KR20220030288A - 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
예를 들어 에너지 수송선에 있어서 액화 가스의 수용에 사용되는 저장용 탱크에 제공하는, 암모니아 응력 부식 균열성 그리고 저온 인성이 우수한 강판을 제공한다. C : 0.05 ％ 이상 0.15 ％ 이하, Si : 0.50 ％ 이하, Mn : 0.50 ％ 이상 2.00 ％ 이하, Al : 0.060 ％ 이하, N : 0.0010 ％ 이상 0.0100 ％ 이하, Ti : 0.005 ％ 이상 0.100 ％ 이하, P : 0.020 ％ 이하, S : 0.010 ％ 이하 및 O : 0.0100 ％ 이하를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성과, 강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상이고, 상기 강판의 판 두께의 1/2 에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ％ 이상 90 ％ 이하, 또한 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하인, 마이크로 조직을 갖는 것으로 한다.
Description
본 발명은, 인성 및 내식성이 우수한 강판, 특히 액화 석유 가스 (이하, LPG 라고 나타낸다) 및 액체 암모니아를 혼재하는 다목적 탱크에 제공하는, 저온 인성 및 암모니아 응력 부식 균열성이 우수한 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근의 에너지 수요의 증가에 수반하여, 에너지 수송선에 의한 액화 가스의 수송이 활발히 이루어지고 있다. 에너지 수송선의 효율적인 운용을 위하여, 탱크에는 LPG 뿐만 아니라 액체 암모니아가 함께 운반되는 경우가 있다.
이들 액화 가스는 저온에서 수송되기 때문에, 이들 액화 가스의 저장용 탱크에 사용되는 강판은, 우수한 높은 저온 인성이 요구된다.
또한, 최근 탱크의 대형화가 진행되고 있어, 강판에는 490 ㎫ 이상의 높은 인장 강도 (TS) 가 요구된다. 또한, 액화 암모니아는 응력 부식 균열을 일으키는 것이 알려져 있어, 암모니아에 의한 응력 부식 균열을 회피하기 위해서, 440 ㎫ 이하의 항복 강도 (YS) 가 동시에 요구된다.
전술한 바와 같은, 액화 가스 저장용 탱크에 필요한 저온 인성을 갖고, 강도 범위를 만족하기 위한 기술이, 특허문헌 1 및 2 에 기재되어 있고, 열간 압연 후 냉각한 후강판을 수회 열 처리하거나, 혹은 열간 압연 후 수냉한 후강판을 수회 열 처리한다는 방법으로, 높은 저온 인성 및 소정 강도 특성을 실현하고 있다.
상기의 특허문헌 1 및 2 에 기재되는 수법에서는, 복수회의 열 처리를 실시할 필요가 있고, 그것을 위한 설비나 에너지에 드는 비용이 큰 결과로, 경제적인 문제가 있었다. 또한, 1 회째의 퀀칭 온도가 높은 경우에는, 1/4t 에 있어서의 인성의 향상 영역이 적은 결과가 되어 있는 것으로부터, 고온에 장시간 노출되는 강판의 표층부에 있어서의 인성이 불안정해질, 우려가 있었다.
본 발명은, 상기의 문제를 해결하고, 예를 들어 에너지 수송선에 있어서 액화 가스의 수용에 사용되는 저장용 탱크에 제공하는, 암모니아 응력 부식 균열성 그리고 저온 인성이 우수한 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 온라인 가열 냉각 장치를 사용하여, 강판의 저온 인성, 강도 특성에 대한 각종 요인에 대하여, 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, C, Si, Mn, Ti 등의 원소를 소정량 이상으로 첨가하고, 강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상이고, 상기 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/2 의 깊이에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ∼ 90 ％, 또한 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하인, 마이크로 조직으로 제어하면, 원하는 저온 인성 및 강도 특성이 발휘되어, 비용이 드는 열 처리를 생략할 수 있는 것을 지견하였다.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여, 더욱 검토를 가하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.
1. 질량％ 로,
C : 0.05 ％ 이상 0.15 ％ 이하,
Si : 0.50 ％ 이하,
Mn : 0.50 ％ 이상 2.00 ％ 이하,
Al : 0.060 ％ 이하,
N : 0.0010 ％ 이상 0.0100 ％ 이하,
Ti : 0.005 ％ 이상 0.100 ％ 이하,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.010 ％ 이하 및
O : 0.0100 ％ 이하
를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고,
강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상이고, 상기 강판의 판 두께의 1/2 에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ％ 이상 90 ％ 이하, 또한 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하인, 마이크로 조직을 갖는, 강판.
2. 상기 성분 조성은 추가로, 질량％ 로,
Cu : 2.00 ％ 이하,
Ni : 2.00 ％ 이하
Cr : 1.00 ％ 이하,
Mo : 1.00 ％ 이하
V : 1.00 ％ 이하,
W : 1.00 ％ 이하,
Co : 1.00 ％ 이하,
Nb : 0.100 ％ 이하,
B : 0.0100 ％ 이하,
Ca : 0.0200 ％ 이하,
Mg : 0.0200 ％ 이하 및
REM : 0.0200 ％ 이하
중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는, 상기 1 에 기재된 강판.
