KR102256983B1

KR102256983B1 - 저항복비 각형 강관용 열연 강판 및 그의 제조 방법 그리고 저항복비 각형 강관 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR102256983B1
Application number: KR1020197016788A
Authority: KR
Inventors: 소타 고토; 히로시 나카타; 슌스케 도요다; 스케 도요다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2021-05-26
Also published as: WO2018110152A1; CN110073018B; CN110073018A; JP6388091B1; JPWO2018110152A1; KR20190085027A

Abstract

판두께 25㎜ 초과라도 충분한 강도, 저항복비 및 저온 인성을 갖는 각형 강관용의 소재로서 적합한 열연 강판을 제공한다. 질량％로, C: 0.07∼0.20％, Mn: 0.3∼2.0％, P: 0.03％ 이하, S: 0.015％ 이하, Al: 0.01∼0.06％, N: 0.006％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상과, 펄라이트, 의사 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고 면적 분율이 8∼20％인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고, 판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛인 저항복비 각형 강관용 열연 강판으로 한다.

Description

저항복비 각형 강관용 열연 강판 및 그의 제조 방법 그리고 저항복비 각형 강관 및 그의 제조 방법

본 발명은, 저항복비 각형(角形) 강관용 열연 강판 및, 당해 열연 강판을 소재로 하여 냉간에서 롤 성형에 의해 제조되어 저항복비와 저온 인성을 구비하는 각형 강관(각 칼럼(square column))에 관한 것이다. 특히, 높이 20m를 초과하는 중층 건축물의 건축 부재로서 적용할 수 있는 각형 강관에 관한 것이다.

각형 강관은, 통상, 열연 강판(열연 강대) 또는 후판을 소재로 하여, 냉간 성형에 의해 제조된다. 각형 강관의 제조에 이용되는 냉간 성형 방법으로서는, 프레스 성형, 롤 성형이 있다. 열연 강판을 소재로 하여 롤 성형을 이용하여 각형 강관을 제조하는 경우에는, 우선 열연 강판을 환형 강관으로 성형하고, 그 후, 당해 환형 강관에 냉간 성형을 더하여 각형 강관으로 하는 것이 일반적이다. 이 롤 성형을 이용한 각형 강관의 제조 방법은, 프레스 성형을 이용한 각형 강관의 제조 방법에 비하여, 생산성이 높다는 이점이 있다. 그러나, 롤 성형을 이용한 각형 강관의 제조 방법에서는, 환형 강관으로의 성형시에 있어서 관축 방향으로 큰 가공 왜곡(working strain)이 도입되기 때문에, 관축 방향의 항복비가 상승하기 쉬워, 인성이 저하하기 쉽다는 문제가 있다.

이러한 문제에 대하여, 특허문헌 1에서는, 중량％로, C를 0.20％ 이하 함유하고, 추가로 Mn: 0.40∼0.90％, Nb: 0.005∼0.040％ 및 Ti: 0.005∼0.050％ 중 1종 또는 2종을 함유하는 강 소재를, 미(未)재결정 온도역에 있어서의 압하율 55％ 이상, 압연 종료 온도 730∼830℃, 권취 온도 550℃ 이하의 열연에 의해 코일로 하는 열연 공정에 의해, 강관 성형 공정에 있어서의 외주 길이 드로잉(squeeze of circumference)을 판두께의 3배 이하로 함으로써, 항복비가 90％ 이하이고 시험 온도 0℃에 있어서의 샤르피(Charpy) 흡수 에너지가 27J 이상인 각형 강관을 얻고 있다.

특허문헌 2에서는, 질량％로, C: 0.07∼0.18％, Mn: 0.3∼1.5％를 포함하는 강을, 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 조압연(rough rolling) 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연과 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시한 후, 표면 온도로 냉각 정지 온도가 550℃ 이상이 되도록 냉각하는 1차 냉각과, 3∼15s간 공냉하는 2차 냉각과, 판두께 중앙부 온도로 750∼650℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 4∼15℃/s가 되는 냉각 속도로 650℃ 이하까지 냉각하는 3차 냉각을 실시하고, 강 조직에 포함되는 제2상 빈도의 값을 0.20∼0.42로 함으로써, 80％ 이하의 저항복비를 나타내고 시험 온도: 0℃에서 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150J 이상인 기계적 특성을 구비하는 각형 강관을 제조하고 있다.

특허문헌 3에서는, 질량％로, C: 0.07∼0.18％, Mn: 0.3∼1.5％를 포함하는 강을, 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 이어서 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연과 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시한 후, 표면 온도로 750∼650℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 20℃/s 이하, 판두께 중심부 온도가 650℃에 도달하기까지의 시간이 35s 이내이고 또한 판두께 중심부의 750∼650℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 4∼15℃/s가 되도록, 500∼650℃의 권취 온도까지 냉각함으로써, 80％ 이하의 저항복비를 나타내고 시험 온도: 0℃에서 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150J 이상인 기계적 특성을 구비하는 각형 강관을 제조하고 있다.

