KR20220131996A - Steel material and its manufacturing method, and tank - Google Patents

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KR20220131996A
KR20220131996A KR1020227029930A KR20227029930A KR20220131996A KR 20220131996 A KR20220131996 A KR 20220131996A KR 1020227029930 A KR1020227029930 A KR 1020227029930A KR 20227029930 A KR20227029930 A KR 20227029930A KR 20220131996 A KR20220131996 A KR 20220131996A
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less
steel
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steel material
absorbed energy
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KR1020227029930A
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다이치 이즈미
요시코 다케우치
토시노리 이시다
하루오 나카미치
케이지 우에다
사토시 이기
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

강재 및 그의 제조 방법, 그리고 탱크를 제공한다. 본 발명의 강재는, 마이크로 조직은, 면적률로 95% 이상이 FCC이고, 판두께 1/2 위치의 (110)[001] 집합 조직 강도가 10.0 미만이고, 판두께 1/2 위치의 경도가 300HV 미만이고, 판두께 1/2 위치에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상이다.A steel material, a method for manufacturing the same, and a tank are provided. In the steel material of the present invention, the microstructure is 95% or more FCC in terms of area ratio, the (110)[001] texture strength at the 1/2 plate thickness position is less than 10.0, and the hardness at the 1/2 plate thickness position is It is less than 300 HV, and the absorbed energy of the Charpy impact test at -196 degreeC in the C direction in the position of 1/2 plate thickness is 41 J or more.

Description

강재 및 그의 제조 방법, 그리고 탱크Steel and its manufacturing method, and tank

본 발명은, 예를 들면 액화 가스 저조(storage)용 탱크 등의, 매우 저온의 환경에서 사용되는 구조용 강에 제공하기 적합한, 강재 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 이 강재를 이용한 탱크에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a steel material and a method for producing the same, suitable for application to structural steel used in very low temperature environments, such as, for example, tanks for liquefied gas storage. Moreover, this invention relates to the tank using this steel material.

액화 가스 저조용 구조물의 소재로서 열간 압연 강판을 이용하기 위해서는, 사용 환경이 매우 저온이 되는 점에서, 강판은 고강도인 것에 더하여, 저온에서의 인성이 우수한 것도 요구된다. 예를 들면, 액화 천연 가스의 저조에 열간 압연 강판을 사용하는 경우는, 액화 천연 가스의 비점: -164℃ 이하에서 우수한 인성이 확보되어 있을 필요가 있다. 강재의 저온 인성이 뒤떨어지면, 극저온 저조용 구조물로서의 안전성을 유지할 수 없게 될 가능성이 있기 때문에, 적용되는 강재에 대한 저온 인성 향상의 요구는 강하다. 또한, 이후의 설명에 있어서, -164℃ 이하의 극저온역을 포함하여 「저온」이라고 총칭한다.In order to use a hot-rolled steel sheet as a raw material of a structure for liquefied gas storage, since the use environment becomes very low temperature, in addition to high strength, it is also calculated|required that the steel sheet is excellent in toughness at low temperature. For example, when using a hot-rolled steel sheet for a tank of liquefied natural gas, it is necessary to ensure the outstanding toughness at the boiling point of liquefied natural gas: -164 degreeC or less. If the low-temperature toughness of the steel is inferior, there is a possibility that the safety as a cryogenic storage structure cannot be maintained. Therefore, the demand for improving the low-temperature toughness of the applied steel is strong. In addition, in the following description, "low temperature" is generically called including the cryogenic region of -164 degrees C or less.

이 요구에 대하여, 종래, 저온에서 취성을 나타내지 않는 오스테나이트를 강판의 조직으로 하는 오스테나이트계 스테인리스강이나 9% Ni강, 혹은 5000계 알루미늄 합금이 사용되어 왔다. 그러나, 합금 비용이나 제조 비용이 비싼 점에서, 염가이고 저온 인성이 우수한 강재에 대한 요망이 있다.In response to this request, conventionally, austenitic stainless steel, 9% Ni steel, or 5000 series aluminum alloy which uses austenite which does not exhibit brittleness at low temperature as the structure of the steel sheet has been used. However, since alloy cost and manufacturing cost are high, it is cheap and there exists a request|requirement for the steel material excellent in low-temperature toughness.

그래서, 종래의 저온용 강을 대신하여 새로운 강재로서, 비교적 염가인 오스테나이트 안정화 원소인 Mn을 다량으로 첨가한 고Mn강을 저온 환경의 구조용 강으로서 사용하는 것이, 예를 들면 특허문헌 1에 제안되어 있다.Therefore, as a new steel material instead of conventional low-temperature steel, it is proposed in Patent Document 1, for example, that a high-Mn steel containing a large amount of Mn, which is a relatively inexpensive austenite stabilizing element, is used as structural steel in a low-temperature environment. has been

특허문헌 1에는, 탄화물의 면적 분율을 5% 이하로 하는 등에 따라, 용접 열 영향부에 있어서 저온 인성을 확보하는 기술이 제안되어 있다.Patent Document 1 proposes a technique for ensuring low-temperature toughness in a weld heat affected zone by, for example, setting the area fraction of carbides to 5% or less.

일본공표특허공보 2015-508452호Japanese Patent Publication No. 2015-508452

특허문헌 1에 기재된 오스테나이트계 강재는, 탄화물 억제의 관점에서 용접 열 영향부의 냉각 속도가 10℃/s 이상으로 한정되어 있다. 판두께 10㎜ 미만의 강판을 10℃/s 이상으로 냉각한 경우, 강판에 휨이나 왜곡이 발생하기 쉽고, 형상 교정 등의 여분의 공정이 필요해져 생산성이 저해된다. 일반적으로, 압연 폭 방향(C 방향)의 저온 인성은, 압연 방향(L 방향)의 저온 인성에 비해 뒤떨어지는 경향이 있지만, 이 C 방향의 저온 인성에 대해서 특허문헌 1에서는 하등 검증되어 있지 않다.As for the austenitic steel material described in patent document 1, the cooling rate of a weld heat-affected zone is limited to 10 degreeC/s or more from a viewpoint of carbide suppression. When a steel plate with a plate thickness of less than 10 mm is cooled to 10° C./s or more, warpage or distortion tends to occur in the steel plate, an extra step such as shape correction is required, and productivity is impaired. In general, the low-temperature toughness in the rolling width direction (C direction) tends to be inferior to the low-temperature toughness in the rolling direction (L direction), but Patent Document 1 has not verified this low-temperature toughness in the C direction at all.

또한, 액화 가스 저조용 구조물(예를 들면, 액화 가스 저조용 탱크)은, 강재를 용접하여 제조된다. 액화 가스 저조용 탱크(이하, 탱크라고 칭하는 경우도 있음)의 내벽에는 액화 천연 가스로부터의 내압이 가해지기 때문에, 탱크를 구성하는 강재에는 압연 방향(L 방향) 및 판폭 방향(C 방향)뿐만 아니라, 탱크를 구성하는 모든 강재에 대하여 평행한 방향(이하, 「모든 방향」이라고 칭하는 경우도 있음)에도 인장 응력이 발생한다. 또한 탱크의 용접부에도 L 방향 및 C 방향의 인장 응력이 발생한다. 그 때문에, 강재를 탱크의 소재에 이용하는 경우, 모재(모재부) 및 용접부가, 모든 방향, 그 중에서도 L 방향 및 C 방향의 인장 응력에 의한 부하에 견딜 수 있는 특성을 갖는 것이 필요하다. 또한 전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 「모든 방향」이란, 압연 방향에 대하여 수직인 방향, 평행한 방향을 포함하는, 모든 방향을 가리키는 것으로 한다.In addition, the structure for liquefied gas storage (for example, tank for liquefied gas storage) welds steel materials and is manufactured. Since the internal pressure from liquefied natural gas is applied to the inner wall of the tank for liquefied gas storage (hereinafter, sometimes referred to as a tank), the steel materials constituting the tank have not only the rolling direction (L direction) and the plate width direction (C direction) but also , a tensile stress is also generated in a direction parallel to all the steel materials constituting the tank (hereinafter, also referred to as “all directions”). In addition, tensile stresses in the L and C directions are also generated in the welded portion of the tank. Therefore, when a steel material is used as a raw material for a tank, it is necessary for the base metal (base metal part) and the welded part to have characteristics that can withstand the load caused by tensile stress in all directions, especially in the L direction and the C direction. In addition, as mentioned above, in this invention, the said "all directions" shall refer to all directions including a direction perpendicular|vertical to a rolling direction, and a parallel direction.

그리고, 전술한 바와 같은 용도로 이용되는 강재는, 소재 단계뿐만 아니라, 가공이나 뜻하지 않은 사고 등에 의해 소성 변형을 받은 경우에, 왜곡 시효 취화(strain aging embrittlement)라고 불리우는 인성이 열화하는 것이 알려져 있다.In addition, it is known that the toughness, called strain aging embrittlement, deteriorates when the steel material used for the above-mentioned purpose is subjected to plastic deformation due to processing or unexpected accidents as well as the material stage.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 저온 인성이 우수한 강재 및 그의 제조 방법, 그리고 탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention has been made in view of the said subject, and an object of this invention is to provide the steel material excellent in low-temperature toughness, its manufacturing method, and a tank.

여기에서, 상기 「용접 열 영향부」란, 일반적인 강에 있어서 인성이 저하하는 부분인 용접 열 영향부 조립역(coarse grain heat affected zone)(CGHAZ)을 가리킨다.Here, the "welding heat affected zone" refers to a coarse grain heat affected zone (CGHAZ), which is a portion in which toughness decreases in general steel.

또한, 상기 「저온 인성이 우수했다」란, 강재에 있어서, 판두께 1/2 위치에 있어서의 모든 방향에서의 -196℃의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지(vE-196)가 41J 이상인 것을 가리킨다. 통상, L 방향 및 Z 방향(판두께 방향)과 비교하여, C 방향에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 가장 낮은 값을 나타낸다. 그 때문에, 본 발명에서는, C 방향의 흡수 에너지(vE-196)가 41J이면 「저온 인성이 우수했다」라고 칭한다. 또한, 상기 「41J」은, IACS(국제 선급 협회 연합)가 2019년 현재 작성되어 있는 고Mn강의 L 방향의 -196℃의 스펙안(案)으로, C 방향의 흡수 에너지로서 27J이 제안되어 있다. 본 발명에 의하면, C 방향의 샤르피 충격 시험에 있어서도 L 방향의 스펙을 만족할 수 있다.In addition, the said "it was excellent in low-temperature toughness" means that the absorbed energy (vE-196 ) of the Charpy impact test at -196 °C in all directions in the 1/2 position of the plate thickness is 41J or more in steel materials. Usually, compared with the L direction and the Z direction (thickness direction), the absorbed energy of the Charpy impact test in the C direction shows the lowest value. Therefore, in the present invention, if the absorbed energy (vE −196 ) in the C direction is 41 J, it is called “excellent low-temperature toughness”. In addition, the above "41J" is a specification of -196°C in the L direction of high Mn steel prepared by IACS (International Association of Classification Society) as of 2019, and 27J is proposed as the absorbed energy in the C direction. . According to the present invention, the specification in the L direction can be satisfied also in the Charpy impact test in the C direction.

본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해, 오스테나이트 강재(예를 들면 고Mn 강재)를 대상으로, 강재(강판)의 성분 조성, 마이크로 조직 및, 제조 방법, 그리고 이 강재를 용접한 용접부의 특성을 결정하는 각종 요인에 관하여 예의 연구를 행했다. 그 결과, 이하의 a∼d의 인식을 얻었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to achieve the said subject, the present inventors target an austenitic steel material (for example, high Mn steel material), the component composition of a steel material (steel sheet), microstructure, and a manufacturing method, and the characteristic of the welding part which welded this steel material. Conducted intensive research on various factors that determine As a result, the following recognitions a to d were obtained.

a. -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지를 향상시키기 위해서는, 면심 입방 구조(FCC)에 있어서 표면 원자 밀도가 가장 작은 (110)[001]의 집합 조직의 발달을 억제하여, 경도를 300HV 미만으로 하는 것이 중요하다. 적절한 조건으로 열간 압연을 실시하여, (110)[001] 집합 조직 강도를 10.0 미만으로 제어하는 것이, 흡수 에너지의 향상에 유효하다. 바람직하게는, (110)[001] 집합 조직 강도는 9.0 미만이다.a. In order to improve the absorbed energy of the Charpy impact test at -196°C, the development of the texture of (110)[001], which has the smallest surface atomic density in the face-centered cubic structure (FCC), is suppressed, and the hardness is lowered to less than 300 HV. it is important to do It is effective to improve the absorbed energy by performing hot rolling under appropriate conditions and controlling the (110)[001] texture strength to be less than 10.0. Preferably, the (110)[001] texture strength is less than 9.0.

b. 고Mn의 오스테나이트강은, Mn을 다량으로 함유하는 점에서, 황화물계 개재물이 탄소강에 비해 많이 존재한다. 또한, 황화물계 개재물은 압연 방향으로 신장하기 때문에, 일반적으로 샤르피 충격 시험의 C 방향 파면은 L 방향 파면에 비해, 황화물계 개재물의 면적률이 높다. 황화물계 개재물은 파괴의 기점의 일 요인이기 때문에, 열간 압연 후, 황화물계 개재물의 청정도가 1.0% 이상인 경우, 저온 인성의 열화를 초래한다. 이러한 점에서 고Mn강의 저온 인성 향상에는, 황화물계 개재물의 청정도를 낮게 하는 것이 유효하다.b. Since high Mn austenitic steel contains a large amount of Mn, sulfide-type inclusions exist more abundantly than carbon steel. In addition, since the sulfide-based inclusions extend in the rolling direction, in general, the C-direction fracture surface of the Charpy impact test has a higher area ratio of the sulfide-based inclusions than the L-direction fracture surface. Since sulfide inclusions are one factor of the origin of fracture, when the cleanliness of sulfide inclusions is 1.0% or more after hot rolling, deterioration of low-temperature toughness is caused. From this point of view, it is effective to lower the cleanliness of the sulfide inclusions to improve the low-temperature toughness of the high-Mn steel.

c. 열간 압연에 있어서, 적절한 조건으로 크로스 압연을 행하면, C 방향에 있어서도 상기 b를 실현할 수 있다.c. Hot rolling WHEREIN: If cross rolling is performed under suitable conditions, said b can be implement|achieved also in C direction.

d. 고Mn강은 탄소강과 달리, 용접 시에 변태하는 일이 없기 때문에, 용접 후에도 용접 전의 마이크로 조직을 계승한다.d. Unlike carbon steel, high-Mn steel does not transform during welding, so it inherits the microstructure before welding even after welding.