3. 질량％ 로,
C : 0.05 ％ 이상 0.15 ％ 이하,
Si : 0.50 ％ 이하,
Mn : 0.50 ％ 이상 2.00 ％ 이하,
Al : 0.060 ％ 이하,
N : 0.0010 ％ 이상 0.0100 ％ 이하,
Ti : 0.005 ％ 이상 0.100 ％ 이하,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.010 ％ 이하 및
O : 0.0100 ％ 이하
를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 강 소재에, 종료 온도가 Ar3 점 이상의 열간 압연을 실시하고, 그 후 Ar3 점 이상의 온도로부터 냉각을 개시하고, 강판 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 온도가 600 ℃ 이하가 될 때까지 평균 냉각 속도 : 10 ℃/s 이상으로 냉각하고, 일단 냉각을 정지하여 그 냉각을 10 초 내지 600 초 사이에서 중단하고, 이어서 강판의 판 두께의 1/2 에 있어서의 평균 냉각 속도가 5 ∼ 50 ℃/s 인 냉각을 실시하여, 그 냉각을 판 두께 중심부에 있어서의 온도가 200 ℃ 이상 450 ℃ 이하인 온도역에서 종료하는, 강판의 제조 방법.
4. 상기 성분 조성은 추가로, 질량％ 로,
Cu : 2.00 ％ 이하,
Ni : 2.00 ％ 이하,
Cr : 1.00 ％ 이하,
Mo : 1.00 ％ 이하,
V : 1.00 ％ 이하,
W : 1.00 ％ 이하,
Co : 1.00 ％ 이하,
Nb : 0.100 ％ 이하,
B : 0.0100 ％ 이하,
Ca : 0.0200 ％ 이하,
Mg : 0.0200 ％ 이하 및
REM : 0.0200 ％ 이하
중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는, 상기 3 에 기재된 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 저온에서의 내충격 특성 및 암모니아 응력 부식 균열성이 우수한, 저온 그리고 부식 분위기의 환경에서 사용되는 탱크에 바람직한 강판을 저렴하게 제공할 수 있기 때문에, 산업상 각별한 효과를 발휘한다.
다음으로, 본 발명의 강판에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에 있어서, 강판 및 그 제조에 제공하는 강 소재는, 상기 성분 조성을 갖는 것이 중요하다. 그래서, 먼저 본 발명에 있어서 강의 성분 조성을 상기와 같이 한정하는 이유를 설명한다. 또한, 성분 조성에 관한 「％」 는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」 를 의미하는 것으로 한다.
[성분 조성]
C : 0.05 ％ 이상 0.15 ％ 이하
C 는, 강의 퀀칭성을 증가시키는 작용을 갖는 원소로서, 고강도를 달성하기 위해서는 첨가가 필요하게 되는, 중요한 원소의 하나이다. 상기 효과를 얻기 위해서는, C 함유량을 0.05 ％ 이상으로 한다. 또한, 다른 합금 원소의 함유량을 적게 하여, 보다 저비용으로 제조한다는 관점에서는, C 함유량은 0.07 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, C 함유량이 0.15 ％ 를 초과하면, 강도가 과잉으로 높아지는 것에 더하여, 인성이나 용접성이 저하된다. 그 때문에, C 함유량은 0.15 ％ 이하로 한다. 또한, 인성이나 용접성의 저하를 억제하는 관점에서는, C 함유량을 0.13 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si : 0.50 ％ 이하
Si 는, 탈산제로서 작용하는 원소이지만, 한편으로 인성이나 용접성의 저하를 초래하는 원소이다. 그 때문에, 가능한 한 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.50 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 또한, 강의 탈산은 Al 이나 Ti 등으로도 충분히 가능한 것으로부터, Si 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 된다. 인성이나 용접성의 관점에서는, 0.40 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.30 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
Mn : 0.50 ％ 이상 2.00 ％ 이하
Mn 은, 강의 퀀칭성을 증가시키는 작용을 갖는 원소로서, 고강도를 만족하기 위해서는 첨가가 필요하게 되는, 중요한 원소의 하나이다. 상기 효과를 얻기 위해서는, Mn 함유량을 0.50 ％ 이상으로 한다. 또한, 다른 합금 원소의 함유량을 적게 하여, 보다 저비용으로 제조한다는 관점에서는, Mn 함유량은 0.70 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.90 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Mn 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면, 강도가 과잉으로 높아지는 것 및 인성이나 용접성이 저하하는 것에 더하여, 합금 비용이 과도하게 높아지게 된다. 그 때문에, Mn 함유량은 2.00 ％ 이하로 한다. 또한, 인성 및 용접성의 저하를 억제하는 관점에서는, Mn 함유량을 1.80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.60 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
Al : 0.060 ％ 이하
Al 은, 탈산제로서 작용함과 함께, 결정립을 미세화하는 작용을 갖는 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, Al 함유량을 0.010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Al 함유량이 0.060 ％ 를 초과하면, 산화물계 개재물이 증가하여 청정도가 저하함으로써 인성이 저하된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.060 ％ 이하로 한다. 또한, Al 함유량은 0.050 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.040 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
N : 0.0010 ％ 이상 0.0100 ％ 이하
N 은, Ti 와 결합하여 TiN 으로서 석출되어, 조직의 미세화에 기여하고, 인성을 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, N 함유량을 0.0010 ％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.0020 ％ 이상이다. 한편, N 함유량이 0.0100 ％ 를 초과하면, 오히려 인성의 저하를 초래한다. 따라서, 인성이나 용접성의 저하를 억제하는 관점에서는, 0.0100 ％ 이하로 한다. N 함유량은, 0.0080 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0060 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
Ti : 0.005 ％ 이상 0.100 ％ 이하
Ti 는, 질화물의 형성 경향이 강하여, N 을 고정하여 고용 N 을 저감시키는 작용을 갖는 원소이다. 그 때문에, Ti 의 첨가에 의해, 모재 및 용접부의 인성을 향상시킬 수 있다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ti 함유량을 0.005 ％ 이상으로 한다. Ti 함유량은, 0.012 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ti 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, 오히려 인성이 저하된다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.100 ％ 로 한다. Ti 함유량은, 0.090 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.080 ％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
P : 0.020 ％ 이하
P 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로서, 입계에 편석함으로써 인성이나 용접성을 저하시키는 등, 악영향을 미친다. 그 때문에, 가능한 한 P 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.020 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 또한, P 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상적으로, P 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다. 또한, 과잉의 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, P 함유량은 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
S : 0.010 ％ 이하
S 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로서, MnS 등의 황화물계 개재물로서 강 중에 존재하여, 파괴의 발생 기점이 되는 등, 악영향을 미치는 원소이다. 그 때문에, 가능한 한 S 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.010 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 또한, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 된다. 통상적으로, S 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다. 즉, 과잉의 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, 비용의 관점에서는 S 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
