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KR20250035570A - Hot rolled steel plates, square steel pipes and their manufacturing methods and building structures - Google Patents

Hot rolled steel plates, square steel pipes and their manufacturing methods and building structures Download PDF

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KR20250035570A
KR20250035570A KR1020257004168A KR20257004168A KR20250035570A KR 20250035570 A KR20250035570 A KR 20250035570A KR 1020257004168 A KR1020257004168 A KR 1020257004168A KR 20257004168 A KR20257004168 A KR 20257004168A KR 20250035570 A KR20250035570 A KR 20250035570A
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KR
South Korea
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less
hot
pipe
rolled steel
temperature
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Application number
KR1020257004168A
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Korean (ko)
Inventor
나오미치 이와타
아키히데 마츠모토
신스케 이데
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

강도 및 저온 인성이 우수한 저항복비 열연 강판을 제공한다. 소정의 성분 조성을 갖고, 판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트인 주상(main phase)과, 펄라이트 및 의사(擬似) 펄라이트의 합계의 면적률이 6∼25%, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 제2상을 갖고, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 판두께 중심부에 있어서, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경을 10.0∼30.0㎛로 하고, 이러한 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률을 35% 이상으로 하고, 추가로, 단경에 대한 장경의 비 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수를 30개/㎟ 이하로 한다.A low-yield hot-rolled steel sheet having excellent strength and low-temperature toughness is provided. The steel sheet has a predetermined component composition, and a steel structure in the center of the plate thickness has a main phase that is ferrite, and a second phase in which the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite is 6 to 25% and the area ratio of upper bainite is 5% or less, and when a region surrounded by boundaries in which the orientation difference between adjacent crystals is 15° or more is defined as a crystal grain, the average crystal grain size of the steel structure including the main phase and the second phase in the center of the plate thickness is 10.0 to 30.0 ㎛, and the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 ㎛ is 35% or more, and further, the number of crystal grains in which the ratio of the major axis to the minor axis (major axis)/(minor axis) is 3.0 or more is 30/mm2 or less.

Description

열연 강판, 각형 강관 및 그들의 제조 방법 그리고 건축 구조물Hot rolled steel plates, square steel pipes and their manufacturing methods and building structures

본 발명은, 각형 강관(square steel pipe or tube)에 이용하는 저항복비(low yield ratio)의 열연 강판 및, 당해 열연 강판을 소재로 하여 냉간에서 롤 성형에 의해 제조되고 저항복비와 저온 인성을 구비하는 각형 강관(모서리 칼럼(square column)), 그리고 그들의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 대형 건축물의 건축 구조 부재에 적합하게 이용되는 각형 강관에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 이러한 각형 강관을 이용한 건축 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a hot-rolled steel sheet having a low yield ratio used for a square steel pipe or tube, and a square steel pipe (corner column) manufactured by cold roll forming using the hot-rolled steel sheet as a material and having a low yield ratio and low-temperature toughness, and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a square steel pipe suitably used as a structural member of a large building. Furthermore, the present invention relates to a building structure using such a square steel pipe.

최근, 예를 들면 공장, 창고, 상업 시설 등의 대형 건축물(이하, 「건축물」이라고 칭함)에 이용되는 건축 구조 부재는, 경량화에 의한 시공 비용 삭감을 위해, 고강도화가 진행되고 있다.Recently, for example, building structural members used in large buildings such as factories, warehouses, and commercial facilities (hereinafter referred to as “buildings”) are being strengthened in order to reduce construction costs through weight reduction.

특히, 건축물의 기둥재로서 이용되는 평판부와 모서리부를 갖는 각형 강관(모서리 칼럼)은, 평판부에 높은 강도가 요구됨과 동시에, 내진성의 관점에서, 우수한 인성을 구비하는 것이 요구되고 있다.In particular, square steel pipes (corner columns) having a flat portion and a corner portion used as pillar materials for buildings are required to have high strength in the flat portion, and at the same time, are required to have excellent toughness from the viewpoint of earthquake resistance.

각형 강관은, 일반적으로 열연 강판(열연 강대) 또는 후강판을 소재로 하고, 이 소재를 냉간에서 성형함으로써 제조된다. 냉간에서 성형하는 방법으로서는, 냉간에서 프레스 굽힘 성형하는 방법 혹은 냉간에서 롤 성형하는 방법이 있다.Square steel pipes are generally manufactured by cold forming hot-rolled steel plates (hot-rolled steel strips) or thick steel plates. Cold forming methods include cold press bending forming and cold roll forming.

소재를, 프레스 굽힘 성형하여 제조하는 각형 강관(이하, 「프레스 성형 각형 강관」이라고 칭하는 경우도 있음)은, 후강판을 냉간에서 프레스 굽힘 성형하여 단면 형상을 ㅁ자형(사각 형상) 혹은 ㄷ자형(U자 형상)으로 하고, 이들을 서브 머지 아크 용접에 의해 접합하여 제조한다.A square steel pipe manufactured by press-bending a material (hereinafter sometimes referred to as a “press-formed square steel pipe”) is manufactured by cold-press-bending a steel plate to form a cross-sectional shape into an ㅁ-shape (square shape) or a ㄷ-shape (U-shape), and joining these by submerged arc welding.

한편, 소재를, 롤 성형하여 제조하는 각형 강관(이하, 「롤 성형 각형 강관」이라고 칭하는 경우도 있음)은, 열연 강판을 냉간에서 롤 성형하여 원통 형상의 오픈관으로 하고, 그의 맞댐 부분(butting parts)을 전봉 용접(electric resistance welding)하여 환형(round) 강관을 제조한다. 그 후, 환형 강관의 상하 좌우에 배치된 롤에 의해, 원통 형상의 환형 강관에 대하여 관축 방향으로 수%의 드로잉을 가한 후, 각형으로 성형하여 각형 강관을 제조한다.Meanwhile, a square steel pipe manufactured by roll forming a material (hereinafter, sometimes referred to as a "roll-formed square steel pipe") is manufactured by cold roll forming a hot-rolled steel plate into a cylindrical open pipe, and electric resistance welding its butting parts to manufacture a round steel pipe. Thereafter, by applying a few percent of drawing in the pipe axis direction to the cylindrical round steel pipe by rolls arranged on the upper, lower, left, and right sides of the round steel pipe, and then forming it into a square shape to manufacture a square steel pipe.

롤 성형 각형 강관의 제조 방법은, 프레스 성형 각형 강관의 제조 방법과 비교하여 생산성이 높고, 단기간에서의 제조가 가능하다는 이점이 있다.The method for manufacturing roll-formed square steel pipes has the advantages of high productivity and short-term manufacturing compared to the method for manufacturing press-formed square steel pipes.

그런데, 프레스 성형 각형 강관은, 평판부에 냉간 성형이 가해지지 않고, 모서리부가 냉간 성형되기 때문에, 모서리부만이 가공 경화한다. 이에 대하여, 롤 성형 각형 강관에서는, 특히, 각형 강관으로 성형하는 전단이 되는 원통 형상으로 냉간 성형할 때에, 강관 전체 둘레에 걸쳐 관축 방향으로 큰 가공 변형이 도입된다. 그 때문에, 롤 성형 각형 강관은 모서리부뿐만 아니라 평판부에 있어서도 관축 방향의 항복비가 높고, 인성이 낮다는 문제가 있었다.However, since press-formed square steel pipes are cold-formed not at the flat surface but at the corners, only the corners are work-hardened. On the other hand, in roll-formed square steel pipes, especially when cold-forming into a cylindrical shape that is the shear for forming into a square steel pipe, a large working strain is introduced in the pipe-axis direction throughout the entire circumference of the steel pipe. Therefore, roll-formed square steel pipes have the problem that the yield ratio in the pipe-axis direction is high and the toughness is low not only at the corners but also at the flat surface.

