KR910008105B1 - Manufacturing method of oil well tube with a tensile strength 70 kgf/mm2 and over - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 권취온도에 따른 인장강도의 변화를 나타내는그래프.1 is a graph showing the change in tensile strength according to the winding temperature.
제2도는 균질화열처리시간에 따른 기계적 성질의 변화를 나타내는 그래프.2 is a graph showing the change of mechanical properties with homogenization heat treatment time.
제3도는 균질화열처리시간에 따른 미세조직의 변화를 나타내는 미세조직도.Figure 3 is a microstructure showing the change of microstructure with the homogenization heat treatment time.
본 발명은 인장강도가 70㎏f/㎟ 이상인 고장력유정용(API-N80 급)열연강관의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장강도가 70㎏f/㎟ 이상이면서 연성 및 인성이 우수한 유정용강관의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a high tensile steel (API-N80) hot-rolled steel pipe having a tensile strength of 70 kgf / mm2 or more, and more specifically, an oil well steel pipe having a tensile strength of 70 kgf / mm2 or more and excellent in ductility and toughness. It relates to a manufacturing method of.
석유산업용 API-N80 강은 유전의 케이스(casting) 및 트뷰(tubing)용으로 사용되는 것으로서, 전세계 유정용 강관의 연간소요 중, 매우 큰 비중을 차지하고 있으며 품질조건이 엄격하여 고도의 조업기술이 요구되는 강종이다. API-N80 강은 높은 강도(인장강도 70.3㎏f/㎟ 이상, 항복강도 56.3-77.3㎏f/㎟)와 외력에 의한 찌그러짐이 작아야 하는 특성을 지녀야 한다. 따라서 API-N80 강은 강도와 더불어 낮은 찌그러짐성을 지닐 수 있게끔 열간압연건조 및 합금설계상의 최적화가 이루어지지 않으면 안된다. API-N80 강은 파이프성형후의 열처리방법에 따라 크게 3가지로 구분할 수 있는데, 파이프제조후에 소준열처리(normalizing)을 실시하는 형태와 소입/소료열처리(quenching and tempering) 형태가 있으며 어떠한 열처리도 실시하지 않는 형태(as rolled)가 그 3가지다.API-N80 steel for petroleum industry is used for casting and tubing of oil fields, and it accounts for a very large portion of the annual demand of oil pipes in the world. It is a steel grade. API-N80 steel should have high strength (tensile strength of 70.3kgf / mm2 and above, yield strength of 56.3-77.3kgf / mm2) and low distortion due to external forces. As a result, API-N80 steels must be optimized for hot rolling and alloy design to achieve low crushing properties with strength. API-N80 steel can be classified into three types according to the heat treatment method after pipe forming. There are two types of normalizing and quenching and tempering after pipe manufacturing. The three are as rolled.
그러나 현재까지 열처리를 실시하지 않는 형태의 N80 강관의 수요는 극히 적으며 이는 파이프성형량이 비교적 큰 유정용 강관에 있어서 파이프 성형가공에 따른 변형(stran)을 열처리에 의해 풀어주지 않기 때문에 다른 2가지 형태의 강관에 비하여 신뢰도가 저하되기 때문이다. 한편 소입/소료 열처리형 N80 강관은 신뢰도에 있어서는 다른 2가지 형태보다 만족할만 하나, 열처리과정이 복잡하여 제품의 제조비용이 가장 높아 널리 사용되고 있지 않다. 따라서 현재 가장 널리 생산하고 있는 형태소는 소준형 API-N80 강관이다.However, to date, the demand for N80 steel pipes that do not undergo heat treatment is extremely small, and in the case of oil well steel pipes with relatively large pipe forming amount, the stran due to the pipe forming process is not solved by heat treatment. This is because reliability is lower than steel pipes. On the other hand, the hardened / frozen heat-treated N80 steel pipe is more satisfactory than the other two types in terms of reliability, but the heat treatment process is complicated, and thus the manufacturing cost of the product is not widely used. Therefore, the most widely produced morpheme is the semi-arid API-N80 steel pipe.