O : 0.0100 ％ 이하
O 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로서, 산화물을 형성하고, 파괴의 발생 기점이 되는 등, 악영향을 미치는 원소인 것으로부터, 0.0100 ％ 이하로 제한한다. O 함유량은, 0.0050 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0030 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, O 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상적으로, O 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다. 즉, 과잉의 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, 비용의 관점에서는 O 함유량을 0.0020 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이상의 성분을 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성이 본 발명에 있어서의 기본의 성분 조성이다. 이 기본 성분 조성은, 추가로 강도 특성 혹은 인성의 향상을 목적으로 하여 임의로, Cu : 2.00 ％ 이하, Ni : 2.00 ％ 이하, Cr : 1.00 ％ 이하, Mo : 1.00 ％ 이하, V : 1.00 ％ 이하, W : 1.00 ％ 이하, Co : 1.00 ％ 이하, Nb : 0.100 ％ 이하, B : 0.0100 ％ 이하, Ca : 0.0200 ％ 이하, Mg : 0.0200 ％ 이하 및 REM : 0.0200 ％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상을 추가로 함유할 수 있다.
Cu : 2.00 ％ 이하
Cu 는, 강의 퀀칭성을 증가시켜 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. Cu 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Cu 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.20 ％ 이상이다. 한편, Cu 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면, 인성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Cu 를 첨가하는 경우, Cu 함유량을 2.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 1.00 ％ 이하이다.
Ni : 2.00 ％ 이하
Ni 는, Cu 와 마찬가지로 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. Ni 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Ni 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.20 ％ 이상이다. 한편, Ni 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Ni 를 첨가하는 경우, Ni 함유량을 2.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 1.00 ％ 이하이다.
Cr : 1.00 ％ 이하
Cr 은, Cu 와 마찬가지로 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서 Cr 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.05 ％ 이상이다. 한편, Cr 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Cr 을 첨가하는 경우, Cr 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.50 ％ 이하이다.
Mo : 1.00 ％ 이하
Mo 는, Cu 와 마찬가지로 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서 Mo 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.05 ％ 이상이다. 한편, Mo 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Mo 를 첨가하는 경우, Mo 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.50 ％ 이하이다.
V : 1.00 ％ 이하
V 는, Cu 와 마찬가지로 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서 V 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.05 ％ 이상이다. 한편, V 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, V 를 첨가하는 경우, V 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.50 ％ 이하이다.
W : 1.00 ％ 이하
W 는, Cu 와 마찬가지로 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서 W 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.05 ％ 이상이다. 한편, W 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, W 를 첨가하는 경우, Mo 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.50 ％ 이하이다.
Co : 1.00 ％ 이하
Co 는, Cu 와 마찬가지로 강판의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서 Co 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.05 ％ 이상이다. 한편, Co 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Co 를 첨가하는 경우, Co 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.50 ％ 이하이다.
Nb : 0.100 ％ 이하
Nb 는, 탄질화물로서 석출됨으로써 구오스테나이트 입경을 작게 하고, 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. Nb 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Nb 함유량을 0.005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Nb 함유량은 0.007 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Nb 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면 NbC 가 다량으로 석출되어, 인성이 저하된다. 그 때문에, Nb 를 첨가하는 경우, Nb 함유량을 0.100 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은, 0.080 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.060 ％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하고, 0.045 ％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
B : 0.0100 ％ 이하
B 는, 미량의 첨가로도 퀀칭성을 현저하게 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, 강판의 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, B 를 첨가하는 경우, B 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. B 함유량은, 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0100 ％ 를 초과하면 용접성이 저하된다. 그 때문에, B 를 첨가하는 경우, B 함유량을 0.0100 ％ 이하로 한다. B 함유량은 0.0050 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0030 ％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
Ca : 0.0200 ％ 이하
Ca 는, S 와 결합하여, 압연 방향으로 길게 신장되는 MnS 등의 형성을 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, Ca 를 첨가함으로써, 황화물계 개재물이 구상 (球狀) 을 나타내도록 형태 제어하여, 용접부 등의 인성을 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, Ca 를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.0020 ％ 이상이다. 한편, Ca 함유량이 0.0050 ％ 를 초과하면, 강의 청정도가 저하된다. 청정도의 저하는, 표면 흠집의 증가에 의한 표면 성상의 열화와, 굽힘 가공성의 저하를 초래한다. 그 때문에, Ca 를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.0050 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.0100 ％ 이하이다.
