KR19990032694A

KR19990032694A - 저온인성이 우수한 고강도 저항복비형 열연강판의 제조방법

Info

Publication number: KR19990032694A
Application number: KR1019970053793A
Authority: KR
Inventors: 김기호
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-05-15
Also published as: KR100328037B1

Abstract

본 발명은 유정용 라인파이프와 건축 구조재 등에 이용되는 열연강판의 제조방법에 관한 것이며;

그 목적은 저항복비를 갖음과 동시에 고강도, 저온인성이 우수한 열연강판의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량% 로, C:0.05-0.15%, Si:0.5% 이하, Mn:1.2-1.8%, P:0.025% 이하, S:0.010% 이하, Al:0.02-0.1%, Nb:0.02-0.06%, V:0.02-0.06%, Mo:0.4-0.8% 및 잔부 Fe 와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 가열하고, 820-940℃ 의 압연마무리 온도조건으로 열간압연한 다음 수냉하여 520-630℃ 의 온도에서 권취하여 이루어지는 저온인성이 우수한 고강도 저항복비형 열연강판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

저온인성이 우수한 고강도 저항복비형 열연강판의 제조방법

본 발명은 유정용 라인파이프와 건축구조재 등에 이용되는 열연강판의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 열간압연공정에서 열간압연 마무리후 권취온도까지의 수냉공정만으로 저항복비를 갖음과 동시에 고강도, 저온인성이 우수한 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.

저항복비형 소재에 대한 연구개발은 주로 가공용과 건축구조용 분야에서 이루어지고 있다. 가공용 소재로는 한냉지역에 사용되는 유정용 라인파이프가 있는데, 이 소재는 항복비(항복강도/인장강도)가 높은 경우 성형공정중에 부하를 상승시킬 뿐만 아니라, 성형후에 스프링백이 발생하여 형상동결성에 문제가 생길 수 있다. 그리고, 건축용 소재의 경우 재료가 파괴를 일으키기까지 변형되는 양인 소성변형능 측면에서 항복비가 높은 것이 불리하기 때문에 저항복비형 소재에 대한 필요성이 커지고 있다.

지금까지 저항복비형 라인파이프 및 건축구조용 소재에 대해 알려진 내용을 정리하면 다음과 같다. 먼저, 라인파이프용 소재로서는 (1)고강도, 고인성, 저온인성을 가지면서 동시에 저항복비를 나타내는 라인파이프 제조방법이 일본 공개특허공보 평 5-98350 호에 제안되어 있다. 상기 제안내용은 강의 저항복비를 달성하기 위해서 페라이트 결정립을 조대화하는 것이 필요하며, 저항복비와 저온인성을 동시에 만족시키기 위해서는 페라이트 입도가 대략 ASTM No. 7-10 이 적당하다고 보고하고 있다. 이를 위해서 열간천공압연의 최종공정으로 900-700℃ 의 범위에서 3-15% 의 가공을 행하여 Ar₃+ 50℃∼-150℃ 의 온도까지 강하된 파이프를 다시 재가열하여 Ar₃+50℃ 이상으로 열간사상압연을 행한 후 Ar₃이상의 온도에서 공냉 또는 소려처리를 행하는 방법으로 위의 특성을 만족하는 파이프를 제조할 수 있다고 한다. 여기서 저항복비를 얻기 위한 미세조직으로 베이나이트 조직이 일정분율 존재하는 것이 유리하며 베이나이트 조직을 얻기 위한 방법으로 B 을 0.003-0.03% 범위에서 첨가하여 항복강도 32-46kg/mm²범위의 라인파이프를 제조할 수 있다고 한다. (2)일본 공개특허공보 소 55-29143 에서도 미량의 B(0.005-0.05%)을 첨가한 저항복비형 소재 제조방법에 대해서 보고하고 있는데, 여기서 미세조직은 페라이트펄라이트 조직으로 구성되며 ASTM 페라이트 결정립도 번호는 10.5 이상으로 하여 항복강도 44.7-55.60kg/mm², 인장강도 58.1-66.2kg/mm²을 나타내는 저항복비형 소재를 제조할 수 있다고 한다.