이와 같이 소준형 API-N80 강관에 있어서 중탄소 성분계를 기본성분계로 하여 V, Nb, Mo 등을 미량 첨가하여 제조하였으나, 소재의 경화능이 크기 때문에 열간압연 제조조건범위가 매우 협소하다. 즉, 권취온도가 다소 높으면 열연코일에서의 강도가 규격에 미달되나, 반대로 권취온도가 낮으면 저온변태조직의 형성으로 강도가 과도하게 증가되어 파이프가공시의 균열발생을 초래한다. 또한 API-N80 강을 파이프성형가공한 후 열처리 하게 되면, 석출물의 조대화에 기인하여 강도가 크게 저하되고 이러한 강도저하를 방지하기 위해서는 장시간 균질화처리가 요구된다.As described above, although a small amount of V, Nb, Mo, etc. was added using the medium carbon component system as the basic component system in the sub-junction API-N80 steel pipe, the range of the hot rolling manufacturing conditions was very narrow due to the large hardenability of the material. In other words, if the coiling temperature is slightly higher, the strength of the hot rolled coil is less than the specification. On the contrary, if the coiling temperature is low, the strength is excessively increased due to the formation of low temperature transformation structure, causing cracking during pipe processing. In addition, when the API-N80 steel is heat-treated after pipe forming, the strength is greatly reduced due to the coarsening of precipitates, and a long time homogenization treatment is required to prevent such a decrease in strength.
한편 중탄소성분계의 고장력 유정용 강관은 목적으로 하는 강도와 함께 우수한 저온인성이 요구되기 때문에, 최종결정립의 크기를 작게하여야 하나 장시간의 열처리는 결정립성장을 도모하여 필연적으로 인성의 저하를 초래하므로, 요구되는 재질의 강을 제조할 수 있는 기술이 필요하다.On the other hand, high-strength oil well steel pipes of medium-carbon component type require excellent low-temperature toughness with the desired strength, but the size of the final grain should be reduced, but long-term heat treatment leads to grain growth, which inevitably leads to lowered toughness. There is a need for a technology capable of manufacturing steel of the material.
따라서 본 발명은 중탄소성분계의 저합금강을 사용하여 열간압연을 제어하고 열처리조건을 제어함에 의해서 열처리전후의 조직 및 강도변화의 문제점들을 해결하고 강도가 우수한 유정용 열연강관을 보다 경제적으로 생산하고자 하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the structure and strength change before and after heat treatment by controlling the hot rolling using the low-alloy steel of the medium carbon component system and to control the heat treatment conditions to produce more economically hot-rolled steel pipe for oil wells There is a purpose.
본 발명은, 중량%로, C : 0.25-0.35%, Mn : 1.0-2.0%, Si : 0.5% 이하, S : 0.01% 이하, N : 0.015% 이하, V : 0.05-0.2%, 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 강을 통상의 방법으로 제어압연하고 수냉각하여 580℃ 이상에서 권취한 열연강판을 전기저항용접강관으로 제조한 후, 950-1100℃의 온도범위로 가열하고 이 온도에서 t[t(초)=(-4.4T+4900)±30, T : 온도(℃)]초동안 균질화처리하는 인장강도 70㎏f/㎟ 이상의 유정용 강관을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention, in weight percent, C: 0.25-0.35%, Mn: 1.0-2.0%, Si: 0.5% or less, S: 0.01% or less, N: 0.015% or less, V: 0.05-0.2%, and other unavoidable The hot rolled steel sheet wound at 580 ° C or above by rolling control and rolling the steel formed by impurity in a conventional manner is manufactured by an electric resistance welded steel tube, and then heated to a temperature range of 950-1100 ° C, at which temperature t [t (Sec) = (-4.4T + 4900) ± 30, T: temperature (° C.)] The present invention relates to a method for producing an oil well steel pipe having a tensile strength of 70 kgf / mm 2 or more.
