KR20230159537A - Steel plate and its manufacturing method - Google Patents

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KR20230159537A
KR20230159537A KR1020237035852A KR20237035852A KR20230159537A KR 20230159537 A KR20230159537 A KR 20230159537A KR 1020237035852 A KR1020237035852 A KR 1020237035852A KR 20237035852 A KR20237035852 A KR 20237035852A KR 20230159537 A KR20230159537 A KR 20230159537A
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less
steel
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steel sheet
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KR1020237035852A
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유야 사토
슌이치 다치바나
šœ이치 다치바나
요시아키 무라카미
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

직접 퀀칭 템퍼링을 이용하는 프로세스 절약으로 제조하는 것을 전제로 하여, 극저온 인성 및 취성 균열 발생 억제 성능이 우수한 고강도 강판을 제공한다. 본 발명의 강판은, 소정의 성분 조성을 갖고, 1/4t에 있어서의 잔류 오스테나이트의 양이 체적률로 1.7％ 미만이고, －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가, 풀 사이즈 시험편을 이용한 경우는 200J 이상이고, 하프 사이즈 시험편을 이용한 경우는 100J 이상이다.Provided is a high-strength steel sheet with excellent cryogenic toughness and brittle crack suppression performance under the premise of manufacturing in a process-saving manner using direct quenching and tempering. The steel sheet of the present invention has a predetermined composition, the amount of retained austenite in 1/4t is less than 1.7% by volume, and the Charpy absorption energy at -196°C is when a full-size test piece is used. It is 200J or more, and when a half-size test piece is used, it is 100J or more.

Description

강판 및 그의 제조 방법Steel plate and its manufacturing method

본 발명은, 강판에 관한 것으로, 특히, 폭넓은 판두께 범위에 걸쳐 우수한 극저온 인성 및 취성 균열 발생 억제 성능을 안정적으로 확보할 수 있는, 극저온하의 용도에 적합한 고강도 후(厚)강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 강판 및 제조 방법은, 예를 들면, 선박용 및 육상용의 액화 가스 저장용 탱크 등의, 극저온 환경하에서 사용되는 구조물에 적합하게 이용할 수 있다.The present invention relates to steel plates, and in particular, a high-strength thick steel plate suitable for use at cryogenic temperatures that can stably secure excellent cryogenic toughness and brittle crack suppression performance over a wide range of plate thicknesses, and a method for manufacturing the same. It's about. The steel plate and manufacturing method of the present invention can be suitably used in structures used in extremely low-temperature environments, such as tanks for storing liquefied gases for ships and land.

액화 가스 저장용 탱크 등의 구조물에, 열간 압연된 강판이 이용될 때에는, 사용 환경이 극저온이 되기 때문에, 강판의 강도 뿐만 아니라, 극저온하에 있어서의 인성(극저온 인성)이 우수한 것이 요구된다. 예를 들면, 액화 천연 가스의 저장용 탱크에 열간 압연된 강판이 사용되는 경우에는, 액화 천연 가스의 비점인 －164℃ 이하의 극저온하에서 우수한 인성을 확보할 필요가 있다. 강재의 극저온 인성이 뒤떨어지면, 극저온 저장용 구조물로서의 안전성을 유지할 수 없게 될 우려가 있기 때문에, 적용되는 강판에 대한 극저온 인성의 향상에 대한 요구는 높다. 이 요구에 대하여, 종래는, 7％ Ni, 또는 9％ Ni 강판이 사용되어 왔다.When hot-rolled steel sheets are used in structures such as tanks for storing liquefied gas, the use environment is extremely low temperature, so not only the strength of the steel sheets but also the toughness (cryogenic toughness) under extremely low temperatures is required to be excellent. For example, when hot-rolled steel sheets are used in tanks for storing liquefied natural gas, it is necessary to ensure excellent toughness at extremely low temperatures of -164°C or lower, which is the boiling point of liquefied natural gas. If the cryogenic toughness of steel materials is poor, there is a risk that safety as a cryogenic storage structure may not be maintained, so there is a high demand for improved cryogenic toughness for applied steel plates. In response to this requirement, 7% Ni or 9% Ni steel sheets have conventionally been used.

7％ Ni 강판은, 예를 들면, 특허문헌 1에 제안되어 있다. 특허문헌 1에서는, Ni: 5.0 초과∼10.0％ 미만과 소정량의 C, Si, Mn, Al을 함유하는, 극저온용 후강판이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 1에 개시된 후강판에서는, 판두께 6∼50㎜에 걸쳐, 단위 면적당의 흡수 에너지 vE－196의 평균값이 1.25J/㎟ 이상이다.A 7% Ni steel plate is proposed in Patent Document 1, for example. Patent Document 1 discloses a thick steel plate for cryogenic use containing Ni: greater than 5.0% to less than 10.0% and predetermined amounts of C, Si, Mn, and Al. And, in the thick steel plate disclosed in Patent Document 1, the average value of absorbed energy vE-196 per unit area is 1.25 J/mm 2 or more over a plate thickness of 6 to 50 mm.

일본공개특허공보 2011-219848호Japanese Patent Publication No. 2011-219848

본 발명자들이, Ni: 6.0∼7.5％ 정도의 소위 7％ Ni 강의 후강판(이하, 7％ Ni 강판이라고도 함)에 대해서 예의 조사한 결과, 생산성 향상을 목적으로 하여, 압연 후에 직접 퀀칭(quenching) 템퍼링을 행하여 제조한 경우에, 샤르피 시험 등에 있어서의 흡수 에너지(인성)의 저하 및 취성 균열의 발생에 기인한 강판의 불안정 파괴(취성 파괴)의 리스크가 상승하는 것이 판명되었다. 그러나, 특허문헌 1에서는, 이들 문제, 특히 취성 파괴의 발생에 대해서는 하등 검토되어 있지 않다.As a result of careful investigation by the present inventors on the so-called 7% Ni steel thick steel plate (hereinafter also referred to as 7% Ni steel plate) with Ni: about 6.0 to 7.5%, for the purpose of improving productivity, quenching and tempering was performed directly after rolling. It was found that when manufactured by performing a Charpy test, etc., the risk of unstable fracture (brittle fracture) of the steel sheet due to a decrease in absorbed energy (toughness) and the occurrence of brittle cracks increases. However, in Patent Document 1, these problems, especially the occurrence of brittle fracture, are not examined at all.

본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 직접 퀀칭 템퍼링을 이용하는 프로세스 절약으로 제조하는 것을 전제로 하여, 극저온 인성 및 취성 균열 발생 억제 성능이 우수한 고강도 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a high-strength steel sheet with excellent cryogenic toughness and brittle crack suppression performance under the premise of manufacturing in a process-saving manner using direct quenching and tempering.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 7％ Ni 강판의 성분 조성 및 조직에 관하여 예의 연구를 행한 결과, 이하의 인식을 얻었다. 즉,In order to solve the above problems, the present inventors conducted intensive research on the composition and structure of 7% Ni steel sheets, and obtained the following findings. in other words,

(a) 상기한 흡수 에너지의 저하는, Mn의 농화역(濃化域)과 희박역의 형성에 의해, 주로 Mn의 농화역에 발생하는 세퍼레이션에 기인한다. 여기에서, 세퍼레이션이란, 샤르피 충격 시험 및 CTOD 시험으로 대표되는 인성의 측정 시험 시에 발생하는 파면에 대하여 수직으로, 또한, 압연면에 평행한 방향으로 생기는, 취성 파괴의 결과로서의 깨짐을 의미한다.(a) The above-described decrease in absorbed energy is mainly due to the separation that occurs in the Mn-enriched region due to the formation of the Mn-enriched region and the rarefied region. Here, separation refers to cracking as a result of brittle fracture that occurs perpendicular to the fracture surface that occurs during toughness measurement tests such as the Charpy impact test and CTOD test, and in a direction parallel to the rolling surface. .

(b) 상기한 취성 균열 발생은, Mn 농화역, 특히, 거기에서 생성되기 쉬운 불안정한 오스테나이트(이하, γ라고도 나타냄)에 유래하는 것.(b) The occurrence of brittle cracks described above originates from the Mn enrichment zone, especially from the unstable austenite (hereinafter also referred to as γ) that is likely to be formed there.

