KR20050082417A - High-strength steel plate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
인장 강도가 750㎫ 이상이고, -46℃의 극저온 환경하에서도 뛰어난 저온 인성을 가지며, 용접부 저온 인성도 뛰어난 고강도 강판 및 그 제조 방법을 제공한다.Provided is a high strength steel sheet having a tensile strength of 750 MPa or more, having excellent low temperature toughness even in a cryogenic environment of -46 ° C, and excellent in low temperature toughness of a welded part, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 고강도 강판은 C:0.01∼0.10%, Si:0.30% 이하, Mn:1.20∼2.50%, P:0.010% 이하, S:0.002% 이하, Ni:0.2∼1.5%, Mo:0.1∼0.8%, Nb:0.005∼0.06%, Ti:0.004∼0.025%, sol.Al:0.05% 이하, N:0.0050% 이하 및 O(산소):0.003% 이하, 또는, 추가로 Cr, Cu, V, B, Ca, Mg, Zr 및 REM 중의 1종 이상을 소정량 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고, 하기의 (1)식(식 중의 원소 기호는 어느 것이나 강 중에 함유되는 각 원소의 함유량을 의미)으로 표시되는 A값이 0.5% 이하의 강으로 이루어지고, 또한 (110)면으로부터의 X선 회절 강도의 반가폭이 0.18도 이상, 또는, 추가로 소정의 금속 조직을 가지며, 인장 강도가 750㎫ 이상이다. High strength steel sheet of the present invention is C: 0.01 to 0.10%, Si: 0.30% or less, Mn: 1.20 to 2.50%, P: 0.010% or less, S: 0.002% or less, Ni: 0.2 to 1.5%, Mo: 0.1 to 0.8 %, Nb: 0.005 to 0.06%, Ti: 0.004 to 0.025%, sol.Al: 0.05% or less, N: 0.0050% or less and O (oxygen): 0.003% or less, or further Cr, Cu, V, B , Ca, Mg, Zr, and REM contain a predetermined amount of one or more, the remainder is Fe and impurities, and the following formula (1) (the element symbol in the formula means the content of each element contained in steel) The A value represented by is made of steel of 0.5% or less, and the half width of the X-ray diffraction intensity from the (110) plane is 0.18 degrees or more, or further has a predetermined metal structure, and the tensile strength is 750 MPa. That's it.
A=12P+45S+67(N+O) ···(1)A = 12P + 45S + 67 (N + O) ... (1)
Description
본 발명은 극저온 인성이 뛰어나고, 인장 강도 750㎫ 이상이고, 천연 가스나 원유를 수송하는 라인 파이프나 각종 압력 용기 등에 이용하는 바람직한 고강도 강판과 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is excellent in cryogenic toughness, has a tensile strength of 750 MPa or more, and relates to a preferred high strength steel sheet used in a line pipe or various pressure vessels for transporting natural gas or crude oil, and a manufacturing method thereof.
천연 가스나 원유를 장거리 수송하는 파이프라인에 있어서는, 부설 비용이나 수송 비용의 저감을 목표로 하여, 파이프 소재 그 자체를 고강도화하여 벽 두께의 증대를 제한하는 것에 대한 요구가 높아지고 있다. 현재, 미국석유협회(API)에 있어서는, X80 그레이드(인장 강도 620㎫ 이상) 강이 규격화되어, 실용적으로 이용되고 있고, 더욱 강도가 높은 X100(인장 강도 750㎫ 이상) 및 X100 초과(예를 들면, 인장 강도 900㎫ 이상)의 고강도 그레이드 강의 적용도 검토되어 있다.In pipelines that transport natural gas or crude oil over long distances, there is an increasing demand for restricting the increase in wall thickness by increasing the strength of the pipe material itself in order to reduce laying costs and transportation costs. Currently, in the American Petroleum Institute (API), X80 grade (tensile strength of 620 MPa or more) is standardized and practically used, and X100 (tensile strength of 750 MPa or more) and higher than X100 (for example, tensile strength of more than 100) are used. The application of the high strength grade steel of 900 Mpa or more of tensile strength is also examined.
한편, 라인 파이프에서는, 구조 재료로서 구비해야 하는 요구 특성 중에서도, 강도 특성과 모재 저온 인성의 양쪽을 겸비하는 것이 중요하다. 특히, 극한랭지에 부설하는 경우는, 모재의 저온 인성이 지극히 중요하고, 이 저온 인성이 충분하지 않으면 파이프라인이 파괴될 염려가 있다. 그러나 일반적으로는, 강도 특성을 증가시키면 인성이 악화하고, 반대로 인성을 증가시키려고 하면 강도가 부족하다는 바과 같이, 이들 양 특성을 만족시키기 위해서는 곤란해지고, 강재가 미세 결정 입자를 갖는 것이 필요해지고 있다.On the other hand, in a line pipe, it is important to have both strength characteristics and base material low temperature toughness among the required characteristics to be provided as a structural material. In particular, when laying in extreme cold, the low temperature toughness of a base material is extremely important, and there exists a possibility that a pipeline may be destroyed if this low temperature toughness is not enough. In general, however, toughness deteriorates when increasing the strength characteristics, whereas strength is insufficient when trying to increase the toughness. Therefore, it is difficult to satisfy these two characteristics, and it is necessary for steel materials to have fine crystal grains.
이러한 고강도 및 뛰어난 저온 인성에 대한 요청에 부응하기 위해, 예를 들면, 일본국 특개평 8-199292호 공보 및 일본국 특개 2000-199036호 공보에는, Mn 함유량을 높게 설정한 X100 초과 그레이드의 저온 인성이 뛰어난 고강도 강 및 고강도 라인 파이프와 그 제조 방법이 제안되고 있다.In order to meet such a request for high strength and excellent low temperature toughness, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-199292 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-199036 include low temperature toughness of X100 grade with a higher Mn content. This outstanding high strength steel and high strength line pipe and its manufacturing method are proposed.
또, 일본국 특개 2002-220634호 공보에는 내변형 시효 특성이 뛰어난 인장 강도가 600㎫ 이상의, 게다가 소망의 저온 인성이 확보된 고강도 강재와 그 제조 방법이, 또한, 일본국 특개 2003-3233호 공보에는, X100 그레이드 이상의 고강도 라인 파이프에서는 특히 강관 전체 두께의 시험편을 이용한 파괴 시험에 의한 평가가 필요하다는 인식하에, API에서 규정되는 DWTT 시험에 의한 실관(實管)에서의 파괴 특성의 평가에 기초하는 불안정 파괴 저항 특성이 뛰어난 고강도 강이 개시되어 있다.Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-220634 discloses a high-strength steel having a tensile strength of 600 MPa or more excellent in deformation resistance characteristics and a desired low temperature toughness and a method of manufacturing the same. Based on the evaluation of the fracture characteristics in the real pipe by the DWTT test specified in the API, in particular, in the recognition that a high strength line pipe of grade X100 or higher is required to be evaluated by a fracture test using a test piece of a steel pipe full thickness. A high strength steel having excellent unstable fracture resistance is disclosed.
그러나, 상기 일본국 특개평 8-199292호 공보, 일본국 특개 2000-199036호 공보 및 일본국 특개 2002-220634호 공보에 나타난 기술에 있어서는, 저온 인성은 샤르피 충격 시험에서밖에 평가되어 있지 않다. 또, 일본국 특개 2003-3233호 공보에 기재되는 DWTT 시험에 대해서도, -30℃에서밖에 실시되어 있지 않아, 극한랭지에서 예상되는 -40℃∼-50℃와 같은 극저온 환경에서의 인성에 대해서는 검토되어 있지 않다.However, in the techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-199292, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-199036, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-220634, low-temperature toughness is only evaluated in the Charpy impact test. In addition, the DWTT test described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-3233 is only performed at -30 ° C, and the toughness in cryogenic environments such as -40 ° C to -50 ° C expected in extreme cold is examined. It is not.
본 발명은 상기와 같은 실정에 비추어 보아서 행하여진 것으로, 그 목적은 인장 강도가 750㎫ 이상이고, -46℃(-50F)의 극저온 환경하에서도 뛰어난 저온 인성을 가지며, 게다가, 용접 이음새부의 흡수 에너지가 동일 환경하에서 80J 이상이라는, 용접부 저온 인성도 뛰어난 고강도 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to have a tensile strength of 750 MPa or more and to have excellent low temperature toughness even in a cryogenic environment at -46 ° C (-50F), and also to absorb energy of a welded joint. The present invention provides a high strength steel sheet excellent in welded low-temperature toughness and a method for producing the same, which is 80 J or more under the same environment.
구체적으로는, 하기의 성능을 모두 구비하는 고강도 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.Specifically, an object of the present invention is to provide a high strength steel sheet having all of the following performances and a method of manufacturing the same.
모재 강도:인장 강도(TS)≥750㎫ Base material strength: Tensile strength (TS)
모재 인성:충격 흡수 에너지(vE-46℃)≥200JBase metal toughness: impact absorption energy (v E -46 ℃) ≥200J
모재 인성:DWTT 시험에 의한 연성면 파면율(SA-46℃)≥75%Base material toughness: Soft surface fracture rate (SA -46 ° C ) ≥ 75% by DWTT test
용접 이음새부 인성:충격 흡수 에너지(vE-46℃)≥80JWeld Seam Toughness: Shock Absorption Energy ( v E -46 ℃ ) ≥80J
본 발명자는 상기 과제를 달성하기 위해서, 실험 검토를 거듭한 결과, 이하의 것을 지견했다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor discovered the following as a result of repeating experimental examination in order to achieve the said subject.