일본공개특허공보 평9-87743호 일본특허 제5594165호 일본특허 제5589885호

여기에서, 냉간에서의 롤 성형에 의해 제조되는 각형 강관은, 그 두께가 커질수록 도입되는 가공 왜곡이 증가하여, 항복비의 상승과 인성의 저하가 보다 커진다. 그 때문에, 소재가 되는 열연 강판에는, 성형시의 항복비의 상승을 억제하는 강 조직과, 큰 가공 왜곡에 의한 인성의 악화에 견딜 수 있는 우수한 저온 인성을 구비하는 것이 필요해진다. 그러나, 상기의 특허문헌 1∼3에 개시된 방법으로 제조되는 각형 강관에서는, 특히 판두께가 25㎜를 초과하는 경우에, 항복비가 높아져 버려 항복비 90％ 이하를 만족할 수 없다는 문제가 있다. 즉 종래 기술에서는, 냉간에서의 롤 성형에 의해 제조되는 각형 강관을, 높이 20m를 초과하는 중층 건축물의 건축 부재로서 적용할 수는 없었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 판두께 25㎜ 초과라도 항복 강도: 200㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 75％ 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도 －20℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상이 되는 저온 인성을 구비할 수 있는 저항복비 각형 강관용 열연 강판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기한 특성을 갖는 열연 강판을 소재로 하는 저항복비 각형 강관으로서, 관축 방향으로, 항복 강도: 295㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 90％ 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도: 0℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상이 되는 저온 인성을 구비할 수 있는 저항복비 각형 강관 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 검토한 결과, 이하의 인식을 얻었다.

우선, 특허문헌 1∼3에 개시된 방법으로 각형 강관의 시작(試作)을 행한 결과, 특히 판두께가 25㎜를 초과하는 경우에, 항복비 90％ 이하를 만족할 수 없었다. 시작한 강판의 강 조직을 해석한 결과, 판두께 중심부는, 페라이트 및 펄라이트로 이루어지는 조직이고, 판두께 표리면의 강 조직은, 마르텐사이트 조직, 상부 베이나이트 조직, 또는, 페라이트 및 펄라이트로 이루어지는 조직이었다.

다음으로, 발명자들은 항복비의 상승 억제에 적합한 강 조직을 조사했다. 구체적으로는, 페라이트 단상 조직(베이니틱 페라이트 단상 조직을 포함함), 페라이트 및 펄라이트로 이루어지는 조직, 마르텐사이트 조직이나, 상부 베이나이트 조직의 가공 경화의 행하기 용이함을 조사했다. 또한, 가공 경화되기 쉬울수록, 냉간 성형시에 도입되는 가공 왜곡에 의해 고항복비화한다. 그 결과, 페라이트 단상 조직(베이니틱 페라이트 단상 조직을 포함함)이 가장 가공 경화되기 어렵고, 다음으로 페라이트 및 펄라이트로 이루어지는 조직이 가공 경화되기 어렵고, 마르텐사이트 조직과 상부 베이나이트 조직은 가장 가공 경화되기 쉬운 것을 알았다.

상기 검토에 의해, 냉간에서의 롤 성형으로 도입되는 가공 왜곡이 가장 커지는 판두께 표리면에 있어서, 마르텐사이트 조직, 상부 베이나이트 조직이나, 페라이트 및 펄라이트로 이루어지는 조직의 형성을 억제하여, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상 조직으로 할 수 있으면, 두께가 큰 각형 강관을 냉간에서의 롤 성형으로 제조하는 경우에 있어서도 항복비의 상승을 억제하여, 항복비 90％ 이하의 각형 강관을 제조할 수 있다고 생각했다.

발명자들은, 더욱 상세한 검토를 거듭하여, 발명을 하기에 이르렀다. 본 발명의 요지는 다음과 같다.

[1] 질량％로, C: 0.07∼0.20％, Mn: 0.3∼2.0％, P: 0.03％ 이하, S: 0.015％ 이하, Al: 0.01∼0.06％, N: 0.006％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상(primary phase)과, 펄라이트, 의사(擬似;pseudo) 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고 면적 분율이 8∼20％인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고,

판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판.

[2] 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Si: 0.4％ 미만을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판.

[3] 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 질량％로, Nb: 0.04％ 이하, Ti: 0.02％ 이하 및 V: 0.10％ 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판.

[4] 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 질량％로, B: 0.008％ 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[3] 중 어느 한 항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판.

[5] 판두께가 25㎜ 초과인 것을 특징으로 하는 상기 [1]∼[4] 중 어느 한 항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판.

[6] 강 소재에, 열연 공정, 냉각 공정 및 권취 공정을 이 순서로 실시하여, 열연 강판으로 하는데 있어서,

상기 강 소재를, 상기 [1]∼[4] 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재로 하고,

상기 열연 공정이, 상기 강 소재를 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 당해 가열된 강 소재에 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연을 실시하고, 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 하는 공정이고,

상기 냉각 공정이, 상기 열연판을 판두께 중심 온도로 냉각 개시에서 냉각 정지까지의 평균 냉각 속도가 4∼25℃/s가 되는 냉각 속도로 냉각 정지 온도: 580℃ 이하까지 냉각을 실시하는 공정으로서, 냉각 개시로부터 10s간인 초기 냉각 공정에 있어서 0.2s 이상 3.0s 미만의 방냉 공정을 1회 이상 갖고,

상기 권취 공정이, 상기 냉각 공정 후의 열연판을 권취 온도: 580℃ 이하에서 권취하고, 그 후 방냉하는 공정인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법.

[7] 상기 열연 강판의 판두께가 25㎜ 초과인 것을 특징으로 하는 상기 [6]에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법.

[8] 상기 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 소재로 하는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관.

[9] 상기 [6] 또는 [7]에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법으로 얻어진 열연 강판을 냉간에서 롤 성형함으로써 각형 강관을 얻는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관의 제조 방법.

[10] 질량％로, C: 0.07∼0.20％, Mn: 0.3∼2.0％, P: 0.03％ 이하, S: 0.015％ 이하, Al: 0.01∼0.06％, N: 0.006％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상과, 펄라이트, 의사 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고 면적 분율이 8∼20％인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고,

판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관.