(3)일본공개특허공보 평 1-72520에서는 저온특성과 저항복비를 나타내는 80kg급 라인파이프재를 하기표 1의 제조조건을 통해서 제조할 수 있다고 보고하고 있으며, 저항복비를 얻기 위한 방법으로 하기표 1과 같이 합금원소 Cr 을 첨가하여 상부 베이나이트 조직을 형성시키고 있다.

화학성분(중량%)

제조조건

기계적 성질

C

Si

Mn

Al

Nb

V

Cr

압연마무리온도(℃)

권취온도(℃)

항복강도

인장강도

연신율

항복비

0.05∼0.10

0.10∼0.40

1.30∼1.70

0.01∼0.06

0.02∼0.06

0.30∼0.80

800∼880

350∼500

59∼62

82∼85

27∼31

71∼74

(4)일본공개특허공보 소 63-227715 에서 보인 고강도, 저항복비 라인파이프재 제조방법은, 하기표 2의 합금성분을 가지는 슬라브를 1180-1300℃ 로 가열한 후, 조압연 종료온도 950-1050℃, 사상압연 종료온도 760-800℃에서 열간압연을 행하고, 계속해서 5-20℃ 로 냉각하여 670℃ 에 도달할 때 5-20초 유지후 20℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하여 500℃ 이하에서 권취하여 저항복비형 라인파이프재를 제조할 수 있다고 제안한 바 있으며, 그 특징은 자동차용 열연강판 제조과정에서 많이 사용되고 있는 냉각패턴을 사용하는 것을 들 수 있다.

화학성분(중량%)

공급조건

기계적 성질

C

Si

Mn

Al

Nb

V

Ti

압연마무리온도(℃)

권취온도(℃)

항복강도

인장강도

항복비

0.03∼0.12

0.5이하

1.70이하

0.025이하

0.07이하

0.01∼0.05

0.01∼0.02

760∼800

500이하

49∼52

60∼63

79∼85

상기와 같이 적정한 냉각패턴을 사용함에 의해 소재의 항복비를 낮출 수 있는 제조법에 관해서는 위에 정리한 내용 이외에 일본공개 특허공보 평 3-97809, 소 63-250418 등에서도 찾아볼 수 있으며, 일본공개특허공보 소 60-131950 에서는 패턴냉각을 이용하여 미세조직을 페라이트 기지에 베이나이트 5-40%, 마르텐사이트 1-10% 로 구성하여 저항복비형 라인파이프재를 제조할 수 있다고 한다.

이밖에 저항복비형 라인파이프재를 제조하기 위한 적정 열처리법에 대해서도 여러 가지 기술이 제안되어 있는데, 예를들면 종래에 퀀칭/템퍼링 열처리를 하는 경우 생성되는 소려 마르텐사이트 조직으로 인한 항복비 상승의 문제점을, 일본공개특허공보 소 59-52207 에서는 강판을 Ac₃-Ac₃+100 에서 소입, Ac₃-Ac₁로 가열후 공냉처리를 행함에 의해 해결할 수 있다고 한다.

한편, 건축구조용으로 개발되고 있는 저항복비형 소재의 경우는 최근 건물의 고층화 및 대형화 추세와 함께 내지진성에 대한 관심이 커지면서 일본에서 많은 연구가 진행중이다. 통상 소재의 항복비는 내지진성을 고려한 건축물의 설계에서 중요한 인자로 간주되고 있는데, 항복비가 높을수록 변형은 소재의 일부에 집중되고, 또한 급격한 파괴를 보인다고 보고하고 있어, 저항복비형 소재에 대한 요구가 증가되고 있다. 통상 고강도, 저항복비를 얻기 위해서 미세조직은 퀀칭 조직에 일부 페라이트 조직을 함께 포함되는 경우에 향상될 수 있다고 보고하고 있으며, 이들 미세조직을 얻기 위해서 온 라인(on-line)상에서 가속냉각에 의한 조직제어와 오프-라인(off-line)에서 페라이트+오스테나이트 2상 구역에서의 퀀칭에 의한 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 건축구조용 소재에서 저항복비를 얻기 위한 방법으로 페라이트+오스테나이트 공존구역에서 급냉처리를 많이 실시하고 있으며, 이때 미세조직은 페라이트 + 베이나이트 또는 마르텐사이트 조직을 나타낸다. 이러한 미세조직을 보이는 것은 열처리시에 페라이트 + 오스테나이트의 2상구역으로 재가열되는 과정에서 C 이 오스테나이트 중에 농화되고, 이것이 계속적인 냉각과정을 거치면서 페라이트 기지에 마르텐사이트 또는 베이나이트 등의 제2상 형성을 촉진하기 때문이다.