더하여, 롤 성형 각형 강관은, 두께가 클수록 롤 성형 시의 가공 경화가 커지기 때문에, 항복비는 보다 높아지고, 인성은 보다 저하한다. 그 때문에, 특히, 후육의 롤 성형 각형 강관을 제조하는 경우에는, 롤 성형에 의한 항복비의 상승 및 인성의 저하에 견딜 수 있는 바와 같은 소재를 선택할 필요가 있다.In addition, since the work hardening during roll forming increases as the thickness of the roll-formed square steel pipe increases, the yield ratio increases and the toughness decreases. Therefore, especially when manufacturing thick-walled roll-formed square steel pipes, it is necessary to select a material that can withstand the increase in yield ratio and the decrease in toughness due to roll forming.

이러한 요구에 대하여, 예를 들면, 특허문헌 1에서는, 중량%로, C를 0.20% 이하 함유하고, 추가로 Mn: 0.40∼0.90%, Nb: 0.005∼0.040% 및 Ti: 0.005∼0.050% 중 1종 또는 2종을 함유하는 강 소재를, 미재결정 온도역(non-recrystallization temperature range)에 있어서의 압하율 55% 이상, 압연 종료 온도 730∼830℃, 권취 온도 550℃ 이하의 열연에 의해 코일로 하는 열연 공정에 의해 얻어진 열연 코일을 성형하여 용접에 의해 전봉 강관으로 한 후, 냉간 가공에서 각형 강관으로 할 때에 있어서, 강관 성형 공정에 있어서의 외주 길이 드로잉을 판두께의 3배 이하로 함으로써, 항복비가 90% 이하에서 시험 온도 0℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 27J 이상인 각형 강관이 제안되어 있다.For this requirement, for example, in Patent Document 1, a steel material containing C in an amount of 0.20% or less in wt% and additionally containing one or two of Mn: 0.40 to 0.90%, Nb: 0.005 to 0.040%, and Ti: 0.005 to 0.050% is hot rolled into a coil at a reduction ratio of 55% or more in a non-recrystallization temperature range, a rolling finish temperature of 730 to 830°C, and a coiling temperature of 550°C or less, and the resulting hot-rolled coil is then formed into an electric resistance steel pipe by welding, and then cold worked into a square steel pipe, wherein by making the outer peripheral length drawing in the steel pipe forming process 3 times the plate thickness or less, a square steel pipe having a yield ratio of 90% or less and a Charpy absorbed energy of 27 J or more at a test temperature of 0°C is obtained. It has been proposed.

특허문헌 2에서는, 질량%로, C: 0.07∼0.18%, Mn: 0.3∼1.5%를 포함하는 강을, 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 조(roughing)압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연과 마무리(finishing) 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시한 후, 표면 온도에서 냉각 정지 온도가 550℃ 이상이 되도록 냉각하는 1차 냉각과, 3∼15s간 공냉하는 2차 냉각과, 판두께 중앙부 온도에서 750∼650℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 4∼15℃/s가 되는 냉각 속도로 650℃ 이하까지 냉각하는 3차 냉각을 실시하고, 강 조직에 포함되는 제2상 빈도의 값을 0.20∼0.42로 함으로써 후육 열연 강판을 얻고, 당해 후육 열연 강판을 냉간 성형함으로써, 80% 이하의 저항복비를 나타내고 시험 온도: 0℃에서 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150J 이상인 기계적 특성을 구비하는 각형 강관이 제안되어 있다.In Patent Document 2, steel containing, in mass%, C: 0.07 to 0.18% and Mn: 0.3 to 1.5% is heated to a heating temperature of 1100 to 1300°C, and then rough rolling is performed at a rough rolling end temperature of 1150 to 950°C and finishing rolling is performed at a finishing rolling start temperature of 1100 to 850°C and a finishing rolling end temperature of 900 to 750°C. Then, first cooling is performed so that the cooling stop temperature becomes 550°C or higher at the surface temperature, second cooling is performed so that the cooling stop temperature becomes 550°C or higher at the air cooling for 3 to 15 s, and third cooling is performed so that the average cooling rate in the temperature range of 750 to 650°C at the center of the plate thickness becomes 4 to 15°C/s to 650°C or lower, and the value of the second phase frequency included in the steel structure is measured. A square steel pipe is proposed which has mechanical properties such that a yield ratio of 80% or less and an absorbed energy of 150 J or more in a Charpy impact test at a test temperature of 0°C is obtained by obtaining a thick-walled hot-rolled steel sheet by setting the thickness to 0.20 to 0.42, and by cold forming the thick-walled hot-rolled steel sheet.

특허문헌 3에서는, 질량%로, C: 0.07∼0.18%, Mn: 0.3∼1.5%를 포함하는 강을, 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 이어서 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연과 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시한 후, 표면 온도에서 750∼650℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 20℃/s 이하, 판두께 중심부 온도가 650℃에 도달할 때까지의 시간이 35s 이내이고 또한 판두께 중심부의 750∼650℃의 온도역의 평균 냉각 속도가 4∼15℃/s가 되도록, 500∼650℃의 권취 온도까지 냉각함으로써 얻어진 후육 열연 강판을 소재로 하여, 냉간 성형함으로써, 80% 이하의 저항복비를 나타내고 시험 온도: 0℃에서 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 150J 이상인 기계적 특성을 구비하는 각형 강관이 제안되어 있다.In Patent Document 3, a steel containing, in mass%, C: 0.07 to 0.18% and Mn: 0.3 to 1.5% is heated to a heating temperature of 1100 to 1300°C, and then rough rolling is performed at a rough rolling end temperature of 1150 to 950°C and finish rolling is performed at a finish rolling start temperature of 1100 to 850°C and a finish rolling end temperature of 900 to 750°C, and then a thick-walled hot-rolled steel sheet is obtained by cooling to a coiling temperature of 500 to 650°C so that the average cooling rate in the temperature range from the surface temperature to 750 to 650°C is 20°C/s or less, the time until the temperature at the center of the plate thickness reaches 650°C is within 35 s, and further, the average cooling rate in the temperature range from 750 to 650°C at the center of the plate thickness is 4 to 15°C/s, thereby performing cold forming, A square steel pipe having mechanical properties such that it exhibits a yield strength ratio of 80% or less and an absorbed energy of 150 J or more in a Charpy impact test at a test temperature of 0°C is proposed.

특허문헌 4에서는, 질량%로, C: 0.07∼0.20%, Mn: 0.3∼2.0%, P: 0.03% 이하, S: 0.015% 이하, Al: 0.01∼0.06%, N: 0.006% 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강을, 가열 온도: 1100∼1300℃로 가열한 후, 조압연 종료 온도: 1150∼950℃로 하는 조압연과 마무리 압연 개시 온도: 1100∼850℃, 마무리 압연 종료 온도: 900∼750℃로 하는 마무리 압연을 실시한 후, 판두께 중심 온도로 냉각 개시에서 냉각 정지까지의 평균 냉각 속도가 4∼25℃/s가 되는 냉각 속도로 냉각 정지 온도: 580℃ 이하까지 냉각을 실시하고, 냉각 개시에서 10s간인 초기 냉각 공정에 있어서 0.2s 이상 3.0s 미만의 방냉(natural cooling) 공정을 1회 이상 갖고, 그 후, 권취 온도: 580℃ 이하에서 권취를 행한 후, 방냉함으로써 판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트로 이루어지는 주상(main phase)과, 펄라이트, 의사(擬似) 펄라이트 및 상부 베이나이트로부터 선택된 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 면적률이 8∼20%인 제2상을 갖고, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 7∼20㎛이고, 판두께 표리면의 강 조직이, 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상이고, 평균 결정 입경이 2∼20㎛이고, 90% 이하의 저항복비를 나타내고, 시험 온도: 0℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 27J 이상인 기계적 특성을 구비하는 각형 강관이 제안되어 있다.In Patent Document 4, steel having a component composition containing, in mass%, C: 0.07 to 0.20%, Mn: 0.3 to 2.0%, P: 0.03% or less, S: 0.015% or less, Al: 0.01 to 0.06%, N: 0.006% or less, with the remainder being Fe and unavoidable impurities, is heated to a heating temperature of 1100 to 1300°C, and then rough rolling is performed at a rough rolling end temperature of 1150 to 950°C and finish rolling is performed at a finish rolling start temperature of 1100 to 850°C and a finish rolling end temperature of 900 to 750°C, and then cooling is performed to a cooling stop temperature of 580°C or less at a cooling rate such that an average cooling rate from the start of cooling to the stop of cooling is 4 to 25°C/s at the center temperature of the plate thickness, and in an initial cooling process for 10 seconds from the start of cooling, A square steel pipe is proposed which has at least one natural cooling process of 0.2 s or more and less than 3.0 s, and then coils at a coiling temperature of 580°C or less, and then cools to obtain a steel structure in the center of the plate thickness, which has a main phase composed of ferrite and a second phase having an area ratio of 8 to 20% composed of one or more types selected from pearlite, pseudo-pearlite, and upper bainite, and has an average grain size of 7 to 20 ㎛ of the steel structure including the main phase and the second phase, and has mechanical properties such that the steel structure on the front and back surfaces of the plate thickness is a ferrite single phase or a bainitic ferrite single phase, has an average grain size of 2 to 20 ㎛, exhibits a yield ratio of 90% or less, and has an absorbed energy of 27 J or more in a Charpy impact test at a test temperature of 0°C.