(c) 흡수 에너지를 높이려면, Mn을 0.40％ 이하로 제한하고, 밴드 형상으로 생성되는 Mn 농화역(Mn 편석 밴드)에서의 Mn 농도를 내려, Mn 편석 밴드 기인의 세퍼레이션의 발생을 저감하는 것.(c) To increase absorption energy, limit Mn to 0.40% or less, lower the Mn concentration in the Mn enrichment zone (Mn segregation band) generated in a band shape, and reduce the occurrence of separation caused by the Mn segregation band. thing.

(d) 취성 균열 발생을 저감하려면, Mn을 0.40％ 이하로 제한하고, 밴드 형상으로 생성되는 Mn 농화역에서의 Mn 농도를 내리면서, 취성 균열의 발생 원인이 되는 불안정한 γ의 생성을 억제하는 것.(d) To reduce the occurrence of brittle cracks, limit Mn to 0.40% or less, reduce the Mn concentration in the Mn enrichment zone that is formed in a band shape, and suppress the production of unstable γ, which causes brittle cracks. .

본 발명은, 상기 인식에 기초하여 완성된 것으로서, 그의 요지는 이하와 같다.The present invention was completed based on the above recognition, and the gist thereof is as follows.

[1] 질량％로,[1] In mass%,

C: 0.01∼0.15％,C: 0.01 to 0.15%,

Si: 0.01∼0.50％,Si: 0.01 to 0.50%,

Mn: 0.05∼0.40％,Mn: 0.05 to 0.40%,

Ni: 6.0％ 이상 7.0％ 미만,Ni: 6.0% or more and less than 7.0%,

Cr: 0.01∼1.00％,Cr: 0.01 to 1.00%,

Mo: 0.01∼0.50％,Mo: 0.01 to 0.50%,

P: 0.030％ 이하,P: 0.030% or less,

S: 0.0050％ 이하,S: 0.0050% or less,

N: 0.0010∼0.0080％ 및N: 0.0010 to 0.0080% and

Al: 0.008∼0.100％Al: 0.008∼0.100%

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,It contains and has a component composition where the balance consists of Fe and inevitable impurities,

강판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 양이 체적률로 1.7％ 미만이고,The amount of retained austenite at a depth of 1/4 of the sheet thickness from the surface of the steel sheet in the sheet thickness direction is less than 1.7% by volume,

JIS Z 2242에 준거한 샤르피 충격 시험에 의한 －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가, 풀 사이즈 시험편을 이용한 경우는 200J 이상이고, 하프 사이즈 시험편을 이용한 경우는 100J 이상인, 강판.A steel plate whose Charpy absorption energy at -196°C according to a Charpy impact test based on JIS Z 2242 is 200J or more when a full-size test piece is used, and 100J or more when a half-size test piece is used.

[2] 상기 성분 조성은, 추가로, 질량％로,[2] The above component composition is further expressed in mass%,

Cu: 0.40％ 이하,Cu: 0.40% or less,

Nb: 0.05％ 이하,Nb: 0.05% or less,

V: 0.05％ 이하,V: 0.05% or less,

Ti: 0.03％ 이하 및Ti: 0.03% or less and

B: 0.0030％ 이하B: 0.0030% or less

로부터 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 상기 [1]에 기재된 강판.The steel sheet according to [1] above, containing 1 or 2 or more selected from the following.

[3] 상기 성분 조성이, 추가로, 질량％로,[3] The above component composition is further expressed in mass%,

Ca: 0.007％ 이하,Ca: 0.007% or less,

REM: 0.010％ 이하 및REM: 0.010% or less and

Mg: 0.070％ 이하Mg: 0.070% or less

로부터 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 강판.The steel sheet according to [1] or [2] above, containing 1 or 2 or more selected from the following.

[4] 상기 [1] 내지 [3]의 어느 것에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재에, 870℃ 이하의 누적 압하율이 15∼75％ 및 최종 압연 종료 온도가 강판 표면 온도로 830∼700℃인 열간 압연을 행하여 열연판으로 한 후, 당해 열연판에, 당해 열연판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 온도로 600℃ 이하 300℃ 이상의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 3℃/s 이상 및 냉각 정지 온도가 300℃ 이하인 직접 퀀칭을 행하고, 그 후, 550℃ 이상 Ac1 변태점 미만의 온도역에 템퍼링을 행하는, 강판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 양이 체적률로 1.7％ 미만이고, JIS Z 2242에 준거한 샤르피 충격 시험에 의한 －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가, 풀 사이즈 시험편을 이용한 경우는 200J 이상이고, 하프 사이즈 시험편을 이용한 경우는 100J 이상인, 강판의 제조 방법.[4] A steel material having the composition described in any of [1] to [3] above has a cumulative reduction of 15 to 75% at 870°C or lower and a final rolling end temperature of 830 to 700°C in terms of the surface temperature of the steel sheet. After rolling is performed to form a hot-rolled sheet, the average temperature in the temperature range of 600°C or lower and 300°C or higher is the temperature at a depth of 1/4 of the sheet thickness in the direction of the sheet thickness from the surface of the hot-rolled sheet. Direct quenching is performed at a cooling rate of 3°C/s or more and a cooling stop temperature of 300°C or less, and then tempering is performed in a temperature range of 550°C or more and less than the Ac 1 transformation point. The amount of retained austenite at the 1/4 depth position is less than 1.7% by volume, and the Charpy absorption energy at -196°C according to the Charpy impact test based on JIS Z 2242 is using a full-size test piece. A method of manufacturing a steel plate, where the weight is 200J or more, and when a half-size test piece is used, the weight is 100J or more.

본 발명에 의하면, 극저온 인성과 취성 균열 발생 억제 성능이 우수한 고강도인 강판을, 높은 생산성하에서 제공할 수 있다. 본 발명의 강판 및 그의 제조 방법을, 액화 가스 저장용 탱크 등의, 극저온 환경에서 사용되는 강 구조물에 제공함으로써, 당해 강 구조물의 안전성을 향상시킬 수 있어, 산업상 각별한 효과를 가져온다.According to the present invention, a high-strength steel sheet with excellent cryogenic toughness and brittle crack suppression performance can be provided under high productivity. By providing the steel plate and its manufacturing method of the present invention to steel structures used in cryogenic environments, such as tanks for storing liquefied gas, the safety of the steel structures can be improved, resulting in a special industrial effect.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Form for carrying out the invention)

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 본 발명의 적합한 실시 형태를 나타내는 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, the following description shows preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[성분 조성][Ingredients Composition]

본 발명의 강판은, 소정의 성분 조성을 갖는다. 또한, 본 발명의 강판의 제조에 적합하게 이용되는 본 발명의 제법 방법에서 이용하는 강 소재도, 상기 소정의 성분 조성을 갖는다. 이하, 이 성분 조성에 포함되는 각 원소에 대해서 설명한다. 또한, 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 있어서, 각 원소의 함유량의 단위로서의 「％」는 「질량％」를 의미한다.The steel plate of the present invention has a predetermined chemical composition. In addition, the steel material used in the manufacturing method of the present invention, which is suitably used for manufacturing the steel sheet of the present invention, also has the above-mentioned predetermined component composition. Hereinafter, each element included in this component composition will be explained. In addition, unless otherwise specified, in this specification, “%” as a unit of content of each element means “% by mass.”

C: 0.01％ 이상 0.15％ 이하C: 0.01% or more and 0.15% or less

C는, 강판의 강도를 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, C 함유량은 0.01％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.03％ 이상이다. 한편, C 함유량이 0.15％를 초과하면, 강판의 극저온 인성이 저하한다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 그 때문에, C 함유량은 0.15％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.12％ 이하이다.C is an element that has the effect of improving the strength of the steel sheet. To achieve this effect, the C content is set to 0.01% or more. Preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, when the C content exceeds 0.15%, the cryogenic toughness of the steel sheet decreases. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced. Therefore, the C content is set to 0.15% or less. Preferably, it is 0.12% or less.

Si: 0.01％ 이상 0.50％ 이하Si: 0.01% or more and 0.50% or less

Si는, 강판의 강도 향상에 기여하는 원소로서, 탈산제로서의 작용을 갖는 원소이기도 하다. 이들 효과를 발현시키기 위해, Si 함유량은 0.01％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.03％ 이상이다. 한편, Si 함유량이 과잉으로 높아지면, 인성이 저하한다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 그 때문에, Si 함유량은 0.50％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.30％ 이하이다.Si is an element that contributes to improving the strength of steel sheets, and is also an element that acts as a deoxidizer. In order to achieve these effects, the Si content is set to 0.01% or more. Preferably, it is 0.03% or more. On the other hand, when the Si content increases excessively, the toughness decreases. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced. Therefore, the Si content is set to 0.50% or less. Preferably, it is 0.30% or less.

