KR101568504B1

KR101568504B1 - Ｐｗｈｔ 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101568504B1
Application number: KR1020130160816A
Authority: KR
Inventors: 정문영
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: KR20150073024A

Abstract

본 발명은 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.05~0.2%, Si: 0.15~0.5%, Mn: 1.6%초과~2.0%이하, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, Al: 0.015~0.05%, Cr: 0.005~0.05%, Mo: 0.005~0.1%, V: 0.005~0.08%, Ti: 0.001~0.05%, Ni: 0.05~0.6%, Cu: 0.35%초과~0.65%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 폴리고날 페라이트 + 베이나이틱 페라이트 혼합조직을 주상으로 포함하고, Cr, Mo, Ti 및 V 중 1종 이상을 포함하는 탄질화물을 부피분율로 0.02%이상 포함하는 미세조직을 갖는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 600MPa급 이상의 강도를 가지면서 50시간에 이르는 용접 후 열처리(PWHT) 후에도 강도 및 인성이 열화되지 않아 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있는 압력용기용 강판을 제공할 수 있다.

Description

ＰＷＨＴ 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법{STEEL PLATE FOR PRESSURE VESSEL HAVING EXCELLENT STRENGTH AND TOUGHNESS AFTER POST WELDING HEAT TREATMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석유화학 제조설비, 저장탱크, 열교환기, 반응로 및 응축기 등에 바람직하게 이용될 수 있는 용접 후 열처리(PWHT) 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 석유의 품귀 현상 및 고유가 시대를 맞이하여 열악한 환경에서의 유전 개발이 활발해지는 추세에 따라 원유의 정제 및 저장용 강재에 대하여 후물화가 이루어지고 있다.

상기와 같은 강재의 후물화 이외에도 강재를 용접한 경우에 용접 후 구조물의 변형을 방지하고, 형상 및 치수를 안정시키기 위한 목적으로, 용접시 발생된 응력을 제거하기 위하여, 용접 후 열처리(PWHT, Post Weld Heat Treatment)를 행하게 된다. 그러나 장시간의 PWHT 공정을 행한 강재는 미세조직의 조대화로 인하여 인장강도가 저하되는 문제가 있다.

즉, 장시간 PWHT 후에는 기지조직(Matrix) 및 결정립계의 연화, 결정립 성장, 탄화물의 조대화 등에 따라 강도 및 인성이 동시에 저하되는 현상을 초래하게 된다.

상기 장시간 PWHT 열처리에 따른 물성의 저하를 방지하기 위한 대표적인 기술로는 특허문헌 1이 있다. 상기 기술은 중량％로，C: 0.05~0.20%，Si: 0.02~0.5%，Mn: 0.2~2.0%，Al: 0.005~0.10%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 필요에 따라 Cu，Ni，Cr，Mo，V，Nb，Ti，B，Ca，희토류 원소 중 1종 또는 2종 이상을 추가로 포함하는 슬라브를 가열 및 열간압연한 후，실온으로 공냉하고，Ac1~Ac3 변태점에서 가열한 뒤 서냉하는 공정에 의해, PWHT 보증시간을 16시간까지 가능하게 하는 것에 관한 것이다.

그러나, 상기 기술에 나타난 PWHT 보증 시간은 후물화 및 용접부 조건이 가혹한 경우에는 매우 부족하며, 그 이상의 장시간 PWHT의 적용은 불가능한 문제점을 갖고 있다.

따라서, 강재의 후물화 및 용접부 조건이 가혹하더라도 장시간의 PWHT 후에 강도와 인성이 저하되지 않는 PWHT에 대한 저항성이 큰 강재가 요구되고 있다.