일본공개특허공보 평9-87743호Japanese Patent Publication No. 9-87743 일본공개특허공보 2012-153963호Japanese Patent Publication No. 2012-153963 일본공개특허공보 2012-132088호Japanese Patent Publication No. 2012-132088 국제공개 제2018/110152호International Publication No. 2018/110152

여기에서, 상기 롤 성형 각형 강관은, 전술과 같이, 그의 두께가 커질수록, 더하여, 변의 길이가 작아질수록, 각형 강관에 도입되는 가공 변형이 증가하고, 항복비의 상승 및 인성의 저하의 정도가 보다 커진다.Here, as described above, in the case of the roll-formed square steel pipe, as its thickness increases and, furthermore, as the side length decreases, the processing strain introduced into the square steel pipe increases, and the degree of increase in yield ratio and decrease in toughness becomes greater.

그 때문에, 소재가 되는 열연 강판에는, 성형 시의 항복비의 상승을 억제하는 강 조직과, 큰 가공 변형에 의한 인성의 악화에 견딜 수 있는 우수한 저온 인성이 요구된다.For this reason, the hot-rolled steel sheet used as the material is required to have a steel structure that suppresses the increase in yield ratio during forming and excellent low-temperature toughness that can withstand the deterioration of toughness due to large processing deformation.

그러나, 전술한 특허문헌 1∼3에서 개시된 방법으로 제조되는 각형 강관에서는, 특히 두께가 25㎜를 초과하면, 항복비가 지나치게 높아져, 항복비 90% 이하를 만족할 수 없다는 과제가 있다.However, in the square steel pipes manufactured by the methods disclosed in the above-mentioned patent documents 1 to 3, there is a problem that the yield ratio becomes excessively high, especially when the thickness exceeds 25 mm, and thus it is impossible to satisfy a yield ratio of 90% or less.

또한, 특허문헌 4에 기재된 기술에 의해 저항복비 및 고인성을 얻기 위해서는, 판두께 표리면의 강 조직을 페라이트 단상 또는 베이니틱 페라이트 단상으로 할 필요가 있고, 이러한 강 조직을 얻기 위해서는 냉각 공정 중에 방냉 공정을 형성할 필요가 있고, 즉 추가의 공정이 필요해지기 때문에, 제조 공정이 복잡해진다는 과제가 있다.In addition, in order to obtain a high yield strength and high toughness by the technique described in Patent Document 4, it is necessary to make the steel structure of the front and back surfaces of the plate thickness into a ferrite single phase or a bainitic ferrite single phase, and in order to obtain such a steel structure, it is necessary to form a cooling process during the cooling process, i.e., an additional process is required, so there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

본 발명은, 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 항복 강도 및 인장 강도가 높고, 항복비가 낮고, 관축 방향 및 관 둘레 방향의 저온 인성 그리고 가공 경화성이 우수한 각형 강관에 이용할 수 있는 열연 강판을, 그 열연 강판을 이용한 각형 강관 및 그들의 제조 방법 그리고 그 각형 강관을 이용한 건축 구조물과 함께 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a hot-rolled steel sheet that can be used for making square steel pipes, which has high yield strength and tensile strength, a low yield ratio, and excellent low-temperature toughness in the pipe-axial direction and pipe-circumferential direction and work hardening property, together with a square steel pipe using the hot-rolled steel sheet, a method for manufacturing the same, and an architectural structure using the square steel pipe.

여기에서, 본 발명에 있어서의 열연 강판에 대해서, (1) 항복비가 낮은 것, (2) 항복 강도가 높은 것, (3) 인장 강도가 높은 것이란, 모두 인장 방향이 압연 방향과 평행이 되도록 채취한 JIS5호 인장 시험편을 이용하여, JIS Z 2241(2011)의 규정에 준거한 인장 시험에 의한 결과가, 순서대로, (1) 항복비가 0.75 이하인 것, (2) 항복 강도가 250㎫ 이상인 것, (3) 인장 강도가 400㎫ 이상인 것이다.Here, with respect to the hot-rolled steel sheet in the present invention, (1) having a low yield ratio, (2) having a high yield strength, and (3) having a high tensile strength are all those results of a tensile test in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011) using a JIS No. 5 tensile test piece collected so that the tensile direction is parallel to the rolling direction, in that order, (1) having a yield ratio of 0.75 or less, (2) having a yield strength of 250 MPa or more, and (3) having a tensile strength of 400 MPa or more.

또한, 가공 경화성이란, 균일 신장(인장 시험의 최고 하중점에 있어서의 소성 신장)을 평가하는 지표이고, JIS Z 2253(2011)에 의해 규정되는 가공 경화 지수 n3-7이 0.20 이상인 것을 가리킨다. 즉, 열연 강판의 가공 경화 지수 n3-7이 0.20을 충족하지 않으면, 각형 강관으로 제조했을 때, 각형 강관의 평판부의 균일 신장이 감소하여 내진성이 저하하고, 각형 강관의 평판부의 항복비가 0.90을 초과하는 경우가 있다.In addition, the work hardening property is an index for evaluating the uniform elongation (plastic elongation at the maximum load point of the tensile test), and refers to a work hardening index n 3-7 stipulated by JIS Z 2253 (2011) being 0.20 or more. That is, if the work hardening index n 3-7 of the hot-rolled steel plate does not satisfy 0.20, when manufactured into a square steel pipe, the uniform elongation of the flat plate portion of the square steel pipe decreases, which lowers the earthquake resistance, and in some cases, the yield ratio of the flat plate portion of the square steel pipe exceeds 0.90.

또한, 저온 인성이 우수하다는 것은, JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거하여, 판두께 t의 t/2 위치(판두께 중심)에 있어서, 시험편 길이 방향이 압연 방향과 평행이 되도록 채취한 V 노치 표준 시험편을 이용하여, 시험 온도: -80℃, -60℃, -40℃, -20℃, 0℃의 각각에서 샤르피 충격 시험을 행하고, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 100J 이상, 연성-취성 전이 온도가 -20℃ 이하인 것을 가리킨다.In addition, excellent low-temperature toughness means that, in accordance with the provisions of JIS Z 2242 (2018), a V-notch standard test piece is collected so that the longitudinal direction of the test piece is parallel to the rolling direction at the t/2 position (center of the plate thickness) of the plate thickness t, and a Charpy impact test is performed at each of test temperatures: -80°C, -60°C, -40°C, -20°C, and 0°C, and the Charpy absorbed energy at -20°C is 100 J or more and the ductile-to-brittle transition temperature is -20°C or less.