Mn: 0.05％ 이상 0.40％ 이하Mn: 0.05% or more and 0.40% or less

Mn은, 강의 퀀칭성(hardenability)을 높여, 강판의 고강도화에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, Mn은 0.05％ 이상으로 첨가한다. 바람직하게는, 0.10％ 이상이다. 한편, 0.40％를 초과하여 Mn을 함유하는 경우, 세퍼레이션이 나오기 쉬워져, 인성이 저하하기 때문에, 0.40％ 이하로 제한한다. 나아가서는, 0.40％를 초과하여 Mn을 함유하는 경우, Mn 편석 밴드에 있어서의 Mn 농도가 높아지기 쉬워져, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하하기 때문에, 0.40％ 이하로 제한한다. Mn량은, 바람직하게는 0.35％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.35％ 미만이고, 더욱 바람직하게는, 0.20％ 미만이다.Mn is an element effective in increasing the hardenability of steel and increasing the strength of steel sheets. To obtain this effect, Mn is added at 0.05% or more. Preferably, it is 0.10% or more. On the other hand, when Mn is contained in excess of 0.40%, separation is likely to occur and toughness decreases, so it is limited to 0.40% or less. Furthermore, when Mn is contained in excess of 0.40%, the Mn concentration in the Mn segregation band tends to increase and the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks also deteriorates, so it is limited to 0.40% or less. The Mn amount is preferably 0.35% or less, more preferably less than 0.35%, and still more preferably less than 0.20%.

Ni: 6.0％ 이상 7.0％ 미만Ni: 6.0% or more and less than 7.0%

Ni는, 강판의 극저온 인성의 향상에 매우 유효한 원소로서, 취성 균열 발생 억제 성능의 향상에도 기여한다. 그러기 위해서는, Ni 함유량을 6.0％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 6.5％ 이상이다. 한편으로, Ni는 고가의 원소이기 때문에, 그의 함유량이 높아짐에 따라 강판 비용이 고등한다. 따라서, 본 발명에 있어서는, Ni 함유량을 7.0％ 미만으로 한다.Ni is a very effective element in improving the cryogenic toughness of steel sheets, and also contributes to improving the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks. To achieve this, the Ni content is set to 6.0% or more. Preferably, it is 6.5% or more. On the other hand, since Ni is an expensive element, the cost of steel sheet increases as its content increases. Therefore, in the present invention, the Ni content is set to less than 7.0%.

Cr: 0.01％ 이상 1.00％ 이하Cr: 0.01% or more and 1.00% or less

Cr은, 극저온 인성을 크게 손상하는 일 없이 강판의 강도를 향상시킬 수 있는 원소이다. 상기의 효과를 얻으려면, Cr 함유량을 0.01％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.30％ 이상이다. 그러나, Cr 함유량이 1.00％를 초과하면, 강판의 극저온 인성이 저하한다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 그 때문에, Cr 함유량은 1.00％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.80％ 이하이다.Cr is an element that can improve the strength of steel sheets without significantly damaging cryogenic toughness. To obtain the above effect, the Cr content is set to 0.01% or more. Preferably, it is 0.30% or more. However, when the Cr content exceeds 1.00%, the cryogenic toughness of the steel sheet decreases. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced. Therefore, the Cr content is set to 1.00% or less. Preferably, it is 0.80% or less.

Mo: 0.01％ 이상 0.50％ 이하Mo: 0.01% or more and 0.50% or less

Mo는, Cr과 마찬가지로, 극저온 인성을 크게 손상하는 일 없이 강판의 강도를 향상시킬 수 있는 원소이다. 그러기 위해서는, Mo 함유량을 0.01％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.10％ 초과이다. 한편, Mo 함유량이 0.50％를 초과하면, 극저온 인성이 오히려 저하한다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 그 때문에, Mo 함유량은 0.50％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.30％ 이하이다. 보다 바람직하게는, 0.25％ 이하이다.Mo, like Cr, is an element that can improve the strength of steel sheets without significantly damaging cryogenic toughness. To achieve this, the Mo content is set to 0.01% or more. Preferably, it is more than 0.10%. On the other hand, when the Mo content exceeds 0.50%, the cryogenic toughness actually decreases. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced. Therefore, the Mo content is set to 0.50% or less. Preferably, it is 0.30% or less. More preferably, it is 0.25% or less.

P: 0.030％ 이하P: 0.030% or less

P는, 불가피적 불순물로서, 강판의 극저온 인성 및 취성 균열 발생 억제 성능에 악영향을 미치는 유해한 원소이다. 예를 들면, 강판을 용접하여 용접 구조물로 했을 때에 건전한 모재 및 용접 조인트를 얻기 위해서는, P의 함유량을 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 그 때문에, P 함유량은 0.030％ 이하로 억제한다. 또한, 극저온 인성의 관점에서는, P 함유량은 낮으면 낮을수록 좋기 때문에, 하한은 특별히 한정되지 않고, 0％라도 좋지만, 그 경우에도 불가피 불순물로서 함유하는 것은 허용된다. 한편, 과도한 저감은 비용 증가의 원인이 되기 때문에, 비용의 관점에서는, P 함유량의 하한은 0.001％로 하는 것이 바람직하다.P is an unavoidable impurity and is a harmful element that adversely affects the cryogenic toughness of the steel sheet and the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks. For example, in order to obtain a sound base material and weld joint when steel plates are welded to form a welded structure, it is desirable to reduce the P content as much as possible. Therefore, the P content is suppressed to 0.030% or less. Additionally, from the viewpoint of cryogenic toughness, the lower the P content, the better, so the lower limit is not particularly limited and may be 0%, but even in that case, its inclusion as an unavoidable impurity is permitted. On the other hand, since excessive reduction causes an increase in cost, from the viewpoint of cost, it is preferable that the lower limit of the P content is set to 0.001%.

S: 0.0050％ 이하S: 0.0050% or less

S는, 강 중에서 MnS를 형성하여 극저온 인성 및 취성 균열 발생 억제 성능을 현저하게 열화(deterioration)시키기 때문에, 0.0050％를 상한으로 하고, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0020％ 이하로 한다. 한편, S 함유량은 낮으면 낮을수록 좋기 때문에, 하한은 특별히 한정되지 않고, 0％라도 좋지만, 그 경우에도 불가피 불순물로서 함유하는 것은 허용된다.Since S forms MnS in steel and significantly deteriorates cryogenic toughness and brittle crack prevention performance, it is desirable to set the upper limit to 0.0050% and reduce it as much as possible. The S content is preferably 0.0020% or less. On the other hand, since the lower the S content, the better, the lower limit is not particularly limited and may be 0%, but even in that case, its inclusion as an unavoidable impurity is permitted.

N: 0.0010％ 이상 0.0080％ 이하N: 0.0010% or more and 0.0080% or less

N은, 강 중에서 석출물을 형성하고, 그의 함유량이 0.0080％를 초과하면, 모재의 인성 저하의 원인이 된다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 단, N은, AlN을 형성함으로써 모재의 세립화에 기여하는 원소이기도 하고, 이러한 효과는 N 함유량을 0.0010％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 따라서, N 함유량은 0.0010％ 이상 0.0080％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0020％ 이상이다. 바람직하게는, 0.0060％ 이하이다.N forms precipitates in steel, and when its content exceeds 0.0080%, it causes a decrease in the toughness of the base metal. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced. However, N is also an element that contributes to refinement of the base material by forming AlN, and this effect is obtained by setting the N content to 0.0010% or more. Therefore, the N content is set to be 0.0010% or more and 0.0080% or less. The N content is preferably 0.0020% or more. Preferably, it is 0.0060% or less.

Al: 0.008％ 이상 0.100％ 이하Al: 0.008% or more and 0.100% or less

Al은, 탈산제에 포함되는 원소이다. Al 함유량이 0.008％ 미만에서는 탈산제로서의 효과가 부족하다. 또한, Al은, AlN을 형성함으로써 모재의 세립화에 기여하는 원소이기도 하다. 그 때문에, Al 함유량을 0.008％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.020％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 0.100％를 초과하면, 강의 청정성이 손상되어, 인성, 특히 극저온에서의 샤르피 흡수 에너지가 저하한다. 그 때문에, Al 함유량은, 0.100％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.050％ 이하로 한다.Al is an element contained in a deoxidizing agent. If the Al content is less than 0.008%, the effect as a deoxidizer is insufficient. In addition, Al is also an element that contributes to the refinement of the base material by forming AlN. Therefore, the Al content is set to 0.008% or more. Preferably, it is 0.020% or more. On the other hand, when the Al content exceeds 0.100%, the cleanliness of the steel is impaired and the toughness, especially the Charpy absorption energy at extremely low temperatures, decreases. Therefore, the Al content is set to 0.100% or less. Preferably, it is 0.050% or less.

