KR20220030292A

KR20220030292A - Steel and its manufacturing method

Info

Publication number: KR20220030292A
Application number: KR1020227004123A
Authority: KR
Inventors: 다이치 이즈미; 고이치 나카시마; 게이지 우에다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2022-03-10
Also published as: JPWO2021033694A1; JP6947330B2; CN114302977A; TWI726798B; EP4019656A4; EP4019656A1; CN114302977B; TW202113100A; WO2021033694A1

Abstract

본 발명의 강은, 질량％ 로, C : 0.100 ∼ 0.700 ％, Si : 1.00 ％ 이하, Mn : 20.0 ∼ 40.0 ％, P : 0.030 ％ 이하, S : 0.0070 ％ 이하, Al : 0.01 ∼ 5.00 ％, Cr : 0.5 ∼ 7.0 ％, N : 0.0050 ∼ 0.0500 ％, O : 0.0050 ％ 이하, Ti : 0.005 ％ 이하 및 Nb : 0.005 ％ 이하를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고, 오스테나이트를 기지상으로 하고, 평균 입경이 80 ㎛ 이상인 마이크로 조직을 갖고, -269 ℃ 에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150 J 이상, -269 ℃ 에서의 인장 시험의 전체 신장율이 30 ％ 이상이다.The steel of the present invention, in mass%, C: 0.100 to 0.700%, Si: 1.00% or less, Mn: 20.0 to 40.0%, P: 0.030% or less, S: 0.0070% or less, Al: 0.01 to 5.00%, Cr : 0.5 to 7.0%, N: 0.0050 to 0.0500%, O: 0.0050% or less, Ti: 0.005% or less, and Nb: 0.005% or less, the balance has a component composition of Fe and unavoidable impurities, and austenite is a matrix phase It has a microstructure with an average particle diameter of 80 µm or more, an absorbed energy of 150 J or more in a Charpy impact test at -269°C, and a total elongation rate of 30% or more in a tensile test at -269°C.

Description

강 및 그 제조 방법Steel and its manufacturing method

본 발명은, 예를 들어 액체 수소를 저장하는 탱크를 비롯하여, 액체 헬륨, 액화 가스 등의, 매우 저온의 환경에서 사용되는 구조용 강에 제공하여 적합한, 특히 극저온에서의 인성 (靭性) 이 우수한 강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to, for example, a tank for storing liquid hydrogen, liquid helium, liquefied gas, etc., suitable for providing structural steel used in very low temperature environments, particularly steel having excellent toughness at cryogenic temperatures, and It relates to a manufacturing method thereof.

액체 수소, 액체 헬륨, 액화 가스 저장용 구조물에 열간 압연 강판을 사용하려면, 사용 환경이 매우 저온으로 되기 때문에, 극저온에서의 인성이 우수한 것이 요구된다. 예를 들어, 액체 헬륨의 저장통에 열간 압연 강판을 사용하는 경우에는, 헬륨의 비점인 -269 ℃ 이하의 온도에 있어서 우수한 인성이 확보되어 있을 필요가 있다. 강재의 극저온 인성이 떨어지면, 극저온 저장용 구조물로서의 안전성을 유지할 수 없게 될 가능성이 있기 때문에, 이 용도에 제공하는 강재의 극저온 인성의 향상에 대한 요구는 강하다.In order to use a hot-rolled steel sheet for a structure for storing liquid hydrogen, liquid helium, and liquefied gas, it is required to have excellent toughness at cryogenic temperatures because the operating environment becomes very low. For example, when a hot-rolled steel sheet is used for a liquid helium storage cylinder, it is necessary to ensure excellent toughness at a temperature of -269°C or lower, which is the boiling point of helium. If the cryogenic toughness of the steel material is low, since there is a possibility that the safety as a structure for cryogenic storage cannot be maintained, there is a strong demand for improvement of the cryogenic toughness of the steel material provided for this use.

이러한 요구에 대하여, 종래, 극저온에서 취성 (脆性) 을 나타내지 않는 오스테나이트를 강판의 조직으로 하는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되어 왔다. 그러나, 합금 비용이나 제조 비용이 높기 때문에, 저렴하고 극저온 인성이 우수한 강재에 대한 요망이 있다.In response to such a request, conventionally, an austenitic stainless steel in which austenite, which does not exhibit brittleness at cryogenic temperatures, is used as the structure of the steel sheet has been used. However, since alloy cost and manufacturing cost are high, there exists a demand for the steel material which is inexpensive and excellent in cryogenic toughness.

그래서, 종래의 저온용 강을 대신하는 새로운 강재로서, 오스테나이트 안정화 원소인 Ni 를 다량으로 첨가한 고(高)Ni 강을 -253 ℃ 환경의 구조용 강으로서 사용하는 것이, 예를 들어 특허문헌 1 에 제안되어 있다.Therefore, as a new steel material to replace the conventional low-temperature steel, the use of high-Ni steel containing a large amount of Ni, which is an austenite stabilizing element, as structural steel in a -253 ° C environment is, for example, Patent Document 1 is proposed in

특허문헌 1 에는, 구오스테나이트의 입경 및 형태를 제어하는 등으로 극저온 인성을 확보하는 기술이 제안되어 있다.Patent Document 1 proposes a technique for securing cryogenic toughness by controlling the particle size and shape of prior austenite.

일본 공개특허공보 2018-104792호Japanese Patent Laid-Open No. 2018-104792

특허문헌 1 에 기재된 기술에 의해, 극저온 인성이 우수한 고Ni 강의 제공이 가능하지만, 여기에 기재된 고Ni 강은 극저온 인성을 확보하는 관점에서 Ni 를 12.5 ％ 이상 함유하지 않으면 안되어, 소재 비용의 저감이 요구되고 있었다. 또한, 오스테나이트상의 확보 등을 위해서, 재가열 ??칭, 중간 열처리, 템퍼링 등, 복수 공정에 걸치는 열처리를 실시할 필요가 있기 때문에, 제조 비용이 높은 것도 문제였다.Although it is possible to provide a high-Ni steel having excellent cryogenic toughness by the technique described in Patent Document 1, the high-Ni steel described herein must contain 12.5% or more of Ni from the viewpoint of securing the cryogenic toughness, thereby reducing the material cost. was being requested In addition, in order to secure the austenite phase, etc., since it is necessary to perform heat treatment over multiple steps such as reheat quenching, intermediate heat treatment, and tempering, it is also a problem that the manufacturing cost is high.

그래서, 본 발명은, 소재나 제조에 필요로 하는 비용을 억제할 수 있는, 극저온 인성 및 인장 특성이 우수한 강을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 이러한 강을 제조하기 위한 유리한 방법에 대해서 제안하는 것을 목적으로 한다. 여기서, 상기 「극저온 인성이 우수하였다」 라는 것은, -196 ℃, 나아가서는, -269 ℃ 에 있어서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150 J 이상인 것을 말한다. 또, 상기 「인장 특성이 우수하였다」 라는 것은, -269 ℃ 에 있어서의 인장 시험의 전체 신장율 30 ％ 이상인 것을 말한다.Then, an object of this invention is to provide the steel excellent in cryogenic toughness and tensile properties, which can suppress the cost required for a raw material and manufacture. The present invention also aims to propose an advantageous method for producing such steel. Here, the above-mentioned "excellent cryogenic toughness" means that the absorbed energy in the Charpy impact test at -196°C and further, at -269°C is 150 J or more. In addition, the said "it was excellent in tensile properties" means that the total elongation rate of the tensile test in -269 degreeC is 30 % or more.