이하, 상기 성분의 수치한정 이유에 대하여 설명한다.Hereinafter, the reason for numerical limitation of the said component is demonstrated.
상기 C가 0.35% 이상이 되면 저온인성이 저하되며 파이프제조시에 사용되는 전기저항용접성이 저하되고 0.25% 이하인 경우에는 본 발명 압연법에 의해서는 목적으로 하는 강도를 얻을 수 없기 때문에, 0.25-0.35%가 바람직하다.When the C is 0.35% or more, low-temperature toughness is lowered, and the electrical resistance weldability used in the manufacture of pipes is lowered, and when it is 0.25% or less, the desired strength cannot be obtained by the rolling method of the present invention, 0.25-0.35 % Is preferred.
상기 Si는 제강시 탈산제로서 첨가되고 있으며 고용강화 효과도 있으나 0.5% 이상이 되면 용접성이 저하되고 강판표면에 산화피막이 심하게 형성되기 때문에 그 상한을 0.5%로 한다.The Si is added as a deoxidizer during steelmaking and also has a solid solution strengthening effect. However, if it is 0.5% or more, the weldability decreases and the oxide film is severely formed on the surface of the steel sheet, so the upper limit thereof is 0.5%.
상기 Mn은 1.0% 이하가 되면 목적으로 하는 강도를 얻기 어려우며 2.0% 이상이 되면 오오스테나이트로부터 페라이트 및 퍼얼라이트 변태를 지나치게 지연시키므로 변태가 권취이후에 진행된다. 그런데 권취이후에는 코일의 냉각속도가 각 부위별로 다르므로 변태가 권취이후에 진행되면 코일의 길이방향 재질편차가 증가된다. 또한 Mn량이 2.0% 이상에서는 소재의 미소편석이 심해지며 경화능이 증가하여 저온변태조직이 쉽게 형성되므로 Mn함량의 상한을 2.0%로 한정하는 것이 바람직하다.When the Mn is 1.0% or less, it is difficult to obtain the desired strength, and when 2.0% or more, the transformation is excessively delayed from the austenite to ferrite and pearlite transformation, so that the transformation proceeds after winding. However, after winding, the cooling speed of the coil is different for each part, so if the transformation proceeds after winding, the longitudinal material deviation of the coil is increased. In addition, when the Mn amount is 2.0% or more, the micro segregation of the material is increased and the hardenability increases, so that the low temperature transformation structure is easily formed, and thus the upper limit of the Mn content is preferably limited to 2.0%.
상기 P는 강중에 피할 수 없는 불순물로 첨가되는 것으로서 낮으면 낮을수록 바람직한데, P의 상한을 0.03%로 정하였으며 그 이유는 0.03%를 초과하는 경우 응고편석에 의한 판 중앙부에 이상변태조직의 발달을 촉진시키기 때문이다.The lower P is added as an inevitable impurity in the steel, the lower it is preferable. The upper limit of P is set at 0.03%, and the reason is that when it exceeds 0.03%, the abnormal metamorphic structure is developed at the center of the plate due to coagulation segregation. Because it promotes.
상기 S는 MnS의 비금속 재개물로 강 내에 존재하기 때문에 S량의 증가에 따라 유화망간의 형성이 증가되고 Mn 개재물은 소재가 심한 가공을 받을 경우, 가공균열발생의 원인으로 작용하므로 낮으면 낮을수록 바람직하며 그 상한을 0.01%로 정하였다.Since S is a non-metallic regeneration of MnS in the steel, the formation of manganese emulsifiers increases with increasing S content, and the lower the lower the Mn inclusions, which act as a cause of processing cracks when the material undergoes severe processing. It is preferable and the upper limit is set to 0.01%.