본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 성분 조성은, 상기한 소정량의 원소에 더하여, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 것으로 할 수 있다.The component composition in one embodiment of the present invention may be such that, in addition to the above-described predetermined amount of elements, the balance consists of Fe and inevitable impurities.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서는, 상기 성분 조성이, 임의로, Cu, Nb, V, Ti 및 B로부터 선택되는 1 또는 2 이상을, 바람직하게는 이하에 기재하는 양으로 추가로 함유할 수 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, the component composition may optionally further contain 1 or 2 or more selected from Cu, Nb, V, Ti and B, preferably in the amount described below. there is.

Cu: 0.40％ 이하Cu: 0.40% or less

Cu는, 퀀칭성 향상에 의해 강판의 강도를 높이는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, Cu 함유량이 0.40％를 초과하면, 강판의 극저온 인성이 저하하는 것에 더하여, 주조 후의 강 소재(슬래브) 표면의 성상이 악화된다. 따라서, Cu를 첨가하는 경우, Cu 함유량을 0.40％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.30％ 이하로 한다. 한편, Cu 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 얻으려면, Cu 함유량을 0.10％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Cu is an element that has the effect of increasing the strength of steel sheets by improving quenching properties. However, when the Cu content exceeds 0.40%, not only does the cryogenic toughness of the steel sheet decrease, but the surface properties of the steel material (slab) after casting deteriorate. Therefore, when adding Cu, it is preferable that the Cu content is 0.40% or less. More preferably, it is 0.30% or less. On the other hand, the lower limit of the Cu content is not particularly limited, but in order to obtain the above effect, the Cu content is preferably 0.10% or more.

Nb: 0.05％ 이하Nb: 0.05% or less

Nb는, 석출 강화에 의해 강판의 강도를 높이는 유효한 원소이다. 그러나, Nb 함유량이 과잉으로 높아지면, 강판의 극저온 인성이 저하한다. 그 때문에, Nb를 첨가하는 경우, Nb 함유량을 0.05％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.03％ 이하로 한다. 한편, Nb 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 얻으려면, Nb 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Nb is an effective element that increases the strength of steel sheets through precipitation strengthening. However, when the Nb content becomes excessively high, the cryogenic toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when adding Nb, it is preferable to set the Nb content to 0.05% or less. More preferably, it is 0.03% or less. On the other hand, the lower limit of the Nb content is not particularly limited, but in order to obtain the above effect, the Nb content is preferably set to 0.01% or more.

V: 0.05％ 이하V: 0.05% or less

V는, Nb와 마찬가지로, 석출 강화에 의해 강판의 강도를 높이는 유효한 원소이다. 그러나, V 함유량이 과잉으로 높아지면, 강판의 극저온 인성이 저하한다. 그 때문에, V를 첨가하는 경우, V 함유량을 0.05％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.04％ 이하로 한다. 한편, V 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 얻으려면, V 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Like Nb, V is an effective element that increases the strength of a steel sheet through precipitation strengthening. However, if the V content becomes excessively high, the cryogenic toughness of the steel sheet decreases. Therefore, when adding V, it is preferable that the V content is 0.05% or less. More preferably, it is 0.04% or less. On the other hand, the lower limit of the V content is not particularly limited, but in order to obtain the above effect, the V content is preferably set to 0.01% or more.

Ti: 0.03％ 이하Ti: 0.03% or less

Ti는, 강판을 용접하여 용접 구조물로 할 때, 모재의 기계적 특성을 저하시키는 일 없이 용접부의 인성을 높이는 효과를 갖는 원소이다. 그러기 위해서는, 0.003％ 이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 0.03％를 초과하면, 오히려 인성을 저하시키게 되기 때문에, Ti는 0.03％ 이하의 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다.Ti is an element that has the effect of increasing the toughness of the weld zone without deteriorating the mechanical properties of the base metal when steel sheets are welded to form a welded structure. To that end, it is preferable to add 0.003% or more. On the other hand, if it exceeds 0.03%, the toughness will actually decrease, so it is preferable to contain Ti in a range of 0.03% or less.

B: 0.0030％ 이하B: 0.0030% or less

B는, 미량 첨가로 퀀칭성을 높이는 원소이다. 이 효과를 유효하게 발휘시키기 위해, B를 0.0003％ 이상으로 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, B의 함유량이 0.0030％를 초과하면, 인성이 열화한다. 이 때문에, B를 함유시키는 경우는, 그의 함유량을 0.0030％ 이하로 하는 것이 바람직하다.B is an element that improves quenching properties by adding a small amount. In order to effectively exhibit this effect, it is preferable to contain B at 0.0003% or more. On the other hand, when the B content exceeds 0.0030%, toughness deteriorates. For this reason, when B is included, its content is preferably 0.0030% or less.

또한, 본 발명의 다른 실시 형태에 있어서는, 상기 성분 조성이, 임의로, Ca, REM 및 Mg로부터 선택되는 1 또는 2 이상을, 바람직하게는 이하에 기재하는 양으로 추가로 함유할 수 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, the component composition may optionally further contain 1 or 2 or more selected from Ca, REM, and Mg, preferably in amounts described below.

Ca: 0.007％ 이하Ca: 0.007% or less

Ca는, 강 중의 개재물의 형태를 제어함으로써 강판의 극저온 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, Ca가 과잉이 되면, 강의 청정성을 손상하여 극저온에서의 샤르피 흡수 에너지(이하, 샤르피 인성이라고도 함)를 저하시킨다. 그 때문에, Ca를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.007％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.004％ 이하로 한다. 한편, Ca 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 얻으려면, 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Ca is an element that has the effect of improving the cryogenic toughness of a steel sheet by controlling the form of inclusions in the steel. However, when Ca is excessive, the cleanliness of the steel is impaired and the Charpy absorption energy (hereinafter also referred to as Charpy toughness) at extremely low temperatures is reduced. Therefore, when adding Ca, it is preferable that the Ca content is 0.007% or less. More preferably, it is set to 0.004% or less. On the other hand, the lower limit of the Ca content is not particularly limited, but to obtain the above effect, it is preferably set to 0.001% or more.

REM: 0.010％ 이하REM: 0.010% or less

REM(희토류 금속)은, Ca와 마찬가지로, 강 중의 개재물의 형태를 제어함으로써 강판의 극저온 인성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 그러나, REM이 과잉이 되면, 강의 청정성을 손상하여 샤르피 인성이 저하한다. 그 때문에, REM을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.010％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.008％ 이하로 한다. 한편, REM 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 얻으려면, REM 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Like Ca, REM (rare earth metal) is an element that has the effect of improving the cryogenic toughness of steel sheets by controlling the form of inclusions in the steel. However, when REM is excessive, the cleanliness of the steel is impaired and the Charpy toughness decreases. Therefore, when adding REM, it is preferable that the REM content is 0.010% or less. More preferably, it is 0.008% or less. On the other hand, the lower limit of the REM content is not particularly limited, but in order to obtain the above effect, the REM content is preferably set to 0.001% or more.

여기에서, REM이란, 란타노이드의 15원소에 Y 및 Sc를 합한 17원소의 총칭으로서, 이들 원소를 단독으로 또는 조합하여 함유시킬 수 있다. 또한, REM의 함유량은 이들 원소의 합계 함유량을 의미한다.Here, REM is a general term for 17 elements that are the 15 elements of lanthanoid plus Y and Sc, and these elements can be contained individually or in combination. Additionally, the REM content means the total content of these elements.

Mg: 0.070％ 이하Mg: 0.070% or less

Mg는, Ca나 REM과 마찬가지로, 강 중의 개재물의 형태를 제어함으로써, 강판의 극저온 인성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 그러나, Mg가 과잉이 되면, 강의 청정성을 손상하여, 샤르피 인성이 저하한다. 그 때문에, Mg를 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.070％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.004％ 이하로 한다. 한편, Mg 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 상기의 효과를 얻으려면 Mg 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Mg, like Ca and REM, is an element that has the effect of improving the cryogenic toughness of a steel sheet by controlling the form of inclusions in the steel. However, when Mg is excessive, the cleanliness of the steel is impaired and Charpy toughness decreases. Therefore, when adding Mg, it is preferable that the Mg content is 0.070% or less. More preferably, it is set to 0.004% or less. On the other hand, the lower limit of the Mg content is not particularly limited, but in order to obtain the above effect, the Mg content is preferably set to 0.001% or more.

