KR101665696B1 - High strength flux cored arc weld metal joint having excellent impact toughness - Google Patents

High strength flux cored arc weld metal joint having excellent impact toughness Download PDF

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Abstract

본 발명은 교량, 건축, 선박, 해양구조물, 강관, 라인파이프 등의 고강도 용접구조물에 사용되는 플럭스 코어드 아크 용접(Flux Cored Arc Weld, FCAW)시 형성되는 용접 금속부에 관한 것으로서, 중량%로, C: 0.01-0.2%, Si: 0.1-0.5%, Mn: 1.0-3.0%, Ni: 1.5-3.0%, Mo: 0.3-1.0%, Ti: 0.01-0.1%, B: 0.002-0.05%, Al: 0.001-0.01%, N: 0.003-0.006%, P: 0.03%이하, S: 0.03%이하, O: 0.03-0.07%를 포함하고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 상기 조성은 0.9≤Ti/O≤1.3, 9≤O/B≤16의 관계를 만족하여 충격인성을 개선시킨 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부에 관한 것이다.The present invention relates to a weld metal portion formed at the time of a Flux Cored Arc Weld (FCAW) used for a high strength welded structure such as a bridge, an architecture, a ship, an offshore structure, a steel pipe, 0.1 to 0.5% of Si, 1.0 to 3.0% of Mn, 1.5 to 3.0% of Ni, 0.3 to 1.0% of Mo, 0.01 to 0.1% of Ti, 0.002 to 0.05% of B, 0.001-0.01% of Al, 0.003-0.006% of N, 0.03% or less of P, 0.03% or less of S and 0.03-0.07% of O, with the balance being Fe and unavoidable impurities, And a high strength flux cored arc welded metal portion satisfying the relation of? Ti / O? 1.3, 9? O / B? 16 and improving impact toughness.

충격인성(impact toughness), 침상 페라이트(acicular ferrite), 하부 베이나이트(lower bainite), 플럭스 코어드 아크 용접(flux cored arc weld, FCAW) Impact toughness, acicular ferrite, lower bainite, flux cored arc weld (FCAW)

Description

충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부{HIGH STRENGTH FLUX CORED ARC WELD METAL JOINT HAVING EXCELLENT IMPACT TOUGHNESS}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a high strength flux cored arc weld metal part having excellent impact toughness,

본 발명은 교량, 건축, 선박, 해양구조물, 강관, 라인파이프 등의 고강도 용접구조물에 사용되는 플럭스 코어드 아크 용접(Flux Cored Arc Weld, FCAW)시 형성되는 고강도 용접 금속부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조성 및 미세조직을 제어하여 고강도 용접 금속부의 충격인성 특성을 개선한 충격인성이 우수한 고강도 플러스 코어드 아크 용접 금속부에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength welded metal part formed at the time of flux cored arc welding (FCAW) used in high-strength welded structures such as bridges, buildings, ships, offshore structures, steel pipes, To a high strength positive cored arc weld metal part having excellent impact toughness which improves impact toughness characteristics of a high strength weld metal part by controlling composition and microstructure.

최근, 지가의 상승등으로 인한 초고층 빌딩 및 섬들과 내륙을 연결하는 초장대교량 등이 건설되고 있으며, 사용되는 후물강재는 고강도화 및 저온 충격인성이 요구되고 있다. 이러한 대형 용접구조물의 안정성 확보를 위해서는 용접 금속부 충격인성 특성이 무엇보다 중요하다. 일반적으로 초장대교량의 플럭스 코어드 아크 용접의 경우 입열범위는 대략 10-40kJ/cm에 해당되는 입열량을 많이 사용하고 있다. In recent years, superhigh-rise buildings due to rising land prices and super-long bridges connecting the islands and the inland are being constructed, and the used steel is required to have high strength and low-temperature impact toughness. In order to secure the stability of such a large welded structure, the impact toughness characteristic of the weld metal part is more important than anything else. Generally, flux cored arc welding of super-long bridges uses a heat input range of about 10-40 kJ / cm.

　

일반적으로 용접시 형성되는 용접 금속부(Weld Metal Joint)는 용접재료가 용융되면서 모재의 일부가 희석되어 용융풀을 형성하다가 응고하면서 조대한 주상정 조직이 형성되고 조대한 결정입내에 오스테나이트 결정입계를 따라서 조대한 입계 페라이트, 위드만스테텐 페라이트(Widmanstatten ferrite), 마르텐사이트 및 도상 마르텐사이트(M-A, Martensite Austenite constituent)등이 형성되어 충격인성이 열화되게 된다.Generally, a weld metal joint formed during welding is formed by melting a welding material to dilute a part of a base material to form a molten pool, solidify to form a coarse columnar structure, and austenite grain boundaries Coarse grain boundary ferrite, Widmanstatten ferrite, martensite and martensite austenite constituent are formed along the grain boundary, and the impact toughness is deteriorated.

따라서, 용접구조물의 안정성을 확보하기 위해서는, 용접 금속부의 미세조직을 제어하여 용접 금속부의 충격인성을 확보할 필요가 있다. 이를 해결하기 위해서, 일본 특허공개공보 평11-170085호에서는 용접재료의 성분을 제어하고 있으나, 이는 용접 금속부의 미세조직, 입경 등을 제어하는 것이 아니므로 용접재료의 성분을 제어하여서는 충분한 용접 금속부 인성을 얻기가 어려운 문제가 있다. Therefore, in order to ensure the stability of the welded structure, it is necessary to control the microstructure of the welded metal portion to secure impact toughness of the welded metal portion. In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-170085 controls the components of the welding material, but this does not control the microstructure, particle diameter, etc. of the welding metal portion. Therefore, There is a problem that it is difficult to obtain personality.

또한, 일본 특허공개공보 2005-171300호에서는 C: 0.07%이하, Si: 0.3%이하, Mn: 1.0~2.0%, P: 0.02%이하, S를 0.1%이하, sol.Al: 0.04~0.1%, N: 0.0020~0.01%, Ti: 0.005~0.02%, B: 0.005~0.005%으로 구성되는 조성에서 ARM=197-1457C-1140sol.Al+11850N-316(Pcm-C)로 정의되는 ARM이 40~80인 것을 특징으로 하는 용접용 고장력강과 용접 금속부에 대한 기술이 개시되어 있으나, 상기 ARM에는 용접 금속부내 산소함량의 제한이 없기 때문에 SAW대입열 용접 금속부의 충격인성을 확보하기 어려운 문제가 있다. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-171300, the content of C is 0.07% or less, the content of Si is 0.3% or less, the content of Mn is 1.0-2.0%, the content of P is 0.02% or less, the content of S is 0.1% ARM defined by ARM = 197-1457C-1140sol. Al + 11850N-316 (Pcm-C) in a composition consisting of 0.0020 to 0.01% of N, 0.005 to 0.02% of Ti and 0.005 to 0.005% To 80. However, since there is no limitation on the oxygen content in the weld metal portion, there is a problem in that it is difficult to secure the impact toughness of the weld metal portion of the SAW coiling heat source .

또한 일본 특허공개공보 평10-180488호에서는 슬래그 생성제: 0.5~3.0%, C: 0.04~0.2%, Si≤0.1%, Mn: 1.2~3.5%, Mg: 0.05~0.3%, Ni: 0.5~4.0%, Mo: 0.05~1.0%, B: 0.002~0.015%를 포함하여 양호한 충격인성을 확보하고 있지만, 용접 금속부내 산소 및 질소함량의 언급이 없기 때문에 대입열 용접 금속부의 충격인성을 확보하기 어려운 문제가 있다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-180488, a slag forming agent is added in an amount of 0.5 to 3.0%, C is in an amount of 0.04 to 0.2%, Si is in an amount of 0.1%, Mn is in an amount of 1.2 to 3.5%, Mg is contained in an amount of 0.05 to 0.3% But it is difficult to ensure impact toughness of the welded metal portion of the welding heat source because there is no mention of the oxygen and nitrogen content in the weld metal portion, although the impact toughness is ensured including 4.0%, Mo: 0.05-1.0% and B: 0.002-0.015% there is a problem.

