the present invention also aims to achieve both high strength and excellent low-temperature toughness (vTrs) of the base material. In particular, the tensile strength is 490 MPa or more, and vTrs is -80°C or less, and the product (TS×vTrs) thereof is -41000 (MPa·°C) or less. When the present inventor studied the relationship between these characteristics and BI, it was found that mixing of coarse ferrite grains and fine ferrite grains of the base material can be suppressed by increasing the BI. By suppressing the mixing, the standard deviation of the crystal grain size per circle of ferrite can be reduced, and as a result, a desired TS x VTrs can be obtained. The increase in BI also contributes to the microstructure of the joint. Moreover, by increasing BI, when heat input is applied during welding, coarse bainite formation from the pearlite portion of the base material can be suppressed, and the low-temperature toughness of the joint can be improved. From the above, in the present invention, it is necessary to control the BI within a predetermined range.

본 발명자는, 도 3에 나타내는 대로, 상기 레벨의 TS×vTrs(이하, 「우수한 강도-모재 저온 인성 균형」이라고 하는 경우가 있다)를 달성시키려면, BI를 5.30 이상으로 하면 좋음을 발견했다. 보다 우수한 강도-모재 저온 인성 균형을 달성하려면, BI를 5.40 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5.45 이상, 더욱 바람직하게는 5.50 이상, 보다 더 바람직하게는 5.60 이상이다.As shown in Fig. 3, the present inventors have found that in order to achieve the above-described level of TS x vTrs (hereinafter, referred to as "excellent strength-base metal low-temperature toughness balance" in some cases), BI should be 5.30 or higher. In order to achieve a better strength-base metal low-temperature toughness balance, the BI is preferably 5.40 or more, more preferably 5.45 or more, still more preferably 5.50 or more, and even more preferably 5.60 or more.

(강 조직)(Strong organization)

본 발명의 강판은, 전체 조직에서 차지하는 페라이트의 분율이 85면적% 이상이고, 상기 페라이트의 평균 원상당 결정 입경이 7μm 이하이며, 그의 표준 편차가 3.7μm 이하이다. 본 발명에서는, 상기한 바와 같이, 페라이트 분율을 적정화하고, 또한, 페라이트립의 미세화와 균일화를 도모하는 것에 의해, 고강도와 우수한 저온 인성을 양립시킨 강판을 실현할 수 있다. 상기 페라이트의 평균 원상당 결정 입경은, 바람직하게는 6.9μm 이하이다. 본 발명의 강판의 제조 조건 등을 고려하면, 상기 페라이트의 평균 원상당 결정 입경의 하한은, 4.5μm 정도이다. 또한, 상기 원상당 결정 입경의 표준 편차를 3.7μm 이하로 함으로써, 보다 확실히 고강도이고 또한 저온 인성이 우수한 강판을 실현할 수 있다. 상기 표준 편차는, 바람직하게는 3.6μm 이하, 보다 바람직하게는 3.5μm 이하이다. 상기 표준 편차는, 페라이트립의 균일화를 보다 도모하는 관점에서, 작으면 작을수록 바람직하고 특별히 하한은 마련하지 않지만, 하한은 예를 들어 2.0μm 정도이다.In the steel sheet of the present invention, the fraction of ferrite occupied in the entire structure is 85 area% or more, the average crystal grain size per element of the ferrite is 7 μm or less, and its standard deviation is 3.7 μm or less. In the present invention, as described above, a steel sheet having both high strength and excellent low-temperature toughness can be realized by optimizing the ferrite fraction and further miniaturizing and uniformizing the ferrite grains. The ferrite has an average crystal grain size per circle, preferably 6.9 μm or less. Considering the manufacturing conditions of the steel sheet of the present invention, etc., the lower limit of the average crystal grain size per element of the ferrite is about 4.5 μm. Further, by setting the standard deviation of the crystal grain size per circle to 3.7 μm or less, it is possible to realize a steel sheet having more reliably high strength and excellent low-temperature toughness. The standard deviation is preferably 3.6 μm or less, more preferably 3.5 μm or less. From the viewpoint of further uniforming the ferrite grains, the smaller the standard deviation is, the more preferable it is, and there is no particular lower limit, but the lower limit is, for example, about 2.0 μm.

상기 결정립의 미세하고 또한 균일한 페라이트에 의한 특성 향상을 도모하기 위해, 전체 조직에서 차지하는 페라이트의 분율을, 전술한 대로 85면적% 이상으로 한다. 페라이트 분율은, 바람직하게는 88면적% 이상, 보다 바람직하게는 90면적% 이상이다. 상기 페라이트 분율의 상한은, 본 발명의 강판의 성분 조성과 제조 방법을 고려하면, 대체로 95면적%이다. 상기 페라이트 이외의 잔부의 조직은, 펄라이트, 베이나이트, 마르텐사이트, MA의 1종 이상이다. 이 중 펄라이트의 분율은, 10면적% 미만이며, 바람직하게는 9.0면적% 이하, 보다 바람직하게는 8.5면적% 이하이다. 펄라이트의 분율은 낮을수록 바람직하고, 그 하한은 특별히 마련하지 않지만, 상기 페라이트 분율을 고려하면, 펄라이트의 분율의 하한은 5면적%가 될 수 있다. 베이나이트, 마르텐사이트 및 MA는, 합계로 3면적% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0면적%이다. 상기 조직의 분율은, 강판의 판 두께 방향에 있어서, 표면으로부터 6∼7mm의 위치에서 구해진다.In order to improve the characteristics of the crystal grains by fine and uniform ferrite, the fraction of ferrite occupied in the entire structure is set to 85 area% or more as described above. The ferrite fraction is preferably 88 area% or more, more preferably 90 area% or more. The upper limit of the ferrite fraction is approximately 95 area% in consideration of the component composition and manufacturing method of the steel sheet of the present invention. The structure of the remainder other than ferrite is at least one of pearlite, bainite, martensite, and MA. Among these, the fraction of pearlite is less than 10 area%, preferably 9.0 area% or less, and more preferably 8.5 area% or less. The lower the fraction of pearlite is, the more preferable, and the lower limit is not particularly provided, but considering the ferrite fraction, the lower limit of the fraction of pearlite may be 5 area%. Bainite, martensite, and MA are preferably 3 area% or less in total, and more preferably 0 area%. The fraction of the structure is obtained at a position of 6 to 7 mm from the surface in the thickness direction of the steel sheet.

(성분 조성)(Ingredient composition)

다음에, 본 발명의 강판의 성분 조성에 대해 설명한다.Next, the component composition of the steel sheet of the present invention will be described.

[C: 0.03질량%∼0.10질량%][C: 0.03% by mass to 0.10% by mass]

C는, 고강도화에 기여하는 원소이기 때문에, 0.03질량% 이상 함유시킨다. C량은, 바람직하게는 0.04질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.050질량% 이상이다. 한편, C량이 과잉이면, 펄라이트 분율이 증가하여, 모재 인성의 저하나 이음매 인성의 저하, 더욱이 용접성의 열화를 초래하기 때문에, C량은 0.10질량% 이하로 한다. C량은, 바람직하게는 0.090질량% 이하이며, 더욱이 0.080질량% 이하로 할 수도 있다.Since C is an element contributing to high strength, it is contained in an amount of 0.03 mass% or more. The amount of C is preferably 0.04% by mass or more, and more preferably 0.050% by mass or more. On the other hand, when the amount of C is excessive, the pearlite fraction increases, resulting in a decrease in the toughness of the base metal, a decrease in the joint toughness, and further deterioration of the weldability, so the amount of C is made 0.10 mass% or less. The amount of C is preferably 0.090 mass% or less, and further, 0.080 mass% or less.