[마이크로 조직][micro organization]

본 발명의 강판은, 당해 강판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께 t의 1/4의 깊이 위치(이하, 1/4t이라고도 함)에 있어서의, 잔류 오스테나이트량(이하, 잔류 γ량이라고도 나타냄)이 체적％로 1.7％ 미만인 조직을 갖는다. 대표적인 위치로서, 상기 위치에 있어서의 잔류 γ량이 1.7％ 이상이면, 특히 Mn 편석 밴드의 농화역에서 불안정한 γ가 비교적 다량으로 생성되었던 것이 판독되어, 결과적으로 취성 균열이 발생하기 쉬워진다. 취성 균열 발생 억제 성능을 높이는 관점에서는, 상기 위치에 있어서의 잔류 γ량은 적을수록 바람직하고, 1.5％ 이하가 바람직하고, 1.0％ 이하가 보다 바람직하고, 0.5％ 이하가 더욱 바람직하고, 0.1％ 이하가 한층 바람직하고, 0％이면 더욱 바람직하다.The steel sheet of the present invention has an amount of retained austenite (hereinafter also referred to as residual γ amount) at a depth of 1/4 of the sheet thickness t (hereinafter also referred to as 1/4t) from the surface of the steel sheet in the sheet thickness direction. ) has a tissue of less than 1.7% by volume. As a representative position, if the amount of residual γ at the above position is 1.7% or more, it is read that a relatively large amount of unstable γ has been generated, especially in the enriched region of the Mn segregation band, and as a result, brittle cracks are likely to occur. From the viewpoint of improving the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks, the smaller the residual γ amount at the above position, the more preferable it is, preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.1% or less. is even more preferable, and it is even more preferable if it is 0%.

또한, 잔류 γ량은, 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있고, 강판의 표면 및 이면의 어느 일 표면측에 대해서 측정하면 좋다.In addition, the amount of residual γ can be measured by the method described in the Examples described later, and can be measured on either the front or back side of the steel plate.

또한, 강판의 조직은, 마르텐사이트와 베이나이트를 주체로 한 조직, 구체적으로는, 마르텐사이트 및 베이나이트의 합계가 면적률로 98.3％ 이상인 것이 바람직하고, 99.0％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 100％인 것이 더욱 바람직하다. 상기와 같이, 마르텐사이트 및/또는 베이나이트를 주체로 한 조직이면, 우수한 극저온 인성을 확보하면서, 충분한 강도도 얻기 쉽기 때문이다. 또한, 마르텐사이트와 베이나이트의 비율은, 임의라도 문제 없다. 또한, 마르텐사이트 및 베이나이트 이외의 조직의 종류는 특별히 제한되지 않는다.In addition, the structure of the steel sheet is a structure mainly composed of martensite and bainite. Specifically, the total area ratio of martensite and bainite is preferably 98.3% or more, more preferably 99.0% or more, and 100%. It is more preferable to be As mentioned above, if the structure is mainly composed of martensite and/or bainite, it is easy to obtain sufficient strength while ensuring excellent cryogenic toughness. Additionally, the ratio between martensite and bainite can be any arbitrary ratio without any problem. Additionally, the types of structures other than martensite and bainite are not particularly limited.

강판의 판두께는 특별히 한정되지 않고, 임의의 두께로 할 수 있다. 예를 들면, 6㎜ 이상 50㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.The thickness of the steel plate is not particularly limited and can be any thickness. For example, it is desirable to set it to 6 mm or more and 50 mm or less.

[기계적 특성][Mechanical properties]

(인장 강도)(tensile strength)

강판의 인장 강도의 하한은, 특별히 한정할 필요는 없지만, 하한을 690㎫로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 720㎫ 이상으로 한다. 한편, 인장 강도의 상한에 대해서도 특별히 한정할 필요는 없지만, 상한을 930㎫로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 900㎫ 이하로 한다.There is no need to specifically limit the lower limit of the tensile strength of the steel plate, but it is preferable to set the lower limit to 690 MPa. More preferably, it is 720 MPa or more. On the other hand, there is no need to specifically limit the upper limit of the tensile strength, but it is preferable to set the upper limit to 930 MPa. More preferably, it is 900 MPa or less.

또한, 인장 강도는, 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.In addition, tensile strength can be measured by the method described in the Examples described later.

(극저온 인성)(Cryogenic toughness)

강판의 인성값은, －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지(vE－196℃)가, 풀 사이즈 시험편을 이용한 샤르피 충격 시험에 있어서 200J 이상일 필요가 있다. 한편, 350J 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 280J 이하이다. 또한, 하프 사이즈 시험편을 이용한 샤르피 충격 시험에 있어서는, vE－196℃가 100J 이상일 필요가 있다. 한편, 200J 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 150J 이하이다.The toughness value of the steel plate requires that the Charpy absorbed energy (vE -196°C) at -196°C be 200J or more in a Charpy impact test using a full-size test piece. On the other hand, it is preferable that it is 350J or less, and more preferably, it is 280J or less. Additionally, in the Charpy impact test using a half-size test piece, vE -196°C needs to be 100J or more. On the other hand, it is preferable that it is less than 200J, and more preferably, it is 150J or less.

또한, 극저온 인성은, 후술하는 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.In addition, cryogenic toughness can be measured by the method described in the Examples described later.

(취성 균열 발생 억제 성능)(British crack suppression performance)

강판의 취성 균열 발생 억제 성능으로서는, CTOD(Crack Tip Opening Displacement) 시험에 있어서, 후술하는 실시예에 기재한 방법과 같이, 급격한 하중 저하가 발생하는 일 없이, 최대 하중점을 맞이하는 것이 바람직하다.As for the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks in a steel sheet, in a CTOD (Crack Tip Opening Displacement) test, it is desirable to reach the maximum load point without a sudden decrease in load, as in the method described in the Examples described later.

[제조 방법][Manufacturing method]

다음으로, 본 발명의 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 제조 방법은, 전술한 소정의 성분 조성을 갖는 강 소재를 이용하여; 열간 압연에 있어서의 누적 압하율 및 최종 압연 종료 온도; 퀀칭에 있어서의 평균 냉각 속도 및 냉각 정지 온도; 그리고, 템퍼링에 있어서의 온도역을 소정 조건으로 제어함으로써, 전술한 소정의 잔류 γ량을 충족하는 강판을 얻는 방법이다.Next, the manufacturing method of the steel plate of the present invention will be described. The manufacturing method of the present invention uses a steel material having the above-described predetermined chemical composition; Cumulative reduction rate and final rolling end temperature in hot rolling; average cooling rate and cooling stop temperature in quenching; And, this is a method of obtaining a steel sheet that satisfies the above-described predetermined residual γ amount by controlling the temperature range in tempering to predetermined conditions.

또한, 이하의 설명에 있어서는, 특별히 언급하지 않는 한, 온도는 판두께 중앙의 온도를 가리키는 것으로 한다. 판두께 중앙의 온도는, 예를 들면, 방사 온도계로 측정한 강판의 표면 온도로부터, 전열 계산에 의해 구할 수 있다.In addition, in the following description, unless otherwise specified, temperature refers to the temperature at the center of the plate thickness. The temperature at the center of the sheet thickness can be obtained, for example, by heat transfer calculation from the surface temperature of the steel sheet measured with a radiation thermometer.

일 예로서, 하기 (1)∼(4)의 공정을 순차 행함으로써, 본 발명의 강판을 적합하게 제조할 수 있다.As an example, the steel sheet of the present invention can be suitably manufactured by sequentially performing the following steps (1) to (4).