본 발명에 의하면, 항복 강도: 200㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 75％ 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도 -20℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상이 되는 저온 인성을 구비하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 제공할 수 있다. 그리고, 이 열연 강판은, 판두께 25㎜ 초과의 후육의 것이라도, 이것을 소재로 하여 냉간에서의 롤 성형에 의해 제조한 각형 강관에 있어서, 관축 방향으로, 항복 강도: 295㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 90％ 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도: 0℃에서, 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상이 되는 저온 인성을 구비시킬 수 있다. 따라서, 후육의 각형 강관, 예를 들면 건축 구조 부재용 각형 강관으로서 적합하게 이용할 수 있다. 이에 따라, 높이 20m를 초과하는 중층 건축물의 자재 비용의 저감, 공사 기간의 단축을 실현할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판은, 질량％로, C: 0.07∼0.20％, Mn: 0.3∼2.0％, P: 0.03％ 이하, S: 0.015％ 이하, Al: 0.01∼0.06％, N: 0.006％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상과, 펄라이트, 의사 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고 면적 분율이 8∼20％인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고, 판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛인 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 「열연 강판」에는, 열연 강판, 열연 강대를 포함하는 것으로 한다.

우선, 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 성분 조성에 대해서, 설명한다. 또한, 특별히 기재가 없는 한 질량％는, 간단히 ％로 기재한다.

C: 0.07∼0.20％

C는, 고용 강화에 의해 강판의 강도를 증가시킴과 함께, 제2상의 하나인 펄라이트의 형성에 기여하는 원소이다. 소망하는 인장 특성, 인성, 나아가 소망하는 강판 조직을 확보하기 위해서는, 0.07％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.20％를 초과하는 함유는, 각형 강관의 현장 용접시(예를 들면, 각형 강관끼리의 용접시)에 마르텐사이트 조직이 생성되어 용접 균열의 원인이 될 염려가 있다. 이 때문에, C는 0.07∼0.20％의 범위로 한정했다. C는, 바람직하게는 하한이 0.09％이고, 상한이 바람직하게는 0.18％이다.

Mn: 0.3∼2.0％

Mn은, 고용 강화를 통하여 강판의 강도를 증가시키는 원소로서, 소망하는 강판 강도를 확보하기 위해, 0.3％ 이상의 함유를 필요로 한다. 0.3％ 미만의 함유에서는, 페라이트 변태 개시 온도의 상승을 초래하여, 조직이 과도하게 조대화하기 쉽다. 한편, 2.0％를 초과하여 함유하면, 중심 편석부의 경도가 상승하여, 각형 강관의 현장 용접시의 균열의 원인이 될 우려가 있다. 이 때문에, Mn은 0.3∼2.0％의 범위로 한정했다. Mn은, 바람직하게는 상한이 1.6％이다. 보다 바람직하게는, 상한이 1.4％이다.

P: 0.03％ 이하

P는, 페라이트 입계에 편석하여, 인성을 저하시키는 작용을 갖는 원소로서, 본 발명에서는, 불순물로서 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 그러나, 과도한 저감은, 정련 비용의 고상승을 초래하기 때문에, 0.002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 0.03％까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, P는 0.03％ 이하로 한정했다. P는, 바람직하게는 0.025％ 이하이다.

S: 0.015％ 이하

S는, 강 중에서는 황화물로서 존재하고, 본 발명의 조성 범위이면, 주로 MnS로서 존재한다. MnS는, 열연 공정에서 얇게 연신되어, 연성, 인성에 악영향을 미치기 때문에, 본 발명에서는 가능한 한 MnS는 저감하는 것이 바람직하다. 그러나, 과도한 저감은, 정련 비용의 고상승을 초래하기 때문에, S는 0.0002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 0.015％까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, S는 0.015％ 이하로 한정했다. S는, 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

Al: 0.01∼0.06％

Al은, 탈산제로서 작용함과 함께, AlN으로서 N을 고정하는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01％ 이상의 함유를 필요로 한다. 0.01％ 미만에서는, Si 무첨가의 경우에 탈산력이 부족하고, 산화물계 개재물이 증가하여, 강판의 청정도가 저하한다. 한편, 0.06％를 초과하는 함유는, 고용 Al량이 증가하여, 각형 강관의 길이 용접시(각형 강관의 제조시의 용접시)에, 특히 대기 중에서의 용접의 경우에, 용접부에 산화물을 형성시킬 위험성이 높아져, 각형 강관 용접부의 인성이 저하한다. 이 때문에, Al은 0.01∼0.06％로 한정했다. Al은, 바람직하게는, 하한이 0.02％이고 상한이 0.05％이다.

N: 0.006％ 이하

N은, 전위의 운동을 강고하게 고착함으로써 인성을 저하시키는 작용을 갖는 원소이다. 본 발명에서는, N은 불순물로서 가능한 한 저감하는 것이 바람직하고, 0.006％까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, N은 0.006％ 이하로 한정했다. N은, 바람직하게는 0.005％ 이하이다.

Si: 0.4％ 미만

Si는, 고용 강화로 강판의 강도 증가에 기여하는 원소로서, 소망하는 강판 강도를 확보하기 위해, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01％를 초과하여 함유하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.4％ 이상의 함유는, 강판 표면에 적 스케일이라고 칭하는 철감람석(fayalite)이 형성되기 쉬워져, 표면의 외관 성상이 저하하는 경우가 많아진다. 이 때문에, 함유하는 경우에는, 0.4％ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 특히 Si를 첨가하지 않는 경우는, Si는 불가피적 불순물로서, 그 레벨은 0.01％ 이하이다.