본 발명은 플럭스 코어드 아크 용접(Flux Cored Arc Weld, FCAW)시 형성되는 용접 금속부의 조성 및 미세조직을 제어하여 저온 충격인성이 우수하고, 고강도를 갖는 플럭스 코어드 아크 용접 금속부를 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a flux cored arc weld metal part having excellent low temperature impact toughness and high strength by controlling the composition and microstructure of the weld metal part formed at the time of flux cored arc welding (FCAW) .

본 발명은 중량%로, C: 0.01-0.2%, Si: 0.1-0.5%, Mn: 1.0-3.0%, Ni: 1.5-3.0%, Mo: 0.3-1.0%, Ti: 0.01-0.1%, B: 0.002-0.05%, Al: 0.001-0.01%, N: 0.003-0.006%, P: 0.03%이하, S: 0.03%이하, O: 0.03-0.07%를 포함하고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,The steel sheet according to the present invention is characterized by containing 0.01-0.2% of C, 0.1-0.5% of Si, 1.0-3.0% of Mn, 1.5-3.0% of Ni, 0.3-1.0% of Mo, 0.01-0.1% : 0.002-0.05%, Al: 0.001-0.01%, N: 0.003-0.006%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less and O: 0.03-0.07%, the balance being Fe and unavoidable impurities under,

상기 조성은 0.9≤Ti/O≤1.3, 9≤O/B≤16의 관계를 만족하는 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부를 제공한다.The above composition provides a high strength flux cored arc weld metal part having excellent impact toughness satisfying the relationship of 0.9? Ti / O? 1.3 and 9? O / B? 16.

본 발명에 의하면, 용접입열량이 10~40kJ/cm인 FCAW용접에 있어서 인장강도 800Mpa이상의 고강도 물성을 가지는 동시에, 용접 금속부의 미세조직과 산화물의 제어를 통하여 충격인성을 확보할 수 있는 FCAW 용접 금속부를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide an FCAW weld metal having high tensile strength of 800 MPa or more in FCAW welding with a weld heat quantity of 10 to 40 kJ / cm and securing impact toughness through control of microstructure and oxide of the weld metal portion. Can be provided.

본 발명자는 용접 금속부의 충격인성에 효과적이라고 알려진 침상 페라이트에 미치는 산화물의 종류 및 크기 등에 대해 조사한 결과, TiO 및 고용(soluble) B 등에 따라 용접 금속부 입계 페라이트 및 침상 페라이트의 양이 변화하고 이에 따 라 용접 금속부의 충격인성값이 변화한다는 사실을 알게 되었다. 　 The inventors of the present invention have investigated the kind and size of the oxides on the needle-shaped ferrite, which is known to be effective for impact toughness of the weld metal portion. As a result, the amounts of ferrite and needle-shaped ferrite changed depending on the TiO 2 and soluble B, It has been found that the impact toughness value of the weld metal changes.

　

이러한 연구에 기초하여, 본 발명에서는,　 Based on these studies, in the present invention,

[1] FCAW 용접 금속부에 TiO 산화물을 이용하는 기술을 제시하고,[1] FCAW We propose a technology using TiO 2 for the weld metal,

[2] 용접 금속부의 산화물 개수와 입경을 제어하고, 70% 이상의 침상 페라이트로 변태 시켜 인성을 향상시키고,[2] controlling the number and diameter of the oxide of the weld metal part and transforming it into an acicular ferrite of 70% or more to improve toughness,

[3] TiO 및 고용 보론(soluble B)을 확보하여 경화능을 향상시키고 침상 페라이트 변태를 촉진하는 기술을 제시하기에 이르렀다.[3] We have come up with a technique for securing TiO 2 and solubilized boron (B) to improve hardenability and promote needle-bed ferrite transformation.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[1] TiO 산화물 관리　 [1] TiO2 oxide management

본 발명에서는 용접 금속부내에 Ti/O, O/B의 비를 적절히 유지하면 TiO 산화물의 개수가 적절히 분포되어 용접 금속부의 응고과정에서 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지하고, TiO산화물에 의해 침상 페라이트 변태가 촉진된다. TiO산화물이 오스테나이트 결정입내에 적절히 분포하면 오스테나이트에서 온도가 감소함에 따라 침상 페라이트 변태의 불균일 핵생성 자리 역할을 하게 되어, 결정입계에 형성되는 입계 페라이트보다 우선적으로 침상 페라이트를 형성시켜, 용접 금속부 CTOD특성을 획기적으로 개선할 수 있게 된다.In the present invention, when the ratio of Ti / O and O / B is suitably maintained in the weld metal portion, the number of TiO 2 oxides is appropriately distributed to prevent coarsening of the austenite grains during the solidification process of the weld metal portion, Metamorphosis is promoted. When the TiO 2 oxide is appropriately distributed in the austenite crystal grain, it acts as a heterogeneous nucleation site of the acicular ferrite transformation as the temperature decreases in the austenite, so that the acicular ferrite is preferentially formed over the grain boundary ferrite formed in the crystal grain boundaries, The secondary CTOD characteristic can be remarkably improved.

[2] 용접 금속부 미세조직　 [2] microstructures, welded metal parts

본 발명에서는 Ti/O, O/B의 비에 따른 TiO 산화물의 크기와 양 그리고, 분포를 제어한다. 즉, 본 발명에서는 Ti/O가 0.9~1.3, O/B가 9~16일 때, 0.01-0.1㎛의 입경을 갖는 미세한 TiO산화물이 1.0x107개/mm3 이상 형성되어 인성을 향상시킨다. 상기 미세한 TiO 산화물이 용접 금속부내에 적절히 분포되면 용접 금속부의 냉각과정에서 결정입계보다는 우선적으로 결정입내에 침상 페라이트 변태를 촉진시켜 용접 금속부의 침상 페라이트의 구성비를 70%이상 확보할 수 있다. 또한 고강도 용접 금속부를 확보하기 위해서는 Ni, Mn, Mo합금성분을 제어하여 하부 베이나이트 조직을 확보해야 고강도 고인성 특성을 얻을 수 있다는 사실을 알았다. In the present invention, the size, quantity and distribution of TiO 2 oxides according to the ratio of Ti / O and O / B are controlled. That is, in the present invention, when Ti / O is 0.9 to 1.3 and O / B is 9 to 16, 1.0 × 10 7 / mm 3 or more of fine TiO 2 oxide having a particle diameter of 0.01-0.1 μm is formed, thereby improving toughness. If the fine TiO 2 oxide is appropriately distributed in the weld metal portion, the needle-like ferrite transformation is promoted in the crystal grain preferentially prior to the crystal grain boundary in the cooling process of the weld metal portion, so that the composition ratio of the needle-shaped ferrite in the weld metal portion can be secured to 70% or more. It is also found that high strength and high toughness characteristics can be obtained by controlling the Ni, Mn, and Mo alloy components to secure a welded metal part of high strength to secure the lower bainite structure.

　

[3] 용접 금속부내 고용 보론(soluble B) 역할 [3] role of soluble B in the weld metal

본 발명에서는 용접 금속부에 균일 분산되어 있는 산화물과는 별도로 고용되어 있는 보론은 결정입계로 확산되어 결정입계의 에너지를 낮게하여 결정입계에서 입계 페라이트 변태를 억제하는 역할을 하여 결정입내에 침상 페라이트 변태를 촉진시키는 역할을 한다. 이렇게 결정입계에서 입계페라이트 변태를 억제하여 결정입내에서의 침상 페라이트 변태의 촉진을 통하여 용접 금속부의 충격인성 향상에 기여한다.In the present invention, boron, which is dissolved separately from the oxides uniformly dispersed in the weld metal, is diffused into the grain boundaries to lower the grain boundary energy to suppress intergranular ferrite transformation at grain boundaries, . This suppresses intergranular ferrite transformation at the grain boundaries and contributes to improvement of the impact toughness of the welded metal portion by promoting the acicular ferrite transformation at the grain boundaries.