더하여, 본 발명에 있어서, 저항복비 각형 강관이란, 인장 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 채취한 JIS5호 인장 시험편을 이용하여, JIS Z 2241(2011)의 규정에 준거한 인장 시험에 의한 결과가, 평판부에 있어서의 항복 강도가 295㎫ 이상이고, 평판부에 있어서의 인장 강도가 400㎫ 이상이고, 평판부에 있어서의 항복비가 0.90 이하인 것, 평판부에 있어서의 균일 신장이 5.0% 이상, 그리고, 관 외면으로부터 두께 t의 1/4t 위치에 있어서, 시험편 길이 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 각형 강관의 평판부로부터 채취한 V 노치 표준 시험편을 이용하여, JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거한 샤르피 충격 시험을, 시험 온도: -60℃, -40℃, -20℃, 0℃에서 행하고, 평판부에 있어서의 관축 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 60J 이상이고, 평판부의 연성-취성 전이 온도가 -10℃ 이하인 각형 강관을 가리킨다.In addition, in the present invention, a low yield ratio square steel pipe is a steel pipe having a tensile test specimen of JIS No. 5 collected so that the tensile direction is parallel to the pipe axis direction, and the results of a tensile test in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011) are that the yield strength in the flat portion is 295 MPa or more, the tensile strength in the flat portion is 400 MPa or more, the yield ratio in the flat portion is 0.90 or less, the uniform elongation in the flat portion is 5.0% or more, and, at a position 1/4t of the thickness t from the outer surface of the pipe, the Charpy impact test in accordance with the provisions of JIS Z 2242 (2018) is performed using a V-notch standard test specimen collected from the flat portion of the square steel pipe so that the longitudinal direction of the test specimen is parallel to the pipe axis direction at test temperatures of -60°C, -40°C, -20°C, and 0°C, and the yield ratio in the flat portion is 0.90 or less. - Refers to a square steel pipe having a Charpy absorbed energy of 60J or more at -20℃ and a ductile-to-brittle transition temperature of the flat plate of -10℃ or less.

또한, 본 발명에 있어서, 보다 우수한 저항복비 각형 강관이란, JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거하여, 관 외면으로부터 두께 t의 t/4 위치에 있어서, 시험편 길이 방향이 관 둘레 방향과 평행이 되도록 채취한 V 노치 표준 시험편을 이용하여, 평판부에 있어서의 관축 방향 및 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지를 각각 측정하고, 관축 방향에 대한 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2인 각형 강관을 가리킨다.In addition, in the present invention, a square steel pipe having a better yield strength refers to a square steel pipe in which the Charpy absorbed energy at -20°C in the pipe axial direction and the pipe circumferential direction in the flat plate is measured using a V-notch standard test piece collected in accordance with the provisions of JIS Z 2242 (2018) at a position t/4 of the thickness t from the outer surface of the pipe so that the longitudinal direction of the test piece is parallel to the pipe circumferential direction, and the ratio P of the Charpy absorbed energy at -20°C in the pipe circumferential direction to the pipe axial direction is 0.5 to 1.2.

단, P=(관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)/(관축 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)However, P = (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe circumferential direction) / (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe axial direction)

본 발명자들이 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행했다. 그 결과, 이하의 인식 (1)∼(3)을 얻었다.The inventors of the present invention conducted a thorough review to solve the above problems. As a result, the following findings (1) to (3) were obtained.

(1) 열연 강판이, 본 발명에서 목적으로 하는 항복 강도 및 인장 강도를 만족하기 위해서는, C의 함유량을 0.07질량% 이상으로 하는 것 및, 열연 강판의 판두께 중심부에 있어서의 주상을 페라이트로 하는 것이 필요하다.(1) In order for the hot-rolled steel sheet to satisfy the yield strength and tensile strength aimed at in the present invention, it is necessary that the C content be 0.07 mass% or more and that the main phase in the center of the thickness of the hot-rolled steel sheet be ferrite.

(2) 열연 강판이, 본 발명에서 목적으로 하는 저온 인성과 항복비를 얻기 위해서는, 상기 (1)에 기재된 주상에 더하여, 판두께 중심부에 있어서, 펄라이트, 의사 펄라이트 및 상부 베이나이트 중 1종 또는 2종 이상으로 구성된 제2상을 갖고, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률을 6∼25%, 상부 베이나이트의 면적률을 5% 이하로 하고, 판두께 중심부에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 주상과 제2상을 포함하는 이러한 결정립의 평균 결정 입경을 10.0∼30.0㎛의 범위로 하고, 상기 결정립의 이러한 평균 결정 입경의 ±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률을 35% 이상으로 하고, 추가로, 상기 결정립 중, 장경과 단경의 비(=(장경)/(단경))가 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도를 30개/㎟ 이하로 하는 것이 필요하다.(2) In order for the hot-rolled steel sheet to obtain the low-temperature toughness and yield ratio aimed at in the present invention, in addition to the main phase described in (1) above, in the central portion of the plate thickness, a second phase composed of one or more types of pearlite, pseudo-pearlite, and upper bainite is provided, the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite is 6 to 25%, the area ratio of upper bainite is 5% or less, and when a region surrounded by boundaries in which the orientation difference between neighboring crystals is 15° or more in the central portion of the plate thickness is defined as a crystal grain, the average grain size of these crystal grains including the main phase and the second phase is in the range of 10.0 to 30.0 µm, and the area ratio of the crystal grains having a crystal grain size within ±5.0 µm of this average crystal grain size is 35% or more, and further, among the crystal grains, the number density of the crystal grains having a ratio of the major axis to the minor axis (= (major axis) / (minor axis)) is 3.0 or more. It is necessary to keep it to 30/㎟ or less.

(3) 상기 (1) 및 (2)에 기재된 강 조직을 얻기 위해서는, 성분 조성을 적절한 범위로 조정한 후에, 특히 Mn 및 Si의 함유량을 특정의 범위로 제어하는 것, 추가로 열간 압연 공정에 있어서의 조압연 종료 후에 소정 시간 경과한 후에 마무리 압연을 개시하는 것에 더하여, 권취 후에 소정의 온도 범위를 소정 시간 유지하는 것이 필요하다.(3) In order to obtain the steel structure described in (1) and (2) above, after adjusting the component composition to an appropriate range, it is necessary to control the content of Mn and Si in particular to a specific range, and further, in addition to starting finish rolling after a predetermined period of time has elapsed after the completion of rough rolling in the hot rolling process, it is necessary to maintain a predetermined temperature range for a predetermined period of time after coiling.

본 발명은, 이러한 인식에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.The present invention has been completed through further review based on this recognition. That is, the gist of the present invention is as follows.

1. 열연 강판으로서,1. As a hot rolled steel plate,

질량%로,In mass %,

C: 0.07% 이상 0.20% 이하,C: 0.07% or more and 0.20% or less,

Si: 0.40% 이하,Si: 0.40% or less,

Mn: 0.20% 이상 1.00% 이하,Mn: 0.20% or more and 1.00% or less,

P: 0.100% 이하,P: 0.100% or less,

S: 0.050% 이하,S: 0.050% or less,

Al: 0.005% 이상 0.100% 이하 및Al: 0.005% or more and 0.100% or less and

N: 0.0100% 이하N: 0.0100% or less

를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 또한, Mn 및 Si의 함유량이 이하의 식 (1)을 만족하는 성분 조성을 갖고,, the remainder being Fe and inevitable impurities, and further having a composition of components satisfying the following formula (1) with a content of Mn and Si:

판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트인 주상과, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 6∼25%이고 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 제2상을 갖고,The steel structure in the center of the plate thickness has a main phase of ferrite, a second phase in which the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite is 6 to 25%, and an area ratio of upper bainite is 5% or less.

상기 판두께 중심부의 강 조직에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이러한 결정립의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛이고, 상기 결정립 중, 이러한 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 35% 이상이고, 추가로, 상기 결정립 중, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하인, 열연 강판.A hot-rolled steel sheet, wherein, in the steel structure at the center of the above plate thickness, when a region surrounded by boundaries where the orientation difference between neighboring crystals is 15° or more is defined as a crystal grain, the average crystal grain size of these crystal grains is 10.0 to 30.0 ㎛, and among the crystal grains, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 ㎛ is 35% or more, and further, among the crystal grains, the number density of crystal grains having a ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), of 3.0 or more is 30/mm2 or less.

1.0≤%Mn/%Si≤3.5 …(1) 1.0≤%Mn/%Si≤3.5… (1)

여기에서, %Mn, %Si는 각 원소의 강판 중의 함유량(질량%)이다.Here, %Mn and %Si represent the content (mass%) of each element in the steel plate.

