KR20120071583A - High strength high mn steel having excellent low temperature toughness - Google Patents

Abstract

PURPOSE: High-strength high-manganese steel is provided to obtain high-manganese steel with superior strength by securing uniform martensite structure at relatively low cooling speed while reducing the contents of carbon and alloy elements. CONSTITUTION: High-strength high-manganese steel comprises C of 0.06-0.1wt.%, Mn of 5.0-8.0wt.%, Si of 0.05-1.0wt.%, Mo of 1.0wt.% or less(0 is exclusive), and Fe and inevitable impurities of the remaining amount. The high-manganese steel has a microstructure including martensite of 90 areawt.% or more, where the average size of crystal grains is 30μm or less.

Description

저온인성이 우수한 고강도 고망간강{HIGH STRENGTH HIGH Mn STEEL HAVING EXCELLENT LOW TEMPERATURE TOUGHNESS}High strength high manganese steel with excellent low temperature toughness {HIGH STRENGTH HIGH Mn STEEL HAVING EXCELLENT LOW TEMPERATURE TOUGHNESS}

본 발명은 저온인성이 우수한 고강도 고망간강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성분계 또는 제조조건 제어를 통해 고강도 고망간강의 강도 및 저온인성을 동시에 확보할 수 있는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강에 관한 것이다.
The present invention relates to a high strength high manganese steel excellent in low temperature toughness, and more particularly, to a high strength high manganese steel excellent in low temperature toughness that can simultaneously secure the strength and low temperature toughness of the high strength high manganese steel by controlling the component system or manufacturing conditions.

최근 건설, 기계장치 및 수송기계의 고성능화 및 대형화에 따라 소재의 고강도 뿐만 아니라 내마모 특성이 중요하게 대두되고 있다. 내마모강은 크게 오스테나이트계 가공경화강과 마르텐사이트계 고경도강으로 구분된다.
Recently, with high performance and large-scale construction, machinery, and transportation machinery, not only the high strength of the material but also the wear resistance has emerged. Abrasion resistant steel is largely divided into austenitic hardened steel and martensitic hardened steel.

오스테나이트계 내마모강의 대표적인 예는 지난 100여 년간 사용된 해드필드강(Hadfield)이다. 해드필드강은 망간(Mn) 약 12% 및 탄소(C) 약 1%를 포함하고, 그 미세조직은 오스테나이트를 가지며, 광산산업분야, 철도분야, 군수분야 등 다양한 분야에서 쓰이고 있다. 그러나 초기 항복강도가 400MPa 전후로 매우 낮아 일반적인 내마모강 또는 구조강으로서는 그 적용이 제한적인 문제점이 있다.
A representative example of the austenitic wear resistant steel is the hardfield steel used for the last 100 years. Headfield steel contains about 12% of manganese (Mn) and about 1% of carbon (C), and its microstructure has austenite and is used in various fields such as mining industry, railroad, and munition. However, the initial yield strength is very low around 400MPa, there is a problem that the application is limited as a general wear-resistant steel or structural steel.

이에 반하여, 마르텐사이트계 고경도강은 높은 항복강도 및 인장강도를 가지고 있어 구조재 및 운송/건설기계에 널리 쓰이고 있다. 일반적으로 고경도강은 고탄소, 고합금원소를 포함하며, 충분한 강도를 얻을 수 있는 마르텐사이트 조직을 확보하기 위해 퀀칭(Quenching) 공정이 필수적이다. 대표적인 마르텐사이트계 내마모강은 사브(SSAB)사의 하독스(HARDOX) 시리즈로서, 비교적 낮은 탄소 당량(Ceq)을 가지며, 강도 및 경도가 우수하다.
On the contrary, martensitic high hardness steels have high yield strength and tensile strength and are widely used in structural materials and transportation / construction machinery. In general, high hardness steels include high carbon and high alloying elements, and a quenching process is essential to obtain martensite structure that can obtain sufficient strength. A typical martensitic wear resistant steel is the HARDOX series of SSAB, which has a relatively low carbon equivalent (Ceq) and is excellent in strength and hardness.