일본 공개특허공보 특개평09-256037호

본 발명은 장시간의 용접 후 열처리(PWHT) 후에도 강도와 인성의 저하를 방지할 수 있는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.05~0.2%, Si: 0.15~0.5%, Mn: 1.6%초과~2.0%이하, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, Al: 0.015~0.05%, Cr: 0.005~0.05%, Mo: 0.005~0.1%, V: 0.005~0.08%, Ti: 0.001~0.05%, Ni: 0.05~0.6%, Cu: 0.35%초과~0.65%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 폴리고날 페라이트 + 베이나이틱 페라이트 혼합조직을 주상으로 포함하고, Cr, Mo, Ti 및 V 중 1종 이상을 포함하는 탄질화물을 부피분율로 0.02%이상 포함하는 미세조직을 갖는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판을 제공한다.

본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, C: 0.05~0.2%, Si: 0.15~0.5%, Mn: 1.6%초과~2.0%이하, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, Al: 0.015~0.05%, Cr: 0.005~0.05%, Mo: 0.005~0.1%, V: 0.005~0.08%, Ti: 0.001~0.05%, Ni: 0.05~0.6%, Cu: 0.35%초과~0.65%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 1050~1250℃에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3~Tnr 온도범위에서 누적압하율 30%이상으로 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 강판의 1/4 두께 기준으로 2~30℃/s의 냉각속도로 450~550℃까지 1차 냉각하는 단계; 상기 냉각된 열연강판을 (Ac1+30℃)~(Ac3-50℃)로 재가열하는 단계; 및 상기 재가열된 열연강판을 5~100℃/s의 냉각속도로 400℃이하까지 2차 냉각하는 단계를 포함하는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 600MPa급 이상의 강도를 가지면서 50시간에 이르는 용접 후 열처리(PWHT) 후에도 강도 및 인성이 열화되지 않아 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있는 압력용기용 강판을 제공할 수 있다. 또한, 기존의 제조방법에 포함되는 노말라이징 열처리를 생략할 수 있어 보다 경제적으로 압력용기용 강판을 제조할 수 있다.

이하, 본 발명을 설명한다. 하기 설명되는 합금조성의 %는 중량%를 의미한다.

C: 0.05~0.2%

C는 강도를 향상시키는 원소로서, 그 함량이 0.05% 미만에서는 기지 상의 자체적인 강도가 저하되고, 0.20%를 초과하는 경우에는 용접성 저하 등의 문제점이 있다. 따라서, 상기 C는 0.05~0.2%의 범위를 갖는 거서이 바람직하다.

Si: 0.15~0.5%

Si는 탈산 및 고용강화에 효과적인 원소이며, 충격 천이 온도 상승효과를 위하여 첨가되는 원소이다. 이러한 효과를 달성하기 위해서는 0.15% 이상 첨가되어야 하나, 0.5%를 초과하여 첨가되는 경우에는 용접성이 저하되고 강판 표면에 산화 피막이 심하게 형성되는 문제점이 있다. 따라서, Si의 함량은 0.15~0.50%로 하는 것이 바람직하다.

Mn: 1.6%초과~2.0%이하

Mn은 강도를 확보하는데 유리한 원소이며, 상기 효과를 위해서, 1.6%를 초과하는 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 2.0%를 초과하는 경우에는 S와 함께 연신된 비금속 개재물인 MnS를 형성하여 상온 연신율 및 저온인성을 저하시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 Mn은 1.6%초과~2.0%이하의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

P: 0.030%이하

P는 제조공정중 불가피하게 함유되어 저온인성을 해치는 원소이므로, 가능한 그 함량을 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 다만, 제강공정에서 상기 P를 매우 낮은 함량으로 제거하기 위해서는 과다한 비용이 소요되므로, 0.030%이하의 범위 내에서 관리하는 것이 바람직하다.

S: 0.030%이하

S 역시 P와 더불어, 제조공정중 불가피하게 함유되어 저온인성에 악영향을 주는 원소이지만, P와 마찬가지로 제강공정에서 상기 S를 매우 낮은 함량으로 제거하기 위해서는 과다한 비용이 소요되므로, 0.030%이하의 범위 내에서 관리하는 것이 바람직하다.

