KR20230098874A - 강널말뚝 및 그 제조 방법 - Google Patents

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겐타 아사히
히로후미 오츠보
게이스케 안도
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

고강도 또한 고인성인 강널말뚝을, 안정적으로 또한 높은 생산성으로 제공한다. 소정의 성분 조성으로 하고, 마이크로 조직을 페라이트 주체 조직으로 하고, 그 페라이트의 평균 입경을 15 ㎛ 이하 또한 최대 입경을 40 ㎛ 이하로 하고, 상기 마이크로 조직 중에서 차지하는 도상 마텐자이트의 면적률을 1.0 % 이하로 하고, 항복 강도를 440 ㎫ 이상 또한 vTrs 를 -10 ℃ 이하로 한다.

Description

강널말뚝 및 그 제조 방법
본 발명은, 토목·건축 분야에 있어서, 영구 구조물 혹은 가설 구조물로서 적용되는 강널말뚝 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
강널말뚝은, 안벽이나 방토에 사용되는 경우에 높은 부하를 받는 점에서, 강도나 인성이 요구된다. 예를 들어, 항복 강도 (이하, YP 라고 한다) 가 290 ㎫ 이상, 혹은 390 ㎫ 이상인 강널말뚝이 사용된다. 한편, 보다 한층 엄격한 환경하에서는 YP 440 ㎫ 이상의 강도를 갖는 강널말뚝이 필수가 되는 경우가 있다.
고강도이고 또한 고인성인 강재 제품을 제조할 때, 합금 원소의 첨가나 오스테나이트의 미재결정역에서의 압연이 일반적인 수법이 된다. 그런데, 복잡한 형상을 갖는 강널말뚝의 제조에서는, 성형성의 관점에서 보다 변형 저항이 작은 고온에서의 압연·성형이 지향되어, 변형 저항을 상승시킬 수 있는 합금의 첨가가 제한되는 경우가 있다.
강널말뚝의 JIS 규격 (SYW) 에서는, 0 ℃ 에서의 샤르피 흡수 에너지에 대해 규정되어 있다. 그러나, 일본의 한랭기 등 0 ℃ 를 하회하는 환경하에서도 강널말뚝은 사용되기 때문에, 향후에는 가일층의 고인성의 강널말뚝이 요구될 것이 예상된다.
이상의 배경하에서, 고강도 또한 고인성인 강널말뚝의 연구 개발이 실시되고 있다.
즉, 특허문헌 1 에는, Nb 를 첨가한 성분 조성으로 함으로써 YP 440 ㎫ 이상이고 또한 고인성으로 한, 강널말뚝의 제안이 이루어져 있다.
또, 특허문헌 2 에서는, Nb 와 V 를 함께 첨가하는 성분 조성으로 하고, 1000 ℃ 이하에서의 압하율을 제어함으로써, 페라이트의 평균 입경이나 도상 (島狀) 마텐자이트의 면적률 및 석출물의 개수 밀도를 적정화하여 YP 440 ㎫ 이상이고 또한 고인성으로 한, 강널말뚝에 대해 제안을 하고 있다.
특허문헌 3 에서는, 특허문헌 2 와 마찬가지로 Nb 와 V 를 함께 첨가하는 성분 조성으로 하고, 900 ℃ 이하에서의 누적 압하율을 90 % 이상으로 하고, 페라이트의 평균 입경이나 석출물의 개수 밀도를 적정화함으로써 YP 460 ㎫ 이상이고 또한 고인성으로 한, 강널말뚝이 제안되어 있다.
한편, 특허문헌 4 에서는, 불가피적 불순물 중의 Nb 를 0.005 % 이하로 제한함으로써 YP 340 ㎫ 이상이고 또한 고인성으로 한, 강널말뚝의 제안을 하고 있다.
특허문헌 5 또는 6 에서는, 열간 압연 중 혹은 압연 종료 후 소정의 지점을 수랭시킴으로써 YP 440 ㎫ 이상이고 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하인 강널말뚝의 제안이 이루어져 있다.
일본 공개특허공보 2018-83963호 일본 공개특허공보 2018-90845호 일본 공개특허공보 2014-118629호 일본 공개특허공보 2002-294392호 일본 공개특허공보 2007-332414호 일본 공개특허공보 2008-221318호
특허문헌 1, 2 및 3 에 기재된 기술은, Nb 를 첨가한 성분 조성으로 함으로써 고강도이고 또한 고인성인 강널말뚝로 하고 있다. 그러나, 고용 혹은 석출 상태에 상관없이 Nb 는 열간 압연시의 변형 저항을 상승시키는 경향이 있어, 열간 압연시의 형상 제어를 엄밀하게 실시할 필요가 있다. 또, 특허문헌 2 및 3 에 기재된 기술에서는, 페라이트의 입경이 평균값으로서 규정되어 있다. 그러나, Nb 는 오스테나이트의 재결정을 억제하여, 석출 상태에 편차가 발생하여 페라이트립이 직경차가 있는 혼립이 되는 경우가 있다. 그 때문에, 고인성을 안정적으로 얻는 것도 요구되고 있다.
한편, 특허문헌 4 에서는, 압연 온도나 최종 패스의 압하율을 제한함으로써 오스테나이트의 완전 재결정을 촉진하고, 또 균일한 조직을 얻음으로써 YP 340 ㎫ 이상이고 또한 고인성으로 한, 강널말뚝의 제안이 이루어져 있다. 그러나, YP 는 440 ㎫ 미만으로, 가일층의 YP 의 향상이 요구되고 있다.