상기 N은 VN등의 질화물을 생성시키기 위해 필요한 원소지만, 많은 경우 연속주조후 슬라브 표면에 녹(scale)이 문제가 되고 있기 때문에 상한을 0.015%로 한다.N is an element necessary for producing nitrides such as VN, but in many cases, the upper limit is set to 0.015% because rust is a problem on the surface of the slab after continuous casting.
상기 V는 중탄소성분계에 있어서 N과 결합하여 VN으로 석출하므로 재가열시에 결정립의 성장을 억제시킬 뿐만 아니라, 탄소와 결합하여 VC로 석출하므로 석출강화에 의한 강도증가를 극대화시키기 위하여 첨가되는 성분으로서 그 첨가량이 0.05% 이하가 되면 강도 증가에 기여하는 정도가 작으며 0.2% 이상이 되면 V첨가에 의한 강도증가효과가 경제적이 되지 못하므로, 0.05-0.2%가 바람직하다.Since V is combined with N in the medium carbon component system and precipitates as VN, it not only suppresses the growth of crystal grains upon reheating, but also binds to carbon and precipitates as VC, thereby adding to maximize the strength increase due to precipitation strengthening. If the added amount is 0.05% or less, the degree of contribution to the strength increase is small. If the added amount is 0.2% or more, the strength increase effect by V addition is not economical, so 0.05-0.2% is preferable.
이하, 균질한 열처리 조건에 대하여 설명한다.Hereinafter, homogeneous heat processing conditions are demonstrated.
이상의 본 발명간은 유정용강으로서 필요한 강도와 인성을 얻기위하여 각종 원소를 규제하였으며 이와 같은 조성의 강을 통상의 연속주조슬라브로 제조한 후 재가열하여 열간압연을 하는바, 제어압연을 하므로써 오오스테나이트의 결정립을 미세화시킨다. 열간압연 종료후 즉시 수냉을 함으로써 열간압연에 의하여 미세화된 오오스테나이트의 결정립 성장을 억제시키고 변태되는 페라이트의 핵생성수를 증가시킴에 의해 페라이트의 형성을 도모하게 된다.As mentioned above, the present invention regulates various elements in order to obtain the required strength and toughness as an oil refined steel. The steel of such composition is manufactured by a conventional continuous casting slab, and then reheated and hot rolled to control the rolling of austenite. The crystal grains of are refined. Water cooling immediately after the end of hot rolling suppresses the grain growth of the austenite micronized by hot rolling and increases the number of nucleated ferrites to form ferrite.
Ar1온도 영역에서 권취하므로서 펄라이트를 안정적으로 형성시키게 되고 펄라이트 변태종료온도 이하에서 권취하는 경우 저온변태조직(베이나이트)이 형성되어 강도가 급격히 상승되고 저온인성이 저하되기 때문에 이를 방지하기 위해서는 권취온도를 펄라이트 변태구간온도로 하여야 한다.In order to prevent the formation of pearlite stably by winding in the temperature range of Ar 1 and winding it below the pearlite transformation end temperature, the low temperature transformation structure (bainite) is formed and the strength is rapidly increased and the low temperature toughness is lowered. Shall be the pearlite transformation section temperature.
본 발명 범위의 조성을 지닌 강에서 저온변태조직이 형성되는 온도는 580℃ 이하이므로, 권취온도는 580℃ 이상이 되어야 한다.Since the temperature at which the low temperature transformation structure is formed in the steel having the composition of the present invention is 580 ° C. or less, the coiling temperature should be 580 ° C. or more.