(1) 강 소재의 가열(1) Heating of steel material

(2) 열간 압연(2) Hot rolling

(3) 퀀칭(가속 냉각)(3) Quenching (accelerated cooling)

(4) 템퍼링(4) Tempering

(1) 강 소재의 가열(1) Heating of steel material

우선, 강 소재는 전술한 성분 조성을 가질 필요가 있다. 강 소재는, 900℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 강 소재의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 전술한 성분 조성을 갖는 용강을 상법에 의해 용제하고, 주조함으로써 제조할 수 있다. 용제는, 전로(converter), 전기로, 유도로 등, 임의의 방법에 의해 행할 수 있다. 또한, 주조는, 생산성의 관점에서 연속 주조법으로 행하는 것이 바람직하지만, 조괴-분괴 압연법에 의해 행할 수도 있다. 강 소재로서는, 예를 들면, 강 슬래브를 이용할 수 있다.First of all, the steel material needs to have the above-mentioned composition. It is desirable to heat the steel material to a temperature of 900°C or higher and 1200°C or lower. The manufacturing method of the steel material is not particularly limited, but, for example, it can be manufactured by melting molten steel having the above-described component composition by a conventional method and casting. Solvent can be performed by any method, such as a converter, electric furnace, or induction furnace. In addition, casting is preferably performed by a continuous casting method from the viewpoint of productivity, but can also be performed by an ingot-pulverized rolling method. As a steel material, for example, a steel slab can be used.

여기에서, 강 소재의 가열은, 주조 등의 방법에 의해 얻은 강 소재를 일단 냉각한 후에 행해도 좋고, 또는, 얻어진 강 소재를 냉각하는 일 없이 직접, 가열에 제공해도 좋다.Here, the heating of the steel material may be performed after the steel material obtained by a method such as casting has been cooled, or the obtained steel material may be directly subjected to heating without cooling.

강 소재의 가열 온도가 900℃ 미만이면, 강 소재의 변형 저항이 높기 때문에, 후속의 열간 압연에 있어서의 압연기로의 부하가 증대하여, 열간 압연을 행하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 강 소재의 가열 온도는 900℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 강 소재의 가열 온도가 1200℃보다 높으면, 강의 산화가 현저해져, 산화에 의한 산화막을 제거하는 것에 의한 로스가 증대하는 결과, 수율이 저하한다. 그 때문에, 강 소재의 가열 온도는 1200℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.If the heating temperature of the steel material is less than 900°C, the deformation resistance of the steel material is high, so the load on the rolling mill during subsequent hot rolling increases, making it difficult to perform hot rolling. Therefore, it is desirable that the heating temperature of the steel material is 900°C or higher. On the other hand, when the heating temperature of the steel material is higher than 1200°C, oxidation of the steel becomes significant, and loss due to removal of the oxide film due to oxidation increases, resulting in a decrease in yield. Therefore, it is preferable that the heating temperature of the steel material is 1200°C or lower.

(2) 열간 압연(2) Hot rolling

[압하율: 870℃ 이하의 누적 압하율이 15％ 이상 75％ 이하][Reduction rate: Cumulative reduction rate below 870°C is 15% or more and 75% or less]

열간 압연에 있어서, 870℃ 이하의 오스테나이트 미(未)재결정 온도역에서의 누적 압하율이 15％ 미만이면, 조직의 미세화가 충분히 일어나지 않아, 인성이 저하한다. 또한, 강도 및 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 한편, 누적 압하율이 75％를 초과하면, 후술하는 최종 압연 종료 온도에서의 압연이 곤란해진다. 그 때문에, 870℃ 이하의 누적 압하율을 15∼75％로 한다. 상기 누적 압하율은 30％ 이상이 바람직하고, 70％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30∼70％이다.In hot rolling, if the cumulative reduction in the austenite non-recrystallization temperature range of 870°C or lower is less than 15%, the structure is not sufficiently refined and the toughness decreases. In addition, strength and brittle crack prevention performance are also reduced. On the other hand, if the cumulative reduction ratio exceeds 75%, rolling at the final rolling end temperature described later becomes difficult. Therefore, the cumulative reduction ratio at 870°C or lower is set to 15 to 75%. The cumulative reduction ratio is preferably 30% or more, preferably 70% or less, and more preferably 30 to 70%.

[최종 압연 종료 온도: 강판 표면 온도로 700℃ 이상 830℃ 이하][Final rolling end temperature: steel sheet surface temperature of 700℃ or higher and 830℃ or lower]

열간 압연에 있어서, 최종 압연 종료 온도(마무리 온도)가 강판 표면 온도로 700℃ 미만이면, 집합 조직 기인의 세퍼레이션이 발생하기 쉬워, 인성이 저하한다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다. 한편, 최종 압연 종료 온도가 강판 표면 온도로 830℃를 초과하면, 미재결정역에서의 충분한 압하가 곤란해져, 미세한 조직이 얻어지지 않아, 인성이 저하한다. 또한, 취성 균열 발생 억제 성능도 저하한다.In hot rolling, if the final rolling completion temperature (finishing temperature) is less than 700°C in terms of the surface temperature of the steel sheet, separation due to texture is likely to occur, and toughness decreases. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced. On the other hand, if the final rolling completion temperature exceeds 830°C in terms of the surface temperature of the steel sheet, sufficient reduction in the non-recrystallized region becomes difficult, a fine structure cannot be obtained, and toughness decreases. In addition, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks is also reduced.

또한, 열간 압연 후에 얻어지는 열연판의 판두께(강판의 최종 판두께에 상당)는 특별히 한정되지 않지만, 전술한 바와 같이, 6㎜ 이상 50㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.In addition, the sheet thickness of the hot rolled sheet obtained after hot rolling (corresponding to the final sheet thickness of the steel sheet) is not particularly limited, but as described above, it is preferably 6 mm or more and 50 mm or less.

(3) 퀀칭(가속 냉각)(3) Quenching (accelerated cooling)

[평균 냉각 속도: 1/4t, 600∼300℃의 온도역에서 3℃/s 이상][Average cooling rate: 1/4t, 3℃/s or more in the temperature range of 600 to 300℃]

상기 열간 압연 후의 열연판에 직접, 퀀칭을 행한다. 이 직접 퀀칭은, 강판의 1/4t의 위치에 있어서의 온도로 600℃ 이하 300℃ 이상의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 3℃/s 이상인 것이 중요하다.Quenching is performed directly on the hot-rolled sheet after the hot rolling. For this direct quenching, it is important that the average cooling rate in the temperature range of 600°C or lower and 300°C or higher at the 1/4t position of the steel sheet is 3°C/s or more.

즉, 직접 퀀칭에 있어서, 상기의 평균 냉각 속도가 3℃/s 미만이면, 소망하는 변태 조직을 얻기 어려워, 충분한 강도 및 인성을 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 충분한 취성 균열 발생 억제 성능을 얻는 것도 곤란해진다. 상기 평균 냉각 속도는, 5℃/s 이상이 바람직하고, 10℃/s 이상이 보다 바람직하다. 한편, 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 평균 냉각 속도가 200℃/s보다도 높으면, 강판 내의 각 위치에 있어서의 온도 제어가 곤란해져, 판폭 방향 및 압연 방향으로 재질의 편차가 나오기 쉬워진다. 그 결과, 인장 특성 및 인성 등의 재료 특성에 편차가 생기기 쉬워진다. 그 때문에, 평균 냉각 속도는 200℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다.That is, in direct quenching, if the average cooling rate is less than 3°C/s, it is difficult to obtain the desired transformed structure, making it difficult to obtain sufficient strength and toughness. Additionally, it becomes difficult to obtain sufficient brittle crack generation suppression performance. The average cooling rate is preferably 5°C/s or higher, and more preferably 10°C/s or higher. On the other hand, the upper limit of the average cooling rate is not particularly limited, but if the average cooling rate is higher than 200°C/s, temperature control at each position in the steel sheet becomes difficult, and material variation in the sheet width direction and rolling direction becomes easy to occur. . As a result, variations in material properties such as tensile properties and toughness are likely to occur. Therefore, it is preferable that the average cooling rate is 200°C/s or less.

[냉각 정지 온도: 1/4t에서 300℃ 이하][Cooling stop temperature: 300℃ or less at 1/4t]

또한, 직접 퀀칭에 있어서, 냉각 정지 온도가, 1/4t에 있어서의 온도로 300℃보다도 높으면, 불안정한 γ가 생성 및 잔류되기 쉽고, 결과적으로 취성 균열 발생 억제 성능을 높일 수 없다. 또한, 인성도 저하한다. 따라서, 냉각 정지 온도는, 1/4t에 있어서의 온도로 300℃ 이하로 한다. 상기 냉각 정지 온도는, 250℃ 이하가 바람직하고, 200℃ 이하가 보다 바람직하다. 이러한 조건으로, 열간 압연 후의 열연판에 직접적으로 가속 냉각을 함으로써, 열연판이 양호하게 퀀칭된다.Additionally, in direct quenching, if the cooling stop temperature is higher than 300°C at 1/4t, unstable γ is likely to be generated and remain, and as a result, the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks cannot be improved. Additionally, toughness also decreases. Therefore, the cooling stop temperature is set to 300°C or lower at 1/4t. The cooling stop temperature is preferably 250°C or lower, and more preferably 200°C or lower. Under these conditions, the hot-rolled sheet is quenched well by directly subjecting the hot-rolled sheet to accelerated cooling.