일반적으로, 고강도와 고인성을 양립시키기 위해서, 강재의 조직을 베이나이트, 마르텐사이트 혹은 이들 혼합 조직으로 하는 것이 유효하다는 것은 잘 알려져져 있지만, 저온에서의 사용시에는, 이들 조직 자신이 갖는 미세 조직으로는 충분하지 않다. 그렇지만, 열간 가공 중에 형성되는 발달한 전위 하부 조직을 미세화하고, 또한, 이들을 베이나이트, 마르텐사이트 조직에 계승시킴으로써, 저온에 있어서의 파괴 발생을 억제하고, 파괴 전파를 정지시키는 성능(이들 성능을, 여기서는 특히 「파괴 발생 억제 특성」, 「파괴 전파 정지 특성」이라고 칭한다)이 현격히 향상하는 것이 밝혀졌다.Generally, in order to achieve high strength and high toughness, it is well known that the structure of the steel is made of bainite, martensite, or a mixed structure thereof. Is not enough. However, by miniaturizing the developed dislocation undercarriage formed during hot working and inheriting them to bainite and martensite structures, it is possible to suppress the occurrence of breakage at low temperatures and to stop breakage propagation (these performances are In particular, it has been found that the "breakdown suppression characteristics" and "breakdown propagation stop characteristics" are particularly improved.
또한, 전위 하부 조직의 미세화에는, 모재 중의 P, S, N 및 O(산소)의 총량을 제한하는 것이 지극히 효과적이고, 적절한 열간 압연과 압연 후의 처리(냉각 조건 등)의 조합에 의해 미세하게 발달한 전위 하부 조직을 갖는 베이나이트, 마르텐사이트 혹은 이들 혼합 조직이 얻어지는 것, 고강도와 저온 인성을 양립시키기 위해서는, 후술하는 본 발명의 고강도 강판이 갖는 화학 조성의 강에서, (110)면으로부터의 X선 회절 강도의 반가폭을 제어함으로써 가능해지는 것이 밝혀졌다. 또, P, S, N 및 O의 총량의 제한은 이 고강도 강의 용접열 영향부의 미세화에도 유효하다는 것이 확인되었다.In addition, it is extremely effective to limit the total amount of P, S, N, and O (oxygen) in the base material for miniaturization of dislocation understructure, and it is developed finely by a combination of appropriate hot rolling and post-rolling treatment (cooling conditions, etc.). In order to obtain bainite, martensite, or a mixed structure having one dislocation substructure, and to achieve high strength and low temperature toughness, X from the (110) plane in the steel of the chemical composition of the high strength steel sheet of the present invention described later It has been found that this is made possible by controlling the half width of the line diffraction intensity. Moreover, it was confirmed that the restriction | limiting of the total amount of P, S, N, and O is effective also in refinement | miniaturization of the weld heat influence part of this high strength steel.
여기서 칭하는 「전위 하부 조직」이란 열간 가공 등으로 조직 중에 도입된 전위 등에 의한 조직을 칭하고, 「미세하게 발달한 전위 하부 조직」이란 미세한 서브그레인 또는 셀 형상 조직으로, 이웃하는 서브그레인의 각도가 0.5도 이상인 조직을 칭한다. 다시 말해, 열간 가공에 의해 오스테나이트 중에 다량의 전위가 도입되지만, 적절한 모재 성분과 열간 가공 및 압연 후의 처리에 의해, 도입된 다량의 전위는 미세한 서브그레인 등을 형성하고, 이 서브그레인 등이 냉각에 의한 변태 후도 조직에 잔존하여, 강재의 인성 향상에 기여한다.The term "potential substructure" as used herein refers to a tissue by dislocations or the like introduced into the tissue by hot working or the like, and "finely developed dislocation substructure" is a fine subgrain or a cell-like structure in which the angle of neighboring subgrains is 0.5. The above-mentioned tissue is called. In other words, a large amount of dislocation is introduced into the austenite by hot working, but a large amount of dislocation introduced by the appropriate base material component and the processing after hot working and rolling forms fine subgrains and the like, and the subgrain and the like are cooled. It remains in the tissue after metamorphosis by, and contributes to the improvement of toughness of steel.
이렇게 고강도 강의 인성의 향상에 기여하는 미세하게 발달한 전위 하부 조직은 통상의 재료를 통상의 방법으로 제조할 뿐으로는 얻을 수 없다. 이 조직을 얻기 위해서는, 하기 (a), (b) 및 (c)의 조건을 동시에 충족시킬 필요가 있다.Such finely developed dislocation substructures that contribute to the improvement of the toughness of high strength steel cannot be obtained only by producing conventional materials by conventional methods. In order to obtain this structure, it is necessary to satisfy the following conditions (a), (b) and (c) simultaneously.
(a) 표층부와 벽 두께 중심부의 금속 조직에서 차지하는 마르텐사이트 상과 베이나이트 상의 합계 비율을 각각, 95체적% 이상 및 80체적% 이상으로 한다.(a) The total ratio of martensite phase and bainite phase in the metal structure of the surface layer portion and the wall thickness center is 95 vol% or more and 80 vol% or more, respectively.
(b) 모재 중의 P, S, N 및 O의 총량을 제한한다. 다시 말해, 하기 (1)식의 A값을 0.5% 이하로 제한한다. 한편, (1)식 중의 원소 기호는 어느 것이나 강 중에 함유되는 각 원소의 함유량(질량%)을 의미한다.(b) Limit the total amount of P, S, N and O in the base material. In other words, the A value of the following formula (1) is limited to 0.5% or less. In addition, the element symbol in (1) formula means content (mass%) of each element contained in steel in all.
A=12P+45S+67(N+O) ···(1)A = 12P + 45S + 67 (N + O) ... (1)
(c) 또한, (110)면으로부터의 X선 회절 강도의 반가폭을 0.18도 이상, 바람직하게는 0.22도 이상, 더욱 바람직하게는 0.25도 이상으로 한다.(c) The half width of the X-ray diffraction intensity from the (110) plane is 0.18 degrees or more, preferably 0.22 degrees or more, more preferably 0.25 degrees or more.
이들 조건을 충족시킴으로써, 모재에 있어서, 750㎫ 이상의 고강도와, -46℃에 있어서의 뛰어난 샤르피 충격 특성 및 DWTT 특성을 양립시킬 수 있다.By satisfy | filling these conditions, in a base material, the high intensity | strength of 750 Mpa or more, the outstanding Charpy impact characteristic and DWTT characteristic in -46 degreeC can be made compatible.
본 발명은 상기 지견에 기초해서 행하여진 것으로, 그 요지는 하기 (1), (2)의 고강도 강판, (3)의 고강도 용접 강관, 및 (4)의 고강도 강의 제조 방법에 있다.This invention was made based on the said knowledge, The summary is the manufacturing method of the high strength steel plate of (1) and (2), the high strength welded steel pipe of (3), and (4).
(1) 질량%로, C:0.01∼0.10%, Si:0.30% 이하, Mn:1.20∼2.50%, P:0.010% 이하, S:0.002% 이하, Ni:0.2∼1.5%, Mo:0.1∼0.8%, Nb:0.005∼0.06%, Ti:0.004∼0.025%, sol.Al:0.05% 이하, N:0.0050% 이하 및 O(산소):0003% 이하를 함유하고, 또는, 추가로 하기 제1 그룹 또는/및 제2 그룹의 성분을 함유하고,(1) In mass%, C: 0.01 to 0.10%, Si: 0.30% or less, Mn: 1.20 to 2.50%, P: 0.01% or less, S: 0.002% or less, Ni: 0.2 to 1.5%, Mo: 0.1 to 0.8%, Nb: 0.005 to 0.06%, Ti: 0.004 to 0.025%, sol.Al: 0.05% or less, N: 0.0050% or less, and O (oxygen): 0003% or less, or, further Contains components of the group or / and the second group,
제1 그룹의 성분··Cr:1.0% 이하, Cu:0.1∼1.5%, V:0.1% 이하 및 B:0.0030% 이하 중의 1종 이상One or more of the components of the first group: Cr: 1.0% or less, Cu: 0.1 to 1.5%, V: 0.1% or less, and B: 0.0030% or less
제2 그룹의 성분··Ca:0.01% 이하, Mg:0.01% 이하, Zr:0.01% 이하 및 REM:0.05% 이하 중의 1종 이상Component of the second group.Ca: 0.01% or less, Mg: 0.01% or less, Zr: 0.01% or less and REM: 0.05% or less
잔부가 Fe 및 불순물이고, 하기의 (1)식으로 표시되는 A값이 0.5% 이하의 강으로 이루어지고, 또한 (110)면으로부터의 X선 회절 강도의 반가폭이 0.18도 이상이고, 인장 강도가 750㎫ 이상인 고강도 강판.Remainder is Fe and an impurity, A value represented by following formula (1) consists of steel of 0.5% or less, The half width of the X-ray-diffraction intensity from (110) plane is 0.18 degree or more, and tensile strength High strength steel sheet having a 750 MPa or more.
A=12P+45S+67(N+O) ···(1)A = 12P + 45S + 67 (N + O) ... (1)
여기서, (1)식 중의 원소 기호는 어느 것이나 강 중에 함유되는 각 원소의 함유량(질량%)을 의미한다.Here, the element symbol in (1) formula means content (mass%) of each element contained in steel.
(2) 표층부와 벽 두께 중앙부의 금속 조직에서 차지하는 마르텐사이트 상과 베이나이트 상의 합계 비율이 각각, 95체적% 이상, 80체적% 이상인 상기 (1) 기재의 고강도 강판.(2) The high strength steel sheet according to the above (1), wherein the total ratio of the martensite phase and the bainite phase in the metal structure of the surface layer portion and the wall thickness center portion is 95 vol% or more and 80 vol% or more, respectively.
(3) 상기 (1) 또는 (2) 기재의 고강도 강판을 가공하여 얻어지는 고강도 용접 강관.(3) A high strength welded steel pipe obtained by processing the high strength steel sheet according to the above (1) or (2).