Nb: 0.04％ 이하, Ti: 0.02％ 이하, V: 0.10％ 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상

Nb, Ti, V는 모두, 강 중에서 미세한 탄화물, 질화물을 형성하고, 석출 강화를 통하여 강의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 함유하면 강관 성형 후의 항복비가 높아지는 경향이 된다. 이 때문에, 본 발명에서는, 함유하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 각형 강관의 항복비가 90％ 이하가 되는 것과 같은 범위이면, 강도를 조정하는 목적으로 함유해도 좋다. 범위는 각각, Nb: 0.04％ 이하, Ti: 0.02％ 이하, V: 0.10％ 이하이다. 또한, Nb, Ti, V 중 어느 하나를 함유하는 경우, Nb: 0.001％ 이상, Ti: 0.001％ 이상, V: 0.001％ 이상인 것이 바람직하다.

B: 0.008％ 이하

B는, 냉각 과정의 페라이트 변태를 지연시켜, 저온 변태 페라이트, 즉, 침상 페라이트상의 형성을 촉진하여, 강판 강도를 증가시키는 작용을 갖는 원소이고, B의 함유는, 강판의 항복비, 따라서 각형 강관의 항복비를 증가시킨다. 이 때문에, 본 발명에서는, 각형 강관의 항복비가 90％ 이하가 되는 것과 같은 범위이면, 강도를 조정하는 목적으로 필요에 따라서 함유할 수 있다. 이러한 범위는 B: 0.008％ 이하이다. B는, 바람직하게는, 하한이 0.0001％이고 상한이 0.0015％이다. 더욱 바람직하게는, 하한이 0.0003％이고 상한이 0.0008％이다.

상기한 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, 불가피적 불순물로서는, 예를 들면 O: 0.005％ 이하를 허용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 강 조직에 대해서 설명한다. 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판은, 판두께 중심부의 강 조직이 주상과 제2상으로 이루어진다. 주상은 페라이트로 이루어지고, 주상의 면적 분율은 80∼92％이다. 또한, 제2상은 펄라이트, 의사 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고, 제2상의 면적 분율은 8∼20％이다. 제2상의 면적 분율이 8％ 미만이 되면 소망하는 인장 강도를 만족할 수 없게 된다. 제2상의 면적 분율이 20％를 초과하면, 소망하는 저온 인성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 제2상의 면적 분율을 8∼20％의 범위로 한정했다. 그리고, 상기 판두께 중심부의 강 조직인 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경은, 7∼20㎛이다. 여기에서 말하는 「주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경」이란, 주상을 구성하는 페라이트상과, 제2상을 구성하는 펄라이트상, 의사 펄라이트상 및 상부 베이나이트상의 전체 결정립에 대해서 측정한 평균 결정 입경을 의미한다. 평균 결정 입경이 7㎛ 미만에서는, 지나치게 미세하여, 각형 강관의 항복비가 90％ 이하를 확보할 수 없다. 한편, 평균 결정 입경이 20㎛를 초과하여 조대화하면, 각형 강관의 인성이 저하하여, 소망하는 인성을 확보할 수 없게 된다. 또한, 더 한층의 고인성을 확보한다는 관점에서, 평균 결정 입경은, 바람직하게는 15㎛ 이하이다.

상기 판두께 중심부의 강 조직은, 이하의 방법으로 관찰하여 주상 및 제2상의 종류, 면적 분율, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경을 구한다. 우선, 열연 강판으로부터 채취한 조직 관찰용 시험편에 대해서, 압연 방향 단면(L단면)이 관찰면이 되도록 연마하고, 나이탈 부식을 실시하여, 조직 관찰용 시험편 표면(열연 강판 표면)으로부터 판두께 1/2t 위치를 관찰 중심으로 하여, 광학 현미경(배율: 500배), 또는 주사형 전자 현미경(배율: 500배)을 이용하여 강 조직을 관찰하여, 촬상한다. 또한, t는 강판의 두께(판두께)이다. 그리고, 얻어진 조직 사진에 대해서, 화상 해석 장치(화상 해석 소프트: Photoshop, Adobe사 제조)를 이용하여, 주상 및 제2상의 종류를 특정하고, 면적 분율을 산출하여, JIS G 0551 기재된 방법으로 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경을 산출한다.

본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판은, 열연 강판의 판두께 표리면(열연 강판의 양 표면)의 강 조직은, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛이다. 여기에서 말하는 단상이란, 면적 분율이 95％ 이상인 경우를 말한다. 또한, 열연 강판의 판두께 표리면이란, 구체적으로는 열연 강판의 양 표면에서 각각 1㎜까지의 영역을 말한다. 평균 결정 입경이 2㎛ 미만이면, 판표리면의 항복 강도가 과도하게 상승하여, 롤 성형시의 부하가 증대하여 환형 강관, 각형 강관의 성형이 곤란해진다. 또한, 20㎛를 초과하여 조대화하면, 각형 강관의 인성이 저하하여, 소망하는 인성을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 당해 평균 결정 입경은 2∼20㎛로 한정했다. 당해 평균 결정 입경은, 바람직하게는, 상한이 15㎛이다.

상기 판두께 표리면의 강 조직은, 조직 관찰용 시험편 표면(열연 강판 표면)으로부터 판두께 1/2t 위치를 관찰 중심으로 하는 대신에, 관찰 시야가 열연 강판 표면으로부터 1㎜의 범위 내가 되도록 하는 이외는, 상기 판두께 중심부의 강 조직의 관찰 방법 및 측정 방법과 동일하게 하여, 강 조직의 종류, 평균 결정 입경을 구한다.