상기와 같이 열간압연된 강판을 소정의 파이프로 제조한 후 열처리를 실시하는바, 가열온도는 950-1100℃ 범위 한정하는 것이 바람직한데, 이는 가열온도가 950℃ 보다 낮게 되면, 강도상승을 위해 첨가된 석출물이 열처리동안에 재고용되지 않고 조대화되므로 열처리시간에 관계없이 강도가 저하되며, 가열온도가 1100℃ 이상이 되면 오오스테나이트로의 역변태와 석출물의 재고용은 단시간안에 이루어지게 되어 유리하나 역변태된 오오스테나이트가 조대화되어 연성 및 인성이 저하되기 때문이다.As described above, the hot rolled steel sheet is manufactured into a predetermined pipe and then subjected to heat treatment. The heating temperature is preferably limited to the range of 950-1100 ° C., which is added to increase the strength when the heating temperature is lower than 950 ° C. The precipitates are not re-used during heat treatment and coarsened, so the strength decreases regardless of the heat treatment time.When the heating temperature is over 1100 ℃, the reverse transformation to austenite and the re-use of precipitates are advantageous in a short time. This is because the austenite is coarsened and the ductility and toughness are reduced.
따라서, 종래의 방식대로, 각 가열온도에서의 균질화시간을 일률적으로 설정하는 것은 오히려 기계적 성질의 열화를 초래하므로, 본 발명에서는 가열온도 범위안에서 가열시간(t : 초)을 "t=(-4.4T(온도, ℃)+4900)±30"의 수식에 의한 범위를 만족토록 하였는바, 상기 수식범위 밖의 균질화시간으로 열처리하는 경우에는 석출물의 조대화 또는 오오스테나이트의 조대화가 발생되어 강도 또는 인성의 저하를 초래한다.Therefore, according to the conventional method, uniformly setting the homogenization time at each heating temperature results in deterioration of the mechanical properties. Therefore, in the present invention, the heating time (t: seconds) within the heating temperature range is set to "t = (-4.4). T (temperature, ° C) +4900) ± 30 "was satisfied to satisfy the range of the formula. When heat treatment with the homogenization time out of the above formula range, coarsening of precipitates or coarsening of austenite occurs, It causes a decrease in toughness.
상기 균질화열처리온도 및 시간에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 열처리온도상승에 따라 강도가 변화되는 원인으로 펄라이트 구상화 및 V(CN)의 조대화를 고려해야 한다. 이러한 현상은 속도론의 문제로서 열처리온도와 시간의 함수로서 생각할 수 있다. 먼저 펄라이트의 변화는 공석변태인 Ac1(727℃)온도 이상에서 일어난다. 공석강인 0.8% C강을 가열하여 역변태거동을 조사한바에 의하면 750℃에서 펄라이트의 오오스테나이트로의 역변태는 10초정도의 잠복기가 필요되며 역변태 종료에는 200초 가량 소요된다고 한다. 따라서 펄라이트의 구상화는 약 800℃까지 일어나게 되며 그 이상의 온도에서는 펄라이트가 재고용되고 역변태가 일어난다고 생각되어진다. 그렇다면 열처리온도를 800℃ 이상으로 상승시킨 경우에도 강도가 저하되는 원인은 V(CN)가 조대화되기 때문이다.The homogenization heat treatment temperature and time will be described in more detail below. Perlite spheroidization and coarsening of V (CN) should be considered as the cause of the strength change with the increase of heat treatment temperature. This phenomenon can be thought of as a function of heat treatment temperature and time as a matter of kinetics. First of all, the change of pearlite occurs above Ac 1 (727 ℃), the vacancy transformation. Investigating reverse transformation behavior by heating 0.8% C steel, the vacancy steel, showed that the reverse transformation of pearlite into austenite at 750 ℃ requires about 10 seconds of incubation and about 200 seconds to complete reverse transformation. Therefore, the spheroidization of pearlite occurs up to about 800 ° C, and it is thought that pearlite is re-used and reverse transformation occurs at temperatures higher than that. If so, even when the heat treatment temperature is raised to 800 ° C or higher, the cause of the decrease in strength is that V (CN) is coarsened.