특허문헌 5 또는 6 에서는, YP 440 ㎫ 이상이고 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하인 강널말뚝을 얻기 위해서는 소정부의 수랭이 필수가 된다. 그 때문에, 구부러짐이나 휨 등의 형상 변화가 불가피적인 것이 과제이다.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하는 것으로, 고강도 또한 고인성인 강널말뚝을, 안정적으로 또한 높은 생산성으로 제공하는 것을 목적으로 한다. 여기서, 고강도라는 것은, 예를 들어 YP 가 440 ㎫ 이상인 것을 가리키고, 또 고인성이라는 것은, vTrs 가 -10 ℃ 이하인 것을 가리킨다. 또, vTrs 는, JIS Z2242 에 준거한 샤르피 충격 시험에 의해 측정되는 파면 천이 온도 (연성 파면율이 50 % 가 되는 온도) 이고, 이하, 연성 파면율 50 % 의 파면 천이 온도라고도 한다.
본 발명자들은, 고강도이고 또한 보다 인성이 우수한 강널말뚝을 얻기 위해, Nb 를 사용하지 않고 V 를 필수 성분으로 하고, 또한 열간 압연시의 온도 제어나 누적 압하율의 관리뿐만 아니라 고온역에서의 1 패스당 평균 압하율에 주목하여, 예의 검토를 실시하였다. 그 결과, 압연 조건을 적정화함으로써 조직을 균일하게 미세화함과 함께, V 석출물에 의한 분산 강화를 활용함으로써, YP 440 ㎫ 이상이라는 고강도이고, vTrs 가 -10 ℃ 이하라는 고인성인, 강널말뚝을 제공하기 위한 방도를 알아냈다.
본 발명의 요지는 이하와 같다.
1. 질량% 로,
C : 0.05 ∼ 0.18 %,
Si : 0.05 ∼ 0.55 %,
Mn : 1.00 ∼ 1.65 %,
sol.Al : 0.080 % 이하,
V : 0.050 ∼ 0.300 % 및
N : 0.0010 ∼ 0.0060 %
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 그 불가피적 불순물로서의 P, S 및 B 는, P : 0.025 % 이하, S : 0.020 % 이하 및 B : 0.0003 % 이하인 성분 조성을 갖고,
마이크로 조직이 페라이트 주체 조직이고, 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 이하 또한 최대 입경이 40 ㎛ 이하이고, 상기 마이크로 조직 중에서 차지하는 도상 마텐자이트의 면적률이 1.0 % 이하이고,
항복 강도가 440 ㎫ 이상 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하인, 강널말뚝.
2. 상기 성분 조성은, 추가로 질량% 로,
Cu : 0.50 % 이하,
Ni : 0.50 % 이하,
Cr : 0.50 % 이하,
Mo : 0.30 % 이하,
Ca : 0.0050 % 이하,
Nb : 0.005 % 이하,
Ti : 0.025 % 이하 및
REM : 0.005 % 이하
중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 상기 1 에 기재된 강널말뚝.
3. 마이크로 조직이 페라이트 주체 조직이고, 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 이하 또한 최대 입경이 40 ㎛ 이하이고, 상기 마이크로 조직 중에서 차지하는 도상 마텐자이트의 면적률이 1.0 % 이하이고, 항복 강도가 440 ㎫ 이상 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하인, 강널말뚝을 제조하기 위한 방법으로서,
질량% 로,
C : 0.05 ∼ 0.18 %,
Si : 0.05 ∼ 0.55 %,
Mn : 1.00 ∼ 1.65 %,
sol.Al : 0.080 % 이하,
V : 0.050 ∼ 0.300 % 및
N : 0.0010 ∼ 0.0060 %
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 그 불가피적 불순물로서의 P, S 및 B 는, P : 0.025 % 이하, S : 0.020 % 이하 및 B : 0.0003 % 이하인 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1200 ℃ ∼ 1350 ℃ 로 가열하고,
그 강 소재에 열간 압연을 실시하고, 그 열간 압연에서는,
900 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 1 패스당 평균 압하율이 10 % 이상,
800 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 누적 압하율이 60 % 이상, 또한
중간 압연의 종료 온도가 650 ℃ ∼ 900 ℃ 인,
강널말뚝의 제조 방법.
여기서, 중간 압연은, 조압연 후부터 마무리 압연 전까지의 압연을 가리키고, 중간 압연에서는, 주로 웨브가 되는 부분을 두께 방향으로 압하하여 두께의 조정을 실시한다.
4. 상기 성분 조성은, 추가로 질량% 로,
Cu : 0.50 % 이하,
Ni : 0.50 % 이하,
Cr : 0.50 % 이하,
Mo : 0.30 % 이하,
Ca : 0.0050 % 이하,
Nb : 0.005 % 이하,
Ti : 0.025 % 이하 및
REM : 0.005 % 이하
중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 상기 3 에 기재된 강널말뚝의 제조 방법.
본 발명에 의하면, YP 440 ㎫ 이상이고 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하라는 고강도 또한 고인성의 강널말뚝을, 안정적으로 또한 높은 생산성하에 제공할 수 있기 때문에, 산업상 매우 유용하다.
도 1 은, 강널말뚝의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 해트형 강널말뚝의 열간 압연 공정에 있어서의 대표적인 공형 (孔型) 을 나타내는 도면이다.
[성분 조성]
먼저, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 성분 조성에 대한 한정 이유를 서술한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 각 원소의 함유량의 「%」표시는, 특별히 언급하지 않는 한, 모두 「질량%」를 의미한다.