Al: 0.015~0.05%

Al은 상기 Si와 더불어 제강 공정에서 강력한 탈산제로 사용되는 원소이다. 다만, 상기 Al의 함량이 0.015% 미만인 경우에는 상기 탈산효과가 미미하며, 0.05%를 초과하는 경우에는 상기 탈산효과가 포화되어 제조원가가 상승하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 Al은 0.015~0.05%의 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

Cr: 0.005~0.05%

Cr은 탄질화물을 형성시켜 강도를 증가시키는 원소이며, 본 발명에서는 상기 강도 증가 효과를 위해서 0.005%이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 Cr은 고가의 원소이어서 0.05%를 초과하여 첨가하는 경우에는 제조비용의 상승을 초래하므로, 상기 Cr은 0.005~0.05%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

Mo: 0.005~0.1%

Mo는 Cr과 마찬가지로, 강도 증가에 유효한 원소일 뿐만 아니라, 황화물에 의한 균열 발생을 방지하는 원소이다. 상기 효과를 위해서, 상기 Mo는 0.005%이상 첨가되어야 하나, Mo 역시 고가의 원소로서 제조비용의 상승을 초래하므로, 0.1% 이하로 함유되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 Mo는 0.005~0.1%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

V: 0.005~0.08%

V는 탄질화물을 형성시켜 강도 증가에 매우 유리한 원소이다. 상기 효과를 위해서, 상기 V는 0.005%이상 첨가되어야 하나, 고가인 관계로 0.08% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 V는 0.005~0.08%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

Ti: 0.001~0.05%

Ti는 V와 마찬가지로 탄질화물을 형성시켜 강도를 증가시키는 중요한 원소이다. 상기 효과를 위해서, 상기 Ti는 0.001%이상 첨가되어야 하나, 0.05%를 초과하는 경우에는 연속주조 과정에서 조대한 석출물로 나타나 인성저하를 초래할 수 있다. 따라서, 상기 Ti는 0.001~0.05%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

Ni: 0.05~0.6%

Ni은 저온인성 향상에 가장 효과적인 원소로서, 상기 효과를 위해, 0.05%이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 Ni는 고가의 원소이어서, 0.6%를 초과하는 경우에는 제조비용의 상승을 초래하므로, 상기 Ni는 0.05~0.6%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

Cu: 0.35%초과~0.65%이하

Cu는 강도의 향상에 효과적인 원소로서, 상기 효과를 위해 0.35%를 초과하여첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 Cu는 고가의 원소로서 제조비용의 상승을 초래하므로 0.65%이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 Cu는 0.35%초과~0.65%이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 Fe다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

한편, 본 발명이 제공하는 강판은 전술한 합금조성을 만족하는 동시에, 폴리고날 페라이트 + 베이나이틱 페라이트 혼합조직을 주상으로 포함하는 미세조직을 갖는 것이 바람직하며, 이를 통해 PWHT 후에도 우수한 강도 및 인성을 확보할 수 있다. 이 때, 상기 폴리고날 페라이트는 40~70면적%, 베이니틱 페라이트는 25~60면적%인 것이 바람직한데, 상기 폴리고날 페라이트가 40면적%이하이거나, 베이니틱 페라이트가 60면적%를 초과하는 경우에는 인성이 급격히 저하될 수 있으며, 상기 폴리고날 페라이트가 70면적%를 초과하거나, 베이니틱 페라이트가 25면적% 미만인 경우에는 우수한 강도를 확보하지 못하게 된다. 한편, 상기 베이니틱 페라이트는 애시큘라(accicular) 페라이트와 베이나이트를 포함하여 이루어질 수 있다. 더불어, 본 발명의 미세조직은 제조공정상 제2상조직이 불가피하게 형성될 수 있으며, 이 때 상기 제2상조직은 5면적%이하로 관리되는 것이 바람직하다. 상기 제2상조직은 펄라이트, 마르텐사이트, 도상 마르텐사이트 등의 미세조직을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 강판은 Cr, Mo, Ti 및 V 중 1종 이상을 포함하는 탄질화물을 부피분율로 0.02%이상 포함하는 것이 바람직하며, 이를 통해 우수한 강도 및 저온인성을 확보할 수 있다. 상기 탄질화물은 다량 생성될수록 본 발명이 얻고자 하는 효과에 보다 유리하나, 제조공정상 5부피%를 초과하기는 어렵다.