이러한 오오스테나이트에서의 V(CN)의 거동은 다음의 식으로부터 추정, 해석할 수 있다.The behavior of V (CN) in austenite can be estimated and interpreted from the following equation.
log[%V][%N]=(-7733/T)+2.99log [% V] [% N] = (-7733 / T) +2.99
log[%V][%C]=(-9500/T)+6.72log [% V] [% C] = (-9500 / T) +6.72
상기 식으로부터 N80 강의 조성을 대입하여 풀면 VN의 고용온도는 1036℃, VC의 고용온도는 885℃가 된다. 따라서 900℃ 이상이 되면 석출물이 고용된다고 생각할 수 있으나, 균질화시간이 1분으로 매우 짧기 때문에 석출물은 재고용되지 않고 단지 성장이 일어난다. 따라서 1050℃까지의 가열중에서 V(CN)은 성장만 일어나고 1100℃ 이상의 온도에서는 V(CN)의 재고용이 일어나 강도가 다시 증가되는 것이다.When the composition of N80 steel is substituted and solved, the solid solution temperature of VN becomes 1036 degreeC, and the solid solution temperature of VC becomes 885 degreeC. Therefore, it can be considered that precipitates are employed at temperatures above 900 ° C., but the homogenization time is very short, such as 1 minute, so the precipitates are not reusable and only growth occurs. Therefore, V (CN) only grows during heating up to 1050 ° C, and re-use of V (CN) occurs at temperatures above 1100 ° C, increasing strength again.
반면에 균질화시간이 15분 정도의 소준열처리(normalizing)를 실시하는 경우의 강도변화를 보면, 가열온도 800℃ 부근에서의 강도저하가 가장 크게 나타났는바, 이는 펄라이트가 구상화되고 V(CN)이 조대화되기 때문이다. 가열온도 900℃에 이르면 강도가 다시 상승케되며 이는 펄라이트의 재고용, 재석출이 일어나기 때문이고 950℃에서는 V(CN)의 재고용, 재석출도 이루어짐에 따라 강도가 열간압연상태에 버금가는 정도로 회복된다. 그러나, 가열온도를 1100℃로 높이게 되면, 역변태된 오오스테나이트가 조대화되어 강도는 다시 저하되는 것으로 생각할 수 있다.On the other hand, when the homogenization time was subjected to the normalization of 15 minutes, the decrease in strength was found to be greatest at the heating temperature of about 800 ° C. The pearlite was spheroidized and V (CN) was decreased. Because it is coarsened. When the heating temperature reaches 900 ℃, the strength rises again. This is because re-precipitation and reprecipitation of pearlite occur. At 950 ℃, re-precipitation and re-precipitation of V (CN) also occur, and the strength is restored to a level similar to that of the hot rolled state. However, when heating temperature is raised to 1100 degreeC, it can be considered that reverse transformation austenite coarsens and intensity falls again.