이와 같이, 성분 조성, 판두께 중심부의 강 조직의 종류, 면적 분율 및 평균 결정 입경, 그리고, 판두께 표리면의 강 조직의 종류 및 평균 결정 입경의 전체를 상기 특정의 것으로 함으로써, 항복 강도: 200㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 75％ 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도 -20℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상이 되는 저온 인성을 구비하는 열연 강판으로 할 수 있어, 당해 열연 강판은 각형 강관용의 소재로서 매우 적합하다.

본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 판두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 15㎜ 이상, 바람직하게는 25㎜ 초과, 더욱 바람직하게는, 28㎜ 이상이다. 판두께 25㎜ 초과의 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 냉간에서의 롤 성형에 의해 각형 강관으로 하면, 특허문헌 1∼3 등의 기술에서는 항복비가 높아 불충분하다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판은, 25㎜ 초과의 극후육이라도 항복비의 상승이 억제되어 항복비가 90％ 이하인 각형 강관을 얻을 수 있다.

다음으로, 상기 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법의 일 예인, 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법은, 전술한 성분 조성을 갖는 강 소재에, 특정의 열연 공정, 냉각 공정 및 권취 공정을 이 순서로 실시하여, 열연 강판으로 하는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법은, 강 소재에, 열연 공정, 냉각 공정 및 권취 공정을 이 순서로 실시하여, 열연 강판으로 하는데에 있어서, 강 소재를, 상기한 성분 조성을 갖는 강 소재로 하고, 열연 공정이, 강 소재를 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 당해 가열된 강 소재에 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연을 실시하고, 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 하는 공정이고, 냉각 공정이, 열연판을 판두께 중심 온도로 냉각 개시에서 냉각 정지까지의 평균 냉각 속도가 4∼25℃/s가 되는 냉각 속도로 냉각 정지 온도: 580℃ 이하까지 냉각을 실시하는 공정으로서, 냉각 개시로부터 10s간인 초기 냉각 공정에 있어서 0.2s 이상 3.0s 미만의 방냉 공정을 1회 이상 갖고, 권취 공정이, 권취 온도: 580℃ 이하에서 권취하고, 그 후 방냉하는 공정인 것을 특징으로 한다. 이하에 각 공정에 대해서, 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 제조 방법의 설명에 있어서, 온도는 특별히 기재하지 않는 한 강 소재, 시트 바, 열연판이나 강판 등의 표면 온도로 한다. 당해 표면 온도는, 방사 온도계 등으로 측정할 수 있다. 또한, 평균 냉각 속도는 특별히 기재하지 않는 한 ((냉각 전의 온도－냉각 후의 온도)/냉각 시간)으로 한다.

상기한 성분 조성을 갖는 강 소재의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 전로, 전기로, 진공 용해로 등의 통상 공지의 용제 방법으로 용제하고, 연속 주조법 등의 통상 공지의 주조 방법에 의해, 소망하는 치수로 제조된다. 용강에는 추가로, 레이들(ladle) 정련 등의 2차 정련을 실시해도 좋다. 또한, 연속 주조법을 대신하여, 조괴-분괴 압연법(ingot casting/slabbing)을 적용해도 하등 문제는 없다.

열연 공정(열간 압연 공정)에서는, 상기한 성분 조성을 갖는 강 소재를 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 당해 가열된 강 소재에 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연을 실시하고, 마무리 압연 개시 온도(마무리 압연 입측(入側) 온도): 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도(마무리 압연 출측(出側) 온도): 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 한다.

가열 온도: 1100∼1300℃

강 소재의 가열 온도가 1100℃ 미만에서는, 피압연재의 변형 저항이 과도하게 커져, 조압연기, 마무리 압연기의 내하중(withstand load), 압연 토크의 부족이 발생하여, 압연이 곤란해진다. 한편, 1300℃를 초과하면, 오스테나이트 결정립이 조대화하여, 조압연, 마무리 압연에서 오스테나이트립의 가공·재결정을 반복해도, 세립화하는 것이 곤란해져, 소망하는 열연 강판의 평균 결정 입경을 확보하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 강 소재의 가열 온도는 1100∼1300℃이고, 바람직하게는, 상한이 1280℃이다. 또한, 압연기의 내하중, 압연 토크에 여유가 있는 경우에는, 1100℃ 이하 Ar₃ 변태점 이상의 범위의 가열 온도를 선택해도 좋다. 강 소재의 두께는, 통상 이용되는 200∼350㎜ 정도로 좋고, 특별히 한정되지 않는다.

가열된 강 소재는, 이어서 조압연이 실시되어, 시트 바 등으로 된다.

조압연 종료 온도: 950∼1150℃

가열된 강 소재는, 조압연에 의해, 오스테나이트립이 가공, 재결정되어 미세화한다. 조압연 종료 온도가 950℃ 미만에서는, 조압연기의 내하중, 압연 토크의 부족이 발생하기 쉬워진다. 한편, 1150℃를 초과하여 고온이 되면, 오스테나이트립이 조대화하여, 그 후에 마무리 압연을 실시해도, 평균 결정 입경: 20㎛ 이하라는 소망하는 평균 결정 입경을 확보하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 조압연 종료 온도는 950∼1150℃의 범위로 한정한다. 이 조압연 종료 온도 범위는, 강 소재의 가열 온도, 조압연의 패스간에서의 체류, 강 소재 두께 등을 조정함으로써 달성할 수 있다. 또한, 압연기의 내하중, 압연 토크에 여유가 있는 경우에는, 조압연 종료 온도의 하한을, Ar₃ 변태점＋100℃ 이상으로 해도 좋다. 조압연이 종료한 단계에서의 두께(시트 바 등의 두께)는, 마무리 압연으로, 소망하는 제품 두께의 제품판(열연 강판)으로 할 수 있으면 좋고, 특별히 한정할 필요는 없고, 32∼60㎜ 정도가 적당하다.