이하, 본 발명 용접 금속부의 조성범위에 대하여 상세히 설명한다(이하, 중 량%).Hereinafter, the composition range of the weld metal portion of the present invention will be described in detail (hereinafter referred to as " weight% ").

탄소(C)의 함량은 0.01~0.2%로 하는 것이 바람직하다.　 The content of carbon (C) is preferably 0.01 to 0.2%.

탄소(C)는 용접 금속부의 강도를 확보하고 용접경화성을 확보하기 위하여 필수적인 원소이다. 그러나 탄소함량이 0.2%를 초과하게 되면 용접성이 크게 저하하고 용접시 용접부 저온균열이 발생하기 쉽고 용접 금속부 충격인성이 크게 저하하는 문제점이 있다. Carbon (C) is an indispensable element for securing the strength of the weld metal part and ensuring weld hardenability. However, when the carbon content exceeds 0.2%, the weldability is greatly reduced, and the low-temperature cracking of the welded portion occurs at the time of welding, and the impact toughness of the welded metal portion is greatly deteriorated.

　

실리콘(Si)의 함량은 0.1~0.5%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of silicon (Si) is preferably 0.1 to 0.5%.

실리콘의 함량이 0.1% 미만인 경우에 용접 금속부내의 탈산효과가 불충분하고 용접 금속부의 유동성을 저하시키며, 0.5%를 초과하는 경우에는 용접 금속부내의 도상 마르텐사이트(M-A constituent)의 변태를 촉진시켜 저온 충격인성을 저하시키고, 용접균열감수성에 영향을 미치기 때문에 바람직하지 못하다.If the content of silicon is less than 0.1%, the effect of deoxidation in the weld metal is insufficient and the flowability of the weld metal is lowered. If the content exceeds 0.5%, transformation of the MA constituent in the weld metal is promoted, The impact toughness is lowered and the weld crack susceptibility is affected, which is not preferable.

　

망간(Mn)의 함량은 1.0~3.0%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of manganese (Mn) is preferably 1.0 to 3.0%.

Mn은 용접 금속부에서 탈산작용 및 강도를 향상시키는 필수원소로 TiO산화물 주위에 MnS형태로 석출하여 Ti복합산화물로 하여금 용접 금속부 인성개선에 유리한 침상 페라이트의 생성을 촉진시키는 역할을 한다. 또한 Mn은 기지조직내에 치환형 고용체를 형성하여 기지를 고용 강화시켜 강도 및 인성을 확보하는데, 이를 위해서는 1.0%이상 함유되는 것이 바람직하다. 그러나, 3.0%를 초과할 경우 저온변태조직 을 생성시키기 때문에 바람직하지 못하다.Mn is an indispensable element for improving deoxidation and strength in the weld metal portion and precipitates in the form of MnS around the TiO 2 oxide, thereby accelerating the formation of the needle-shaped ferrite favorable for improving the weld metal toughness. In addition, Mn forms a substitutional solid solution in the matrix to solid-strengthen the matrix to secure strength and toughness. For this purpose, Mn is preferably contained in an amount of 1.0% or more. However, if it exceeds 3.0%, it is undesirable because it forms a low-temperature transformed structure.

티타늄(Ti)의 함량은 0.01~0.1%로 하는 것이 바람직하다.　 The content of titanium (Ti) is preferably 0.01 to 0.1%.

Ti는 O와 결합하여 미세한 Ti산화물을 형성시킬 뿐만 아니라, 미세 TiN석출물을 형성시키기 때문에 본 발명에서는 필수불가결한 원소이다. 이러한 미세한 TiO산화물 및 TiN복합석출물 효과를 얻기 위해서는 Ti을 0.01%이상 첨가하는 것이 바람직하나, 0.1%를 초과하면 조대한 TiO산화물 및 조대한 TiN석출물이 형성되어 바람직하지 못하다.Ti is an indispensable element in the present invention because it combines with O to form fine Ti oxides as well as fine TiN precipitates. In order to obtain such fine TiO 2 oxides and TiN complex precipitate effects, it is preferable to add 0.01% or more of Ti, but if it exceeds 0.1%, coarse TiO 2 oxides and coarse TiN precipitates are formed, which is undesirable.

니켈(Ni)의 함량은 1.5~3.0%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of nickel (Ni) is preferably 1.5 to 3.0%.

Ni은 고용강화에 의해 매트릭스(matrix)의 강도와 인성을 향상시키는 필수적인 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는 Ni함유량이 1.5%이상 함유되는 것이 바람직하지만, 3.0%를 초과하는 경우에는 소입성을 크게 증가시키고 고온균열의 발생 가능성이 있기 때문에 바람직하지 못하다.　Ni is an essential element for enhancing the strength and toughness of a matrix by solid solution strengthening. In order to obtain such an effect, it is preferable that the Ni content is not less than 1.5%, but if it exceeds 3.0%, the incombustibility is greatly increased and there is a possibility of occurrence of high-temperature cracking.

붕소(보론, B)의 함량은 0.002-0.05%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of boron (boron, B) is preferably 0.002-0.05%.

B은 소입성을 향상시키는 원소로서 입계에 편석되어 입계 페라이트 변태를 억제한다. 즉, 고용 B는 용접 금속부의 강도를 향상시키는 경화능 확보 역할과 동시에 결정입계로 확산되어 결정입계의 에너지를 낮게하여 입계 페라이트 변태를 억제하는 역할을 하여 침상 페라이트의 변태를 촉진시킨다. 상기 입계 페라이트 변태 를 억제하기 위해서는 0.002% 이상 필요하지만, 그 함량이 0.05%를 초과하면 그 효과가 포화되고 용접경화성이 크게 증가하여 마르텐사이트 변태를 촉진시켜 용접 저온균열 발생 및 인성을 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다. B is segregated in the grain boundary as an element for improving the incombustibility and suppresses intergranular ferrite transformation. That is, the solid solution B plays a role of securing the hardening ability for improving the strength of the weld metal part and at the same time diffuses into the grain boundary to lower the grain boundary energy and suppress the intergranular ferrite transformation, thereby promoting the transformation of the needle ferrite. In order to suppress the intergranular ferrite transformation, 0.002% or more is required. When the content exceeds 0.05%, the effect is saturated and the welding hardening property is greatly increased, thereby promoting martensitic transformation and lowering the occurrence of low temperature cracking in welding and toughness. I can not.

질소(N)의 함량은 0.002-0.006%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of nitrogen (N) is preferably 0.002-0.006%.

N은 TiN 석출물 등을 형성시키는데 필수불가결한 원소로, N의 첨가량이 많아지면, 미세 TiN 석출물의 양을 증가시킨다. 특히 TiN 석출물 크기 및 석출물 간격, 석출물 분포, 산화물과의 복합석출 빈도수, 석출물 자체의 고온 안정성 등에 현저한 영향을 미치기 때문에, 그 함량은 0.002%이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 하지만, 질소함량이 0.006%를 초과하면 그 효과가 포화되며, 용접 금속부내에 존재하는 고용질소량의 증가로 인해 인성저하를 초래할 수 있다. 　 N is an indispensable element for forming TiN precipitates and the like. When the amount of N added is large, the amount of fine TiN precipitates is increased. In particular, the TiN precipitate size and the precipitate spacing, the distribution of the precipitates, the complex precipitation frequency with oxides, and the high temperature stability of the precipitates themselves have a significant influence, and therefore, the content thereof is preferably set to 0.002% or more. However, if the nitrogen content exceeds 0.006%, the effect is saturated and the toughness may be lowered due to an increase in the amount of dissolved nitrogen present in the weld metal portion.

인(P)의 함량은 0.03%이하(0은 제외)로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of phosphorus (P) is preferably 0.03% or less (excluding 0).