(4) 질량%로, C:0.01∼0.10%, Si:0.30% 이하, Mn:1.20∼2.50%, P:0.010% 이하, S:0.002% 이하, Ni:0.2∼1.5%, Mo:0.1∼0.8%, Nb:0.005∼0.06%, Ti:0.004∼0.025%, sol.Al:0.05% 이하, N:0.0050% 이하 및 O(산소):0.003% 이하를 함유하고, 또는, 상기 성분에 더하여, 추가로, 하기 제1 그룹 또는/및 제2 그룹의 성분을 함유하고,(4) In mass%, C: 0.01 to 0.10%, Si: 0.30% or less, Mn: 1.20 to 2.50%, P: 0.01% or less, S: 0.002% or less, Ni: 0.2 to 1.5%, Mo: 0.1 to 0.8%, Nb: 0.005 to 0.06%, Ti: 0.004 to 0.025%, sol.Al: 0.05% or less, N: 0.0050% or less and O (oxygen): 0.003% or less, or in addition to the above components, In addition, it contains a component of the following first group and / or second group,
제1 그룹의 성분··질량%로, Cr:1.0% 이하, Cu:0.1∼1.5%, V:0.1% 이하 및 B:0.0030% 이하 중의 1종 이상1% or more of components: mass% of a 1st group in Cr: 1.0% or less, Cu: 0.1-1.5%, V: 0.1% or less, and B: 0.0030% or less
제2 그룹의 성분··Ca:0.01% 이하, Mg:0.01% 이하, Zr:0.01% 이하 및 REM:0.05% 이하 중의 1종 이상 Component of the second group.Ca: 0.01% or less, Mg: 0.01% or less, Zr: 0.01% or less and REM: 0.05% or less
잔부가 Fe 및 불순물이고, 하기 (1)식으로 표시되는 A값이 0.5% 이하의 강을 950∼1200℃로 가열 후, 열간 압연을 행하여 마감 온도 900∼600℃에서 압연을 종료하고, 600℃를 하회하지 않는 온도 영역으로부터 550℃ 이하의 온도까지 4℃/초 이상의 냉각 속도로 가속 냉각한 후, 복열 온도 폭이 70℃ 이하가 되도록 하여 냉각을 종료하는 것을 특징으로 하는 고강도 강의 제조 방법.The remainder is Fe and impurities, and after heating the steel having an A value of 0.5% or less represented by the following formula (1) to 950 to 1200 ° C, hot rolling is performed to finish rolling at a finishing temperature of 900 to 600 ° C, and 600 ° C. The method of producing high strength steel, characterized in that the cooling is terminated after the accelerated cooling is performed at a cooling rate of 4 ° C / sec or more from a temperature range not lower than 550 ° C to a temperature of 4 ° C / sec or more, so that the recuperation temperature width is 70 ° C or less.
A=12P+45S+67(N+O) ···(1)A = 12P + 45S + 67 (N + O) ... (1)
여기서, (1)식 중의 원소 기호는 어느 것이나 강 중에 함유되는 각 원소의 함유량(질량%)을 의미한다.Here, the element symbol in (1) formula means content (mass%) of each element contained in steel.
상기 「X선 회절 강도의 반가폭」이란 X선 회절 강도의 데이터(「회절 강도-각도」 데이터)에 있어서, 회절 강도가 가장 높은 강도값의 1/2인 곳에서의 분포의 폭을 각도로 나타낸 것이다. 한편, 「반가폭」에 대해서는, 후에 상술한다.The "half width of X-ray diffraction intensity" refers to the width of the distribution where the diffraction intensity is 1/2 of the highest intensity value in the X-ray diffraction intensity data ("diffraction intensity-angle" data). It is shown. In addition, "half width" is explained later.
또, 「REM」이란 희토류 원소로, 스칸듐(Sc), 이트륨(Y) 및 란탄족(15개 원소)을 가리킨다. REM의 함유량은 함유되어 있는 희토류 원소의 합계의 함유량이다.In addition, "REM" is a rare earth element and refers to scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanide (15 elements). Content of REM is content of the sum total of the rare earth elements contained.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)(The best form to carry out invention)
이하, 본 발명의 고장력 강판과 그 제조 방법 및 용접 강관을 상기한 바와 같이 규정한 이유에 대해서 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 있어서, 합금 원소의 「%」는 「질량%」를 의미한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the reason which prescribed | regulated the high tensile strength steel plate of this invention, its manufacturing method, and a welded steel pipe as mentioned above is demonstrated in detail. In addition, below, "%" of an alloying element means "mass%."
우선, 강의 화학 조성에 대해서 설명한다.First, the chemical composition of steel is demonstrated.
C:0.01∼0.10%C: 0.01% to 0.10%
C는 강도를 확보할 목적으로 함유시키지만, 0.01% 미만의 함유량에서는 담금질성이 부족하여 750㎫ 이상의 인장 강도를 확보하는 것이 어렵고, 또 인성도 충분하지 않다. 반대로, 0.10%를 초과하여 함유시키면, 강(모재) 및 용접부, 특히 용접열 영향부(HAZ)의 인성이 저하한다. 또, 용접 시공시에 있어서의 용접성도 저하한다. 이 때문에, C 함유량은 0.01∼0.10%로 했다. 바람직한 범위는 0.02∼0.08%, 보다 바람직한 범위는 0.03∼0.08%이다.Although C is included for the purpose of securing strength, at a content of less than 0.01%, hardenability is insufficient, making it difficult to secure tensile strength of 750 MPa or more, and insufficient toughness. Conversely, when it contains exceeding 0.10%, the toughness of steel (base material) and a weld part, especially weld heat influence part (HAZ) falls. Moreover, the weldability at the time of welding construction also falls. For this reason, C content was made into 0.01 to 0.10%. The range is preferably 0.02% to 0.08%, and more preferably 0.03% to 0.08%.
Si:0.30% 이하Si: 0.30% or less
Si는 탈산제로서 보통 첨가되지만, 그 함유량이 0.30%를 초과하면, 강 및 그 용접부의 인성이 저하한다. 이 때문에, Si 함유량은 0.30 이하로 했다. 바람직한 상한은 0.20%, 보다 바람직한 상한은 0.15%이다. 한편, 하한은 특별히 규정되지 않지만 충분한 탈산 효과를 얻기 위해서는 Si 함유량을 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다.Si is usually added as a deoxidizer, but when its content exceeds 0.30%, the toughness of the steel and its welded portion decreases. For this reason, Si content was made into 0.30 or less. The upper limit is preferably 0.20% and more preferably 0.15%. On the other hand, although a minimum in particular is not prescribed | regulated, in order to acquire sufficient deoxidation effect, it is preferable to make Si content into 0.01% or more.
Mn:1.20∼2.50%Mn: 1.20 to 2.50%
Mn은 담금질성을 향상시켜 강도를 높이기 위해서 함유시키지만, 1.20% 미만의 함유량에서는 750㎫ 이상의 인장 강도를 확보하는 것이 곤란하다. 반대로 2.50%를 초과하여 함유시키면, 강 및 그 용접부의 인성이 저하한다. 이 때문에, Mn 함유량은 1.20∼2.50%로 했다. 바람직한 범위는 1.2∼2.2%, 보다 바람직한 범위는 1.2∼1.7%이다.Although Mn is contained in order to improve hardenability and raise strength, it is difficult to ensure tensile strength of 750 MPa or more at a content of less than 1.20%. On the contrary, when it contains exceeding 2.50%, the toughness of steel and its weld part will fall. For this reason, Mn content was made into 1.20 to 2.50%. Preferable range is 1.2 to 2.2%, and more preferable range is 1.2 to 1.7%.
P:0.010% 이하P: 0.010% or less
P는 불순물 원소로, 강 및 그 용접부, 그 중에서도 용접열 영향부의 저온 인성을 저하시킬 뿐만 아니라, 용접성도 저하시킨다. 따라서, P 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하지만, 불가피한 혼입은 피할 수 없고, 과도한 저감은 비용 상승을 초래하므로, 실질적인 해를 발생시키지 않는 한도로서, 그 상한을 0.010%로 했다. 바람직한 상한은 0.008%, 보다 바람직한 상한은 0.005%이다. 한편, P 함유량은 후술하는 (1)식을 충족시킬 필요가 있다.P is an impurity element, and not only lowers the low-temperature toughness of the steel and its welded portion, especially the weld heat affected portion, but also lowers the weldability. Therefore, the lower the P content is, the more preferable it is. However, unavoidable mixing is inevitable, and excessive reduction leads to an increase in cost. Therefore, the upper limit is set to 0.010% as long as no substantial harm is caused. The upper limit is preferably 0.008%, and more preferably 0.005%. On the other hand, P content needs to satisfy | fill Formula (1) mentioned later.
S:0.002% 이하S: 0.002% or less
S는 상기 P와 마찬가지의 불순물 원소로, 강 및 그 용접부, 그 중에서도 용접열 영향부의 저온 인성을 저하시킬 뿐만 아니라, 용접성도 저하시킨다. 본 발명에 있어서는 그 함유량의 저감이 필수적인 원소이다. 다시 말해, 인장 강도 750㎫ 이상의 고강도 강판에 충분한 극저온 인성을 확보하기 위해서는 S 함유량을 될 수 있는 한 낮게 하는 것이 바람직하지만, 불가피한 혼입은 피할 수 없고, 과도한 저감은 비용 상승을 초래하므로, 실질적인 해를 발생시키지 않는 한도로서, 0.002% 이하로 했다. 바람직한 상한은 0.0008%, 보다 바람직한 상한은 0.0005%이다. 한편, S 함유량은 후술하는 (1)식을 충족시킬 필요가 있다.S is an impurity element similar to the above P, and not only lowers the low-temperature toughness of the steel and its welded portion, especially the weld heat affected portion, but also lowers the weldability. In this invention, reduction of the content is an essential element. In other words, in order to secure sufficient cryogenic toughness in high strength steel sheets with a tensile strength of 750 MPa or more, it is desirable to keep the S content as low as possible, but unavoidable mixing is unavoidable, and excessive reduction leads to an increase in cost, thereby causing substantial harm. As long as it does not generate | occur | produce, it was 0.002% or less. The upper limit is preferably 0.0008% and more preferably 0.0005%. In addition, S content needs to satisfy | fill Formula (1) mentioned later.