조압연 후는, 이어서 텐덤 압연기(tandem rolling mill)에 의해 마무리 압연이 실시되어, 열연 강판으로 된다.

마무리 압연 개시 온도(마무리 압연 입측 온도): 1100∼850℃

마무리 압연에서는, 압연 가공-재결정이 반복되어, 오스테나이트(γ)립의 미세화가 진행된다. 마무리 압연 개시 온도(마무리 압연 입측 온도)가 낮아지면, 압연 가공에 의해 도입되는 가공 왜곡이 잔존하기 쉬워져, γ립의 미세화를 달성하기 쉽다. 마무리 압연 개시 온도(마무리 압연 입측 온도)가, 850℃ 미만에서는, 마무리 압연기 내에서 강판 표면 근방의 온도가 Ar₃ 변태점 이하로 되어 페라이트가 생성될 위험성이 증대한다. 생성된 페라이트는, 그 후의 마무리 압연 가공에 의해 압연 방향으로 신장한 페라이트립이 되어, 가공성 저하의 원인이 된다. 한편, 마무리 압연 개시 온도(마무리 압연 입측 온도)가, 1100℃를 초과하여 고온이 되면, 상기한 마무리 압연에 의한 γ립의 미세화 효과가 저감하여, 평균 결정 입경: 20㎛이하의 소망하는 열연 강판의 평균 결정 입경을 확보하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 마무리 압연 개시 온도는 1100∼850℃의 범위로 한정한다. 마무리 압연 개시 온도는, 바람직하게는 1050∼850℃이다.

마무리 압연 종료 온도(마무리 압연 출측 온도): 900∼750℃

마무리 압연 종료 온도(마무리 압연 출측 온도)가 900℃를 초과하여 고온이 되면, 마무리 압연시에 부가되는 가공 왜곡이 부족하여, γ립의 미세화가 달성되지 않고, 따라서, 평균 결정 입경: 20㎛ 이하의 소망하는 열연 강판의 평균 결정 입경을 확보하는 것이 곤란해진다. 한편, 마무리 압연 종료 온도(마무리 압연 출측 온도)가 750℃ 미만에서는, 마무리 압연기 내에서 강판 표면 근방의 온도가 Ar₃ 변태점 이하가 되어, 압연 방향으로 신장한 페라이트립이 형성되고, 페라이트립이 혼립이 되어, 가공성이 저하할 위험성이 증대한다. 이 때문에, 마무리 압연 종료 온도(마무리 압연 출측 온도)는 900∼750℃의 범위로 한정한다. 마무리 압연 종료 온도는, 바람직하게는, 상한이 850℃이다.

마무리 압연 종료 후, 냉각 공정을 실시한다.

냉각 공정에서는, 마무리 압연으로 얻어진 열연판을 판두께 중심 온도로 냉각 개시에서 냉각 정지(냉각 종료)까지의 평균 냉각 속도가 4∼25℃/s가 되는 냉각 속도로 냉각 정지 온도: 580℃ 이하까지 냉각한다. 냉각 공정에서 실시하는 냉각은, 노즐로부터 물을 분사하는, 물기둥 냉각, 스프레이 냉각, 미스트 냉각 등의 수냉(수냉각)이나, 냉각 가스를 분사하는 가스 젯 냉각 등으로 행해진다. 또한, 강판(열연판)의 양면이 동(同)조건으로 냉각되도록 강판 양면에 냉각 조작을 실시하는 것이 바람직하다.

강판 판두께 중심의 평균 냉각 속도가 4℃/s 미만에서는, 페라이트립의 생성 빈도가 감소하고, 페라이트 결정립이 조대화하여, 판두께 중심부에 있어서의 평균 결정 입경: 20㎛ 이하라는 소망하는 평균 결정 입경을 확보할 수 없게 된다. 한편, 25℃/s를 초과하면, 펄라이트의 생성이 억제되어, 상부 베이나이트 조직이 형성되게 되기 때문에, 판두께 중심부에 있어서의 소망하는 평균 결정 입경을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 판두께 중심의 평균 냉각 속도는 4∼25℃/s이고, 보다 바람직하게는, 하한이 5℃/s이고 상한이 15℃/s이다. 판두께 중심의 평균 냉각 속도는, ((냉각 개시시의 판두께 중심의 온도-냉각 정지시의 판두께 중심의 온도)/냉각 시간)으로 구해진다. 강판 판두께 중심의 온도는, 전열 해석에 의해 강판 단면 내의 온도 분포를 계산하고, 그 결과를 실제의 외면 및 내면의 온도에 의해 보정함으로써 구한다. 냉각 정지 온도가 580℃를 초과하면, 판두께 중심부에 있어서의 소망하는 평균 결정 입경 7∼20㎛를 만족할 수 없게 된다. 또한, 소망하는 표리면 강조직을 얻기 위해서는, 강판 표면 온도로 750℃∼650℃의 온도역에서의 평균 냉각 속도는 20℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 마무리 압연 종료로부터 즉각(5초 이내에) 냉각 공정을 개시하는 것이 바람직하다.