P는 용접시 고온균열을 조장하는 불순원소이기 때문에 가능한 한 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 인성 향상 및 균열 저감을 위해서는 0.03%이하로 관리하는 것이 좋다. 　 P is an impurity element promoting high-temperature cracking during welding, so it is desirable to control P as low as possible. In order to improve toughness and reduce cracks, it is recommended to keep it at 0.03% or less.

알루미늄(Al)의 함량은 0.001-0.01%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of aluminum (Al) is preferably 0.001-0.01%.

Al은 탈산제로서 용접 금속부내에 산소량을 감소시키기 때문에 필요한 원소이다. 또한 고용질소와 결합하여 미세한 AlN석출물을 형성시키기 위해서는 Al함유 량을 0.001%이상으로 하는 것이 좋다. 그러나, 0.01%를 초과하면 조대한 Al2O3산화물을 형성시켜 인성개선에 필요한 TiO산화물의 형성을 방해하므로 0.01%이하로 하는 것이 바람직하다.Al is a necessary element because it reduces the amount of oxygen in the weld metal as a deoxidizer. In order to form fine AlN precipitates in combination with the solid solution nitrogen, the Al content is preferably 0.001% or more. However, when it exceeds 0.01%, coarse Al 2 O 3 oxides are formed, which hinders the formation of TiO 2 oxides necessary for improving toughness, and therefore, it is preferably 0.01% or less.

　

황(S)의 함량은 0.03%이하(0은 제외)로 하는 것이 바람직하다.The content of sulfur (S) is preferably 0.03% or less (excluding 0).

S는 MnS 형성을 위하여 필요한 원소이다. MnS의 복합석출물의 석출을 위해서는 0.03%이하로 하는 것이 바람직하다. 그 이상이 존재하는 경우 FeS 등의 저융점화합물을 형성시켜 고온균열을 유발시킬 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.S is an element necessary for MnS formation. It is preferable to set it to 0.03% or less for the precipitation of the complex precipitate of MnS. If there is more than that, it is not preferable since a low melting point compound such as FeS can be formed to cause high-temperature cracking.

　

산소(O)의 함량은 0.03-0.07%로 제한하는 것이 바람직하다. 　 The content of oxygen (O) is preferably limited to 0.03-0.07%.

O는 용접 금속부 응고중에 Ti와 반응하여 Ti산화물을 형성시키는 원소로, Ti산화물은 용접 금속부내에서 침상 페라이트의 변태를 촉진시킨다. O함유량이 0.03% 미만이면 Ti산화물을 용접 금속부에 적절히 분포시키지 못하며, 0.07%를 초과하면 조대한 Ti산화물 및 기타 FeO 등의 산화물이 생성되어 용접 금속부 충격인성에 영향을 미치기 때문에 바람직하지 않다.O is an element that reacts with Ti to form Ti oxide during welding metal part solidification, and Ti oxide promotes the transformation of needle-like ferrite in the weld metal part. If the content of O is less than 0.03%, Ti oxide can not be appropriately distributed in the weld metal portion. If the content of O is more than 0.07%, coarse Ti oxide and other oxides such as FeO are produced, .

몰리브덴(Mo)의 함량은 0.3~1.0%로 하는 것이 바람직하다.The content of molybdenum (Mo) is preferably 0.3 to 1.0%.

Mo은 기지의 강도를 향상시키는 원소로서 0.3%이상 첨가되는 것이 필요하지만, 그 함량이 1.0%를 초과하면 강도 향상 효과가 포화되고 용접경화성이 크게 증 가하여 마르텐사이트 변태를 촉진시켜 용접 저온균열 발생 및 인성을 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다.Mo is required to be added in an amount of 0.3% or more as an element for improving the strength of the base. However, when the content exceeds 1.0%, the effect of improving the strength is saturated and the welding hardenability is greatly increased to promote martensite transformation, It is undesirable because it deteriorates toughness.

본 발명의 용접 금속부는 상기 조성이외에 기계적 성질을 보다 향상시키기 위해서 Nb, V, Cu, Cr, W, Zr의 그룹에서 선택된 1종 또는 2종이상을 첨가할 수 있다.The weld metal part of the present invention may contain one or more selected from the group consisting of Nb, V, Cu, Cr, W and Zr in order to further improve the mechanical properties in addition to the above composition.

구리(Cu)의 함량은 0.01~2.0%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of copper (Cu) is preferably 0.01 to 2.0%.

Cu는 기지에 고용되어 고용강화 효과로 인하여 강도 및 인성을 확보하기 위해서 유효한 원소이다. 이를 위해서는 Cu함유량이 0.01% 이상 함유되어야 하지만, 2.0%를 초과하는 경우에는 용접 금속부에서 경화성을 증가시켜 인성을 저하시키며 용접 금속부에서 고온균열을 조장시키기 때문에 바람직하지 못하다. Cu is an effective element for securing the strength and toughness due to the employment strengthening effect by being employed at the base. For this purpose, the Cu content should be 0.01% or more, but if it exceeds 2.0%, the hardness is increased in the weld metal portion to lower the toughness and to induce hot crack in the weld metal portion.

　

또한, Cu가 첨가되는 경우, Cu와 Ni의 총합이 3.5%미만으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 3.5% 이상인 경우에는 소입성이 커져서 인성 및 용접성에 악영향을 초래하기 때문이다.When Cu is added, the sum of Cu and Ni is preferably less than 3.5%. The reason for this is that when it is 3.5% or more, the fillability is increased and the toughness and weldability are adversely affected.

　 　  

니오븀(Nb)의 함량은 0.001-0.1%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of niobium (Nb) is preferably 0.001-0.1%.

Nb는 소입성을 향상시키기 위한 원소로서, 특히 Ar3온도를 낮추고 냉각속도 가 낮은 범위에서도 베이나이트 생성범위를 넓히는 효과가 있어, 베이나이트 조직을 얻기 위하여 첨가될 수 있다. 상기 강도 향상 효과를 기대하기 위해서는 그 첨가량이 0.001%이상이 필요하다. 그러나 0.1%를 초과하면 용접시 용접 금속부에서 도상 마르텐사이트 형성을 촉진하여 용접 금속부의 인성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 바람직하지 못하다.Nb is an element for improving the incombustibility, and has an effect of widening the range of bainite formation even in a range where the Ar 3 temperature is lowered and the cooling rate is low, so that it can be added to obtain bainite structure. In order to expect the strength improvement effect, the addition amount is required to be 0.001% or more. However, if it exceeds 0.1%, it is not preferable since the weld metal part promotes the formation of the martensite on the welded part and adversely affects the toughness of the weld metal part.

바나듐(V)의 함량은 0.001-0.1%로 하는 것이 바람직하다. 　 The content of vanadium (V) is preferably 0.001-0.1%.

V는 VN석출물을 형성시켜 페라이트 변태를 촉진하는 원소로서 0.001%이상이 필요하나 0.1%를 초과하면 용접 금속부에 탄화물(Carbide)과 같은 경화상을 형성시켜 용접 금속부의 인성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 바람직하지 못하다.V is an element for accelerating ferrite transformation by forming VN precipitates. If it is more than 0.001%, if it exceeds 0.1%, a light image such as carbide is formed on the weld metal portion, and the toughness of the weld metal portion is adversely affected It is not desirable.

크롬(Cr)은 0.05~1.0%로 하는 것이 바람직하다. 　 The chromium (Cr) is preferably 0.05 to 1.0%.

Cr은 소입성을 증가시키고 또한 강도를 향상시키는데, 그 함유량이 0.05%미만에는 강도를 얻을 수 없고 1.0%를 초과하는 경우 용접 금속부 인성열화를 초래한다. 　 Cr improves the hardenability and improves the strength. When the content is less than 0.05%, strength can not be obtained. When the content exceeds 1.0%, the weld metal toughness deteriorates.

　

텅스텐(W)의 함량은 0.05-0.5%로 하는 것이 바람직하다.The content of tungsten (W) is preferably 0.05-0.5%.