Ni:0.2∼1.5%Ni: 0.2-1.5%
Ni는 강의 저온 인성, 취성 균열 전파 정지 성능을 개선시키는 이외, 용접성도 향상시키는 작용을 갖는다. 이들 효과는 불순물량 레벨에서도 얻어지지만, 0.2% 이상의 함유량에서 현저해진다. 그러나, 1.5%를 초과하여 함유시켜도, 비용 상승에 비해 상기 효과의 향상 여유분이 작아질 뿐만 아니라, 담금질-템퍼링 처리에 의해 과도한 잔류 오스테나이트가 생성하고, 항복 강도가 저하하여 버리는 경우가 있다. 이 때문에, 적극적으로 첨가 함유시키는 경우의 Ni 함유량은 0.2∼1.5%로 하는 것이 좋다.Ni has the effect of improving weldability in addition to improving the low temperature toughness and brittle crack propagation stopping performance of steel. These effects are obtained even at the impurity level, but become remarkable at a content of 0.2% or more. However, even if it contains more than 1.5%, not only the margin of improvement of the said effect becomes small compared with a cost increase, but excessive residual austenite is produced by quenching-tempering treatment, and yield strength may fall. For this reason, it is good to make Ni content into 0.2 to 1.5% at the time of positively adding and containing.
Mo:0.1∼0.8%Mo: 0.1-0.8%
Mo는 담금질성을 향상시킴과 더불어, 고용 강화에 의해 강의 강도 및 인성을 향상시킨다. 또, Nb와의 복합 첨가시에는 조직의 미세화를 촉진하는 동시에, 적당한 잔류 오스테나이트를 강 중에 분산시켜서 모재 및 용접부 인성을 향상시키는 작용을 갖는다. 이들 효과는 0.1% 이상의 함유량에서 현저해진다. 그러나, 0.8%를 초과하여 함유시키면, 강도를 과도하게 증가시켜, 모재 및 그 용접부의 인성을 손상한다. 이 때문에, Mo 함유량은 0.1∼0.8%로 했다.Mo improves the hardenability and improves the strength and toughness of the steel by strengthening the solid solution. In addition, the composite addition with Nb promotes the refinement of the structure, and also has the effect of dispersing suitable residual austenite in steel to improve the base metal and the welded part toughness. These effects become remarkable at a content of 0.1% or more. However, when it contains exceeding 0.8%, intensity | strength will be excessively increased and the toughness of a base material and its weld part will be impaired. For this reason, Mo content was made into 0.1 to 0.8%.
Nb:0.005∼0.06%Nb: 0.005 to 0.06%
Nb는 강의 조직을 미세화시켜, 고강도 강의 인성을 대폭으로 향상시키는 원소이지만, 0.005% 미만의 함유량에서는 상기 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 0.06%를 초과하여 함유시키면, 용접성이 손상된다. 이 때문에, Nb 함유량은 0.005∼0.06%로 했다. 바람직한 범위는 0.005∼0.03%, 보다 바람직한 범위는 0.005∼0.02%이다.Nb is an element which refines the structure of the steel and greatly improves the toughness of the high strength steel, but the content is not obtained at a content of less than 0.005%. On the other hand, when it contains exceeding 0.06%, weldability will be impaired. For this reason, Nb content was made into 0.005 to 0.06%. The range is preferably 0.005% to 0.03%, and more preferably 0.005% to 0.02%.
Ti:0.004∼0.025% Ti: 0.004-0.025%
Ti는 강 및 그 용접열 영향부의 조직을 미세화하고, 모재 및 그 용접열 영향부의 저온 인성을 향상시키는 원소이지만, 0.004% 미만의 함유량에서는 상기 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 0.025%를 초과하여 함유시키면, 강 및 그 용접부, 그 중에서도 용접열 영향부의 저온 인성을 손상할 뿐만 아니라, 용접성도 저하시킨다. 이 때문에, Ti 함유량은 0.004∼0.025%로 했다. 바람직한 범위는 0.004∼0.015%, 보다 바람직한 범위는 0.004∼0.010%이다.Ti is an element that refines the structure of the steel and the weld heat affected zone and improves the low temperature toughness of the base material and the weld heat affected zone, but the above effect cannot be obtained at a content of less than 0.004%. On the other hand, when it contains exceeding 0.025%, not only the low-temperature toughness of steel and its weld part, especially the welding heat influence part, but a weldability also fall. For this reason, Ti content was made into 0.004 to 0.025%. The range is preferably 0.004% to 0.015%, and more preferably 0.004% to 0.010%.
sol.Al:0.05% 이하sol.Al: 0.05% or less
Al은 탈산제로서 보통 첨가되는 원소로, 강 중에 불순물로서 함유되는 N을 AlN으로서 고정하는 작용을 갖지만, 그 함유량이 sol.Al 함유량으로 0.05%를 초과하면, 용접부의 특성이 열화할 뿐만 아니라, 용접성도 오히려 저하하는 동시에, M-A 비율(섬 형상 마르텐사이트 조직의 존재 비율)이 증가하여, 인성이 열화한다. 이 때문에, Al의 함유량은 sol.Al 함유량으로 0.05% 이하로 했다. 바람직한 상한은 0.035%, 보다 바람직한 상한은 0.025%이다. 한편, 하한은 특별히 규정될 필요는 없지만, 상기 효과를 충분히 얻기 위해서는 sol.Al 함유량을 0.0005% 이상으로 하는 것이 바람직하다.Al is an element usually added as a deoxidizer, and has a function of fixing N contained as an impurity in steel as AlN, but when the content exceeds 0.05% by sol.Al content, not only the weld property deteriorates but also weldability. At the same time, the MA ratio (the ratio of island-like martensite structure) increases, and the toughness deteriorates. For this reason, content of Al was made into 0.05% or less by sol.Al content. The upper limit is preferably 0.035%, and more preferably 0.025%. On the other hand, the lower limit does not need to be particularly defined, but in order to sufficiently obtain the above effects, the sol.Al content is preferably made 0.0005% or more.
N:0.0050% 이하N: 0.0050% or less
N은 불순물 원소로, 강의 인성을 저하시키는 유해한 원소이며, 그 함유량이 0.0050%를 초과하면, 소망의 저온 인성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, N 함유량은 0.0050% 이하로 했다. 바람직한 상한은 0.0025%, 보다 바람직한 상한은 0.0020%이지만, N 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 한편, N 함유량은 후술하는 (1)식을 충족시킬 필요가 있다.N is an impurity element, which is a harmful element that lowers the toughness of steel, and when the content thereof exceeds 0.0050%, the desired low temperature toughness cannot be secured. For this reason, N content was made into 0.0050% or less. Although a preferable upper limit is 0.0025% and a more preferable upper limit is 0.0020%, the lower the N content, the better. In addition, N content needs to satisfy | fill Formula (1) mentioned later.
O(산소):0.003% 이하O (oxygen): 0.003% or less
O는 상기 N과 마찬가지의 불순물 원소로, 강의 인성을 저하시키는 지극히 유해한 원소이며, 그 함유량이 0.003%를 초과하면, 소망의 저온 인성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, O 함유량은 0.003% 이하로 했다. 바람직한 상한은 0.0018%, 보다 바람직한 상한은 0.0012%이지만, O 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 한편, O 함유량은 다음에 설명하는 (1)식을 충족시킬 필요가 있다.O is an impurity element similar to the above N and is an extremely harmful element that lowers the toughness of steel. When the content exceeds 0.003%, the desired low temperature toughness cannot be secured. For this reason, O content was made into 0.003% or less. The upper limit is preferably 0.0018% and more preferably 0.0012%, but the lower the O content, the better. In addition, O content needs to satisfy | fill Formula (1) demonstrated next.
A값:0.5% 이하A value: 0.5% or less
P, S, N 및 O의 각 원소는 각각 전술한 범위 내의 함유량으로 억제하는 동시에, 하기 (1)식(식 중의 원소 기호는 강 중에 함유되는 각 원소의 함유량(%)을 의미한다)으로 표시되는 A값이 0.5% 이하인 것이 필요하다.Each element of P, S, N and O is suppressed to the content within the above-mentioned range, respectively, and is represented by the following formula (1) (The element symbol in a formula means content (%) of each element contained in steel) It is necessary that the A value to be 0.5% or less.
A=12P+45S+67(N+O) ···(1) A = 12P + 45S + 67 (N + O) ... (1)
즉, A값이 0.5%를 초과하는 강재에 있어서는, 적절한 열간 압연 및 압연 후의 처리(후술하는 가속 냉각)를 실시해도 강 조직 중에 미세한 전위 하부 조직이 충분히 도입되지 않고, 또 용접부도 충분히 미세화되지 않아, 목적으로 하는 고강도, 고인성을 얻을 수 없다. 이 때문에, A값은 0.5% 이하로 했다. A값의 바람직한 상한은 0.4%이다.That is, in a steel material having an A value of more than 0.5%, even after performing appropriate hot rolling and post-rolling treatment (accelerated cooling described later), the fine dislocation understructure is not sufficiently introduced into the steel structure, and the welded portion is not sufficiently refined. The target high strength and high toughness cannot be obtained. For this reason, A value was made into 0.5% or less. The upper limit with preferable A value is 0.4%.
본 발명의 고강도 강판은 강의 화학 조성에 대해서는, 이상에 설명한 성분과 잔부 Fe 및 불순물로 이루어지는 것이면 충분하지만, 필요에 따라서 Cr, Cu, V, B, Ca, Mg, Zr 및 REM 중 어느 1종 이상을 적극적으로 첨가 함유시켜도 된다. 이 경우는, 강 및 그 용접부, 그 중에서도 용접열 영향부의 저온 인성, 용접성을 해치는 일 없이 고강도가 얻어지고, 보다 고강도의 강판이나 강관 등을 얻을 수 있다.The high-strength steel sheet of the present invention is sufficient to consist of the above-described components, the balance Fe and impurities with respect to the chemical composition of the steel, but if necessary, any one or more of Cr, Cu, V, B, Ca, Mg, Zr, and REM may be used. You may positively add and contain. In this case, high strength can be obtained without damaging the low-temperature toughness and weldability of steel and its weld part, especially the welding heat influence part, and a steel plate, steel pipe, etc. of higher strength can be obtained.