발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해서, 20.0 ％ 이상으로 Mn 함유량이 비교적 많은 강을 대상으로, 강판의 성분 조성 및 조직을 결정하는 각종 요인에 관해서 예의 연구를 실시하여, 이하의 a, b 의 지견을 얻었다.In order to achieve the above object, the inventors conducted intensive research on various factors that determine the component composition and structure of a steel sheet targeting a steel having a relatively large Mn content of 20.0% or more, and found the following knowledge a and b got

a. 상기의 오스테나이트 강에 있어서의 취성 파괴의 주형태로서, 결정립계를 기점으로 한 입계 파괴를 들 수 있다. 이로부터, 상기의 강의 극저온 인성 향상에는, 결정 입경을 조대 (粗大) 하게 하는 것이 유효하다.a. As a main form of brittle fracture in said austenitic steel, grain boundary fracture with a grain boundary as a starting point is mentioned. From this, it is effective to make a grain size coarse for the cryogenic toughness improvement of said steel.

b. 적절한 성분 조성 아래, 적절한 조건으로 열간 압연 및 열처리를 실시하면, 최소한의 열처리 횟수로 극저온 인성 및 인장 특성의 향상을 실현할 수 있어, 제조 비용을 억제할 수 있다.b. If hot rolling and heat treatment are performed under appropriate component composition and under appropriate conditions, improvement of cryogenic toughness and tensile properties can be realized with a minimum number of heat treatments, and manufacturing cost can be suppressed.

본 발명은 이상의 지견에 더욱 검토를 더하여 이루어진 것이며, 그 요지는 다음과 같다. The present invention has been made by adding further examination to the above findings, and the gist of the present invention is as follows.

1. 질량％ 로, 1. in mass %,

C : 0.100 ％ 이상 0.700 ％ 이하, C: 0.100% or more and 0.700% or less;

Si : 1.00 ％ 이하, Si: 1.00% or less;

Mn : 20.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하, Mn: 20.0% or more and 40.0% or less,

P : 0.030 ％ 이하, P: 0.030% or less;

S : 0.0070 ％ 이하, S: 0.0070% or less;

Al : 0.01 ％ 이상 5.00 ％ 이하, Al: 0.01% or more and 5.00% or less,

Cr : 0.5 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Cr: 0.5% or more and 7.0% or less,

N : 0.0050 ％ 이상 0.0500 ％ 이하, N: 0.0050% or more and 0.0500% or less,

O : 0.0050 ％ 이하, O: 0.0050% or less;

Ti : 0.005 ％ 이하 및 Ti: 0.005% or less and

Nb : 0.005 ％ 이하 Nb: 0.005% or less

를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고, comprising, the remainder having a component composition of Fe and unavoidable impurities,

오스테나이트를 기지상 (基地相) 으로 하는 마이크로 조직을 갖고, It has a microstructure in which austenite is a matrix phase,

그 마이크로 조직의 평균 입경이 80 ㎛ 이상이고, -269 ℃ 에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150 J 이상이며, -269 ℃ 에서의 인장 시험의 전체 신장율이 30 ％ 이상인, 강.The average particle diameter of the microstructure is 80 micrometers or more, the absorbed energy of the Charpy impact test at -269 degreeC is 150 J or more, The total elongation rate of the tensile test at -269 degreeC is 30 % or more, Steel.

2. 상기 성분 조성은, 또한, 질량％ 로, 2. The said component composition is also in mass %,

Cu : 1.0 ％ 이하, Cu: 1.0% or less;

Ni : 1.0 ％ 이하, Ni: 1.0% or less;

Mo : 2.0 ％ 이하, Mo: 2.0% or less;

V : 2.0 ％ 이하, V: 2.0% or less;

W : 2.0 ％ 이하, W: 2.0% or less;

Ca : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하, Ca: 0.0005% or more and 0.0050% or less,

Mg : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하 및 Mg: 0.0005% or more and 0.0050% or less, and

REM : 0.0010 ％ 이상 0.0200 ％ 이하 REM: 0.0010% or more and 0.0200% or less

중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 상기 1 에 기재된 강.The steel according to 1 above, containing at least one selected from among.

3. 상기 1 또는 2 에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 3. A steel material having the component composition described in 1 or 2 above,

1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역으로 가열하고, Heating to a temperature range of 1100 ℃ or more and 1300 ℃ or less,

열간 압연을 실시하고, performing hot rolling,

1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역까지 재차 가열하여, It is heated again to a temperature range of 1100 ° C or more and 1300 ° C or less,

가열 온도 (℃) 와 가열 시간 (h) 의 곱이 100 ℃·h 이상이 되는 열처리를 실시하는, 강의 제조 방법.A method for producing steel, wherein a product of a heating temperature (°C) and a heating time (h) is subjected to a heat treatment of 100°C·h or more.

여기서, 상기의 각 온도는, 각각 강 소재 또는 강판의 표면 온도이다.Here, each said temperature is the surface temperature of a steel raw material or a steel plate, respectively.

본 발명에 의하면, 극저온 인성 및 인장 특성이 우수한 강을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 강은, 액체 수소, 액체 헬륨, 액화 가스 저장용 탱크 등의, 극저온 환경에서 사용되는 강 구조물의 안전성이나 수명의 향상에 크게 기여하여, 산업상 각별한 효과를 발휘한다. 또, 본 발명의 제조 방법에서는, 생산성의 저하 및 제조 비용의 증대를 일으키는 일이 없기 때문에, 경제성이 우수한 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a steel excellent in cryogenic toughness and tensile properties. Accordingly, the steel of the present invention greatly contributes to the improvement of safety and lifespan of steel structures used in cryogenic environments, such as tanks for storage of liquid hydrogen, liquid helium, and liquefied gas, and exhibits special industrial effects. Moreover, in the manufacturing method of this invention, since a fall in productivity and an increase in manufacturing cost do not occur, the method excellent in economical efficiency can be provided.

도 1 은, 본 발명의 성분 조성을 만족하는 강의 평균 결정 입경 (평균 입경) 과 -269 ℃ 에서의 흡수 에너지의 관계를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a graph which shows the relationship between the average grain size (average grain diameter) of steel which satisfy|fills the component composition of this invention, and the absorbed energy at -269 degreeC.

이하, 본 발명의 강에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, the steel of this invention is demonstrated in detail.

[성분 조성] [Ingredient composition]

먼저, 본 발명의 강의 성분 조성과 그 한정 이유에 대해서 설명한다. 또한, 성분 조성에 있어서의 「％」 표시는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」 를 의미하는 것으로 한다.First, the component composition of the steel of the present invention and the reason for its limitation will be described. In addition, unless otherwise indicated, "%" indication in a component composition shall mean "mass %".

