KR20240102651A - Thick steel plate and method of manufacturing the same - Google Patents

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윤동현
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Abstract

본 발명은, 중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하는, 후강판을 제공한다.The present invention, in weight percent, carbon (C): 0.04% ~ 0.065%, silicon (Si): 0.20% ~ 0.30%, manganese (Mn): 1.60% ~ 1.80%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.05%, copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, nickel (Ni): 0.15% ~ 0.25%, niobium (Nb) ): 0.045% ~ 0.055%, vanadium (V): more than 0% but less than 0.01%, titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, boron (B): more than 0% ~ 0.0005% or less, phosphorus (P): 0 % to less than 0.012%, sulfur (S): more than 0% to 0.003% or less, and the balance includes iron (Fe) and inevitable impurities, tensile strength (TS): 625 MPa to 825 MPa, yield strength (YS) ): 555 MPa to 705 MPa, Elongation (EL): 40% to 50%, Yield Ratio (YR): 0.70 to 0.90 and Average Drop Weight Test Value (DWTT) at temperatures from 0°C to -20°C: 90% to We provide thick steel plates that meet 100% requirements.

Description

후강판 및 그 제조방법{Thick steel plate and method of manufacturing the same }Thick steel plate and method of manufacturing the same }

본 발명의 기술적 사상은 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온파괴인성이 우수한 후강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to steel materials and their manufacturing methods, and more specifically, to thick steel plates with excellent low-temperature fracture toughness and their manufacturing methods.

최근 자원고갈의 문제점이 대두됨에 따라 심해저 혹은 극지방에서의 석유 시추 및 수송 작업이 증가하고 있다. 이와 같이, 송유관 라인이 일반 지역에서 영구동토층, 지진대와 같은 특수지역으로 이동함에 따른 에너지 자원 수송 안정성의 요구가 증가되고 있다. 이에 따라, 변형 저항성 확보를 위한 파이프소재 설계 디자인을 변경할 필요가 있으며, 예를 들어 원주 방향의 응력 기반으로부터 파이프 길이방향의 변형률 기반으로 변경되고 있다.Recently, as the problem of resource depletion has emerged, oil drilling and transportation work in the deep sea or polar regions is increasing. Likewise, as oil pipeline lines move from general areas to special areas such as permafrost and earthquake zones, the demand for energy resource transport stability is increasing. Accordingly, there is a need to change the design of pipe materials to secure deformation resistance, for example, from stress-based in the circumferential direction to based on strain in the longitudinal direction of the pipe.

이러한 요구에 맞추어, 규격대비 낮은 항복비, 높고 균일한 연신율, 길이방향의 인장특성, 및 저온파괴 안정성을 요구하지만, 기존의 TMCP 압연으로 제조된 강재로는 상기 조건을 만족하기 어렵다. 따라서, 극한 환경에 적용가능한 후강판을 개발하기 위하여, API-X80 강재에 대한 연구가 필요하다.To meet these requirements, a low yield ratio compared to the standard, high and uniform elongation, tensile properties in the longitudinal direction, and low-temperature fracture stability are required, but it is difficult to satisfy the above conditions with steel manufactured by existing TMCP rolling. Therefore, in order to develop thick steel plates applicable to extreme environments, research on API-X80 steel is necessary.

한국특허등록번호 제10-2122643호Korean Patent Registration No. 10-2122643

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 저온파괴인성이 우수한 후강판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness and a manufacturing method thereof.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 의하면, 저온파괴인성이 우수한 후강판 및 그 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness and a manufacturing method thereof are provided.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 후강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족한다.According to an embodiment of the present invention, the thick steel plate has, in weight percent, carbon (C): 0.04% to 0.065%, silicon (Si): 0.20% to 0.30%, manganese (Mn): 1.60% to 1.80%. , Soluble Aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.05%, Copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, Chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, Molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, Nickel (Ni) : 0.15% ~ 0.25%, Niobium (Nb): 0.045% ~ 0.055%, Vanadium (V): More than 0% but less than 0.01%, Titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, Boron (B): More than 0% ~ 0.0005% or less, phosphorus (P): more than 0% to less than 0.012%, sulfur (S): more than 0% to 0.003% or less, and the balance includes iron (Fe) and inevitable impurities, tensile strength (TS): 625 MPa to 825 MPa, Yield Strength (YS): 555 MPa to 705 MPa, Elongation (EL): 40% to 50%, Yield Ratio (YR): 0.70 to 0.90 and average drop at temperatures from 0°C to -20°C. Weight test value (DWTT): Satisfies 90% to 100%.

상기 후강판에서, 최종 미세조직은 페라이트 및 베이나이트를 포함할 수 있다.In the thick steel plate, the final microstructure may include ferrite and bainite.

상기 후강판에서, 상기 베이나이트의 면적분율은 5 ~ 10%이고, 상기 페라이트의 면적분율은 나머지 면적분율을 가질 수 있다.In the thick steel plate, the area fraction of the bainite is 5 to 10%, and the area fraction of the ferrite may have the remaining area fraction.

상기 후강판에서, 상기 최종 미세조직에서 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 15 ~ 25%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 65 ~ 75%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 5 ~ 10%일 수 있다.In the thick steel plate, the area fraction of polygonal ferrite in the final microstructure is 15 to 25%, the area fraction of acicular ferrite is 65 to 75%, and the area of bainitic ferrite is The fraction may be 5-10%.

상기 후강판에서, 탄소 당량(Ceq)은 0.45 이하이며, 용접균열 감수성지수(Pcm)는 0.18 이하일 수 있다.In the thick steel plate, the carbon equivalent (C eq ) may be 0.45 or less, and the weld crack susceptibility index (P cm ) may be 0.18 or less.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 후강판의 제조 방법은 중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 1,000℃ ~ 1,200℃의 온도에서 재가열하는 단계; 상기 가열된 강재를 조압연 및 사상압연하는 열간압연하는 단계; 상기 열간압연된 강재를 가속냉각하는 단계;를 포함하되, 상기 열간압연하는 단계에서 사상압연의 종료온도(FRT)는 750℃ ~ 850℃이며, 상기 가속냉각하는 단계에서 가속냉각의 종료온도(FCT)는 450℃ ~ 550℃이다. According to an embodiment of the present invention, the method for manufacturing the thick steel plate is, in weight percent, carbon (C): 0.04% ~ 0.065%, silicon (Si): 0.20% ~ 0.30%, manganese (Mn): 1.60% ~ 1.80%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.05%, copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, nickel ( Ni): 0.15% ~ 0.25%, Niobium (Nb): 0.045% ~ 0.055%, Vanadium (V): More than 0% but less than 0.01%, Titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, Boron (B): 0% Exceeding ~ 0.0005% or less, Phosphorus (P): Exceeding 0% ~ less than 0.012%, Sulfur (S): Exceeding 0% ~ 0.003% or less, and the balance is steel containing iron (Fe) and inevitable impurities at 1,000℃ ~ Reheating at a temperature of 1,200°C; Hot rolling the heated steel material through rough rolling and finishing rolling; A step of accelerated cooling of the hot-rolled steel; wherein, in the hot rolling step, the finishing temperature (FRT) of the finishing rolling is 750 ℃ to 850 ℃, and in the accelerated cooling step, the accelerated cooling termination temperature (FCT) ) is 450℃ to 550℃.

상기 후강판의 제조 방법에서, 상기 가속냉각하는 단계는 20℃/초 ~ 40℃/초의 냉각속도로 수행할 수 있다.In the method of manufacturing a thick steel plate, the accelerated cooling step may be performed at a cooling rate of 20°C/sec to 40°C/sec.

상기 후강판의 제조 방법에서, 상기 냉각하는 단계를 수행한 후, 상기 후강판은, 인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족할 수 있다.In the method of manufacturing the thick steel plate, after performing the cooling step, the thick steel plate has tensile strength (TS): 625 MPa to 825 MPa, yield strength (YS): 555 MPa to 705 MPa, and elongation (EL). : 40% ~ 50%, yield ratio (YR): 0.70 ~ 0.90, and average drop weight test value (DWTT): 90% ~ 100% can be satisfied at a temperature of 0℃ ~ -20℃.

상기 후강판의 제조 방법에서, 상기 냉각하는 단계를 수행한 후, 상기 후강판의 최종 미세조직은 페라이트 및 베이나이트를 포함하되, 베이나이트의 면적분율은 5 ~ 10%이고, 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 15 ~ 25%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 65 ~ 75%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 5 ~ 10%일 수 있다.In the method of manufacturing a thick steel plate, after performing the cooling step, the final microstructure of the thick steel plate includes ferrite and bainite, the area fraction of bainite is 5 to 10%, and polygonal ferrite ), the area fraction may be 15 to 25%, the area fraction of acicular ferrite may be 65 to 75%, and the area fraction of bainitic ferrite may be 5 to 10%.