이 때, 상기 탄질화물은 50nm이하의 크기를 갖는 것이 바람직한데, 이와 같이 미세한 탄질화물을 형성시킴으로써 PWHT 후에도 우수한 강도 및 인성을 확보할 수 있다. 만일 상기 탄질화물이 50nm를 초과하여 조대한 탄질화물로 형성되는 경우에는 오히려 강도 및 인성이 저하될 수 있다.

전술한 바와 같이 제공되는 본 발명의 강판은 590~640℃에서 25~50시간 열처리 후, 600MPa이상의 우수한 인장강도를 확보할 수 있음과 동시에 -49℃에서의 충격인성이 50J이상으로서 높은 저온인성을 가질 수 있으며, 이를 통해 상기 기계적 물성이 요구되는 석유화학 제조설비, 저장탱크, 열교환기, 반응로 및 응축기 등에 바람직하게 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 제조방법에 대하여 설명한다.

우선, 전술한 합금조성을 만족하는 강 슬라브를 1050~1250℃에서 재가열한다. 상기 가열온도가 1050℃미만일 경우에는 용질원자의 고용이 어렵고, 1250℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립 크기가 너무 조대하게 되어 강판의 물성을 저하시킨다.

이후, 상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3~Tnr 온도범위에서 열간압연하여 열연강판을 얻는다. 상기 온도범위의 열간압연을 통해 오스테나이트를 팬케익화시켜 이후 얻어지는 폴리고날 페라이트와 베이니틱 페라이트를 미세화시킬 수 있으며, 이에 의해 우수한 강도와 인성을 동시에 확보할 수 있다. 상기 열간압연온도가 Tnr(오스테나이트 미재결정역과 재결정역의 경계온도)을 초과하는 경우에는 오스테나이트의 재결정으로 인해 결정립이 조대해지고 이에 따라 냉각 후에도 조대한 미세조직이 출현함에 따라 우수한 물성을 확보하기 곤란해진다. 반면, 상기 열간압연온도가 Ar3미만일 경우에는 낮은 온도로 인해 열간압연성이 곤란해질 수 있고, 이로 인해 품질 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 열간압연온도는 Ar3~Tnr의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상기 Tnr온도는 하기 식으로부터 계산이 가능하다.

Tnr(℃) = 887+464×C+890×Ti+363×Al-357×Si+(732×V-230×V^1/2)

나아가, 상기 열간압연시 누적압하율이 30%이상이 되도록 하는 것이 바람직한데, 상기 누적압하율이 30%미만일 경우에는 폴리고날 페라이트 및 베이니틱 페라이트의 핵생성 사이트가 부족하게 되어 결정립의 크기가 25㎛를 초과하는 수준으로 조대해질 수 있다.

또한, 상기 열간압연시 패스당 10%이상의 압하율 가하는 것이 바람직한데, 이를 통해 압연방향으로 오스테나이트 조직을 연신시키면서 내부에 변형대를 형성하여 미세한 폴리고날 페라이트와 베이니틱 페라이트를 얻을 수 있다. 상기 패스당 압하율이 10%미만일 경우에도 폴리고날 페라이트 및 베이니틱 페라이트의 핵생성 사이트가 부족하게 되어 결정립의 크기가 조대해질 수 있다.

이후, 상기와 같이 얻어진 열연강판을 강판의 1/4 두께 기준으로 2~30℃/s의 냉각속도로 450~550℃까지 1차 냉각한다. 상기 냉각속도가 2℃/s미만일 경우에는 페라이트의 결정립이 조대화지고 폴리고날 페라이트의 분율이 증가할 수 있으며, 30℃/s를 초과하는 경우에는 베이니틱 페라이트 또는 제2상조직의 분율이 증가하여 본 발명에서 얻고자하는 미세조직을 확보하기 곤란할 수 있다.