[Si: 0.05질량%∼0.40질량%][Si: 0.05% by mass to 0.40% by mass]

Si는, 강을 용제할 때에 탈산제로서 작용하고, 또한, 강의 강도를 상승시키는 효과를 발휘한다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해, 0.05질량% 이상 함유시킨다. Si량은, 바람직하게는 0.07질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.10질량% 이상이다. 한편, Si량이 과잉이 되면, 모재의 인성, 이음매부의 인성이 저하되기 때문에, Si량은 0.40질량% 이하로 한다. Si량은, 바람직하게는 0.35질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.30질량% 이하이다.Si acts as a deoxidizing agent when melting steel, and also exhibits an effect of increasing the strength of the steel. In order to exhibit such an effect, it contains 0.05 mass% or more. The amount of Si is preferably 0.07% by mass or more, and more preferably 0.10% by mass or more. On the other hand, when the amount of Si becomes excessive, the toughness of the base metal and the toughness of the joint portion decrease, so that the amount of Si is set to 0.40% by mass or less. Si amount is preferably 0.35 mass% or less, more preferably 0.30 mass% or less.

[Mn: 0.90질량%∼1.60질량%][Mn: 0.90 mass%-1.60 mass%]

Mn은, 오스테나이트를 안정화시켜, 변태 온도를 저온화시킴으로써, 압연에 의한 조직 미세화에 유효한 원소이다. 또한, 고강도화에 유효한 원소이기도 하다. 따라서, Mn을, 0.90질량% 이상 함유시킨다. Mn량은, 바람직하게는 1.00질량% 이상, 보다 바람직하게는 1.10질량% 이상이다. 한편, Mn을 과잉으로 함유시키면, MnS의 조대화와 펄라이트 분율의 증가가 생겨 모재와 이음매의 인성이 열화되고, 또한 이음매에 MA가 형성되어, 이음매의 인성의 더한 저하를 초래하기 때문에, Mn량의 상한을 1.60질량%로 한다. Mn량은, 바람직하게는 1.55질량% 이하이다.Mn is an element effective for refining the structure by rolling by stabilizing austenite and lowering the transformation temperature. It is also an element effective in increasing the strength. Therefore, 0.90 mass% or more of Mn is contained. The amount of Mn is preferably 1.00 mass% or more, more preferably 1.10 mass% or more. On the other hand, if Mn is contained excessively, the coarsening of MnS and the increase in the pearlite fraction are caused, resulting in deterioration of the toughness of the base material and the joint, and MA is formed in the joint, resulting in a further decrease in the toughness of the joint. The upper limit of is set to 1.60% by mass. The amount of Mn is preferably 1.55% by mass or less.

[P: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하][P: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less]

불가피 불순물인 P는, 모재와 용접부의 인성에 악영향을 미치기 때문에, 0.010질량% 이하로 억제한다. 공업상, P량을 0질량%로 하는 것은 곤란하고, P량의 하한은 0.002질량% 정도이다.P, which is an unavoidable impurity, adversely affects the toughness of the base metal and the welded portion, and therefore is suppressed to 0.010% by mass or less. Industrially, it is difficult to set the amount of P to 0% by mass, and the lower limit of the amount of P is about 0.002% by mass.

[S: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하][S: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less]

S는, MnS를 형성하여 인성을 열화시키는 원소이기 때문에, 0.010질량% 이하로 억제할 필요가 있다. S량은, 바람직하게는 0.005질량% 이하이다. 공업상, S량을 0질량%로 하는 것은 곤란하고, S량의 하한은 0.001질량% 정도이다.Since S is an element that forms MnS and deteriorates toughness, it needs to be suppressed to 0.010% by mass or less. S amount is preferably 0.005 mass% or less. Industrially, it is difficult to set the amount of S to 0% by mass, and the lower limit of the amount of S is about 0.001% by mass.

[Al: 0.010질량%∼0.060질량%][Al: 0.010% by mass to 0.060% by mass]

Al은, 탈산에 필요한 원소이며, 해당 효과를 발휘시키기 위해, 0.010질량% 이상 함유시킨다. Al량은, 바람직하게는 0.015질량% 이상이다. 한편, Al이 과잉으로 포함되면, 알루미나계의 조대한 개재물을 형성하여 인성이 저하되기 때문에, Al량의 상한을 0.060질량%로 한다. Al량은, 바람직하게는 0.050질량% 이하이다.Al is an element necessary for deoxidation, and in order to exhibit the effect, it is contained in an amount of 0.010% by mass or more. Al amount is preferably 0.015 mass% or more. On the other hand, when Al is contained excessively, alumina-based coarse inclusions are formed and the toughness decreases, so the upper limit of the amount of Al is set to 0.060% by mass. The amount of Al is preferably 0.050% by mass or less.

[Ni: 0.50질량%∼1.1질량%][Ni: 0.50% by mass to 1.1% by mass]

Ni는, 강판에 있어서의 양호한 저온 인성을 확보하여, 강판의 강도와 저온 인성의 양 특성을 향상시키는 데 유용한 원소이다. 본 발명에 있어서 Ni는, 전술한 바와 같이, 오스테나이트를 안정화시켜, 변태 온도를 저온화, 즉 Ar3 변태점을 저하시키는 데 유용한 원소이다. 상기 Ar3 변태점의 저하에 의해, 압연에 의한 조직 미세화를 도모할 수 있어, 상기 특성을 향상시킬 수 있다. 해당 효과를 발휘시키기 위해, Ni량을 0.50질량% 이상으로 한다. Ni량은, 바람직하게는, 0.60질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.65질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.70질량% 이상이다. 한편, Ni량이 과잉이 되면, Ni에 의한 강도와 인성에 미치는 효과의 균형이 무너져, 저온에서의 연성 파괴의 억제 효과보다도 강도 상승 효과가 우세하여, 저온 인성이 열화된다. 본 발명에서는, 전술한 바와 같이, 강도 향상과 함께 저온에서의 모재 인성의 향상을 도모하기 위해, Ni량을 1.1질량% 이하로 한다. Ni량은, 바람직하게는 1.0질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.80질량% 이하이다.Ni is an element useful for ensuring good low-temperature toughness in a steel sheet and improving both the strength and low-temperature toughness of the steel sheet. In the present invention, Ni is an element useful for stabilizing austenite, lowering the transformation temperature, that is, lowering the Ar 3 transformation point, as described above. By lowering the Ar 3 transformation point, the microstructure by rolling can be achieved, and the above properties can be improved. In order to exhibit this effect, the amount of Ni is made 0.50 mass% or more. The amount of Ni is preferably 0.60 mass% or more, more preferably 0.65 mass% or more, and still more preferably 0.70 mass% or more. On the other hand, when the amount of Ni becomes excessive, the balance of the effect on strength and toughness due to Ni is broken, the effect of increasing the strength is superior to the effect of suppressing ductile fracture at low temperature, and the low-temperature toughness deteriorates. In the present invention, as described above, in order to improve the strength and improve the toughness of the base metal at a low temperature, the amount of Ni is set to 1.1% by mass or less. The amount of Ni is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.80% by mass or less.