본 발명은, 이상의 인식에 추가로 검토를 더하여 이루어진 것으로서, 그 요지는 다음과 같다.This invention is made|formed by adding further examination to the above recognition, The summary is as follows.

[1] 마이크로 조직은, 면적률로 95% 이상이 FCC이고, [1] In the microstructure, 95% or more of the area ratio is FCC,

판두께 1/2 위치의 (110)[001] 집합 조직 강도가 10.0 미만이고, The (110) [001] texture strength of the plate thickness 1/2 position is less than 10.0,

판두께 1/2 위치의 경도가 300HV 미만이고, The hardness at 1/2 of the plate thickness is less than 300HV,

판두께 1/2 위치에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, 강재. A steel material having an absorbed energy of 41 J or more in a Charpy impact test at -196°C in the C direction at the plate thickness 1/2 position.

[2] 왜곡 시효 후에 있어서의 판두께 1/2 위치의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, [1]에 기재된 강재. [2] The steel material according to [1], wherein the absorbed energy of the Charpy impact test at -196°C in the C direction at the 1/2 plate thickness position after strain aging is 41 J or more.

[3] 용접 열 영향부 조립역에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, [1] 또는 [2]에 기재된 강재. [3] The steel material according to [1] or [2], wherein the absorbed energy of the Charpy impact test at -196°C in the C direction in the granulation zone of the weld heat affected zone is 41 J or more.

[4] 질량%로, [4] in mass %,

C: 0.100% 이상 0.700% 이하, C: 0.100% or more and 0.700% or less;

Si: 0.05% 이상 1.00% 이하, Si: 0.05% or more and 1.00% or less;

Mn: 20.0% 이상 40.0% 이하, Mn: 20.0% or more and 40.0% or less;

P: 0.030% 이하, P: 0.030% or less;

S: 0.0050% 이하, S: 0.0050% or less;

Al: 5.00% 이하, Al: 5.00% or less;

Cr: 7.0% 이하, Cr: 7.0% or less;

N: 0.0500% 이하, N: 0.0500% or less;

O: 0.0050% 이하, O: 0.0050% or less;

Ti: 0.005% 미만, Ti: less than 0.005%;

Nb: 0.005% 미만을 함유하고, Nb: contains less than 0.005%,

Ca: 0.0100% 이하, Mg: 0.0100% 이하, REM: 0.0200% 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고, Ca: 0.0100% or less, Mg: 0.0100% or less, REM: contains one or two or more selected from 0.0200% or less,

잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성과, a component composition in which the balance consists of iron and unavoidable impurities;

상기 마이크로 조직은, 황화물계 개재물의 청정도가 1.0% 미만인, [1]∼[3]의 어느 하나에 기재된 강재. The steel material according to any one of [1] to [3], wherein the microstructure has a cleanliness of less than 1.0% of sulfide inclusions.

[5] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량%로, [5] The component composition is further, in mass%,

Cu: 1.0% 이하, Cu: 1.0% or less;

Ni: 1.0% 이하, Ni: 1.0% or less;

Mo: 2.0% 이하, Mo: 2.0% or less;

V: 2.0% 이하, V: 2.0% or less;

W: 2.0% 이하 W: 2.0% or less

로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는, [4]에 기재된 강재. The steel material as described in [4] containing 1 type or 2 or more types selected from.

[6] 상기 황화물계 개재물은 MnS인, [4] 또는 [5]에 기재된 강재. [6] The steel material according to [4] or [5], wherein the sulfide inclusion is MnS.

[7] [1]∼[6]의 어느 하나에 기재된 강재의 제조 방법으로서, [7] The method for producing a steel material according to any one of [1] to [6],

강 소재를, 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역으로 가열하고, (1)식으로 산출되는 크로스 압연비가 20 이하, 마무리 압연 최종 패스의 압하율이 30% 이하 및, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상이 되는 조건으로 열간 압연을 행한 후, 냉각을 행하는, 강재의 제조 방법. The steel material is heated to a temperature range of 1100°C or more and 1300°C or less, the cross rolling ratio calculated by the formula (1) is 20 or less, the reduction ratio of the final pass of finish rolling is 30% or less, and the finish rolling end temperature is 750°C The manufacturing method of steel materials which performs cooling, after performing hot rolling on the conditions used as the above.

크로스 압연비=압연 방향 압연비/압연 직각 방향 압연비…(1) Cross rolling ratio = rolling direction rolling ratio / rolling right angle direction rolling ratio... (One)

[8] [1]∼[6]의 어느 하나에 기재된 강재를 용접한 탱크로서, [8] A tank in which the steel materials according to any one of [1] to [6] are welded,

용접 열 영향부 조립역에 있어서의, C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, 탱크.The tank in which the absorbed energy of the Charpy impact test at -196 degreeC in C direction in a welding heat affected zone granulation area is 41 J or more.

본 발명에 의하면, 저온 인성이 우수한 강재 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 강재는, 저온 환경에서 사용되는 강 구조물(액화 가스 저조용 탱크 등)의 소재로서 적합하게 이용되고, 이에 따라 용접 후의 모재 및 용접 열 영향부가 함께 우수한 저온 인성을 갖는 탱크를 제공할 수 있다. 따라서, 상기 강 구조물의 안전성이나 수명의 향상에 크게 기여할 수 있어, 산업상 각별한 효과를 가져온다. 또한, 본 발명의 제조 방법은, 생산성의 저하 및 제조 비용의 증대를 일으키는 일이 없기 때문에, 경제성에도 우수한 제조 방법을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steel material excellent in low-temperature toughness and its manufacturing method can be provided. In addition, the steel material of the present invention is suitably used as a material for a steel structure (liquid gas storage tank, etc.) used in a low-temperature environment, and accordingly, the base metal after welding and the weld heat affected zone together provide a tank having excellent low-temperature toughness. can do. Therefore, it can greatly contribute to the improvement of the safety and life of the steel structure, brings a special effect in the industry. Moreover, since the manufacturing method of this invention does not produce the fall of productivity and the increase of manufacturing cost, it can provide the manufacturing method excellent also in economical efficiency.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Form for implementing the invention)

이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되지 않는다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

우선, 본 발명의 기술 사상에 대해서 상세하게 설명한다.First, the technical idea of this invention is demonstrated in detail.

전술한 바와 같이, 염가이고 저온 인성이 우수한 강재로서 오스테나이트 강재(예를 들면 고Mn 강재)가 있다. 이 고Mn 강재를 저온 환경에서 사용되는 강 구조물(예를 들면 탱크)의 소재로서 이용하기 위해서는, 탱크의 내벽 및 용접부는 저조하는 가스의 내압에 견딜 수 있는 특성, 특히 L 방향 및 C 방향뿐만 아니라 모든 방향에서의 인장 응력에 의한 부하에 견딜 수 있는 특성을 갖는 것이 요구되고 있다.As described above, there is an austenitic steel material (for example, a high Mn steel material) as a steel material that is inexpensive and has excellent low-temperature toughness. In order to use this high-Mn steel material as a material for a steel structure (for example, a tank) used in a low-temperature environment, the inner wall and welding part of the tank have characteristics that can withstand the low pressure of the gas, especially in the L direction and C direction, as well as It is required to have a characteristic that can withstand the load caused by tensile stress in all directions.

고Mn 강재(여기에서는, Mn 함유량이 20.0∼40.0질량%의 강판을 가리킴)는 오스테나이트 강재이기 때문에, 취성 파괴는 기본적으로 일어나지 않고, 대부분이 연성 파괴이다. 이에 대하여, 보통강(여기에서는, 상온에서의 결정 구조가 BCC인 저탄소 강판을 가리킴)에서는, 연성 파괴는 집합 조직과는 관계 없고, 또한, 보통강의 셸프 에너지(shelf energy)(최대 흡수 에너지)는 200J 이상, 조건에 따라서는 300J을 초과하는 경우도 있다. 즉, 보통강의 흡수 에너지는 충분히 크기 때문에, 보통강의 경우에는, 취성 파면이 형성되지 않으면 흡수 에너지를 문제시할 필요가 없었다.Since the high-Mn steel material (here, the Mn content points out the steel plate of 20.0-40.0 mass %) is an austenitic steel material, brittle fracture does not occur fundamentally, and most are ductile fractures. On the other hand, in ordinary steel (herein, it refers to a low-carbon steel sheet having a crystal structure of BCC at room temperature), ductile fracture is independent of the texture, and the shelf energy (maximum absorbed energy) of ordinary steel is 200 J or more, and may exceed 300 J depending on conditions. That is, since the absorbed energy of ordinary steel is sufficiently large, in the case of ordinary steel, there is no need to consider the absorbed energy as a problem unless a brittle fracture front is formed.

본 발명자들의 연구의 결과, 고Mn 강재는, -196℃의 초저온에서 샤르피 충격 시험을 행한 경우, 연성 파괴이기는 하지만, L 방향의 흡수 에너지가 100J 정도가 되고, C 방향의 흡수 에너지가 41J을 하회하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다. 이러한 점은, 고Mn 강재를 용접하여 제조된 탱크의 모재 및 용접부에 있어서, 압연 방향에 대하여 수직인 방향으로 인장의 충격 응력이 작용한 경우에, 파괴하기 쉬운 것을 의미한다.As a result of the studies of the present inventors, high Mn steel is ductile fracture when subjected to a Charpy impact test at an ultra-low temperature of -196° C., but the absorbed energy in the L direction is about 100 J, and the absorbed energy in the C direction is less than 41 J It was found that there are cases where This means that the base metal and welded portion of a tank manufactured by welding high Mn steel materials are easily destroyed when a tensile impact stress is applied in a direction perpendicular to the rolling direction.

즉, 탱크의 내벽 및 용접부에 가해지는 액화 천연 가스의 내압은, L 방향, C 방향 및, 탱크를 구성하는 모든 강재의 내측의 면(내벽)에 평행한 방향으로 발생하기 때문에, 모든 방향에 대하여 충분한 인성값을 갖는 것이 필요하다. 압연재는, 압연 방향에 대하여 C 방향의 샤르피 충격 시험편을 채취한 경우에 가장 인성이 낮아지는 것이 알려져 있다. 따라서, C 방향의 샤르피 충격 시험의 인성값을 향상시키는 것이 중요하다.That is, the internal pressure of liquefied natural gas applied to the inner wall and welded portion of the tank occurs in the L direction, the C direction, and the direction parallel to the inner surface (inner wall) of all steel materials constituting the tank, so that in all directions It is necessary to have a sufficient toughness value. It is known that a rolled material has the lowest toughness when a Charpy impact test piece in the C direction is taken with respect to the rolling direction. Therefore, it is important to improve the toughness value of the Charpy impact test in the C direction.

또한, 「C 방향」이란 압연 방향(L 방향)에 대하여 수직인 방향을 가리킨다. 「C 방향의 샤르피 충격 시험」이란 샤르피 충격 시험편의 길이 방향이 C 방향에 평행하고, 노치가 압연 방향을 향하고 있는 것을 가리킨다. 본원의 「압연 방향」이란, 압연재를 여러 가지의 방향으로 압연한 것 중에서, 가장 전체 압하량이 큰 압연 방향을 가리킨다.In addition, "C direction" refers to the direction perpendicular|vertical with respect to a rolling direction (L direction). "C-direction Charpy impact test" refers to that the longitudinal direction of the Charpy impact test piece is parallel to the C direction, and the notch faces the rolling direction. The "rolling direction" of this application refers to the rolling direction with the largest total rolling-reduction|draft amount among those which rolled the rolling material in various directions.

그래서, 본 발명자들은 이 원인을 더욱 예의 조사한 결과, 압연 집합 조직(압연에 의한 집합 조직)이 이러한 흡수 에너지의 차이에 기인하고 있는 것, 즉 연성 파괴와 집합 조직의 관계를 새롭게 발견했다. 이하에, 연성 파괴와 집합 조직의 관계에 대해서 설명한다.Then, as a result of further earnestly investigating this cause, the present inventors discovered that the rolling texture (texture by rolling) originates in this difference in absorbed energy, ie, the relationship between a ductile fracture and a texture, newly discovered. Below, the relationship between a ductile fracture and a texture is demonstrated.