Cu:0.1∼1.5%Cu: 0.1-1.5%
Cu는 담금질성을 향상시켜, 용접성을 그다지 해치는 일 없이 강(모재)을 강인화하는 작용을 가지며, 그 효과는 0.1% 이상의 함유량에서 현저해진다. 그러나, 1.5%를 초과하여 함유시키면, 모재 및 그 용접부의 인성이 손상될 뿐만 아니라, 열간 연성을 크게 저하시키는 경우가 있다. 이 때문에, 첨가하는 경우의 Cu 함유량은 0.1∼1.5%로 하는 것이 좋다.Cu improves hardenability and has the effect of toughening steel (base material) without harming weldability so much, and the effect becomes remarkable by content of 0.1% or more. However, when it contains exceeding 1.5%, not only the toughness of a base material and its weld part may be impaired, but hot ductility may fall significantly. For this reason, Cu content in the case of adding is good to be 0.1 to 1.5%.
Cr:1.0% 이하Cr: 1.0% or less
V:0.1% 이하V: 0.1% or less
B:0.0030% 이하B: 0.0030% or less
이들 원소는 어느 것이나, 담금질성을 향상시켜서 강을 강인화하는 작용을 갖는다. 그러나, Cr, V 및 B는 각각, 1.0%, 0.1%, 0.0030%를 초과하여 함유시키면, 어느 것이나 강도 상승이 과도해지고, 강 및 그 용접부의 인성이 손상되는 일이 있다. 이 때문에, Cr, V 및 B의 함유량은 각각, 1.0% 이하, 0.1% 이하 및 0.0030% 이하로 했다. 상기 효과는 어느 원소에 대해서도, 불순물량 레벨에서도 얻어진다. 따라서, 하한은 특별히 규정되지 않지만 Cr에서는 0.01% 이상, V에서는 0.005% 이상, B에서는 0.0003% 이상의 함유량에서 현저한 효과가 보여지므로, 적극적으로 첨가 함유시키는 경우의 Cr, V 및 B의 함유량은 각각, 0.01∼1.0%, 0.005∼0.1%, 0.0003∼0.0030%로 하는 것이 바람직하다.All of these elements have an effect of improving hardenability and toughening steel. However, when Cr, V, and B are contained in excess of 1.0%, 0.1%, and 0.0030%, respectively, the strength increases excessively, and the toughness of the steel and the weld portion thereof may be damaged. For this reason, content of Cr, V, and B was 1.0% or less, 0.1% or less, and 0.0030% or less, respectively. The said effect is acquired also at an impurity amount level with respect to any element. Therefore, although the lower limit is not specifically defined, a remarkable effect is seen in the content of 0.01% or more in Cr, 0.005% or more in V, and 0.0003% or more in B. Therefore, the contents of Cr, V and B in the case of actively adding and containing are respectively, It is preferable to set it as 0.01 to 1.0%, 0.005 to 0.1%, and 0.0003 to 0.0030%.
Ca:0.01% 이하 Ca: 0.01% or less
Mg:0.01% 이하 Mg: 0.01% or less
Zr:0.01% 이하 Zr: 0.01% or less
REM(희토류 원소):0.05% 이하 REM (rare earth element): 0.05% or less
이들 원소는 어느 것이나, 강 중의 개재물의 형태를 제어하고, 강 및 그 용접부의 인성 및 내식성을 향상시키는 이외, 저온 인성에 유해한 원소(N, C, O)를 안정화시키는 작용을 갖는다. 그러나, Ca, Mg 및 Zr은 어느 것이나, 0.01%를 초과하여 함유시키면, 또 REM에 대해서는 0.05%를 초과하여 함유시키면, 강의 청정도가 저하하고, 강 및 그 용접부의 인성이 저하한다. 이 때문에, Ca, Mg 및 Zr의 함유량은 어느 것이나 0.01% 이하, REM의 함유량은 0.05% 이하로 했다.All of these elements have an action of stabilizing elements (N, C, O) harmful to low temperature toughness, in addition to controlling the form of inclusions in the steel and improving the toughness and corrosion resistance of the steel and its welded portions. However, when Ca, Mg, and Zr are all contained in an amount exceeding 0.01% and in an amount exceeding 0.05% in REM, the cleanliness of the steel decreases and the toughness of the steel and its welded portion decreases. For this reason, content of Ca, Mg, and Zr was 0.01% or less in all, and content of REM was 0.05% or less.
상기 효과는 어느 원소에 대해서도, 불순물량 레벨에서도 얻어진다. 따라서, 하한은 특별히 규정되지 않지만, 어느 것이나 0.0005% 이상의 함유량에서 현저한 효과가 보여지므로, 적극적으로 첨가 함유시키는 경우의 Ca, Mg 및 Zr의 함유량은 어느 것이나 0.0005∼0.01%, REM의 함유량은 0.0005∼0.05%로 하는 것이 바람직하다.The said effect is acquired also at an impurity amount level with respect to any element. Therefore, although the lower limit is not specifically defined, since a remarkable effect is seen in content of 0.0005% or more in all, content of Ca, Mg, and Zr in the case of actively adding and containing is 0.0005 to 0.01%, and content of REM is 0.0005 to It is preferable to set it as 0.05%.
한편, 용접성이나 강의 청정도를 고려하여, 이하에 나타내는 탄소 당량 Ceq 및 Vs를 각각 0.40∼0.58 및 0.28∼0.42%의 범위 내로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable in consideration of weldability and cleanliness of Steel, that the carbon equivalent C eq and V s shown below into, respectively from 0.40 to 0.58 and a range of 0.28~0.42%.
Ceq(%)=C+(Mn/6)+{(Cu+Ni)/15}+{(Cr+Mo+V)/5}C eq (%) = C + (Mn / 6) + {(Cu + Ni) / 15} + {(Cr + Mo + V) / 5}
Vs(%)=C+(Mn/5)+5P-(Ni/10)-(Mo/15)+(Cu/10)V s (%) = C + (Mn / 5) + 5P- (Ni / 10)-(Mo / 15) + (Cu / 10)
여기서, 원소 기호는 어느 것이나 그 원소의 함유량(%)을 의미한다.Herein, the element symbol means content (%) of the element.
Ceq를 0.40∼0.58%로 하는 것이 바람직한 이유는 모재뿐만 아니라 용접열 영향부에 있어서도 베이나이트와 마르텐사이트의 혼합 조직으로 함으로써, 인성의 열화를 수반하는 일 없이 넓은 제조 조건으로 소망의 조직을 갖는 강을 얻는 것이 가능해지기 때문이다. 탄소 당량이 하한값에 미치지 못하는 경우에는 담금질성의 부족 때문에 모재의 인장 강도를 750㎫ 이상으로 유지하는 것이 곤란해진다. 또, 탄소 당량이 상한값을 초과하는 경우에는, 담금질성의 과도한 상승 때문에 용접열 영향부에서의 인성 및 강판 표면에서의 인성이 열화한다.The reason why C eq is preferably 0.40 to 0.58% is that the mixed structure of bainite and martensite is used not only in the base metal but also in the heat affected zone of welding, so that the desired structure can be obtained under a wide range of manufacturing conditions without accompanying deterioration of toughness. Because it is possible to get a river. When the carbon equivalent is less than the lower limit, it is difficult to maintain the tensile strength of the base metal at 750 MPa or more due to the lack of hardenability. When the carbon equivalent exceeds the upper limit, the toughness at the weld heat affected zone and the toughness at the surface of the steel sheet are deteriorated due to excessive increase in hardenability.
Vs를 0.28∼0.42%로 하는 것은 연속 주조 주편의 중심 편석을 경감하기 위해서이다. Vs값이 0.42%를 초과하면, 중심 편석이 강하게 발생하고, 인장 강도가 750㎫ 이상의 고강도 강인 경우, 중심부의 인성의 열화가 발생한다. 한편, 0.28% 미만에서는, 중심 편석은 발생하지 않지만 인장 강도 750㎫ 이상을 확보할 수 없다.It is a V s with 0.28~0.42% in order to reduce the center segregation of continuous casting the cast. When the V s value exceeds 0.42%, central segregation occurs strongly, and when the tensile strength is high strength steel of 750 MPa or more, deterioration of toughness at the center portion occurs. On the other hand, if less than 0.28%, center segregation does not occur but tensile strength of 750 MPa or more cannot be secured.
상기 (1) 기재의 고강도 강판은 이상에 설명한 화학 조성을 갖는 강으로 이루어지고, 또한 (110)면으로부터의 X선 회절 강도의 반가폭이 0.18도 이상인 강판이다. 상기 X선 회절 강도의 반가폭을 0.18도 이상으로 하는 것은, 이하의 이유에 따른다.The high strength steel sheet described in the above (1) is made of steel having the chemical composition described above, and is a steel sheet whose half width of the X-ray diffraction intensity from the (110) plane is 0.18 degrees or more. The half width of the X-ray diffraction intensity is 0.18 degrees or more for the following reasons.
도 1은 강의 (110)면에 있어서의 X선 회절 강도의 데이터를 모식적으로 도시하는 도면으로, X선 회절 강도의 반가폭을 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 (a)는 피크가 하나인 경우, (b)는 피크가 둘로 나뉘어져 있는 경우이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 반가폭은 이 회절 강도의 피크에 있어서, 회절 강도가 가장 높은 강도값(피크값)의 1/2인 강도값의 곳에 있어서의 분포의 폭을 각도로 나타낸 것이다. 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 피크가 둘로 나뉘어져 있는 경우에는, 높은 쪽의 피크 강도값의 1/2인 값을 취한다.FIG. 1: is a figure which shows the data of X-ray diffraction intensity on the (110) plane of steel typically, and is for demonstrating the half width of X-ray diffraction intensity. (A) of FIG. 1 shows one peak, and (b) shows a case where the peak is divided into two. As shown in Fig. 1, the half width indicates the width of the distribution in degrees at the intensity value at which the diffraction intensity is 1/2 of the highest intensity value (peak value) at the peak of the diffraction intensity. As shown in Fig. 1 (b), when the peak is divided into two, a value that is 1/2 of the higher peak intensity value is taken.