[Nb: 0.007질량%∼0.022질량%][Nb: 0.007 mass%-0.022 mass%]

Nb는, 오스테나이트립의 재결정 억제 효과를 통해서 페라이트립의 미세화 효과를 갖는 원소이다. 해당 효과를 얻기 위해, Nb를 0.007질량% 이상 함유시킨다. Nb량은, 바람직하게는 0.010질량% 이상이다. 한편, Nb량이 과잉이 되면 인성이 저하되기 때문에, 그의 상한을 0.022질량%로 했다. Nb량은 바람직하게는 0.020질량% 이하이다.Nb is an element having an effect of refining ferrite grains through an effect of suppressing recrystallization of austenite grains. In order to obtain the effect, Nb is contained in an amount of 0.007% by mass or more. The amount of Nb is preferably 0.010% by mass or more. On the other hand, when the amount of Nb becomes excessive, the toughness decreases, so the upper limit thereof is set to 0.022% by mass. The amount of Nb is preferably 0.020% by mass or less.

[Ti: 0.007질량%∼0.017질량%][Ti: 0.007 mass%-0.017 mass%]

Ti는, 강력한 질화물 형성 원소이며, 미량으로 TiN의 미세 석출에 의한 결정립의 미세화 효과를 발휘한다. 해당 효과를 발휘시키기 위해, Ti량을 0.007질량% 이상으로 한다. Ti량은, 바람직하게는 0.010질량% 이상이다. 한편, Ti량이 과잉이면, 오히려 이음매의 인성의 저하를 초래한다. 따라서 Ti량은, 0.017질량% 이하, 바람직하게는 0.015질량% 이하로 한다.Ti is a strong nitride-forming element, and exhibits an effect of miniaturizing crystal grains by fine precipitation of TiN in a trace amount. In order to exhibit the effect, the amount of Ti is made 0.007% by mass or more. Ti amount is preferably 0.010 mass% or more. On the other hand, if the amount of Ti is excessive, the toughness of the joint is rather lowered. Therefore, the amount of Ti is set at 0.017% by mass or less, preferably 0.015% by mass or less.

[N: 0.0025질량%∼0.0060질량%][N: 0.0025 mass%-0.0060 mass%]

N은, AlN을 생성하여, 열간 압연 전의 가열 시, 및 용접 시에 있어서의 γ립의 조대화를 방지하여, 모재나 이음매의 인성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 해당 효과를 발휘시키기 위해, N을 0.0025질량% 이상 함유시킨다. N량은, 바람직하게는 0.0030질량% 이상이다. 한편, N을 과잉으로 함유시키면, 고용 N의 증대에 의해, 모재 인성이 열화된다. 따라서 N량은, 0.0060질량% 이하, 바람직하게는 0.0050질량% 이하로 한다.N is an element effective in generating AlN, preventing coarsening of γ grains during heating before hot rolling and during welding, and improving the toughness of the base material or joint. In order to exhibit the effect, N is contained in an amount of 0.0025% by mass or more. The amount of N is preferably 0.0030 mass% or more. On the other hand, when N is contained excessively, the toughness of the base metal deteriorates due to an increase in the solid solution N. Therefore, the amount of N is made 0.0060 mass% or less, preferably 0.0050 mass% or less.

상기 원소를 포함하고, 잔부는, 철 및 불가피 불순물로 이루어진다. 불가피 불순물로서는, 원료, 자재, 제조 설비 등의 상황에 따라 가지고 들어오게 되는 미량 원소의 혼입이 허용된다. 상기 불가피 불순물로서, 0.05질량% 이하의 Cr, 0.05질량% 이하의 Mo, 및 0.005질량% 이하의 V 중 어느 1 이상을 포함하는 경우가 있다. 또한, 상기 불가피 불순물로서, 산화물 형성 원소인 Mg, REM, 및 Zr 중 1 이상의 원소가, 합계로 0.0010질량% 이하의 범위 내에서 포함되는 경우가 있다. 그러나 상기 산화물 형성 원소는, 상기 불가피 불순물 정도이면 특성에 대한 영향은 작다. 한편, 예를 들어, P 및 S와 같이, 통상, 함유량이 적을수록 바람직하고, 따라서 불가피 불순물이지만, 그 조성 범위에 대해 상기와 같이 별도 규정하고 있는 원소가 있다. 이 때문에, 본 명세서에 있어서, 잔부를 구성하는 「불가피 불순물」이라고 하는 경우는, 별도 그 조성 범위가 규정되고 있는 원소를 제외한 개념이다.It contains the above elements, and the balance consists of iron and unavoidable impurities. As unavoidable impurities, the incorporation of trace elements brought in depending on circumstances such as raw materials, materials, and manufacturing facilities is allowed. As the inevitable impurity, there is a case where any one or more of 0.05% by mass or less of Cr, 0.05% by mass or less of Mo, and 0.005% by mass or less of V may be included. In addition, as the unavoidable impurities, at least one of Mg, REM, and Zr, which are oxide-forming elements, may be contained within a total of 0.0010% by mass or less. However, if the oxide-forming element is about the level of the inevitable impurity, the effect on the properties is small. On the other hand, for example, like P and S, usually, the smaller the content is, the more preferable, and therefore, is an unavoidable impurity, but there is an element that is separately prescribed as described above with respect to the composition range. For this reason, in the present specification, the case of "inevitable impurities" constituting the remainder is a concept excluding elements whose composition range is separately defined.

본 발명의 강판은, 상기 원소와, 잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지면 되고, 하기에 기술하는 선택 원소는, 포함되어 있지 않아도 되지만, 상기 원소와 함께 필요에 따라서 함유시키는 것에 의해, 모재의 인성 등의 더한 향상에 기여한다.The steel sheet of the present invention may be composed of the above elements and the remainder of iron and unavoidable impurities, and the optional elements described below do not need to be included. It contributes to further improvement of the back.

[B: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하, Ca: 0질량% 초과, 0.003질량% 이하, 및 Cu: 0질량% 초과, 0.35질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소][B: more than 0% by mass, 0.002% by mass or less, Ca: more than 0% by mass, 0.003% by mass or less, and Cu: more than 0% by mass, at least one element selected from the group consisting of 0.35% by mass or less]

이들 원소는, 강도 또는 인성의 향상에 기여하여, 고강도와 저온 인성의 균형을 더욱 높이는 것에 기여한다. 각 원소에 대해, 하기에 나타낸다.These elements contribute to the improvement of strength or toughness, and contribute to further raising the balance of high strength and low temperature toughness. About each element, it shows below.

[B: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하][B: more than 0 mass%, 0.002 mass% or less]

B는, BN을 생성함으로써 인성에 악영향을 미치는 고용 N을 저하시키는 작용을 갖는다. 또한, 오스테나이트를 안정화시켜, Ar3 변태점을 저하시킴으로써, 압연에 의한 조직 미세화에 기여하는 원소이기도 하다. 필요에 따라서 해당 효과를 발휘시키는 경우는, B량을 0질량% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0003질량% 이상으로 한다. 한편, B 함유량이 지나치게 많으면, B의 석출물을 증가시켜 인성이 오히려 열화되므로, 0.002질량% 이하로 억제하는 것이 바람직하다.B has an effect of lowering the solid solution N which adversely affects toughness by generating BN. It is also an element contributing to the microstructure by rolling by stabilizing austenite and lowering the Ar 3 transformation point. In the case where the effect is exhibited as necessary, the amount of B is preferably more than 0% by mass, more preferably 0.0003% by mass or more. On the other hand, when the B content is too large, the precipitate of B is increased and the toughness is rather deteriorated, so it is preferable to suppress the content to 0.002% by mass or less.