본 발명에서는, 샤르피 충격 시험에 있어서의 샤르피 시험편을 가격하는 방향에 착안했다. 샤르피 시험편의 길이 방향을 강판의 압연 방향이 되도록 채취하는 L 방향 샤르피 시험편(단, 노치는 C 방향을 향하고 있음)과, 샤르피 시험편의 길이 방향이 강판의 압연 방향에 수직인 방향이 되도록 채취하는 C 방향 샤르피 시험편(단, 노치는 L 방향을 향하고 있음)을, 가격하는 방향에 대해서 생각했다.In the present invention, attention was paid to the direction of hitting the Charpy test piece in the Charpy impact test. L-direction Charpy test specimens taken so that the longitudinal direction of the Charpy specimen is in the rolling direction of the steel sheet (however, the notch is in the C direction), and C collected so that the longitudinal direction of the Charpy specimen is perpendicular to the rolling direction of the steel sheet Direction The Charpy test piece (however, the notch is facing the L direction) was considered about the direction of hitting.

전술한 바와 같이, (110)의 집합 조직이 높아지면, 더욱 인성이 낮아지는 경향이 있다. 집합 조직으로부터 흡수 에너지를 예측할 수 없기 때문에, 그 이유는 분명하지 않지만, 후술하는 바와 같이 아마도 (110)[001] 집합 조직이 영향을 주고 있다고 생각된다. 이 집합 조직은, C 방향으로는 (100)면이, L 방향으로는 (110)면이, 각각 배향한다. 그 때문에, C 방향으로 노치를 갖는 L 방향 샤르피 충격 시험에서는 좋은 값이 얻어지지만, L 방향으로 노치를 갖는 C 방향 샤르피 충격 시험에서는 나쁜 값이 된다. JIS 규격에서는, C 방향 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지값은 27J 이상으로 규정되어 있고, 낮은 값이어도 좋은 것으로 되어 있다. 그러나, 탱크를 형성한 경우에는, 전술한 바와 같이, 응력은 전체 방향에 걸리기 때문에 L 방향과 동(同)정도의 흡수 에너지를 C 방향에서도 갖는 것이 바람직하다.As described above, the higher the texture of (110), the lower the toughness tends to be. Since the absorbed energy cannot be predicted from the texture, the reason is not clear, but as will be described later, it is thought that the (110)[001] texture probably has an influence. In this texture, the (100) plane is oriented in the C direction and the (110) plane is oriented in the L direction, respectively. Therefore, a good value is obtained in the L-direction Charpy impact test having a notch in the C direction, but a bad value in the C-direction Charpy impact test having a notch in the L direction. In the JIS standard, the absorbed energy value of the C-direction Charpy impact test is prescribed to be 27 J or more, and a low value may be sufficient. However, when the tank is formed, as described above, since the stress is applied in the entire direction, it is preferable to have the same absorbed energy in the L direction also in the C direction.

모재는, 오스테나이트 강재의 경우에는 승온해도 변태가 없기 때문에, 오스테나이트 강재를 용접하여 얻어지는 용접부의 집합 조직은 모재와 거의 동일한 상태, 즉 변화하지 않는다. 따라서, 모재가 되는 오스테나이트 강재의 제조 시에 집합 조직을 만들어 두는 것이 중요해진다.In the case of an austenitic steel, since there is no transformation even when the temperature is raised, the texture of the weld zone obtained by welding the austenitic steel is substantially the same as that of the base material, that is, it does not change. Therefore, it becomes important to make a texture at the time of manufacture of the austenitic steel material used as a base material.

그래서, 본 발명에서는 후술하는 열간 압연의 공정에 있어서, 통상의 압연 시에 형성되기 쉬운 (110)[001] 집합 조직과, 90도 회전하여 압연하는 크로스 압연으로 다른 방위를 발달시킨 집합 조직을 가능한 한 동(同)정도로 섞음으로써, (110)[001] 집합 조직의 강도를 떨어뜨린다(즉, (110)[001] 집합 조직을 발달시키지 않음). 여기에서, 면심 입방 구조(FCC)에서는, (110)면에 있어서의 표면 원자 밀도가 가장 작고, 또한 표면 원자 밀도가 작은 면이 가장 취약한 면이다. 연성 파괴에 있어서, 이러한 취약한 면은 깨지기 쉬워, 흡수 에너지가 낮아진다고 생각된다. 따라서, (110)[001] 집합 조직을 발달시키지 않음으로써, L 방향 및 C 방향의 샤르피 흡수 에너지를 균등화할 수 있다고 생각하고 있다.Therefore, in the present invention, in the process of hot rolling to be described later, a (110)[001] texture that is easily formed during normal rolling and a texture in which different orientations are developed by cross rolling that rotates 90 degrees and rolls are possible. By mixing by the same amount, the strength of the (110)[001] texture is reduced (ie, the (110)[001] texture is not developed). Here, in a face-centered cubic structure (FCC), the surface with the smallest surface atomic density in the (110) plane, and the surface with a small surface atomic density is the weakest surface. In ductile fracture, it is thought that such a fragile surface is brittle and the absorbed energy is low. Therefore, it is considered that the L-direction and C-direction Charpy absorbed energy can be equalized by not developing the (110)[001] texture.

또한, 본 발명자들의 연구의 결과, 고Mn 강재는, 경도가 300HV 이상인 경우에, 왜곡 시효 후에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 미만이 되는 것을 인식했다. 상세한 메커니즘은 불분명하지만, 고경도인 쪽이, 전위 밀도가 높기 때문에, 고Mn강에 있어서 다량으로 함유되어 있는 C가 보다 많은 전위를 고착했다고 생각된다.Moreover, as a result of the research of the present inventors, it was recognized that the absorbed energy of a Charpy impact test at -196 degreeC in C direction in C direction after strain aging becomes less than 41 J of high Mn steel materials when hardness is 300 HV or more. Although the detailed mechanism is unclear, it is thought that the high hardness has a higher dislocation density, so that C, which is contained in a large amount in the high Mn steel, fixed more dislocations.

다음으로, 본 발명의 강재에 대해서 설명한다.Next, the steel materials of this invention are demonstrated.

본 발명의 강재는, 상압에 있어서의 마이크로 조직은, 면적률로 95% 이상이 FCC 구조이고, 판두께 1/2 위치의 (110)[001] 집합 조직 강도가 10.0 미만이고, 판두께 1/2 위치의 경도가 300HV 미만이고, 판두께 1/2 위치에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상이다.In the steel material of the present invention, the microstructure at normal pressure has an FCC structure of 95% or more in terms of area ratio, the (110)[001] texture strength at the position of 1/2 of the plate thickness is less than 10.0, and the plate thickness is 1/ The hardness at position 2 is less than 300 HV, and the absorbed energy of the Charpy impact test at -196°C in the C direction at the position of 1/2 of the plate thickness is 41 J or more.

또한, 본 발명의 강재는, 왜곡 시효 후 및 용접한 용접 열 영향부 조립역에 있어서의 -196℃에서의 C 방향의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지를 41J 이상으로 할 수 있다.Moreover, in the steel materials of this invention, the absorbed energy of the C direction Charpy impact test at -196 degreeC in the welded heat affected zone granulation zone after strain aging can be 41 J or more.

또한, 마이크로 조직은, 황화물계 개재물의 청정도가 1.0% 미만으로 할 수 있다.In addition, in the microstructure, the cleanliness of sulfide inclusions can be less than 1.0%.

이하에, 본 발명에 있어서 마이크로 조직을 상기와 같이 한정한 이유를 설명한다.Hereinafter, the reason for limiting the microstructure as mentioned above in this invention is demonstrated.

[강재의 마이크로 조직] [Micro organization of steel]

상압에 있어서의 마이크로 조직: 면적률로 95% 이상이 FCC 구조 Microstructure at normal pressure: 95% or more FCC structure by area ratio

본 발명에 있어서 「상압에 있어서의 마이크로 조직」이란, 압력 1atm 하에서 1300℃ 이하의 온도에서 -273℃까지의 온도역에 있어서의 마이크로 조직을 가리킨다. 고Mn 강재의 경우, 1300℃ 이하의 온도역(예를 들면, 1250℃)에 있어서의 마이크로 조직은, 면적률로 95% 이상이 FCC이다.In this invention, "microstructure in normal pressure" refers to the microstructure in the temperature range from the temperature of 1300 degrees C or less to -273 degreeC under the pressure of 1 atm. In the case of high Mn steel materials, the microstructure in a temperature range of 1300°C or lower (eg, 1250°C) is 95% or more FCC in terms of area ratio.

전술한 바와 같이, 강재의 결정 구조가 체심 입방 구조(BCC)인 경우, 당해 강재는 저온 환경하에서 취성 파괴를 일으킬 가능성이 있기 때문에, 저온 환경하에서의 사용에는 적합하지 않다. 따라서, 저온 환경하에서의 사용을 상정했을 때, 강재의 기지상(base phase)은, 결정 구조가 면심 입방 구조(FCC)인 것이 필요시 된다. 또한, 본 발명에 있어서 「오스테나이트를 기지상으로 한다」란, 오스테나이트상이 마이크로 조직 전체에 대하여 면적률로 95% 이상인 것을 의미한다. 오스테나이트상은, 바람직하게는 97% 이상이다. 오스테나이트상 이외의 잔부는, 페라이트상 및/또는 마르텐사이트상이다. 오스테나이트상 이외의 잔부는, 각 상의 합계 면적률이 5% 이하인 것이 바람직하다.As described above, when the crystal structure of the steel material is a body-centered cubic structure (BCC), since the steel material may cause brittle fracture in a low-temperature environment, it is not suitable for use in a low-temperature environment. Therefore, assuming use in a low-temperature environment, the base phase of steel is required to have a face-centered cubic structure (FCC). In addition, in this invention, "use austenite as a matrix phase" means that the austenite phase is 95% or more in area ratio with respect to the whole microstructure. Austenite phase becomes like this. Preferably it is 97 % or more. The remainder other than the austenite phase is a ferrite phase and/or a martensite phase. As for the remainder other than the austenite phase, it is preferable that the total area ratio of each phase is 5% or less.

또한, 본 발명에서는, 오스테나이트상 등의 면적 분율은, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.In addition, in this invention, the area fraction of an austenite phase etc. can be measured by the method described in the Example mentioned later.

(110)[001] 집합 조직 강도: 10.0 미만 (110)[001] texture strength: less than 10.0

본 발명에서는, 전술한 바와 같이, 강재(모재) 및 용접 열 영향부의 저온 인성을 향상시키기 위해, 적정한 조건으로 열간 압연을 행하는 것이 중요하다. 이에 따라 마이크로 조직, 특히 (110)[001] 집합 조직의 강도를 저하시켜, C 방향과 L 방향의 샤르피 흡수 에너지를 균등화할 수 있다.In the present invention, as described above, in order to improve the low-temperature toughness of the steel material (base material) and the weld heat affected zone, it is important to perform hot rolling under appropriate conditions. Accordingly, the strength of the microstructure, particularly the (110)[001] texture, can be reduced, and the Charpy absorbed energy in the C direction and the L direction can be equalized.

판두께 1/2 위치의 마이크로 조직에 있어서의, (110)[001] 집합 조직 강도가 10.0 이상에서는, 균열이 전파되기 쉬워진다. 그 결과, 흡수 에너지가 저하한다. 이 때문에, 상기의 (110)[001] 집합 조직 강도는 10.0 미만으로 한다. 바람직하게는 9.0 이하로 한다. 보다 바람직하게는 6.0 이하로 한다. L 방향의 흡수 에너지가 저하하는 점에서, 판두께 1/2 위치의 마이크로 조직에 있어서의 (110)[001] 집합 조직 강도는, 1.0 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 4.0 이상으로 한다.When the (110)[001] texture strength in the microstructure at the position 1/2 of the plate thickness is 10.0 or more, cracks are more likely to propagate. As a result, absorbed energy falls. For this reason, the (110)[001] texture strength is set to less than 10.0. Preferably, it is set to 9.0 or less. More preferably, it is set to 6.0 or less. Since the absorbed energy in the L direction decreases, the (110)[001] texture strength in the microstructure at the 1/2 thickness position is preferably set to 1.0 or more. More preferably, it is set to 4.0 or more.

경도: 300HV 미만 Hardness: less than 300HV

판두께 1/2 위치의 경도가 300HV 이상에서는, 연성이 저하하고, 흡수 에너지가 저하한다. 이 때문에, 상기의 경도는 300HV 미만으로 한다. 바람직하게는, 280HV 이하로 한다. 보다 바람직하게는 260HV 이하로 한다. 강재의 강도가 저하하는 점에서, 판두께 1/2 위치의 경도는, 200HV 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 220HV 이상으로 한다.When the hardness at the position of 1/2 of the plate thickness is 300 HV or more, the ductility decreases and the absorbed energy decreases. For this reason, said hardness shall be less than 300 HV. Preferably, it is set as 280 HV or less. More preferably, it is set as 260 HV or less. Since the strength of steel materials falls, it is preferable that the hardness at the position of 1/2 plate thickness shall be 200 HV or more. More preferably, it is 220 HV or more.