그리고, 냉각 공정에서는, 냉각 개시로부터 10s간인 초기 냉각 공정, 즉, 열연판의 냉각을 개시하고 나서 10초간(10s간)은, 0.2s 이상 3.0s 미만의 방냉 공정을 1회 이상 마련하여 냉각한다. 이것은, 판표리면에 있어서 마르텐사이트 조직 또는 상부 베이나이트 조직의 생성을 억제하기 위해서 행한다. 초기 냉각 공정에 있어서, 방냉 공정을 마련하지 않거나, 방냉 공정이 0.2s 미만인 경우, 판두께 표리면의 강 조직이 마르텐사이트 조직, 베이나이트 조직이나 상부 베이나이트 조직이 되어, 페라이트 단상 또한 베이니틱 페라이트 단상 조직을 얻을 수 없다. 또한, 초기 냉각 공정에 있어서 3.0s 이상의 방냉 공정을 마련하면, 페라이트 및 펄라이트로 이루어지는 조직이 되어, 소망하는 강 조직을 얻을 수 없다. 이 때문에, 냉각 공정에 있어서 냉각 개시로부터 10초간인 초기 냉각 공정 중에 행하는 방냉 공정의 시간은 0.2s 이상 3.0s 미만으로 한정했다. 방냉 공정의 시간은, 바람직하게는, 0.4∼2.0s이다. 초기 냉각 공정 중에 행하는 방냉 공정의 횟수는 냉각 설비 배열이나 냉각 정지 온도 등에 의해 적당하게 결정하면 좋고, 상한은 특별히 한정하지 않는다.

냉각 종료 후, 권취 공정을 실시한다.

권취 공정에서는, 권취 온도: 580℃ 이하에서 권취하여, 그 후 방냉한다. 권취 온도가 580℃를 초과하면, 권취 후에 페라이트 변태와 펄라이트 변태가 진행하기 때문에, 판두께 중심부에 있어서의 소망하는 평균 결정 입경 7∼20㎛를 만족할 수 없게 된다. 권취 온도를 낮게 해도 재질상의 문제는 발생하지 않지만, 400℃ 미만이 되면, 특히 판두께가 25㎜를 초과하는 것과 같은 후육 강판의 경우, 권취 변형 저항이 다대해져, 깔끔하게 권취할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 권취 온도는 400℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

권취 후, 방냉함으로써 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판이 얻어진다.

본 발명의 저항복비 각형 강관은, 상기 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 소재로 한 것이다. 본 발명의 저항복비 각형 강관은, 관축 방향으로, 항복 강도: 295㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 90％ 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도: 0℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상이 되는 저온 인성을 구비하는 것으로 할 수 있어, 예를 들면, 건축 구조 부재로서 사용할 수 있다.

본 발명의 저항복비 각형 강관은, 상기 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판을, 냉간에서 롤 성형함으로써 제조할 수 있다. 냉간에서 롤 성형한다는 것은, 가열 장치 등을 사용하지 않고 실온에서 롤에 의해 성형하는 것을 의미한다.

예를 들면 코일 형상의 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판을, 냉간에서, 롤을 이용한 롤 성형법에 의해 원형으로 성형하여 환형 강관을 제조한 후에, 환형 강관을, 롤을 이용한 롤 성형법에 의해 각형으로 성형하여 각형 강관을 제조한다. 환형 강관으로의 롤 성형을 냉간에서 행하면, 관축 방향으로 큰 가공 왜곡이 도입되기 때문에, 관축 방향의 항복비가 상승하기 쉽고, 인성이 저하하기 쉽다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 저항복비 각형 강관에 있어서는, 상기 본 발명의 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 소재로 하고 있기 때문에, 상기 문제, 즉, 항복비의 상승 등이 억제되어, 예를 들면 25㎜ 초과의 후육의 것이라도, 저항복비 또한 저온 인성을 구비하는 것으로 할 수 있다.

(실시예)

이하에, 본 발명의 더 한층의 이해를 위해 실시예를 이용하여 설명한다. 또한, 실시예는 하등 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

용강을 전로에서 용제하고, 연속 주조법으로, 표 1에 나타내는 조성의 슬래브(강 소재: 두께 250㎜)로 했다. 그들 슬래브(강 소재)를, 표 2에 나타내는 가열 온도로 가열한 후, 표 2에 나타내는 조건의 열연 공정, 냉각 공정, 권취 공정을 실시한 후, 방냉함으로써, 판두께: 19∼32㎜의 열연 강판으로 했다. 또한, 마무리 압연 종료 후, 즉각 (5초 이내에) 냉각 공정을 개시했다. 냉각은 수냉으로 행했다. 방냉 공정은, 냉각 개시로부터 10s간인 초기 냉각 공정 중에, 수냉을 행하지 않는 방냉 구간을 형성함으로써 행했다. 또한, 표 2에 나타내는 제품 판두께는, 열연 공정에서 얻어진 열연판의 판두께이고, 얻어진 열연 강판의 판두께이다.

또한, 얻어진 열연 강판을 소재로 하여, 냉간에서 롤 성형에 의해 환형 강관으로 하고, 이어서, 냉간에서 롤 성형에 의해 각형 강관(400∼550㎜각(square))으로 했다.