[Ca: 0질량% 초과, 0.003질량% 이하][Ca: more than 0% by mass, 0.003% by mass or less]

Ca는, 개재물의 제어에 의해 강판의 인성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 필요에 따라서 해당 효과를 발휘시키는 경우, Ca량을 0질량% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0005질량% 이상이다. 한편, Ca가 과잉으로 포함되면, 인성이 저하되기 때문에, Ca량은 0.003질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.Ca is an element effective in improving the toughness of a steel sheet by controlling inclusions. In the case where the effect is exhibited as necessary, the amount of Ca is preferably more than 0% by mass, more preferably 0.0005% by mass or more. On the other hand, when Ca is contained excessively, the toughness decreases, and therefore, the amount of Ca is preferably 0.003% by mass or less.

[Cu: 0질량% 초과, 0.35질량% 이하][Cu: more than 0 mass%, 0.35 mass% or less]

Cu는, 강도 향상에 유효한 원소이다. 필요에 따라서 해당 효과를 발휘시키는 경우는, Cu량을 0질량% 초과로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상이다. Cu 함유량이 지나치게 많으면, 열간 가공 시에 균열이 발생하기 쉬워지므로, Cu량은 0.35질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.30질량% 이하이다.Cu is an element effective in improving strength. When exerting the effect as necessary, it is preferable to make the amount of Cu more than 0 mass %, More preferably, it is 0.05 mass% or more. When the Cu content is too large, cracks tend to occur during hot working, so the amount of Cu is preferably 0.35% by mass or less, and more preferably 0.30% by mass or less.

(특성)(characteristic)

본 발명의 고장력 강판은, 인장 강도, 모재의 저온 인성(vTrs), 인장 강도와 모재의 저온 인성의 곱(TS×vTrs), 및 -65℃ 이하, -70℃ 이상의 온도역의 이음매 인성이, 모두 높은 레벨에 있다. 본 발명의 고장력 강판의 이들 특성에 대해 이하에 상술한다.The high-tensile steel sheet of the present invention has tensile strength, low-temperature toughness of the base material (vTrs), the product of tensile strength and the low-temperature toughness of the base material (TS×vTrs), and the joint toughness in a temperature range of -65°C or less and -70°C or more, They are all on a high level. These characteristics of the high-tensile steel sheet of the present invention will be described in detail below.

(1) 인장 강도(TS)(1) Tensile strength (TS)

490MPa 이상의 TS를 갖는다. 이것에 의해 충분한 강도를 확보할 수 있다. TS는 바람직하게는 500MPa 이상, 보다 바람직하게는 510MPa 이상, 더욱 바람직하게는 520MPa 이상이다. 인장 강도는 높을수록 바람직하고, 인장 강도의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 700MPa 정도일 수 있다.It has a TS of 490 MPa or more. Thereby, sufficient strength can be ensured. TS is preferably 500 MPa or more, more preferably 510 MPa or more, and still more preferably 520 MPa or more. The higher the tensile strength is, the more preferable, and the upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but may be, for example, about 700 MPa.

(2) 모재의 저온 인성(2) Low temperature toughness of the base material

vTrs가 -80℃ 이하이다. 해당 vTrs는, 바람직하게는 -90℃ 이하, 보다 바람직하게는 -100℃ 이하이다. vTrs는 낮을수록 바람직하고, vTrs의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 -160℃ 정도일 수 있다.vTrs is below -80℃. The said vTrs becomes like this. Preferably it is -90 degreeC or less, More preferably, it is -100 degreeC or less. The lower vTrs is, the more preferable, and the lower limit of vTrs is not particularly limited, but may be, for example, about -160°C.

(3) 인장 강도와 모재의 저온 인성(vTrs)의 곱(TS×vTrs)(3) Product of tensile strength and low-temperature toughness of base metal (vTrs) (TS×vTrs)

TS×vTrs는 -41000(MPa·℃) 이하이다. TS×vTrs는, 바람직하게는 -42000(MPa·℃) 이하, 보다 바람직하게는 -43000(MPa·℃) 이하, 더욱 바람직하게는 -46000(MPa·℃) 이하이다. TS×vTrs는 작을수록 바람직하고, TS×vTrs의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 -70000(MPa·℃) 정도일 수 있다.TS×vTrs is -41000 (MPa·°C) or less. TS×vTrs is preferably -42000 (MPa·°C) or less, more preferably -43000 (MPa·°C) or less, and still more preferably -46000 (MPa·°C) or less. The smaller TS×vTrs, the more preferable, and the lower limit of TS×vTrs is not particularly limited, but may be, for example, about -70000 (MPa·°C).

(4) -65℃ 이하, -70℃ 이상의 온도역에서의 이음매 인성 vE(4) Toughness of the joint in the temperature range below -65℃ and above -70℃ vE

본 발명의 강판은, 후기의 실시예에 나타내는 바와 같이 입열량 4∼5kJ/mm의 용접을 행했을 때에 형성되는 이음매가, 우수한 저온 인성을 갖는다. 구체적으로는, 이음매의 -65℃ 이하, -70℃ 이상의 온도역에서의 샤르피 흡수 에너지 vE가 27J 이상이다. 상기 vE는, 바람직하게는 40J 이상, 보다 바람직하게는 50J 이상, 더욱 바람직하게는 80J 이상이다. 상기 vE는 높을수록 바람직하고, 상기 vE의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 250J 정도일 수 있다.The steel sheet of the present invention has excellent low-temperature toughness when welding is performed with a heat input of 4 to 5 kJ/mm, as shown in the later examples. Specifically, the Charpy absorbed energy VE in the temperature range of -65°C or lower and -70°C or higher of the joint is 27J or higher. Said VE is preferably 40J or more, more preferably 50J or more, and still more preferably 80J or more. The higher VE is, the more preferable, and the upper limit of VE is not particularly limited, but may be, for example, about 250J.

본 발명의 고장력 강판은, 이른바 후강판으로서 유리하게 적용할 수 있는 것이고, 이 경우, 판 두께는, 약 6mm 이상이고, 바람직하게는 10mm 이상, 보다 바람직하게는 15mm 이상이다. 판 두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 전술한 구조물에 이용되는 경우, 약 50mm 이하이고, 바람직하게는 45mm 이하, 보다 바람직하게는 40mm 이하이다.The high-tensile steel sheet of the present invention can be advantageously applied as a so-called thick steel sheet, and in this case, the sheet thickness is about 6 mm or more, preferably 10 mm or more, and more preferably 15 mm or more. The upper limit of the plate thickness is not particularly limited, but, for example, when used in the above-described structure, it is about 50 mm or less, preferably 45 mm or less, and more preferably 40 mm or less.