저항복비를 갖는 건축용 강재에 대한 대표적인 기술로는 일본 공개특허공보 평 7-138639 에서 저온인성이 우수한 저항복비 강관의 제조법에 관한 것으로 항복강도 ≥ 440MPa, 인장강도 ≥ 590-740MPa, 항복비 ≤ 80%, vE-₂₀≥ 27j 의 기계적 성질을 나타내며 건축물, 교량등으로 사용될 수 있는 저항복비 고장력강관의 제조방법으로 C:0-.02-0.2%, Si:0.02-0.5%, Mn:0.5-2.0%, Cu:0.1-1.5%, Ni:0.1-0.5%, Nb:0.005-0.1%, V:0.005-0.1% 을 함유하는 강을 열간압연하여 강판으로 만든후, 강판을 직접 통전방식으로 가열하여 강판중심은 1-25℃/s 속도로 승온시키고 동시에 표면은 수냉시키는 열처리방법에 의해서 위의 특성을 만족하는 재질을 얻을 수 있다고 한다.

이에, 본 발명은 열간압연 마무리후 권취하는 공정에서 수냉에 의해 저항복비를 갖음과 동시에 고강도 저온인성이 우수한 열연강판의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 압연조건에 따른 미세조직의 변화를 나타내는 사진

도 2는 Mo 첨가량에 따른 항복비와 열간압연조건의 관계를 나타내는 그래프

도 3은 Mo 첨가량에 따른 충격흡수에너지의 변화를 나타내는 그래프

도 4는 Mo 첨가량에 따른 연성파면율의 변화를 나타내는 그래프

도 5는 Mo 첨가량에 따른 항복점 연신율의 변화를 나타내는 그래프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중량%로, C:0.05-0.15%, Si:0.5% 이하, Mn:1.2-1.8%, P:0.025% 이하, S:0.010% 이하, Al:0.02-0.1%, Nb:0.02-0.06%, V:0.02-0.06%, Mo:0.4-0.8% 및 잔부 Fe 와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 가열하고, 820-940℃ 의 열연마무리 온도조건으로 열간압연한 다음 수냉하여 520-630℃ 의 온도에서 권취하는 것으로 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

상기 C 는 소재의 강도를 확보하기 위해서 0.05% 이상 첨가하는 것이 필요하나, 0.15%를 초과하는 경우 소재의 용접성을 평가하는 지수인 탄소당량을 상승시켜 용접성을 떨어뜨리며, 또한 충격인성의 확보면에서도 불리하게 작용하기 때문에 0.05-0.15% 의 범위로 첨가하는 것이 필요하다.

상기 Si 는 탈산제로 첨가되는데, 그 양이 0.5% 를 초과하는 경우 강판 표면에 붉은 형 스케일의 형성으로 인한 결함을 나타내며 또한 Si 계 산화물에 의하여 용접부 결함을 발생시킬 가능성이 있기 때문에 Si은 그 상한을 0.5% 로 제한한다.

상기 Mn은 강의 강도를 향상시키는 원소로서, 고강도 특성을 확보하기 위해 1.2% 이상은 첨가되어야 하나, 너무 과도한 Mn의 첨가는 비금속개재물의 양을 증가시키고 편석도를 증가시키기 때문에 인성을 확보하기 어려우며, 또한 용접성 측면에서도 불리하게 작용하기 때문에 그 상한을 1.8% 로 제한한다.