W은 고온강도를 향상시키고 석출강화에 효과적인 원소이다. 그러나 0.05% 미만에서는 강도상승효과가 미약하기 때문에 바람직하지 못하고 0.5%를 초과하면 용접 금속부 인성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 바람직하지 못하다.W is an element which improves high-temperature strength and is effective for precipitation strengthening. However, when the content is less than 0.05%, the effect of increasing the strength is insufficient, which is undesirable. If the content exceeds 0.5%, the weld metal toughness is adversely affected, which is not preferable.

지르코늄(Zr)의 함량은 0.005-0.5%로 하는 것이 바람직하다The content of zirconium (Zr) is preferably 0.005-0.5%

Zr은 강도상승에 효과가 있기 때문에 0.005%이상 첨가하는 것이 바람직하며 0.5%를 초과할 경우 용접 금속부 인성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 바람직하지 못하다. Since Zr is effective for increasing the strength, it is preferably added in an amount of 0.005% or more, and if it exceeds 0.5%, it is not preferable because it adversely affects the toughness of the weld metal.

또한, 본 발명에서는 구오스테나이트의 결정립 성장 억제를 위해 칼슘(Ca), 희토류 원소(REM)의 1종 또는 2종을 추가로 첨가할 수 있다. 　 Further, in the present invention, one or two kinds of calcium (Ca) and rare earth elements (REM) may be further added to suppress the crystal growth of old austenite.

　

Ca 및 REM은 용접시 아크를 안정시키고 용접 금속부에서 산화물을 형성시키는 원소이다. 또한 냉각과정에서 오스테나이트 결정립 성장을 억제하고 입내 페라이트변태를 촉진시켜 용접 금속부의 인성을 향상시킨다. 이를 위해, 칼슘(Ca)은 0.0005%이상, REM은 0.005%이상 첨가하는 것이 좋으나, Ca이 0.05%, REM이 0.05%를 초과하는 경우 대형 산화물을 형성하여 인성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. REM으로서는 Ce, La, Y 및 Hf등의 1종 또는 2종이상을 사용하여도 무방하고 어느 것도 상기 효과를 얻을 수 있다.　 Ca and REM are elements that stabilize the arc during welding and form oxides in the weld metal part. It also inhibits the growth of austenite grains during the cooling process and promotes ferrite transformation in the ingot, thereby improving the toughness of the weld metal part. For this purpose, it is preferable to add 0.0005% or more of calcium (Ca) and 0.005% or more of REM. If Ca is 0.05% and REM is more than 0.05%, large oxide may be formed and the toughness may be adversely affected. As the REM, one or more of Ce, La, Y and Hf may be used, and any of the above effects can be obtained.

나머지는 불가피한 불순물 및 Fe로 이루어진다.The remainder consists of unavoidable impurities and Fe.

이하 본 발명의 성분관계식에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the component relation of the present invention will be described in detail.

Ti/O의 비는 0.9~1.3을 만족하는 것이 바람직하다.　The ratio of Ti / O is preferably 0.9 to 1.3.

Ti/O비가 0.9 미만의 경우에는 용접 금속부내에 오스테나이트 결정립 성장억제 및 침상 페라이트변태에 요구되는 TiO산화물 개수가 불충분하며, TiO산화물내에 함유하는 Ti비율이 작아져서 침상 페라이트 핵생성 자리로서의 기능을 상실하여 용접열영향부의 인성개선에 유효한 침상 페라이트 상분율이 저하된다. 또한, Ti/O의 비가 1.3을 초과하는 경우에는 용접 금속부내 오스테나이트 결정립 성장 억제 효과가 포화되며, 산화물내에 함유되는 합금성분의 비율이 오히려 작아져서 침상 페라이트의 핵생성 자리로서의 기능을 상실한다. When the Ti / O ratio is less than 0.9, the number of TiO 2 oxides required for inhibiting austenite grain growth growth and needle-shaped ferrite transformation is insufficient in the weld metal portion, and the Ti content in the TiO 2 oxide is decreased to function as an acicular ferrite nucleation site And the percentage of the needle-shaped ferrite phase which is effective for improving the toughness of the weld heat affected zone is lowered. When the ratio of Ti / O exceeds 1.3, the austenite grain growth inhibiting effect in the weld metal is saturated, and the ratio of the alloy component contained in the oxide becomes rather small to lose the function as nucleation site of the needle-shaped ferrite.

Ti/N의 비는 7~12를 만족하는 것이 바람직하다.　 The ratio of Ti / N is preferably 7 to 12.

본 발명에서 Ti/N비가 7 미만인 경우에는 TiO산화물에 형성되는 TiN석출물 양이 감소하여 인성개선에 효과적인 침상 페라이트 변태에 나쁜 영향을 미치기 때문에 바람직하지 못하며, 12를 초과하는 경우 그 효과가 포화되고 고용질소양이 증가하여 충격인성을 저하시키기 때문에 바람직하지 못하다. In the present invention, when the Ti / N ratio is less than 7, the amount of TiN precipitates formed in the TiO 2 oxide is decreased to adversely affect the needle-shaped ferrite transformation effective in improving toughness. The amount of nitrogen is increased and the impact toughness is lowered, which is not preferable.

　

O/B의 비는 9~16을 만족하는 것이 바람직하다.　 It is preferable that the ratio of O / B satisfies 9 to 16.

본 발명에서 O/B비가 9 미만이면 용접후 냉각과정중에 오스테나이트 결정입계에 확산되어 입계 페라이트 변태를 억제하는 고용 B의 양이 불충분하며, O/B비가 16을 초과하는 경우에는 그 효과가 포화되며 고용질소량이 증가하여 용접열영향부 의 인성을 저하시킨다.. 　 In the present invention, if the O / B ratio is less than 9, the amount of solid solution B that diffuses to the austenite grain boundaries during the cooling process after welding and inhibits the intergranular ferrite transformation is insufficient. If the O / B ratio exceeds 16, And the amount of dissolved nitrogen is increased to lower the toughness of the weld heat affected zone.

　

(Ti+4B)/O의 비는 1.2~1.8로 하는 것이 바람직하다.　 (Ti + 4B) / O is preferably 1.2 to 1.8.

본 발명에서 (Ti+4B)/O의 비가 1.2 미만인 경우 고용질소량이 증가하여 용접 금속부의 인성개선에 효과적이지 못하고, 1.8을 초과하는 경우 TiN, BN 석출물의 개수가 불충분하기 때문에 바람직하지 못하다. In the present invention, when the ratio of (Ti + 4B) / O is less than 1.2, the amount of solid solution nitrogen is increased and it is not effective in improving the toughness of the weld metal portion, and when it exceeds 1.8, the number of TiN and BN precipitates is insufficient.

(Ni+3Mn+4Mo)의 비는 8.0~11.5로 하는 것이 바람직하다.　 (Ni + 3Mn + 4Mo) is preferably 8.0 to 11.5.

본 발명에서 (Ni+3Mn+4Mo)의 비가 8.0 미만의 경우 하부 베이나이트 조직의 형성에 영향을 미치기 때문에 800MPa급 이상의 고강도 용접 금속부를 확보할 수 없으며, 그 비가 11.5를 초과할 경우 마르텐사이트의 조직이 형성되기 때문에 바람직하지 못하다. In the present invention, when the ratio of (Ni + 3Mn + 4Mo) is less than 8.0, it affects the formation of the lower bainite structure. Therefore, it is impossible to secure a weld metal portion of high strength of 800 MPa or more. When the ratio exceeds 11.5, Which is undesirable.

이하, 본 발명 용접 금속부의 미세조직에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the microstructure of the weld metal portion of the present invention will be described in detail.