본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 저온파괴인성이 우수한 후강판 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, X80M 출강에 대하여 저온파괴 인성 확보를 위하여 기존재 대비 C, P, Mo 성분 비율을 하향하고, Ni, Mn, Cu 등의 성분 비율을 확대하여 최적의 성분 설계 조건을 도출 하였다. 압연 조건은 기존재 대비 가열온도, 압연온도의 하향을 통하여 전체적인 조직 미세화하였고, 최적의 가속냉각 조건(냉각종료온도, 냉각속도)을 통하여 미세한 베이나이트, 페라이트 기지의 제품을 생산하였다. 재질시험 결과 동일 X80 등급의 성능을 유지하며 저온파괴인성(DWTT)이 우수한 제품을 구현하였다. 또한, 저 pcm 소재로 기존 소재보다 용접성이 우수하며, 저온의 극한지에서 파괴인성보증이 가능한 65kg급 1.25인치 두께의 고강도 API 강판을 구현하였다.According to the technical idea of the present invention, a thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness and a manufacturing method thereof can be implemented. Specifically, according to the technical idea of the present invention, in order to secure low-temperature fracture toughness for The component design conditions were derived. The rolling conditions refined the overall structure by lowering the heating and rolling temperatures compared to existing materials, and produced products with fine bainite and ferrite bases through optimal accelerated cooling conditions (cooling end temperature, cooling rate). As a result of the material test, a product was implemented that maintains the performance of the same X80 grade and has excellent low-temperature fracture toughness (DWTT). In addition, as a low pcm material, weldability is superior to that of existing materials, and a high-strength API steel plate of 65kg class and 1.25 inches thick was implemented that can guarantee fracture toughness in extreme cold places.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above have been described as examples, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 후강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실험예 중 비교예에 따른 후강판의 드롭웨이트 시험값(DWTT)을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험예 중 실시예에 따른 후강판의 드롭웨이트 시험값(DWTT)을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험예 중 비교예에 따른 후강판의 미세조직을 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실험예 중 실시예에 따른 후강판의 미세조직을 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 실험예에 따른 후강판에서 드롭웨이트 시험에서 관찰된 파면을 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a process flow chart schematically showing a method of manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the drop weight test value (DWTT) of the thick steel plate according to the comparative example among the experimental examples of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the drop weight test value (DWTT) of a thick steel plate according to an example among the experimental examples of the present invention.
Figure 4 is a photograph of the microstructure of a thick steel plate according to a comparative example among the experimental examples of the present invention.
Figure 5 is a photograph of the microstructure of a thick steel plate according to an example among the experimental examples of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the fracture surface observed in a drop weight test in a thick steel plate according to an experimental example of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the embodiments of the present invention may be modified. The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the technical idea of the present invention to those skilled in the art. In this specification, like symbols refer to like elements throughout. Furthermore, various elements and areas in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical idea of the present invention is not limited by the relative sizes or spacing drawn in the attached drawings.

이하, 본 발명의 일 측면인 저온파괴인성이 우수한 후강판에 대하여 설명한다.Hereinafter, a thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness, which is one aspect of the present invention, will be described.

저온파괴인성이 우수한 후강판Heavy steel plate with excellent low-temperature fracture toughness

본 발명의 일 측면인 저온파괴인성이 우수한 후강판은, 중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe)로 이루어진다.The thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness, which is one aspect of the present invention, has, in weight percent, carbon (C): 0.04% to 0.065%, silicon (Si): 0.20% to 0.30%, manganese (Mn): 1.60% to 1.80. %, soluble aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.05%, copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, nickel (Ni) ): 0.15% to 0.25%, niobium (Nb): 0.045% to 0.055%, vanadium (V): more than 0% but less than 0.01%, titanium (Ti): 0.008% to 0.018%, boron (B): more than 0% ~ 0.0005% or less, phosphorus (P): more than 0% ~ less than 0.012%, sulfur (S): more than 0% ~ 0.003% or less, and the balance consists of iron (Fe).

이하, 본 발명에 따른 저온파괴인성이 우수한 후강판에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 성분 원소의 함유량은 모두 중량%를 의미한다.Hereinafter, the role and content of each component included in the thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness according to the present invention will be described as follows. At this time, the content of the component elements all means weight%.

탄소(C): 0.04% ~ 0.065%Carbon (C): 0.04% to 0.065%

탄소는 강의 강도를 확보하기 위해 첨가된다. 탄소의 함량이 0.04% 미만인 경우에는, 강도 확보가 어렵다. 탄소의 함량이 0.065%를 초과하는 경우에는, 저온 충격인성 및 용접성 등이 저하될 수 있다. 따라서, 탄소는 강재 전체 중량의 0.04% ~ 0.065%로 첨가되는 것이 바람직하다.Carbon is added to ensure the strength of steel. If the carbon content is less than 0.04%, it is difficult to secure strength. If the carbon content exceeds 0.065%, low-temperature impact toughness and weldability may be reduced. Therefore, it is preferable that carbon is added at 0.04% to 0.065% of the total weight of the steel.

실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%Silicon (Si): 0.20% to 0.30%

실리콘은 강의 강도를 높이는데 기여한다. 또한, 페라이트 안정화 원소로서, 페라이트 형성을 유도함으로써 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다. 실리콘의 함량이 0.20% 미만인 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 실리콘의 함량이 0.30%를 초과하는 경우에는, 열연 공정 중 가열로에서 적스케일(redscale)을 생성하여 강의 표면품질이 저하되며, 용접성이 열화될 수 있다. 따라서, 실리콘은 강재 전체 중량의 0.20% ~ 0.30%로 첨가되는 것이 바람직하다.Silicon contributes to increasing the strength of steel. Additionally, as a ferrite stabilizing element, it is effective in improving the toughness and ductility of steel by inducing ferrite formation. If the silicon content is less than 0.20%, the addition effect is insufficient. If the silicon content exceeds 0.30%, red scale is generated in the heating furnace during the hot rolling process, which may deteriorate the surface quality of the steel and deteriorate weldability. Therefore, it is preferable that silicon is added at 0.20% to 0.30% of the total weight of the steel.

망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%Manganese (Mn): 1.60% ~ 1.80%

망간은 고용강화 및 강의 경화능 향상에 기여하는 원소이다. 망간의 함량이 1.50% 미만인 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 망간의 함량이 1.70%를 초과하는 경우에는, 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하고, MnS 개재물 및 산화물을 형성하여 라인파이프 조관시 강의 용접성을 저해할 수 있다. 따라서, 망간은 강재 전체 중량의 1.50% ~ 1.70%로 첨가되는 것이 바람직하다.Manganese is an element that contributes to solid solution strengthening and improving the hardenability of steel. If the manganese content is less than 1.50%, the addition effect is insufficient. If the manganese content exceeds 1.70%, the synergistic effect of increasing the addition amount is minimal, and MnS inclusions and oxides may be formed, impairing the weldability of the steel when making line pipes. Therefore, it is preferable that manganese is added at 1.50% to 1.70% of the total weight of the steel.

가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%Soluble Aluminum (S_Al): 0.02% to 0.05%

가용성 알루미늄은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다. 알루미늄의 함량이 0.02% 미만일 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 알루미늄의 함량이 0.05%를 초과하는 경우에는, 비금속 개재물인 Al2O3를 형성하여 저온 충격인성을 저하될 수 있다. 따라서, 알루미늄은 강재 전체 중량의 0.02% ~ 0.05%로 첨가되는 것이 바람직하다.Soluble aluminum acts as a deoxidizer to remove oxygen in steel. If the aluminum content is less than 0.02%, the addition effect is insufficient. If the aluminum content exceeds 0.05%, non-metallic inclusions, Al 2 O 3 , may be formed, thereby reducing low-temperature impact toughness. Therefore, it is preferable that aluminum is added at 0.02% to 0.05% of the total weight of the steel.

구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%Copper (Cu): 0.05% to 0.15%

구리는 강도 상승 및 인성 개선에 유효한 원소이다. 구리의 함량이 0.05% 미만일 경우에는, 구리의 첨가 효과가 불충분하다. 구리의 함량이 0.15%를 초과하는 경우에는, 표면결함을 유발할 수 있다. 따라서, 구리는 강재 전체 중량의 0.05% ~ 0.15%로 첨가되는 것이 바람직하다.Copper is an element effective in increasing strength and improving toughness. When the copper content is less than 0.05%, the effect of adding copper is insufficient. If the copper content exceeds 0.15%, it may cause surface defects. Therefore, copper is preferably added at 0.05% to 0.15% of the total weight of the steel.