C : 0.05 ∼ 0.18 %
C 는, 강 중에서 V 및 N 과 결합하여, V (C, N) 으로서 모재의 강도를 안정적으로 확보하기 위해서 필수인 원소이고, 0.05 % 이상으로 첨가할 필요가 있다. 한편, C 함유량이 0.18 % 를 초과하면, 도상 마텐자이트를 포함하는 베이나이트가 생성되고, 도상 마텐자이트의 증가에 의해 인성을 크게 저하시킨다. 또, 석출물이 과잉이 되어, 더욱 인성이 저하된다. 그 때문에, C 함유량을 0.05 ∼ 0.18 % 로 한다. 또한, C 함유량은 0.10 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, C 함유량은 0.16 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si : 0.05 ∼ 0.55 %
Si 는, 고용 강화에 의해 모재의 강도를 높이는 원소이고, 0.05 % 이상으로 함유될 필요가 있다. 한편, Si 함유량이 과잉이면, 인성을 저하시키는 도상 마텐자이트의 생성을 조장한다. 그 때문에, Si 함유량을 0.55 % 이하로 한다. 따라서, Si 함유량을 0.05 ∼ 0.55 % 로 한다. 또한, Si 함유량은 0.10 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Si 함유량은 0.50 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Mn : 1.00 ∼ 1.65 %
Mn 은, Si 와 마찬가지로, 강의 강도를 높이는 효과가 있는 비교적 저렴한 원소이고, 고강도화에는 필요한 원소이다. 그러나, Mn 함유량이 1.00 % 미만이 되면, 그 효과는 작아진다. 한편, Mn 함유량이 1.65 % 를 초과하면, 도상 마텐자이트를 포함하는 상부 베이나이트의 생성을 조장하여, 인성을 크게 저해하게 된다. 그 때문에, Mn 함유량을 1.00 ∼ 1.65 % 로 한다. 또한, Mn 함유량은 1.10 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, Mn 함유량은 1.60 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
sol.Al : 0.080 % 이하
Al 은, 탈산제로서 첨가되는 원소이다. 그러나, Al 의 탈산제로서의 효과는 sol.Al 로서 0.080 % 를 초과하면 포화된다. 그 때문에, sol.Al 을 0.080 % 이하로 함유시키는 것으로 하였다. sol.Al 은, 바람직하게는 0.060 % 이하로 함유시킨다. sol.Al 의 하한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 탈산을 위해서는 sol.Al 을 0.001 % 이상으로 함유시키는 것이 바람직하다. sol.Al 은, 0.003 % 이상으로 함유시키는 것이 보다 바람직하다.
V : 0.050 ∼ 0.300 %
V 는, 압연 중 또는 냉각 중에 V (C, N) 으로서 오스테나이트 중에 석출되어 페라이트의 핵 생성 사이트로서 기여하고, 결정립을 미세화하는 효과를 갖는 중요한 원소이다. 또, V 는 석출물로서의 분산 강화에 의해 모재 강도를 높이는 역할을 갖고 있어, 강도와 인성을 확보하기 위해서는 필수의 원소이다. 상기 서술한 효과를 높이기 위해서는, V 함유량을 0.050 % 이상으로 할 필요가 있다. 한편, V 함유량이 0.300 % 를 초과하면, 석출 취화를 조장하여, 모재 인성을 크게 저해하게 된다. 그 때문에, V 함유량을 0.050 ∼ 0.300 % 로 한다. 또한, V 함유량은 0.075 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. V 함유량은, 더욱 바람직하게는 0.080 % 초과이다. 또, V 함유량은 0.200 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
N : 0.0010 ∼ 0.0060 %
N 은, 강 중에서 V 및 C 와 결합하여, V (C, N) 으로서 모재 강도를 향상시키는 데에 유용한 원소이고, 0.0010 % 이상의 함유를 필요로 한다. 그러나, N 함유량이 0.0060 % 를 초과하면, 형성되는 탄질화물이 조대화되어 모재 인성을 크게 저해하게 된다. 그 때문에, N 함유량을 0.0010 ∼ 0.0060 % 로 한다. 또한, N 함유량은 0.0015 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또, N 함유량은 0.0055 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
이상이 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝에 있어서 기본이 되는 성분 조성이지만, 필요에 따라 이하의 원소를 1 종 또는 2 종 이상 함유해도 된다.
Cu : 0.50 % 이하
Cu 는, 고용 강화에 의해 강의 가일층의 고강도화를 도모할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cu 가 0.01 % 이상으로 함유되어 있는 것이 바람직하다. 단, Cu 함유량이 0.50 % 를 초과하면, Cu 균열을 발생시키기 쉬워진다. 따라서 강의 성분 조성으로서 Cu 를 함유하는 경우에는, Cu 함유량을 0.50 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Ni : 0.50 % 이하
Ni 는, Cu 와 마찬가지로, 강 중에 고용되어 연성이나 인성을 열화시키지 않고 강의 고강도화를 도모할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ni 가 0.01 % 이상으로 함유되어 있는 것이 바람직하다. 특히, Ni 는 Cu 와 복합 첨가함으로써 Cu 균열을 억제한다. 그 때문에, Ni 는 Cu 와 복합 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, Ni 함유량이 과잉이면 도상 마텐자이트의 생성을 조장한다. 또, Ni 는 고가의 원소이다. 그 때문에, Ni 함유량은 0.50 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Cr : 0.50 % 이하
Cr 은, 고용 강화에 의해 강의 가일층의 고강도화를 도모할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr 이 0.01 % 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 한편, Cr 함유량이 과잉이면 도상 마텐자이트의 생성을 조장한다. 그 때문에, Cr 함유량은 0.50 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Mo : 0.30 % 이하
Mo 는, 고용 강화에 의해 강의 가일층의 고강도화를 도모할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mo 가 0.01 % 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 한편, Mo 함유량이 과잉이면, 도상 마텐자이트의 생성을 조장한다. 그 때문에, Mo 함유량은 0.30 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Ca : 0.0050 % 이하