얻어진 열연 강판으로부터 시험편을 채취하여, 조직 관찰, 인장 시험, 충격 시험을 실시했다. 결과를 표 3에 나타낸다. 조직 관찰은 상기의 방법으로 행하고, 판두께 중심부에 대해서, 주상 및 제2상의 종류, 면적 분율, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경(표 3 중 「판두께 중심부의 강 조직」란에 있어서 간단히 「평균 결정 입경」이라고 기재함)을 산출하고, 판두께 표리면에 대해서, 강 조직의 종류, 평균 결정 입경을 구했다. 표 3의 「판두께 중심부의 강 조직」의 「종류」란에, 판두께 중심부의 강 조직의 종류를, 좌측으로부터 주상, 제2상의 순서로 기재한다. 또한 강판 No.8은 판두께 중심부의 강 조직은 상부 베이 나이트만 존재하고 있었다. 또한, 판두께 표리면의 강 조직은, 강판 No.9는 마르텐사이트와 상부 베이나이트의 혼합상이고, 강판 No.10은 페라이트와 펄라이트의 혼합상이고, 그 외의 강판은 페라이트 100％ 또는 베이니틱 페라이트 100％였다. 또한, 인장 시험, 샤르피 충격 시험의 시험 방법은 다음과 같이 했다.

(1) 인장 시험

얻어진 열연 강판으로부터, 인장 방향이 압연 방향이 되도록, JIS5호 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하고, 항복 강도 YS, 인장 강도 TS를 측정하여, (항복 강도)/(인장 강도)×100(％)로 정의되는 항복비 YR(％)를 산출했다.

(2) 샤르피 충격 시험

얻어진 열연 강판의 판두께 1/2t 위치로부터, 시험편 길이 방향이 압연 방향과 직교하는 방향이 되도록, V 노치 시험편을 채취하고, JIS Z 2242의 규정에 준거하여, 시험 온도: －20℃에서, 샤르피 충격 시험을 실시하여, 흡수 에너지 (J)를 구했다. 또한, 시험편 갯수는 각 3개로 하여, 그 평균값을 산출했다.

또한, 얻어진 각형 강관의 평탄부로부터, 시험편을 채취하고, 인장 시험, 샤르피 충격 시험을 실시하여, 항복비, 인성을 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다. 시험 방법은 다음과 같이 했다.

(3) 각형 강관 인장 시험

얻어진 각형 강관 평탄부로부터, 인장 방향이 관 길이 방향이 되도록, JIS5호 인장 시험편을 채취하여, JIS Z 2241의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하고, 항복 강도 YS, 인장 강도 TS를 측정하여, (항복 강도)/(인장 강도)×100(％)로 정의되는 항복비 YR(％)를 산출했다.

(4) 각형 강관 충격 시험

얻어진 각형 강관 평탄부의 판두께 1/4t 위치로부터, 시험편 길이 방향이 관둘레 방향이 되도록, V 노치 시험편을 채취하여, JIS Z 2242의 규정에 준거하여, 시험 온도: 0℃에서, 샤르피 충격 시험을 실시하여, 흡수 에너지 (J)를 구했다. 또한, 시험편 갯수는 각 3개의 평균값으로 했다.

Claims

질량％로, C: 0.07∼0.20％,
Mn: 0.3∼2.0％,
P: 0.03％ 이하,
S: 0.015％ 이하,
Al: 0.01∼0.06％,
N: 0.006％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상과, 펄라이트, 의사(擬似) 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고 면적 분율이 8∼20％인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고,
판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판.
제1항에 있어서,
상기 성분 조성에 더하여 추가로, 질량％로, 이하의 (A) 내지 (C) 중 적어도 하나를 함유하는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판.
(A) Si: 0.4％ 미만
(B) Nb: 0.04％ 이하, Ti: 0.02％ 이하 및 V: 0.10％ 이하로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상
(C) B: 0.008％ 이하
제1항 또는 제2항에 있어서,
판두께가 25㎜ 초과인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판.
강 소재에, 열연 공정, 냉각 공정 및 권취 공정을 이 순서로 실시하여, 제1항 또는 제2항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판으로 하는데 있어서,
상기 강 소재를, 제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재로 하고,
상기 열연 공정이, 상기 강 소재를 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 당해 가열된 강 소재에 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연을 실시하고, 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시하여 열연판으로 하는 공정이고,
상기 냉각 공정이, 상기 열연판을 판두께 중심 온도로 냉각 개시에서 냉각 정지까지의 평균 냉각 속도가 4∼25℃/s가 되는 냉각 속도로 냉각 정지 온도: 580℃ 이하까지 냉각을 실시하는 공정으로서, 냉각 개시로부터 10s간인 초기 냉각 공정에 있어서 0.2s 이상 3.0s 미만의 방냉 공정을 1회 이상 갖고,
상기 권취 공정이, 상기 냉각 공정 후의 열연판을 권취 온도: 580℃ 이하에서 권취하고, 그 후 방냉하는 공정인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 열연 강판의 판두께가 25㎜ 초과인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 소재로 하는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관.
제3항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판을 소재로 하는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관.
제4항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법으로 얻어진 열연 강판을 냉간에서 롤 성형함으로써 각형 강관을 얻는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관의 제조 방법.
제5항에 기재된 저항복비 각형 강관용 열연 강판의 제조 방법으로 얻어진 열연 강판을 냉간에서 롤 성형함으로써 각형 강관을 얻는 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관의 제조 방법.
질량％로, C: 0.07∼0.20％,
Mn: 0.3∼2.0％,
P: 0.03％ 이하,
S: 0.015％ 이하,
Al: 0.01∼0.06％,
N: 0.006％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상과, 펄라이트, 의사 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 이루어지고 면적 분율이 8∼20％인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고,
판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛인 것을 특징으로 하는 저항복비 각형 강관.