상기 P, S 중 먼저 P 는 페라이트 형성을 조장하는 원소로 강의 강도를 해치지 않고 연성을 증가시킬 수 있으나, 일반적인 강재의 제조시 편석이 극심한 원소로 주심편석 형성으로 재질을 열화시킨다. 또한, S 는 MnS 로 대표되는 비금속개재물을 형성하여 강의 가공중 크랙을 발생시키는 결함을 발생시키기 쉽다. 따라서, P, S 는 가능한한 낮게 관리하는 것이 바람직하며, 통상 현재의 제강방법에 의해 저 P, S화를 일반적으로 이룰 수 있는 수준인 0.025% 이하, 0.01% 이하가 바람직하므로 본 발명에서는 이와같이 제한한다.

상기 Al 은 탈산을 위하여 주로 사용되는 원소로 페라이트의 형성을 도우므로 가공성 향상 측면에서 유리하며, 이를 위해 0.02% 정도 이상이 되어야 강중 산소가 충분히 제거되고 또한 AlN 의 형성으로 조직의 미세화에도 기여하게 된다. 그러나, 0.1% 을 초과하는 경우 용접중 산화물의 형성으로 용접결함을 생성시키기 쉬운 것으로 알려져 있으므로 Al 은 0.02-0.1% 로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 Nb 및 V 은 오스테나이트의 재결정을 억제하여 압연후 냉각과정에서 생성되는 페라이트 결정립을 미세화시키고, 또한 생성되는 탄질화물에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소로, 첨가량이 적은 경우 본 발명의 기준인 항복강도 60kg/mm²이상을 나타내기 어려우며, 첨가량이 과도한 경우에는 항복강도 상승폭이 인장강도 상승폭보다 커져서 항복비를 급격하게 상승시키는 역할을 한다. 따라서 본 발명에서는 Nb, V 의 하한을 0.02%, 상한을 0.06% 로 각각 제한한다.

상기 Mo 은 본 발명에서 가장 중요한 원소로 소재의 강도를 상승시키는데 매우 유효하며, 저온변태조직인 베이나이트 조직의 생성을 조장함에 의해 항복비를 낮추는데 기여한다. 또한 시멘타이트와 탄화물이 집적되어 있어 열화한 충격특성을 보이는 펄라이트 조직의 생성을 억제하고 Nb(C, N)석출 억제효과에 의해 양호한 충격인성도 확보할 수 있다. 이를 위해 0.4% 이상 첨가하나 고가의 합금원소로 과다하게 첨가하는 경우 가격을 상승시키기 때문에 그 상한을 0.8% 로 제한한다.

상기와 같이 이루어진 슬라브를 가열한 후 820-940℃ 의 마무리 압연온도 조건으로 열간압연하는 것이 바람직하다. 그 이유는 마무리 압연온도가 820℃ 미만의 경우 강도는 상승하나 항복비가 같이 상승하고, 940℃ 를 초과하는 경우 강도가 저하되기 때문이다.

상기와 같이 열간압연한 후 수냉에 의해 520-630℃ 로 된 열연판을 권취하는 것이 필요하다. 그 이유는 권취온도가 520-630℃ 를 벗어나는 경우 항복비가 상승하기 때문이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

진공용해하여 하기표 3에 나와있는 성분의 잉고트를 제조하고, 제조된 잉고트를 사이징압연에 의해 두께 30mm 의 슬라브로 제조한 다음, 상기 슬라브를 1200℃ 에서 30분간 유지하고, 총 4패스의 열간압연에 의해 두께 7nm 의 열연강판으로 제조하였다. 이때 마무리 압연온도(FDT) 및 권취온도(CT)는 하기표 4에 나타난 바와같이 817-939℃ 와 520-680℃ 로 각각 변화시켰다. 이와같이 얻어진 열연강판의 기계적 특성을 측정하고, 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.