Mg : 0.0200 ％ 이하
Mg 는, Ca 와 마찬가지로, S 와 결합하여, 압연 방향으로 길게 신장되는 MnS 등의 형성을 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, Mg 를 첨가함으로써, 황화물계 개재물이 구상을 나타내도록 형태 제어하여, 용접부 등의 인성을 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, Mg 를 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.0020 ％ 이상이다. 한편, Mg 함유량이 0.0050 ％ 를 초과하면, 강의 청정도가 저하된다. 청정도의 저하는, 표면 흠집의 증가에 의한 표면 성상의 열화와, 굽힘 가공성의 저하를 초래한다. 그 때문에, Mg 를 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.0050 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.0100 ％ 이하이다.
REM : 0.0200 ％ 이하
REM (희토류 금속) 은, Ca 나 Mg 와 마찬가지로, S 와 결합하여, 압연 방향으로 길게 신장되는 MnS 등의 형성을 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, REM 을 첨가함으로써, 황화물계 개재물이 구상을 나타내도록 형태 제어하여, 용접부 등의 인성을 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, REM 을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.0020 ％ 이상이다. 한편, REM 함유량이 0.0050 ％ 를 초과하면, 강의 청정도가 저하된다. 청정도의 저하는, 표면 흠집의 증가에 의한 표면 성상의 열화와, 굽힘 가공성의 저하를 초래한다. 그 때문에, REM 을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.0080 ％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는, 0.0100 ％ 이하이다.
본 발명의 강판은, 상기 성분 조성을 갖는 것에 더하여, 강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상이고, 상기 강판의 표면으로부터 판 두께의 1/2 의 깊이에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ∼ 90 ％, 또한 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하인, 마이크로 조직을 갖는다. 강의 마이크로 조직을 상기와 같이 한정하는 이유를, 이하에 설명한다.
[마이크로 조직]
본 발명의 강판의 마이크로 조직에 대하여 설명한다.
[강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상]
통상적으로, 열간 압연 후에 계속해서 냉각을 실시한 강판에 있어서, 가장 냉각 속도가 빠른 표면의 조직은 마텐자이트 혹은 베이나이트가 된다. 본 발명에서는, 강판의 제조 조건을 후술하는 바와 같이, 열간 압연 후의 냉각을 일단 중단하여 강판 표층부만을 의도적으로 템퍼링함으로써, 강판 표면의 과도한 경화를 방지하여, 소정 강도 특성을 만족시키고, 또한 저온에서의 인성을 향상시키고 있다. 따라서, 강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이 (이하, 표층부라고도 한다) 에 있어서의 조직은, 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상이다. 템퍼드 마텐자이트 혹은 템퍼드 베이나이트 이외의 잔부 조직이 10 ％ 이상이 되면, 템퍼드 마텐자이트 혹은 템퍼드 베이나이트와 잔부 조직 사이의 강도차가 커져 강도 특성이 만족되지 않게 되거나, 혹은 저온에서의 인성이 저하하게 되기 때문에, 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률을 90 ％ 이상으로 한다. 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 체적률은 높을수록 바람직하기 때문에, 그 체적률의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100 ％ 여도 된다. 또한, 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 각 비율은 특별히 한정할 필요는 없지만, 템퍼드 마텐자이트가 80 ％ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 잔부 조직으로는, 그 종류는 특별히 한정되지 않지만, 페라이트, 펄라이트, 오스테나이트, 베이나이트, 마텐자이트 등의 조직이 혼재해도 되지만, 그것들의 합계 체적률은 10 ％ 미만으로 한다. 잔부 조직에 있어서의 각 조직의 분율은 특별히 한정할 필요는 없지만, 인성의 관점에서는 템퍼드 마텐자이트 혹은 템퍼드 베이나이트와 경도차가 작은 것이 바람직하기 때문에, 잔부 조직은 베이나이트인 것이 바람직하다.
또한, 상기 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 체적률은, 강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이의 위치에 있어서의 값으로 한다. 왜냐하면, 표층부의 인성을 향상시키기 때문이다. 또한, 각종 마이크로 조직의 체적률은, 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.
[강판의 판 두께의 1/2 에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ％ 이상 90 ％ 이하, 또한 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하]
강판의 판 두께의 1/2 (이하, 판 두께 중심부라고도 한다) 에 있어서의 조직은, 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ％ 이상 90 ％ 이하이고, 잔부에 포함되는 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하이다. 즉, 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ％ 미만이면, 이 이외의 마텐자이트, 펄라이트, 오스테나이트의 체적 분율이 증가하게 되어, 충분한 강도 및/또는 인성이 얻어지지 않아, 기계 특성을 만족할 수 없다. 한편으로, 상기 조직의 합계 체적률이 90 ％ 를 초과하면, 마텐자이트, 펄라이트, 오스테나이트 등의 체적 분율이 지나치게 낮아지기 때문에, 강도 특성이 만족되지 않는다.