Ca 는, S 나 O 와 결합하여 강 중의 MnS 를 감소시킨다. 이로써, 강의 인성 및 연성의 향상을 도모할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ca 가 0.0005 % 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 한편, Ca 함유량이 0.0050 % 를 초과하면, 청정도가 저하되어 인성이 저하되기 쉬워진다. 그 때문에, Ca 함유량을 0.0050 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Nb : 0.005 % 이하
Nb 는, 압연 중에 Nb (C, N) 으로서 오스테나이트 중에 석출되어, 오스테나이트의 재결정을 억제하여, 결정립을 미세화하는 효과가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Nb 가 0.001 % 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 고용 혹은 석출 상태에 상관없이 Nb 는 열간 압연시의 변형 저항을 상승시키는 경향이 있다. 특히, 후술하는 바와 같이, 재결정 온도역에 있어서의 1 패스당 평균 압하율을 10 % 이상으로 하는 경우에는, Nb 함유량을 0.005 % 이하로 하는 것이 유리하다. 그 때문에, 강의 성분 조성으로서 Nb 를 함유하는 경우에는, Nb 함유량을 0.005 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
Ti : 0.025 % 이하
Ti 는, TiN 으로서 오스테나이트 중에 석출되어 결정립을 미세화하는 효과가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ti 가 0.001 % 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 한편, Ti 함유량이 과잉이면, 석출된 TiN 이 조대해짐과 함께 결정립이 조대화되기 때문에, 인성이 저하되기 쉬워진다. 그 때문에, Ti 함유량을 0.025 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
REM : 0.005 % 이하
REM (희토류 원소) 은, Ca 와 마찬가지로 S 나 O 와 결합하여 강 중의 MnS 를 감소시킴으로써 강의 인성, 연성을 도모할 수 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, REM 이 0.001 % 이상 함유되어 있는 것이 바람직하다. 한편, REM 함유량이 0.005 % 를 초과하면, 청정도가 저하되어 인성이 저하되기 쉬워진다. 그 때문에, REM 의 함유량을 0.005 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 성분 조성에 대해, 이상의 원소 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, 상기한 임의 첨가 성분에 관련된 원소에 대해, 그 함유량이 각 적합 하한값 미만인 경우에는, 당해 원소를 불가피적 불순물로서 취급하는 (불가피적 불순물로서 포함되어 있는) 것으로 한다. 또, 불가피적 불순물의 합계량은, 일반적인 제조 방법에 의해 강 중에 불가피적으로 혼입되는 정도의 양, 예를 들어, 바람직하게는 0.050 % 이하, 보다 바람직하게는 0.040 % 이하로 하면 되는데, 불가피적 불순물 중, P, S 및 B 에 대해서는 이하에 나타내는 바와 같이 함유량의 상한을 설정한다.
P : 0.025 % 이하
P 는, 강 중에 불가피적 불순물로서 존재한다. 그러나, P 함유량이 과잉이면 강의 인성이 저하되기 때문에, P 함유량은 0.025 % 이하로 한다. P 함유량은 적을수록 바람직하고, 0 % 여도 되지만, 과도한 P 함유량의 저감은 정련 공정의 장시간화에 의해 생산성의 저하를 초래한다. 그 때문에, P 함유량은 0.005 % 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
S : 0.020 % 이하
S 는, P 와 마찬가지로 강 중에 불가피적 불순물로서 함유됨과 함께, A 계 개재물로서 존재한다. S 함유량이 과잉이면, 개재물량이 과잉으로 증가하여 강의 인성이 저하된다. 그 때문에, S 함유량을 0.020 % 이하로 한다. S 함유량은 적을수록 바람직하고, 0 % 여도 되지만, 과도한 S 함유량의 저감은 정련 공정의 장시간화에 의해 생산성의 저하를 초래한다. 그 때문에, S 의 함유량은 0.002 % 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
B : 0.0003 % 이하
B 는, 강 중에서 입계에 편석되어, 입계 강도를 상승시키는 효과가 있는 원소이다. 저품질인 원료를 사용한 경우에는, 강 중에 B 가 0.0003 % 보다 많이 함유되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 조대한 입계 석출물을 형성함과 함께, ??칭성이 상승됨으로써 도상 마텐자이트의 생성을 조장하여 인성이 저하된다. 그 때문에, B 함유량을 0.0003 % 이하로 한다. 또한, B 함유량은 0.0002 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, B 함유량은 적을수록 바람직하고, 0 % 여도 된다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 마이크로 조직에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 마이크로 조직은, 강널말뚝의 웨브를 대표 부위로서 규정한다. 웨브는, 강널말뚝의 각 부위 중에서, 가공도가 가장 낮아 조직이 조대해져 강도와 인성의 확보가 가장 곤란하다. 그 때문에, 웨브를 대표 부위로서 마이크로 조직을 규정한다. 또한, 웨브의 마이크로 조직이 후술하는 조건을 만족하고 있으면 본원에서 목표로 하는 특성이 얻어지므로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝에서는, 웨브 이외의 부위의 마이크로 조직에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 또, 웨브의 마이크로 조직이 후술하는 조건을 만족하고 있으면, 웨브 이외의 부위에서도 동일한 마이크로 조직이 얻어지고 있을 개연성이 높다고 할 수 있다.
그 마이크로 조직으로는, 페라이트의 면적률, 평균 입경 및 최대 입경과, 도상 마텐자이트의 면적률이, 이하의 조건을 만족하는 것이 중요하다.
[페라이트 주체 조직]
강널말뚝의 마이크로 조직은, 페라이트 주체 조직으로 한다. 페라이트 주체 조직이란, 페라이트의 면적률이 70 % 이상인 조직을 가리킨다. 페라이트의 면적률이 70 % 미만에서는 경질상이 증가하여 인성이 저하되는 경우가 있다. 페라이트의 면적률의 상한은, 강도 확보의 관점에서 90 % 미만인 것이 바람직하다. 또한, 페라이트 이외의 잔부 조직에 대해 특별히 한정하지 않지만, 펄라이트나 도상 마텐자이트를 포함하는 베이나이트 조직이나 마텐자이트를 들 수 있다. 페라이트 이외의 잔부 조직의 합계의 면적률은 30 % 이하인 것이 바람직하다. 또, 페라이트 이외의 잔부 조직의 합계의 면적률은 10 % 초과인 것이 바람직하다. 단, 도상 마텐자이트의 면적률은, 후술하는 바와 같이 한정할 필요가 있다. 또한, 각 상의 면적률은, 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 따라서 측정할 수 있다.