(제조 방법)(Manufacturing method)

상기 조직을 갖는 본 발명의 고장력 강판을 제조하기 위해, 그의 제조 조건을 하기와 같이 제어한다. 즉, 전술한 성분 조성을 만족시키는 강편을 가열 후에, 하기의 조건에서 열간 압연을 행한다. 압연 전의 가열 공정에서는, 슬래브 등의 강편을, 예를 들어 1000∼1250℃에서 가열하는 것을 들 수 있다.In order to manufacture the high-tensile steel sheet of the present invention having the above structure, the manufacturing conditions thereof are controlled as follows. That is, after heating the steel sheet satisfying the above-described component composition, hot rolling is performed under the following conditions. In the heating process before rolling, heating a steel piece, such as a slab, at 1000-1250 degreeC is mentioned, for example.

열간 압연은, 하기 (a)∼(c)의 조건을 만족시키도록 행한다. 이하, 각 조건에 대해 설명한다.Hot rolling is performed so as to satisfy the following conditions (a) to (c). Hereinafter, each condition is demonstrated.

(a) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 950∼875℃일 때는, 35% 이상의 누적 압하율로 압하한다.(a) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 950 to 875°C, it is reduced by a cumulative reduction ratio of 35% or more.

(b) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 820℃ 이하, Ar3 변태점 이상일 때는, 30% 이상의 누적 압하율로 압하한다.(b) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 820°C or less and the Ar 3 transformation point or more, it is reduced by a cumulative reduction ratio of 30% or more.

(c) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가, 875℃ 미만, 820℃ 초과와, 2상 온도역에 있을 때는, 압하를 행하지 않는다.(c) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is less than 875°C and more than 820°C, and in the two-phase temperature range, no reduction is performed.

상기 2상 온도역이란, Ar3 변태점 이하의 오스테나이트와 페라이트의 2상역이 되는 온도 영역을 말한다.The two-phase temperature region refers to a temperature region in which austenite and ferrite two phase regions are at or below the Ar 3 transformation point.

[(a) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 950∼875℃일 때의 누적 압하율은, 35% 이상][(A) The cumulative reduction rate is 35% or more when the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 950 to 875°C]

오스테나이트립을 미세화하려면, 상기 가열 후의 재결정 온도역에서, 충분히 압하할 필요가 있다. 재결정 온도역에서 누적 압하율 35% 이상의 압하를 가하는 것에 의해, 오스테나이트립 내에 전위를 축적시켜, 이 전위를 구동력으로 하여 새로운 결정립을 생성할 수 있고, 이것이 결정립의 미세화에 기여한다. 본 발명의 강판의 성분 조성에서는, 875℃ 이상에서 압하를 가하는 것에 의해 재결정이 생긴다. 한편, 압하를 가하는 온도가 지나치게 높으면 미세화에 기여하는 효과가 작다. 따라서, 압하를 가하는 온도를 950℃ 이하로 했다. 즉 본 발명에서는, 오스테나이트립의 미세화에 유효한 압하 온도역(재결정 유효 온도역)을 950∼875℃로 설정했다. 또한 본 발명에 있어서, 압하 방법으로서, 압연을 들 수 있고, 그 외에 단조 등을 들 수 있다.In order to refine the austenite grain, it is necessary to sufficiently reduce it in the recrystallization temperature range after heating. By applying a reduction of 35% or more of the cumulative reduction rate in the recrystallization temperature range, dislocations are accumulated in the austenite grains, and new grains can be generated using this dislocation as a driving force, which contributes to the refinement of the grains. In the component composition of the steel sheet of the present invention, recrystallization occurs when a reduction is applied at 875°C or higher. On the other hand, when the temperature at which the reduction is applied is too high, the effect of contributing to miniaturization is small. Therefore, the temperature at which the reduction is applied was set to 950°C or less. That is, in the present invention, the rolling reduction temperature range (effective recrystallization temperature range) effective for miniaturization of austenite grains was set to 950 to 875°C. In addition, in the present invention, rolling may be mentioned as the rolling-down method, and in addition, forging and the like may be mentioned.

본 발명에서는, 재결정 유효 온도역에서의 압하를, 누적 압하율 35% 이상으로 행하여, 본 발명의 조직 형성에 유용한 새로운 결정립을 생성한다. 상기 누적 압하율은, 바람직하게는 40% 이상이다. 한편, 해당 누적 압하율의 상한은 대체로 80%이다.In the present invention, the reduction in the effective recrystallization temperature range is performed at a cumulative reduction ratio of 35% or more, thereby generating new crystal grains useful for the formation of the structure of the present invention. The cumulative reduction ratio is preferably 40% or more. On the other hand, the upper limit of the cumulative reduction ratio is approximately 80%.

[(b) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 820℃ 이하, Ar3 변태점 이상일 때의 누적 압하율은, 30% 이상][(B) The cumulative reduction rate when the temperature at the position 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 820°C or less and the Ar 3 transformation point or more is 30% or more]

[(c) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가, 875℃ 미만, 820℃ 초과와, 2상 온도역에 있을 때는, 압하 없음][(C) When the temperature at the position of 1/4 of the thickness of the steel plate is less than 875℃, exceeds 820℃, and is in the two-phase temperature range, there is no reduction]

페라이트립의 생성핵이 될 수 있는 변형대를 늘리기 위해, 미재결정 온도역에 있어서도 충분한 압하를 필요로 한다. 재결정 온도역보다도 저온역에서 압하를 가하는 것에 의해, 오스테나이트립은 새로운 결정립을 생성하지 못하고 편평한 조직이 되어, 입내에 변형대를 도입할 수 있다. 그렇지만, 재결정 온도역보다 저온이어도, 미재결정 온도역의 고온측에서 압하를 행하면, 혼립 조직이 생기기 쉬워, 조대한 페라이트립이 생성되기 쉽다. 이러하므로, 본 발명에서는, 미재결정 온도역의 저온측의, 압하를 가하는 온도역을, 820℃ 이하, Ar3 변태점 이상으로 했다. 또한, 미재결정 온도역의 고온측인, 875℃ 미만, 820℃ 초과의 온도역에서는, 압하를 행하지 않는 것으로 했다.In order to increase the strain zone that can become the generation nuclei of ferrite grains, a sufficient reduction is required even in the non-recrystallized temperature range. By applying a reduction in the lower temperature region than the recrystallization temperature region, the austenite grains do not generate new crystal grains and become a flat structure, so that a strain zone can be introduced into the grains. However, even if it is lower than the recrystallization temperature range, when the reduction is performed on the high temperature side of the non-recrystallization temperature range, a mixed structure is likely to be formed, and coarse ferrite grains are likely to be generated. Therefore, in the present invention, the temperature range in which the reduction is applied on the low temperature side of the non-recrystallization temperature range is set to 820°C or less and the Ar 3 transformation point or more. In addition, in a temperature range of less than 875°C and more than 820°C, which is the high temperature side of the non-recrystallization temperature range, it is assumed that no reduction is performed.

상기 820℃ 이하, Ar3 변태점 이상의 온도역에서의 압하는, 상기 변형대 도입의 효과를 충분히 얻기 위해, 누적 압하율을 30% 이상으로 한다. 해당 누적 압하율은, 바람직하게는 35% 이상이다. 한편, 해당 누적 압하율의 상한은 대체로 80%이다.In order to sufficiently obtain the effect of introducing the strain zone, the pressure reduction in the temperature range of 820°C or lower and Ar 3 transformation point or higher is set to 30% or more. The cumulative reduction ratio is preferably 35% or more. On the other hand, the upper limit of the cumulative reduction ratio is approximately 80%.