퀀칭에 있어서의 냉각 처리는, 전술한 조건을 충족하는 한 특별히 한정되는 일 없이 임의의 방법으로 행할 수 있다. 예를 들면, 공냉 및 수냉의 한쪽 또는 양쪽을 이용할 수 있다. 수냉으로서는, 물을 이용한 임의의 냉각 방법(예를 들면, 스프레이 냉각, 미스트 냉각, 라미나 냉각 등)을 이용할 수 있다.Cooling treatment in quenching can be performed by any method without particular limitation as long as the above-mentioned conditions are met. For example, one or both of air cooling and water cooling can be used. As water cooling, any cooling method using water (for example, spray cooling, mist cooling, lamina cooling, etc.) can be used.

(4) 템퍼링(4) Tempering

[템퍼링 온도: 550℃ 이상 Ac1 변태점 미만][Tempering temperature: 550℃ or more, less than Ac 1 transformation point]

이어서, 퀀칭 후의 열연판에 대하여, 템퍼링을 실시한다. 템퍼링 온도는, 550℃ 이상 Ac1 변태점 미만으로 한다. 템퍼링 온도가 550℃ 미만에서는, 템퍼링이 불충분하여 샤르피 인성이 저하한다. 또한, 템퍼링 온도가 Ac1 변태점 이상이 되면, 강도 저하 및, 불안정한 γ의 생성에 기인하여 취성 균열 발생 억제능이 저하한다.Next, tempering is performed on the hot-rolled sheet after quenching. The tempering temperature is set at 550°C or higher and below the Ac 1 transformation point. If the tempering temperature is less than 550°C, the tempering is insufficient and the Charpy toughness decreases. In addition, when the tempering temperature is above the Ac 1 transformation point, the strength decreases and the ability to suppress the occurrence of brittle cracks decreases due to the formation of unstable γ.

또한, Ac1 변태점은, 하기 (1)식에 의해 구할 수 있다.Additionally, the Ac 1 transformation point can be obtained using the following formula (1).

Ac1 변태점(℃)＝750.8－26.6×C＋17.6×Si－11.6×Mn－22.9×Cu－23×Ni＋24.1×Cr＋22.5×Mo－39.7×V－5.7×Ti＋232.4×Nb－169.4×Al …(1)Ac 1 transformation point (℃) = 750.8 - 26.6 ×Al… (One)

단, 상기 (1)식 중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타내고, 당해 원소가 함유되어 있지 않은 경우는 0으로 한다.However, the element symbol in the formula (1) above represents the content (mass%) of each element, and is set to 0 if the element is not contained.

템퍼링 공정에 있어서의 가열에는, 가열 온도를 상기와 같이 제어할 수 있는 방법이면, 임의의 가열 방법을 이용할 수 있다. 가열 방법의 일 예로서는, 로(furnace) 가열을 들 수 있다. 상기 로 가열에는, 특별히 한정되는 일 없이, 일반적인 열처리로를 이용할 수 있다.For heating in the tempering process, any heating method can be used as long as the heating temperature can be controlled as described above. An example of a heating method includes furnace heating. For the furnace heating, there is no particular limitation, and a general heat treatment furnace can be used.

또한, 템퍼링 온도에 도달한 후는, 템퍼링 온도에서 임의의 시간 보존유지한 후에 임의의 냉각을 개시해도 좋다. 템퍼링 온도에서의 보존유지를 행하는 경우, 보존유지 시간은 특별히 한정되지 않지만, 5분 이상으로 하는 것이 바람직하다.Additionally, after reaching the tempering temperature, arbitrary cooling may be started after maintaining the temperature at the tempering temperature for an arbitrary period of time. When carrying out preservation at the tempering temperature, the preservation and maintenance time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more.

(실시예)(Example)

이하에 서술하는 수순으로 강판을 제조하고, 그의 특성을 평가했다.A steel plate was manufactured according to the procedure described below, and its characteristics were evaluated.

우선, 표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 용강을 전로에서 용제하고, 연속 주조법에 의해 강 소재로서의 강 슬래브(두께: 200㎜)를 제조했다. 또한, 전술한 (1)식에 의해 구한 Ac1 변태점(℃)을 표 1에 병기한다.First, molten steel having the component composition shown in Table 1 was melted in a converter, and a steel slab (thickness: 200 mm) as a steel material was manufactured by a continuous casting method. In addition, the Ac 1 transformation point (°C) determined by the above-mentioned formula (1) is also listed in Table 1.

다음으로, 표 2에 나타내는 조건에 따라, 얻어진 강 슬래브를 가열하고, 열간 압연하여, 각 판두께(최종 판두께)를 갖는 열연판으로 했다. 또한, 표 2에 나타내는 조건에 따라, 얻어진 열연판에 퀀칭 및 템퍼링을 행하여, 강판을 얻었다.Next, according to the conditions shown in Table 2, the obtained steel slab was heated and hot rolled to obtain a hot rolled sheet having each sheet thickness (final sheet thickness). Furthermore, quenching and tempering were performed on the obtained hot-rolled sheet according to the conditions shown in Table 2, and a steel sheet was obtained.

다음으로, 얻어진 강판의 각각에 대해서, 마이크로 조직(마르텐사이트＋베이나이트의 합계 면적률), 잔류 γ량, 인장 강도(TS), －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지(vE－196℃) 및, CTOD 시험에 의한 취성 균열 발생 억제 성능을, 이하의 수법에 따라 평가했다. 그의 평가 결과를, 표 2에 병기한다.Next, for each of the obtained steel sheets, microstructure (total area ratio of martensite + bainite), residual γ amount, tensile strength (TS), Charpy absorption energy at -196°C (vE -196°C ), and , the performance of suppressing the occurrence of brittle cracks by the CTOD test was evaluated according to the following method. The evaluation results are listed in Table 2.

[마이크로 조직][micro organization]

각 강판으로부터, 1/4t의 위치가 관찰 위치가 되도록, 마이크로 조직 관찰용의 시험편을 채취했다. 이 시험편을, 압연 방향과 수직인 단면이 관찰면이 되도록 수지에 메워, 경면 연마했다. 이어서, 나이탈 부식을 실시한 후, 배율 2000, 10000배의 주사형 전자 현미경으로 관찰하여 조직의 화상을 촬영했다. 얻어진 화상을 해석하여, 마이크로 조직을 동정했다.From each steel plate, a test piece for microstructure observation was taken so that the 1/4t position was the observation position. This test piece was filled with resin so that the cross section perpendicular to the rolling direction served as an observation surface, and mirror polished. Next, after performing nital corrosion, the tissue was observed with a scanning electron microscope at magnifications of 2,000 and 10,000 times, and images of the tissue were taken. The obtained images were analyzed to identify microstructures.

[1/4t에서의 잔류 γ량][Residual γ amount in 1/4t]

각 강판의 1/4t의 위치로부터 판면에 평행하게 X선 회절용 시험편을 5매 채취하고, －196℃의 액체 질소에 30분 침지(심냉 처리) 후, 1/4t의 위치가 측정면이 되도록, 시험편에 연삭 및 화학 연마를 실시하고, X선 회절에 제공했다. 대칭 반사 X선 회절 패턴에 나타나는 α-Fe의 (200), (211)면, γ-Fe의 (200), (220), (311)면의 회절 강도를 구하고, γ-Fe의 체적률을 산출하고, 5매의 시험편의 평균값을 구하여, 잔류 γ량(체적률)으로 했다.Five test pieces for , the test piece was subjected to grinding and chemical polishing and subjected to X-ray diffraction. Find the diffraction intensities of the (200) and (211) planes of α-Fe and the (200), (220), and (311) planes of γ-Fe that appear in the symmetrical reflection X-ray diffraction pattern, and calculate the volume fraction of γ-Fe. Calculation was performed, the average value of 5 test pieces was obtained, and it was used as the residual γ amount (volume ratio).

또한, 표 2 중에 나타내는 잔류 γ량 「-」은, 잔류 γ량이 0체적％인 것을 의미한다.In addition, the residual γ amount “-” shown in Table 2 means that the residual γ amount is 0 volume%.