X선 회절 강도의 반가폭은 금속 조직 등에 있어서의 격자 결함 밀도의 평가 파라미터의 1개이지만, 본 발명의 고강도 강판에서는, 이 반가폭을 이용하여, 저온 영역에서의 고인성을 달성하기 위한 지표가 되는 격자 결함 밀도를 한정했다. 다시 말해, 베이나이트 상이나 마르텐사이트 상의 (110)면에서의 X선 회절 강도의 반가폭이 0.18도 이상이라는 조건을 만족하면, 미세한 서브그레인의 형성에 관련한 격자 결함 밀도가 크고, 저온 영역에서 뛰어난 고인성이 발휘된다. 한편, 상기 X선 회절 강도의 반가폭은 0.22도 이상이 바람직하고, 0.25도 이상이면 더욱 바람직하다.The half width of the X-ray diffraction intensity is one of the evaluation parameters of the lattice defect density in the metal structure and the like, but in the high strength steel sheet of the present invention, the index for achieving high toughness in the low temperature region is obtained by using the half width. The lattice defect density becomes limited. In other words, when the half width of the X-ray diffraction intensity on the (110) plane of the bainite or martensite phase is satisfied to be 0.18 degrees or more, the lattice defect density associated with the formation of fine subgrains is large and excellent in the low temperature region. Toughness is exerted. On the other hand, the half width of the X-ray diffraction intensity is preferably 0.22 degrees or more, more preferably 0.25 degrees or more.
X선 회절을 행하는 결정면을 (110)면으로 한 것은, 이 결정면이 X선 회절에 있어서 가장 일반적으로 이용되기 때문이다. 본 발명의 고강도 강판에서는, 양호한 저온 인성을 얻기 위해서, 「(110)면에서의 X선 회절 강도의 반가폭이 0.18도 이상」이라고 규정하지만, 인장 강도에서 750㎫급 이상의 강도를 갖는 강판의 경우는, 강도 등의 밸런스의 관점으로부터, 반가폭을 0.20∼0.30도로 하는 것이 바람직하다.The crystal plane on which X-ray diffraction is made the (110) plane is because this crystal plane is most commonly used in X-ray diffraction. In the high-strength steel sheet of the present invention, in order to obtain good low-temperature toughness, the "half width of the X-ray diffraction intensity on the (110) plane is defined to be 0.18 degrees or more", but in the case of the steel sheet having a strength of 750 MPa or more in tensile strength From the viewpoint of the balance of strength and the like, it is preferable that the half width is 0.20 to 0.30 degrees.
상기 반가폭은 회절 패턴으로 Kα1과 Kα2의 피크가 독립적으로 드러날 때는, Kα1의 피크의 1/2 강도값의 곳에서의 값을 취하고, Kα1과 Kα2의 피크의 1/2 강도값의 곳에서의 값이 일부 중첩되어 나타날 때는 합계의 폭으로 측정한다. 한편, 상기 반가폭의 측정은 두께 방향에서 강판 표면으로부터 1㎜ 내부로 들어간 부위에 있어서, 압연면과 평행한 면에서 행하는 것으로 한다.The half-width is taken as a half intensity value of the peak of Kα1 when the peaks of Kα1 and Kα2 are revealed independently in a diffraction pattern, and at the half intensity value of the peaks of Kα1 and Kα2. If the values appear to overlap, measure the width of the sum. In addition, the said half width measurement shall be performed in the surface parallel to a rolling surface in the site | part which entered 1 mm inside from the steel plate surface in the thickness direction.
(1) 기재의 고강도 강판은 상기와 같이 화학 조성(A값이 0.5 이하라는 조건도 포함한다)과 X선 회절 강도의 반가폭을 규정한 강판이다. 반가폭을 0.18도 이상으로 하는 것은, 후술하는 바와 같이, 열간 압연과 압연 후의 처리를 적절히 행함으로써 가능하고, 이에 의해 미세하게 발달한 전위 하부 조직을 갖는 베이나이트, 마르텐사이트 혹은 이들 혼합 조직이 얻어진다. 이 금속 조직을 정량적으로 규정한 강판이 다음에 설명하는 (2) 기재의 강판이다.The high strength steel plate of (1) base material is a steel plate which prescribed | regulated the chemical composition (the condition that A value is 0.5 or less) and the half width of X-ray-diffraction intensity as mentioned above. The half width can be set to 0.18 degrees or more by appropriately performing the hot rolling and the post-rolling treatment as described later, whereby bainite, martensite, or a mixed structure having finely developed dislocation substructures can be obtained. Lose. The steel plate which quantitatively prescribed this metal structure is a steel plate of description of (2) demonstrated next.
상기 (2) 기재의 고강도 강판은 (1)의 고강도 강판에 있어서, 또한, 금속 조직이, 표층부의 금속 조직에서 차지하는 마르텐사이트 상과 베이나이트 상의 합계 비율이 95체적% 이상이며, 벽 두께 중앙부의 금속 조직에서 차지하는 마르텐사이트 상과 베이나이트 상의 합계 비율이 80체적% 이상인 강판이다.In the high strength steel sheet of the above-mentioned (2), in the high strength steel sheet of (1), the total ratio of martensite phase and bainite phase in which the metal structure occupies in the metal structure of the surface layer portion is 95% by volume or more, It is a steel plate whose total ratio of a martensite phase and a bainite phase occupies in a metal structure is 80 volume% or more.
이 강판에서는 상기 (a)∼(c)의 조건이 명확히 충족되고 있어, 충분히 미세하고 발달한 전위 하부 조직을 갖는 베이나이트, 마르텐사이트 혹은 이들 혼합 조직이 얻어진다. 따라서, 저온에 있어서의 파괴 발생 억제 특성, 파괴 전파 정지 특성이 현격히 뛰어나므로, 불안정 파괴 저항 특성이 한층 더 향상하고, 750㎫ 이상의 고강도와, -46℃에 있어서의 샤르피 충격 특성 및 DWTT 특성을 양립시킬 수 있다.In this steel sheet, the conditions (a) to (c) are clearly satisfied, and bainite, martensite, or a mixed structure thereof having a sufficiently fine and developed dislocation substructure is obtained. Therefore, the breakage generation suppression characteristics and breakage propagation stop characteristics at low temperatures are remarkably excellent, and thus the unstable fracture resistance characteristics are further improved, and both the high strength of 750 MPa and higher, the Charpy impact characteristic and the DWTT characteristic at -46 ° C are compatible. You can.
상기 반가폭이 0.18도 미만의 강판에서는, 전위 하부 조직의 발달이 충분하지 않고, 또 미세하지 않기 때문에, 금속 조직이 상기 조건을 충족시키고 있어도, 충분한 샤르피 충격 특성이나 DWTT 특성을 얻을 수 없다.In the steel sheet having a half width of less than 0.18 degrees, the development of the dislocation underlayer is not sufficient and fine. Therefore, even if the metal structure satisfies the above conditions, sufficient Charpy impact characteristics and DWTT characteristics cannot be obtained.
또, 반대로, 강의 화학 조성이 본 발명에서 규정하는 범위로부터 벗어나거나, 강의 조직이 본 발명에서 규정하는 조직이지 않은 경우에는, (110)면 피크의 반가폭이 0.18도 이상이어도, 미세한 전위 하부 조직으로는 되지 않고, 고강도와 고인성의 양쪽을 겸비한 강판은 얻어지지 않는다.On the contrary, when the chemical composition of the steel is out of the range defined by the present invention or the structure of the steel is not the structure defined by the present invention, even if the half width of the (110) plane peak is 0.18 degrees or more, the minute dislocation underlayer is fine. The steel sheet which combines both high strength and high toughness is not obtained.
다음에, 전술한 본 발명의 고강도 강의 제조 방법(상기 (4)의 방법)에 대해서 설명한다.Next, the manufacturing method of the high strength steel (method of said (4)) of this invention mentioned above is demonstrated.
본 발명의 고강도 강판은 강의 화학 조성이 본 발명에서 규정하는 조건을 충족시키는 한, 통상의 열간 압연 후에 재가열 담금질하여 템퍼하는 방법이나, 마찬가지로 통상의 열간 압연 후에 직접 담금질하여 템퍼하는 방법, 또한 마찬가지로 통상의 열간 압연 후에 가속 냉각 처리하는 방법 등에 의해 제조하는 것도 가능하다. 그러나, 확실하게, 또한 안정하게 제조하는 데는 하기의 조건에 따라 열간 압연을 실시한 후, 가속 냉각 처리하는 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.The high strength steel sheet of the present invention is a method of reheat quenching and tempering after ordinary hot rolling as long as the chemical composition of the steel satisfies the conditions specified in the present invention, or similarly, a method of directly quenching and tempering after normal hot rolling, and also similarly ordinary It is also possible to manufacture by a method of accelerated cooling treatment after hot rolling. However, in order to reliably and stably manufacture, it is preferable to manufacture by the method of accelerated-cooling after performing hot rolling according to the following conditions.
가열 온도:950∼1200℃Heating temperature: 950-1200 degrees Celsius
가열 온도가 950℃ 미만이면, 750㎫ 이상의 인장 강도를 확보할 수 없는 경우가 있다. 또, 가열 온도가 1200℃를 초과하면, 그 후의 열간 압연 후에 취성 파괴의 발생 및 저온 인성에 유해한 원소(N, C, O)의 안정화가 불충분해지고, 소망의 저온 인성을 확보할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 가열 온도는 950∼1200℃로 하는 것이 바람직하다.If heating temperature is less than 950 degreeC, the tensile strength of 750 Mpa or more may not be ensured. Moreover, when heating temperature exceeds 1200 degreeC, after the subsequent hot rolling, stabilization of the element (N, C, O) which is harmful to generation | occurrence | production of brittle fracture and low-temperature toughness will become inadequate, and desired low-temperature toughness may not be secured. have. For this reason, it is preferable to make heating temperature into 950-1200 degreeC.