여기서, 상기 페라이트는, 템퍼링 등을 받지 않은 냉각 과정에서 생성한 페라이트, 또한, 상기 베이나이트는, 템퍼링을 받지 않은 냉각 과정에서 생성한 베이나이트이다. 또한, 판 두께 중심부에서의 마이크로 조직을 규정하는 것은, 판 두께의 1/2 의 강도 특성에 영향을 주기 때문이다. 또한, 페라이트 및 베이나이트의 각 비율은 특별히 한정할 필요는 없지만, 강도 특성을 더욱 향상시키는 관점에서, 강도가 상이한 복수의 조직을 포함하고 있는 것이 바람직하고, 페라이트가 10 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 페라이트 및 베이나이트 이외의 잔부는, 펄라이트나 오스테나이트 등의 마이크로 조직이 존재해도 되지만, 잔부 조직에 섬상 마텐자이트가 10 ％ 를 초과하여 포함되는 경우에는 크게 인성이 저하하기 때문에, 섬상 마텐자이트의 체적률은 10 ％ 이하로 한다. 바람직하게는, 5 ％ 이하이고, 0 ％ 여도 되는 것은 물론이다. 즉, 잔부 조직에 있어서의 섬상 마텐자이트는, 통상적인 마텐자이트보다 강도가 높고 인성이 낮기 때문에, 파괴의 기점이 되기 때문에, 조직의 체적 분율을 규정한다.
한편, 체적률로 10 ％ 이상 40 ％ 이하를 차지하는 잔부 조직은, 펄라이트 및 오스테나이트 외에, 마텐자이트가 포함되어 있어도 된다. 잔부 조직에 있어서의 각 조직의 분율은 특별히 한정할 필요는 없지만, 잔부 조직은 펄라이트인 것이 바람직하다.
또한, 각종 마이크로 조직의 체적률은, 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
상기한 성분 조성을 갖는 강 소재를 가열하고, 열간 압연을 실시하여 열연 강판으로 하고, 개시 온도가 Ar3 변태점 이상인 냉각을 실시하여 강판으로 한다. 이하, 제조 조건 별로 상세하게 설명한다.
먼저, 강 소재의 제조 조건은, 특별히 한정할 필요는 없지만, 상기한 성분 조성을 갖는 용강을, 전로 등의 공지된 용제 방법으로 용제하고, 연속 주조법 등의 공지된 주조 방법으로, 소정 치수의 슬래브 등의 강 소재로 하는 것이 바람직하다. 또한, 조괴-분해 압연법에 의해, 소정 치수의 슬래브 등의 강 소재로 해도 전혀 문제는 없다.
얻어진 강 소재는, 냉각하지 않고 직접 열간 압연하거나, 혹은 일단 가열하고 나서 열간 압연한다. 열간 압연은, Ar3 점 이상의 온도에서 실시하고, 그 후 Ar3 점 이상의 온도로부터 냉각을 개시하고, 열연판 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 온도가 600 ℃ 이하의 온도가 될 때까지 평균 냉각 속도 : 10 ℃/s 이상으로 냉각 (1 회째 냉각) 하고, 상기의 온도가 600 ℃ 이하에 도달한 단계에서, 일단 냉각을 정지하여 10 ∼ 600 초간 방치한 후, 계속해서 판 두께 중심부에 있어서의 온도에서 5 ∼ 50 ℃/s 의 평균 냉각 속도의 냉각 (2 회째 냉각) 을 실시하여, 그 냉각을 판 두께 중심부에 있어서의 온도가 200 ℃ 이상 450 ℃ 이하인 온도역에서 종료한다. 또한, 1 회째 냉각 정지시의 판 두께 중심의 온도가 600 ℃ 미만이면 복열하지 않고 표층이 템퍼링되지 않는 경우가 있기 때문에, 판 두께 중심에서는 600 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 650 ℃ 이상이 더욱 바람직하다.
(a) 강 소재의 가열 온도 : 950 ℃ 이상 1250 ℃ 이하
강 소재의 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 가열 온도가 950 ℃ 미만에서는, 가열 온도가 지나치게 낮아서 변형 저항이 높아지고, 열간 압연기에 대한 부하가 증대하여, 열간 압연이 곤란해질, 우려가 있다. 한편, 1250 ℃ 를 초과하는 고온이 되면, 산화가 현저해져, 산화 로스가 증대하여 수율이 저하할, 우려가 있다. 이와 같은 것으로부터, 가열 온도는 950 ℃ 이상 1250 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 1000 ℃ 이상 1150 ℃ 이하이다.
(b) 열간 압연 온도 : Ar3 변태점 이상
상기 온도로 가열 후, 열간 압연을 개시하여, Ar3 변태점 이상의 온도에서 압연을 종료한다. 즉, 압연 온도가 Ar3 변태점 미만이 되면, 페라이트가 생성되고, 생성된 페라이트가 가공의 영향을 받기 때문에, 인성이 악화되게 된다. 나아가서는, 열간 압연기에 대한 부하가 커진다. 따라서, 열간 압연 온도는, Ar3 변태점 이상으로 한다. 바람직하게는, Ar3 변태점 ＋ 20 ℃ 이상이다.
한편, 압연 온도가 950 ℃ 를 초과하면, 조직이 조대화하여 인성이 열화할, 우려가 있기 때문에, 950 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 930 ℃ 이하이다.
여기서, Ar3 변태점은, 예를 들어, 다음 식으로 구하는 것이 가능하다.
Ar3 (℃) = 910 - 273 × C - 74 × Mn - 57 × Ni - 16 × Cr - 9 × Mo - 5 × Cu
단, 각 원소는 당해 원소의 함유량 (질량％) 을 나타낸다.
(c) 냉각 개시 온도 : Ar3 변태점 이상
다음으로, 열간 압연 후의 강판에, Ar3 변태점 이상으로부터 냉각을 실시한다. 냉각 개시 온도가 Ar3 변태점 미만에서는, 강판 표층부에 페라이트가 생성되고, 강도차가 큰 마텐자이트 조직 혹은 베이나이트 조직과 공존하게 되는 결과, 인성이 저하된다. 그 때문에, 냉각 개시 온도는 Ar3 변태점 이상으로 한다.