크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3% Chromium (Cr): 0.2% to 0.3%

크롬은 망간과 마찬가지로 평형온도를 저하시키므로, 강도를 확보하기 위해 첨가된다. 크롬은 다량 첨가시 탄소와 결합하여 조대한 탄화물을 형성할 수 있으며, 이는 강도를 미약하게 상승시키지만, 인성에는 취약하므로 다량 첨가는 지양하여야 한다. 크롬(Cr)의 함량이 0.20% 미만인 경우, 상술한 효과를 나타내기 어렵다. 크롬(Cr)의 함량이 0.30%를 초과하는 경우, 용접성 및 열영향부(HAZ)의 인성이 저하될 수 있으며, 적열취성을 유발할 수 있다.Chromium, like manganese, lowers the equilibrium temperature, so it is added to ensure strength. When added in large amounts, chromium can combine with carbon to form coarse carbides, which slightly increases strength, but is weak in toughness, so adding large amounts should be avoided. If the chromium (Cr) content is less than 0.20%, it is difficult to achieve the above-mentioned effect. If the chromium (Cr) content exceeds 0.30%, weldability and toughness of the heat-affected zone (HAZ) may decrease, and red heat embrittlement may occur.

몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%Molybdenum (Mo): 0.15% to 0.25%

몰리브덴은 치환형 원소로서, 고용강화를 통해 강의 강도 향상에 기여한다. 또한, 강의 경화능 및 내식성을 향상시킨다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.15% 미만인 경우, 상술한 효과를 나타내기 어렵다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.25%를 초과하는 경우, 용접성 및 열영향부(HAZ)의 인성이 저하될 수 있으며, 적열취성을 유발할 수 있다.Molybdenum is a substitutional element and contributes to improving the strength of steel through solid solution strengthening. Additionally, it improves the hardenability and corrosion resistance of steel. If the molybdenum (Mo) content is less than 0.15%, it is difficult to achieve the above-mentioned effect. If the molybdenum (Mo) content exceeds 0.25%, weldability and toughness of the heat-affected zone (HAZ) may decrease, and red heat embrittlement may occur.

니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%Nickel (Ni): 0.15% to 0.25%

니켈은 결정립을 미세화하고 오스테나이트 및 페라이트에 고용되어 기지를 강화시킨다. 특히, 니켈은 저온 충격인성을 향상시키는데 효과적인 원소이다. 니켈(Ni)의 함량이 0.15% 미만인 경우, 상술한 효과를 나타내기 어렵다. 니켈(Ni)의 함량이 0.25%를 초과하는 경우, 용접성 및 열영향부(HAZ)의 인성이 저하될 수 있으며, 적열취성을 유발할 수 있다.Nickel refines the grains and is dissolved in austenite and ferrite to strengthen the matrix. In particular, nickel is an effective element in improving low-temperature impact toughness. If the nickel (Ni) content is less than 0.15%, it is difficult to achieve the above-mentioned effect. If the nickel (Ni) content exceeds 0.25%, weldability and toughness of the heat-affected zone (HAZ) may decrease, and red heat embrittlement may occur.

니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%Niobium (Nb): 0.045% to 0.055%

니오븀은 강 중에 탄질화물(NbC)을 석출하여, 결정립계를 피닝시키는(pinning) 역할을 하며, 고온에서 발생하는 결정립계 미끄러짐(grain boundary sliding, GBS) 및 전위 이동을 방해하여, 강도를 향상시킬 수 있다. 니오븀의 함량이 0.045% 미만일 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 니오븀의 함량이 0.055%를 초과하는 경우에는, 첨가량 증가에 따른 상승 효과가 미미하며, 과다한 석출로 인해 연주성, 압연성 및 연신율이 저하될 수 있다. 따라서, 니오븀은 강재 전체 중량의 0.045% ~ 0.055%로 첨가되는 것이 바람직하다.Niobium plays a role in pinning grain boundaries by precipitating carbonitride (NbC) in steel, and can improve strength by interfering with grain boundary sliding (GBS) and dislocation movement that occur at high temperatures. . If the niobium content is less than 0.045%, the addition effect is insufficient. If the niobium content exceeds 0.055%, the synergistic effect of increasing the addition amount is minimal, and excessive precipitation may reduce playability, rollability, and elongation. Therefore, niobium is preferably added in an amount of 0.045% to 0.055% of the total weight of the steel.

바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하Vanadium (V): More than 0% but less than 0.01%

바나듐(V)은 고용강화 및 저온에서 니오븀(Nb)과 함께 복합 석출물 형성을 통해 강도 향상에 기여한다. 상기 바나듐은 본 발명에 따른 열연강판 전체 중량의 0% 초과 0.01% 이하 첨가될 때, 그 효과를 충분히 발휘한다. 반면, 바나듐을 0.01 중량%를 초과하여 첨가할 경우 제조 비용 상승과 함께 용접성을 저하시키고, 저온에서의 과다한 석출에 의하여 권취시 문제를 발생할 수 있다.Vanadium (V) contributes to strength improvement through solid solution strengthening and formation of complex precipitates with niobium (Nb) at low temperatures. The vanadium fully exerts its effect when added in an amount greater than 0% and less than or equal to 0.01% of the total weight of the hot rolled steel sheet according to the present invention. On the other hand, if vanadium is added in excess of 0.01% by weight, manufacturing costs increase, weldability decreases, and problems may occur during winding due to excessive precipitation at low temperatures.

티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%Titanium (Ti): 0.008% to 0.018%

티타늄은 고온 안정성이 우수한 Ti(C,N) 석출물을 생성시킴으로써 용접 시 오스테나이트 결정립 성장을 방해하여 용접부 조직을 미세화시켜 열연 제품의 인성 및 강도를 향상시킨다. 티타늄의 함량이 0.008% 미만일 경우에는, 첨가 효과가 불충분하다. 티타늄의 함량이 0.018%를 초과하는 경우에는, 조대한 석출물을 생성시켜 강의 인성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 티타늄은 강재 전체 중량의 0.008% ~ 0.018%로 첨가되는 것이 바람직하다.Titanium produces Ti(C,N) precipitates with excellent high-temperature stability, thereby hindering austenite grain growth during welding and refining the structure of the weld zone, thereby improving the toughness and strength of hot-rolled products. If the titanium content is less than 0.008%, the addition effect is insufficient. If the titanium content exceeds 0.018%, coarse precipitates may be formed and the toughness of the steel may be reduced. Therefore, titanium is preferably added at 0.008% to 0.018% of the total weight of the steel.

보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하Boron (B): More than 0% ~ 0.0005% or less

보론(B)은 고용되면 켄칭성을 증가시키고, 또한 BN으로서 석출되면 고용 N을 저하시켜서 HAZ의 인성을 향상시키는 원소이다. 강도와 인성의 밸런스를 양호하게 하기 위해서는 첨가량을 0% 초과 ~ 0.0005% 이하로 하는 것이 바람직하다.Boron (B) is an element that increases hardenability when solidified, and improves the toughness of HAZ by lowering dissolved N when precipitated as BN. In order to maintain a good balance between strength and toughness, it is desirable to set the addition amount to more than 0% and less than or equal to 0.0005%.

인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만Phosphorus (P): More than 0% ~ Less than 0.012%

인은 강재 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.012%로 제한한다. 인은 충격인성을 저하시키는 대표적인 원소로서 그 함량이 낮으면 낮을수록 좋다. 인을 0.012% 이상으로 첨가하는 경우에는, 용접성 및 인성이 저하될 수 있다.Phosphorus is limited to more than 0% ~ 0.012% of the total weight of the steel. Phosphorus is a representative element that reduces impact toughness, and the lower its content, the better. If phosphorus is added in amounts of 0.012% or more, weldability and toughness may decrease.