따라서 열처리에 적합한 온도는 950-1100℃로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 열처리온도를 고려하지 않고 균질화시간을 동일하게 하면, 각 열처리 온도에 따라 V(CN)의 불완전고용이 일어나거나, 역변태된 오오스테나이트의 조대화가 조장되어 기계적 성질은 열화된다. 즉, 가열온도 750℃에서는 균질화시간 증가에 따라 펄라이트가 역변태되지 않고 구상화되고 동시에 V(CN)이 조대화되기 때문에 강도의 저하가 나타나며, 열처리온도를 850℃로 높이면 펄라이트는 균질화시간 증가에 따라 재고용, 재석출되나 V(CN)의 조대화가 오히려 심화되어 연속적인 강도저하가 일어난다. 그러나 가열온도를 더욱 증가시켜 950℃에 이르게 되면, 균질화시간 증가에 따라 V(CN)의 재고용, 재석출이 일어나므로 강도가 다시 증가되며, V(CN)의 재고용, 재석출은 상당량의 시간을 요하므로 열간압연상태에서와 같은 정도의 강도가 나타나기 위해서는 12분 이상의 균질화시간이 소요되며 온도를 더욱 증가시켜 1050℃에 이르면 약 5분의 균질화 후에는 열간압연상태와 동등한 강도가 나타난다.Therefore, it is preferable that the temperature suitable for heat processing shall be 950-1100 degreeC. However, if the homogenization time is made the same without considering the heat treatment temperature, incomplete employment of V (CN) may occur according to each heat treatment temperature, or coarsening of the reverse transformation austenite is promoted, thereby deteriorating mechanical properties. That is, at the heating temperature of 750 ℃, the pearlite is spheroidized as the homogenization time increases, and at the same time, V (CN) is coarsened, so the strength decreases. When the heat treatment temperature is increased to 850 ° C, the pearlite increases with the increase of the homogenization time It is reusable and reprecipitated, but the coarsening of V (CN) is intensified, resulting in continuous strength reduction. However, when the heating temperature is further increased to 950 ° C, the reintegration and re-precipitation of V (CN) occurs as the homogenization time increases, so the strength is increased again, and the re-precipitation of V (CN) takes a considerable amount of time. Therefore, it takes more than 12 minutes of homogenization time to show the same level of strength as in the hot rolled state. After increasing the temperature to reach 1050 ℃, the strength equivalent to that of the hot rolled state appears after about 5 minutes.
이와 같은 결과로부터 각 열처리온도에서 최적의 강도를 나타내는 균질화 시간을 도출한 결과, "t=(-4.4T+4900)±30"으로 나타났다.(여기서 t는 균질화시간으로서 단위는 초이고, T는 열처리 온도로서 단위는 C이다.)From this result, the result of the homogenization time showing the optimum strength at each heat treatment temperature was found to be “t = (-4.4T + 4900) ± 30” (where t is the homogenization time and the unit is second and T is The heat treatment temperature, unit is C.)
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예]EXAMPLE
하기 표 1의 화학성분을 갖는 강 슬라브를 하기 표 2와 같이 권취온도를 590-650℃의 온도범위로 변화시켜 열간압연하여 열연판을 제조하였으며, 이 열연판에 대한 기계적 성질을 측정하여 제1도에 나타내었다.The steel slab having the chemical composition of Table 1 was hot-rolled by changing the winding temperature to a temperature range of 590-650 ℃ as shown in Table 2, to prepare a hot rolled sheet, the mechanical properties of the hot-rolled sheet was measured It is shown in the figure.
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
제1도에 나타난바와 같이, 권취온도 저하에 따라 강도는 증가하고 연성(연신율)은 감소하는 일반적인 경향을 나타내고 있으며, 권취온도가 570℃인 경우에는 저온변태조직(베이나이트)이 형성되어 강도의 증가가 과도하여 파이프조관시 균열발생 위험성이 증대하고 동시에 파이프의 편평비가 저하되며 연성 역시 규격이하의 낮은 값을 나타내고 있다. 따라서 API-N80 강의 적정압연조건은 저온변태조직이 형성되지 않는 온도인 580℃ 이상으로 권취하여야 함을 알 수 있다. 또한, 상기 표 2의 발명압연재 C를 1050℃, 950℃, 및 850℃에서 균질화시간을 변화시키면서 균질화 열처리를 실시하고, 이에 대하여 균질화열처리시간에 따른 기계적 성질을 측정하여 인장강도는 제2도의 (a)에, 항복강도는 제2도의 (b)에, 연신율은 제2도의 (c)에, 그리고 충 인성치는 제2도(d)에 각각 나타내었다.As shown in FIG. 1, the strength increases and the ductility (elongation) decreases as the winding temperature decreases. When the winding temperature is 570 ° C., low-temperature metamorphic structure (bainite) is formed to increase the strength. Due to excessive increase, the risk of cracking in pipe piping increases, and the flatness ratio of the pipe decreases, and the ductility is also lower than the standard. Therefore, it can be seen that the proper rolling conditions of the API-N80 steel should be wound at 580 ° C or higher, which is a temperature at which low-temperature transformation tissue is not formed. In addition, the invention rolled material C of Table 2 is subjected to homogenization heat treatment while changing the homogenization time at 1050 ℃, 950 ℃, and 850 ℃, and the tensile strength is measured by measuring the mechanical properties according to the homogenization heat treatment time In (a), yield strength is shown in (b) of FIG. 2, elongation is shown in (c) of FIG. 2, and loyalty values are shown in (d) of FIG.