(d) 1 회째 냉각에 있어서의 속도 : 강판 표면으로부터 1 ㎜ 깊이에 있어서의 냉각 속도가 10 ℃/s 이상
1 회째 냉각에 있어서의 속도는, 10 ℃/s 이상으로 한다. 왜냐하면, 템퍼드 베이나이트 혹은 템퍼드 베이나이트와 경도차가 큰 페라이트가 생성됨으로써 저온 인성이 확보되지 않는다. 바람직하게는, 10 ℃/s 이상이다. 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 과도한 냉각을 실시하면 냉각 비용이 증가하기 때문에, 200 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다.
(e) 1 회째 냉각 정지 온도 : 강판 표면으로부터 1 ㎜ 깊이에 있어서의 온도가 600 ℃ 이하
1 회째의 냉각의 정지 온도는, 표층부의 조직을 합계 90 ％ 이상의 마텐자이트 및/혹은 베이나이트로 하기 때문에, 600 ℃ 이하로 한다. 냉각 정지 온도가 600 ℃ 를 초과하면, 페라이트가 많이 생성되어 인성이 저하된다. 따라서, 냉각 정지 온도는 600 ℃ 이하로 한다. 한편, 냉각 정지 온도의 하한은 한정하지 않지만, 실질적으로는, 냉각수의 온도 이하로는 되지 않기 때문에 5 ℃ 이상이다. 그러나, 표층부의 냉각 정지 온도가 지나치게 낮으면, 이어지는 판 두께 중심부도 지나치게 냉각되기 때문에, 바람직하게는 100 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 200 ℃ 이상이다.
(f) 냉각 정지 시간 : 10 초 이상 600 초 이하
상기의 1 회째의 냉각 후, 일시적으로 냉각을 10 초 이상 600 초 이하의 사이에 걸쳐서 정지한다. 냉각 정지에 의해, 표층부에 생성된 마텐자이트 혹은 베이나이트의 조직을 판 두께 중심부측으로부터의 복열에 의해 템퍼링한다. 정지 시간이 10 초 미만에서는, 템퍼링의 효과는 불충분해져, 인성이 저하함과 함께, 강도가 과잉으로 높아진다. 한편, 600 초를 초과하면, 판 두께 중심부에서의 변태가 개시되어 페라이트 조직이 많이 생성되게 되어, 더욱 조직이 조대해지기 때문에, 강도 나아가서는 인성이 저하하게 된다.
(g) 2 회째 냉각 속도 : 판 두께 중심부에 있어서의 냉각 속도가 5 ℃/s 이상 50 ℃/s 이하
상기 냉각 정지 후, 냉각을 재개한다. 여기서의 냉각 속도는, 페라이트 혹은 마텐자이트가 소정 체적률이 되도록, 5 ℃/s 이상 50 ℃/s 이하로 한다. 즉, 냉각 속도가 5 ℃/s 미만이면, 페라이트 혹은 베이나이트 조직의 체적률이 지나치게 많아지게 되어, 강도 특성을 만족하지 않게 된다. 한편으로, 냉각 속도가 50 ℃/s 를 초과하면, 마텐자이트의 체적률이 지나치게 많아지게 되어, 인성이 저하된다.
(h) 2 회째 냉각 종료 온도 : 판 두께 중심부에 있어서의 냉각 종료 온도가 200 ℃ 이상 450 ℃ 이하
2 회째의 냉각의 종료 온도는, 판 두께 중심부에서 페라이트 및 베이나이트의 조직을 소정 체적률 얻기 위해서 200 ℃ 이상 450 ℃ 이하로 한다. 냉각 종료 온도가 450 ℃ 초과에서는, 판 두께 중심부의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 를 초과하여, 강도 특성을 만족하지 않게 된다. 한편, 냉각 종료 온도가 200 ℃ 미만인 온도에서는, 섬상 마텐자이트의 체적률이 지나치게 많아지게 되어, 강도가 과잉으로 높아지는 것에 더하여 인성이 저하된다.
상기한 성분 조성을 갖는 강 소재를, 상기한 제조 조건에 따라서 제조함으로써, 상기한 조직을 갖는 강판을 얻을 수 있다. 이렇게 하여 얻어지는 강판은 우수한 강도 특성과 인성을 구비하게 된다. 여기서, 우수한 강도 특성이란, 항복 강도 YS (항복점이 있을 때에는 항복점 YP, 없을 때에는 0.2 ％ 내력 σ0.2) : 440 ㎫ 이하 및 인장 강도 (TS) : 490 ㎫ 이상이다. 이 중, 항복 강도 YS 는, 암모니아 응력 부식 균열성과 밀접하게 관계하고, 액화 가스 벌크선의 구조 부재로서, 국제 해사 기관에 의한 IMO 가스 코드나 선급 규칙에서, 암모니아 응력 부식 균열의 위험성을 최소한으로 하기 위해서 항복점을 440 ㎫ 이하로 규정하고 있다. 따라서, YS 가 440 ㎫ 이하이면, 우수한 암모니아 응력 부식 균열성을 갖는다고 할 수 있다.