황화물계 개재물의 청정도: 1.0% 미만(적합 조건) Purity of sulfide inclusions: less than 1.0% (suitable conditions)

판두께 1/2 위치의 마이크로 조직에 있어서의, 황화물계 개재물의 청정도가 1.0% 이상에서는, 파괴의 기점이 된다. 그 결과, 흡수 에너지가 저하할 우려가 있다. 이 때문에, 상기의 황화물계 개재물의 청정도는 1.0% 미만으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.8% 이하로 한다. 더욱 바람직하게는 0.6% 이하로 한다. 상기의 청정도의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 제조 비용의 관점에서는, 0.1% 이상으로 하는 것이 바람직하다.When the degree of cleanliness of the sulfide inclusions in the microstructure at the position of 1/2 of the plate thickness is 1.0% or more, it becomes the starting point of destruction. As a result, there exists a possibility that absorbed energy may fall. For this reason, it is preferable that the cleanliness of the said sulfide-type inclusion shall be less than 1.0 %. More preferably, it is made into 0.8 % or less. More preferably, it is set as 0.6 % or less. Although the lower limit in particular of said cleanliness is not prescribed|regulated, It is preferable to set it as 0.1 % or more from a viewpoint of manufacturing cost.

또한, 상기한 청정도란, 이하의 (2)식으로 산출된다.In addition, said cleanliness is computed by the following formula (2).

d=(n/p×f)×100…(2) d=(n/p×f)×100… (2)

여기에서, 상기 (2)식에 있어서의, p: 시야 내의 총 격자점 수, f: 시야수, n: f개의 시야에 있어서의 개재물에 의해 점유되는 격자점 중심의 수로 한다.Here, in the formula (2), p: the total number of grid points in the field of view, f: the number of fields of view, and n: the number of grid point centers occupied by inclusions in the f fields.

따라서, 청정도는, 강재의 판두께 1/2 위치에 있어서의, 황화물계 개재물이 차지하는 면적 백분율을 산출한 값으로서, C 방향의 황화물계 개재물을 나타낸다. 황화물계 개재물로서, 예를 들면 MnS를 들 수 있다.Accordingly, the cleanliness is a value obtained by calculating the area percentage occupied by the sulfide inclusions at the 1/2 position of the sheet thickness of the steel, and represents the sulfide inclusions in the C direction. As a sulfide-type inclusion, MnS is mentioned, for example.

상기한 (110)[001] 집합 조직 강도: 10.0 미만과, 경도: 300HV 미만과, 황화물계 개재물의 청정도: 1.0% 미만은, 후술하는 조건에 따른 열간 압연을 행함으로써, 실현할 수 있다.The aforementioned (110)[001] texture strength: less than 10.0, hardness: less than 300 HV, and cleanliness of sulfide inclusions: less than 1.0% can be realized by performing hot rolling according to the conditions described below.

또한, 본 발명에서는, 상기한 집합 조직 강도, 경도 및, 황화물계 개재물의 청정도는, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.In the present invention, the above-described texture strength, hardness, and cleanliness of sulfide-based inclusions can be measured by the method described in Examples to be described later.

이상의 마이크로 조직을 갖는 본 발명의 강재는, 저온 인성이 우수하다.The steel material of this invention which has the above microstructure is excellent in low-temperature toughness.

여기에서, 상기한 마이크로 조직을 갖는 강재(모재)에 더하여 왜곡 시효 후 및 용접 열 영향부의 -196℃에 있어서의, 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지를 측정했다.Here, in addition to the steel material (base material) having the above-described microstructure, the absorbed energy of the Charpy impact test after strain aging and at -196°C of the weld heat affected zone was measured.

강재의 판두께 1/2 위치에 있어서의 마이크로 조직은, (110)[001] 집합 조직 강도를 10.0 미만, 또한 경도 300HV 미만으로 하면, 강재의 판두께 1/2 위치에 있어서, C 방향 및 L 방향을 포함하는 모든 방향에서, 흡수 에너지(vE-196): 41J 이상을 실현할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 강재를 용접한 용접부에서도, 용접 열 영향부 조립역의 C 방향의 흡수 에너지(vE-196): 41J 이상을 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 강재에 소정의 조건(예를 들면, 후술의 실시예에 기재된 조건)으로 예비 왜곡을 주어 시효 처리를 실시한, 왜곡 시효 후에 있어서의 C 방향의 흡수 에너지(vE-196): 41J 이상을 실현할 수 있다.The microstructure at the plate thickness 1/2 position of the steel material is (110) [001] When the texture strength is less than 10.0 and the hardness is less than 300 HV, in the plate thickness 1/2 position of the steel material, the C direction and L Absorbed energy (vE −196 ): 41 J or more can be realized in all directions including the direction. Thereby, also in the welding part which welded the steel materials of this invention, the absorbed energy ( vE -196) of the C direction of a welding heat affected zone granulation region: 41 J or more can be implement|achieved. Further, the absorbed energy in the C direction (vE-196 ) after strain aging in which the steel of the present invention was subjected to an aging treatment by giving a pre-strain under predetermined conditions (for example, the conditions described in the examples described later): 41J more can be realized.

또한, 바람직한 열량 등의 용접 조건은, 후술하는 탱크의 적합한 용접 조건과 마찬가지이기 때문에, 여기에서는 생략한다.In addition, since welding conditions, such as a preferable calorie|heat amount, are the same as the suitable welding conditions of the tank mentioned later, they are abbreviate|omitted here.

또한, 상기의 집합 조직 강도 및 경도에 더하여, 강재의 판두께 1/2 위치에 있어서의 황화물계 개재물의 청정도를 1.0% 미만으로 하면, 낮은 값을 나타내는 C 방향에 있어서도, 한층 더 효과적으로 흡수 에너지(vE-196): 41J 이상을 얻을 수 있다.In addition to the above-mentioned texture strength and hardness, when the cleanliness of the sulfide-based inclusions at the 1/2 position of the steel material is less than 1.0%, the absorbed energy ( vE -196 ): 41J or higher can be obtained.

다음으로, 본 발명의 강재(오스테나이트 강재)에 있어서의 성분 조성의 바람직한 범위에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명의 오스테나이트 강재(예를 들면, 고Mn 강재)를 소재로서 이용하여, 이 강재를 용접하여 얻어진 구조체(예를 들면 탱크)는, 모재 및 용접부도 마찬가지의 성분 조성 및 마이크로 조직이 된다(단, 용접부의 오스테나이트 입경은 커짐).Next, the preferable range of the component composition in the steel material (austenitic steel material) of this invention is demonstrated. In addition, the structure (eg, tank) obtained by using the austenitic steel of the present invention (eg, high Mn steel) as a material and welding this steel has the same composition and microstructure as the base material and the welded portion. (However, the austenite grain size at the weld becomes large).

[성분 조성] [Ingredient composition]

본 발명에서는, 오스테나이트 강재 및 그의 제조에 이용되는 강 소재가, 상기한 성분 조성을 갖는다. 본 발명의 오스테나이트 강재의 성분 조성과 그의 한정 이유에 대해서 설명한다. 또한, 성분 조성에 관한 「%」의 표시는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량%」를 의미한다.In this invention, an austenitic steel material and the steel raw material used for its manufacture have the above-mentioned component composition. The component composition of the austenitic steel material of this invention and the reason for its limitation are demonstrated. In addition, unless otherwise indicated, the display of "%" regarding a component composition means "mass %".

C: 0.100% 이상 0.700% 이하 C: 0.100% or more and 0.700% or less

C는, 염가인 오스테나이트 안정화 원소로서, 오스테나이트를 얻기 위해 중요한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, C는 0.100% 이상의 함유를 하는 것이 바람직하다. 한편, C는 0.700%를 초과하여 함유하면, Cr 탄화물이 과도하게 생성되어, 저온 인성이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, C는 0.100% 이상 0.700% 이하로 하는 것이 바람직하다. C는, 보다 바람직하게는 0.200% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.600% 이하로 한다. C는, 더욱 바람직하게는 0.250% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.550% 이하로 한다.C is an inexpensive austenite stabilizing element, and is an important element for obtaining austenite. In order to obtain this effect, it is preferable to contain 0.100% or more of C. On the other hand, when C is contained in an amount exceeding 0.700%, Cr carbides are excessively formed, and there is a fear that the low-temperature toughness may decrease. For this reason, it is preferable to make C into 0.100% or more and 0.700% or less. C is more preferably 0.200% or more, and more preferably 0.600% or less. C is more preferably 0.250% or more, and still more preferably 0.550% or less.

Si: 0.05% 이상 1.00% 이하 Si: 0.05% or more and 1.00% or less

Si는, 탈산재로서 작용하여, 제강상 필요할뿐만 아니라, 강에 고용되어 고용 강화에 의해 강판을 고강도화하는 효과를 갖는다. 이러한 효과를 얻기 위해, Si는 0.05% 이상의 함유를 하는 것이 바람직하다. 한편, Si는 1.00%를 초과하여 함유하면, 비(非)열적 응력이 과도하게 상승하기 때문에, 저온 인성이 열화할 우려가 있다. 이 때문에, Si는 0.05% 이상 1.00% 이하로 하는 것이 바람직하다. Si는, 보다 바람직하게는 0.07% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.80% 이하로 한다. Si는, 더욱 바람직하게는 0.10% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.60% 이하로 한다.Si acts as a deoxidizer and is not only necessary for steelmaking, but also has the effect of being dissolved in steel and strengthening the steel sheet by solid solution strengthening. In order to obtain such an effect, it is preferable to contain 0.05% or more of Si. On the other hand, since non-thermal stress rises excessively when Si contains exceeding 1.00 %, there exists a possibility that low-temperature toughness may deteriorate. For this reason, it is preferable to make Si into 0.05 % or more and 1.00 % or less. Si is more preferably 0.07% or more, and more preferably 0.80% or less. Si is more preferably 0.10% or more, and still more preferably 0.60% or less.

Mn: 20.0% 이상 40.0% 이하 Mn: 20.0% or more and 40.0% or less

Mn은, 비교적 염가인 오스테나이트 안정화 원소이다. 본 발명에서는, 강도와 저온 인성을 양립하기 위해 중요한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해, Mn은 20.0% 이상의 함유를 하는 것이 바람직하다. 한편, Mn은 40.0%를 초과하여 함유한 경우, 저온 인성이 열화할 우려가 있다. 또한, 용접성, 절단성이 열화할 우려가 있다. 또한, 편석을 조장하고, 응력 부식 균열의 발생을 조장한다. 이 때문에, Mn은 20.0% 이상 40.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. Mn은, 보다 바람직하게는 23.0% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 24.0% 이상으로 한다. 보다 바람직하게는 35.0% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 30.0% 이하로 한다.Mn is a relatively inexpensive austenite stabilizing element. In this invention, in order to make strength and low-temperature toughness compatible, it is an important element. In order to acquire the effect, it is preferable to contain 20.0% or more of Mn. On the other hand, when Mn is contained exceeding 40.0%, there exists a possibility that low-temperature toughness may deteriorate. Moreover, there exists a possibility that weldability and cutability may deteriorate. In addition, it promotes segregation and promotes the occurrence of stress corrosion cracking. For this reason, it is preferable to make Mn into 20.0 % or more and 40.0 % or less. Mn is more preferably 23.0% or more, and still more preferably 24.0% or more. More preferably, it is set as 35.0 % or less, More preferably, it is set as 30.0 % or less.

P: 0.030% 이하 P: 0.030% or less

P는, 0.030%를 초과하여 함유하면, 과도하게 입계(grain boundaries)에 편석하기 때문에, 저온 인성이 저하한다. 이 때문에, 0.030%를 상한으로 하여, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 따라서, P는 0.030% 이하로 한다. 또한, 과도한 P 저감은 정련 비용을 급등시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, 0.002% 이상으로 하는 것이 바람직하다. P는, 보다 바람직하게는 0.005% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.010% 이상으로 한다. 보다 바람직하게는 0.028% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.024% 이하로 한다.When P is contained in an amount exceeding 0.030%, it excessively segregates at grain boundaries, so that the low-temperature toughness decreases. For this reason, it is preferable to make 0.030 % as an upper limit, and to reduce as much as possible. Therefore, P is made into 0.030% or less. Moreover, since excessive reduction of P increases refining cost and becomes economically disadvantageous, it is preferable to set it as 0.002 % or more. P is more preferably 0.005% or more, still more preferably 0.010% or more. More preferably, you may be 0.028 % or less, More preferably, you may be 0.024 % or less.

S: 0.0050% 이하 S: 0.0050% or less

S는, 모재의 저온 인성이나 연성을 열화시키기 때문에, 0.0050%를 상한으로 하여, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 따라서, S는 0.0050% 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.0045% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.0040% 이하로 한다. 또한, 과도한 S의 저감은 정련 비용을 급등시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, S는 0.0010% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0012% 이상으로 한다.Since S deteriorates the low-temperature toughness and ductility of a base material, it is preferable to make 0.0050% as an upper limit and to reduce it as much as possible. Therefore, S is made into 0.0050% or less. More preferably, it is set as 0.0045 % or less, More preferably, it is set as 0.0040 % or less. In addition, since excessive reduction of S increases the refining cost and becomes economically disadvantageous, S is preferably set to 0.0010% or more. More preferably, it is set as 0.0012% or more.

Al: 5.00% 이하 Al: 5.00% or less

Al은, 탈산제로서 작용하여, 강판의 용강 탈산 프로세스에 있어서, 가장 범용적으로 사용된다. 또한, 인장 시험 시의 항복 강도 및 국부 신장이 향상한다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Al은 0.01% 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Al은 5.00%를 초과하여 함유하면, 개재물이 다량으로 존재하여, 저온 인성을 열화시키기 때문에, 5.00% 이하로 한다. Al은, 보다 바람직하게는 0.01% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.02% 이상으로 한다. Al은, 보다 바람직하게는 4.00% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 3.50% 이하로 한다.Al acts as a deoxidizer and is most commonly used in the molten steel deoxidation process of a steel sheet. Moreover, the yield strength and local elongation at the time of a tensile test improve. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.01 % or more of Al. On the other hand, when Al is contained in excess of 5.00%, inclusions are present in a large amount to deteriorate the low-temperature toughness, so it is set to 5.00% or less. Al is more preferably 0.01% or more, and still more preferably 0.02% or more. Al is more preferably made into 4.00% or less, More preferably, it is made into 3.50% or less.