[페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 이하, 또한 최대 입경이 40 ㎛ 이하]
강널말뚝의 마이크로 조직에 있어서, 페라이트의 평균 입경을 15 ㎛ 이하, 또한 최대 입경을 40 ㎛ 이하로 한다. 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 보다 크거나 혹은 최대 입경이 40 ㎛ 보다 큰 경우에는, 인성의 확보가 곤란해진다. 또한, 우수한 인성을 얻기 위해서는, 페라이트의 평균 입경이 12 ㎛ 이하, 또한 최대 입경이 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 나아가서는, 페라이트의 평균 입경이 10 ㎛ 이하, 또한 최대 입경이 25 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 페라이트의 평균 입경 및 최대 입경의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 페라이트의 평균 입경 및 최대 입경은, 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 따라서 측정할 수 있다.
[도상 마텐자이트의 면적률이 1.0 % 이하]
강널말뚝의 마이크로 조직에 있어서, 도상 마텐자이트의 면적률을 1.0 % 이하로 한다. 도상 마텐자이트의 면적률이 1.0 % 보다 많으면 인성의 확보가 곤란해진다. 보다 우수한 인성을 얻기 위해서는, 도상 마텐자이트의 면적률을 0.5 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 도상 마텐자이트의 면적률은 적을수록 바람직하고, 0 % 여도 상관없기 때문에, 하한은 특별히 설정하지 않는다. 또한, 도상 마텐자이트의 면적률은, 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 따라서 측정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 제조 방법에 대해 서술한다.
강널말뚝은, 상기한 조성 성분을 갖는, 슬래브 등의 강 소재를 가열로에서 가열 후, 조압연, 중간 압연 및 마무리 압연을 포함하는, 열간 압연에 의해 제조된다.
도 1(a) 에, 강널말뚝의 전형예인 해트형 강널말뚝 (1) 을 나타낸다. 해트형 강널말뚝 (1) 은, 웨브 (2) 와, 그 웨브 (2) 의 양단으로부터 경사져 연장되는 1 쌍의 플랜지 (3 및 4) 와, 양 플랜지 (3 및 4) 의 웨브 (2) 와는 반대측으로부터 웨브 (2) 와 평행하게 연장되는 아암부 (5 및 6) 와, 아암부 (5 및 6) 의 양단부에 있는 클로부 (7 및 8) 를 갖는다.
이 해트형 강널말뚝의 제조를 일례로 들면, 강 소재를 가열 후에, 조압연, 중간 압연 및 마무리 압연의 각각에 있어서, 도 2 에 나타내는 바와 같은 공형을 최종적으로 통과시켜 성형된다. 구체적으로는, 최초의 조압연에 있어서 강 소재를 복수회 압연한 후, 최종적으로 공형 (13) 을 통과시켜 강널말뚝의 대체적인 형태가 만들어진다. 계속되는 중간 압연에서는, 웨브 (2), 플랜지 (3 및 4), 아암부 (5 및 6), 클로부 (7 및 8) 가 되는 부분의 두께의 조정을 실시하면서, 최종적으로 공형 (14) 을 통과시킨다. 또한, 마무리 압연에서는, 주로 클로 굽힘 성형을 포함한 형상 제어가 실시되고, 최종적으로 공형 (15) 을 통과시켜 최종 제품 형상이 된다.
이와 같이, 열간 압연은, 조압연, 중간 압연 및 마무리 압연을 포함한다. 이 중, 조압연에서는, 강널말뚝의 대체적인 형태를 부여한다. 중간 압연은, 조압연 후부터 마무리 압연 (상기의 예에서는, 클로 굽힘 성형 (압연)) 전까지의 압연을 가리키고, 중간 압연에서는, 주로 웨브가 되는 부분을 두께 방향으로 압하하여 두께의 조정을 실시한다. 마무리 압연에서는, 최종적인 형상 제어를 실시하고, 상기의 예에서는, 클로 굽힘 성형이 포함된다.
또한, 상기에 나타낸 해트형 강널말뚝 이외의 강널말뚝, 예를 들어, 도 1(b) 에 나타내는 직선형 강널말뚝 (9) 과 같이, 웨브 두께나 클로부를 포함하는 제품 형상에 차이가 있는 강널말뚝에서는, 열간 압연에 있어서의 압연 패스수나 압연 온도에 차가 있는 경우가 있지만, 조압연, 중간 압연 및 마무리 압연 (클로 굽힘 성형을 포함한다) 에 의해 제조되는 것에 근본적인 차이는 없고, 모두 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 제조 방법에 포함된다. 여기서, 도 1(b) 에 나타내는 직선형 강널말뚝 (9) 에서는, 좌우 클로부 (11 및 12) 사이에 위치하는 직선의 부분을 웨브 (10) 로 한다.
그리고, 열간 압연에서는, 강 소재를 1200 ℃ ∼ 1350 ℃ 로 가열한 다음에, 900 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 1 패스당 평균 압하율이 10 % 이상이고, 800 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 누적 압하율이 60 % 이상이고, 중간 압연의 마무리 온도가 650 ℃ ∼ 900 ℃ 인 것이 중요하다. 또한, 이하의 각 온도 규정은, 모두 강 소재나 피압연재에 있어서의 표면 온도를 기준으로 하고 있다. 강 소재나 피압연재의 온도는 방사 온도계에 의해 측정 가능하다.
[강 소재의 가열 온도 : 1200 ℃ ∼ 1350 ℃]
열간 압연을 실시할 때에, 강 소재를 1200 ℃ ∼ 1350 ℃ 로 가열할 필요가 있다. 가열 온도가 1200 ℃ 미만이면, 강 성분 중의 V 의 고용이 불충분해진다. 이로써, 석출물이 조대해져 강도 및 인성의 확보가 곤란해진다. 또, 열간에서의 변형 저항이 상승하여 압연 롤이 균열 손상될 우려가 있다. 한편, 가열 온도가 1350 ℃ 를 초과하면, 결정립이 조대해져 인성의 확보가 곤란해진다. 또, 가열 시간이 증대하여 생산성이 저하된다. 따라서, 강 소재의 가열 온도는 1200 ℃ ∼ 1350 ℃ 로 한다. 강 소재의 가열 온도는, 바람직하게는 1250 ℃ ∼ 1350 ℃ 이다.