또한, 미재결정 온도역보다도 저온인 2상 온도역에서 압하를 행하면, 강판의 강도는 향상되지만, 가공 강화에 수반하는 응력 집중이 현저해져, 강판의 인성이 열화된다. 따라서, 2상 온도역에 있어서도 압하를 행하지 않는다.Further, when the reduction is performed in a two-phase temperature range that is lower than the non-recrystallization temperature range, the strength of the steel sheet is improved, but the stress concentration accompanying the work strengthening becomes remarkable, and the toughness of the steel sheet is deteriorated. Therefore, the reduction is not performed even in the two-phase temperature range.

상기 Ar3 변태점은 하기 식(2)에 기초하여 구해진다.The Ar 3 transformation point is obtained based on the following equation (2).

Ar3 변태점=868-369×[C]+24.6×[Si]-68.1×[Mn]-36.1×[Ni]-20.7×[Cu]-24.8×[Cr]+29.6×[Mo]···(2)Ar 3 transformation point=868-369×[C]+24.6×[Si]-68.1×[Mn]-36.1×[Ni]-20.7×[Cu]-24.8×[Cr]+29.6×[Mo]... (2)

식(2) 중, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr] 및 [Mo]는, 각각 C, Si, Mn, Ni, Cu, Cr 및 Mo의 강 중 함유량(질량%)을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 0질량%로 하여 계산한다.In formula (2), [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr] and [Mo] are each of C, Si, Mn, Ni, Cu, Cr, and Mo. It represents the content (mass%) in the steel, and the element not contained is calculated as 0% by mass.

상기 누적 압하율은, 아래 식에 의해 산출했다.The cumulative reduction ratio was calculated by the following equation.

950∼875℃의 온도역에서의 누적 압하율(%)=(H1-H2)/H1×100 Cumulative reduction rate in the temperature range of 950 to 875℃ (%) = (H1-H2)/H1×100

820℃ 이하, Ar3 변태점 이상에서의 누적 압하율(%)=(H2-t)/H2×100Cumulative reduction rate (%) = (H2-t)/H2×100 at 820°C or lower and above the Ar 3 transformation point

상기에 있어서, In the above,

H1은, 950∼875℃의 온도역에서의 압연 개시 시의 판 두께(예를 들어 슬래브 두께),H1 is the plate thickness at the start of rolling in the temperature range of 950 to 875°C (for example, the thickness of the slab),

H2는, 950∼875℃의 온도역에서의 압연 종료 시의 판 두께=820℃ 이하, Ar3 변태점 이상의 온도역에서의 압연 개시 시의 판 두께,H2 is the sheet thickness at the end of rolling in a temperature range of 950 to 875°C = 820°C or less, and the sheet thickness at the start of rolling in a temperature range above the Ar 3 transformation point,

t는 마무리 두께이며, 모두 단위는 mm이다.t is the finish thickness, all in mm.

상기 열간 압연 후, 압연 종료 온도∼(Ar3 변태점-30℃)의 제어 냉각 개시 온도로부터, Ar3 변태점∼500℃의 제어 냉각 종료 온도까지는, 0.6℃/s 이상, 10℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각한다. (Ar3 변태점-30℃)를 하회하는 온도로부터의 상기 평균 냉각 속도로의 냉각은, 페라이트와 오스테나이트의 2상역으로부터의 냉각이 되어, 오스테나이트에 원소가 농축되어 베이나이트나 MA가 형성되기 때문에 바람직하지 않다.After the hot rolling, from the controlled cooling start temperature of the rolling end temperature to (Ar 3 transformation point -30° C.) to the controlled cooling end temperature of the Ar 3 transformation point to 500° C., an average of 0.6° C./s or more and 10° C./s or less. Cool at a cooling rate. Cooling at the above average cooling rate from a temperature below (Ar 3 transformation point -30°C) results in cooling from the two-phase region of ferrite and austenite, concentrating elements in austenite to form bainite or MA. Because it is not desirable.

상기 온도 범위에 있어서, 평균 냉각 속도가 0.6℃/s 이상인 가속 냉각을 행하는 것에 의해, 페라이트 이외의 제2상의 생성을 억제하고, 또한 페라이트의 성장을 억제하여, 미세한 페라이트립을 확보할 수 있다. 상기 평균 냉각 속도는, 바람직하게는 0.7℃/s 이상, 보다 바람직하게는 0.8℃/s 이상, 더욱 바람직하게는 2.0℃/s 이상이다. 한편, 상기 평균 냉각 속도가 10℃/s를 초과하여 지나치게 빠르면, 원하는 페라이트 분율을 확보할 수 없어 인성이 저하된다. 따라서 상기 평균 냉각 속도는, 10℃/s 이하, 바람직하게는 9.5℃/s 이하, 보다 바람직하게는 9.0℃/s 이하, 더욱 바람직하게는 8.5℃/s 이하로 한다.In the above temperature range, by performing accelerated cooling with an average cooling rate of 0.6°C/s or more, generation of the second phase other than ferrite can be suppressed, growth of ferrite can be suppressed, and fine ferrite grains can be secured. The average cooling rate is preferably 0.7°C/s or more, more preferably 0.8°C/s or more, and still more preferably 2.0°C/s or more. On the other hand, when the average cooling rate exceeds 10° C./s and is too fast, the desired ferrite fraction cannot be secured and the toughness decreases. Therefore, the average cooling rate is 10°C/s or less, preferably 9.5°C/s or less, more preferably 9.0°C/s or less, and even more preferably 8.5°C/s or less.

상기 평균 냉각 속도에서의 냉각을, Ar3 변태점보도다 높은 온도에서 종료해 버리면, 페라이트의 조대화나 펄라이트 분율이 증가하기 때문에, 원하는 특성이 얻어지지 않는다. 한편, 500℃보다도 낮은 온도까지 행하면, MA 분율이 증가하여, 모재 인성이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 따라서, 상기 평균 냉각 속도에서의 냉각의 종료 온도를, Ar3 변태점∼500℃로 한다. 한편, 상기 제어 냉각에 의해 본 발명에서 규정하는 조직을 충분히 확보하는 관점에서는, 상기 제어 냉각 개시 온도와 상기 제어 냉각 종료 온도의 온도차(상기 제어 냉각 개시 온도-상기 제어 냉각 종료 온도)를, 바람직하게는 40℃ 이상, 보다 바람직하게는 60℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상으로 하는 것이 좋다.If the cooling at the average cooling rate is terminated at a temperature higher than the Ar 3 transformation point, since the ferrite coarsens and the pearlite fraction increases, desired properties cannot be obtained. On the other hand, when it is performed to a temperature lower than 500°C, the MA fraction increases, and there arises a problem that the base metal toughness decreases. Therefore, the temperature at which the cooling ends at the average cooling rate is from the Ar 3 transformation point to 500°C. On the other hand, from the viewpoint of sufficiently securing the structure defined in the present invention by the controlled cooling, the temperature difference between the controlled cooling start temperature and the controlled cooling end temperature (the controlled cooling start temperature-the controlled cooling end temperature) is preferably Is 40°C or higher, more preferably 60°C or higher, and still more preferably 80°C or higher.

상기 제어 냉각 후는, 실온까지 예를 들어 방랭으로 할 수 있다.After the control cooling, for example, it can be cooled to room temperature.