열간 압연의 마감 온도:900∼600℃Finishing temperature of hot rolling: 900 to 600 ° C
열간 압연의 마감 온도가 600℃ 미만이면, 750㎫ 이상의 인장 강도를 확보할 수 없는 경우가 있다. 또, 열간 압연의 마감 온도가 900℃를 초과하면, 압연 및 그 후의 가속 냉각에 의한 조직의 미세화가 충분하지 않고, 취성 파괴의 발생 및 저온 인성에 유해한 원소(N, C)의 안정화가 불충분해지고, 소망의 저온 인성을 확보할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 열간 압연의 마감 온도는 900∼600℃로 한다.When the finishing temperature of hot rolling is less than 600 degreeC, the tensile strength of 750 Mpa or more may not be ensured. In addition, when the finish temperature of hot rolling exceeds 900 degreeC, the refinement | miniaturization of the structure by rolling and subsequent accelerated cooling is not enough, and the stabilization of the element (N, C) which is harmful to occurrence of brittle fracture and low-temperature toughness becomes inadequate. In some cases, the desired low temperature toughness cannot be secured. For this reason, the finishing temperature of hot rolling shall be 900-600 degreeC.
한편, (110)면의 X선 반가폭을 0.18도 이상으로 하기 위해서는, 저온 오스테나이트 영역에서 충분히 압하를 가한 후, 오스테나이트 입자 내로부터 하부 베이나이트를 핵 생성시키고, 또한 하부 베이나이트의 성장을 억제하는 것이 필요하다. 이 때문에 고밀도의 전위가 필요하며, 그 때문에 오스테나이트의 미(未)재결정 온도 영역(975℃ 이하 Ar3 변태점 이상)에서 50% 이상의 압연을 행하는 것이 바람직하다. 한편, 오스테나이트의 미재결정 온도 영역에서의 압하율이 90%를 초과하면 기계적 성질의 이방성이 현저해지기 때문에, 미재결정 온도 영역에서의 압하율은 90% 이하로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to make the X-ray half width of the (110) plane 0.18 degrees or more, after sufficiently reducing the low-temperature austenite region, the lower bainite is nucleated from the austenite particles, and further growth of the lower bainite is prevented. It is necessary to restrain. For this reason, a high-density dislocation is required, and therefore, it is preferable to perform 50% or more of rolling in the austenite microrecrystallization temperature range (975 ° C or lower A r3 transformation point or more). On the other hand, when the reduction ratio in the unrecrystallized temperature range of austenite exceeds 90%, the anisotropy of the mechanical properties becomes remarkable, so the reduction ratio in the unrecrystallized temperature range is preferably 90% or less.
수냉 개시 온도:600℃ 이상 Water cooling start temperature: More than 600 degrees Celsius
가속 냉각시의 수냉 개시 온도가 600℃ 미만이면, 750㎫ 이상의 인장 강도를 확보할 수 없는 일이 있다. 이 때문에, 가속 냉각시의 수냉 개시 온도는 600℃ 이상으로 하는 것이 좋다.When the water cooling start temperature at the time of accelerated cooling is less than 600 degreeC, the tensile strength of 750 Mpa or more may not be ensured. For this reason, the water cooling start temperature at the time of accelerated cooling should be 600 degreeC or more.
냉각 속도:4℃/초 이상 Cooling rate: More than 4 degrees Celsius / second
가속 냉각시의 냉각 속도가 4℃/초 미만이면, 조직 중에 거칠고 큰 베이나이트가 혼입하여, 양호한 저온 인성을 확보할 수 없다. 또, 압연 가공으로 도입된 발달한 전위 하부 조직이 변태 후의 조직에 잔존하지 않아, 최종 제품에 도입되지 않게 되는 일이 있다. 이 때문에, 가속 냉각시의 냉각 속도는 4℃/초 이상으로 하는 것이 좋다. 한편, 냉각 속도의 상한은 특별히 규정되지 않는다.If the cooling rate at the time of accelerated cooling is less than 4 degrees-C / sec, coarse and large bainite will mix in a structure, and favorable low-temperature toughness cannot be ensured. Moreover, the dislocation undercarriage developed by the rolling process may not remain in the structure after transformation, and may not be introduced into the final product. For this reason, the cooling rate at the time of accelerated cooling should be 4 degrees C / sec or more. In addition, the upper limit of a cooling rate is not specifically prescribed.
수냉 정지 온도:550℃ 이하 Water cooling stop temperature: 550 degrees Celsius or less
가속 냉각시의 수냉 정지 온도가 550℃를 초과하면, 750㎫ 이상의 인장 강도를 확보할 수 없고, 또 조직의 미세화가 충분하지 않을 뿐만 아니라, 압연 가공으로 도입된 발달한 전위 하부 조직이 변태 후의 최종 제품에 도입되지 않게 되어, 소망의 불안정 파괴 저항 특성을 확보할 수 없는 일이 있다. 이 때문에, 가속 냉각시의 수냉 정지 온도는 550℃ 이하로 하는 것이 좋다.When the water cooling stop temperature at the time of accelerated cooling exceeds 550 ° C, the tensile strength of 750 MPa or more cannot be ensured, the structure is not sufficiently refined, and the developed dislocation understructure introduced by rolling processing is the final after transformation. It may not be introduced into a product, and the desired unstable breakdown resistance property may not be secured. For this reason, it is good to make the water cooling stop temperature at the time of accelerated cooling to 550 degreeC or less.
한편, 템퍼링 효과에 의한 인성 향상 및 수소성 결함 방지의 관점으로부터는, 냉각을 실온까지 행하지 않고, 500∼300℃에서 정지하여 그 후는 서냉하는 것이 바람직하다. 상기 수냉 정지 온도는 500∼300℃의 온도 영역이 한도이고, 그것보다 고온에서의 수냉 정지는 담금질 부족으로 직결한다. 상기 템퍼링 효과를 보다 한층 높이고자 하는 경우에는, Ac1 변태점 미만에서 템퍼링을 행한다.On the other hand, it is preferable to stop cooling at 500-300 degreeC, without cooling to room temperature from a viewpoint of the toughness improvement by the tempering effect, and the prevention of a hydrogen defect, and to cool slowly after that. The water cooling stop temperature is the limit of the temperature range of 500 to 300 ℃, water cooling stop at a higher temperature than that directly leads to lack of quenching. In order to further enhance the tempering effect, tempering is performed below the A c1 transformation point.
복열 온도 폭:70℃ 이하 Reheat temperature width: 70 degrees Celsius or less
복열 온도 폭이 70℃ 이하가 되도록 하여 냉각을 종료한다. 여기서, 「복열 온도 폭」이란, 냉각을 정지했을 때의 강판의 도달 온도와, 냉각 정지 후, 강판 내부의 열로 표면 온도가 상승하고, 안정했을 때의 강판의 온도와의 차를 의미한다. 구체적으로는, 수냉 장치를 나온 직후에 측정한 강판 온도와, 그 후, 20∼50초(판 두께에 따라 상이하다) 경과했을 때에 측정한 강판 온도와의 차이다.Cooling is complete | finished so that regeneration temperature width may be 70 degrees C or less. Here, the "reheating temperature width" means the difference between the temperature attained when the cooling is stopped and the temperature of the steel sheet when the surface temperature rises and stabilizes with heat inside the steel sheet after cooling stop. Specifically, it is the difference between the steel plate temperature measured immediately after exiting the water cooling device and the steel plate temperature measured when 20 to 50 seconds (different depending on the plate thickness) elapsed.
가속 냉각 정지 후, 냉각 종료까지의 동안의 복열 온도 폭이 70℃를 초과하는 경우에는, 압연 가공으로 도입되어 발달한 전위 하부 조직이 변태 후의 최종 제품에 도입되지 않게 되어, 파괴 전파 정지 특성이 열화한다. 복열 온도 폭을 작게 하기 위해서는, 냉각 중의 강판 표층과 중심부의 온도차를 작게 하는 동시에, 냉각 종료시에 있어서 적어도 표층부의 상 변태를 종료시켜 두는 것이 바람직하다.After the accelerated cooling stop, when the recuperation temperature width until the end of cooling exceeds 70 ° C., the dislocation undercarriage introduced by the rolling process is not introduced into the final product after transformation, and the breakage propagation stop characteristic is deteriorated. do. In order to reduce the reheating temperature width, it is preferable to reduce the temperature difference between the steel sheet surface layer and the central portion during cooling, and to terminate at least the phase transformation of the surface layer portion at the end of cooling.
이상 설명한 방법에 따르면, 고강도로 뛰어난 극저온 인성을 겸비한 상기 (1) 또는 (2) 기재의 고강도 강판을 확실하게, 또한 안정하게 제조할 수 있다.According to the method demonstrated above, the high strength steel plate of the said (1) or (2) base material which combines the cryogenic toughness excellent in high strength can be reliably and stably manufactured.
또한, 본 발명의 고강도 용접 강관(상기 (3)의 용접 강관)에 대해서 설명한다.Moreover, the high strength welded steel pipe (welded steel pipe of said (3)) of this invention is demonstrated.
본 발명의 고강도 용접 강관은 전술한 본 발명의 고강도 강판을 가공하여 얻어지는 용접 강관이다. 이 용접 강관은 본 발명의 고강도 강판을 모재로 하는 것이면, 주지의 어떠한 용접에 의한 제관 방법으로 가공하여 얻어진 것이어도 된다.The high strength welded steel pipe of the present invention is a welded steel pipe obtained by processing the high strength steel sheet of the present invention described above. The welded steel pipe may be obtained by processing by a known pipe-making method by any known welding as long as the high strength steel sheet of the present invention is used as the base material.
예를 들면, 고강도 강판을 U자형으로 가공하고, 이어서 O자형으로 가공하고, 통상의 방법으로 용접하고 확관하는 방법(UO 프레스 방식)에 의해 강관을 제조하고, 담금질하고, 필요에 따라서 템퍼하는 방법을 적용할 수 있다. 상기 UO 프레스, 용접 및 확관은 통상의 제관 공장에 구비되어 있는 장치를 이용함으로써 실시할 수 있다. 용접은 시판의 용접 재료를 이용하여 서브머지드 아크 용접법 등에 의해 행하면 된다.For example, a steel pipe is produced, quenched, and tempered as needed by a method of processing a high strength steel sheet into a U shape, followed by an O shape, welding and expanding the pipe by a conventional method (UO press method). Can be applied. The said UO press, welding, and expansion can be performed by using the apparatus provided in the normal steel mill. The welding may be performed by a submerged arc welding method using a commercially available welding material.