황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하Sulfur (S): More than 0% ~ 0.003% or less

황은 강재 전체 중량의 0% 초과 ~ 0.003%로 제한한다. 황은 인과 함께 강의 제조 시 불가피하게 함유되는 원소로서, 강의 인성 및 용접성을 저해할 수 있다. 상기 황을 0.003%를 초과하여 포함하는 경우에는, 유화물계 개재물(MnS)을 형성하여 응력부식균열에 대한 저항성을 악화시켜 강의 가공 중 크랙을 발생시킬 수 있고, 그 결과 강의 내부식성을 저하시킬 수 있다.Sulfur is limited to more than 0% ~ 0.003% of the total weight of the steel. Sulfur is an element that is inevitably contained in the production of steel along with phosphorus, and can impair the toughness and weldability of steel. If the sulfur content exceeds 0.003%, sulfur-based inclusions (MnS) may be formed to worsen resistance to stress corrosion cracking, which may cause cracks to occur during processing of the steel, and as a result, the corrosion resistance of the steel may be reduced. there is.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않은 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.The remaining component of the present invention is iron (Fe). However, in the normal manufacturing process, unintended impurities may inevitably be introduced from raw materials or the surrounding environment, so this cannot be ruled out. Since these impurities are known to anyone skilled in the ordinary manufacturing process, all of them are not specifically mentioned in this specification.

상기 강재의 탄소 당량(Ceq)과 용접균열 감수성지수(Pcm)는 각각 식 1 및 식 2와 같다.The carbon equivalent (C eq ) and weld crack susceptibility index (P cm ) of the steel are as shown in Equation 1 and Equation 2, respectively.

[식 1][Equation 1]

Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5

[식 2][Equation 2]

Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B]P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B ]

상기 식 1 및 식 2에서, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] 및 [B]는, 상기 강재에 포함되는 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 실리콘(Si) 및 보론(B)의 함량이며, 각각의 단위는 중량%이다.In the above equations 1 and 2, [C], [Mn], [Ni], [Cu], [Cr], [Mo], [V], [Si] and [B] are included in the steel. It is the content of carbon (C), manganese (Mn), nickel (Ni), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), vanadium (V), silicon (Si), and boron (B). The unit is weight%.

상기 강재는 상기 식 1에 따른 탄소 당량(Ceq)이, 예를 들어 0.28 ~ 0.45일 수 있고, 예를 들어 0.30 ~ 0.45일 수 있다. 상기 식 1에 따른 탄소 당량(Ceq)이 0.45을 초과하는 경우, 본 발명의 용접성이 저하될 수 있다.The steel may have a carbon equivalent (C eq ) according to Equation 1, for example, 0.28 to 0.45, for example, 0.30 to 0.45. If the carbon equivalent (C eq ) according to Equation 1 above exceeds 0.45, the weldability of the present invention may be reduced.

상기 강재는 상기 식 2에 따른 용접균열 감수성지수(Pcm)가, 예를 들어 0.11 ~ 0.18일 수 있고, 예를 들어 0.12 ~ 0.18일 수 있다. 상기 식 2에 따른 용접균열감수성지수(Pcm)가 0.18를 초과하는 경우 용접성이 저하될 수 있다.The steel may have a weld crack susceptibility index (P cm ) according to Equation 2, for example, 0.11 to 0.18, for example, 0.12 to 0.18. If the weld crack susceptibility index (P cm ) according to Equation 2 above exceeds 0.18, weldability may deteriorate.

전술한 합금 조성의 구체적인 성분 및 이들의 함량 범위를 제어하고, 후술하는 강재의 제조 방법을 통해 제조된 후강판은, 인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족할 수 있다.The thick steel plate manufactured through the steel manufacturing method described later by controlling the specific components and content ranges of the alloy composition described above has tensile strength (TS): 625 MPa ~ 825 MPa, yield strength (YS): 555 MPa. ~ 705 MPa, elongation (EL): 40% ~ 50%, yield ratio (YR): 0.70 ~ 0.90 and average drop weight test value (DWTT): 90% ~ 100% at temperatures from 0℃ to -20℃. You can.

참고로, 본 발명에서 수행된 드롭웨이트 시험(Drop Weight Tear Test, DWTT)은 송유관의 파괴 전파 천이 온도(fracture propagation transition temperature, FPTT) 를 평가하는 방법 중 하나로서, 샤르피 충격시험과는 달리 실제 송유관과 같은 두께의 시편을 사용함으로써 시편 두께 변화에 따른 천이 온도 변화를 잘 설명하며, 샤르피 충격시험의 결과와는 달리 파괴 경로가 길어 송유관의 파괴 전파 양상을 나타내는데 적합하다.For reference, the Drop Weight Tear Test (DWTT) performed in the present invention is one of the methods for evaluating the fracture propagation transition temperature (FPTT) of an oil pipeline, and unlike the Charpy impact test, it is used on actual oil pipelines. By using a specimen with the same thickness, the transition temperature change due to the specimen thickness change is well explained, and unlike the results of the Charpy impact test, the fracture path is long, making it suitable for showing the pattern of fracture propagation in an oil pipeline.

상기 후강판의 최종 미세조직은 페라이트 및 베이나이트를 포함할 수 있다. 상기 베이나이트의 면적분율은 5 ~ 10%이고, 상기 페라이트의 면적분율은 나머지 면적분율을 가질 수 있다. 상기 최종 미세조직에서 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 15 ~ 25%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 65 ~ 75%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 5 ~ 10%일 수 있다.The final microstructure of the thick steel plate may include ferrite and bainite. The area fraction of the bainite is 5 to 10%, and the area fraction of the ferrite may have the remaining area fraction. In the final microstructure, the area fraction of polygonal ferrite is 15 to 25%, the area fraction of acicular ferrite is 65 to 75%, and the area fraction of bainitic ferrite is 5 to 10. It may be %.

상기 면적분율은 상기 강재의 미세조직 사진을 이미지 분석기를 통하여 도출한 면적비율을 의미한다. 상기 후강판은 연질상으로서 페라이트를 포함하고, 경질상으로서 베이나이트를 포함할 수 있다.The area fraction refers to the area ratio derived from a photo of the microstructure of the steel through an image analyzer. The thick steel plate may include ferrite as a soft phase and bainite as a hard phase.

본 발명의 다른 측면은 저온파괴인성이 우수한 후강판의 제조방법이 제공된다. 이에 따르면 전술한 합금 조성으로 이루어지는 강재를 1,000℃ ~ 1,200℃의 온도에서 재가열하는 단계; 상기 가열된 강재를 조압연 및 사상압연하는 열간압연하는 단계; 상기 열간압연된 강재를 가속냉각하는 단계;를 포함한다.Another aspect of the present invention provides a method for manufacturing a thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness. According to this, reheating the steel material made of the above-described alloy composition at a temperature of 1,000°C to 1,200°C; Hot rolling the heated steel material through rough rolling and finishing rolling; It includes; a step of accelerated cooling of the hot rolled steel.

상기 열간압연하는 단계에서 사상압연의 종료온도(FRT)는 750℃ ~ 850℃이며, 상기 가속냉각하는 단계에서 가속냉각의 종료온도(FCT)는 450℃ ~ 550℃이며, 상기 가속냉각하는 단계는 20℃/초 ~ 40℃/초의 냉각속도로 수행할 수 있다.In the hot rolling step, the finish rolling temperature (FRT) is 750°C to 850°C, and in the accelerated cooling step, the accelerated cooling end temperature (FCT) is 450°C to 550°C, and the accelerated cooling step is It can be performed at a cooling rate of 20℃/sec to 40℃/sec.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저온파괴인성이 우수한 후강판의 제조방법에 관하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a thick steel plate with excellent low-temperature fracture toughness according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

강재의 제조 방법Manufacturing method of steel

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 후강판의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정 순서도이다. Figure 1 is a process flow chart schematically showing a method of manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 강재의 제조방법에서 열연공정의 대상이 되는 반제품은 예시적으로 슬라브(slab)일 수 있다. 반제품 상태의 슬라브는 제강공정을 통해 소정의 조성의 용강을 얻은 다음에 연속주조공정을 통해 확보할 수 있다.In the method for manufacturing steel materials according to the present invention, the semi-finished product subject to the hot rolling process may be, for example, a slab. Slabs in a semi-finished state can be obtained through a continuous casting process after obtaining molten steel of a predetermined composition through a steelmaking process.

상기 강재는, 중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함한다.The steel contains, in weight percent, carbon (C): 0.04% ~ 0.065%, silicon (Si): 0.20% ~ 0.30%, manganese (Mn): 1.60% ~ 1.80%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.05%, copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, nickel (Ni): 0.15% ~ 0.25%, niobium (Nb) ): 0.045% ~ 0.055%, vanadium (V): more than 0% but less than 0.01%, titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, boron (B): more than 0% ~ 0.0005% or less, phosphorus (P): 0 % to less than 0.012%, sulfur (S): more than 0% to less than 0.003%, and the balance includes iron (Fe) and inevitable impurities.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 후강판의 제조방법은 재가열단계(S110), 열간압연 단계(S120), 및 냉각 단계(S130)를 포함한다.Referring to Figure 1, the method of manufacturing a thick steel plate according to an embodiment of the present invention includes a reheating step (S110), a hot rolling step (S120), and a cooling step (S130).