이어서, 상기 1차 냉각된 열연강판을 (Ac1+30℃)~(Ac3-50℃)로 재가열한다. 상기 재가열온도가 (Ac1+30℃)미만일 경우에는 인성 향상 효과가 충분하지 않고, (Ac3-50℃)를 초과할 경우에는 인성 향상 효과는 충분히 얻을 수 있으나 강도가 저하되는 단점이 있다.

상기 재가열된 열연강판을 5~100℃/s의 냉각속도로 400℃이하까지 2차 냉각한다. 상기 냉각속도가 5℃/s미만일 경우에는 강도 및 인성 등의 기계적 물성이 열화될 수 있다. 상기 냉각속도는 빠를수록 본 발명이 얻고자 하는 효과를 향상시키나, 제조설비상의 한계로 인해 100℃/s를 초과하기는 어렵다.

한편, 전술한 바와 같이 제공되는 본 발명의 제조방법에 따르면, 압력용기용 강재의 제조를 위해 기존에 사용되던 높은 온도에서의 노말라이징 열처리를 생략할 수 있어 보다 경제적으로 압력용기용 강판을 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.

(실시예)

하기 표 1의 합금조성을 갖는 강 슬라브를 하기 표 2의 조건을 이용하여 열연강판을 제조하였다. 이 때, 미재결정역 열간압연은 760℃에서 행하였고, 1차 냉각정지온도는 500℃였으며, 열연강판의 재가열온도는 740℃, 2차 냉각속도는 20℃/s, 2차 냉각정지온도는 350℃였다. 단, 비교예 4의 경우에는 상기 열간압연 후 910℃에서 1.3×t+20분간 노말라이징 열처리한 후 공냉을 실시하였다(단, t는 강판 두께임). 상기와 같이 제조된 열연강판에 대하여 미세조직 및 탄질화물 분율을 관찰하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 추가적으로 표 3의 조건으로 용접을 행한 뒤 열처리(PWHT)를 행하고, 기계적 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	합금조성(중량%)
구분	C	Si	Mn	P	S	Al	Cr	Mo	V	Ti	Ni	Cu
발명강1	0.09	0.31	1.62	0.007	0.0015	0.0028	0.04	0.07	0.060	0.010	0.44	0.54
발명강2	0.10	0.35	1.71	0.008	0.0014	0.023	0.02	0.05	0.051	0.012	0.46	0.48
발명강3	0.08	0.39	1.79	0.010	0.0012	0.021	0.01	0.06	0.039	0.017	0.47	0.36
비교강1	0.10	0.24	1.21	0.007	0.0011	0.020	0.15	0.05	0.013	-	0.20	0.13

구분	강종No.	재가열온도 (℃)	누적압하율 (%)	1차 냉각속도 (℃/s)	강판 두께 (mm)	미세조직(면적%)		탄질화물 분율 (부피%)
구분	강종No.	재가열온도 (℃)	누적압하율 (%)	1차 냉각속도 (℃/s)	강판 두께 (mm)	PF	BF	탄질화물 분율 (부피%)
발명예1	발명강1	1150	75	7.5	50	49	50	0.073
발명예2		1100	70	6.5	60	52	46	0.064
발명예3		1180	55	4.8	80	46	52	0.056
발명예4		1200	40	3.5	100	50	48	0.059
발명예5	발명강2	1100	75	7.5	50	41	58	0.102
발명예6		1150	70	6.5	60	41	56	0.070
발명예7		1200	55	4.8	80	46	50	0.085
발명예8		1200	40	3.5	100	43	55	0.096
발명예9	발명강3	1100	75	7.5	50	55	43	0.082
발명예10		1150	70	6.5	60	56	42	0.067
발명예11		1200	55	4.8	80	57	42	0.076
발명예12		1200	40	3.5	100	60	38	0.064
비교예1	비교강1	1100	75	1.2	50	72	24	0.011
비교예2		1100	70	0.7	80	71	26	0.006
비교예3		1180	55	1.5	100	74	25	0.013
비교예4		1150	60	공냉	80	99	0	-
단, PF는 폴리고날 페라이트며, BF는 베이니틱 페라이트임.