2. 상기 성분 조성이, 추가로, 질량%로,2. The above composition of ingredients, additionally, in mass%,

Nb: 0.005% 이상 0.020% 이하,Nb: 0.005% or more and 0.020% or less,

Ti: 0.005% 이상 0.020% 이하,Ti: 0.005% or more and 0.020% or less,

V: 0.01% 이상 0.10% 이하,V: 0.01% or more and 0.10% or less,

Cr: 0.01% 이상 0.50% 이하,Cr: 0.01% or more and 0.50% or less,

Mo: 0.01% 이상 0.50% 이하,Mo: 0.01% or more and 0.50% or less,

Cu: 0.01% 이상 0.30% 이하,Cu: 0.01% or more and 0.30% or less,

Ni: 0.01% 이상 0.30% 이하,Ni: 0.01% or more and 0.30% or less,

Ca: 0.0005% 이상 0.0100% 이하 및Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less and

B: 0.0003% 이상 0.0100% 이하B: 0.0003% or more and 0.0100% or less

중으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상을 포함하는, 상기 1에 기재된 열연 강판.A hot-rolled steel sheet as described in 1 above, comprising one or more types selected from the group consisting of:

3. 판두께가 12㎜ 이상인, 상기 1 또는 2에 기재된 열연 강판.3. Hot-rolled steel plate having a thickness of 12 mm or more, as described in 1 or 2 above.

4. 상기 1 또는 2에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 가열 온도: 1100℃ 이상 1300℃ 이하로 가열하고,4. Heat the steel material having the composition described in 1 or 2 above at a heating temperature of 1100℃ or higher and 1300℃ or lower,

이어서, 열간 압연으로서, 조압연 종료 온도: 850℃ 이상 1150℃ 이하로 하는 조압연을 실시하고, 이러한 조압연의 종료 후 15s 이상 경과한 후에 마무리 압연을 개시하고, 마무리 압연 종료 온도: 750℃ 이상 850℃ 이하로 하고, 또한 열간 압연 공정 전체에서 930℃ 이하에서의 합계 압하율: 40% 이상 59% 이하로 하는 상기 열간 압연을 행하고,Next, as hot rolling, rough rolling is performed at a rough rolling end temperature of 850°C or more and 1,150°C or less, and finish rolling is started after 15 seconds or more have elapsed after the completion of the rough rolling, and the finish rolling end temperature is 750°C or more and 850°C or less, and the hot rolling is performed at a total reduction ratio of 40% or more and 59% or less at 930°C or less throughout the entire hot rolling process.

이어서, 상기 열간 압연에서 얻어진 소재 강판에 대하여, 판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc(℃/s)가 이하의 식 (2)를 만족하고, 판두께 중심의 냉각 정지 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하인 냉각을 행하고,Next, for the material steel sheet obtained from the hot rolling, cooling is performed such that the average cooling rate Vc (℃/s) at the center of the plate thickness satisfies the following equation (2), and the cooling stop temperature at the center of the plate thickness is 550℃ or more and 680℃ or less.

이어서, 상기 소재 강판에 대해서, 판두께 중심 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하에서 권취를 행하고,Next, for the above material steel plate, coiling is performed at a plate thickness center temperature of 550℃ or higher and 680℃ or lower,

이어서, 상기 권취에서 얻어진 권취 강판에 대해서, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 1.0h 이상 10.0h 이하의 사이 체류시키는 제2 냉각을 행하는, 열연 강판의 제조 방법.Next, a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet, wherein a second cooling is performed on the coiled steel sheet obtained from the above coiling, wherein the second cooling is performed at a temperature range of 400°C to 300°C for 1.0 h or more and 10.0 h or less.

4≤Vc≤20 …(2)4≤Vc≤20 … (2)

5. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 열연 강판을 소재로 하는 각형 강관.5. A square steel pipe made of a hot-rolled steel plate as described in any one of 1 to 3 above.

6. 상기 5에 기재된 각형 강관으로서, 관축 방향에 대한 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2의 범위인 각형 강관.6. A square steel pipe as described in 5 above, wherein the ratio P of Charpy absorbed energy at -20℃ in the circumferential direction of the pipe to the pipe axis direction is in the range of 0.5 to 1.2.

단, P=(관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)/(관축 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)However, P = (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe circumferential direction) / (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe axial direction)

7. 상기 4에 기재된 열연 강판의 제조 방법에서 얻어진 열연 강판을, 냉간에서 롤 성형함으로써 각형 강관으로 하는 각형 강관의 제조 방법.7. A method for manufacturing a square steel pipe by cold roll forming the hot rolled steel sheet obtained in the method for manufacturing a hot rolled steel sheet described in 4 above into a square steel pipe.

8. 상기 5 또는 6에 기재된 각형 강관을 기둥재로서 구비하는 건축 구조물.8. A building structure having the square steel pipe described in 5 or 6 above as a pillar material.

본 발명에 의하면, 저항복비 각형 강관에 이용할 수 있고, 항복 강도 및 인장 강도가 높고, 항복비가 낮고, 저온 인성 및 가공 경화성이 우수한 열연 강판을 얻는 기술이 제공된다.According to the present invention, a technique is provided for obtaining a hot-rolled steel sheet which can be used for a low-yield square steel pipe, and which has high yield strength and tensile strength, a low yield ratio, and excellent low-temperature toughness and work hardening properties.

또한, 본 발명의 각형 강관을 기둥재로서 사용한 건축 구조물은, 종래의 냉간 성형하여 제조되는 각형 강관을 사용한 건축 구조물과 비교하여, 보다 우수한 내진 성능을 얻을 수 있다.In addition, a building structure using the square steel pipe of the present invention as a column material can obtain better earthquake-resistant performance compared to a building structure using a square steel pipe manufactured by conventional cold forming.

도 1은 권취 후의 강판의 온도 측정 위치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 각형 강관을 사용한 건축 구조물의 일 예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 실시예에서 행한 평판부 인장 시험에 제공하는 시험편의 채취 위치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 실시예에서 행한 샤르피 충격 시험에 제공하는 시험편의 채취 위치를 나타내는 개략도이다.
Figure 1 is a schematic diagram showing the temperature measurement location of the steel plate after coiling.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of a building structure using a square steel pipe of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing the locations of specimens taken for the flat plate tensile test performed in the example.
Figure 4 is a schematic diagram showing the sampling location of a test piece used in a Charpy impact test performed in an embodiment.

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

이하, 본 발명에 대해서 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

<저항복비 열연 강판><Resistance-compensation hot-rolled steel plate>

본 발명의 저항복비 각형 강관(이하, 간단히 「각형 강관」이라고도 함)에 이용하는 저항복비 열연 강판(이하, 간단히 「열연 강판」이라고도 함)은, 질량%로, C: 0.07% 이상 0.20% 이하, Si: 0.40% 이하, Mn: 0.20% 이상 1.00% 이하, P: 0.100% 이하, S: 0.050% 이하, Al: 0.005% 이상 0.100% 이하 및, N: 0.0100% 이하를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 또한 Mn 및 Si의 함유량이 이하의 식 (1)을 만족하는 성분 조성을 갖는다. 또한, 상기 열연 강판은, 판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트인 주상과, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 6∼25%, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 제2상을 갖는다. 또한, 상기 열연 강판은, 상기 판두께 중심부의 강 조직에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이러한 결정립의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛이고, 상기 결정립 중, 이러한 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 35% 이상이고, 추가로, 상기 결정립 중, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 본 발명의 「열연 강판」에는, 열연 강판, 열연 강대를 포함하는 것으로 한다.The low-yield hot-rolled steel sheet (hereinafter also simply referred to as a “hot-rolled steel sheet”) used in the low-yield square steel pipe of the present invention (hereinafter also simply referred to as a “square steel pipe”) contains, in mass%, C: 0.07% or more and 0.20% or less, Si: 0.40% or less, Mn: 0.20% or more and 1.00% or less, P: 0.100% or less, S: 0.050% or less, Al: 0.005% or more and 0.100% or less, and N: 0.0100% or less, the remainder being Fe and inevitable impurities, and has a component composition in which the contents of Mn and Si satisfy the following formula (1). In addition, the hot-rolled steel sheet has a main phase in which the steel structure in the center of the plate thickness is ferrite, and a second phase in which the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite is 6 to 25%, and the area ratio of upper bainite is 5% or less. In addition, the hot-rolled steel sheet is characterized in that, in the steel structure in the center of the plate thickness, when a region surrounded by boundaries in which the orientation difference between adjacent crystals is 15° or more is defined as a crystal grain, the average crystal grain size of these crystal grains is 10.0 to 30.0 µm, and among the crystal grains, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 µm is 35% or more, and further, among the crystal grains, the number density of crystal grains in which the ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), is 3.0 or more is 30/mm2 or less. In addition, the "hot-rolled steel sheet" of the present invention includes a hot-rolled steel sheet and a hot-rolled steel strip.