그러나, 종래의 마르텐사이트계 내마모강은 고경도 및 고강도를 확보하기 위해서 탄소 및 합금원소의 함량을 높이고, 퀀칭 등 별도의 열처리 과정을 통해 제조할 수 있으나, 탄소 및 합금원소를 많이 함유하게 되면 용접성 및 저온 취성에 악영향을 줄 뿐만 아니라, 고가의 합금원소를 첨가해야 하기 때문에 제조비용이 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 마르텐사이트 조직을 얻기 위해 별도의 열처리를 하게 되는데, 이때 재료내부에 높은 잔류응력이 잔존하여 제품의 형상을 악화시킬 수 있는 문제점이 있다.
However, the conventional martensitic wear-resistant steel can be produced by increasing the content of carbon and alloying elements in order to secure high hardness and high strength, and through a separate heat treatment process such as quenching, but if it contains a lot of carbon and alloying elements In addition to adversely affecting weldability and low temperature brittleness, there is a problem in that manufacturing cost is high because an expensive alloying element must be added. In addition, there is a separate heat treatment to obtain a martensitic structure, there is a problem that high residual stress remains in the material may worsen the shape of the product.

따라서, 급냉을 하지 않고도 마르텐사이트를 생성할 수 있고, 또한 강도가 우수하면서도 저온인성이 확보된 고망간강에 대한 요구가 절실한 시점이라 할 수 있다.
Therefore, it can be said that there is an urgent need for high manganese steel that can produce martensite without quenching and also has excellent strength and low temperature toughness.

본 발명은 고강도 고망간강의 경우 우수한 경화능에 의해 강도는 매우 우수하나, 저온인성이 열화되는 문제를 해결하고 강도 및 저온인성을 동시에 확보할 수 있는 고망간강을 제공한다.
The present invention provides a high manganese steel that can solve the problem of deterioration in low temperature toughness and at the same time secure high strength and low temperature toughness due to excellent hardenability in the case of high strength high manganese steel.

본 발명은 중량%로, C: 0.06~0.1%, Mn: 5.0~8.0%, Si: 0.05~1.0%, Mo: 1.0% 이하(0%는 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강을 제공한다.
The present invention is by weight, low temperature containing C: 0.06 to 0.1%, Mn: 5.0 to 8.0%, Si: 0.05 to 1.0%, Mo: 1.0% or less (excluding 0%), balance Fe and other unavoidable impurities It provides high strength high manganese steel with excellent toughness.

이때, 상기 강은 Ni: 3.0% 이하(0%는 제외)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
At this time, the steel preferably further comprises Ni: 3.0% or less (excluding 0%).

또한, 상기 강은 Nb: 0.1% 이하(0%는 제외), Ti: 0.05% 이하(0%는 제외) 및 B: 0.01% 이하(0%는 제외)를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
Further, the steel more preferably contains Nb: 0.1% or less (except 0%), Ti: 0.05% or less (except 0%), and B: 0.01% or less (except 0%).

또한, 상기 고망간강은 마르텐사이트가 90면적% 이상인 미세조직을 갖는 것이 바람직하다.
In addition, the high manganese steel preferably has a microstructure having martensite of 90 area% or more.

이때, 상기 미세조직 결정립의 평균입도가 30㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
At this time, it is more preferable that the average particle size of the microstructure grains is 30 μm or less.

또한, 상기 고망간강은 인장강도가 1100MPa 이상이고, 샤르피 충격에너지가 -40℃에서 50J 이상인 것이 바람직하다.
In addition, the high manganese steel has a tensile strength of 1100MPa or more, Charpy impact energy is preferably 50J or more at -40 ℃.

본 발명의 일측면에 따르면, 탄소 및 합금원소의 함량을 낮추면서도 비교적 낮은 냉각속도에서 균일한 마르텐사이트 조직을 얻을 수 있어 고망간강의 강도를 우수하게 확보할 수 있음과 동시에 생산가능한 판 두께를 증가시켜 후물재 생산에 용이할 수 있으며, 적정량의 Mo를 첨가하여 고강도 고망간강의 저온인성까지 우수하게 확보할 수 있다.
According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain a uniform martensite structure at a relatively low cooling rate while lowering the content of carbon and alloying elements, thereby ensuring excellent strength of high manganese steel and at the same time increasing the plate thickness that can be produced. It can be easy to produce thick materials, and by adding an appropriate amount of Mo it can be excellently secured to low temperature toughness of high strength high manganese steel.