본 발명에 의하면, 열처리온도가 1050℃인 경우에는 열처리시간은 5분정도이며, 열처리온도가 950℃인 경우에는 12분정도로서, 제2도에 나타난 바와 같이, 인장강도, 항복강도, 연신율 및 인성이 모두 우수한 열처리조건은 1050℃인 경우에는 5분정도, 950℃인 경우에는 12분정도임을 알 수 있다. 또한, 상기 표 2의 발명압연재(C)를 1050℃에서 5분 및 15분간 균질화처리를 행한 다음, 미세조직사진을 관찰하여 5분인 경우에는 제3도 (a)에, 그리고 15분인 경우에는 제3도 (b)에 나타내었다. 제3도에 나타난 바와 같이, 1050℃에서 5분동안 균질화처리시킨 경우 (제3도 (a))에는 펄라이트와 V(CN)의 재고용, 재석출이 최적으로 이루어져 미세균질한 조직을 나타내지면 균질화시간을 15분으로 증가시킨 경우 (제3도 (b))에는 조대한 오오스테나이트가 관찰되고 있다.According to the present invention, when the heat treatment temperature is 1050 ° C., the heat treatment time is about 5 minutes, and when the heat treatment temperature is 950 ° C., about 12 minutes, as shown in FIG. 2, tensile strength, yield strength, elongation and toughness. All of the excellent heat treatment conditions are about 5 minutes at 1050 ℃, about 12 minutes at 950 ℃. In addition, the rolled invention (C) of Table 2 was subjected to homogenization treatment at 1050 ° C. for 5 minutes and 15 minutes, and then observed in a microstructure photograph for 5 minutes in FIG. 3 (a), and for 15 minutes. 3 is shown in (b). As shown in FIG. 3, in the case of homogenization treatment at 1050 ° C. for 5 minutes (FIG. 3 (a)), when re-precipitation of pearlite and V (CN) is optimally performed and reprecipitation is obtained, homogenization is achieved. In the case where the time was increased to 15 minutes (Fig. 3 (b)), coarse austenite was observed.
상술한 바와 같이, 본 발명은 강의 성분을 규제하고 압연 및 열처리법을 사용하여 적정의 열처리조직을 형성시키므로서 만족스러운 항복강도, 인장강도 및 우수한 충격인성을 쉬이 얻을 수 있고, 열처리조건을 엄격히 하므로서 열처리에 따른 에너지 절감과 안정된 재질을 형성 도모할 수 있을 뿐만 아니라 강관을 제조하고나서 재차 열처리로에 장입하여 열처리하므로서 늘어나는 생산공기를, 강관성형기에 부착되어 있는 약식 열처리 설비를 이용하여 열처리할 수 있으므로 생산실수율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention can easily obtain satisfactory yield strength, tensile strength and excellent impact toughness by regulating the composition of the steel and forming a proper heat treatment structure using the rolling and heat treatment method, and strict heat treatment conditions Not only can we save energy and form stable materials due to heat treatment, but also we can heat up the production air which is increased by manufacturing steel pipes and then heat-treating them into heat treatment furnaces by using a simple heat treatment facility attached to steel pipe forming machine. There is an effect that can significantly improve the production yield.
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