1.0≤%Mn/%Si≤3.5 …(1) 1.0≤%Mn/%Si≤3.5… (1)

여기에서, %Mn, %Si는 각 원소의 강판 중의 함유량(질량%)이다.Here, %Mn and %Si represent the content (mass%) of each element in the steel plate.

이하에, 본 발명의 열연 강판의 성분 조성에 대해서 설명한다. 또한, 특별히 언급이 없는 한, 강 조성을 나타내는 「%」는 「질량%」이다.Below, the composition of the hot-rolled steel sheet of the present invention is described. In addition, unless otherwise specified, "%" indicating the steel composition is "mass%."

C: 0.07% 이상 0.20% 이하C: 0.07% or more and 0.20% or less

C는, 고용 강화(solid solution strengthening)에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소이다. 또한, C는, 제2상 중 하나인 펄라이트 및 의사 펄라이트의 형성에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 목적으로 하는 강도 및 항복비를 확보하기 위해서는, 0.07% 이상의 C를 함유하는 것이 필요하다. 한편, C 함유량이 0.20%를 초과하면, 경질상의 비율이 높아져 인성이 저하할 뿐만 아니라, 항복비가 0.90을 초과해 버려, 소망하는 항복비가 얻어지지 않게 된다. 또한, 용접성도 악화된다. 이 때문에, C 함유량은 0.07% 이상 0.20% 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.08% 이상이다. 또한, C 함유량은, 바람직하게는 0.18% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.17% 이하이다.C is an element that increases the strength of steel by solid solution strengthening. In addition, C is an element that contributes to the formation of pearlite and pseudo-pearlite, which are two phases. In order to secure the strength and yield ratio targeted in the present invention, it is necessary to contain 0.07% or more of C. On the other hand, if the C content exceeds 0.20%, not only does the ratio of the hard phase increase, which lowers the toughness, but also the yield ratio exceeds 0.90, so that the desired yield ratio cannot be obtained. In addition, the weldability also deteriorates. Therefore, the C content is set to 0.07% or more and 0.20% or less. The C content is preferably 0.08% or more. In addition, the C content is preferably 0.18% or less, and more preferably 0.17% or less.

Si: 0.40% 이하Si: 0.40% or less

Si는, 고용 강화에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소이다. Si의 하한은 특별히 규정하지 않지만(통상은 0% 초과임), 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.01% 이상의 Si를 함유하는 것이 바람직하다. Si 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05% 이상이다. 한편, Si 함유량이 0.40%를 초과하면, 전봉 용접부(electric resistance welding portion)에 산화물이 생성되기 쉬워져, 용접부 특성이 저하한다. 또한, 전봉 용접부 이외의 모재부의 인성도 저하한다. 이 때문에, Si 함유량은 0.40% 이하로 한다. 바람직하게는 0.37% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.35% 이하이다.Si is an element that increases the strength of steel by solid solution strengthening. The lower limit of Si is not specifically stipulated (usually more than 0%), but in order to obtain this effect, it is preferable to contain 0.01% or more of Si. The Si content is more preferably 0.05% or more. On the other hand, if the Si content exceeds 0.40%, oxides are likely to be generated in the electric resistance welding portion, which deteriorates the weld properties. In addition, the toughness of the base material portion other than the electric resistance welding portion also deteriorates. Therefore, the Si content is set to 0.40% or less. It is preferably 0.37% or less, and more preferably 0.35% or less.

Mn: 0.20% 이상 1.00% 이하Mn: 0.20% or more and 1.00% or less

Mn은, 고용 강화에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소이다. 또한, Mn은, 페라이트 변태 개시 온도를 저하시킴으로써 조직의 미세화에 기여하는 원소이다. 본 발명에서 목적으로 하는 강도 및 조직을 확보하기 위해서는, 0.20% 이상의 Mn을 함유하는 것이 필요하다. 한편, Mn 함유량이 1.00%를 초과하면, 베이나이트의 생성량이 지나치게 많아짐으로써 항복비가 0.90을 초과하여, 소망하는 항복비가 얻어지지 않게 된다. 또한, Mn 함유량이 1.00%를 초과하면, 중심 편석부(central segregation area)의 경도가 상승하여, 용접 시에 균열의 원인이 될 가능성이 있다. 이 때문에, Mn 함유량은 0.20% 이상 1.00% 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 0.25% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.30% 이상이다. 또한, Mn 함유량은, 바람직하게는 0.95% 이하이고, 한층 더 바람직하게는 0.90% 이하이다.Mn is an element that increases the strength of steel by solid solution strengthening. In addition, Mn is an element that contributes to the refinement of the structure by lowering the ferrite transformation initiation temperature. In order to secure the strength and structure targeted in the present invention, it is necessary to contain 0.20% or more of Mn. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.00%, the amount of bainite formed becomes excessively large, so that the yield ratio exceeds 0.90, and the desired yield ratio cannot be obtained. In addition, if the Mn content exceeds 1.00%, the hardness of the central segregation area increases, which may cause cracks during welding. Therefore, the Mn content is set to 0.20% or more and 1.00% or less. The Mn content is preferably 0.25% or more, and more preferably 0.30% or more. In addition, the Mn content is preferably 0.95% or less, and further preferably 0.90% or less.

P: 0.100% 이하P: 0.100% or less

P는, 입계에 편석하여 재료의 불균질을 초래하기 때문에, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하지만, 0.100%의 함유량까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, P 함유량은 0.100% 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.030% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.020% 이하이다. 특별히 P의 하한은 규정하지 않지만(통상은 0% 초과임), 과도한 저감은 제련 비용의 급등을 초래하기 때문에, P는, 0.002% 이상으로 하는 것이 바람직하다.P is preferably reduced as much as possible because it segregates at grain boundaries and causes material inhomogeneity, but a content of up to 0.100% is permissible. Therefore, the P content is set to 0.100% or less. The P content is preferably 0.030% or less, and more preferably 0.020% or less. Although the lower limit of P is not specifically specified (usually it is over 0%), since excessive reduction causes a sharp increase in refining costs, it is preferable that P be 0.002% or more.

S: 0.050% 이하S: 0.050% or less

S는, 강 중에서는 통상, MnS로서 존재하지만, MnS는, 열간 압연 공정에서 얇게 연신되어, 연성에 악영향을 미친다. 이 때문에, 본 발명에서는 S를 가능한 한 저감하는 것이 바람직하지만, 0.050%의 함유량까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, S 함유량은 0.050% 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.015% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.010% 이하이고, 한층 더 바람직하게는 0.008% 이하이다. 또한, 특별히 S의 하한은 규정하지 않지만(통상은 0% 초과임), 과도한 저감은 제련 비용의 급등을 초래하기 때문에, S는 0.0002% 이상으로 하는 것이 바람직하다.S is usually present as MnS in steel, but MnS is thinly stretched during the hot rolling process and has a negative effect on ductility. Therefore, in the present invention, it is preferable to reduce S as much as possible, but a content of up to 0.050% is permissible. Therefore, the S content is set to 0.050% or less. The S content is preferably 0.015% or less, more preferably 0.010% or less, and still more preferably 0.008% or less. In addition, although the lower limit of S is not specifically stipulated (usually it is greater than 0%), since excessive reduction causes a sharp increase in smelting costs, it is preferable that S is set to 0.0002% or more.