C : 0.100 ％ 이상 0.700 ％ 이하 C: 0.100% or more and 0.700% or less

C 는, 저렴한 오스테나이트 안정화 원소이며, 오스테나이트를 얻기 위해서 중요한 원소이다. 그러한 효과를 얻기 위해서, C 는 0.100 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.700 ％ 를 초과하여 함유하면, Cr 탄화물이 과도하게 생성되고, 극저온 인성이 저하된다. 이 때문에, C 량은 0.100 ％ 이상 0.700 ％ 이하로 한다. C 량은, 0.200 ％ 이상이 바람직하고, 0.600 ％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.200 ％ 이상 0.600 ％ 이하로 한다.C is an inexpensive austenite stabilizing element, and is an important element in order to obtain austenite. In order to obtain such an effect, C needs to contain 0.100% or more. On the other hand, when it contains exceeding 0.700 %, Cr carbide will generate|occur|produce excessively, and cryogenic toughness will fall. For this reason, the amount of C is made into 0.100% or more and 0.700% or less. The amount of C is preferably 0.200% or more, preferably 0.600% or less, and more preferably 0.200% or more and 0.600% or less.

Si : 1.00 ％ 이하 Si: 1.00% or less

Si 는, 탈산제로서 작용하고, 제강상 필요한 원소이기 때문에, 0.05 ％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 1.00 ％ 를 초과하여 함유하면, 비열적 응력 (내부 응력) 이 과도하게 상승하기 때문에, 극저온 인성이 열화한다. 이 때문에, Si 는 1.00 ％ 이하로 한다. Si 량은, 바람직하게는 0.80 ％ 이하로 한다.Since Si acts as a deoxidizer and is an element necessary for steelmaking, it is preferable to add it in an amount of 0.05% or more. On the other hand, when it contains exceeding 1.00 %, since a non-thermal stress (internal stress) rises excessively, cryogenic toughness deteriorates. For this reason, Si is made into 1.00 % or less. The amount of Si is preferably 0.80% or less.

Mn : 20.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하 Mn: 20.0% or more and 40.0% or less

Mn 은, 비교적 저렴한 오스테나이트 안정화 원소이며, 본 발명에서는, 저온 인성을 확보하기 위해서 중요한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서, Mn 은 20.0 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 40.0 ％ 를 초과하여 함유한 경우, 극저온 인성이 열화한다. 이 때문에, Mn 량은 20.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하로 한다. Mn 량은, 23.0 ％ 이상이 바람직하고, 38.0 ％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 23.0 ％ 이상 38.0 ％ 이하로 한다. Mn 량은, 36.0 ％ 이하가 더욱 바람직하다.Mn is a relatively inexpensive austenite stabilizing element, and in the present invention, it is an important element in order to ensure low-temperature toughness. In order to obtain the effect, Mn needs to contain 20.0% or more. On the other hand, when it contains exceeding 40.0 %, cryogenic toughness deteriorates. For this reason, the amount of Mn is made into 20.0 % or more and 40.0 % or less. The amount of Mn is preferably 23.0% or more, preferably 38.0% or less, and more preferably 23.0% or more and 38.0% or less. The amount of Mn is more preferably 36.0% or less.

P : 0.030 ％ 이하 P: 0.030% or less

P 는, 0.030 ％ 를 초과하여 함유하면, 과도하게 입계에 편석하기 때문에, 극저온 인성이 저하된다. 이 때문에, 0.030 ％ 를 상한으로 하여, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 따라서, P 는 0.030 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 P 저감은 정련 비용을 상승시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, 0.002 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. P 량은, 0.005 ％ 이상이 보다 바람직하고, 0.028 ％ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.005 ％ 이상 0.028 ％ 이하, 한층 바람직하게는 0.024 ％ 이하로 한다.When P is contained in an amount exceeding 0.030%, it excessively segregates at grain boundaries, so that the cryogenic toughness decreases. For this reason, it is preferable to make 0.030 % as an upper limit, and to reduce as much as possible. Therefore, P is made into 0.030% or less. Moreover, since excessive reduction of P raises refining cost and becomes economically disadvantageous, it is preferable to set it as 0.002 % or more. The amount of P is more preferably 0.005% or more, preferably 0.028% or less, still more preferably 0.005% or more and 0.028% or less, still more preferably 0.024% or less.

S : 0.0070 ％ 이하 S: 0.0070% or less

S 는, 강판의 극저온 인성을 열화시키기 때문에, 0.0070 ％ 를 상한으로 하고, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 따라서, S 는 0.0070 ％ 이하로 한다. 또한, 과도한 S 의 저감은 정련 비용을 상승시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. S 량은, 바람직하게는 0.0050 ％ 이하로 한다.Since S deteriorates the cryogenic toughness of a steel sheet, it is preferable to make 0.0070 % as an upper limit, and to reduce it as much as possible. Therefore, S is made into 0.0070% or less. In addition, since excessive reduction of S raises refining cost and becomes economically disadvantageous, it is preferable to set it as 0.0010 % or more. The amount of S is preferably 0.0050% or less.

Al : 0.01 ％ 이상 5.00 ％ 이하 Al: 0.01% or more and 5.00% or less

Al 은, 탈산제로서 작용하고, 강판의 용강 탈산 프로세스에 있어서, 가장 범용적으로 사용된다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Al 은 0.01 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 5.00 ％ 를 초과하여 함유하면, 개재물이 다량으로 존재하고, 극저온 인성을 열화시키기 때문에, 5.00 ％ 이하로 한다. 이 때문에, Al 량은 0.01 ％ 이상 5.00 ％ 이하로 한다. Al 량은, 0.02 ％ 이상이 바람직하고, 4.00 ％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 ％ 이상 4.00 ％ 이하로 한다.Al acts as a deoxidizer, and is most commonly used in the molten steel deoxidation process of a steel sheet. In order to obtain such an effect, Al needs to contain 0.01% or more. On the other hand, when it contains more than 5.00 %, inclusions exist abundantly, and since cryogenic toughness deteriorates, it is set as 5.00 % or less. For this reason, the Al content is made into 0.01% or more and 5.00% or less. The Al content is preferably 0.02% or more, preferably 4.00% or less, and more preferably 0.02% or more and 4.00% or less.

Cr : 0.5 ％ 이상 7.0 ％ 이하 Cr: 0.5% or more and 7.0% or less

Cr 은, 입계 강도를 향상시키기 때문에, 극저온 인성의 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr 은 0.5 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 7.0 ％ 를 초과하여 함유하면, Cr 탄화물의 생성에 의해, 극저온 인성이 저하된다. 이 때문에, Cr 량은 0.5 ％ 이상 7.0 ％ 이하로 한다. Cr 량은, 1.0 ％ 이상이 바람직하고, 1.2 ％ 이상이 보다 바람직하고, 6.7 ％ 이하가 바람직하고, 6.5 ％ 이하가 보다 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이상 6.7 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 ％ 이상 6.5 ％ 이하로 한다.Cr is an element effective for improving the cryogenic toughness in order to improve the grain boundary strength. In order to acquire such an effect, containing 0.5% or more of Cr is required. On the other hand, when it contains exceeding 7.0 %, cryogenic toughness will fall by generation|generation of Cr carbide. For this reason, the amount of Cr shall be 0.5 % or more and 7.0 % or less. The amount of Cr is preferably 1.0% or more, more preferably 1.2% or more, preferably 6.7% or less, more preferably 6.5% or less, more preferably 1.0% or more and 6.7% or less, still more preferably 1.2 % or more and 6.5% or less.