강판의 인장 강도 (TS) 는 기본적으로 높을수록 바람직하지만, 620 ㎫ 초과에서는 가공성에 문제가 생길 가능성이 높아진다. 혹은, 합금을 다량으로 첨가하게 되어, 비용이 높아질 가능성이 높다. 또한, 암모니아 응력 부식 균열성을 확보하기 위한 항복 강도 YS (항복점이 있을 때에는 항복점 YP, 없을 때에는 0.2 ％ 내력 σ0.2) : 440 ㎫ 이하를 양립할 수 없게 되기 때문에, 강판의 인장 강도 (TS) 는 620 ㎫ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 얻어지는 강판의 인장 강도 (TS) 는 실질적으로 620 ㎫ 이하이다.
실시예
표 1 에 나타내는 성분 조성의 용강을 용제하여, 강 소재 (슬래브) 로 하였다. 이들 강 소재 (슬래브) 에, 표 2 에 나타내는 조건으로의 열간 압연 및 냉각을 실시하였다.
얻어진 강판에 대하여, 강판 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이 (표층부) 및 강판 표면으로부터 판 두께의 1/2 (판 두께 중심부) 의 마이크로 조직에 있어서의 조직 분율의 측정, 인장 특성 및 인성의 평가를 실시하였다. 각 시험 방법은 다음과 같다.
[표층부 및 판 두께 중심부의 마이크로 조직 분율의 측정]
얻어진 각 강판으로부터, 그 강판 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이의 위치가 관찰면이 되도록, 샘플을 채취하였다. 상기 샘플의 표면을 경면 연마하고, 추가로 나이탈 부식한 후, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 10 ㎜ × 10 ㎜ 의 범위를 촬영하였다. 촬영된 이미지에 대하여 화상 해석 장치를 사용하여 해석함으로써 마이크로 조직의 분율을 구하고, 그 값을 체적률로 하였다.
또한, 판 두께 중심부의 마이크로 조직은, 얻어진 각 강판으로부터 판 두께 중심부가 관찰면이 되도록, 샘플을 채취하여 조사하였다. 즉, 상기 샘플을 경면 연마하고, 추가로 나이탈 부식한 후, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 10 ㎜ × 10 ㎜ 의 범위를 촬영하였다. 촬영된 이미지에 대하여 화상 해석 장치를 사용하여 해석함으로써 마이크로 조직의 면 분율을 구하였다. 마이크로 조직의 이방성이 작은 경우, 면 분율은 체적률에 상당하기 때문에, 본 특허에서는 면 분율을 체적률로 하였다.
어느 경우에도, 마이크로 조직의 분율을 구할 때의, 각 조직의 판별은, 다음과 같이 실시하였다. 강재를 경면 연마하고, 나이탈 에칭하여 조직을 현출시켜 500 ∼ 3000 배로 확대하여 SEM 으로 관찰하였다. 페라이트는 등방적으로 성장한 탄화물을 포함하지 않는 조직으로 입 내가 검게 보이는 조직, 펄라이트는 페라이트 (흑) 와 탄화물 (백) 이 줄무늬 모양 (스트라이프상) 으로 보이는 조직으로 하였다. 베이나이트는 가늘고 길게 성장한 라스 (lath) 상의 페라이트 조직을 갖고, 원 상당 직경으로 0.05 ㎛ 이상의 탄화물을 포함하는 조직으로 하고, 또한 탄화물을 1.0 × 104 개/㎟ 이상 포함하는 경우에는 템퍼드 베이나이트라고 정의하였다. 템퍼링한 조직에서는 탄화물이 분단되어, 예를 들어 베이나이트의 라스 사이로 나오는 가늘고 긴 탄화물이 둥근 복수의 탄화물로 되어 있기 때문에, 탄화물을 보는 것에 의해 구별하기 쉽다. 마텐자이트는 베이나이트와 동일한 가늘고 길게 성장한 라스상의 페라이트 조직을 갖고, 원 상당 직경으로 0.05 ㎛ 이하의 탄화물을 포함하는 조직으로 하고, 또한 탄화물을 1.0 × 104 개/㎟ 이상 포함하는 경우에는 템퍼드 마텐자이트라고 정의하였다. 또한, 탄화물은 흰 점상으로 보인다. 또한, 오스테나이트는, 베이나이트 혹은 마텐자이트 조직 사이에 존재하는, 원 상당 직경으로 0.50 ㎛ 이상의 탄화물이 아닌 조직이라고 정의하였다.
[강도 특성]
각 강판의 전체 두께로부터, 압연 방향으로 직각의 방향으로 JIS Z 2201 의 1B 호 시험편을 채취하여, JIS Z 2241 의 요령으로 인장 시험을 실시하여, 항복 강도 YS (항복점이 있을 때에는 항복점 YP, 없을 때에는 0.2 ％ 내력 σ0.2) 및 인장 강도 (TS) 를 측정하였다. 그리고 항복 강도 : 440 ㎫ 이하의 것을, 암모니아 응력 부식 균열성이 우수한 강판이라고 하고, 인장 강도가 490 ㎫ 이상인 것을 인장 강도가 우수한 강판이라고 평가하였다. 또한, 항복 강도 YS 는, 암모니아 응력 부식 균열성과 밀접하게 관계하고, 액화 가스 벌크선의 구조 부재로서, IMO 가스 코드나 선급 규칙에서, 암모니아 응력 부식 균열의 위험성을 최소한으로 하기 위해서 항복점을 440 ㎫ 이하로 규정하고 있다. 따라서, 상기와 같이, YS 440 ㎫ 이하의 것을 암모니아 응력 부식 균열성이 우수한 강판이라고 판정하였다.