Al: 0.005% 이상 0.100% 이하Al: 0.005% or more and 0.100% or less

Al은, 강력한 탈산제로서 작용하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, 0.005% 이상의 Al을 함유하는 것이 필요하다. 한편, Al 함유량이 0.100%를 초과하면 용접성이 악화됨과 함께, 알루미나계 개재물이 많아져, 표면 성상이 악화된다. 또한 용접부의 인성도 저하한다. 이 때문에, Al 함유량은 0.005% 이상 0.100% 이하로 한다. Al 함유량은, 바람직하게는 0.010% 이상이고, 보다 바람직하게는 0.015% 이상이다. 또한, Al 함유량은, 바람직하게는 0.070% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.050% 이하이다.Al is an element that acts as a strong deoxidizer. In order to obtain this effect, it is necessary to contain 0.005% or more of Al. On the other hand, if the Al content exceeds 0.100%, the weldability deteriorates, and the alumina-based inclusions increase, which deteriorates the surface appearance. In addition, the toughness of the weld also deteriorates. Therefore, the Al content is set to 0.005% or more and 0.100% or less. The Al content is preferably 0.010% or more, and more preferably 0.015% or more. In addition, the Al content is preferably 0.070% or less, and more preferably 0.050% or less.

N: 0.0100% 이하N: 0.0100% or less

N은, 전위의 운동(dislocation motion)을 강고하게 고착함으로써 인성을 저하시키는 작용을 갖는 원소이다. 본 발명에서는, N은 가능한 한 저감하는 것이 바람직하지만, N의 함유량은 0.0100%까지는 허용할 수 있다. 이 때문에, N 함유량은 0.0100% 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0080% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0040% 이하이고, 한층 더 바람직하게는 0.0035% 이하이다. 또한, N의 하한은 특별히 규정하지 않지만(통상은 0% 초과임), 과도한 저감은 제련 비용의 급등을 초래하기 때문에, N 함유량은 0.0010% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0015% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.Nitrogen is an element that has the effect of lowering the toughness by firmly fixing the dislocation motion. In the present invention, it is preferable to reduce N as much as possible, but the N content is permissible up to 0.0100%. Therefore, the N content is set to 0.0100% or less. The N content is preferably 0.0080% or less, more preferably 0.0040% or less, and still more preferably 0.0035% or less. In addition, the lower limit of N is not specifically stipulated (usually it is over 0%), but since excessive reduction causes a sharp increase in the refining cost, the N content is preferably set to 0.0010% or more, and more preferably 0.0015% or more.

1.0≤%Mn/%Si≤3.51.0≤%Mn/%Si≤3.5

여기에서, 상기 식 중의 %Mn, %Si는 각 원소의 강판 중의 함유량(질량%)이다.Here, %Mn and %Si in the above formula represent the content (mass%) of each element in the steel plate.

본 발명에서는, Mn 및 Si의 함유량을 상기한 범위로 하고, 추가로 1.0≤%Mn/%Si≤3.5의 관계를 만족하는 것이 필요하다.In the present invention, it is necessary to set the contents of Mn and Si within the above-mentioned ranges, and additionally satisfy the relationship of 1.0≤%Mn/%Si≤3.5.

본 관계식을 만족함으로써, 후술하는 바와 같은, 펄라이트 및/또는 의사 펄라이트의 면적률이 6∼25%, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 제2상을 가진 강 조직을 얻는 것이 가능해지고, 본 발명에서 목적으로 하는 강도, 항복비, 샤르피 흡수 에너지, 연성-취성 전이 온도를 얻을 수 있다. %Mn/%Si의 값은, 바람직하게는, 1.2 이상이고, 보다 바람직하게는 1.4 이상이다. 또한, %Mn/%Si의 값은, 바람직하게는, 3.2 이하이고, 보다 바람직하게는 3.0 이하이다.By satisfying this relation, it becomes possible to obtain a steel structure having a second phase in which the area ratio of pearlite and/or pseudo-pearlite is 6 to 25% and the area ratio of upper bainite is 5% or less, as described below, and the strength, yield ratio, Charpy absorbed energy, and ductile-brittle transition temperature aimed at in the present invention can be obtained. The value of %Mn/%Si is preferably 1.2 or more, more preferably 1.4 or more. In addition, the value of %Mn/%Si is preferably 3.2 or less, more preferably 3.0 or less.

상기 성분 조성에 있어서, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서, O를 0.005% 이하 함유하는 것을 거부하는 것은 아니다. 또한, 이러한 O는, 산화물로서의 O를 포함하는 토탈 산소를 가리킨다.In the above composition of ingredients, the remainder is Fe and inevitable impurities. However, it is not denied to contain O of 0.005% or less within a range that does not impair the effects of the present invention. In addition, this O refers to total oxygen including O as an oxide.

또한, 본 발명에서는, 후술하는 임의 원소가 되는 Nb, Ti, V, Cr, Mo, Cu, Ni, Ca 및 B에 대해서, Nb: 0.005% 미만, Ti: 0.005% 미만, V: 0.01% 미만, Cr: 0.01% 미만, Mo: 0.01% 미만, Cu: 0.01% 미만, Ni: 0.01% 미만, Ca: 0.0005% 미만 및 B: 0.0003% 미만이 되는 범위는, 모두 불가피적 불순물에 포함되는 것으로 한다.In addition, in the present invention, with respect to Nb, Ti, V, Cr, Mo, Cu, Ni, Ca and B, which are optional elements described later, the ranges of Nb: less than 0.005%, Ti: less than 0.005%, V: less than 0.01%, Cr: less than 0.01%, Mo: less than 0.01%, Cu: less than 0.01%, Ni: less than 0.01%, Ca: less than 0.0005% and B: less than 0.0003% are all considered to be included in unavoidable impurities.

상기의 성분이 본 발명에 있어서의 열연 강판의 기본의 성분 조성이다. 상기한 성분 조성으로 본 발명에서 목적으로 하는 특성은 얻어지지만, 당해 성분 조성은, 필요에 따라서 이하의 원소를 포함할 수 있다.The above components are the basic component composition of the hot-rolled steel sheet in the present invention. The properties targeted by the present invention are obtained with the above component composition, but the component composition may include the following elements as necessary.

구체적으로는, Nb: 0.005% 이상 0.020% 이하, Ti: 0.005% 이상 0.020% 이하, V: 0.01% 이상 0.10% 이하, Cr: 0.01% 이상 0.50% 이하, Mo: 0.01% 이상 0.50% 이하, Cu: 0.01% 이상 0.30% 이하, Ni: 0.01% 이상 0.30% 이하, Ca: 0.0005% 이상 0.0100% 이하 및 B: 0.0003% 이상 0.0100% 이하 중으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상이다.Specifically, it is 1 type or 2 or more types selected from among Nb: 0.005% or more and 0.020% or less, Ti: 0.005% or more and 0.020% or less, V: 0.01% or more and 0.10% or less, Cr: 0.01% or more and 0.50% or less, Mo: 0.01% or more and 0.50% or less, Cu: 0.01% or more and 0.30% or less, Ni: 0.01% or more and 0.30% or less, Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less, and B: 0.0003% or more and 0.0100% or less.

Nb: 0.005% 이상 0.020% 이하, Ti: 0.005% 이상 0.020% 이하Nb: 0.005% or more and 0.020% or less, Ti: 0.005% or more and 0.020% or less

Nb 및 Ti는, 강 중에서 미세한 탄화물, 질화물을 형성하고, 석출 강화를 통하여 강의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, Nb를 함유하는 경우는, 0.005% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Ti를 함유하는 경우는, 0.005% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Nb, Ti의 각각에 대해서, 0.020%를 초과하는 함유는, 조대(coarse)한 탄화물, 질화물이 형성되어, 인성의 저하를 초래할 우려가 있다.Nb and Ti are elements that form fine carbides and nitrides in steel and contribute to improving the strength of steel through precipitation strengthening. In order to obtain these effects, when containing Nb, it is preferable to be 0.005% or more. Also, when containing Ti, it is preferable to be 0.005% or more. On the other hand, for each of Nb and Ti, if the content exceeds 0.020%, coarse carbides and nitrides may be formed, which may lead to a decrease in toughness.