N : 0.0050 ％ 이상 0.0500 ％ 이하 N: 0.0050% or more and 0.0500% or less

N 은, 오스테나이트 안정화 원소이며, 극저온 인성 향상에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, N 은 0.0050 ％ 이상의 함유를 필요로 한다. 한편, 0.0500 ％ 를 초과하여 함유하면, 질화물 또는 탄질화물이 조대화하고, 인성이 저하된다. 이 때문에, N 량은 0.0050 ％ 이상 0.0500 ％ 이하로 한다. N 량은, 0.0060 ％ 이상이 바람직하고, 0.0400 ％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0060 ％ 이상 0.0400 ％ 이하로 한다.N is an austenite stabilizing element, and is an element effective for improving the cryogenic toughness. In order to acquire such an effect, N needs to contain 0.0050% or more. On the other hand, when it contains exceeding 0.0500 %, nitride or carbonitride will coarsen and toughness will fall. For this reason, the amount of N is made into 0.0050 % or more and 0.0500 % or less. The amount of N is preferably 0.0060% or more, preferably 0.0400% or less, and more preferably 0.0060% or more and 0.0400% or less.

O : 0.0050 ％ 이하 O: 0.0050% or less

O 는, 산화물의 형성에 의해 극저온 인성을 열화시킨다. 이 때문에, O 는 0.0050 ％ 이하로 한다. O 량은, 바람직하게는 0.0045 ％ 이하이다. 또한, 과도한 O 의 저감은 정련 비용을 상승시켜 경제적으로 불리해지기 때문에, O 량을 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.O deteriorates cryogenic toughness by formation of oxides. For this reason, O is made into 0.0050% or less. The amount of O is preferably 0.0045% or less. In addition, since excessive reduction of O raises refining cost and becomes economically disadvantageous, it is preferable to make O content into 0.0010 % or more.

Ti 및 Nb 의 함유량을 각각 0.005 ％ 이하로 억제 The content of Ti and Nb is suppressed to 0.005% or less, respectively.

Ti 및 Nb 는, 강 중에서 고융점의 탄질화물을 형성하기 때문에, 과도한 함유는 극저온 인성을 저하시킨다. Ti 및 Nb 는, 원재료 등에서 불가피적으로 혼입되는 성분이며, 대부분의 경우, Ti : 0.005 ％ 초과 0.010 ％ 이하 및 Nb : 0.005 ％ 초과 0.010 ％ 이하의 범위로 혼입된다. 그래서, 후술하는 수법에 따라서, Ti 및 Nb 의 혼입량을 의도적으로 제한하여, Ti 및 Nb 의 함유량을 각각 0.005 ％ 이하로 억제할 필요가 있다. Ti 및 Nb 의 함유량을 각각 0.005 ％ 이하로 억제함으로써, 상기한 탄질화물의 악영향을 배제하고, 우수한 극저온 인성을 확보할 수 있다. 바람직하게는, Ti 및 Nb 의 함유량을 각각 0.003 ％ 이하로 한다. 물론, Ti 및 Nb 의 함유량은 각각 0 ％ 여도 되지만, 과도한 저감은 제강 비용의 관점에서 바람직하지 않기 때문에, 각각 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Since Ti and Nb form carbonitrides having a high melting point in steel, their excessive content lowers the cryogenic toughness. Ti and Nb are components that are unavoidably mixed in raw materials and the like, and in most cases, Ti and Nb are mixed in the range of more than 0.005% and 0.010% or less and Nb: more than 0.005% and 0.010% or less. Therefore, it is necessary to intentionally limit the mixing amount of Ti and Nb in accordance with the method described later to suppress the content of Ti and Nb to 0.005% or less, respectively. By suppressing the content of Ti and Nb to 0.005% or less, respectively, the above-described adverse effect of carbonitride is excluded and excellent cryogenic toughness can be secured. Preferably, content of Ti and Nb shall be 0.003 % or less, respectively. Of course, the contents of Ti and Nb may each be 0%. However, since excessive reduction is undesirable from the viewpoint of the steelmaking cost, it is preferable to set each of Ti and Nb to 0.001% or more.

본 발명에서는, 저온 인성을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 하여, 상기의 필수 원소에 더하여, 필요에 따라 하기의 원소를 함유할 수 있다. In the present invention, for the purpose of further improving low-temperature toughness, in addition to the above essential elements, the following elements can be contained as needed.

Cu : 1.0 ％ 이하, Ni : 1.0 ％ 이하, Mo : 2.0 ％ 이하, V : 2.0 ％ 이하, W : 2.0 ％ 이하, Ca : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하, Mg : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하, REM : 0.0010 ％ 이상 0.0200 ％ 이하 중에서 선택되는 1 종 이상Cu: 1.0% or less, Ni: 1.0% or less, Mo: 2.0% or less, V: 2.0% or less, W: 2.0% or less, Ca: 0.0005% or more and 0.0050% or less, Mg: 0.0005% or more and 0.0050% or less, REM: At least one selected from 0.0010% or more and 0.0200% or less

Cu, Ni : 각각 1.0 ％ 이하 Cu, Ni: 1.0% or less each

Cu 및 Ni 는, 저온 인성을 향상시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cu 및 Ni 는 각각 0.01 ％ 이상으로 함유하는 것이 바람직하고, 0.03 ％ 이상으로 함유하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 각각 1.0 ％ 를 초과하여 함유하면, 압연 시에 표면 성상이 열화하는 것 외에, 제조 비용을 압박한다. 이 때문에, 이들 합금 원소를 함유하는 경우에는, 그 함유량은 각각 1.0 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.7 ％ 이하가 보다 바람직하고, 0.5 ％ 이하가 더욱 바람직하다.Cu and Ni are elements which improve low-temperature toughness. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain at 0.01 % or more, respectively, and, as for Cu and Ni, it is more preferable to contain at 0.03 % or more. On the other hand, when it contains exceeding 1.0 %, respectively, a surface property will deteriorate at the time of rolling, and manufacturing cost will be pressed. For this reason, when these alloying elements are contained, it is preferable that the content shall respectively be 1.0 % or less, 0.7 % or less is more preferable, and 0.5 % or less is still more preferable.