Cr: 7.0% 이하 Cr: 7.0% or less

Cr은, 입계 강도를 향상시키기 때문에, 저온 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Cr은 0.5% 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Cr은 7.0%를 초과하여 함유하면, Cr 탄화물의 생성에 의해, 저온 인성 및 내(耐)응력 부식 균열성이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, Cr은 7.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cr은, 바람직하게는 0.5% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 1.0% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 1.2% 이상으로 한다. Cr은, 보다 바람직하게는 6.7% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 6.5% 이하로 한다. 또한, 내응력 부식 균열을 추가로 향상시키기 위해서는, Cr을 2.0% 이상 6.0% 이하로 하는 것이 더 한층 바람직하다.Cr is an element effective in improving the low-temperature toughness in order to improve the grain boundary strength. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.5% or more of Cr. On the other hand, when Cr is contained in an amount exceeding 7.0%, there is a fear that the low-temperature toughness and stress corrosion cracking resistance may decrease due to the formation of Cr carbides. For this reason, it is preferable to make Cr into 7.0 % or less. Cr is preferably 0.5% or more, more preferably 1.0% or more, and still more preferably 1.2% or more. Cr is more preferably 6.7% or less, and still more preferably 6.5% or less. In addition, in order to further improve the stress corrosion cracking resistance, it is still more preferable to set Cr to 2.0% or more and 6.0% or less.

N: 0.0500% 이하 N: 0.0500% or less

N은, 오스테나이트 안정화 원소로서, 저온 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, N은 0.0050% 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 한편, N은 0.0500%를 초과하여 함유하면, 질화물 또는 탄질화물이 조대화하여, 인성이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, N은 0.0500% 이하로 하는 것이 바람직하다. N은, 바람직하게는 0.0050% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.0060% 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.0070% 이상으로 한다. N은, 보다 바람직하게는 0.0400% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.0300% 이하로 한다.N is an austenite stabilizing element, and is an element effective for improving low-temperature toughness. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0050% or more of N. On the other hand, when N is contained exceeding 0.0500 %, nitride or carbonitride coarsens, and there exists a possibility that toughness may fall. For this reason, it is preferable to make N into 0.0500 % or less. N is preferably 0.0050% or more, more preferably 0.0060% or more, and still more preferably 0.0070% or more. N is more preferably 0.0400% or less, and still more preferably 0.0300% or less.

O: 0.0050% 이하 O: 0.0050% or less

O는, 산화물의 형성에 의해 저온 인성을 열화시킨다. 이 때문에, O는 0.0050% 이하의 범위로 한다. 바람직하게는 0.0045% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 0.0040% 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 0.0035% 이하로 한다. 또한, 과도한 O의 저감은 정련 비용을 급등시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, O는 0.0010% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0012% 이상으로 한다.O deteriorates low-temperature toughness by formation of an oxide. For this reason, O is made into the range of 0.0050% or less. Preferably it is 0.0045 % or less, More preferably, it is set as 0.0040 % or less, More preferably, it is set as 0.0035 % or less. Moreover, since reduction of excessive O increases refining cost sharply and becomes economically disadvantageous, it is preferable to make O into 0.0010% or more. More preferably, it is set as 0.0012% or more.

Ti: 0.005% 미만, Nb: 0.005% 미만 Ti: less than 0.005%, Nb: less than 0.005%

Ti 및 Nb는, 강 중에서 고융점의 탄질화물을 형성하기 때문에, 저온 인성이 저하한다. Ti 및 Nb는, 원재료 등으로부터 불가피적으로 혼입하는 성분이기 때문에, Ti: 0.005% 이상 0.010% 이하 및 Nb: 0.005% 이상 0.010% 이하의 범위에서 혼입하는 것이 통례이다. 그래서, 후술하는 용제의 수법에 따라, Ti 및 Nb의 불가피 혼입을 회피하고, Ti 및 Nb의 함유량을 각각 0.005% 미만으로 억제할 필요가 있다. Ti 및 Nb의 함유량을 각각 0.005% 미만으로 억제함으로써, 상기한 탄질화물의 악영향을 배제하여, 우수한 저온 인성 그리고 연성을 확보할 수 있다. 바람직하게는, Ti 및 Nb의 함유량을 0.003% 이하로 한다. 물론, Ti 및 Nb의 함유량은 0%라도 좋다. 보다 바람직하게는 0.001% 이상으로 한다.Ti and Nb form carbonitrides having a high melting point in steel, so that the low-temperature toughness decreases. Since Ti and Nb are components that are unavoidably mixed from raw materials and the like, it is customary to mix them in the range of Ti: 0.005% or more and 0.010% or less and Nb: 0.005% or more and 0.010% or less. Then, according to the method of the solvent mentioned later, it is necessary to avoid unavoidable mixing of Ti and Nb, and to suppress content of Ti and Nb to less than 0.005 %, respectively. By suppressing the content of Ti and Nb to less than 0.005%, respectively, the above-described adverse effect of carbonitride is excluded, and excellent low-temperature toughness and ductility can be ensured. Preferably, the content of Ti and Nb is 0.003% or less. Of course, the content of Ti and Nb may be 0%. More preferably, it is made into 0.001 % or more.

Ca: 0.0100% 이하, Mg: 0.0100% 이하, REM: 0.0200% 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상 Ca: 0.0100% or less, Mg: 0.0100% or less, REM: 0.0200% or less 1 type or 2 or more types selected from

Ca, Mg 및 REM(희토류 금속)은, 개재물의 형태 제어에 유용한 원소이다. 개재물의 형태 제어란, 전신한(elongated) 황화물계 개재물을 입자 형상의 개재물로 하는 것을 말한다. 이 개재물의 형태 제어를 통하여, 연성, 인성 및 내황화물 응력 부식 균열성을 향상시킨다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Ca 및 Mg는 0.0005% 이상, REM은 0.0010% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 어느 원소도 많이 함유시키면, 비금속 개재물량이 증가하여, 오히려 연성, 인성, 내황화물 응력 부식 균열성이 저하한다. 또한, 경제적으로 불리해진다.Ca, Mg, and REM (rare earth metal) are elements useful for morphological control of inclusions. The shape control of inclusions refers to using elongated sulfide inclusions as particulate inclusions. Through control of the shape of these inclusions, ductility, toughness and resistance to sulfide stress corrosion cracking are improved. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0005% or more of Ca and Mg, and 0.0010% or more of REM. On the other hand, when a large amount of any element is contained, the amount of non-metallic inclusions increases, and on the contrary, ductility, toughness, and sulfide stress corrosion cracking resistance decrease. Also, it becomes economically disadvantageous.

이 때문에, Ca 및 Mg를 함유하는 경우에는, 각각 0.0100% 이하, REM을 함유하는 경우에는, 0.0200% 이하로 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, Ca는 0.0005% 이상, Mg는 0.0005% 이상, REM은 0.0010% 이상으로 한다. 보다 바람직하게는, Ca는 0.0010% 이상 0.0080% 이하, Mg는 0.0010% 이상 0.0080% 이하, REM은 0.0020% 이상 0.0150% 이하로 한다. 더욱 바람직하게는, Ca는 0.0050% 이하, Mg는 0.0050% 이하로 한다.For this reason, when Ca and Mg are contained, it is preferable to set it as 0.0100 % or less, respectively, and when it contains REM, it is preferable to set it as 0.0200 % or less. Preferably, Ca is 0.0005% or more, Mg is 0.0005% or more, and REM is 0.0010% or more. More preferably, Ca is 0.0010% or more and 0.0080% or less, Mg is 0.0010% or more and 0.0080% or less, and REM is 0.0020% or more and 0.0150% or less. More preferably, Ca is 0.0050% or less and Mg is 0.0050% or less.

본 발명의 오스테나이트 강재는, 상기한 성분 이외의 잔부가 철(Fe) 및 불가피적 불순물이다. 여기에서의 불가피적 불순물로서는, H, B 등을 들 수 있고, 각 원소의 합계로 0.01% 이하이면 허용할 수 있다.In the austenitic steel of the present invention, the remainder other than the above-described components is iron (Fe) and unavoidable impurities. As unavoidable impurities here, H, B, etc. are mentioned, and if it is 0.01 % or less in total of each element, it is permissible.

상기의 원소를 기본의 성분 조성으로 하는 것이 바람직하다. 이 기본의 성분 조성에 의해 본 발명에서 목적으로 하는 특성은 얻어진다. 본 발명에서는, 강도 및 저온 인성을 추가로 향상시키는 것을 목적으로 하여, 상기의 원소에 더하여, 필요에 따라서 하기의 원소를 함유할 수 있다.It is preferable to make the said element into a basic component composition. By this basic component composition, the characteristic aimed at in the present invention is obtained. In the present invention, for the purpose of further improving strength and low-temperature toughness, in addition to the above elements, the following elements may be contained as necessary.

Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Mo: 2.0% 이하, V: 2.0% 이하, W: 2.0% 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상 One or two or more selected from Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Mo: 2.0% or less, V: 2.0% or less, W: 2.0% or less

Cu: 1.0% 이하, Ni: 1.0% 이하 Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less

Cu 및 Ni는, 고용 강화에 의해 강판을 고강도화할뿐만 아니라, 전위의 이동도(易動度: mobility)를 향상시키고, 저온 인성도 향상하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Cu 및 Ni는 0.01% 이상으로 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Cu 및 Ni는 1.0%를 초과하여 함유하면, 압연 시에 표면 성상이 열화하는 것 외에, 제조 비용을 압박한다. 이 때문에, 이들 합금 원소를 함유하는 경우는, 그의 함유량은 각각 1.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.03% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.7% 이하로 한다. 더욱 바람직하게는 0.5% 이하로 한다.Cu and Ni are elements that not only strengthen the steel sheet by solid solution strengthening, but also improve dislocation mobility and low-temperature toughness. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain Cu and Ni in 0.01 % or more. On the other hand, when Cu and Ni contain exceeding 1.0 %, a surface property will deteriorate at the time of rolling, and manufacturing cost will be pressed. For this reason, when these alloy elements are contained, it is preferable to make the content into 1.0 % or less, respectively. More preferably, it is set as 0.03 % or more, More preferably, it is set as 0.7 % or less. More preferably, it is made into 0.5 % or less.

Mo: 2.0% 이하, V: 2.0% 이하, W: 2.0% 이하 Mo: 2.0% or less, V: 2.0% or less, W: 2.0% or less

Mo, V 및 W는, 오스테나이트의 안정화에 기여함과 함께 모재 강도의 향상에 기여한다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Mo, V 및 W는, 각각 0.001% 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 한편, Mo, V 및 W는, 각각 2.0%를 초과하여 함유하면, 조대한 탄질화물이 생성되어, 파괴의 기점이 되는 경우가 있는 것 외에, 제조 비용을 압박한다. 이 때문에, 이들 합금 원소를 함유하는 경우는, 그의 함유량은 각각 2.0% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.003% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 1.7% 이하로 한다. 더욱 바람직하게는 1.5% 이하로 한다.Mo, V, and W contribute to the improvement of the strength of the base metal while contributing to the stabilization of austenite. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.001% or more of Mo, V, and W, respectively. On the other hand, when Mo, V, and W each contain exceeding 2.0 %, a coarse carbonitride may generate|occur|produce and it may become a starting point of destruction, and manufacturing cost will be pressed. For this reason, when these alloying elements are contained, it is preferable to make the content into 2.0 % or less, respectively. More preferably, you may be 0.003 % or more, More preferably, you may be 1.7 % or less. More preferably, it is made into 1.5 % or less.

또한, 본 발명에 있어서, 「강재(오스테나이트 강재)」는 판두께 6㎜ 이상의 강판을 가리키는 것으로 한다. 매우 저온의 환경에서 사용되는 구조용 강의 소재로서 적합하게 이용하는 관점에서는, 판두께는 9㎜ 초과로 하는 것이 바람직하고, 12㎜ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 판두께의 상한은 특별히 한정되지 않고, 임의의 두께로 할 수 있지만, 40㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, in this invention, "steel materials (austenitic steel materials)" shall refer to the steel plate of 6 mm or more of plate|board thickness. From the viewpoint of suitably used as a raw material for structural steel used in a very low temperature environment, the plate thickness is preferably set to more than 9 mm, more preferably set to 12 mm or more. The upper limit of plate|board thickness is not specifically limited, Although it can be set as arbitrary thickness, it is preferable to set it as 40 mm or less.

[강재의 제조 방법] [Method of manufacturing steel]

다음으로, 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 강재의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, the manufacturing method of the steel materials in one Embodiment of this invention is demonstrated.

본 발명의 강재(오스테나이트 강재)는, 상기한 성분 조성을 갖는 용강을, 전로(converter), 전기로 등, 공지의 용제 방법으로 용제할 수 있다. 또한, 진공 탈가스로에서 2차 정련을 행해도 좋다.The steel material (austenitic steel material) of this invention can melt|melt molten steel which has an above-described component composition by well-known melting methods, such as a converter and an electric furnace. Moreover, you may perform secondary refining in a vacuum degassing furnace.