[인성]
또한 각 강판의 표면측으로부터 1 ㎜ 깎은 부위로부터, 압연 방향으로 JIS Z 2202 의 V 노치 시험편을 채취하여, JIS Z 2242 의 요령으로 샤르피 충격 시험을 실시하여, vTrs 를 측정하였다. 그리고, vTrs 가 -60 ℃ 이하인 것을 인성이 우수한 강판이라고 평가하였다.
이렇게 하여 얻어진 평가 결과를 표 2 에 병기한다.
표 1 및 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 발명예는 모두, 440 ㎫ 이하의 항복 강도 YS 와 490 ㎫ 이상의 인장 강도 TS 를 갖고, 연성 취성 온도가 -60 ℃ 이하인, 저온에서의 인성 및 암모니아 응력 부식 균열성이 우수한 강판이 얻어져 있다.
한편, 비교예에 상당하는 강판 No. 5, 7, 9, 11, 12, 14, 17, 18, 20, 21, 24, 25, 51 은, 표층부의 마이크로 조직 및 판 두께 중심부의 마이크로 조직이 발명예와 상이하고, 항복 강도 YS, 인장 강도 TS, 혹은 저온에서의 인성이 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다. 또한, 비교예에 상당하는 강판 No. 38 에서는, 탄소량이 낮고 인장 강도 TS 가 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다. 강판 No. 39 에서는, 탄소량이 높고, 항복 강도 YS 가 발명예와 비교하여 높아, 암모니아 응력 부식 균열성이 뒤떨어져 있고, 저온에서의 인성도 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다. 강판 No. 40, 43, 44, 45, 49, 50 에서는, 여러 가지 원소의 첨가량이 발명예보다 많고, 저온에서의 인성이 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다. 강판 No. 41 에서는, 망간량이 낮아 인장 강도 TS 가 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다. 강판 No. 42 에서는, 망간량이 높아 항복 강도 YS 가 발명예와 비교하여 높고, 암모니아 응력 부식 균열성이 뒤떨어져 있고, 저온에서의 인성도 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다. 강판 No. 46, 48 은 질소 혹은 티탄량이 낮아, 저온에서의 인성이 발명예와 비교하여 뒤떨어져 있다.
Claims (4)
- 질량％ 로,
C : 0.05 ％ 이상 0.15 ％ 이하,
Si : 0.50 ％ 이하,
Mn : 0.50 ％ 이상 2.00 ％ 이하,
Al : 0.060 ％ 이하,
N : 0.0010 ％ 이상 0.0100 ％ 이하,
Ti : 0.005 ％ 이상 0.100 ％ 이하,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.010 ％ 이하 및
O : 0.0100 ％ 이하
를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고,
강판의 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 템퍼드 마텐자이트 및 템퍼드 베이나이트의 합계 체적률이 90 ％ 이상이고, 상기 강판의 판 두께의 1/2 에 있어서의 페라이트 및 베이나이트의 합계 체적률이 60 ％ 이상 90 ％ 이하, 또한 섬상 마텐자이트의 체적률이 10 ％ 이하인, 마이크로 조직을 갖는, 강판. - 제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은 추가로, 질량％ 로,
Cu : 2.00 ％ 이하,
Ni : 2.00 ％ 이하,
Cr : 1.00 ％ 이하,
Mo : 1.00 ％ 이하,
V : 1.00 ％ 이하,
W : 1.00 ％ 이하,
Co : 1.00 ％ 이하,
Nb : 0.100 ％ 이하,
B : 0.0100 ％ 이하,
Ca : 0.0200 ％ 이하,
Mg : 0.0200 ％ 이하 및
REM : 0.0200 ％ 이하
중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는, 강판. - 질량％ 로,
C : 0.05 ％ 이상 0.15 ％ 이하,
Si : 0.50 ％ 이하,
Mn : 0.50 ％ 이상 2.00 ％ 이하,
Al : 0.060 ％ 이하,
N : 0.0010 ％ 이상 0.0100 ％ 이하,
Ti : 0.005 ％ 이상 0.100 ％ 이하,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.010 ％ 이하 및
O : 0.0100 ％ 이하
를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖는 강 소재에, 종료 온도가 Ar3 점 이상인 열간 압연을 실시하고, 그 후 Ar3 점 이상의 온도로부터 냉각을 개시하고, 강판 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 온도가 600 ℃ 이하가 될 때까지 평균 냉각 속도 : 10 ℃/s 이상으로 냉각하고, 일단 냉각을 정지하여 그 냉각을 10 초 내지 600 초 사이에서 중단하고, 이어서 강판의 판 두께의 1/2 에 있어서의 평균 냉각 속도가 5 ∼ 50 ℃/s 인 냉각을 실시하여, 그 냉각을 판 두께 중심부에 있어서의 온도가 200 ℃ 이상 450 ℃ 이하인 온도역에서 종료하는, 강판의 제조 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 성분 조성은 추가로, 질량％ 로,
Cu : 2.00 ％ 이하,
Ni : 2.00 ％ 이하,
Cr : 1.00 ％ 이하,
Mo : 1.00 ％ 이하,
V : 1.00 ％ 이하,
W : 1.00 ％ 이하,
Co : 1.00 ％ 이하,
Nb : 0.100 ％ 이하,
B : 0.0100 ％ 이하,
Ca : 0.0200 ％ 이하,
Mg : 0.0200 ％ 이하 및
REM : 0.0200 ％ 이하 중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는, 강판의 제조 방법.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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