Mo, V, W : 각각 2.0 ％ 이하 Mo, V, W: 2.0% or less each

Mo, V 및 W 는, 오스테나이트의 안정화에 기여한다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mo, V 및 W 는 각각 0.001 ％ 이상으로 함유하는 것이 바람직하고, 0.003 ％ 이상으로 함유하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 각각 2.0 ％ 를 초과하여 함유하면, 조대한 탄질화물이 생성되어, 파괴의 기점이 되는 경우가 있는 것 외에, 제조 비용을 압박한다. 이 때문에, 이들 합금 원소를 함유하는 경우에는, 그 함유량은 각각 2.0 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.7 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. Mo, V, W 의 양은, 더욱 바람직하게는 각각 0.003 ％ 이상 1.7 ％ 이하, 한층 바람직하게는 각각 1.5 ％ 이하로 한다.Mo, V and W contribute to stabilization of austenite. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain each at 0.001 % or more, and, as for Mo, V, and W, it is more preferable to contain it at 0.003 % or more. On the other hand, when it contains exceeding 2.0 %, respectively, a coarse carbonitride may produce|generate and it may become a starting point of destruction, and manufacturing cost will be pressed. For this reason, when these alloying elements are contained, it is preferable to set it as 2.0 % or less, respectively, and, as for the content, it is more preferable to set it as 1.7 % or less, respectively. The amounts of Mo, V, and W are more preferably 0.003% or more and 1.7% or less, respectively, and still more preferably 1.5% or less, respectively.

Ca : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하, Mg : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하, REM : 0.0010 ％ 이상 0.0200 ％ 이하 Ca: 0.0005% or more and 0.0050% or less, Mg: 0.0005% or more and 0.0050% or less, REM: 0.0010% or more and 0.0200% or less

Ca, Mg 및 REM 은, 개재물의 형태 제어에 유용한 원소이며, 필요에 따라 함유할 수 있다. 개재물의 형태 제어란, 전신 (展伸) 된 황화물계 개재물 (주로 MnS) 을 입상 (粒狀) 의 개재물로 하는 것을 말한다. 이 개재물의 형태 제어를 통하여, 파괴의 기점이 되는 MnS 를 줄임으로써, 인성을 향상시킨다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ca, Mg 는 각각 0.0005 ％ 이상, REM 은 0.0010 ％ 이상 함유하는 것이 바람직하다. 한편, 어느 원소도 많이 함유시키면, 비금속 개재물량이 증가하여, 오히려 인성이 저하되는 경우가 있다. 또, 경제적으로 불리해지는 경우가 있다. Ca, Mg, and REM are elements useful for shape control of inclusions, and can be contained as needed. The shape control of inclusions means using the expanded sulfide inclusions (mainly MnS) as granular inclusions. Through control of the shape of this inclusion, the toughness is improved by reducing MnS serving as a fracture origin. In order to acquire such an effect, it is preferable to contain 0.0005 % or more of Ca and Mg, respectively, and 0.0010 % or more of REM. On the other hand, when a large amount of any element is contained, the amount of non-metallic inclusions increases, and the toughness may decrease on the contrary. Moreover, it may become economically disadvantageous.

이 때문에, Ca 및 Mg 를 함유하는 경우에는, 각각 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하, REM 을 함유하는 경우에는, 0.0010 ％ 이상 0.0200 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Ca 량은, 0.0010 ％ 이상이 보다 바람직하고, 0.0040 ％ 이하가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0010 ％ 이상 0.0040 ％ 이하로 한다. Mg 량은, 0.0010 ％ 이상이 보다 바람직하고, 0.0040 ％ 이하가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0010 ％ 이상 0.0040 ％ 이하로 한다. REM 량은, 0.0020 ％ 이상이 보다 바람직하고, 0.0150 ％ 이하가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.0020 ％ 이상 0.0150 ％ 이하로 한다. For this reason, when containing Ca and Mg, it is preferable to set it as 0.0005 % or more and 0.0050 % or less, respectively, and when containing REM, it is preferable to set it as 0.0010 % or more and 0.0200 % or less. The amount of Ca is more preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0040% or less, still more preferably 0.0010% or more and 0.0040% or less. The amount of Mg is more preferably 0.0010% or more, more preferably 0.0040% or less, still more preferably 0.0010% or more and 0.0040% or less. The amount of REM is more preferably 0.0020% or more, more preferably 0.0150% or less, and still more preferably 0.0020% or more and 0.0150% or less.

또한, REM 이란, 희토류 금속을 가리키며, 란타노이드의 15 원소에 Y 및 Sc 를 합한 17 원소의 총칭이며, 이들 원소 중 1 종 또는 2 종 이상을 함유시킬 수 있다. 또한, REM 의 함유량은 이들 원소의 합계 함유량을 의미한다. In addition, REM refers to a rare-earth metal, and is a generic term for 17 elements which added Y and Sc to 15 elements of a lanthanoid, and can contain 1 type, or 2 or more types of these elements. In addition, the content of REM means the total content of these elements.

상기한 성분 이외의 잔부는 철 및 불가피적 불순물을 갖는 성분 조성이다. 여기서의 불가피적 불순물로는, H, B 등을 들 수 있으며, 합계 0.01 ％ 이하이면 허용할 수 있다.The remainder other than the above-mentioned components is a component composition having iron and unavoidable impurities. H, B, etc. are mentioned as an unavoidable impurity here, and if it is 0.01 % or less in total, it is permissible.

[조직] [group]

오스테나이트를 기지상으로 하는 마이크로 조직 Microstructure with austenite as matrix

강재의 결정 구조가 체심 입방 구조 (bcc) 인 경우, 그 강재는 극저온 환경하에서 취성 파괴를 일으킬 가능성이 있기 때문에, 극저온 환경하에서의 사용에는 적합하지 않다. 여기에, 극저온 환경하에서의 사용을 상정했을 때, 강재의 기지상은, 결정 구조가 면심 입방 구조 (fcc) 인 오스테나이트 조직인 것이 바람직하다. 또한, 「오스테나이트를 기지상으로 한다」 라는 것은, 오스테나이트상이 면적률로 90 ％ 이상인 것을 의미하며, 더욱 바람직하게는 95 ％ 이상이다. 오스테나이트상 이외의 잔부는, 페라이트상 또는 마텐자이트상이다.When the crystal structure of the steel material is a body-centered cubic structure (bcc), since the steel material may cause brittle fracture in a cryogenic environment, it is not suitable for use in a cryogenic environment. Here, when use in a cryogenic environment is assumed, it is preferable that the matrix phase of a steel material is an austenitic structure whose crystal structure is a face-centered cubic structure (fcc). In addition, "using austenite as a matrix phase" means that the austenite phase is 90% or more in area ratio, and more preferably 95% or more. The remainder other than the austenite phase is a ferrite phase or a martensite phase.