도 1은 발명예에 따라 제조된 강판의 미세조직 사진의 일례를 나타낸 것이다.Figure 1 shows an example of the microstructure of the steel sheet prepared according to the invention example.

이하, 먼저 본 발명의 고망간강에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, first, the high manganese steel of the present invention will be described in detail.

본 발명의 고망간강은 성분계 및 조성범위를 최적화하여 마르텐사이트를 주상으로 제어함으로써, 경도, 강도, 인성 등의 기계적 물성을 향상시킨 고망간 내마모강에 관한 것으로, 특히 Mo를 첨가하여 저온인성을 우수하게 확보한 것을 특징으로 한다.
The high manganese steel of the present invention relates to a high manganese wear-resistant steel which improves mechanical properties such as hardness, strength, and toughness by optimizing the component system and composition range and controlling martensite to the columnar phase. It is characterized by excellent securing.

본 발명은 중량%로, C: 0.06~0.1%, Mn: 5.0~8.0%, Si: 0.05~1.0%, Mo: 1.0% 이하(0%는 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강을 제공한다.
The present invention is by weight, low temperature containing C: 0.06 to 0.1%, Mn: 5.0 to 8.0%, Si: 0.05 to 1.0%, Mo: 1.0% or less (excluding 0%), balance Fe and other unavoidable impurities It provides high strength high manganese steel with excellent toughness.

고망간강은 일반적으로 6.0% 이상의 망간 함량을 갖는 강을 말하며, 이 고망간 강의 미세조직적 특징을 이용하여 다양한 물성 조합을 구성할 수 있으며, 앞서 기술한 기존의 고탄소 고합금 마르텐사이트계 내마모강이 가지고 있는 기술적 문제점을 해결 할 수 있다.
High manganese steel generally refers to a steel having a manganese content of 6.0% or more, and can be composed of various physical property combinations using the microstructural characteristics of the high manganese steel, and the aforementioned high carbon high alloy martensitic wear resistant steel described above. This can solve the technical problem.

망간 함량이 6.0% 이상일 경우, 연속냉각변태곡선(Continuous Cooling Transformation Diagram) 상에서 베이나이트 또는 페라이트 생성 곡선이 후방으로 급격하게 이동하기 때문에 열간압연 또는 용체화 처리 후, 기존의 고탄소 내마모강에 비해 낮은 냉각속도에서도 마르텐사이트가 안정적으로 생성된다. 그리고 망간 함량이 높을 경우에는 일반 고탄소 마르텐사이트강에 비해 상대적으로 낮은 탄소함량으로도 높은 경도를 얻을 수 있는 장점이 있다.
When the manganese content is 6.0% or more, the bainite or ferrite generation curve is rapidly moved backwards on the Continuous Cooling Transformation Diagram, so that after hot rolling or solution treatment, compared with the conventional high carbon abrasion resistant steel Martensite is produced stably even at low cooling rates. In addition, when the manganese content is high, there is an advantage that a high hardness can be obtained even with a relatively low carbon content compared to general high carbon martensitic steel.

그러나, 비교적 소량의 탄소 첨가에 따라 경도는 급격하게 상승하는 반면, 과도하게 첨가되면 충격인성은 현저히 저하된다. 따라서 고망간강이 고경도형 내마모강의 요구 물성을 갖기 위해서는 망간 뿐만 아니라 탄소의 함량을 최적화해야 하고, 특히 본 발명자들은 P 등의 성분들이 입계에 농화되어 입계 취화를 발생시켜 충격인성의 저하를 발생시키는데, Mo를 적정량 첨가할 경우 입계에 농화된 P 등의 성분들을 입내에 분산시킬 수 있음을 인지하고, Mo를 이용하여 입계 취화 방지를 통한 충격인성이 향상된 고망간강을 발명하기에 이른 것이다.
However, the hardness rises sharply with the addition of a relatively small amount of carbon, whereas the impact toughness is significantly reduced when excessively added. Therefore, in order for the high manganese steel to have the required physical properties of the high hardness wear resistant steel, it is necessary to optimize not only manganese but also the carbon content. Recognizing that the addition of Mo, an appropriate amount of Mo, such as concentrated P at the grain boundaries can be dispersed in the mouth, it was to invent a high manganese steel with improved impact toughness through the prevention of grain boundary embrittlement using Mo.