그 때, 조직 제어의 방해가 되는 Ti 및 Nb를 전술한 수치 범위로 제한하기 위해, 원료 등으로부터 불가피적으로 Ti 및 Nb가 혼입하는 것을 회피하고, 이들 함유량을 저감하는 조치를 취할 필요가 있다. 예를 들면, 정련 단계에 있어서의 슬래그의 염기도를 내림으로써, 이들 합금을 슬래그로 농화시켜 배출하고, 최종적인 슬래브 제품에 있어서의 Ti 및 Nb의 농도를 저감한다. 혹은, 산소를 취입하여 산화시키고, 환류(refluxing) 시에 Ti 및 Nb의 합금을 부상 분리시키는 등의 방법이라도 좋다.At that time, in order to limit Ti and Nb, which interfere with the control of the structure, to the above-mentioned numerical range, it is necessary to avoid unavoidable mixing of Ti and Nb from raw materials and the like, and to take measures to reduce these contents. For example, by lowering the basicity of the slag in the refining step, these alloys are concentrated into slag and discharged, and the concentration of Ti and Nb in the final slab product is reduced. Alternatively, a method such as oxidizing by blowing in oxygen, and flotation separation of an alloy of Ti and Nb during refluxing may be used.

그 후, 연속 주조법, 조괴-분괴 압연법(ingot making and slabbing method) 등, 공지의 주조 방법에 의해, 소정 치수의 슬래브 등의 강 소재로 하는 것이 바람직하다.Thereafter, it is preferable to use a known casting method such as a continuous casting method or an ingot making and slabbing method to obtain a steel material such as a slab having a predetermined size.

이하에, 상기 강 소재를 저온 인성이 우수한 강재(오스테나이트 강재)로 조성하기 위한 제조 조건에 대해서, 상세하게 설명한다.Hereinafter, manufacturing conditions for forming the steel material into a steel material having excellent low-temperature toughness (austenitic steel material) will be described in detail.

상기한 구성의 오스테나이트 강재를 얻기 위해서는, 강 소재를 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역으로 가열하고, 소정의 크로스 압연을 실시하고, 또한, 마무리 압연 최종 패스의 압하율이 30% 이하, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상이 되는 조건의 열간 압연을 행하는 것이 중요하다. 여기에서의 온도 제어는, 강 소재의 표면 온도를 기준으로 한다.In order to obtain an austenitic steel material having the above-described configuration, the steel material is heated to a temperature range of 1100°C or higher and 1300°C or lower, a predetermined cross rolling is performed, and the rolling reduction in the final pass of finish rolling is 30% or less, finishing It is important to perform hot rolling under the condition that the rolling end temperature is 750°C or higher. The temperature control here is based on the surface temperature of the steel material.

또한, 이하의 제조 방법의 설명에서는, 온도에 관한 「℃」 표시는, 특별히 언급하지 않는 한, 각각 강 소재 또는 강판의 표면 온도이다. 표면 온도는, 예를 들면 방사 온도계 등으로 측정할 수 있다. 또한, 슬래브나 강판의 판두께 중심 위치의 온도는, 예를 들면, 강판의 판두께 중심에 열전대를 붙여 측정하는 것이나, 강판 단면 내의 온도 분포를 전열 해석에 의해 계산하고, 그 결과를 강판의 표면 온도에 의해 보정함으로써 구할 수 있다.In addition, in the following description of a manufacturing method, the "degreeC" indication regarding temperature is the surface temperature of a steel raw material or a steel plate, respectively, unless otherwise stated. The surface temperature can be measured, for example, with a radiation thermometer or the like. In addition, the temperature at the plate thickness center position of the slab or steel plate is measured by attaching a thermocouple to the plate thickness center of the steel plate, or the temperature distribution in the steel plate cross section is calculated by electrothermal analysis, and the result is calculated on the surface of the steel plate It can be calculated|required by correct|amending by temperature.

강 소재의 가열 온도: 1100℃ 이상 1300℃ 이하Heating temperature of steel material: 1100℃ or more and 1300℃ or less

열간 압연에서 Mn을 확산시키기 위해, 열간 압연 전의 강 소재의 가열 온도는 1100℃ 이상으로 한다. Mn을 확산시킴으로써, Mn 부(負)편석부에 있어서도 오스테나이트의 안정도를 확보할 수 있다. 이에 따라, 용접했을 때에 얻어지는 용접 열 영향부 조립 영역에 있어서도 오스테나이트의 안정도를 확보할 수 있어, 취성 파괴를 막을 수 있다. 한편, 가열 온도가 1300℃를 초과하면 강의 용해가 시작되어 버릴 우려가 있기 때문에, 가열 온도의 상한은 1300℃로 한다. 바람직하게는, 1130℃ 이상 1270℃ 이하이다.In order to diffuse Mn in hot rolling, the heating temperature of the steel material before hot rolling is made into 1100 degreeC or more. By diffusing Mn, it is possible to ensure the stability of austenite even in the Mn negative segregation portion. Thereby, the stability of austenite can be ensured also in the granulation area|region of a welding heat affected zone obtained when welding is carried out, and a brittle fracture can be prevented. On the other hand, since there exists a possibility that melting of steel may start when heating temperature exceeds 1300 degreeC, the upper limit of heating temperature shall be 1300 degreeC. Preferably, it is 1130 degreeC or more and 1270 degrees C or less.

(1)식으로 산출되는 크로스 압연비: 20 이하 Cross rolling ratio calculated by formula (1): 20 or less

크로스 압연비=압연 방향 압연비/압연 직각 방향 압연비…(1) Cross rolling ratio = rolling direction rolling ratio / rolling right angle direction rolling ratio... (One)

여기에서, 「압연 방향 압연비」란, 총 압연에 대한 압연 방향의 압연비를 가리킨다. 「압연 직각 방향 압연비」란, 총 압연에 대한 압연 직각 방향의 압연비를 가리킨다. 따라서, 「압연 방향 압연비/압연 직각 방향 압연비」는, 압연 직각 방향 압연에 대한 압연 방향의 압연비를 나타낸다.Here, the "rolling direction rolling ratio" refers to the rolling ratio of the rolling direction with respect to total rolling. A "rolling right angle direction rolling ratio" refers to the rolling ratio of the rolling right angle direction with respect to total rolling. Therefore, "rolling direction rolling ratio/rolling right angle direction rolling ratio" represents the rolling ratio of the rolling direction with respect to rolling right angle direction rolling.

전술한 바와 같이, 오스테나이트강의 압연에서는 (110)[001] 집합 조직이 발달하기 쉽다. 그 때문에, 다른 방향의 압연을 넣음으로써 (110)[001] 집합 조직의 비율이 작아져, (110)[001] 집합 조직의 강도를 저하시킬 수 있다. (110)[001] 집합 조직 강도를 10.0 미만으로 하기 위해서는, (1)식으로 산출되는 크로스 압연비는 20 이하로 한다.As described above, in the rolling of austenitic steel, the (110)[001] texture tends to develop. Therefore, the ratio of the (110)[001] texture is reduced by applying the rolling in different directions, and the strength of the (110)[001] texture can be reduced. (110) [001] In order to make the texture strength less than 10.0, the cross rolling ratio calculated by the formula (1) is set to 20 or less.

또한, 열간 압연 시에 C 방향으로 압연을 행하는 크로스 압연을 실시하고, 크로스 압연비를 20 이하로 함으로써, C 방향의 황화물계 개재물의 면적 분율을 저감하는 것도 유효하다. 크로스 압연비는, 바람직하게는 18 이하이고, 더욱 바람직하게는 15 이하이다.It is also effective to reduce the area fraction of sulfide inclusions in the C direction by performing cross rolling in which rolling is performed in the C direction at the time of hot rolling and making the cross rolling ratio 20 or less. Cross-rolling ratio becomes like this. Preferably it is 18 or less, More preferably, it is 15 or less.

또한, 동일 방향으로 압연을 반복함으로써, (110)[001] 집합 조직이 발달하기 때문에, 압연 방향의 압연과 압연 직각 방향의 압연을 번갈아 반복하는 것이, 집합 조직의 균일화를 위해 바람직하다. 바람직하게는, 2회 이상 반복하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 3회 이하로 한다.In addition, since the (110)[001] texture is developed by repeating rolling in the same direction, it is preferable to alternately repeat rolling in the rolling direction and rolling in the direction perpendicular to the rolling for uniform texture. Preferably, it is preferable to repeat two or more times. Preferably, it is set as 3 times or less.

마무리 압연 최종 패스의 압하율: 30% 이하, 마무리 압연 종료 온도: 750℃ 이상 Rolling reduction in the final pass of finish rolling: 30% or less, finish rolling end temperature: 750°C or more

마무리 압연 최종 패스의 압하율이 30%를 초과하면, 과도하게 전위 밀도가 높아져, 저온 인성이 열화한다. 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 미만이 되면 (110)[001] 집합 조직이 과도하게 발달되어, 저온 인성이 열화한다. 이 때문에, 마무리 압연 최종 패스의 압하율은 30% 이하로 한다. 당해 압하율은, 25% 미만으로 하는 것이 바람직하고, 20% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 마무리 압연 종료 온도는 750℃ 이상으로 한다. 마무리 압연 종료 온도는, 780℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 800℃ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 마무리 압연 종료 온도는, 그 상한을 특별히 규정하지 않지만, 강도 확보의 관점에서는, 950℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 920℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 마무리 압연 최종 패스의 압하율은, 그 하한을 특별히 규정하지 않지만, 강도 확보의 관점에서는, 5% 이상이 바람직하고, 10% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.When the reduction ratio in the final pass of finish rolling exceeds 30%, the dislocation density becomes excessively high and the low-temperature toughness deteriorates. When the finish rolling end temperature is less than 750° C., the (110) [001] texture is excessively developed, and the low-temperature toughness deteriorates. For this reason, the reduction ratio of the final pass of finish rolling is set to 30% or less. The reduction ratio is preferably less than 25%, more preferably 20% or less. The finish rolling end temperature is 750°C or higher. It is preferable to set it as 780 degreeC or more, and, as for the finish rolling completion|finish temperature, it is more preferable to set it as 800 degreeC or more. Although the upper limit of the finish rolling completion temperature is not particularly specified, from the viewpoint of securing strength, it is preferably set to 950°C or lower, and more preferably set to 920°C or lower. Although the lower limit is not specifically prescribed|regulated as for the rolling-reduction|draft ratio of the final pass of finish rolling, 5 % or more is preferable from a viewpoint of ensuring strength, and it is more preferable to set it as 10 % or more.

또한, 본 발명에서는, 강도 및 인성의 더 한층의 향상을 목적으로 하여, 크로스 압연에 있어서 추가로 이하의 조건으로 제어하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, for the purpose of further improvement in strength and toughness, it is preferable to further control under the following conditions in cross rolling.

압연 개시 온도(적합 조건) Rolling start temperature (suitable conditions)

압연 개시 온도는, 1100∼1250℃가 바람직하다. 1100℃ 미만에서는, 압연 온도가 780℃ 미만이 되어, 집합 조직이 과도하게 발달할 우려가 있다. 1250℃ 초과에서는, 집합 조직이 변화하지 않을 우려가 있다.As for rolling start temperature, 1100-1250 degreeC is preferable. If it is less than 1100 degreeC, a rolling temperature becomes less than 780 degreeC, and there exists a possibility that a texture may develop excessively. If it exceeds 1250 degreeC, there exists a possibility that a texture may not change.

압연 온도(적합 조건) Rolling temperature (suitable conditions)

압연 온도(압연 중의 온도)는, 780∼1250℃가 바람직하다. 780℃ 미만에서는, 집합 조직이 과도하게 발달할 우려가 있다. 1250℃ 초과에서는, 집합 조직이 변화하지 않을 우려가 있다.As for rolling temperature (temperature during rolling), 780-1250 degreeC is preferable. If it is less than 780 degreeC, there exists a possibility that a texture may develop excessively. If it exceeds 1250 degreeC, there exists a possibility that a texture may not change.

압하량(적합 조건) Amount of reduction (suitable condition)

780∼1250℃의 온도역에 있어서의 압하량은, 60∼98%가 바람직하다. 당해 압하량이 60% 미만에서는, 집합 조직이 변화하지 않을 우려가 있다. 당해 압하량이 98% 초과에서는, 집합 조직이 과도하게 발달할 우려가 있다. 상기 압하량이란, 780∼1250℃의 온도역에 있어서의 총 압하율을 나타낸다.As for the amount of rolling reduction in the temperature range of 780-1250 degreeC, 60 to 98 % is preferable. If the reduction amount is less than 60%, there is a fear that the texture does not change. If the reduction amount is more than 98%, there is a possibility that the texture may develop excessively. The said reduction amount represents the total reduction ratio in the temperature range of 780-1250 degreeC.

냉각 Cooling

열간 압연이 종료한 후, 냉각을 행한다. 냉각 조건은 특별히 규정하지 않는다. (열간 압연 종료 시의 온도-100℃) 이상의 온도에서, 1.0℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 600℃ 이하까지 냉각하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 탄화물 생성 및 P의 입계 편석을 억제하여, 강재의 특성이 보다 높아진다. 또한, 상기의 「열간 압연 종료 시의 온도」란 마무리 압연 종료 온도를 가리킨다.After the hot rolling is finished, cooling is performed. Cooling conditions are not specifically prescribed. It is preferable to cool to 600 degrees C or less at a temperature of (temperature at the time of completion|finish of hot rolling - 100 degreeC) or more at an average cooling rate of 1.0 degreeC/s or more. Thereby, carbide formation and grain boundary segregation of P are suppressed, and the characteristic of steel materials becomes higher. In addition, said "temperature at the time of completion|finish of hot rolling" refers to the finish-rolling completion temperature.