[900 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 1 패스당 평균 압하율이 10 % 이상]
900 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 1 패스당 평균 압하율 (이하, 간단히 평균 압하율이라고도 한다) 이 10 % 이상인 것이 중요하다. 평균 압하율을 10 % 이상으로 함으로써, 오스테나이트의 재결정을 촉진하여 균일하고 또한 미세한 결정립이 얻어진다. 이로써, YP 및 인성이 현저하게 향상된다. 평균 압하율은, 바람직하게는 12 % 이상이다.
또한, 평균 압하율은 이하의 식 (1) 로 계산할 수 있다.
R = 100{1 - (Tf/Ts)1/n} ··· (1)
여기서, R 은 평균 압하율 (%), Tf 및 Ts 는 각각 900 ℃ 및 1150 ℃ 의 시점에서의 피압연재 (웨브에 상당하는 위치) 의 판두께 (㎜) 이고, n 은 900 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 압연 패스수이다. 또한, 당해 압연 패스수는, 압연 개시 온도 및 압연 종료 온도 중 적어도 일방이 900 ℃ ∼ 1150 ℃ 의 범위인 압연 패스수를 카운트한다. 예를 들어, 압연 개시 온도가 1160 ℃ 이고, 압연 종료 온도가 1100 ℃ 인 압연 패스는 1 패스로서, 당해 압연 패스수로 카운트한다. 또, 상기 판두께는, 압연기의 롤 갭에 의해 제어할 수 있다.
단, 탠덤 압연과 같이 복수대의 압연기에 의해 실시하는 압연에서는, 오스테나이트가 재결정될 틈이 없는 채로 연속적으로 압연되어 변형이 축적되는 것으로 생각된다. 따라서, 이와 같은 연속 압연에서는, 물림부터 빼냄까지를 1 패스로 간주한다.
또, 평균 압하율은, 형상 제어의 관점에서 20 % 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 평균 압하율이 10 % 미만이 되면, 오스테나이트의 회복 혹은 부분 재결정이 현저해져 결정립이 조대하고 또한 혼립이 되기 때문에, 인성의 확보가 곤란해질 우려가 있다.
또한, 열간 압연이 1150 ℃ 를 초과하는 온도역에 있으면, 오스테나이트의 입성장이 커 미세화의 효과가 작기 때문에, 이 온도역에서의 압하율은 특별히 규정하지 않는다. 또, 후술하는 800 ℃ ∼ 1150 ℃ 의 온도역에 있어서 원하는 누적 압하율이 얻어지면, 900 ℃ 미만에 있어서의 압하율에 대해서도 특별히 규정은 필요로 하지 않는다.
[800 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 누적 압하율이 60 % 이상]
상기 서술에 더하여, 800 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 누적 압하율 (이하, 간단히 누적 압하율이라고도 한다) 을 60 % 이상으로 하는 것이 중요하다. 이 누적 압하율이 60 % 미만이 되면, 최종적으로 마이크로 조직에 있어서의 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 보다 커져, 인성의 확보가 곤란해진다. 누적 압하율은, 바람직하게는 70 % 이상이다. 또, 누적 압하율의 상한은 설정하지 않지만, 롤의 균열 손상 리스크의 관점에서 누적 압하율은 90 % 이하인 것이 바람직하다.
또한, 누적 압하율은 이하의 식 (2) 로 계산할 수 있다.
R' = 100{1 - (TL/Ts)} ··· (2)
여기서, R' 는 누적 압하율 (%), TL 및 Ts 는 각각 800 ℃ 및 1150 ℃ 의 시점에서의 피압연재 (웨브에 상당하는 위치) 의 판두께 (㎜) 이다.
[중간 압연의 종료 온도가 650 ℃ ∼ 900 ℃]
웨브나 플랜지를 형성하는 상기의 중간 압연의 종료 온도 (바꾸어 말하면, 중간 압연의 최종 압연 패스의 종료 온도) 는, 650 ℃ ∼ 900 ℃ 로 한다. 중간 압연의 종료 온도가 900 ℃ 를 초과하면, 상기 2 개의 압연 조건 중 어느 것을 만족하는 것이 곤란해지고, 최종적으로 마이크로 조직에 있어서의 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 보다 크거나 혹은 최대 입경이 40 ㎛ 보다 큰 경우가 발생하여, 인성의 확보가 곤란해진다. 한편, 중간 압연의 종료 온도가 650 ℃ 미만이 되면, 중간 압연에서의 압연 하중이 높아져 중간 압연기에 있어서의 압연 롤 균열 손상의 리스크가 높아진다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 중간 압연은, 조압연 후부터 마무리 압연 (상기의 예에서는, 클로 굽힘 성형 (압연)) 전까지의 압연을 가리킨다. 그리고, 중간 압연에서는, 주로 웨브가 되는 부분을 두께 방향으로 압하하고, 두께의 조정을 실시한다. 또, 마무리 압연에서는, 최종적인 형상 제어를 실시한다. 즉, 마무리 압연이란, 열간 압연의 최종 패스만을 의도하는 것은 아니고, 중간 압연 후, 형상의 최종 조정을 실시하는 압연 공정을 가리킨다. 마무리 압연은 조형성의 관점에서 실시하는 것이고, 특성에 큰 영향을 미칠 수 없기 때문에, 마무리 압연의 조건은 특별히 규정하지 않는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝의 제조 방법은, 강도 및 인성의 향상을 목적으로 한 열간 압연의 압연 (조압연, 중간 압연 및 마무리 압연) 중 및 열간 압연 (마무리 압연 (클로 굽힘 압연)) 후의 가속 냉각을 모두 필요로 하지 않는다. 즉, 가속 냉각은, 구부러짐이나 휨과 같은 형상 변화가 발생하기 때문에, 생산상 바람직하지 않다. 따라서, 열간 압연 (마무리 압연 (클로 굽힘 압연)) 후에는 공랭시키는 것이 바람직하다. 또한, 압연 중의 형상 제어의 관점에서 불가피적으로 뿌려지는 물이나, 냉각상에서의 미스트수와 같은 냉각은, 강널말뚝의 특성에 영향을 주는 경우는 없다.