이하, 본 발명의 고망간강의 성분계 및 조성범위에 대해 설명한다.(중량%)
Hereinafter, the component system and composition range of the high manganese steel of the present invention will be described.

탄소(C): 0.06~0.1%Carbon (C): 0.06 ~ 0.1%

탄소는 강재에 포함되어 강재의 항복강도 및 인장강도를 향상시키는 원소이다. 따라서, 그 함량이 증가할수록 강재의 강도는 증가시키지만, 인성은 감소시킨다. 본 발명에서 제안하는 탄소의 함량은 하기 망간 조성범위 내에서 본 발명이 요구하는 기계적 물성을 확보하기 위하여 0.06% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 지나치게 다량 첨가할 경우 연신율 및 인성을 현저히 저하시키므로, 그 상한은 0.1%로 한정하는 것이 바람직하다.
Carbon is an element included in steel to improve the yield strength and tensile strength of the steel. Thus, as the content increases, the strength of the steel increases, but the toughness decreases. The content of carbon proposed in the present invention is preferably included in the manganese composition range of 0.06% or more in order to ensure the mechanical properties required by the present invention. However, when it adds too much, elongation and toughness will fall remarkably, It is preferable to limit the upper limit to 0.1%.

망간(Mn): 5.0~8.0%Manganese (Mn): 5.0-8.0%

망간은 본 발명에서 첨가되는 가장 중요한 원소 중 하나이다. 또한 적정한 범위 내에서 마르텐사이트를 안정화시키는 역할을 할 수 있다. 상기 탄소 함량의 범위 내에서 마르텐사이트를 안정화시키기 위해서는 망간은 5.0% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 5.0% 미만인 경우에는 페라이트 또는 베이나이트가 주조직으로 형성될 수 있다. 그리고 8.0%를 초과하는 경우에는 준 안정상인 입실런 마르텐사이트가 형성되어 최종 제품의 기계적 특성이 열화될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기와 같이 망간을 5.0~8.0%로 포함하여, 열간압연 또는 용체화 처리 후 냉각단계에서 퀀칭을 실시하지 않고도 안정한 마르텐사이트 조직을 용이하게 확보할 수 있다.
Manganese is one of the most important elements added in the present invention. It may also serve to stabilize martensite within an appropriate range. In order to stabilize the martensite within the range of the carbon content, manganese is preferably included 5.0% or more. If less than 5.0%, ferrite or bainite may be formed as the main tissue. If it exceeds 8.0%, the quasi-stable epsilon martensite may be formed, which may deteriorate the mechanical properties of the final product. Therefore, the present invention includes 5.0 to 8.0% of manganese as described above, it is possible to easily secure a stable martensite structure without performing quenching in the cooling step after hot rolling or solution treatment.

실리콘(Si): 0.05~1.0% Silicon (Si): 0.05-1.0%

실리콘은 탈산제로서 역할을 하고 고용강화에 따른 강도를 향상시키는 원소이나, 제조공정상 그 하한은 0.05%이며, 그 함량이 높을 경우 용접부는 물론 모재의 인성을 저하시키므로 실리콘의 함량의 상한은 1.0%로 한정하는 것이 바람직하다.
Silicon is an element that acts as a deoxidizer and improves the strength due to solid solution strengthening, but the lower limit is 0.05% in the manufacturing process, and when the content is high, the toughness of the welded part and the base material is lowered, so the upper limit of the silicon content is 1.0%. It is preferable to limit.