단위 : 중량%
강종	C	Si	Mn	P	S	Al	Nb	V	Mo
비교강1	0.08	0.25	1.52	0.013	0.003	0.03	0.03	0.05	*
비교강2	0.08	0.24	1.48	0.013	0.004	0.03	0.03	0.05	0.3*
발명강	0.08	0.25	1.51	0.013	0.004	0.03	0.03	0.05	0.5
비교강3	0.08	0.26	1.51	0.013	0.003	0.03	.*	0.05	.*
비교강4	0.08	0.26	1.51	0.013	0.004	0.03	0.03	.*	.*
* 본 발명 조건을 벗어난 것임

실시재	마무리압연온도(℃)	권취온도(℃)	항복강도(kg/mm²)	인장강도(kg/mm²)	변형율	항복비(%)	비고
비교재 1	817*	614	53.6	61.0	27.2	88.0	비교강 1
비교재 2	878	613	55.9	62.9	23.4	88.9
비교재 3	932	617	51.5	59.6	25.5	86.4
비교재 4	880	576	56.4	63.1	26.1	89.3
비교재 5	878	687*	46.7	53.8	31.3	86.8
비교재 6	819*	584	64.2	73.1	23.5	87.8	비교강 2
비교재 7	884	585	64.8	74.4	19.5	87.2
비교재 8	939	623	62.6	70.6	24.8	88.7
비교재 9	882	545	59.3	69.1	19.2	85.8
비교재10	880	645*	56.4	62.8	27.7	89.9
발명재 1	821	567	60.8	81.7	20.8	74.5	발명강
발명재 2	874	565	62.8	78.0	20.3	80.5
발명재 3	939	624	62.9	75.1	22.3	83.8
발명재 4	882	523	60.6	78.1	20.8	77.6
비교재11	880	646*	60.0	66.7	25.8	90.0
비교재12	880	583	38.4	49.2	29.9	78.1	비교강 3
비교재13	881	571	51.7	59.9	26.4	86.3	비교강 4
* 발명의 조건을 벗어나는 것임

상기 표 3 및 4에 나타난 바와같이, 비교강(1)을 여러 가지 압연조건 및 권취온도에 따라 제조한 비교재(1-5)의 경우 항복강도는 46.7-56.4kg/mm², 인장강도는 53.8-63.1kg/mm²를 나타내고 있으며, 이때 항복비는 86.4-89.3% 를 나타내고 있다.

이것은 본 발명에서 목표로 하고 있는 항복강도 60kg/mm²이상, 항복비 85% 이하의 기준에 미치지 못하는 것이다.

또한, 비교강(1)의 성분에 0.3%Mo 를 첨가한 비교강(2)를 압연조건 및 권취온도를 변화시키면서 제조하는 비교재(6-10)의 경우 항복강도는 56.4-64.8kg/mm², 인장강도는 62.8-74.4kg/mm²를 나타내었는데, 이를 Mo 0.3% 첨가에 의해 비교재(1-5)보다 항복강도, 인장강도가 대략 10kg/mm²정도 상승하는 것을 볼 수 있어 소재의 강도를 상승시키는데 Mo 첨가가 유효한 것임을 알 수 있었다. 그러나, 항복비를 살펴보면, 압연조건의 변화에 따라 85.8-89.9% 범위에서 변화하고 있는 것을 볼 수 있어, 본 발명에서 목표로 하는 항복비 85% 이하를 나타내지는 못하였다.

이에 반해, 비교강(1)의 성분에 0,5% Mo 를 첨가한 발명강을 812-939℃ 에서 마무리 열간압연하고, 520-630℃에서 권취한 열간압연 마무리 온도 발명재(1-4)의 경우 항복강도는 60.6-62.9kg/mm² _,인장강도는 75.1-81.7kg/mm²의 고강도를 나타내고 있으며, 항복비도 74.5-83.7% 의 낮은 분포를 나타내고 있어, 0.5% Mo 첨가로 항복강도 60kg/mm²이상, 항복비 85% 이하의 재질을 얻을 수 있는 것을 알 수 있었다. 그러나, 발명강을 646℃ 의 고온에서 권취한 비교재(11)의 경우 인장강도가 낮고 항복비가 높아 본 발명재로는 부적당하였다.