마이크로 조직에 있어서의 평균 결정 입경이 80 ㎛ 이상 The average crystal grain size in the microstructure is 80 µm or more

평균 결정 입경과 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지의 관계를 검증한 결과, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 다른 조건을 만족하고, 또한 평균 결정 입경을 80 ㎛ 이상으로 하면, 상기 흡수 에너지를 150 J 이상으로 할 수 있다. 여기서, 본 명세서에 있어서의 결정립은 주로 오스테나이트립을 가리키며, 평균 결정 입경은 광학 현미경을 사용하여 200 배로 촬영한 화상으로부터 무작위로 100 개의 결정립을 선택하여, 원상당경으로 산출하고, 그 평균값에 의해 구할 수 있다.As a result of verifying the relationship between the average grain size and the absorbed energy in the Charpy impact test, as shown in FIG. 1 , if other conditions of the present invention are satisfied and the average grain size is 80 µm or more, the absorbed energy is 150 J You can do more than that. Here, crystal grains in the present specification mainly refer to austenite grains, and the average grain size is calculated by randomly selecting 100 grains from an image photographed at 200 magnifications using an optical microscope and calculating the equivalent circle diameter, and the average value is can be obtained by

상기의 평균 결정 입경은, 상기한 성분 조성 아래, 후술하는 조건에 따르는 열간 압연 및 열처리를 실시함으로써 실현할 수 있다.The above-mentioned average grain size can be realized by performing hot rolling and heat treatment according to the conditions described below under the above-described component composition.

본 발명에 관련된 강은, 상기한 성분 조성을 갖는 용강을, 전로 (轉爐), 전기로 등, 공지된 용제 방법으로 용제할 수 있다. 또, 진공 탈가스로에서 2 차 정련을 실시해도 된다. 그 때, 적합한 조직 제어의 방해가 되는 Ti 및 Nb 를 상기 서술한 범위로 제한하기 위해서, 원료 등으로부터 불가피적으로 혼입되는 것을 회피하고, 이들의 함유량을 저감하는 조치를 취할 필요가 있다. 예를 들어, 정련 단계에 있어서의 슬래그의 염기도를 낮춤으로써, 이들 합금을 슬래그로 농화시켜 배출하여 최종적인 슬래브 제품에 있어서의 Ti 및 Nb 의 농도를 저감할 수 있다. 또, 산소를 불어넣어 산화시키고, 환류 시에 Ti 및 Nb 의 합금을 부상 분리시키는 등의 방법이어도 된다. 그 후, 연속 주조법, 조괴 - 분괴 압연법 등, 공지된 주조 방법에 의해, 소정 치수의 슬래브 등의 강 소재로 하는 것이 바람직하다.The steel according to the present invention can melt molten steel having the above-described component composition by a known melting method such as a converter furnace or an electric furnace. Moreover, you may perform secondary refining in a vacuum degassing furnace. In that case, in order to limit Ti and Nb, which interfere with proper structure control, to the above-mentioned ranges, it is necessary to avoid unavoidable mixing from raw materials and the like, and to take measures to reduce their content. For example, by lowering the basicity of the slag in the refining step, these alloys are concentrated into slag and discharged, and the concentration of Ti and Nb in the final slab product can be reduced. Moreover, a method, such as oxidizing by blowing in oxygen, and carrying out flotation separation of the alloy of Ti and Nb at the time of reflux, may be sufficient. After that, it is preferable to use a known casting method such as a continuous casting method or an ingot-ingot rolling method to obtain a steel material such as a slab having a predetermined size.

또한, 상기 강 소재를 극저온 인성이 우수한 강재로 만들어 넣기 위한 제조 조건에 대해서 규정한다.In addition, it stipulates manufacturing conditions for making the steel material into a steel material having excellent cryogenic toughness.

[강 소재의 가열 온도 : 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하] [Heating temperature of steel material: 1100℃ or more and 1300℃ or less]

상기한 조직을 갖는 강을 얻기 위해서는, 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역으로 가열한 후, 열간 압연을 실시하는 것이 중요하다. 여기서의 온도 제어는, 강 소재의 표면 온도를 기준으로 한다. 상기 서술한 Mn 의 효능을 발현시키려면, 강 중에 Mn 을 확산시키는 것이 중요하다. 즉, 열간 압연으로 Mn 의 확산을 촉진하기 위해서, 열간 압연 전의 강 소재의 가열 온도는 1100 ℃ 이상으로 한다. 한편, 1300 ℃ 를 초과하면, 강의 용해가 시작되어 버릴 우려가 있기 때문에, 가열 온도의 상한은 1300 ℃ 로 한다. 강 소재의 가열 온도는 1130 ℃ 이상이 바람직하고, 1270 ℃ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1130 ℃ 이상 1270 ℃ 이하이다.In order to obtain steel having the above structure, it is important to perform hot rolling after heating to a temperature range of 1100°C or higher and 1300°C or lower. The temperature control here is based on the surface temperature of the steel material. In order to express the above-mentioned efficacy of Mn, it is important to diffuse Mn in steel. That is, in order to promote the diffusion of Mn by hot rolling, the heating temperature of the steel material before hot rolling is set to 1100°C or higher. On the other hand, when it exceeds 1300 degreeC, since there exists a possibility that melting of steel may start, the upper limit of heating temperature shall be 1300 degreeC. The heating temperature of the steel material is preferably 1130°C or higher, preferably 1270°C or lower, and more preferably 1130°C or higher and 1270°C or lower.

[열간 압연] [Hot Rolled]

강 소재의 가열 후에 열간 압연을 실시한다. 열간 압연의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 마무리 압연에 있어서의 마무리 온도가 낮을수록 압연 능률이 저하되기 때문에, 700 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 750 ℃ 이상인 것이 바람직하다.After heating the steel material, hot rolling is performed. Although the method of hot rolling is not specifically limited, Since rolling efficiency falls so that the finishing temperature in finish rolling is low, it is preferable to set it as 700 degreeC or more. Moreover, it is preferable that it is 750 degreeC or more.

[1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역까지 재차 가열하고, 가열 온도 (℃) 와 가열 시간 (h) 의 곱이 100 ℃·h 이상이 되는 열처리를 실시한다] [The product is heated again to a temperature range of 1100°C or higher and 1300°C or lower, and heat treatment is performed such that the product of the heating temperature (°C) and the heating time (h) is 100°C·h or more]