몰리브덴(Mo): 1.0% 이하(0%는 제외)Molybdenum (Mo): 1.0% or less (excluding 0%)

몰리브덴은 소량의 첨가만으로도 경화능을 크게 향상시켜 마르텐사이트 조직을 미세화시킬 수 있고, P 등이 입계에 편석되는 것을 억제하여 입계 파괴를 억제할 수 있다. 다만, 그 양이 너무 많으면 강재의 강도를 과도하게 증가시키고, 이에 따라 저온인성을 저해하게 되므로, 그 상한은 1.0%로 제한하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 몰리브텐의 입계 파괴 효과를 극대화하기 위해서는 0.02% 이상 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
Molybdenum can greatly improve the hardenability even by addition of a small amount, thereby miniaturizing martensite structure, suppressing segregation of P and the like at grain boundaries and suppressing grain boundary fracture. However, if the amount is too large, the strength of the steel is excessively increased, and thus low-temperature toughness is inhibited. Therefore, the upper limit is preferably limited to 1.0%. In particular, in order to maximize the grain boundary fracture effect of the molybdenum, it is more preferable to add 0.02% or more.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 철강제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에, 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
The remaining component of the present invention is iron (Fe). However, in the usual steel manufacturing process, impurities which are not intended from raw materials or the surrounding environment may be inevitably mixed, and thus cannot be excluded. Since these impurities are known to those skilled in the art of ordinary steel manufacturing, not all of them are specifically mentioned herein.

이때, 상기 강은 Ni: 3.0% 이하(0%는 제외)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
At this time, the steel preferably further comprises Ni: 3.0% or less (excluding 0%).

니켈(Ni): 3.0% 이하(0%는 제외)Nickel (Ni): 3.0% or less (except 0%)

니켈은 상기 몰리브덴의 입계 농화 성분들의 입내 분산을 도와주는 역할을 한다. 또한, 니켈은 소지강판 및 HAZ 인성에 악영향을 주지 않고 소지강판의 강도 및 저온인성을 향상시킬 수 있다. 다만, 니켈의 함량이 3.0%를 초과하면 그 효과가 포화되므로 경제성 차원에서 상한을 3.0%로 제한하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 니켈의 몰리브덴 보조 역할을 극대화하기 위해서는 0.1% 이상 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
Nickel serves to help in-mouth dispersion of the grain boundary thickening components of molybdenum. In addition, nickel can improve the strength and low temperature toughness of the steel sheet without adversely affecting the steel sheet and HAZ toughness. However, since the effect is saturated when the nickel content exceeds 3.0%, it is preferable to limit the upper limit to 3.0% from the economical point of view. In particular, in order to maximize the molybdenum secondary role of the nickel, it is more preferable to add 0.1% or more.

또한, 상기 강은 Nb: 0.1% 이하(0%는 제외), Ti: 0.05% 이하(0%는 제외) 및 B: 0.01% 이하(0%는 제외)를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
Further, the steel more preferably contains Nb: 0.1% or less (except 0%), Ti: 0.05% or less (except 0%), and B: 0.01% or less (except 0%).

니오븀(Nb): 0.1% 이하Niobium (Nb): 0.1% or less

니오븀은 고용, 석출강화효과를 통해 강도를 증가시키고, 저온압연시 결정립을 미세화시켜 충격인성을 향상시키는 원소이나, 그 함량이 0.1%를 초과하는 경우에는 조대한 석출물이 생성되어 오히려 경도 및 충격인성을 열화시키므로 0.1% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.
Niobium is an element that increases strength through solid solution and precipitation strengthening effect, and refines grains at low temperature rolling to improve impact toughness, but when its content exceeds 0.1%, coarse precipitates are formed, and thus hardness and impact toughness are increased. It is preferable to limit the content to 0.1% or less because it deteriorates.