이상의 결과로 알 수 있듯이, 발명재(1-4)는 열간압연 마무리 온도가 821-939℃ 까지 변화하고, 646℃ 보다 낮았기 때문에 항복비가 낮게 나타난 것이며, 저항복비를 얻기 위해서 권취온도는 630℃ 이하로 하는 것이 필요함을 알 수 있었다. 이처럼 권취온도에 따라서 항복비가 크게 차이를 보이는 것은 저항복비에 유리한 저온변태조직인 베이나이트가 함유된 미세조직의 차이에 기인하는 것으로 이는 발명재(4) 및 비교재(11)의 미세조직을 나타낸 도 1을 보면 확연히 알 수 있다. 즉, 도 1에 나타난 바와같이 640℃ 인 비교재(11)의 경우(도 1(a)) 페라이트+펄라이트 혼합조직을 나타내는데 반해, 권취온도가 523℃ 인 발명재(4)의 경우(도 1(b)) 미세조직은 페라이트+펄라이트+베이나이트 혼합조직을 나타내는 것을 볼 수 있었다.

한편, Mo 첨가량을 각각 0%, 0.3%, 0.5% 로 변화시킨 비교강(1-2) 및 발명강의 열간압연 마무리 온도와 권취온도에 따른 항복비의 변화를 도 2에 나타난 바와같이 비교강(1-2)의 항복비는 열간압연 마무리 온도, 권취온도에 무관하게 항상 85/5 이상 나타내고 있는 것을 볼 수 있어, 85% 이하의 항복비를 얻기 위해서는 Mo 첨가량은 적어도 0.3% 이상 첨가해야 하는 것을 다시한번 확인할 수 있었다.

그리고, 비교강(1)에 비해 Nb 를 첨가하지 않는 비교강(3)과 V 을 첨가하지 않은 비교강(4)를 열간압연한 비교재(12)와 비교재(13)은 항복강도가 각각 38.4kg/mm², 51.7kg/mm²을 나타내어 비교재(11-12)와 열간압연 마무리 온도, 권취온도가 비슷한 비교재(4)의 항복강도와 비교해 대략 5-18kg/mm²정도 낮은 값을 보이고 있어, 합금원소 Nb, V 이 소재의 고강도화에 매우 중요한 원소임을 알 수 있으며, 따라서 본 발명에서 목표로 하는 항복강도 60kg/mm²이상을 확보하기 위해서 Nb, V 의 첨가는 필수적인 것을 알 수 있었다.

[실시예 2]

상기 실시예(1)에서 Mo 을 첨가하지 않은 비교재(2) 및 Mo 을 0.5% 첨가한 발명재(2)을 가지고, 상온 및 저온에서의 충격흡수에너지와 연성파면율을 측정하고, 그 결과를 도 3 및 도 4에 각각 나타내었다.

먼저, 도 3에 나타난 바와같이, Mo 0.5% 첨가한 발명재(2)의 경우 Mo 미첨가한 비교재(2)에 비해 상온에서 뿐만 아니라 저온(0∼-60℃)에서도 계속해서 충격흡수에너지가 대략 10(joule)정도 높게 나타나는 것을 볼 수 있으며, 이 결과로부터 Mo 첨가에 의해 소재의 강도향상과 함께 충격인성 또한 양호하게 됨을 확인할 수 있었다. 이처럼 Mo 첨가에 의해 양호한 충격인성을 나타내는 이유는, 통상 소재내에서 불순물등이 가장 집적되기 쉬워 취약한 입계부분의 특성을 열화시키는 펄라이트 조직을 Mo 첨가로 억제할 수 있는 것도 충격인성이 양호하게 나타나는 원인인 것으로 생각된다.