상기한 조건에 따르는, 성분 조성의 조정, 압연 및 냉각을 실시함으로써, 강널말뚝에 있어서, YP 440 ㎫ 이상이라는 고강도이고 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하라는, 우수한 기계적 특성을 얻을 수 있다. 또한, 상기 이외의 제조 조건에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따르면 된다. 예를 들어, 조압연, 중간 압연 및 마무리 압연의 압연 패스수는 각각, 5 ∼ 20 패스, 1 ∼ 5 패스 및 1 ∼ 3 패스로 하는 것이 바람직하다. 또, 900 ℃ ∼ 1150 ℃ 의 압연 패스에는, 예를 들어, 조압연 및 중간 압연에 의한 압연 패스가 포함된다. 800 ℃ ∼ 1150 ℃ 의 압연 패스에는, 예를 들어, 조압연 및 중간 압연에 의한 압연 패스가 포함되고, 추가로, 마무리 압연에 의한 압연 패스가 임의로 포함되어 있어도 된다. 마무리 압연 종료 온도는 550 ∼ 700 ℃ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명의 일 실시형태에 따르는 강널말뚝은, 그 단면 형상에 상관없이 해트형, U 형, 그들의 조합 및 직선형 등을 포함함과 함께, 웨브 두께나 클로부의 형상이 특별히 한정되는 경우는 없다.
실시예
이하, 실시예에 따라서 본 발명의 구성 및 작용 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위 내에 있어서 적절히 변경하는 것도 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
연속 주조기로, 표 1 에 나타내는 강 조성의 강 소재 (잔부는 Fe 및 불가피적 불순물) 를 준비하고, 표 2 에 나타내는 조건으로 가열 및 열간 압연을 실시하고, 도 1 에 나타낸, 웨브 (2) 와, 웨브 (2) 의 양단으로부터 경사져 연장되는 1 쌍의 플랜지 (3 및 4) 가 웨브 (2) 를 평행하게 좌우로 확장되는 방향으로 연장되는 아암부 (5 및 6) 와, 아암부 (5 및 6) 의 양단부에 있는 클로부 (7 및 8) 를 갖는, 해트형 강널말뚝을 제조하였다. 또한, 열간 압연 후의 냉각은, 공랭에 의해 실시하였다. 또, 상기 이외의 조건에 대해서는, 통상적인 방법에 따르는 것으로 하였다.
Figure pct00001
얻어진 강널말뚝에 대해, 강널말뚝의 마이크로 조직의 관찰, 인장 시험 및 인성 시험을 실시하였다. 이하에, 각각의 평가 방법에 대해 설명한다.
<마이크로 조직의 관찰>
강널말뚝의 웨브의 웨브 두께 1/4 위치로부터 시험편을 채취하고, 마이크로 조직의 관찰에 제공하였다. 여기서 채취한 시험편은, 관찰에 앞서 표면을 연마하고, 나이탈로 부식시켰다. 그리고, 광학 현미경을 사용하여, 웨브의 두께 방향을 100 배의 단면 관찰에 의해 조직의 종류를 동정하고, 800 ㎛ × 600 ㎛ 의 시야에 있어서, 분수령 알고리즘에 의한 화상 해석에 의해 페라이트, 펄라이트, 그리고, 베이나이트 및 마텐자이트를 각각 백색, 흑색 및 회색의 3 계조로 변환하는 처리를 실시하여 구별하고, 각 조직의 면적률을 얻었다. 또, 페라이트의 평균 입경은, 마찬가지로 분수령 알고리즘에 의한 화상 해석에 의해, 상기 시야 중의 페라이트의 각 결정립의 면적을 산출하고, 각 결정립의 원 상당 직경을 페라이트의 입경으로 하여, 상기 시야 내의 평균값을 구하였다. 페라이트의 최대 입경은, 상기 시야 내의 원 상당 직경 중 최대의 값으로 하였다. 또한, 페라이트의 평균 입경은, 상기 시야 내에서 확인할 수 있는 원 상당 직경이고 입경이 3 ㎛ 이상인 결정립만을 사용하여 산출하였다. 또한, 도상 마텐자이트의 관찰에 대해서는, 상기와 동일한 시험편을 전해 부식과 나이탈의 2 단 에칭 처리를 실시함으로써 시멘타이트를 용해시키고, SEM 을 사용하여 배율 1000 배 정도로 무작위로 10 시야 이상을 관찰하여, 상기 서술과 동일한 화상 해석에 의해 도상 마텐자이트의 면적률을 구하였다.
<인장 시험>
강널말뚝의 웨브의 웨브 두께 1/4 위치로부터, JIS Z2201 에 규정된 JIS1A 호 인장 시험편을 인장 방향이 길이 방향이 되도록 채취하고, JIS Z2241 에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 항복점 (YP) 및 인장 강도 (TS) 를 구하였다.
<인성 시험>
강널말뚝의 웨브의 웨브 두께 1/4 위치로부터, JIS Z2202 에 규정된 2 ㎜ V 노치 샤르피 충격 시험편을 채취하고, JIS Z2242 에 준하여 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 또한, 충격 시험은, -80 ∼ 40 ℃ 의 온도 범위에서 실시하여 0 ℃ 에 있어서의 흡수 에너지 (vE0) 및 연성 파면율 50 % 의 파면 천이 온도 (vTrs) 를 구하였다.
표 2 에, 상기 조사의 결과를 아울러 나타낸다. 소정의 성분 조성을 만족하는 적합강을 사용하여, 소정의 제조 조건으로 제조한 발명예의 강널말뚝의 시험 결과 (표 2 중의 No.1 ∼ 17) 는 모두 원하는 특성 (항복 강도 YP : 440 ㎫ 이상, 연성 파면율 50 % 의 파면 천이 온도 vTrs : -10 ℃ 이하) 을 만족하고 있었다. 또, 발명예에서는 모두 큰 구부러짐이나 휨 등의 형상 변화가 발생하고 있지 않아, 안정적으로 또한 높은 생산성으로 제조할 수 있는 것을 확인하였다.