실시예Example

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 전술 및 후술하는 취지에 합치할 수 있는 범위에서, 적절히 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited by the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications within a range that can be consistent with the above and the purpose described later, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

표 1에 나타내는 성분 조성을 만족시키는 강편(슬래브)을 통상적 방법에 의해 얻었다. 상기 강편을, 표 2에 나타내는 가열 온도까지 가열하고 나서, 표 2에 나타내는 조건에서 열간 압연과, 열간 압연 후의 냉각을 행했다. 표 2에 나타내는 제어 냉각 종료 온도로부터, 실온까지는 공랭했다. 이들 제조 방법에 의해 표 2에 마무리 두께로서 나타내는 판 두께의 강판을 얻었다.A steel piece (slab) satisfying the component composition shown in Table 1 was obtained by a conventional method. After heating the said steel piece to the heating temperature shown in Table 2, hot rolling and cooling after hot rolling were performed under the conditions shown in Table 2. From the control cooling end temperature shown in Table 2 to room temperature, it air-cooled. By these manufacturing methods, a steel sheet having a sheet thickness shown in Table 2 as a finish thickness was obtained.

상기 제조 공정의 가열, 열간 압연에 있어서의 각 온도는, 강판의 표면 온도로부터, 판 두께와, 열전도율 등의 파라미터를 이용하여 계산에 의해 구한, 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도이다. 또한, 제어 냉각 개시 온도와 제어 냉각 종료 온도는 표면 온도이다. 한편, 가열 시는 표면과 판 두께 중심부의 온도차가 충분히 작아지도록 충분히 균열 유지를 행했다.Each temperature in heating and hot rolling in the manufacturing process is a temperature at a position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet, calculated from the surface temperature of the steel sheet using parameters such as sheet thickness and thermal conductivity. In addition, the controlled cooling start temperature and the controlled cooling end temperature are surface temperatures. On the other hand, during heating, the crack was sufficiently maintained so that the temperature difference between the surface and the center of the sheet thickness became sufficiently small.

얻어진 강판에 대해, 하기의 요령으로 강 조직, 인장 강도, 모재의 저온 인성, 및 이음매의 저온 인성의 평가를 행했다.With respect to the obtained steel sheet, the steel structure, tensile strength, low-temperature toughness of the base material, and low-temperature toughness of the joint were evaluated in the following manner.

[강 조직의 관찰][Observation of strong structure]

후술하는 충격 시험편, 즉 샤르피 시험편의 채취 위치와 동일한 위치인, 각 강판의 표면으로부터 판 두께 방향으로 6∼7mm의 위치에 있어서, 광학 현미경을 이용하여 배율 100배로, 1시야가 600μm×800μm인 영역을 관찰하고, 화상 해석 소프트웨어를 이용하여, 페라이트와 펄라이트의 분율을 측정했다. 또한, 페라이트 입경은, 각 강판의 표면으로부터 판 두께 방향으로 6∼7mm의 위치에 있어서, 광학 현미경을 이용하여 배율 100배로 관찰하여, 페라이트립의 크기를 원으로 가정했을 때의 직경을 원상당 결정 입경으로서 구하고, 그의 평균치(평균 원상당 결정 입경)와 표준 편차를 구했다.The impact test piece described later, that is, at a position of 6 to 7 mm in the plate thickness direction from the surface of each steel plate, which is the same position as the collecting position of the Charpy test piece, using an optical microscope at a magnification of 100 times and a field of view of 600 μm×800 μm Was observed, and the fractions of ferrite and pearlite were measured using image analysis software. In addition, the ferrite grain size was observed at a magnification of 100 times using an optical microscope at a position of 6 to 7 mm from the surface of each steel plate in the plate thickness direction, and the diameter of the ferrite grain assuming a circle was determined per circle. It was calculated|required as a particle diameter, and its average value (crystal grain size per average circle) and standard deviation were obtained.

[인장 강도의 평가][Evaluation of tensile strength]

각 강판의 전체 두께로부터, 압연 방향에 대해서 직각의 방향으로, JIS Z 2201의 1B호 시험편을 채취하고, JIS Z 2241의 요령으로 인장 시험을 행하여, 인장 강도(TS)를 측정했다. 그리고 인장 강도가 490MPa 이상인 것을, 고강도라고 평가했다.From the total thickness of each steel sheet, a JIS Z 2201 No. 1B test piece was taken in a direction perpendicular to the rolling direction, and a tensile test was conducted in accordance with JIS Z 2241 to measure the tensile strength (TS). And what had a tensile strength of 490 MPa or more was evaluated as high strength.

[모재의 저온 인성의 평가(모재를 이용한 충격 시험)][Evaluation of the low-temperature toughness of the base material (impact test using the base material)]

각 강판의 표면으로부터, 판 두께 방향으로 6∼7mm의 위치가 샤르피 시험편의 중심부와 동일해지고, 시험편의 긴 방향이 압연 방향과 직각이 되도록, 시험편을 채취했다. 그리고, JIS Z 2242의 요령으로 샤르피 충격 시험을 행하여, 파면 천이 온도 vTrs를 측정했다. 그리고, 파면 천이 온도 vTrs가 -80℃ 이하인 것을 저온 인성이 우수하다고 평가했다.From the surface of each steel plate, the test piece was taken so that the position of 6 to 7 mm in the plate thickness direction became the same as the center of the Charpy test piece, and the long direction of the test piece was perpendicular to the rolling direction. Then, the Charpy impact test was performed in accordance with the method of JIS Z 2242, and the wavefront transition temperature vTrs was measured. And it evaluated that the fracture surface transition temperature vTrs was -80°C or less as excellent in low-temperature toughness.

[이음매의 저온 인성의 평가(이음매를 이용한 충격 시험)][Evaluation of low-temperature toughness of joints (impact test using joints)]

입열 4∼5kJ/mm로 용접을 행하여 얻은 용접물로부터 시험편을 채취했다. 시험편은, 용접물의 이음매에 있어서, 모재의 저온 인성의 평가와 마찬가지로 표면으로부터 판 두께 방향으로 6∼7mm의 위치가 샤르피 시험편의 중심부와 동일해지고, 또한 시험편의 긴 방향이, 용접선 방향과 직각이며 압연 방향과 직각이 되도록, 시험편을 채취했다. 그리고, JIS Z 2242의 요령으로 샤르피 충격 시험을 행하고, -65℃ 또는 -70℃에서의 샤르피 흡수 에너지를 구하여, 이음매(Bond)부의 인성을 평가했다.A test piece was taken from the weldment obtained by welding at 4 to 5 kJ/mm of heat input. In the joint of the weldment, as in the evaluation of the low-temperature toughness of the base metal, the position of 6 to 7 mm from the surface to the plate thickness direction is the same as the center of the Charpy test piece, and the long direction of the test piece is rolled at right angles to the welding line direction. The test piece was taken so as to be perpendicular to the direction. Then, a Charpy impact test was performed in accordance with JIS Z 2242, and the Charpy absorbed energy at -65°C or -70°C was calculated to evaluate the toughness of the joint.