　

본 발명에서 FCAW 용접후 형성되는 용접 금속부의 미세조직은 침상 페라이트(acicular ferrite)와 하부 베이나이트(lower bainite)이고, 고인성을 확보하기 위해서는 침상 페라이트 분율이 면적분율로 70%이상인 것이 바람직하다. 그 이유는 침상 페라이트 조직은 고강도와 저온 충격인성을 동시에 얻을 수 있는 조직이기 때문이다. In the present invention, the microstructure of the weld metal portion formed after FCAW welding is acicular ferrite and lower bainite. In order to ensure high toughness, it is preferable that the acicular ferrite fraction is 70% or more in area fraction. The reason is that the needle-like ferrite structure is a structure capable of simultaneously obtaining high strength and low-temperature impact toughness.

즉, 상기 침상 페라이트 조직이 아닌 조대한 입계 페라이트, 위드만스타텐(Widmanstatten) 페라이트 등이 혼합되어 있는 경우에는 충격인성이 유리하지만 고강도를 확보하기 곤란하고, 마르텐사이트 조직이 혼합되어 있는 경우는 고강도를 확보할 수 있지만 저온충격인성을 확보하기 어렵기 때문에 본 발명에서는 침상 페라이트와 하부 베이나이트 조직을 갖도록 하는 것이 바람직하다.That is, when coarse grain boundary ferrite, Widmanstatten ferrite, etc., which are not the needle-shaped ferrite structure, are mixed, impact toughness is advantageous, but it is difficult to secure high strength. When martensite structure is mixed, But it is difficult to secure a low-temperature impact toughness. Therefore, in the present invention, it is preferable to have a needle-like ferrite and a lower bainite structure.

이에 따라, 본 발명에서 고강도와 고인성의 유리한 최적의 미세조직은 70~80%정도의 침상 페라이트와 20~30%의 하부 베이나이트 조직이 가장 바람직하다. Accordingly, in the present invention, an advantageous microstructure having a high strength and a high tensile strength is most preferably 70 to 80% of needle-like ferrite and 20 to 30% of lower bainite structure.

용접 금속부에 존재하는 산화물은 용접후 용접 금속부의 미세조직 변태에 큰 영향을 미친다. 즉 분포하는 산화물의 종류, 크기 및 그 개수에 크게 영향을 받게 된다. 특히 FCAW 용접 금속부의 경우, 응고과정에서 결정립이 조대화되고 결정입계로부터 조대한 입계 페라이트, 위드만스타텐(Widmanstatten) 페라이트, 베이나이트 등의 조직이 형성되어 용접 금속부의 물성이 저하된다. The oxides present in the weld metal greatly affect the microstructural transformation of the weld metal after welding. That is, the kind, size, and number of the distributed oxides. Particularly, in the case of FCAW welded metal parts, the crystal grains are coarsened during the solidification process, and texture of grain boundary ferrite, Widmanstatten ferrite and bainite is formed from crystal grain boundaries, and the physical properties of the weld metal part are lowered.

이를 방지하기 위해서 본 발명에서는 용접 금속부내에 TiO 산화물을 0.5㎛이하의 간격으로 균일하게 분산시키고, TiO산화물의 평균입경 및 임계 개수를 0.01~0.1㎛ 및 1mm3당 1.0x107개 이상으로 한정한다. In order to prevent this, in the present invention, TiO 2 oxides are uniformly dispersed at intervals of not more than 0.5 탆 in the weld metal portion, and the average particle diameter and the critical number of TiO 2 oxides are limited to 0.01 to 0.1 탆 and not less than 1.0 x 10 7 per 1 mm 3 .

그 이유는 평균입경이 0.01㎛미만에서는 FCAW용접 금속부에서 침상 페라이트의 변태를 촉진시키는 역할을 하지 못하며, 또한 0.1㎛을 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립에 대한 피닝(pinning, 결정립 성장억제)효과가 적어지고 조대한 비금속 개재물과 같은 거동을 하여 용접 금속부 충격인성에 좋지 않은 영향을 미치기 때문이다. The reason for this is that when the average grain size is less than 0.01 탆, the FCAW weld metal does not promote the transformation of the acicular ferrite. If the average grain size exceeds 0.1 탆, the pinning (grain growth inhibition) effect on the austenite grains This is because it acts like a coarse nonmetallic inclusion and adversely affects the impact toughness of the weld metal part.

　

본 발명에서 FCAW이외의 다른 용접 프로세스(Process)에 의해서도 제조할 수 있다. 이 때 용접 금속부의 냉각속도가 빠르면 산화물을 미세분산시키고 조직이 미세하기 때문에 냉각속도가 빠른 대입열 용접 프로세스(process)가 바람직하다. 또한 같은 이유로 용접부의 냉각속도를 향상시키기 위하여 강재 냉각 및 Cu-backing방법도 유리하다. 그러나, 이와 같이 공지의 기술들을 본 발명에 적용하더라도 이는 본 발명의 단순한 변경으로서 실질적으로 본 발명의 기술사상의 범위내라고 해석하는 것은 당연하다. 　 But can also be produced by welding processes other than FCAW in the present invention. At this time, if the cooling rate of the weld metal portion is high, an oxide heat-treatment heat treatment process is preferable because the oxide is finely dispersed and the structure is fine. For the same reason, steel cooling and Cu-backing methods are also advantageous to improve the cooling rate of welds. However, even when such known techniques are applied to the present invention, it is natural that they are interpreted as a simple change of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following examples.

(실시예)(Example)

표 1과 같은 성분 조성을 갖는 용접 금속부를 7~30kJ/cm이상의 용접입열량을 적용하여 FCAW에 의해 제조하였으며, 용접 금속부 합금성분 원소간의 구성비는 하기 표 2와 같다.　The weld metal portion having the same composition as shown in Table 1 was manufactured by FCAW using a welding heat amount of 7 to 30 kJ / cm or more, and the composition ratio among the weld metal alloy component elements is shown in Table 2 below.

상기와 같이 용접된 용접 금속부의 기계적 성질을 평가하기 위한 시험편들은 용접 금속부의 중앙부에서 채취하였으며 인장시험편은 KS규격(KS B 0801) 4호 시험편을 이용하였으며 인장시험은 크로스 헤드 스피드(cross head speed) 10mm/mim에서 시험하였다. 충격시험편은 KS(KS B 0809) 3호 시험편에 준하여 제조하여 시험하고 그 결과를 표 3에 나타내었다.Test specimens for the evaluation of the mechanical properties of the welded metal parts as described above were taken from the center of the welded metal part. The tensile test specimens were made with KS Specification No. 4 (KS B 0801) No. 4, 10 mm / min. The impact test specimens were manufactured and tested in accordance with KS (KS B 0809) No. 3 test specimens. The results are shown in Table 3.

　  

용접 금속부의 충격인성에 중요한 영향을 미치는 산화물의 크기와 갯수 그리고 간격은 화상분석기(image analyzer)와 전자현미경을 이용한 포인트 카운팅(point counting)법으로 측정하였다. 이때, 피검면은 100mm2을 기준으로 하여 평가하고 그 결과를 표 3에 나타내었다.　또한, FCAW 용접 금속부의 충격인성 평가는 FCAW 용접후 충격시험편으로 가공하여 -20℃에서 샤피충격시험을 통하여 평가하고 그 결과를 표 3에 나타내었다. 　The size, number and spacing of the oxides, which have a significant impact on the impact toughness of the weld metal, were measured by point counting using an image analyzer and an electron microscope. At this time, the surface to be inspected was evaluated based on 100 mm 2 , and the results are shown in Table 3. In addition, the impact toughness evaluation of the FCAW welded metal part was evaluated by the Charpy impact test at -20 ° C after machining with an impact test piece after FCAW welding, and the results are shown in Table 3.