티타늄(Ti): 0.05% 이하Titanium (Ti): 0.05% or less

티타늄은 소입성 향상에 중요한 원소인 B의 효과를 극대화하는 원소로 티타늄은 TiN 형성에 의해 BN 형성을 억제함으로써 고용 B의 함량을 증가시켜 소입성을 향상 시키고, 석출된 TiN은 오스테나이트 결정립을 고정(pinning)시켜 결정립 조대화를 억제시키는 효과를 나타내나, 과도한 첨가시 티타늄 석출물의 조대화에 의해 인성저하 등의 문제를 발생시키므로 0.05% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.
Titanium is an element that maximizes the effect of B, which is an important element for improving the hardenability. Titanium increases the content of solid solution B by inhibiting BN formation by TiN formation, and improves the hardenability, and precipitated TiN fixes austenite grains. (Pinning) exhibits the effect of suppressing grain coarsening, but when excessively added, problems such as toughness decrease due to coarsening of titanium precipitates, it is preferable to limit to 0.05% or less.

보론(B): 0.01% 이하Boron (B): 0.01% or less

보론은 소량의 첨가로도 재료의 소입성을 효과적으로 증가시키는 원소이며, 결정입계 강화를 통한 입계파괴의 억제효과가 있으나, 과도한 첨가시 조대한 석출물의 형성 등에 의해 인성 및 용접성을 저하시키므로 0.01% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.
Boron is an element that effectively increases the hardenability of materials even with a small amount of addition, and has an effect of suppressing grain boundary fracture through strengthening of grain boundaries, but it reduces the toughness and weldability due to the formation of coarse precipitates when excessively added. It is preferable to limit to.

또한, 상기 고망간강은 마르텐사이트 90면적% 이상인 미세조직을 갖는 것이 바람직하다. 상술한 성분계를 만족하는 본 발명의 강재는 일련의 열간압연 및 냉각 공정을 통해 제조되며 미세조직의 주상은 마르텐사이트이며, 상기 마르텐사이트가 90% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 마르텐사이트의 분율이 90% 미만인 경우 본 발명이 의도하는 강도를 확보할 수 없다.
In addition, the high manganese steel preferably has a microstructure of more than 90 area% of martensite. The steel of the present invention that satisfies the above-described component system is manufactured through a series of hot rolling and cooling processes, and the main phase of the microstructure is martensite, and preferably 90% or more of the martensite is contained. If the fraction of martensite is less than 90%, the strength intended by the present invention cannot be secured.

이때, 상기 미세조직 결정립의 평균입도가 30㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 결정립의 입도가 미세할수록 충격 인성이 보다 향상되고, 특히 평균입도가 30㎛ 이하까지 제어할 경우 저온에서도 매우 우수한 충격 인성을 나타낼 수 있는 것이다.
At this time, it is more preferable that the average particle size of the microstructure grains is 30 μm or less. The finer the grain size, the more the impact toughness is improved. In particular, when the average particle size is controlled to 30 μm or less, very good impact toughness can be exhibited even at low temperatures.

이와 같이, 본 발명에 의한 고망간강은 인장강도가 1100MPa 이상이고, 저온충격에너지가 -40℃에서 50J 이상인 물성을 나타낼 수 있어, 강도 및 저온 인성이 동시에 확보된 고망간강을 얻을 수 있는 것이다.
As described above, the high manganese steel according to the present invention can exhibit physical properties of tensile strength of 1100 MPa or more and low temperature impact energy of 50 J or more at -40 ° C, thereby obtaining high manganese steel having strength and low temperature toughness simultaneously.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 본 발명의 보다 완전한 설명을 위한 것이고, 하기 개별실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, which are intended for a more complete description of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following individual examples.

(( 실시예Example ))

아래 표 1에 기재된 성분계 및 조성을 갖는 강 슬라브를 통상의 조건으로 압연 및 냉각을 실시하였다.
The steel slab having the component system and composition shown in Table 1 below was rolled and cooled under normal conditions.