구분	PWHT 온도 (℃)	PWHT 시간 (Hr)	항복강도 (MPa)	인장강도 (MPa)	충격인성(@-49℃) (J)
발명예1	620	25	524	626	180
발명예2	620	50	525	623	165
발명예3	610	25	519	627	179
발명예4	610	50	520	625	143
발명예5	620	25	522	631	171
발명예6	620	50	516	630	153
발명예7	610	25	517	627	166
발명예8	610	50	519	628	185
발명예9	620	25	528	619	173
발명예10	620	50	519	616	181
발명예11	610	25	523	612	177
발명예12	610	50	520	609	162
비교예1	620	20	504	563	37
비교예2	620	25	503	565	29
비교예3	620	50	501	557	21
비교예4	620	50	471	539	18

상기 표 1 내지 3에서 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 합금조성 및 제조조건을 만족하는 발명예 1 내지 12의 경우에는 본 발명이 얻고자 하는 미세조직 및 탄질화물 분율을 확보함으로써 PWHT시간이 25~50시간에 이르게 되어도 강도와 인성이 매우 우수한 수준임을 알 수 있다.

반면, 비교예 1 내지 3의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금조성 및 제조조건을 만족하지 않아 본 발명에서 얻고자 하는 미세조직과 탄질화물 분율을 확보할 수 없었으며, 이로 인해 PWHT 후 강도와 충격인성 모두 본 발명예에 비해 낮은 수준임을 알 수 있다.

비교예 4는 일반 압연 및 냉각 조건을 적용한 경우로써, 이 또한 마찬가지로 본 발명이 얻고자 하는 미세조직과 탄질화물 분율을 확보하지 못하였으며, 이로 인해 PWHT 후 강도와 충격인성 모두 매우 낮은 수준임을 알 수 있다.

Claims

중량%로, C: 0.05~0.2%, Si: 0.15~0.5%, Mn: 1.6%초과~2.0%이하, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, Al: 0.015~0.05%, Cr: 0.005~0.05%, Mo: 0.005~0.1%, V: 0.005~0.08%, Ti: 0.001~0.05%, Ni: 0.05~0.6%, Cu: 0.35%초과~0.65%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
40~70 면적%의 폴리고날 페라이트 + 25~60 면적%의 베이나이틱 페라이트 혼합조직을 주상으로 포함하고,
Cr, Mo, Ti 및 V 중 1종 이상을 포함하는 탄질화물을 부피분율로 0.02%이상 포함하는 미세조직을 갖는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 탄질화물은 50nm이하의 원상당 직경을 갖는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판.
청구항 1에 있어서,
상기 강판은 590~640℃에서 25~50시간 열처리 후, 인장강도가 600MPa이상이고, -49℃에서의 충격인성이 50J이상인 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판.
중량%로, C: 0.05~0.2%, Si: 0.15~0.5%, Mn: 1.6%초과~2.0%이하, P: 0.030%이하, S: 0.030%이하, Al: 0.015~0.05%, Cr: 0.005~0.05%, Mo: 0.005~0.1%, V: 0.005~0.08%, Ti: 0.001~0.05%, Ni: 0.05~0.6%, Cu: 0.35%초과~0.65%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 1050~1250℃에서 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강 슬라브를 Ar3~Tnr 온도범위에서 누적압하율 30%이상으로 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 강판의 1/4 두께 기준으로 2~30℃/s의 냉각속도로 450~550℃까지 1차 냉각하는 단계;
상기 1차 냉각된 열연강판을 (Ac1+30℃)~(Ac3-50℃)로 재가열하는 단계; 및
상기 재가열된 열연강판을 5~100℃/s의 냉각속도로 400℃이하까지 2차 냉각하는 단계를 포함하며,
미세조직은 40~70 면적%의 폴리고날 페라이트 + 25~60 면적%의 베이나이틱 페라이트 혼합조직을 주상으로 포함하는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 열간압연시 패스당 10%이상의 압하율 가하는 PWHT 후 강도 및 인성이 우수한 압력용기용 강판의 제조방법.