구분division CC SiSi MnMn PP SS NiNi MoMo TiTi B
(ppm
)B
(ppm
) N
(ppm
)N
(ppm
) CuCu AlAl CrCr NbNb VV CaCa REMREM O
(ppm
)O
(ppm
) 발명예
1Honor
One 0.040.04 0.350.35 1.941.94 0.00
80.00
8 0.00
50.00
5 2.052.05 0.600.60 0.05
40.05
4 3030 4545 -- 0.00
30.00
3 -- -- -- -- -- 480480 발명예2Inventory 2 0.070.07 0.320.32 1.401.40 0.0100.010 0.0040.004 2.12.1 0.650.65 0.0500.050 3434 5454 -- 0.0050.005 -- -- -- -- -- 440440 발명예3Inventory 3 0.060.06 0.250.25 1.881.88 0.0110.011 0.0040.004 2.02.0 0.650.65 0.0480.048 3838 5353 0.050.05 0.0040.004 -- -- -- -- -- 480480 발명예4Honorable 4 0.080.08 0.320.32 2.012.01 0.0080.008 0.0050.005 2.542.54 0.720.72 0.0420.042 4040 5050 -- 0.0030.003 -- -- -- -- -- 400400 발명예5Inventory 5 0.070.07 0.420.42 2.202.20 0.0090.009 0.0040.004 2.502.50 0.600.60 0.0450.045 4545 4343 -- 0.0030.003 -- -- -- -- -- 420420 발명예6Inventory 6 0.070.07 0.380.38 2.302.30 0.0100.010 0.0050.005 2.652.65 0.620.62 0.0480.048 4242 4545 -- 0.0020.002 -- 0.030.03 -- -- -- 480480 발명예7Honorable 7 0.090.09 0.250.25 2.02.0 0.0110.011 0.0050.005 2.452.45 0.650.65 0.0400.040 4545 5555 0.040.04 0.0020.002 -- -- -- -- -- 460460 발명예8Honors 8 0.060.06 0.350.35 1.921.92 0.0120.012 0.0060.006 2.552.55 0.640.64 0.0440.044 4040 4040 -- 0.0030.003 -- -- 0.0010.001 -- -- 440440 발명예9Proposition 9 0.060.06 0.280.28 1.951.95 0.0100.010 0.0050.005 2.482.48 0.500.50 0.0460.046 3535 5252 -- 0.0030.003 0.10.1 -- -- 0.0010.001 -- 380380 발명예10Inventory 10 0.070.07 0.380.38 1.951.95 0.0090.009 0.0060.006 2.502.50 0.550.55 0.0480.048 4040 5050 -- 0.0030.003 -- -- -- -- 0.0050.005 360360 비교예1Comparative Example 1 0.030.03 0.060.06 1.251.25 0.0110.011 0.0060.006 2.602.60 0.190.19 0.010.01 2929 7272 0.020.02 0.0050.005 -- -- -- -- -- 250250 비교예2Comparative Example 2 0.050.05 0.130.13 1.931.93 0.0110.011 0.0040.004 1.711.71 0.200.20 0.0250.025 6969 5050 0.040.04 0.0010.001 -- -- -- -- -- 320320 비교예3Comparative Example 3 0.060.06 0.060.06 1.251.25 0.0100.010 0.0070.007 1.611.61 0.0100.010 0.0340.034 2121 7474 -- 0.0070.007 -- -- -- -- -- 450450 비교예4Comparative Example 4 0.040.04 0.190.19 2.02.0 0.0080.008 0.0040.004 1.751.75 0.550.55 0.020.02 105105 5656 0.020.02 -- -- -- -- -- -- 300300 비교예5Comparative Example 5 0.060.06 0.280.28 1.561.56 0.0130.013 0.0080.008 2.502.50 1.141.14 0.0580.058 5858 7171 0.0120.012 -- -- -- -- -- -- 270270 비교예6Comparative Example 6 0.060.06 0.260.26 1.531.53 0.0120.012 0.0070.007 1.501.50 0.160.16 0.0370.037 5252 4040 0.030.03 0.0120.012 -- -- -- -- -- 640640 비교예7Comparative Example 7 0.050.05 0.220.22 1.581.58 0.0150.015 0.0080.008 1.511.51 1.121.12 0.040.04 9292 7070 0.030.03 0.010.01 -- -- -- -- -- 160160 비교예8Comparative Example 8 0.070.07 0.140.14 2.562.56 0.0110.011 0.0060.006 2.522.52 0.510.51 0.0140.014 4242 180180 0.320.32 0.030.03 -- -- 0.0130.013 -- -- 200200 비교예9Comparative Example 9 0.090.09 0.370.37 1.741.74 0.0150.015 0.0100.010 1.441.44 1.171.17 0.0810.081 1111 100100 0.030.03 0.020.02 -- -- -- -- -- 240240 비교예10Comparative Example 10 0.050.05 0.260.26 1.661.66 0.0090.009 0.0040.004 0.050.05 1.151.15 0.0420.042 1515 3030 -- 0.0060.006 -- -- -- -- -- 750750 비교예11Comparative Example 11 0.070.07 0.230.23 1.721.72 0.0080.008 0.0040.004 2.302.30 0.640.64 0.030.03 2222 6060 0.050.05 0.010.01 -- -- -- -- -- 190190

구분division Ti/OTi / O Ti/NTi / N O/BO / B (Ti+4B)/O(Ti + 4B) / O Ni+3Mn+4MoNi + 3Mn + 4Mo 발명예1Inventory 1 1.11.1 12.012.0 16.016.0 1.41.4 10.310.3 발명예2Inventory 2 1.11.1 9.39.3 12.912.9 1.41.4 8.98.9 발명예3Inventory 3 1.01.0 9.19.1 12.612.6 1.31.3 10.210.2 발명예4Honorable 4 1.11.1 8.48.4 10.010.0 1.51.5 11.511.5 발명예5Inventory 5 1.11.1 10.510.5 9.39.3 1.51.5 11.511.5 발명예6Inventory 6 1.11.1 10.710.7 11.411.4 1.41.4 12.012.0 발명예7Honorable 7 0.90.9 7.37.3 10.210.2 1.31.3 11.111.1 발명예8Honors 8 1.01.0 11.011.0 11.011.0 1.41.4 10.910.9 발명예9Proposition 9 1.21.2 8.98.9 10.910.9 1.61.6 10.310.3 발명예10Inventory 10 1.31.3 9.69.6 9.09.0 1.81.8 10.610.6 비교예1Comparative Example 1 0.40.4 1.41.4 8.68.6 0.90.9 7.17.1 비교예2Comparative Example 2 0.80.8 5.05.0 4.64.6 1.61.6 8.38.3 비교예3Comparative Example 3 0.80.8 4.64.6 21.421.4 0.90.9 5.45.4 비교예4Comparative Example 4 0.70.7 3.63.6 2.82.8 2.12.1 10.010.0 비교예5Comparative Example 5 2.12.1 8.28.2 4.74.7 3.03.0 11.711.7 비교예6Comparative Example 6 0.60.6 9.39.3 12.312.3 0.90.9 6.76.7 비교예7Comparative Example 7 2.52.5 5.75.7 1.71.7 4.84.8 10.710.7 비교예8Comparative Example 8 0.70.7 0.80.8 4.84.8 1.51.5 12.212.2 비교예9Comparative Example 9 3.43.4 8.18.1 21.821.8 3.63.6 11.311.3 비교예10Comparative Example 10 0.60.6 14.014.0 50.050.0 0.60.6 9.69.6 비교예11Comparative Example 11 1.61.6 5.05.0 8.68.6 2.02.0 10.010.0