다음, 도 4에 나타난 바와같이, 시험온도가 상온(20℃), 0℃ 인 경우에는 Mo 첨가에 관계없이 각각 100%, 95% 로 유사한 연성파면율을 나타내고 있으나, 시험온도가 그 이하로 낮아짐에 따라 0.5% Mo 를 첨가한 발명재 경우가 높은 연성파면율을 나타내고 있는 것을 볼 수 있었다. 충격시험후 나타내는 파면을 관찰함에 의해 소재의 파단이 어떤 모드로 진행되는지 확인할 수 있는데, 파면이 취성파면을 나타내는 경우는 빠른 크랙전파속도를 나타내어 소재가 급격하게 파단되는 취성파괴 모드를 의미하고, 연성파면을 나타내는 경우는 크랙전파속도가 느려 파단이 급격하게 일어나지 않는 연성파괴모드를 의미하는 것으로, 소재의 파괴측면에서는 연성파괴가 취성파괴보다는 유리하다. 특히 저온지방에서 사용되는 소재의 경우에 취성파괴를 나타낼 가능성이 높기 때문에 소재의 연성파단 정도를 나타내는 인자인 연성파면율을 높이는 것을 중요하며, 본 발명의 경우 Mo 첨가에 위해 소재가 더욱 낮은 온도까지 연성파괴 양상을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다.

[실시예 3]

상기 실시예(1)에서 Mo 을 첨가하지 않은 비교강(1) 및 Mo을 0.3% 첨가한 비교강(2) 그리고, Mo 을 0.5% 첨가한 발명강(1)을 가지고, 항복점 연신율을 측정한 다음, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 이때의 항복점 연신율은 항복비와 비례관계가 있으므로 항복점 연신율이 낮다는 것은 항보기가 낮다는 것을 의미한다.

도 5에 나타난 바와같이, Mo 첨가량이 높아질수록 항복점 연신율은 낮아짐을 알 수 있었다. 항복점 연신현상은 주로 저탄소강에서 미세한 탄질화물이 전위의 이동을 방해함에 의해서 나타나는 현상으로, 미세한 탄질화물이 많은 경우는 인장 시험중 항복거동을 나타내는 총연신율 2% 이내의 범위에서 탄질화물이 전위의 운동을 방해하여 항복강도 역시 상승시키기 때문에 항복비(항복강도/인장강도 비)는 상승하는 결과를 나타낸다.

통상 항복점 연신현상은 소재의 항복강도가 주로 탄질화물이나 전위에 기인하여 강화되는 펄라이트 조직강인 경우에 주로 나타나는 것으로 알려져 있으며, 본 발명의 경우 Mo 첨가에 의해 미세조직이 펄라이트 조직보다는 베이나이트 조직화하고 있어 항복점 연신율이 감소하여 나타나는 것으로 생각되며, 이러한 항복점 연신율의 감소에 의해 항복비가 낮아지는 것으로 생각된다. 하기 표 5는 항복점 연신율에 미치는 합금원소 및 열간압연조건의 영향도를 도식화한 것으로 C, Nb, V 등의 합금원소가 항복점 연신율에 미치는 영향은 크지 않으나, Mo 첨가가 항복점 연신율을 큰 폭으로 감소시키는 역할을 하고 있음을 알 수 있다.

	C	Nb	V	Mo	마무리압연온도	권취온도
항복점연신율	-	+	-	-	+	+
항복점연신율	△	△	△	○	×	○
. '+'는 증가 '-'는 감소. '×''△''○' 순으로 기여도 증가

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 항복강도 60kg/mm²이상의 고강도를 나타내는 동시에 항복비는 85% 이하를 나타내면서 저온인성이 우수한 열연강판을 제공할 수 있으며, 상기 제공된 열연강판은 유정용 라인파이프와 건축구조재로 이용될 수 있는 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

중량% 로, C:0.05-0.15%, Si:0.5% 이하, Mn:1.2-1.8%, P:0.025% 이하, S:0.010% 이하, Al:0.02-0.1%, Nb:0.02-0.06%, V:0.02-0.06%, Mo:0.4-0.8% 및 잔부 Fe 와 기타 불가피한 불순물로 이루어진 슬라브를 가열하고, 820-940℃ 의 압연마무리 온도조건으로 열간압연한 다음 수냉하여 520-630℃ 의 온도에서 권취하여 이루어지는 저온인성이 우수한 고강도 저항복비형 열연강판의 제조방법.