또한 이음매의 조직에 대해서도 관찰했다. 상세하게는, 이음매 부분의 샘플을, 관찰 대상에 따라서 3% 나이탈 용액 또는 레페라 용액을 이용하여 부식시켜, 결정립계, MA를 현출시켰다. 그리고, 표면으로부터 판 두께 방향으로 6∼7mm의 위치에 있어서, 현출시킨 조직을 광학 현미경으로 관찰하여, 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트, 및 MA의 분율을 산출했다. 표 3에는 이 중, MA의 분율을 아울러 나타내고 있다.In addition, the structure of the joint was also observed. Specifically, the sample of the joint part was corroded using a 3% nital solution or a Lepera solution depending on the object to be observed, and the grain boundaries and MA were exposed. Then, at a position of 6 to 7 mm in the plate thickness direction from the surface, the exposed structure was observed with an optical microscope, and the fractions of ferrite, bainite and martensite, and MA were calculated. Among them, the fraction of MA is also shown in Table 3.

이들의 평가 결과를 표 3에 나타낸다.Table 3 shows the results of these evaluations.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 표 1∼3의 결과로부터 다음의 것을 알 수 있다. No. 3∼14는, 본 발명의 성분 조성을 만족시키고, 제조 조건도 만족시키고 있으며, 얻어진 강판은 원하는 조직을 가져, 고강도이며, 강도-모재 저온 인성 균형과, 이음매의 저온 인성이 우수했다. 이에 반해서, No. 1과 2는, Ni량이 부족하여, BI가 본 발명의 범위를 하회했기 때문에, 입경이 균일한 페라이트를 일정량 이상 확보할 수 없고, 그 결과, 고강도와, 모재 및 이음매의 저온 인성을 얻을 수 없었다. 또한 No. 15는, Nb량이 과잉이며, BI가 본 발명의 범위를 상회했기 때문에, 이음매의 조직 중의 MA 분율이 과잉이 되어, 저온 인성이 뒤떨어졌다.The following can be seen from the results of Tables 1 to 3 above. No. In 3 to 14, the component composition of the present invention was satisfied, and the production conditions were also satisfied, and the obtained steel sheet had a desired structure, high strength, and excellent strength-base metal low-temperature toughness balance, and low-temperature toughness of the joint. On the contrary, No. In 1 and 2, since the amount of Ni was insufficient, and the BI was less than the scope of the present invention, a certain amount or more of ferrite having a uniform particle diameter could not be secured, and as a result, high strength and low-temperature toughness of the base metal and the joint could not be obtained. . Also No. In 15, since the amount of Nb was excessive and BI exceeded the range of the present invention, the MA fraction in the structure of the joint became excessive, and the low-temperature toughness was inferior.

Claims (3)

성분 조성이,
C: 0.03질량%∼0.10질량%,
Si: 0.05질량%∼0.40질량%,
Mn: 0.90질량%∼1.60질량%,
P: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하,
S: 0질량% 초과, 0.010질량% 이하,
Al: 0.010질량%∼0.060질량%,
Ni: 0.50질량%∼1.1질량%,
Nb: 0.007질량%∼0.022질량%,
Ti: 0.007질량%∼0.017질량%,
N: 0.0025질량%∼0.0060질량%, 및
잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지고,
하기 (1)식으로 규정되는 BI가 5.30 이상, 6.2 이하이고,
전체 조직에서 차지하는 페라이트의 분율이 85면적% 이상, 또한 펄라이트의 분율이 10면적% 미만이고, 상기 페라이트의 평균 원상당 결정 입경이 7μm 이하이며, 그의 표준 편차가 3.7μm 이하인, 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판.
BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B···(1)
식(1) 중, C, Nb, Mn, Cu, Ni, B는 각각, 질량%로 나타낸 C, Nb, Mn, Cu, Ni, B의 강 중 함유량을 나타내고, 포함되지 않는 원소는 0질량%로 하여 계산한다.
Ingredient composition,
C: 0.03% by mass to 0.10% by mass,
Si: 0.05% by mass to 0.40% by mass,
Mn: 0.90 mass% to 1.60 mass%,
P: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less,
S: more than 0 mass%, 0.010 mass% or less,
Al: 0.010% by mass to 0.060% by mass,
Ni: 0.50 mass% to 1.1 mass%,
Nb: 0.007% by mass to 0.022% by mass,
Ti: 0.007% by mass to 0.017% by mass,
N: 0.0025 mass% to 0.0060 mass%, and
The balance consists of iron and unavoidable impurities,
BI defined by the following formula (1) is 5.30 or more and 6.2 or less,
Low temperature between the base material and the joint, wherein the proportion of ferrite occupied in the entire structure is 85 area% or more, and the proportion of pearlite is less than 10 area%, the average crystal grain size per source of ferrite is 7 μm or less, and its standard deviation is 3.7 μm or less. High-tensile steel sheet with excellent toughness.
BI=12×(C+5Nb)+2Mn+Cu+Ni+300B...(1)
In formula (1), C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represent the content in the steel of C, Nb, Mn, Cu, Ni, and B represented by mass%, respectively, and elements not included are 0% by mass. It is calculated as.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로,
B: 0질량% 초과, 0.002질량% 이하,
Ca: 0질량% 초과, 0.003질량% 이하, 및
Cu: 0질량% 초과, 0.35질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 함유하는, 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판.
The method of claim 1,
The component composition, further,
B: more than 0% by mass, 0.002% by mass or less,
Ca: more than 0 mass%, 0.003 mass% or less, and
Cu: A high-tensile steel sheet having excellent low-temperature toughness of a base material and a joint containing at least one element selected from the group consisting of more than 0% by mass and not more than 0.35% by mass.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 고장력 강판을 제조하는 방법으로서,
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강편을 가열 후, 하기 (a)∼(c)의 조건을 만족시키도록 열간 압연을 행하고, 열간 압연 후, 압연 종료 온도∼(Ar3 변태점-30℃)의 제어 냉각 개시 온도로부터, Ar3 변태점∼500℃의 제어 냉각 종료 온도까지를, 0.6℃/s 이상, 10℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는, 모재와 이음매의 저온 인성이 우수한 고장력 강판의 제조 방법.
(a) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 950∼875℃일 때는, 35% 이상의 누적 압하율로 압하한다.
(b) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가 820℃ 이하, Ar3 변태점 이상일 때는, 30% 이상의 누적 압하율로 압하한다.
(c) 강판의 판 두께의 1/4 위치의 온도가, 875℃ 미만, 820℃ 초과의 온도역과, 2상 온도역에 있을 때는, 압하를 행하지 않는다.
As a method of manufacturing the high-tensile steel sheet according to claim 1 or 2,
After heating the steel sheet having the component composition according to claim 1 or 2, hot rolling is performed so as to satisfy the following conditions (a) to (c), and after hot rolling, rolling end temperature to (Ar 3 transformation point -30 ℃) from the control cooling start temperature to the control cooling end temperature of Ar 3 transformation point to 500°C, cooling at an average cooling rate of 0.6°C/s or more and 10°C/s or less, excellent low-temperature toughness of the base metal and the joint Manufacturing method of high-tensile steel sheet.
(a) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 950 to 875°C, it is reduced by a cumulative reduction ratio of 35% or more.
(b) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is 820°C or less and the Ar 3 transformation point or more, it is reduced by a cumulative reduction ratio of 30% or more.
(c) When the temperature at the position of 1/4 of the sheet thickness of the steel sheet is in a temperature range of less than 875°C and more than 820°C, and in a two-phase temperature range, no reduction is performed.
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