다음으로, 본 발명의 탱크에 대해서 설명한다.Next, the tank of this invention is demonstrated.

본 발명의 탱크는, 상기한 강재를 용접하여 제조된 탱크이다. 상기 인식 d에 기재된 바와 같이, 본 발명의 강재는 용접 후에도 용접 전의 마이크로 조직을 계승한다. 이 때문에, 본 발명의 탱크의 모재에 있어서의 성분 조성 및 마이크로 조직은, 상기한 강재(오스테나이트 강재)와 마찬가지이다. 모재(강재)의 성분 조성 및 마이크로 조직을 상기와 같이 규정함으로써, 모재의 판두께 1/2 위치에 있어서의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인 탱크가 얻어진다. 또한, 탱크의 용접 열 영향부 조립역에 있어서의, -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지를 41J 이상으로 할 수 있다. 또한, 왜곡 시효 후에 있어서의, -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지를 41J 이상으로 할 수 있다.The tank of the present invention is a tank manufactured by welding the above-described steel materials. As described in the above recognition d, the steel material of the present invention inherits the microstructure before welding even after welding. For this reason, the component composition and microstructure in the base material of the tank of this invention are the same as that of the above-mentioned steel material (austenitic steel material). By prescribing the component composition and microstructure of the base material (steel) as described above, a tank having an absorbed energy of 41 J or more in a Charpy impact test at -196°C at a position of 1/2 of the plate thickness of the base material is obtained. Moreover, the absorbed energy of the Charpy impact test at -196 degreeC in the welding heat affected zone assembly area of a tank can be made into 41 J or more. Moreover, the absorbed energy of the Charpy impact test at -196 degreeC after strain aging can be made into 41 J or more.

본 발명의 탱크는, 상기 특성을 갖기 때문에, 예를 들면 액화 가스 저조용 탱크 등의 매우 저온의 환경에서 사용할 수 있다.Since the tank of the present invention has the above characteristics, it can be used in a very low temperature environment such as a tank for storing liquefied gas.

이어서, 상기 탱크의 제조 방법의 적합한 일 예에 대해서 설명한다.Next, a suitable example of the manufacturing method of the said tank is demonstrated.

본 발명의 탱크는, 상기의 강재를 용접하여 제조된다. 또한, 소재인 강재(오스테나이트 강재)의 제조 방법에 대해서는 이미 설명되어 있기 때문에 생략한다. 여기에서는, 적합한 용접 조건에 대해서 설명한다.The tank of this invention is manufactured by welding said steel materials. In addition, since the manufacturing method of the steel material (austenitic steel material) which is a raw material is already demonstrated, it is abbreviate|omitted. Here, suitable welding conditions are demonstrated.

[적합한 용접 조건] [suitable welding conditions]

용접의 종류는, 가스 메탈 아크 용접이 바람직하다.As for the kind of welding, gas metal arc welding is preferable.

입열(heat input) 범위는, 3.0kJ/㎜ 이하가 바람직하다. 또한, 바람직하게는 0.5kJ/㎜ 이상이다. 이 입열 범위를 충족함으로써, 상기의 특성을 만족할 수 있다.The heat input range is preferably 3.0 kJ/mm or less. Moreover, Preferably it is 0.5 kJ/mm or more. By satisfying this heat input range, the above characteristics can be satisfied.

500∼800℃의 온도 범위에서의 평균 냉각 속도는, 10℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이 온도 범위에서의 평균 냉각 속도가 10℃/s 미만에서는, 탄화물이 생성되어, 흡수 에너지가 저하한다.The average cooling rate in the temperature range of 500 to 800°C is preferably 10°C/s or more. If the average cooling rate in this temperature range is less than 10°C/s, carbides are formed and the absorbed energy decreases.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 강재의 모든 방향, 그 중에서도 L 방향 및 C 방향의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지를 균등화가 가능하기 때문에, 강재(모재) 및 용접부의 충격 특성의 방위 의존성을 작게 할 수 있다. 이에 따라 재료(소재)의 신뢰성이 향상했다.As described above, according to the present invention, since the absorbed energy of the Charpy impact test in all directions of the steel material, especially in the L direction and the C direction, can be equalized, the orientation dependence of the impact characteristics of the steel material (base material) and the welded portion is small. can do. Thereby, the reliability of the material (material) improved.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여, 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예는 본 발명의 적합한 일 예를 나타내는 것으로서, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples. In addition, the following examples show suitable examples of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

전로-레이들 정련-연속 주조법에 의해, 표 1에 나타내는 성분 조성의 강 슬래브를 제작했다. 또한, 표 1에 나타내는 「-」은, 의도적으로 첨가하지 않는 것을 나타내고 있고, 함유하지 않는(0%) 경우뿐만 아니라, 불가피적으로 함유하는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 이어서, 얻어진 강 슬래브를 표 2에 나타내는 조건으로 열간 압연을 행하고, 그 후 냉각을 행하여, 판두께가 6∼40㎜의 강재(강판)를 제작했다.By the converter-ladle refining-continuous casting method, steel slabs having the component compositions shown in Table 1 were produced. In addition, "-" shown in Table 1 has shown that it does not add intentionally, and means not only the case where it does not contain (0%), but also includes the case where it contains unavoidably. Next, the obtained steel slab was hot-rolled under the conditions shown in Table 2, it cooled after that, and the plate|board thickness produced the steel materials (steel plate) of 6-40 mm.

또한, 크로스 압연에서는, 압연 중의 온도: 780∼1250℃, 780∼1250℃의 압하량: 60∼98%, 압연 종료 후의 냉각 조건: 1.0℃/s 이상이 되도록, 적절히 제어하여 행했다. 상기 「압연 종료 후의 냉각 조건」이란, (열간 압연 종료 시의 온도-100℃) 이상의 온도에서 600℃ 이하의 온도까지의 평균 냉각 속도를 가리킨다.In the cross rolling, the temperature during rolling: 780 to 1250°C, the rolling reduction of 780 to 1250°C: 60 to 98%, and the cooling conditions after rolling: 1.0°C/s or more were appropriately controlled. The said "cooling conditions after completion|finish of rolling" refers to the average cooling rate from the temperature above (temperature at the time of completion|finish of hot rolling - 100 degreeC) to the temperature of 600 degrees C or less.

또한, 얻어진 강판으로부터 조인트용 시험판(크기: 250㎜×500㎜)을 채취하고, 그들의 L 방향끼리 및 C 방향끼리를 용접함으로써, 용접 조인트를 제작했다. 여기에서는, 개선(groove)의 형상: ㄴ형, 뒷받침재: 세라믹스, 실드 가스: Ar-30%CO2, 토치 후퇴각(torch drag angle): 5∼10°의 용접 조건으로 용접했다.Furthermore, a weld joint was produced by extracting a joint test plate (size: 250 mm x 500 mm) from the obtained steel plate, and welding those L-directions and C-directions. Here, the shape of the groove: B-shaped, backing material: ceramics, shield gas: Ar-30%CO 2 , torch drag angle: Welding was performed under welding conditions of 5 to 10°.

얻어진 강판과 용접 조인트를 이용하여, 강판에 대해서는 인장 시험 특성, 저온 인성 및, 마이크로 조직의 평가를, 용접 조인트의 용접 열 영향부 조립역에 대해서는 저온 인성의 평가를, 각각 하기의 요령으로 실시했다.Using the obtained steel sheet and welded joint, the evaluation of tensile test properties, low-temperature toughness, and microstructure was performed for the steel sheet, and the evaluation of low-temperature toughness was performed for the weld heat-affected zone granulation region of the welded joint in the following manner, respectively. .

(1) 인장 시험 특성 (1) Tensile test properties

얻어진 강판을 이용하여, 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 중앙 위치에 있어서의, 판두께 1/2 위치로부터 다음에 나타내는 인장 시험편을 채취했다. 판두께 15㎜를 초과하는 강판에서는 JIS4호 인장 시험편을 채취하고, 판두께 15㎜ 이하의 강판에서는 둥근 막대 인장 시험편을 채취했다. 각 인장 시험편을 이용하여, JIS Z2241(2011년)의 규정에 준거한 인장 시험을 행하여, 인장 강도(TS), 항복 응력(YS)을 평가했다. 본 실시예에서는, 항복 응력이 400㎫ 이상의 특성을 갖는 것을 「모재 강도가 우수하다」라고 판정했다.Using the obtained steel plate, the tensile test piece shown next was sampled from the plate-thickness 1/2 position in the center position of the longitudinal direction and the width direction of a steel plate. For steel sheets exceeding 15 mm in thickness, JIS No. 4 tensile test pieces were taken, and from steel sheets having a thickness of 15 mm or less, round bar tensile test pieces were taken. Using each tensile test piece, the tensile test based on the prescription|regulation of JIS Z2241 (2011) was done, and tensile strength (TS) and yield stress (YS) were evaluated. In this Example, it was determined that the yield stress had a characteristic of 400 MPa or more as "excellent in the base metal strength".

(2) 저온 인성 (2) low temperature toughness

강판의 저온 인성의 평가는, 이하와 같이 행했다.Evaluation of the low-temperature toughness of the steel sheet was performed as follows.

얻어진 강판을 이용하여, 강판의 표면으로부터 판두께의 1/2 위치에 있어서, 압연 방향에 수직인 방향으로부터, C 방향의 샤르피 V 노치 시험편을 채취했다. 또한, 얻어진 강판의 강판 표면으로부터 판두께의 1/2 위치에 있어서, 압연 방향에 평행한 방향으로부터, L 방향의 샤르피 V 노치 시험편을 채취했다. 또한, 얻어진 강판의 강판 표면으로부터 판두께의 1/2 위치에 있어서, 표점 간 거리 200㎜의 인장 시험편을 L 방향 및 C 방향으로부터 각각 채취하여, 5%의 인장 예비 왜곡 후, 250℃에서 1시간의 시효 처리를 행한 인장 시험편으로부터, L 방향 및 C 방향의 샤르피 V 노치 시험편을 채취했다.Using the obtained steel sheet, a Charpy V-notch test piece in the C direction was taken from the surface of the steel sheet at a position of 1/2 of the sheet thickness from the direction perpendicular to the rolling direction. Further, a Charpy V-notch test piece in the L direction was taken from the steel sheet surface of the obtained steel sheet at a position of 1/2 of the sheet thickness from a direction parallel to the rolling direction. In addition, at a position 1/2 of the plate thickness from the steel plate surface of the obtained steel plate, tensile test specimens with a distance between the gage points of 200 mm were taken from the L direction and the C direction, respectively, after 5% tensile pre-strain, at 250° C. for 1 hour Charpy V-notch test pieces in the L direction and in the C direction were taken from the tensile test pieces subjected to the aging treatment.

이어서, JIS Z 2242(2005년)의 규정에 준거하여, 각 강판에 대해서 3개의 샤르피 충격 시험을 실시하고, -196℃에서의 흡수 에너지를 구하여, 강재(모재) 인성을 평가했다. 전술한 바와 같이 강판 C 방향이 인성이 낮은 값을 나타낸다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 3개의 흡수 에너지(vE-196)의 평균값이, C 방향: 41J 이상을 「모재 인성이 우수하다」라고 판정했다.Next, based on the regulations of JIS Z 2242 (2005), three Charpy impact tests were performed on each steel sheet, the absorbed energy at -196°C was determined, and the steel (base material) toughness was evaluated. As described above, the steel sheet C direction exhibits a low toughness value. Therefore, in the present Example, the average value of the three absorbed energies (vE -196 ) determined that the C direction: 41 J or more was "excellent in the base metal toughness".

또한, 판두께 10㎜ 이하의 강판에 대해서는, 서브 사이즈(5㎜)의 샤르피 V 노치 시험편을 C 방향에서 제작하고, 각 시험편에 대해서 3개의 샤르피 충격 시험을 -196℃에서 실시했다. 표 3 중, 서브 사이즈의 샤르피 V 노치 시험편을 이용하여 실시한 샘플에는, 흡수 에너지의 항목에 「*1」을 나타낸다. 서브 사이즈인 경우, 3개의 흡수 에너지(vE-196)의 평균값이, C 방향: 27J 이상을 「모재 인성이 우수하다」라고 판정했다.In addition, for a steel plate with a plate thickness of 10 mm or less, a sub-size (5 mm) Charpy V-notch test piece was produced in the C direction, and three Charpy impact tests were performed on each test piece at -196°C. In Table 3, in the sample implemented using the subsize Charpy V-notch test piece, "*1" is shown in the item of absorbed energy. In the case of sub-size, the average value of three absorbed energies (vE -196 ) determined that "it was excellent in the base metal toughness" in C direction: 27J or more.

용접 조인트의 저온 인성의 평가는, 이하와 같이 행했다.Evaluation of the low-temperature toughness of a welded joint was performed as follows.