(실시예)(Example)
표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 강을 실험실적으로 진공 용해하여, 두께 100∼160㎜의 슬래브로 하고, 여러 가지 조건에서 열간 압연을 실시한 후, 여러 가지 조건에서 냉각하여 두께가 14∼35㎜인 후강판으로 했다. 열간 압연 조건과 냉각 조건을 표 2에 나타낸다.The steel having the chemical composition shown in Table 1 was vacuum-dissolved in a laboratory to a slab having a thickness of 100 to 160 mm, hot rolled under various conditions, and then cooled under various conditions to have a thickness of 14 to 35 mm. It was a steel sheet. Hot rolling conditions and cooling conditions are shown in Table 2.
(표 1)Table 1
(표 2)Table 2
얻어진 강판에 대해서, 강의 조직, X선 회절 강도의 반가폭, 인장 특성 및 인성을 이하의 방법으로 조사했다. 또, 용접 이음새부에 대해서도 인성의 조사를 행했다.About the obtained steel plate, the structure of steel, the half width of X-ray-diffraction intensity, tensile property, and toughness were investigated with the following method. Moreover, the toughness was also investigated in the weld seam part.
강의 조직의 조사에서는, 판 두께의 1/4에 상당하는 부분으로부터 채취한 시료의 단면을 연마하고, 2% 나이탈 부식액에 의해 에칭을 실시한 면에 대해서, 광학 현미경 관찰에 의해 마르텐사이트와 베이나이트의 합계 면적률(합계 비율)을 측정했다. 1개의 시료에 대해서 10시야 측정하고, 10개의 측정값의 평균을 이 강판의 합계 비율로 했다.In the investigation of the structure of the steel, martensite and bainite were observed by optical microscopic observation on the surface of the sample taken from a portion corresponding to 1/4 of the thickness of the plate and etched with a 2% nital corrosion solution. The total area ratio (total ratio) of was measured. Ten fields were measured about one sample, and the average of ten measured values was made into the total ratio of this steel plate.
X선 회절 강도의 반가폭의 측정은 두께 방향에서 강판 표면으로부터 1㎜ 내부로 들어간 부위의 압연면과 평행한 면을 포함하는 25평방㎜의 시험편을 채취하고, 그 면을 전해 연마하여, 그 중의 직경 20㎜의 범위를 측정면으로 하여 행하였다. 한편, 측정에는, 리카덴키(주)제 RU-200을 사용하여, 코발트 선원을 이용했다. 출력은 30KV, 100㎃이었다.The measurement of the half width of the X-ray diffraction intensity was carried out by taking a test piece of 25 square mm including a surface parallel to the rolled surface of the portion that entered 1 mm from the steel plate surface in the thickness direction, and electropolishing the surface thereof. The range of 20 mm diameter was used as the measuring surface. In addition, the cobalt source was used for the measurement using RU-200 by Rika Denki Corporation. The output was 30 KV, 100 Hz.
인장 특성에 대해서는, 판 두께의 중심부에서 JIS Z 2201에 규정되는 14A호 인장 시험편을 압연 방향으로 평행하게 채취하여 인장 시험에 이용하여, 항복 강도 YS(㎫), 인장 강도 TS(㎫)을 구했다.About the tensile property, the 14A tensile test piece prescribed | regulated to JISZ2201 was extract | collected in parallel in the rolling direction at the center of plate | board thickness, and was used for the tensile test, and yield strength YS (MPa) and tensile strength TS (MPa) were calculated | required.
인성에 대해서는, JIS Z 2202에 규정되는 4호의 샤르피 충격 시험편을 판 두께 중심부로부터 압연 방향으로 수직으로 채취하여 샤르피 충격 시험을 행하여, 충격 흡수 에너지 vE-46℃(J) 및 연성-취성 파면 전이 온도 vTs(℃)를 구했다. 또한, API 5L에 규정되는 DWTT 시험편을 압연 방향으로 수직으로 채취하여, DWTT 시험에 이용하여, -46℃에 있어서의 연성 파면율 SA-46℃(면적%)과 75% 연성-취성 파면 전이 온도 SATT75%(℃)를 측정했다.For toughness, the Charpy impact test piece of No. 4 specified in JIS Z 2202 was taken vertically from the sheet thickness center in the rolling direction and subjected to the Charpy impact test, and the shock absorption energy v E -46 ° C (J) and the ductile-brittle wavefront transition. The temperature vTs (° C) was obtained. In addition, the DWTT test piece specified in API 5L was taken vertically in the rolling direction, and used for DWTT test, and the ductile fracture rate SA -46 占 폚 (area%) at -46 占 폚 and 75% ductile-brittle wavefront transition temperature. SATT 75% (° C.) was measured.
또, 표리면 각 1패스의 서브머지드 아크 용접(입열 3.2∼7.6kJ/㎜)에 의해 용접 이음새를 제작하고, 샤르피 시험편을, 그 노치부가 용접 FL부(용접 금속과 모재의 경계선)에 위치하도록, 용접선에 수직으로, 표면으로부터 1㎜ 내부로 들어간 부위로부터 채취하여 샤르피 충격 시험을 행하여, 동일 부위의 충격 흡수 에너지 vE-46℃(J)을 측정했다.In addition, a weld seam is produced by submerged arc welding (heat input 3.2 to 7.6 kJ / mm) for each front and back surface, and the Charpy test piece is positioned at the weld FL portion (the boundary between the weld metal and the base metal). to, perpendicular to the weld line, performing the Charpy impact test were taken from the portion enters the interior 1㎜ from the surface was measured in the impact absorption energy v E -46 ℃ (J) of the same region.
강의 조직(마르텐사이트와 베이나이트의 합계 비율) 및 X선 회절 강도의 반가폭을 상기 표 2에 함께 나타낸다. 또, 표 3에, 모재의 인장 특성(YS, TS), 및 모재의 인성(vE-46℃, vTs 및 SA-46℃, SATT75% )과 용접 FL부의 인성(vE-46℃)을 나타낸다.The structure of the steel (total ratio of martensite and bainite) and the half width of the X-ray diffraction intensity are shown together in Table 2 above. In Table 3, the tensile properties (YS, TS) of the base material, the toughness of the base material ( v E -46 ° C , v T s and SA -46 ° C , SATT 75% ) and the toughness of the weld FL part ( v E -46 ° C ).
(표 3)Table 3
표 3으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 예에서는, 모재의 인장 강도(TS)가 750㎫ 이상이며, -46℃에서 200J 이상의 샤르피 흡수 에너지(vE-46℃) 및 75% 이상의 DWTT 연성 파면율(SA-46℃)을 나타내고, 이음새 샤르피 시험에서도 80J를 크게 상회하는 높은 샤르피 흡수 에너지(vE-46℃)를 나타냈다. 다시 말해, 상기 「발명이 이루고자 하는 기술적 과제」의 항목란에 표시한 목표 성능을 모두 달성하고 있고, 고강도로 뛰어난 극저온 인성을 겸비하여, 불안정 파괴 저항 특성이 뛰어난 강판인 것을 알 수 있다.As is apparent from Table 3, in the example of the present invention, the tensile strength (TS) of the base material is 750 MPa or more, the Charpy absorbed energy ( v E -46 ° C. ) and the DWTT ductile wavefront ratio of 75% or more at −46 ° C. or more. (SA -46 ° C ), and high Charpy absorption energy ( v E -46 ° C ) exceeding 80J was also shown in the joint Charpy test. In other words, it can be seen that the steel sheet has achieved all of the target performances indicated in the column of the above-mentioned "Technical Problems to be Invented", combines excellent cryogenic toughness with high strength and is excellent in unstable fracture resistance characteristics.
이것에 대하여, 강판의 화학 조성이 본 발명에서 규정하는 범위로부터 벗어나거나, 규정의 화학 조성은 만족시켜도 반가폭이나 금속 조직이 본 발명의 규정으로부터 벗어나는 비교예에서는, 특히 DWTT 연성 파면율이 목표의 75%를 크게 하회하고, 750㎫의 고강도와, -46℃에 있어서의 샤르피 충격 특성 및 DWTT 특성, 및 용접 FL부 샤르피 특성을 동시에 만족할 수는 없었다.On the other hand, especially in the comparative example where the chemical composition of a steel plate is out of the range prescribed | regulated by this invention, or a half width | variety or a metal structure deviates from the specification of this invention, even if it satisfy | fills a prescribed chemical composition, especially DWTT ductile fracture rate is the target It was significantly less than 75%, and the high strength of 750 MPa, the Charpy impact characteristic and DWTT characteristic at -46 degreeC, and the weld FL part Charpy characteristic could not be satisfied simultaneously.
본 발명의 고강도 강판 및 이 강판을 가공하여 얻어지는 용접 강관은 고강도로, 게다가, 용접부를 포함하며, 극저온에서의 인성도 뛰어나다. DWTT 시험에 의한 평가에 기초하는 불안정 파괴 저항 특성이 뛰어나기 때문에, 예를 들면, 본 발명의 강관을 극저온 환경하에서 라인 파이프로서 사용했을 때의 안전성이 비약적으로 향상하는 등의 효과가 얻어진다. 이 강판은 본 발명의 방법으로 확실하게 또한 안정하게 제조할 수 있다.The high strength steel plate of this invention and the welded steel pipe obtained by processing this steel plate are high strength, and also comprise a welding part, and are excellent also in toughness at cryogenic temperature. Since the unstable fracture resistance characteristic based on evaluation by DWTT test is excellent, the effect of the remarkably improving the safety when using the steel pipe of this invention as a line pipe in cryogenic environment, for example is acquired. This steel sheet can be manufactured reliably and stably by the method of the present invention.
도 1은 강의 X선 회절 강도의 데이터(회절 패턴)를 모식적으로 도시하는 도면이고, (a)는 피크가 하나인 경우, (b)는 피크가 둘로 나뉘어져 있는 경우이다.1 is a diagram schematically showing data (diffraction pattern) of X-ray diffraction intensity of steel, where (a) is one peak and (b) is a case where the peak is divided into two.
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