(인장 강도)(tensile strength)

강판의 1/4t의 위치로부터, JIS4호 인장 시험편을 채취했다. 이 인장 시험편을 이용하고, JIS Z 2241의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하여, 강판의 인장 강도(TS)를 평가했다. 인장 강도가 690㎫ 이상이면, 고강도로 합격이라고 했다.A JIS No. 4 tensile test piece was taken from the 1/4t position of the steel plate. Using this tensile test piece, a tensile test was performed in accordance with the provisions of JIS Z 2241 to evaluate the tensile strength (TS) of the steel plate. If the tensile strength was 690 MPa or more, it was considered high strength and passed.

(극저온 인성)(Cryogenic toughness)

강판의 1/4t의 위치로부터, JIS Z 2202의 규정에 준거하여 V 노치 시험편을 채취했다. 이 V 노치 시험편을 이용하고, JIS Z 2242의 규정에 준거하여 샤르피 충격 시험을 실시하여, －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지(vE－196℃)를 구했다. 이 샤르피 흡수 에너지는, 강판의 극저온 인성의 지표라고 간주할 수 있다. 샤르피 충격 시험에서는, 각 강판에 대해서, 압연 방향으로 3개의 시험편을 채취하고, 측정을 행했다. 측정 결과의 평균값을 표 2에 나타낸다. 이 샤르피 충격 시험에 있어서, 풀 사이즈의 시험편을 이용한 경우는 200J 이상이면, 또한, 하프 사이즈의 시험편을 이용한 경우는 100J 이상이면, 극저온 인성이 우수한 것으로 평가하여 합격이라고 했다. 또한, 본 실시예에서는, No.41의 경우만 하프 사이즈 시험편을 이용하고, 그 외의 경우는 풀 사이즈 시험편을 이용했다.A V-notch test piece was taken from the 1/4t position of the steel plate in accordance with the provisions of JIS Z 2202. Using this V-notch test piece, a Charpy impact test was performed in accordance with the provisions of JIS Z 2242 to determine the Charpy absorbed energy at -196°C (vE -196°C ). This Charpy absorbed energy can be regarded as an indicator of the cryogenic toughness of the steel sheet. In the Charpy impact test, three test pieces were taken from each steel sheet in the rolling direction and measured. The average values of the measurement results are shown in Table 2. In this Charpy impact test, when a full-size test piece was used, if it was 200J or more, and when a half-size test piece was used, if it was 100J or more, the cryogenic toughness was evaluated as excellent and passed. Additionally, in this example, half-size test pieces were used only for No. 41, and full-size test pieces were used in other cases.

(취성 균열 발생 억제 성능)(British crack suppression performance)

ISO 12135에 준거하여, 판두께가 11㎜ 초과 내지 20㎜ 미만인 경우는 강판 표면으로부터, 판두께가 20㎜ 이상인 경우는 1/4t의 위치로부터 10×10×55㎜의 시험편을 채취하고, 또한, 판두께가 11㎜ 이하인 경우는 판두께×판두께×55㎜의 시험편을 채취하고, ISO 12135에 준거하여 CTOD 시험을 실시했다. 시험 온도는 －165℃로 했다. CTOD 시험에서, 취성 균열 발생에 기인한 강판의 불안정 파괴(취성 파괴)가 육안으로 확인되는 일 없이, 최대 하중점을 맞이한 것을 합격이라고 했다. 또한, 각 시험편에 있어서, 취성 파괴가 확인되는 일 없이 최대 하중점을 맞이했는지 아닌지에 대해서는, 상기 규격을 참조하면 일의적으로 판단하는 것이 가능하다.In accordance with ISO 12135, a test piece measuring 10 When the plate thickness was 11 mm or less, a test piece of plate thickness x 55 mm was taken, and a CTOD test was performed based on ISO 12135. The test temperature was -165°C. In the CTOD test, the test was considered to have passed if the maximum load point was reached without visual confirmation of unstable fracture (brittle fracture) of the steel plate due to brittle cracking. In addition, for each test piece, it is possible to uniquely judge whether or not the maximum load point was reached without brittle fracture being confirmed by referring to the above standard.

Claims (4)

질량％로,
C: 0.01∼0.15％,
Si: 0.01∼0.50％,
Mn: 0.05∼0.40％,
Ni: 6.0％ 이상 7.0％ 미만,
Cr: 0.01∼1.00％,
Mo: 0.01∼0.50％,
P: 0.030％ 이하,
S: 0.0050％ 이하,
N: 0.0010∼0.0080％ 및
Al: 0.008∼0.100％
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
강판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 양이 체적률로 1.7％ 미만이고,
JIS Z 2242에 준거한 샤르피 충격 시험에 의한 －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가, 풀 사이즈 시험편을 이용한 경우는 200J 이상이고, 하프 사이즈 시험편을 이용한 경우는 100J 이상인, 강판.In mass%,
C: 0.01 to 0.15%,
Si: 0.01 to 0.50%,
Mn: 0.05 to 0.40%,
Ni: 6.0% or more and less than 7.0%,
Cr: 0.01 to 1.00%,
Mo: 0.01 to 0.50%,
P: 0.030% or less,
S: 0.0050% or less,
N: 0.0010 to 0.0080% and
Al: 0.008∼0.100%
It contains and has a component composition where the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The amount of retained austenite at a depth of 1/4 of the sheet thickness from the surface of the steel sheet in the sheet thickness direction is less than 1.7% by volume,
A steel plate whose Charpy absorption energy at -196°C according to a Charpy impact test based on JIS Z 2242 is 200J or more when a full-size test piece is used, and 100J or more when a half-size test piece is used. 제1항에 있어서,
상기 성분 조성은, 추가로, 질량％로,
Cu: 0.40％ 이하,
Nb: 0.05％ 이하,
V: 0.05％ 이하,
Ti: 0.03％ 이하 및
B: 0.0030％ 이하
로부터 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 강판.According to paragraph 1,
The component composition is further expressed in mass%,
Cu: 0.40% or less,
Nb: 0.05% or less,
V: 0.05% or less,
Ti: 0.03% or less and
B: 0.0030% or less
A steel sheet containing 1 or 2 or more selected from the following. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로, 질량％로,
Ca: 0.007％ 이하,
REM: 0.010％ 이하 및
Mg: 0.070％ 이하
로부터 선택되는 1 또는 2 이상을 함유하는, 강판.According to claim 1 or 2,
The above component composition is further expressed in mass%,
Ca: 0.007% or less,
REM: 0.010% or less and
Mg: 0.070% or less
A steel sheet containing 1 or 2 or more selected from the following. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재에, 870℃ 이하의 누적 압하율이 15∼75％ 및 최종 압연 종료 온도가 강판 표면 온도로 830∼700℃인 열간 압연을 행하여 열연판으로 한 후, 당해 열연판에, 당해 열연판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 온도로 600℃ 이하 300℃ 이상의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도가 3℃/s 이상 및 냉각 정지 온도가 300℃ 이하인 직접 퀀칭을 행하고, 그 후, 550℃ 이상 Ac1 변태점 미만의 온도역에 템퍼링을 행하는, 강판의 표면으로부터 판두께 방향으로 판두께의 1/4의 깊이 위치에 있어서의 잔류 오스테나이트의 양이 체적률로 1.7％ 미만이고, JIS Z 2242에 준거한 샤르피 충격 시험에 의한 －196℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가, 풀 사이즈 시험편을 이용한 경우는 200J 이상이고, 하프 사이즈 시험편을 이용한 경우는 100J 이상인, 강판의 제조 방법.Hot rolling is performed on a steel material having the component composition according to any one of claims 1 to 3, with a cumulative reduction of 15 to 75% at 870°C or lower and a final rolling end temperature of 830 to 700°C in terms of the steel sheet surface temperature. After forming a hot-rolled sheet, the average cooling rate in the temperature range of 600°C or less and 300°C or more is the temperature at a depth of 1/4 of the sheet thickness in the direction from the surface of the hot-rolled sheet to the sheet thickness. Direct quenching is performed at a temperature of 3°C or higher and a cooling stop temperature of 300°C or lower, and then tempering is performed in a temperature range of 550°C or higher and below the Ac 1 transformation point, and 1/1 of the plate thickness is applied from the surface of the steel sheet in the direction of the plate thickness. When the amount of retained austenite at the depth position of 4 is less than 1.7% by volume and the Charpy absorption energy at -196°C according to the Charpy impact test based on JIS Z 2242 is using a full-size test piece, A method of manufacturing a steel plate that is 200J or more, and when using a half-size test piece, 100J or more.
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