판두께가 10㎜를 초과하는 각 용접 조인트로부터, JIS Z 2242(2005년)의 규정에 준거하여 샤르피 V 노치 시험편을 채취하고, 각 용접 조인트에 대해서 3개의 샤르피 충격 시험을 -196℃에서 실시했다. 본 실시예에서는, 3개의 흡수 에너지의 평균값이 41J 이상을 「용접부의 인성이 우수하다」라고 판정했다.From each weld joint having a plate thickness exceeding 10 mm, a Charpy V-notch test piece was taken in accordance with the regulations of JIS Z 2242 (2005), and three Charpy impact tests were performed for each weld joint at -196 ° C. . In the present Example, the average value of the three absorbed energies judged 41 J or more as "the toughness of a weld part is excellent".

또한, 판두께가 10㎜ 미만의 각 용접 조인트에 대해서는, JIS Z 2242(2005년)의 규정에 준거하여 5㎜ 서브 사이즈의 샤르피 V 노치 시험편을 채취하고, 각 용접 조인트에 대해서 3개의 샤르피 충격 시험을 -196℃에서 실시했다. 표 3 중, 서브 사이즈의 샤르피 V 노치 시험편을 이용하여 실시한 샘플에는, 흡수 에너지의 항목에 「*1」을 나타낸다. 서브 사이즈인 경우, 3개의 흡수 에너지의 평균값이 27J 이상을 「용접부의 인성이 우수하다」라고 판정했다.In addition, for each weld joint having a plate thickness of less than 10 mm, in accordance with JIS Z 2242 (2005), a Charpy V-notch test piece with a sub-size of 5 mm is taken, and three Charpy impact tests are performed for each weld joint. was carried out at -196 °C. In Table 3, in the sample implemented using the subsize Charpy V-notch test piece, "*1" is shown in the item of absorbed energy. In the case of a sub-size, the average value of three absorbed energies judged 27 J or more as "it is excellent in the toughness of a welding part".

여기에서는, 상기와 마찬가지로, 가장 낮은 값을 나타내는 강판 C 방향에서의 측정값을 이용하여 평가를 행했다.Here, it evaluated using the measured value in the steel plate C direction which shows the lowest value similarly to the above.

(3) 조직 평가 (3) Organizational evaluation

[마이크로 조직의 관찰] [Observation of micro-organisms]

마이크로 조직의 각 상의 면적률은, EBSD 해석의 Phase map으로부터 구했다.The area ratio of each phase of the microstructure was calculated|required from the phase map of EBSD analysis.

얻어진 강판의 판두께 1/2 위치에서, 압연 방향에 평행한 단면으로부터, EBSD 해석용 시험편을 채취하고, 500㎛×200㎛의 시야에 있어서, 측정 스텝 0.3㎛로 EBSD 해석을 행하여, Phase map에 기재된 값을 오스테나이트상, 페라이트상, 마르텐사이트상의 면적률로 했다.A test piece for EBSD analysis is taken from a section parallel to the rolling direction at a position of 1/2 of the sheet thickness of the obtained steel sheet, and EBSD analysis is performed in a field of view of 500 μm × 200 μm with a measurement step of 0.3 μm, and the phase map is The values described were taken as the area ratios of the austenite phase, ferrite phase, and martensite phase.

또한, 표 3 중, 「그 외의 상」에는, 오스테나이트상 이외의 잔부, 즉, 페라이트상 및/또는 마르텐사이트상의 합계 면적률을 나타낸다.In addition, in Table 3, the remainder other than austenite phase, ie, the total area ratio of a ferrite phase and/or a martensite phase, is shown for "other phases".

[집합 조직 강도] [aggregate tissue strength]

얻어진 강판을 이용하여, 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 중앙 위치에 있어서의, 판두께 1/2 위치로부터, 측정용 시험편을 채취했다. 각 측정용 시험편을 이용하여, ND면의 집합 조직 강도를 X선 회절로 측정했다. 얻어진 ODF(Orientation Determination Function: 3차원 결정 방위 분포 함수)로부터 집합 조직 강도의 최대값을 구했다. 또한, ODF는, 화학 연마로 강판 표면의 잔류 응력을 제거한 후, X선 회절(내부 규격화)에 의해 측정한 극점도((110)[001], (100)[011], (100)[010], (110)[112], (112)[111])로부터 얻을 수 있다.Using the obtained steel plate, the test piece for a measurement was extract|collected from the plate-thickness 1/2 position in the center position of the longitudinal direction and the width direction of a steel plate. Using each test piece for measurement, the texture strength of the ND surface was measured by X-ray diffraction. The maximum value of the texture strength was calculated|required from the obtained ODF (Orientation Determination Function: three-dimensional crystal orientation distribution function). In addition, the ODF has the pole viscosity ((110)[001], (100)[011], (100)[010] measured by X-ray diffraction (internal normalization) after removing the residual stress on the surface of the steel sheet by chemical polishing. ], (110)[112], (112)[111]).

[경도] [Hardness]

얻어진 강판을 이용하여, 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 중앙 위치에 있어서의, 판두께 1/2 위치에 있어서, HV 10㎏으로 100점 측정했다. 그의 최대값을 최고 경도값으로서 이용했다.Using the obtained steel plate, 100 points|pieces were measured by HV 10kg in the center position of the longitudinal direction and the width direction of a steel plate at 1/2 plate|board thickness position. Its maximum value was used as the highest hardness value.

[황화물계 개재물의 청정도][Cleanliness of sulfide inclusions]

얻어진 강판을 이용하여, 강판의 길이 방향 및 폭 방향의 중앙 위치에 있어서의, 판두께 1/2 위치로부터, 압연 방향 단면의 광학 현미경 샘플을 잘라내어, JIS G 0555 부속서 1의 「점산법(point counting method)에 의한 비금속 개재물의 현미경 시험 방법」에 의해 산출했다. 여기에서는, C 방향의 황화물계 개재물의 청정도를 산출했다. 현미경의 배율×400으로 60시야 측정하고, 이하의 식을 이용하여 청정도(%)를 산출했다.Using the obtained steel plate, an optical microscope sample of the cross section in the rolling direction is cut out from the plate thickness 1/2 position at the central position in the longitudinal direction and the width direction of the steel plate, and the "point counting method (point counting method) of JIS G 0555 Annex 1 method) was computed by the microscopic test method of non-metallic inclusions". Here, the cleanliness of the sulfide-based inclusions in the C direction was calculated. 60 fields of measurement were performed at the magnification of a microscope x 400, and cleanliness (%) was computed using the following formula|equation.

d=(n/p×f)×100…(2) d=(n/p×f)×100… (2)

여기에서, 상기 (2)식에 있어서의, p: 시야 내의 총 격자점 수, f: 시야수, n: f개의 시야에 있어서의 개재물에 의해 점유되는 격자점 중심의 수로 한다.Here, in the formula (2), p: the total number of grid points in the field of view, f: the number of fields of view, and n: the number of grid point centers occupied by inclusions in the f fields.

또한, 황화물계 개재물로서 MnS의 청정도를 산출했다.Further, the cleanliness of MnS as a sulfide inclusion was calculated.

이상에 의해 얻어진 결과를, 표 3에 나타낸다.The results obtained by the above are shown in Table 3.

Figure pct00001
Figure pct00001

Figure pct00002
Figure pct00002

Figure pct00003
Figure pct00003

표 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 오스테나이트 강재에서는, 전술의 목표 성능((110)[001] 집합 조직 강도: 10.0 미만, 경도: 300HV 미만, 강재의 판두께 1/2 위치의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지(vE-196)가 41J 이상)을 만족하는 것이 확인되었다. 또한, 본 발명의 오스테나이트 강재를 용접하여 얻어지는 용접 조인트에서는, 전술의 목표 성능(용접 열 영향부 조립역의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지(vE-196)가 41J 이상)을 만족하는 것이 확인되었다. 또한, 왜곡 시효 처리 후에 있어서도, 전술의 성능(왜곡 시효 후에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지(vE-196)가 41J 이상)을 만족하는 것이 확인되었다.As shown in Table 3, in the austenitic steel of the present invention, the above-described target performance ((110)[001] texture strength: less than 10.0, hardness: less than 300 HV, Charpy impact test at 1/2 the sheet thickness of steel It was confirmed that the absorbed energy (vE −196 ) satisfies 41 J or more). In addition, it was confirmed that the weld joint obtained by welding the austenitic steel material of the present invention satisfies the above-mentioned target performance (absorbed energy (vE −196 ) of the Charpy impact test in the welded heat affected zone granulation region is 41 J or more). Moreover, it was confirmed that the above-mentioned performance (absorbed energy (vE −196 ) of the Charpy impact test after strain aging was 41 J or more) was also satisfied even after the strain aging treatment.

이에 대하여, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예에서는, 오스테나이트 강재가 상기 목표 성능을 만족할 수 없었다. 또한, 얻어지는 용접 조인트에서는, 흡수 에너지가 전술의 목표 성능을 만족할 수 없었다. 또한, 왜곡 시효 처리 후에 있어서 전술의 목표 성능을 만족하는 것이 확인되었다.On the other hand, in the comparative example out of the scope of the present invention, the austenitic steel could not satisfy the above target performance. In addition, in the obtained weld joint, the absorbed energy could not satisfy the above-mentioned target performance. In addition, it was confirmed that the above-mentioned target performance was satisfied after the distortion aging treatment.

Claims (8)

마이크로 조직은, 면적률로 95% 이상이 FCC이고,
판두께 1/2 위치의 (110)[001] 집합 조직 강도가 10.0 미만이고,
판두께 1/2 위치의 경도가 300HV 미만이고,
판두께 1/2 위치에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, 강재.
The microstructure is 95% or more FCC by area ratio,
The (110) [001] texture strength of the plate thickness 1/2 position is less than 10.0,
The hardness at 1/2 of the plate thickness is less than 300HV,
A steel material having an absorbed energy of 41 J or more in a Charpy impact test at -196°C in the C direction at the plate thickness 1/2 position.
제1항에 있어서,
왜곡 시효 후에 있어서의 판두께 1/2 위치의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, 강재.
According to claim 1,
A steel material having an absorbed energy of 41 J or more in a Charpy impact test at -196°C in the C direction at the 1/2 plate thickness position after strain aging.
제1항 또는 제2항에 있어서,
용접 열 영향부 조립역에 있어서의 C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, 강재.
3. The method of claim 1 or 2,
A steel material having an absorbed energy of 41 J or more in a Charpy impact test at -196°C in the C direction in a welded heat-affected zone granulation region.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
질량%로,
C: 0.100% 이상 0.700% 이하,
Si: 0.05% 이상 1.00% 이하,
Mn: 20.0% 이상 40.0% 이하,
P: 0.030% 이하,
S: 0.0050% 이하,
Al: 5.00% 이하,
Cr: 7.0% 이하,
N: 0.0500% 이하,
O: 0.0050% 이하,
Ti: 0.005% 미만,
Nb: 0.005% 미만을 함유하고,
Ca: 0.0100% 이하, Mg: 0.0100% 이하, REM: 0.0200% 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하고,
잔부가 철 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성과,
상기 마이크로 조직은, 황화물계 개재물의 청정도가 1.0% 미만인, 강재.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
in mass %,
C: 0.100% or more and 0.700% or less;
Si: 0.05% or more and 1.00% or less;
Mn: 20.0% or more and 40.0% or less;
P: 0.030% or less;
S: 0.0050% or less;
Al: 5.00% or less;
Cr: 7.0% or less;
N: 0.0500% or less;
O: 0.0050% or less;
Ti: less than 0.005%;
Nb: contains less than 0.005%,
Ca: 0.0100% or less, Mg: 0.0100% or less, REM: contains one or two or more selected from 0.0200% or less,
a component composition in which the balance consists of iron and unavoidable impurities;
The said microstructure is a steel material whose cleanliness of a sulfide-type inclusion is less than 1.0%.
제4항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로, 질량%로,
Cu: 1.0% 이하,
Ni: 1.0% 이하,
Mo: 2.0% 이하,
V: 2.0% 이하,
W: 2.0% 이하
로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는, 강재.
5. The method of claim 4,
The component composition is further, in mass%,
Cu: 1.0% or less;
Ni: 1.0% or less;
Mo: 2.0% or less;
V: 2.0% or less;
W: 2.0% or less
Containing one or two or more selected from, steel.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 황화물계 개재물은 MnS인, 강재.
6. The method of claim 4 or 5,
The sulfide-based inclusion is MnS, steel.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 강재의 제조 방법으로서,
강 소재를, 1100℃ 이상 1300℃ 이하의 온도역으로 가열하고, (1)식으로 산출되는 크로스 압연비가 20 이하, 마무리 압연 최종 패스의 압하율이 30% 이하 및, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 이상이 되는 조건으로 열간 압연을 행한 후, 냉각을 행하는, 강재의 제조 방법.
크로스 압연비=압연 방향 압연비/압연 직각 방향 압연비…(1)
As a method for manufacturing the steel according to any one of claims 1 to 6,
The steel material is heated to a temperature range of 1100°C or more and 1300°C or less, the cross rolling ratio calculated by the formula (1) is 20 or less, the reduction ratio of the final pass of finish rolling is 30% or less, and the finish rolling end temperature is 750°C The manufacturing method of steel materials which performs cooling, after performing hot rolling on the conditions used as the above.
Cross rolling ratio = rolling direction rolling ratio / rolling right angle direction rolling ratio... (One)
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 강재를 용접한 탱크로서,
용접 열 영향부 조립역에 있어서의, C 방향의 -196℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 41J 이상인, 탱크.

A tank in which the steel according to any one of claims 1 to 6 is welded, comprising:
The tank in which the absorbed energy of the Charpy impact test at -196 degreeC in C direction in a welding heat affected zone granulation area is 41 J or more.

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