재가열 단계(S110)Reheating step (S110)

재가열 단계(S110)에서는 상기의 조성을 갖는 강재를, 예를 들어 슬라브 판재를, 1,000℃ ~ 1,200℃의 재가열 온도(Slab Reheating Temperature, SRT)에서 재가열한다. 이러한 재가열을 통해, 주조 시 편석된 성분의 재고용 및 석출물의 재고용이 발생할 수 있다. 엄격하게는 재가열온도를 1,100 ~ 1,150℃로 상대적으로 낮게 관리하여 오스테나이트 평균 결정립 크기(AGS)를 작게 하여 조직을 미세화하고 저온인성 특성(DWTT)을 개선하고 파괴 전파 저항성을 증대시킨다. In the reheating step (S110), steel having the above composition, for example, a slab plate, is reheated at a reheating temperature (Slab Reheating Temperature, SRT) of 1,000°C to 1,200°C. Through this reheating, re-dissolution of components segregated during casting and re-dissolution of precipitates may occur. Strictly, the reheating temperature is controlled relatively low at 1,100 ~ 1,150℃ to reduce the austenite average grain size (AGS), refine the structure, improve low-temperature toughness (DWTT), and increase fracture propagation resistance.

재가열 온도가 1,000℃ 미만인 경우에는, 불순물 및 석출물 형성 원소들의 고용이 충분하지 않으며, 주조시 편석된 성분들이 충분히 고르게 분포되지 않는 문제점이 있다. 상기 재가열 온도가 1,200℃를 초과하는 경우에는, 매우 조대한 오스테나이트 결정립이 형성되어 강도 확보가 어렵게 된다. 또한 재가열 온도가 올라갈수록 가열 비용 및 열간압연 온도를 맞추기 위한 추기 시간 소요 등으로 제조 비용 상승 및 생산성 저하를 야기하는 문제점이 있다.When the reheating temperature is less than 1,000°C, there is a problem in that impurities and precipitate forming elements are not sufficiently dissolved, and components segregated during casting are not sufficiently evenly distributed. If the reheating temperature exceeds 1,200°C, very coarse austenite grains are formed, making it difficult to secure strength. In addition, as the reheating temperature increases, there is a problem that increases manufacturing costs and reduces productivity due to heating costs and additional time required to adjust the hot rolling temperature.

열간압연 단계(S120)Hot rolling step (S120)

상기 가열된 강재는 먼저 그 형상의 조정을 위해 가열 후에 열간압연을 실시한다. 상기 열간압연은 폭압연, 조압연, 및 사상압연으로 연속적으로 수행될 수 있다. 상기 열간압연 단계에 의하여, 상기 강재는 강판을 형성할 수 있다.The heated steel is first heated and then hot rolled to adjust its shape. The hot rolling may be performed continuously through width rolling, rough rolling, and finishing rolling. By the hot rolling step, the steel material can form a steel plate.

상기 열간압연은 기존보다 압연온도를 낮게 관리하여 미재결정역의 압하를 80% 이상 수행되도록 하여 조직을 미세화하고 저온인성 특성(DWTT)을 개선한다. 조압연 후단에서 압하율 15% 이상의 강압하를 적용한다.In the hot rolling, the rolling temperature is managed lower than before to reduce the non-recrystallized region by more than 80%, thereby refining the structure and improving low-temperature toughness (DWTT). At the end of rough rolling, a reduction rate of 15% or more is applied.

상기 열간압연 중 상기 사상압연의 시작온도(FST)와 상기 사상압연의 종료온도(FRT)는 Ar3보다 높은 온도에서 수행될 수 있다. Ar3보다 높은 온도는 오스테나이트 단상 영역에 해당한다. 상기 사상압연의 종료온도(FRT)는 Ar3보다 높은 온도에서 수행될 수 있으며, 본 조성 범위에서는 750℃ ~ 850℃일 수 있다. 상기 사상압연의 종료온도(FRT)가 750℃ 미만인 경우 펄라이트 조직이 형성됨으로써 인성 및 강도가 저하될 수 있다. 상기 사상압연의 종료온도(FRT)가 850℃를 초과하는 경우 연질상인 페라이트의 면적분율이 감소되고 혼합조직이 발생하여 저항복비 및 저온파괴저항인성 확보가 어려워 질 수 있다.During the hot rolling, the starting temperature (FST) of the finishing rolling and the finishing temperature (FRT) of the finishing rolling may be performed at a temperature higher than Ar3. Temperatures higher than Ar3 correspond to the austenite single phase region. The finishing temperature (FRT) of the finishing rolling may be performed at a temperature higher than Ar3, and may be 750°C to 850°C in this composition range. If the finishing temperature (FRT) of the finishing rolling is less than 750°C, toughness and strength may be reduced due to the formation of a pearlite structure. If the finishing temperature (FRT) of the finishing rolling exceeds 850°C, the area fraction of ferrite, which is a soft phase, is reduced and a mixed structure occurs, making it difficult to secure the resistance compound ratio and low-temperature fracture resistance toughness.

열간압연이 종료된 상기 열간압연 강재의 두께는, 예를 들어 30 mm 미만일 수 있다.The thickness of the hot rolled steel after hot rolling may be, for example, less than 30 mm.

냉각 단계(S130)Cooling step (S130)

상기 열간압연된 강재를 가속냉각할 수 있다. 열간압연 후 공랭 대기 없이 바로 가속냉각을 수행하므로 가속냉각의 시작온도(SCT)는 사상압연의 종료온도(FRT)와 동일하다. 가속냉각하는 단계는 20℃/초 ~ 40℃/초의 냉각속도로 수행하며, 가속냉각의 종료온도(FCT)는 450℃ ~ 550℃일 수 있다. The hot-rolled steel can be acceleratedly cooled. Since accelerated cooling is performed immediately after hot rolling without waiting for air cooling, the starting temperature (SCT) of accelerated cooling is the same as the finishing temperature (FRT) of finishing rolling. The accelerated cooling step is performed at a cooling rate of 20°C/sec to 40°C/sec, and the end temperature (FCT) of accelerated cooling may be 450°C to 550°C.

상기 냉각속도범위로 냉각시, 경도가 상승하여 저온 인성이 저하되는 현상을 방지하면서, 저온 미세조직을 충분히 확보할 수 있다. 냉각 중에 상변태를 집중적으로 발생시켜야 하므로, 열간압연 후 냉각은 가능한 빠를수록 좋으며, 냉각중 침상형 페라이트 형성을 위해 20℃/초 ~ 40℃/초의 냉각속도가 적절할 수 있다.When cooling in the above cooling rate range, the low-temperature microstructure can be sufficiently secured while preventing the phenomenon of lowering of low-temperature toughness due to an increase in hardness. Since phase transformation must occur intensively during cooling, it is better to cool as quickly as possible after hot rolling, and a cooling rate of 20°C/sec to 40°C/sec may be appropriate to form acicular ferrite during cooling.