열간 압연 후, 또는 그 후의 냉각 처리를 실시한 후, 소정의 열처리를 실시한다. 열처리에서는, 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역까지 재차 가열하고, 가열 온도 (℃) 와 가열 시간 (h : hour) 의 곱이 100 ℃·h 이상인 열처리를 실시함으로써, 결정립이 조대해져 극저온 인성이 향상되는 것에 더하여, 열간 압연 시에 도입된 전위가 회복되기 때문에, 인장 특성, 그 중에서도 전체 신장율이 향상된다. 재가열의 온도역을 1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하로 하는 것은, 이하의 이유에 따른다. 즉, 열처리로 Mn 을 확산시키기 위해서, 열처리에 있어서의 재가열 시의 가열 온도를 1100 ℃ 이상으로 한다. 한편, 1300 ℃ 를 초과하면, 강의 용해가 시작되어 버릴 우려가 있기 때문에, 재가열 시의 가열 온도의 상한은 1300 ℃ 로 한다. 그리고, 가열 온도 (℃) 와 가열 시간 (h) 의 곱을 규정하는 것은, 결정립 성장과 전위의 회복에 상관이 있기 때문이다. 또, 가열 온도와 가열 시간의 곱은, 제조 비용의 이유로부터, 상한값은 650 ℃·h 가 바람직하고, 모든 결정립을 조대하게 하는 이유로부터, 하한값은 208 ℃·h 가 바람직하다. 열처리에 있어서의 재가열 시의 가열 온도는 1130 ℃ 이상이 바람직하고, 1270 ℃ 이하가 바람직하고, 1130 ℃ 이상 1270 ℃ 이하가 보다 바람직하다. 가열 시간은, 입 (粒) 성장을 촉진시키기 위해서는 0.1 h 이상이 바람직하고, 제조 능률의 저하를 억제하기 위해서는 0.5 h 이하가 바람직하고, 0.1 h 이상 0.5 h 이하가 보다 바람직하다. 열처리 후에는 냉각을 실시한다.After hot rolling or after performing the cooling process after that, predetermined heat processing is performed. In the heat treatment, by heating again to a temperature range of 1100 ° C. or more and 1300 ° C. or less, and heat treatment in which the product of heating temperature (° C.) and heating time (h: hour) is 100 ° C. h or more, crystal grains become coarse and cryogenic toughness is improved In addition, since the dislocation introduced at the time of hot rolling is recovered, tensile properties, especially overall elongation, are improved. The reason that the temperature range of reheating shall be 1100 degreeC or more and 1300 degrees C or less is based on the following reason. That is, in order to diffuse Mn by heat processing, the heating temperature at the time of reheating in heat processing shall be 1100 degreeC or more. On the other hand, when it exceeds 1300 degreeC, since there exists a possibility that melt|dissolution of steel may start, the upper limit of the heating temperature at the time of reheating shall be 1300 degreeC. The reason for defining the product of the heating temperature (°C) and the heating time (h) is because there is a correlation between grain growth and recovery of dislocations. Moreover, as for the product of heating temperature and heating time, 650 degreeC*h is preferable from the reason of manufacturing cost, and, as for an upper limit, 208 degreeC*h is preferable from the reason of coarsening all crystal grains. 1130 degreeC or more is preferable, 1270 degreeC or less is preferable, and, as for the heating temperature at the time of reheating in heat processing, 1130 degreeC or more and 1270 degreeC or less are more preferable. The heating time is preferably 0.1 h or more in order to promote grain growth, preferably 0.5 h or less in order to suppress a decrease in production efficiency, and more preferably 0.1 h or more and 0.5 h or less. After heat treatment, cooling is performed.

열간 압연 후 및/또는 그 후의 열처리 후에, 각각 냉각 처리를 실시해도 된다. After hot rolling and/or after the heat processing after that, you may perform a cooling process, respectively.

탄화물의 석출을 억제하기 위해서이다. 냉각 온도의 범위는 각각 300 ∼ 650 ℃, 300 ∼ 900 ℃ 가 바람직하고, 평균 냉각 속도는 각각 1.0 ℃/s 이상이 바람직하다.This is to suppress the precipitation of carbides. 300-650 degreeC and 300-900 degreeC are preferable, respectively, as for the range of cooling temperature, respectively, 1.0 degreeC/s or more are preferable for an average cooling rate.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of Examples. In addition, the present invention is not limited to the following examples.

전로 - 래들 정련 - 연속 주조법으로, 표 1 에 나타내는 성분 조성의 강 슬래브 (강 소재) 를 제조하였다. 이어서, 표 2 에 나타내는 조건으로, 얻어진 강 슬래브를 열간 압연에 의해 6 ∼ 30 ㎜ 두께의 강판으로 하였다. 여기서, 열처리에 있어서의 재가열 시의 가열 온도는, 각 샘플에 대해서, 강 소재의 가열 온도와 동일한 온도로 하였다. A steel slab (steel material) having the composition shown in Table 1 was manufactured by the converter - ladle refining - continuous casting method. Next, under the conditions shown in Table 2, the obtained steel slab was made into 6-30 mm-thick steel plate by hot rolling. Here, the heating temperature at the time of reheating in the heat treatment was set to the same temperature as the heating temperature of the steel material for each sample.

얻어진 강판에 대해서, 조직 평가와, 극저온 인성 및 인장 특성의 기계 특성 평가를 하기의 요령으로 실시하였다. About the obtained steel plate, the structure evaluation and the mechanical property evaluation of cryogenic toughness and tensile property were performed in the following way.

표 2 에 있어서, 「마무리 압연 시의 마무리 온도」 는, 마무리 압연 종료 온도를 나타낸다.In Table 2, "finishing temperature at the time of finish rolling" represents the finish rolling completion temperature.

(1) 조직 평가 (1) Organizational evaluation

·오스테나이트상의 면적률 Area ratio of austenite phase

마이크로 조직의 각 상의 면적률은, 후방 산란 전자 회절 (EBSD) 해석의 Phase map 으로부터 구하였다. 얻어진 강판의 판두께 1/2 위치에서, 압연 방향으로 평행한 단면 (斷面) 으로부터, EBSD 해석용 시험편을 채취하고, 500 ㎛ × 200 ㎛ 의 시야에 있어서, 측정 스텝 0.3 ㎛ 로 EBSD 해석을 실시하고, Phase map 에 기재된 값을 면적률로 하였다. The area ratio of each phase of a microstructure was calculated|required from the phase map of backscattered electron diffraction (EBSD) analysis. A test piece for EBSD analysis is taken from a cross section parallel to the rolling direction at a position of 1/2 of the sheet thickness of the obtained steel sheet, and EBSD analysis is performed in a field of view of 500 µm × 200 µm, with a measurement step of 0.3 µm and the value described in the phase map was used as the area ratio.

오스테나이트상의 면적률은 발명예 및 비교예를 통해서 모두 90 ％ 이상이며, 기지상이 오스테나이트인 것을 확인하였다.The area ratio of the austenite phase was 90% or more in both the invention examples and the comparative examples, and it was confirmed that the matrix phase was austenite.

·평균 입경 ・Average particle size

열처리 후의 강판에 대해서, 압연 방향 단면을 연마하고, 판두께 1/2 위치를, 광학 현미경을 사용하여 200 배의 배율로 촬영한 화상으로부터 무작위로 100 개의 결정립을 선택하고, 원상당경에 의해 평균 입경으로서의 평균 결정 입경을 구하였다.For the steel sheet after heat treatment, the cross section in the rolling direction is polished, and the position of 1/2 of the sheet thickness is randomly selected from an image taken at 200 times magnification using an optical microscope, and averaged by circular equivalence. The average crystal grain size as a grain size was calculated|required.