구분(중량%)Category (% by weight) CC MnMn SiSi MoMo NiNi NbNb TiTi BB 발명예1Inventory 1 0.060.06 7.847.84 0.150.15 0.230.23 -- -- -- 발명예2Inventive Example 2 0.070.07 6.476.47 0.20.2 0.410.41 -- -- -- 발명예3Inventory 3 0.080.08 5.235.23 0.10.1 0.150.15 -- -- -- 발명예4Honorable 4 0.090.09 7.157.15 0.050.05 0.360.36 1.91.9 -- -- -- 발명예5Inventory 5 0.080.08 7.897.89 0.170.17 0.240.24 0.50.5 0.0250.025 0.0180.018 0.00190.0019 발명예6Inventory 6 0.060.06 6.256.25 0.210.21 0.330.33 1.11.1 0.0380.038 0.0150.015 0.00340.0034 비교예1Comparative Example 1 0.170.17 7.457.45 0.10.1 0.240.24 -- -- -- 비교예2Comparative Example 2 0.020.02 6.976.97 0.20.2 0.390.39 -- -- -- 비교예3Comparative Example 3 0.090.09 3.23.2 0.30.3 0.180.18 -- -- -- 비교예4Comparative Example 4 0.080.08 13.313.3 0.50.5 0.340.34 -- -- -- 비교예5Comparative Example 5 0.0650.065 7.57.5 0.150.15 1.11.1 -- -- --

상기 압연 및 냉각으로 제조된 강판에 대해 항복강도, 인장강도, -40℃에서의 샤르피 충격 흡수 에너지, 미세조직 분율 및 패킷의 크기를 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
The yield strength, tensile strength, Charpy impact absorption energy, microstructure fraction, and packet size of the steel sheets produced by the rolling and cooling were measured and shown in Table 2 below.

구분division 항복강도
(MPa)Yield strength
(MPa) 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 충격에너지
(J)Impact energy
(J) 미세조직의 분율
(면적%)Fraction of microstructure
(area%) 패킷크기
(㎛)Packet size
(Μm) 발명예1Inventory 1 982982 12811281 5858 마르텐사이트: 100Martensite: 100 2525 발명예2Inventive Example 2 954954 12401240 6666 마르텐사이트: 100Martensite: 100 2828 발명예3Inventory 3 920920 11501150 6969 마르텐사이트: 100Martensite: 100 2727 발명예4Honorable 4 994994 13111311 8080 마르텐사이트: 100Martensite: 100 1515 발명예5Inventory 5 10091009 13351335 7878 마르텐사이트: 100Martensite: 100 1818 발명예6Inventory 6 916916 13301330 7979 마르텐사이트: 100Martensite: 100 1414 비교예1Comparative Example 1 11851185 14821482 44 마르텐사이트: 100Martensite: 100 2424 비교예2Comparative Example 2 874874 975975 4242 마르텐사이트: 100Martensite: 100 2626 비교예3Comparative Example 3 458458 725725 128128 마르텐사이트: 62,
잔부 베이나이트 및 페라이트Martensite: 62,
Balance bainite and ferrite 4141 비교예4Comparative Example 4 897897 10421042 9898 입실런 마르텐사이트 및 오스테나이트: 100Epsilon martensite and austenite: 100 -- 비교예5Comparative Example 5 994994 13211321 2525 마르텐사이트: 100Martensite: 100 2828

발명예 1 내지 6은 본 발명의 성분계 및 조성범위를 모두 만족하였으며, 이로 인하여 마르텐사이트 조직을 얻을 수 있었으며, 우수한 항복강도, 인장강도, 충격인성 등을 확보할 수 있었다. 특히, 발명예 4는 Ni이 추가로 첨가되어 결정립이 더욱 미세화됨으로써 강도 및 저온인성이 보다 향상되었고, 발명예 5 및 6은 니오븀, 티타늄, 보론까지 추가로 첨가되어 강도를 더욱 향상시켰음을 확인할 수 있다. 도 1은 발명예 1에 따라 제조된 강판의 미세조직 사진을 나타낸 것인데, 마르텐사이트로만 이루어져 강도 및 저온인성이 우수함을 파악할 수 있다.
Inventive Examples 1 to 6 satisfied both the component system and the composition range of the present invention, thereby obtaining a martensite structure, and ensuring excellent yield strength, tensile strength, impact toughness, and the like. In particular, inventive example 4 was further added to Ni to further refine the crystal grains to further improve the strength and low-temperature toughness, Inventive examples 5 and 6 were further added to niobium, titanium, boron further improved the strength have. Figure 1 shows a microstructure picture of the steel sheet prepared according to Inventive Example 1, it can be seen that only made of martensite excellent strength and low temperature toughness.