후판 LSAW(Longitudinal Submerged Arc Welding)용 고강도 API-X80의 수요는 설치 및 운반 비용 감소를 위하여 지속적으로 증대되고 있다. 종래의 API-X80 강재는 고강도 재질을 확보하기 위하여 탄소(C), 몰리브덴(Mo) 등 인성 확보에 불리한 합금 원소가 많이 첨가되어 있었다. 강재 사용 위치가 극한지로 옮겨가는 추세로 저온인성이 확보된 고강도 후물 소재의 개발이 필요하며, 최근 실 사용자의 조관 용접성 확보를 위하여 저 pcm 성분계가 적용된 후판 소재 개발 요청이 증가하고 있다. 고강도 API TMCP 강재의 강도/저온파괴인성 물성의 변화는 미세조직의 상변태 및 석출물 생성과 밀접한 관계를 가진다. 본 발명에서는 성분 측면에서는 저온인성 확보를 위하여 니켈(Ni) 원소의 첨가, 소입성 원소인 몰리브덴(Mo) 첨가 기준을 하향하고, 중심편석 저감을 위하여 탄소(C), 인(P) 기준을 하향하였다. 또한, 강도 보상을 위하여 고용강화 원소인 망간(Mn), 구리(Cu)를 첨가하였다. 따라서, 합금원소 최적화를 통한 저온인성을 보증하고 고강도 재질을 확보하였다. 공정 측면에서는, 오스테나이트 평균 결정립 크기(AGS)의 조대화 방지를 위하여 재가열온도를 하향하고, 결정립 미세화를 위하여 압연온도를 하향하고, 미세 베이나이트 조직 확보를 위하여 가속냉각을 수행하였다. 저온압연 및 가속냉각 정밀 제어를 통한 미세 베이나이트 및 페라이트의 분율의 최적화로 저온파괴인성의 증가를 구현하였다.Demand for high-strength API-X80 for heavy plate LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welding) continues to increase to reduce installation and transportation costs. Conventional API-X80 steel had a lot of alloying elements that were unfavorable in securing toughness, such as carbon (C) and molybdenum (Mo), added to ensure high strength. As the use of steel materials is moving to extreme cold regions, there is a need to develop high-strength thick materials with low-temperature toughness. Recently, requests for the development of heavy plate materials with a low pcm component system are increasing to ensure pipe forming weldability for actual users. Changes in the strength/low-temperature fracture toughness properties of high-strength API TMCP steels are closely related to the phase transformation of the microstructure and the formation of precipitates. In the present invention, in terms of components, the standards for addition of nickel (Ni) element and molybdenum (Mo), a hardenable element, are lowered to ensure low-temperature toughness, and the standards for carbon (C) and phosphorus (P) are lowered to reduce central segregation. did. In addition, solid solution strengthening elements manganese (Mn) and copper (Cu) were added to compensate for strength. Therefore, low-temperature toughness was guaranteed and high-strength material was secured through optimization of alloy elements. In terms of the process, the reheating temperature was lowered to prevent coarsening of the austenite average grain size (AGS), the rolling temperature was lowered to refine the grains, and accelerated cooling was performed to secure a fine bainite structure. An increase in low-temperature fracture toughness was realized by optimizing the fraction of fine bainite and ferrite through precise control of low-temperature rolling and accelerated cooling.

이하, 실험예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하나, 이는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명의 범위가 이러한 실험예의 기재범위에 의하여 제한되는 것은 아니다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through experimental examples, but these are only preferred embodiments of the present invention and the scope of the present invention is not limited by the scope of the experimental examples. Any information not described here can be technically inferred by anyone skilled in the art, so description thereof will be omitted.

실험예Experiment example

표 1은 비교예들과 실시예들의 후강판의 조성을 나타낸다. 잔부는 철(Fe)이다. 각각의 성분의 함량 단위는 중량%이다.Table 1 shows the composition of the thick steel plates of comparative examples and examples. The remainder is iron (Fe). The unit of content of each ingredient is weight%.

성분ingredient CC SiSi MnMn PP SS T-AlT-Al CuCu CrCr 실험예1Experimental Example 1 0.0780.078 0.220.22 1.551.55 0.0120.012 0.0010.001 0.0360.036 0.0220.022 0.020.02 실험예2Experimental Example 2 0.0780.078 0.220.22 1.551.55 0.0120.012 0.0010.001 0.0360.036 0.0220.022 0.020.02 실험예3Experimental Example 3 0.0560.056 0.250.25 1.6421.642 0.010.01 0.0020.002 0.0340.034 0.0910.091 0.240.24 실험예4Experimental Example 4 0.0530.053 0.240.24 1.6551.655 0.0110.011 0.0030.003 0.0360.036 0.0860.086 0.250.25 성분ingredient MoMo NiNi NbNb VV TiTi BB CeqCeq PcmPcm 실험예1Experimental Example 1 0.20.2 0.010.01 0.0510.051 0.0290.029 0.0160.016 0.00030.0003 0.388 0.388 0.183 0.183 실험예2Experimental Example 2 0.20.2 0.010.01 0.0510.051 0.0290.029 0.0160.016 0.00030.0003 0.388 0.388 0.183 0.183 실험예3Experimental Example 3 0.170.17 0.180.18 0.0520.052 0.0020.002 0.0140.014 0.00030.0003 0.430 0.430 0.179 0.179 실험예4Experimental Example 4 0.170.17 0.170.17 0.050.05 0.0020.002 0.0120.012 0.00030.0003 0.430 0.430 0.176 0.176

표 1을 참조하면, 실험예3 및 실험예4는 본 발명의 실시예들로서, 중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe)의 조성범위를 만족한다. 나아가, 실험예3 및 실험예4는, 상기 식 1에 따른 탄소 당량(Ceq)이, 0.45 이하의 범위를 만족하며, 예를 들어 0.28 ~ 0.45의 범위를 만족한다. 또한, 실험예3 및 실험예4는, 상기 식 2에 따른 용접균열 감수성지수(Pcm)가, 0.18 이하의 범위를 만족하며, 예를 들어 0.11 ~ 0.18의 범위를 만족한다.Referring to Table 1, Experimental Examples 3 and 4 are examples of the present invention, and in weight%, carbon (C): 0.04% ~ 0.065%, silicon (Si): 0.20% ~ 0.30%, manganese (Mn) ): 1.60% ~ 1.80%, soluble aluminum (S_Al): 0.02% ~ 0.05%, copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, Nickel (Ni): 0.15% ~ 0.25%, Niobium (Nb): 0.045% ~ 0.055%, Vanadium (V): More than 0% but less than 0.01%, Titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, Boron ( B): more than 0% ~ 0.0005% or less, phosphorus (P): more than 0% ~ less than 0.012%, sulfur (S): more than 0% ~ 0.003% or less, and the remainder satisfies the composition range of iron (Fe) . Furthermore, in Experimental Examples 3 and 4, the carbon equivalent (C eq ) according to Equation 1 above satisfies the range of 0.45 or less, for example, the range of 0.28 to 0.45. In addition, in Experimental Examples 3 and 4, the weld crack susceptibility index (P cm ) according to Equation 2 above satisfies the range of 0.18 or less, for example, satisfies the range of 0.11 to 0.18.

이에 반하여, 실험예1 및 실험예2는 본 발명의 비교예들로서, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만의 범위를 상회하여 만족하지 못하며, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%의 범위를 하회하여 만족하지 못한다. 또한, 실험예1 및 실험예2는 상기 식 2에 따른 용접균열 감수성지수(Pcm)가, 0.18 이하의 범위를 상회하여 만족하지 못한다.On the other hand, Experimental Examples 1 and 2 are comparative examples of the present invention, and are not satisfactory as they exceed the range of carbon (C): 0.04% to 0.065% and phosphorus (P): more than 0% to less than 0.012%, Manganese (Mn): 1.60% to 1.80%, copper (Cu): 0.05% to 0.15%, nickel (Ni): 0.15% to 0.25% and therefore not satisfactory. In addition, Experimental Examples 1 and 2 are not satisfied because the weld crack susceptibility index (P cm ) according to Equation 2 above exceeds the range of 0.18 or less.

표 2는 비교예와 실시예의 후강판을 형성하는 공정 조건 값들을 나타낸다. 공정 조건 값들은 재가열온도(SRT), 사상압연의 종료온도(FRT), 가속냉각의 시작온도(SCT), 가속냉각의 종료온도(FCT) 및 가속냉각의 냉각속도(CR)이다. Table 2 shows process condition values for forming thick steel plates of comparative examples and examples. The process condition values are reheating temperature (SRT), finish rolling temperature (FRT), accelerated cooling start temperature (SCT), accelerated cooling end temperature (FCT), and accelerated cooling cooling rate (CR).

SRT
(℃)
SRT
(℃)
FRT
(℃)
FRT
(℃)
SCT
(℃)
SCT
(℃)
FCT
(℃)
FCT
(℃)
CR
(℃/s)
CR
(℃/s)
실험예1Experimental Example 1 11631163 850850 825825 488488 2525 실험예2Experimental Example 2 11521152 849849 812812 504504 2525 실험예3Experimental Example 3 11321132 781781 753753 491491 2222 실험예4Experimental Example 4 11361136 783783 749749 493493 2121

표 2를 참조하면, 실험예1 내지 실험예4는 재가열온도(SRT): 1,000℃ ~ 1,200℃, 사상압연의 종료온도(FRT): 750℃ ~ 850℃, 가속냉각의 종료온도(FCT): 450℃ ~ 550℃ 및 가속냉각의 냉각속도(CR): 20℃/초 ~ 40℃/초를 모두 만족한다.Referring to Table 2, Experimental Examples 1 to 4 have a reheating temperature (SRT): 1,000°C to 1,200°C, finishing temperature of finishing rolling (FRT): 750°C to 850°C, and ending temperature of accelerated cooling (FCT): Satisfies 450℃ ~ 550℃ and accelerated cooling cooling rate (CR): 20℃/sec ~ 40℃/sec.