(2) 극저온 인성 (2) cryogenic toughness

판두께 10 ㎜ 를 초과하는 각 강판의 판두께 1/2 위치의 압연 방향과 평행한 방향으로부터, JIS Z 2242 (2005년) 의 규정에 준거하여 샤르피 V 노치 시험편을 채취하고, 각 강판에 대해서 3 개의 샤르피 충격 시험을 -196 ℃ 및 -269 ℃ 에서 실시하고, 흡수 에너지를 구하고, 모재 인성을 평가하였다. 본 발명에서는, 3 개의 흡수 에너지의 평균값이 150 J 이상을 모재 인성이 우수한 것으로 하였다.In accordance with JIS Z 2242 (2005), a Charpy V-notch test piece was taken from the direction parallel to the rolling direction at the 1/2 thickness position of each steel sheet exceeding 10 mm, and 3 for each steel sheet. Dog Charpy impact test was performed at -196 °C and -269 °C, absorbed energy was obtained, and the base material toughness was evaluated. In the present invention, when the average value of the three absorbed energies is 150 J or more, the base material toughness is excellent.

또한, 판두께 10 ㎜ 미만의 각 강판에 대해서는, 판두께 1/2 위치의 압연 방향과 평행한 방향으로부터, JIS Z 2242 (2005년) 의 규정에 준거하여 5 ㎜ 서브사이즈의 샤르피 V 노치 시험편을 채취하고, 각 강판에 대해서 3 개의 샤르피 충격 시험을 -196 ℃ 및 -269 ℃ 에서 실시하였다. 여기서는, 3 개의 흡수 에너지의 평균값이, 100 J 이상을 모재 인성이 우수한 것으로 하였다. 또한, -269 ℃ 에서의 샤르피 충격 시험은, 시험편을 캡슐에 넣고, 액체 헬륨을 흘리면서 실시하였다.In addition, for each steel plate having a plate thickness of less than 10 mm, a Charpy V-notch test piece having a sub-size of 5 mm in accordance with JIS Z 2242 (2005) from the direction parallel to the rolling direction at the 1/2 plate thickness position was obtained. It was sampled, and three Charpy impact tests were performed on each steel sheet at -196°C and -269°C. Here, when the average value of the three absorbed energies was 100 J or more, the base material toughness was excellent. In addition, the Charpy impact test at -269 degreeC put the test piece in the capsule, and was implemented, flowing liquid helium.

참고 문헌 1 : T. Ogata, K. Hiraga, K. Nagai, and K. Ishikawa : Tetsu-to-Hagane, 69 (1983), 641. Reference 1: T. Ogata, K. Hiraga, K. Nagai, and K. Ishikawa: Tetsu-to-Hagane, 69 (1983), 641.

(3) 인장 특성 (3) Tensile properties

얻어진 각 강판으로부터, 평행부 직경 6 ㎜, 목표점간 거리 25 ㎜ 의 환봉 (丸棒) 인장 시험편을 채취하여 -269 ℃ 에서 인장 시험을 실시하고, 전체 신장율을 조사하였다. 본 발명에서는, 전체 신장율 30 ％ 이상을 인장 특성이 우수한 것으로 판정하였다. From each obtained steel plate, a round-bar tensile test piece having a parallel portion diameter of 6 mm and a target point distance of 25 mm was taken, and subjected to a tensile test at -269°C to examine the total elongation. In the present invention, a total elongation of 30% or more was judged to be excellent in tensile properties.

이상에 의해 얻어진 결과를, 표 2 에 나타낸다. The results obtained by the above are shown in Table 2.

본 발명에 따르는 강은, 상기 서술한 목표 성능 (샤르피 충격 시험의 흡수 에너지의 평균값이 150 J 이상, 인장 시험의 전체 신장율이 30 ％ 이상) 을 만족하는 것이 확인되었다. 한편, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예는, 흡수 에너지 및 전체 신장율 중 어느 하나 이상이, 상기 서술한 목표 성능을 만족시키고 있지 않다.It was confirmed that the steel according to the present invention satisfies the above-mentioned target performance (the average value of absorbed energy in the Charpy impact test is 150 J or more, and the total elongation in the tensile test is 30% or more). On the other hand, in the comparative example out of the scope of the present invention, any one or more of absorbed energy and total elongation does not satisfy the above-mentioned target performance.

Claims

질량％ 로,
C : 0.100 ％ 이상 0.700 ％ 이하,
Si : 1.00 ％ 이하,
Mn : 20.0 ％ 이상 40.0 ％ 이하,
P : 0.030 ％ 이하,
S : 0.0070 ％ 이하,
Al : 0.01 ％ 이상 5.00 ％ 이하,
Cr : 0.5 ％ 이상 7.0 ％ 이하,
N : 0.0050 ％ 이상 0.0500 ％ 이하,
O : 0.0050 ％ 이하,
Ti : 0.005 ％ 이하 및
Nb : 0.005 ％ 이하
를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성을 갖고,
오스테나이트를 기지상 (基地相) 으로 하는 마이크로 조직을 갖고,
그 마이크로 조직의 평균 입경이 80 ㎛ 이상이고, -269 ℃ 에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150 J 이상이며, -269 ℃ 에서의 인장 시험의 전체 신장율이 30 ％ 이상인, 강.in mass %,
C: 0.100% or more and 0.700% or less,
Si: 1.00% or less;
Mn: 20.0% or more and 40.0% or less,
P: 0.030% or less;
S: 0.0070% or less;
Al: 0.01% or more and 5.00% or less,
Cr: 0.5% or more and 7.0% or less,
N: 0.0050% or more and 0.0500% or less,
O: 0.0050% or less;
Ti: 0.005% or less and
Nb: 0.005% or less
comprising, the remainder having a component composition of Fe and unavoidable impurities,
It has a microstructure with austenite as a matrix phase,
The average particle diameter of the microstructure is 80 micrometers or more, the absorbed energy of a Charpy impact test at -269 degreeC is 150 J or more, The total elongation rate of the tensile test at -269 degreeC is 30 % or more, Steel.

제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성은, 또한, 질량％ 로,
Cu : 1.0 ％ 이하,
Ni : 1.0 ％ 이하,
Mo : 2.0 ％ 이하,
V : 2.0 ％ 이하,
W : 2.0 ％ 이하,
Ca : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하,
Mg : 0.0005 ％ 이상 0.0050 ％ 이하 및
REM : 0.0010 ％ 이상 0.0200 ％ 이하
중에서 선택되는 1 종 이상을 함유하는 강.The method of claim 1,
The component composition is further in mass%,
Cu: 1.0% or less;
Ni: 1.0% or less;
Mo: 2.0% or less;
V: 2.0% or less;
W: 2.0% or less;
Ca: 0.0005% or more and 0.0050% or less,
Mg: 0.0005% or more and 0.0050% or less, and
REM: 0.0010% or more and 0.0200% or less
A steel containing at least one selected from among.

제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를,
1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역으로 가열하고,
열간 압연을 실시하고,
1100 ℃ 이상 1300 ℃ 이하의 온도역까지 재차 가열하여, 가열 온도와 가열 시간의 곱이 100 ℃·h 이상이 되는 열처리를 실시하는, 강의 제조 방법.A steel material having the component composition according to claim 1 or 2,
Heating to a temperature range of 1100 ℃ or more and 1300 ℃ or less,
performing hot rolling,
A method for producing steel, comprising heating again to a temperature range of 1100°C or higher and 1300°C or lower to perform heat treatment such that the product of heating temperature and heating time is 100°C·h or more.