구분
division
용접Process 및 입열량
Welding process and heat input
TiO 산화물
TiO2 oxide
용접금속부
accicular ferrite
(%)Welded metal part
accicular ferrite
(%) 용접 금속부 기계적 성질
Mechanical properties of weld metal part
용접
Processwelding
Process 용접입열량
(kJ/cm)Welding heat input
(kJ / cm) 개수
(개/mm3)Count
(Pieces / mm 3 ) 평균크기
(㎛)Average size
(탆) 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) vE -20℃
(J)vE -20 ° C
(J) 발명예1Inventory 1 FCAWFCAW 2020 3.3X108 3.3X10 8 0.0160.016 7272 840840 102102 발명예2Inventory 2 FCAWFCAW 3535 4.6X108 4.6X10 8 0.0170.017 7171 854854 9898 발명예3Inventory 3 FCAWFCAW 1515 3.7X108 3.7X10 8 0.0120.012 7777 860860 9292 발명예4Honorable 4 FCAWFCAW 4040 4.6X108 4.6X10 8 0.0160.016 7575 864864 110110 발명예5Inventory 5 FCAWFCAW 2828 6.4X108 6.4X10 8 0.0180.018 7272 856856 9292 발명예6Inventory 6 FCAWFCAW 3535 5.3X108 5.3X10 8 0.0250.025 7070 830830 8989 발명예7Honorable 7 FCAWFCAW 3232 3.6X108 3.6X10 8 0.0130.013 7979 864864 9090 발명예8Honors 8 FCAWFCAW 3030 3.3X108 3.3X10 8 0.0260.026 7171 860860 8989 발명예9Proposition 9 FCAWFCAW 3030 5.6X108 5.6X10 8 0.0240.024 7474 865865 105105 발명예10Inventory 10 FCAWFCAW 2525 5.3X108 5.3X10 8 0.0140.014 7575 862862 102102 비교예1Comparative Example 1 FCAWFCAW 2020 3.0X106 3.0X10 6 0.0450.045 3636 850850 1010 비교예2Comparative Example 2 FCAWFCAW 2020 4.3X106 4.3X10 6 0.0510.051 3232 840840 2121 비교예3Comparative Example 3 FCAWFCAW 2020 2.5X106 2.5X10 6 0.0540.054 2424 750750 4646 비교예4Comparative Example 4 FCAWFCAW 2020 3.0X106 3.0X10 6 0.0640.064 4545 820820 2323 비교예5Comparative Example 5 FCAWFCAW 2020 2.5X105 2.5X10 5 0.0370.037 3737 650650 1717 비교예6Comparative Example 6 FCAWFCAW 3030 2.5X106 2.5X10 6 0.0560.056 4242 840840 1414 비교예7Comparative Example 7 FCAWFCAW 3030 3.0X106 3.0X10 6 0.0430.043 4444 841841 1919 비교예8Comparative Example 8 FCAWFCAW 2020 4.1X105 4.1X10 5 0.0460.046 3232 810810 1212 비교예9Comparative Example 9 FCAWFCAW 3030 2.8X105 2.8X10 5 0.0410.041 2929 790790 2424 비교예10Comparative Example 10 FCAWFCAW 2020 3.4X105 3.4X10 5 0.0460.046 2222 823823 3232 비교예11Comparative Example 11 FCAWFCAW 2525 2.6X106 2.6X10 6 0.0430.043 4141 825825 2323

상기 표 3 에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 발명예는 TiO 산화물의 개수는 3X108개/mm3이상의 범위를 가지고 있는데 반해, 비교예의 경우는 4.3 X10 6개/mm3이하의 범위를 보이고 있어, 비교예 대비 발명예가 상당히 균일하면서도 미세한 복합석출물 크기를 갖으면서 그 개수 또한 현저히 증가되었음을 알 수 있다. As shown in Table 3, the inventive example of the present invention has a range of TiO 2 oxides in the range of 3 × 10 8 / mm 3 or more, while in the comparative example, the range of 4.3 × 10 6 / mm 3 or less It can be seen that the inventive example of the comparative example is fairly uniform and the number of the complex precipitate is also increased and the number is also remarkably increased.

또한, 본 발명예의 미세조직의 경우 침상 페라이트가 모두 70%이상의 높은 분율로 구성되어 800MPa이상의 고강도이면서 우수한 용접 금속부 충격특성을 보이고 있다.In addition, in the case of the microstructure of the present invention, needle-like ferrite is composed of a high fraction of not less than 70%, showing high strength of 800 MPa or more and excellent weld metal part impact property.

Claims (10)

중량%로, C: 0.01-0.2%, Si: 0.1-0.5%, Mn: 1.0-3.0%, Ni: 1.5-3.0%, Mo: 0.3-1.0%, Ti: 0.01-0.1%, B: 0.002-0.05%, Al: 0.001-0.01%, N: 0.003-0.006%, P: 0.03%이하, S: 0.03%이하, O: 0.03-0.07%를 포함하고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet contains 0.01-0.2% of C, 0.1-0.5% of Si, 1.0-3.0% of Mn, 1.5-3.0% of Ni, 0.3-1.0% of Mo, 0.01-0.1% of Ti, 0.05% of Al, 0.001-0.01% of Al, 0.003-0.006% of N, 0.03% or less of P, 0.03% or less of S and 0.03-0.07% of O and the balance of Fe and unavoidable impurities, 상기 조성은 0.9≤Ti/O≤1.3, 9≤O/B≤16 및 8.0≤(Ni+3Mn+4Mo)≤11.5의 관계를 만족하고, The composition satisfies the relationship of 0.9? Ti / O? 1.3, 9? O / B? 16 and 8.0? (Ni + 3Mn + 4Mo)? 11.5, 인장강도 800MPa 이상이고, -20℃ 사피충격에너지(vE-20℃)가 89~110J인 것을 만족하는 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부. A high strength flux cored arc weld metal part having a tensile strength of 800 MPa or more and excellent impact toughness satisfying that the impact energy (vE -20 DEG C ) of -20 DEG C is 89 to 110J. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조성에 Cu: 0.01~2.0%, Nb: 0.001~0.1%, V: 0.001~0.1%, Cr: 0.05~1.0%, W: 0.05~0.5% 및 Zr: 0.005~0.5%로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 또는 2종이상을 포함하는 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부. Wherein said composition contains 0.01 to 2.0% of Cu, 0.001 to 0.1% of Nb, 0.001 to 0.1% of V, 0.05 to 1.0% of Cr, 0.05 to 0.5% of W and 0.005 to 0.5% of Zr A high strength flux cored arc weld metal part having excellent impact toughness including two or more species. 청구항 2에 있어서,The method of claim 2, 상기 Cu가 첨가되는 경우에는 Cu 및 Ni의 총합이 3.5%미만인 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부.A high strength flux cored arc weld metal portion having a total impact resistance of less than 3.5% when Cu is added. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조성에 Ca: 0.0005~0.05% 및 REM: 0.005~0.05%의 1종 또는 2종을 포함하는 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부.A high strength flux cored arc weld metal part excellent in impact toughness containing one or two of Ca: 0.0005 to 0.05% and REM: 0.005 to 0.05%. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조성은 7≤Ti/N≤12의 관계를 만족하는 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부. The composition is a high strength flux cored arc weld metal part satisfying the relationship 7? Ti / N? 12 and having excellent impact toughness. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조성은 1.2≤(Ti+4B)/O≤1.8의 관계를 만족하는 충격인성이 우수한 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부.Wherein the composition satisfies the relationship of 1.2? (Ti + 4B) /0? 1.8 and a high-strength flux cored arc weld metal portion excellent in impact toughness. 삭제delete 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 용접 금속부의 미세조직이 면적분율로 70%이상의 침상 페라이트(acicular ferrite)와 나머지 하부 베이나이트(lower bainite)를 포함하는 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부.Wherein the microstructure of the weld metal portion comprises acicular ferrite having an area fraction of 70% or more and the remaining lower bainite. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 용접 금속부에는 평균입경 0.01~0.1㎛의 TiO 산화물이 1.0×107개/㎣ 이상 분포되어 있는 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부.The weld metal portion, the TiO oxide having an average particle size of 0.01 ~ 0.1㎛ 1.0 × 10 7 pieces / ㎣ is distributed over a high strength flux cored arc welding metal parts. 청구항 9에 있어서,The method of claim 9, 상기 TiO 산화물은 0.5㎛이하의 간격으로 분산되어 있는 고강도 플럭스 코어드 아크 용접 금속부.Wherein the TiO 2 oxide is dispersed at an interval of not more than 0.5 탆.
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