표 3은 비교예와 실시예의 후강판의 강도, 연신율, 항복비를 나타내고, 표 4는 비교예와 실시예의 후강판의 드롭웨이트 시험값(DWTT)값을 나타낸다. 표 3에서 YS는 항복강도, TS는 인장강도, EL은 연신율, YR은 항복비를 나타낸다. 표 4에서 드롭웨이트 시험값(DWTT)은 0℃, -10℃ 및 -20℃에서 각각 2개의 시편을 이용하여 평가하였다. 요구되는 드롭웨이트 시험값(DWTT)은 평균값이 85% 이상이며, 각각의 개별적인 드롭웨이트 시험값도 75% 이상이어야 한다.Table 3 shows the strength, elongation, and yield ratio of the thick steel plates of Comparative Examples and Examples, and Table 4 shows the drop weight test value (DWTT) values of the thick steel plates of Comparative Examples and Examples. In Table 3, YS represents yield strength, TS represents tensile strength, EL represents elongation, and YR represents yield ratio. In Table 4, drop weight test values (DWTT) were evaluated using two specimens each at 0°C, -10°C, and -20°C. The required drop weight test value (DWTT) must be 85% or higher on average, and each individual drop weight test value must be 75% or higher.

YS(Mpa)YS (Mpa) TS(Mpa)TS(Mpa) YR(%)YR(%) EL(%) EL(%) 실험예1Experimental Example 1 567567 672672 8484 4343 실험예2Experimental Example 2 569569 673673 8585 4646 실험예3Experimental Example 3 587587 680680 8686 5050 실험예4Experimental Example 4 594594 683683 8787 4747

DWTT 시험 온도 (S.A, %)DWTT test temperature (S.A, %) 0℃0℃ -10℃-10℃ -20℃-20℃ 실험예1Experimental Example 1 50, 10050, 100 50, 8550, 85 30, 3030, 30 실험예2Experimental Example 2 100, 100100, 100 55, 9055, 90 35, 3535, 35 실험예3Experimental Example 3 100, 100100, 100 100, 100100, 100 100, 100100, 100 실험예4Experimental Example 4 100, 100100, 100 100, 100100, 100 90, 10090, 100

표 3을 참조하면, 실험예1 내지 실험예4는 인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족한다.Referring to Table 3, Experimental Examples 1 to 4 have tensile strength (TS): 625 MPa ~ 825 MPa, yield strength (YS): 555 MPa ~ 705 MPa, elongation (EL): 40% ~ 50%, yield Ratio (YR): 0.70 ~ 0.90 and average drop weight test value (DWTT): 90% ~ 100% at a temperature of 0℃ ~ -20℃.

도 2는 본 발명의 실험예 중 비교예에 따른 후강판의 드롭웨이트 시험값(DWTT)을 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실험예 중 실시예에 따른 후강판의 드롭웨이트 시험값(DWTT)을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실험예에 따른 후강판에서 드롭웨이트 시험에서 관찰된 파면을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a graph showing the drop weight test value (DWTT) of the thick steel plate according to the comparative example among the experimental examples of the present invention, and Figure 3 is the drop weight test value (DWTT) of the thick steel plate according to the embodiment among the experimental examples of the present invention. ), and Figure 6 is a diagram showing the fracture surface observed in the drop weight test in the thick steel plate according to the experimental example of the present invention.

도 2, 도 3, 도 6과 표 4를 참조하면, 실험예3 및 실험예4는 본 발명의 실시예들로서, 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 모두 만족하며, 개별적인 드롭웨이트 시험값(DWTT)도 모두 75%를 상회하여 만족한다.Referring to Figures 2, 3, 6 and Table 4, Experimental Examples 3 and 4 are examples of the present invention, and the average drop weight test value (DWTT) at a temperature of 0℃ to -20℃: 90% ~ 100% are all satisfied, and the individual drop weight test values (DWTT) are all above 75%.

이에 반하여, 실험예1은 본 발명의 비교예로서, 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 하회하여 만족하지 못하며, 개별적인 드롭웨이트 시험값(DWTT)도 75% 미만인 경우가 다수 나타났다. 또한, 실험예2도 본 발명의 비교예로서, -10℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 하회하여 만족하지 못하며, 개별적인 드롭웨이트 시험값(DWTT)도 75% 미만인 경우가 다수 나타났다.On the other hand, Experimental Example 1, which is a comparative example of the present invention, is not satisfied as it falls below the average drop weight test value (DWTT): 90% ~ 100% at a temperature of 0 ℃ ~ -20 ℃, and the individual drop weight test value ( DWTT) was also found in many cases below 75%. In addition, Experimental Example 2 is also a comparative example of the present invention, and is not satisfied as it falls below the average drop weight test value (DWTT): 90% to 100% at a temperature of -10 ℃ to -20 ℃, and the individual drop weight test value ( DWTT) was also found in many cases below 75%.

도 4는 본 발명의 실험예 중 비교예(실험예1)에 따른 후강판의 미세조직을 촬영한 사진이고, 도 5는 본 발명의 실험예 중 실시예(실험예3)에 따른 후강판의 미세조직을 촬영한 사진이다.Figure 4 is a photograph of the microstructure of a thick steel plate according to a comparative example (Experimental Example 1) among the experimental examples of the present invention, and Figure 5 is a photograph of a thick steel plate according to an example (Experimental Example 3) among the experimental examples of the present invention. This is a photo of microstructure.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실험예 중 실시예(실험예3)에 따른 후강판의 미세조직은 최종 미세조직으로 페라이트 및 베이나이트를 포함하되, 상기 베이나이트의 면적분율은 5 ~ 10%이고, 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 15 ~ 25%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 65 ~ 75%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 5 ~ 10%의 범위를 만족함을 확인할 수 있다. 구체적으로, 베이나이트의 면적분율은 7.8%이고, 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 16.1%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 68.2%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 7.9%로 측정되었다. Referring to FIG. 5, the microstructure of the thick steel plate according to Example (Experimental Example 3) among the experimental examples of the present invention includes ferrite and bainite as the final microstructure, and the area fraction of bainite is 5 to 10%. The area fraction of polygonal ferrite ranges from 15 to 25%, the area fraction of acicular ferrite ranges from 65 to 75%, and the area fraction of bainitic ferrite ranges from 5 to 10%. It can be confirmed that it is satisfied. Specifically, the area fraction of bainite is 7.8%, the area fraction of polygonal ferrite is 16.1%, the area fraction of acicular ferrite is 68.2%, and the area fraction of bainitic ferrite is 68.2%. was measured at 7.9%.

한편, 도 4에 나타난 비교예 보다 도 5에 나타난 실시예에서 조직이 상대적으로 더 미세함을 확인할 수 있다. 예를 들어, ASTM E112 규격 기준으로 측정된 입도는 도 5에서 FGS No.: 13.1 이며, 도 4에서 FGS No.: 11.6으로 평가되었는바, 비교예 보다 실시예에서 조직이 더 미세함을 정량적으로 확인할 수 있다. Meanwhile, it can be seen that the structure in the example shown in FIG. 5 is relatively finer than in the comparative example shown in FIG. 4. For example, the particle size measured based on the ASTM E112 standard is FGS No.: 13.1 in FIG. 5, and FGS No.: 11.6 in FIG. 4, which quantitatively confirms that the structure is finer in the examples than in the comparative examples. You can.

종래강(비교예) 대비 개발강(실시예)의 경우 유사한 강도를 가지면서 저온인성 특성(DWTT)이 크게 향상되었는데 이는 기존 조직 대비 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 사이즈가 미세해져 크랙 전파에 대한 저항성이 증가되었기 때문이다. 미세한 다각형 페라이트(polygonal ferrite)는 침상형 페라이트(acicular ferrite)와 마찬가지로 균열 전파에 대한 저항성이 우수하여 단위 균열전파 경로는 짧다.In the case of the developed steel (Example) compared to the conventional steel (Comparative Example), the low-temperature toughness (DWTT) was significantly improved while having similar strength, which is due to the smaller size of polygonal ferrite compared to the existing structure, resulting in resistance to crack propagation. This is because it has increased. Fine polygonal ferrite, like acicular ferrite, has excellent resistance to crack propagation, so the unit crack propagation path is short.