이에 반해, 비교예 1은 탄소의 함량이 너무 높아 강도는 매우 우수하나, 저온에서의 충격흡수 에너지 값이 너무 낮아 저온인성이 좋지 못함을 알 수 있다.On the contrary, Comparative Example 1 has a very high carbon content and high strength. However, it can be seen that the low temperature toughness is not good because the shock absorption energy value at low temperature is too low.

반대로, 비교예 2는 탄소의 함량이 너무 낮아 -40℃에서의 충격인성은 좀더 상승하였으나, 강도는 매우 좋지 못함을 알 수 있다.On the contrary, in Comparative Example 2, the carbon content was too low, but the impact toughness at -40 ° C was further increased, but the strength was not very good.

비교예 3은 망간의 함량이 너무 낮아 베이나이트 및 페라이트가 생성됨에 따라 마르텐사이트가 62%만 형성되었다. 이에 따라, 충격인성은 매우 향상되었으나, 강도가 너무 낮아졌음을 확인할 수 있다.In Comparative Example 3, only 62% of martensite was formed as the content of manganese was too low to produce bainite and ferrite. Accordingly, the impact toughness is greatly improved, but it can be confirmed that the strength is too low.

비교예 4는 망간의 함량이 너무 높아 입실런 마르텐사이트와 오스테나이트 조직이 생성되었으며, 이로 인하여 강도가 저하되었다. In Comparative Example 4, the content of manganese was too high to produce epsilon martensite and austenite structures, which lowered the strength.

또한, 비교예 5는 탄소 및 망간의 함량은 본 발명의 범위를 만족하였으나, 몰리브덴의 함량이 너무 높아 저온에서의 충격 흡수 에너지 값이 매우 낮게 나타나 저온인성이 저하되었음을 확인할 수 있다.In addition, Comparative Example 5, but the content of carbon and manganese satisfy the scope of the present invention, the molybdenum content is too high it can be confirmed that the low-temperature toughness due to the very low shock absorption energy value at low temperatures.

Claims (6)

중량%로, C: 0.06~0.1%, Mn: 5.0~8.0%, Si: 0.05~1.0%, Mo: 1.0% 이하(0%는 제외), 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강.
By weight percent, C: 0.06 ~ 0.1%, Mn: 5.0 ~ 8.0%, Si: 0.05 ~ 1.0%, Mo: 1.0% or less (except 0%), and excellent low temperature toughness including residual Fe and other unavoidable impurities High strength high manganese steel.
청구항 1에 있어서,
Ni: 3.0% 이하(0%는 제외)를 더 포함하는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강.
The method according to claim 1,
Ni: High-strength high manganese steel excellent in low temperature toughness further including 3.0% or less (excluding 0%).
청구항 2에 있어서,
Nb: 0.1% 이하(0%는 제외), Ti: 0.05% 이하(0%는 제외) 및 B: 0.01% 이하(0%는 제외)를 더 포함하는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강.
The method according to claim 2,
High strength high manganese steel with excellent low temperature toughness further comprising Nb: 0.1% or less (excluding 0%), Ti: 0.05% or less (excluding 0%), and B: 0.01% or less (excluding 0%).
청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
상기 고망간강은 마르텐사이트가 90면적% 이상인 미세조직을 갖는 저온인성이 우수한 고강도 고망간강.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The high manganese steel is a high-strength high manganese steel having excellent low temperature toughness having a microstructure of martensite of more than 90 area%.
청구항 4에 있어서,
상기 미세조직 결정립의 평균입도가 30㎛ 이하인 저온인성이 우수한 고강도 고망간강.
The method of claim 4,
High strength high manganese steel excellent in low temperature toughness of the average grain size of the microstructure grain.
청구항 5에 있어서,
상기 고망간강은 인장강도가 1100MPa 이상이고, 샤르피 충격에너지가 -40℃에서 50J 이상인 저온인성이 우수한 고강도 고망간강.The method according to claim 5,
The high manganese steel is a high strength high manganese steel excellent in low temperature toughness of 1100MPa or more tensile strength, Charpy impact energy of 50J or more at -40 ℃.

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