한편, 소정의 성분 조성을 만족하지 않거나, 혹은, 소정의 제조 조건을 만족하지 않거나, 또는, 상기 모두 만족하지 않은, 비교예 (표 2 중의 No.18 ∼ 38) 는 항복 강도 및 연성 파면율 50 % 의 파면 천이 온도 (vTrs) 중 어느 것의 값이 요구 특성을 만족하고 있지 않다.
Figure pct00002
1 : 해트형 강널말뚝
2 : 웨브
3 : 플랜지
4 : 플랜지
5 : 아암부
6 : 아암부
7 : 클로부
8 : 클로부
9 : 직선형 강널말뚝
10 : 웨브
11 : 클로부
12 : 클로부
13 : 해트형 강널말뚝의 조압연에 있어서의 최종 패스의 공형
14 : 해트형 강널말뚝의 중간 압연에 있어서의 최종 패스의 공형
15 : 해트형 강널말뚝의 마무리 압연에 있어서의 최종 패스의 공형

Claims (4)

  1. 질량% 로,
    C : 0.05 ∼ 0.18 %,
    Si : 0.05 ∼ 0.55 %,
    Mn : 1.00 ∼ 1.65 %,
    sol.Al : 0.080 % 이하,
    V : 0.050 ∼ 0.300 % 및
    N : 0.0010 ∼ 0.0060 %
    를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 그 불가피적 불순물로서의 P, S 및 B 는, P : 0.025 % 이하, S : 0.020 % 이하 및 B : 0.0003 % 이하인 성분 조성을 갖고,
    마이크로 조직이 페라이트 주체 조직이고, 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 이하 또한 최대 입경이 40 ㎛ 이하이고, 상기 마이크로 조직 중에서 차지하는 도상 마텐자이트의 면적률이 1.0 % 이하이고,
    항복 강도가 440 ㎫ 이상 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하인, 강널말뚝.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 조성은, 추가로 질량% 로,
    Cu : 0.50 % 이하,
    Ni : 0.50 % 이하,
    Cr : 0.50 % 이하,
    Mo : 0.30 % 이하,
    Ca : 0.0050 % 이하,
    Nb : 0.005 % 이하,
    Ti : 0.025 % 이하 및
    REM : 0.005 % 이하
    중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 강널말뚝.
  3. 마이크로 조직이 페라이트 주체 조직이고, 페라이트의 평균 입경이 15 ㎛ 이하 또한 최대 입경이 40 ㎛ 이하이고, 상기 마이크로 조직 중에서 차지하는 도상 마텐자이트의 면적률이 1.0 % 이하이고, 항복 강도가 440 ㎫ 이상 또한 vTrs 가 -10 ℃ 이하인, 강널말뚝을 제조하기 위한 방법으로서,
    질량% 로,
    C : 0.05 ∼ 0.18 %,
    Si : 0.05 ∼ 0.55 %,
    Mn : 1.00 ∼ 1.65 %,
    sol.Al : 0.080 % 이하,
    V : 0.050 ∼ 0.300 % 및
    N : 0.0010 ∼ 0.0060 %
    를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 그 불가피적 불순물로서의 P, S 및 B 는, P : 0.025 % 이하, S : 0.020 % 이하 및 B : 0.0003 % 이하인 성분 조성을 갖는 강 소재를, 1200 ℃ ∼ 1350 ℃ 로 가열하고,
    그 강 소재에 열간 압연을 실시하고, 그 열간 압연에서는,
    900 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 1 패스당 평균 압하율이 10 % 이상,
    800 ℃ ∼ 1150 ℃ 에 있어서의 누적 압하율이 60 % 이상, 또한
    중간 압연의 종료 온도가 650 ℃ ∼ 900 ℃ 인,
    강널말뚝의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 성분 조성은, 추가로 질량% 로,
    Cu : 0.50 % 이하,
    Ni : 0.50 % 이하,
    Cr : 0.50 % 이하,
    Mo : 0.30 % 이하,
    Ca : 0.0050 % 이하,
    Nb : 0.005 % 이하,
    Ti : 0.025 % 이하 및
    REM : 0.005 % 이하
    중 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 강널말뚝의 제조 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002294392A (ja) 2001-03-29 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp ウェブ厚が15mm以上の高靭性鋼矢板及びその製造方法
JP2007332414A (ja) 2006-06-14 2007-12-27 Jfe Steel Kk 高強度広幅鋼矢板およびその製造方法
JP2008221318A (ja) 2007-03-15 2008-09-25 Jfe Steel Kk 鋼矢板の製造方法
JP2014118629A (ja) 2012-12-19 2014-06-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal 鋼矢板及びその製造方法
JP2018083963A (ja) 2016-11-22 2018-05-31 新日鐵住金株式会社 鋼矢板
JP2018090845A (ja) 2016-11-30 2018-06-14 Jfeスチール株式会社 鋼矢板およびその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020835A (ja) * 2000-05-02 2002-01-23 Nippon Steel Corp 脆性き裂伝播停止特性と板厚方向破壊特性の優れた鋼材およびその製造方法
JP6354572B2 (ja) * 2014-10-27 2018-07-11 新日鐵住金株式会社 低温用h形鋼及びその製造方法
CN109715842B (zh) * 2016-12-21 2020-03-06 日本制铁株式会社 H型钢及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002294392A (ja) 2001-03-29 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp ウェブ厚が15mm以上の高靭性鋼矢板及びその製造方法
JP2007332414A (ja) 2006-06-14 2007-12-27 Jfe Steel Kk 高強度広幅鋼矢板およびその製造方法
JP2008221318A (ja) 2007-03-15 2008-09-25 Jfe Steel Kk 鋼矢板の製造方法
JP2014118629A (ja) 2012-12-19 2014-06-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal 鋼矢板及びその製造方法
JP2018083963A (ja) 2016-11-22 2018-05-31 新日鐵住金株式会社 鋼矢板
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