본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, X80M 출강에 대하여 저온파괴 인성 확보를 위하여 기존재 대비 C, P, Mo 성분 비율을 하향하고, Ni, Mn, Cu 등의 성분 비율을 확대하여 최적의 성분 설계 조건을 도출 하였다. 압연 조건은 기존재 대비 가열온도, 압연온도의 하향을 통하여 전체적인 조직 미세화하였고, 최적의 가속냉각 조건(냉각종료온도, 냉각속도)을 통하여 미세한 베이나이트, 페라이트 기지의 제품을 생산하였다. 재질시험 결과 동일 X80 등급의 성능을 유지하며 저온파괴인성(DWTT)이 우수한 제품을 구현하였다. 또한, 저 pcm 소재로 기존 소재보다 용접성이 우수하며, 저온의 극한지에서 파괴인성보증이 가능한 65kg급 1.25인치 두께의 고강도 API 강판을 구현하였다.According to the technical idea of the present invention, in order to secure low-temperature fracture toughness for Conditions were derived. The rolling conditions refined the overall structure by lowering the heating and rolling temperatures compared to existing materials, and produced products with fine bainite and ferrite bases through optimal accelerated cooling conditions (cooling end temperature, cooling rate). As a result of the material test, a product was implemented that maintains the performance of the same X80 grade and has excellent low-temperature fracture toughness (DWTT). In addition, a 65kg, 1.25-inch-thick, high-strength API steel sheet was implemented as a low pcm material that has better weldability than existing materials and can guarantee fracture toughness in extreme cold temperatures.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical idea of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible without departing from the technical idea of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.

Claims (9)

중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고,
인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하는,
후강판.
By weight, Carbon (C): 0.04% to 0.065%, Silicon (Si): 0.20% to 0.30%, Manganese (Mn): 1.60% to 1.80%, Soluble Aluminum (S_Al): 0.02% to 0.05%, Copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, Chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, Molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, Nickel (Ni): 0.15% ~ 0.25%, Niobium (Nb): 0.045% ~ 0.055%, Vanadium (V): More than 0% but less than 0.01%, Titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, Boron (B): More than 0% ~ 0.0005% or less, Phosphorus (P): More than 0% ~ 0.012 %, sulfur (S): more than 0% ~ 0.003% or less, and the balance includes iron (Fe) and inevitable impurities,
Tensile Strength (TS): 625 MPa ~ 825 MPa, Yield Strength (YS): 555 MPa ~ 705 MPa, Elongation (EL): 40% ~ 50%, Yield Ratio (YR): 0.70 ~ 0.90 and 0℃ ~ -20 Average drop weight test value (DWTT) at a temperature of ℃: 90% ~ 100%,
Thick steel plate.
제 1 항에 있어서,
최종 미세조직은 페라이트 및 베이나이트를 포함하는,
후강판.
According to claim 1,
The final microstructure includes ferrite and bainite,
Thick steel plate.
제 2 항에 있어서,
상기 베이나이트의 면적분율은 5 ~ 10%이고,
상기 페라이트의 면적분율은 나머지 면적분율을 가지는,
후강판.
According to claim 2,
The area fraction of the bainite is 5 to 10%,
The area fraction of the ferrite has the remaining area fraction,
Thick steel plate.
제 2 항에 있어서,
상기 최종 미세조직에서 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 15 ~ 25%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 65 ~ 75%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 5 ~ 10%인,
후강판.
According to claim 2,
In the final microstructure, the area fraction of polygonal ferrite is 15 to 25%, the area fraction of acicular ferrite is 65 to 75%, and the area fraction of bainitic ferrite is 5 to 10. %person,
Thick steel plate.
제 1 항에 있어서,
탄소 당량(Ceq)은 0.45 이하이며, 용접균열 감수성지수(Pcm)는 0.18 이하인 것을 특징으로 하는,
후강판.
(단, Ceq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5;
Pcm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B])
According to claim 1,
The carbon equivalent (C eq ) is 0.45 or less, and the weld crack susceptibility index (P cm ) is 0.18 or less,
Thick steel plate.
(where C eq = [C] + [Mn]/6 + ([Ni] + [Cu])/15 + ([Cr] + [Mo] + [V])/5;
P cm = [C] + [Si]/30 + ([Mn] + [Cu] + [Cr])/20 + [Ni]/60 + [Mo]/15 + [V]/10 + 5[B ])
중량%로, 탄소(C): 0.04% ~ 0.065%, 실리콘(Si): 0.20% ~ 0.30%, 망간(Mn): 1.60% ~ 1.80%, 가용성 알루미늄(S_Al): 0.02% ~ 0.05%, 구리(Cu): 0.05% ~ 0.15%, 크롬(Cr): 0.2% ~ 0.3%, 몰리브덴(Mo): 0.15% ~ 0.25%, 니켈(Ni): 0.15% ~ 0.25%, 니오븀(Nb): 0.045% ~ 0.055%, 바나듐(V): 0% 초과 0.01% 이하, 티타늄(Ti): 0.008% ~ 0.018%, 보론(B): 0% 초과 ~ 0.0005% 이하, 인(P): 0% 초과 ~ 0.012% 미만, 황(S): 0% 초과 ~ 0.003% 이하, 및 잔부는 철 (Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 1,000℃ ~ 1,200℃의 온도에서 재가열하는 단계;
상기 가열된 강재를 조압연 및 사상압연하는 열간압연하는 단계;
상기 열간압연된 강재를 가속냉각하는 단계;를 포함하되,
상기 열간압연하는 단계에서 사상압연의 종료온도(FRT)는 750℃ ~ 850℃이며, 상기 가속냉각하는 단계에서 가속냉각의 종료온도(FCT)는 450℃ ~ 550℃인 것을 특징으로 하는,
후강판의 제조 방법.
By weight, Carbon (C): 0.04% to 0.065%, Silicon (Si): 0.20% to 0.30%, Manganese (Mn): 1.60% to 1.80%, Soluble Aluminum (S_Al): 0.02% to 0.05%, Copper (Cu): 0.05% ~ 0.15%, Chromium (Cr): 0.2% ~ 0.3%, Molybdenum (Mo): 0.15% ~ 0.25%, Nickel (Ni): 0.15% ~ 0.25%, Niobium (Nb): 0.045% ~ 0.055%, vanadium (V): more than 0% but less than 0.01%, titanium (Ti): 0.008% ~ 0.018%, boron (B): more than 0% ~ 0.0005% or less, phosphorus (P): more than 0% ~ 0.012 %, sulfur (S): more than 0% to 0.003% or less, and the balance is reheating the steel containing iron (Fe) and inevitable impurities at a temperature of 1,000°C to 1,200°C;
Hot rolling the heated steel material through rough rolling and finishing rolling;
Including; a step of accelerated cooling of the hot-rolled steel,
In the hot rolling step, the finish rolling temperature (FRT) is 750°C to 850°C, and in the accelerated cooling step, the accelerated cooling end temperature (FCT) is 450°C to 550°C.
Manufacturing method of thick steel plate.
제 6 항에 있어서,
상기 가속냉각하는 단계는 20℃/초 ~ 40℃/초의 냉각속도로 수행하는,
후강판의 제조 방법.
According to claim 6,
The accelerated cooling step is performed at a cooling rate of 20°C/sec to 40°C/sec.
Manufacturing method of thick steel plate.
제 6 항에 있어서,
상기 냉각하는 단계를 수행한 후,
상기 후강판은, 인장강도(TS): 625 MPa ~ 825 MPa, 항복강도(YS): 555 MPa ~ 705 MPa, 연신율(EL): 40% ~ 50%, 항복비(YR): 0.70 ~ 0.90 및 0℃ ~ -20℃의 온도에서 평균 드롭웨이트 시험값(DWTT): 90% ~ 100%를 만족하는,
후강판의 제조 방법.
According to claim 6,
After performing the cooling step,
The thick steel plate has tensile strength (TS): 625 MPa ~ 825 MPa, yield strength (YS): 555 MPa ~ 705 MPa, elongation (EL): 40% ~ 50%, yield ratio (YR): 0.70 ~ 0.90, and Average drop weight test value (DWTT): 90% to 100% at a temperature of 0℃ to -20℃,
Manufacturing method of thick steel plate.
제 6 항에 있어서,
상기 냉각하는 단계를 수행한 후,
상기 후강판의 최종 미세조직은 페라이트 및 베이나이트를 포함하되,
베이나이트의 면적분율은 5 ~ 10%이고, 다각형 페라이트(polygonal ferrite)의 면적분율은 15 ~ 25%, 침상형 페라이트(acicular ferrite)의 면적분율은 65 ~ 75%, 베이니틱 페라이트(bainitic ferrite)의 면적분율은 5 ~ 10%인,
후강판의 제조 방법.
According to claim 6,
After performing the cooling step,
The final microstructure of the thick steel plate includes ferrite and bainite,
The area fraction of bainite is 5 to 10%, the area fraction of polygonal ferrite is 15 to 25%, the area fraction of acicular ferrite is 65 to 75%, and bainitic ferrite. The area fraction is 5 to 10%,
Manufacturing method of thick steel plate.
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