이 때문에, Nb를 함유하는 경우는, 0.020% 이하의 범위로 하고, Ti를 함유하는 경우는, 0.020% 이하의 범위로 한다. Nb, Ti의 각각의 함유량에 대해서, 보다 바람직하게는 0.007% 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.009% 이상이다. 또한, Nb, Ti의 각각의 함유량에 대해서, 바람직하게는 0.018% 이하이고, 바람직하게는 0.016% 이하이다.For this reason, when containing Nb, it is set to a range of 0.020% or less, and when containing Ti, it is set to a range of 0.020% or less. Regarding each content of Nb and Ti, it is more preferably 0.007% or more, and even more preferably 0.009% or more. In addition, regarding each content of Nb and Ti, it is preferably 0.018% or less, and preferably 0.016% or less.

V: 0.01% 이상 0.10% 이하, Cr: 0.01% 이상 0.50% 이하, Mo: 0.01% 이상 0.50% 이하V: 0.01% or more and 0.10% or less, Cr: 0.01% or more and 0.50% or less, Mo: 0.01% or more and 0.50% or less

V, Cr, Mo는, 강의 퀀칭성을 높여, 강의 강도를 상승시키는 원소로서, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 상기한 효과를 얻기 위해, V, Cr, Mo를 함유하는 경우에는, 각각 V: 0.01% 이상, Cr: 0.01% 이상, Mo: 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 각각 V: 0.02% 이상, Cr: 0.10% 이상, Mo: 0.10% 이상이다.V, Cr, and Mo are elements that increase the hardenability of steel and increase the strength of steel, and can be contained as needed. In order to obtain the above-mentioned effect, when V, Cr, and Mo are contained, it is preferable that V: 0.01% or more, Cr: 0.01% or more, and Mo: 0.01% or more, respectively. More preferably, V: 0.02% or more, Cr: 0.10% or more, and Mo: 0.10% or more, respectively.

한편, 과도한 함유는, 인성의 저하 및 용접성의 악화를 초래할 우려가 있다. 따라서, V, Cr, Mo를 함유하는 경우에는, 각각 V: 0.10% 이하, Cr: 0.50% 이하, Mo: 0.50% 이하로 한다. 바람직하게는, 각각 V: 0.08% 이하, Cr: 0.40% 이하, Mo: 0.40% 이하이다.On the other hand, excessive content may cause a decrease in toughness and a deterioration in weldability. Therefore, when containing V, Cr, and Mo, V: 0.10% or less, Cr: 0.50% or less, and Mo: 0.50% or less, respectively. Preferably, V: 0.08% or less, Cr: 0.40% or less, and Mo: 0.40% or less, respectively.

Cu: 0.01% 이상 0.30% 이하, Ni: 0.01% 이상 0.30% 이하Cu: 0.01% or more and 0.30% or less, Ni: 0.01% or more and 0.30% or less

Cu, Ni는, 고용 강화에 의해 강의 강도를 상승시키는 원소로서, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 상기한 효과를 얻기 위해, Cu, Ni를 함유하는 경우에는, 각각 Cu: 0.01% 이상, Ni: 0.01% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Cu: 0.10% 이상, Ni: 0.10% 이상이다. 한편, 과도한 함유는, 인성의 저하 및 용접성의 악화를 초래할 우려가 있다. 따라서, Cu, Ni를 함유하는 경우에는, 각각 Cu: 0.30% 이하, Ni: 0.30% 이하로 한다. 바람직하게는, Cu: 0.20% 이하, Ni: 0.20% 이하이다.Cu and Ni are elements that increase the strength of steel by solid solution strengthening and can be contained as needed. In order to obtain the above effect, when Cu and Ni are contained, it is preferable that Cu: 0.01% or more and Ni: 0.01% or more, respectively. More preferably, Cu: 0.10% or more and Ni: 0.10% or more. On the other hand, there is a concern that excessive content may cause a decrease in toughness and a deterioration in weldability. Therefore, when Cu and Ni are contained, Cu: 0.30% or less and Ni: 0.30% or less, respectively. Preferably, Cu: 0.20% or less and Ni: 0.20% or less.

Ca: 0.0005% 이상 0.0100% 이하Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less

Ca는, 열간 압연 공정에서 얇게 연신되는 MnS 등의 황화물을 구상화(spherodize)함으로써 강의 인성 향상에 기여하는 원소로서, 필요에 따라서 함유할 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해, Ca를 함유하는 경우는, 0.0005% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Ca 함유량은 0.0010% 이상이다. 한편, Ca 함유량이 0.0100%를 초과하면, 강 중에 Ca 산화물 클러스터가 형성되어, 인성이 악화되는 경우가 있다. 이 때문에, Ca를 함유하는 경우는, 0.0100% 이하로 한다. 바람직하게는, Ca 함유량은 0.0050% 이하이다.Ca is an element that contributes to improving the toughness of steel by spherodizing sulfides such as MnS that are thinly elongated in the hot rolling process, and can be contained as needed. In order to obtain this effect, when Ca is contained, it is preferably 0.0005% or more. More preferably, the Ca content is 0.0010% or more. On the other hand, when the Ca content exceeds 0.0100%, Ca oxide clusters are formed in the steel, and the toughness may deteriorate. Therefore, when Ca is contained, it is 0.0100% or less. Preferably, the Ca content is 0.0050% or less.

B: 0.0003% 이상 0.0100% 이하B: 0.0003% or more and 0.0100% or less

B는, 페라이트 변태 개시 온도를 저하시킴으로써 조직의 미세화에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해, B를 함유하는 경우는, 0.0003% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, B 함유량은 0.0005% 이상이다. 한편, B 함유량이 0.0100%를 초과하면, 항복비가 상승하는 경우가 있다. 이 때문에, B를 함유하는 경우는, 0.0100% 이하로 한다. 바람직하게는, B 함유량은 0.0050% 이하이다.B is an element that contributes to the refinement of the structure by lowering the ferrite transformation initiation temperature. In order to obtain this effect, when B is contained, it is preferable to make it 0.0003% or more. More preferably, the B content is 0.0005% or more. On the other hand, when the B content exceeds 0.0100%, the yield ratio may increase. Therefore, when B is contained, it is made 0.0100% or less. Preferably, the B content is 0.0050% or less.

다음으로, 본 발명의 열연 강판의 강 조직을 한정한 이유에 대해서 설명한다.Next, the reason for limiting the steel structure of the hot-rolled steel plate of the present invention is explained.

본 발명의 열연 강판은, 판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트인 주상과, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 6∼25%, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 제2상을 갖고, 상기 판두께 중심부의 강 조직에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이러한 결정립의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛이고, 상기 결정립 중, 이러한 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 35% 이상이고, 추가로, 상기 결정립 중, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하이다.The hot-rolled steel sheet of the present invention has a steel structure in the central portion of the plate thickness, a main phase which is ferrite, and a second phase in which the total area ratio of pearlite and pseudo-pearlite is 6 to 25% and the area ratio of upper bainite is 5% or less, and in the steel structure in the central portion of the plate thickness, when a region surrounded by boundaries in which the orientation difference between adjacent crystals is 15° or more is defined as a crystal grain, the average crystal grain size of these crystal grains is 10.0 to 30.0 µm, and among the crystal grains, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 µm is 35% or more, and further, among the crystal grains, the number density of crystal grains in which the ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), is 3.0 or more is 30/mm2 or less.

또한, 본 발명에 있어서, 결정 입경이란, 대상이 되는 결정립과 면적이 동일한 원의 직경(원상당 지름)으로 한다.Additionally, in the present invention, the crystal grain size is defined as the diameter of a circle (equivalent circle diameter) having the same area as the target crystal grain.

페라이트(주상(main phase))Ferrite (main phase)

페라이트는 연질인 조직이고, 소망하는 항복 강도 및 저항복비를 얻기 위해, 본 발명에 있어서 주상으로 한다. 또한, 「주상」이란, 면적률이 50% 이상인 것을 가리킨다. 페라이트의 면적률이 50% 미만이면, 항복 응력이 과도하게 커지고, 또한 가공 경화 지수가 작아져, 소망하는 항복비가 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 전술한 항복 응력 및 항복비의 관점에서, 페라이트의 면적률은 바람직하게는 70% 이상이고, 보다 바람직하게는 72% 이상이다. 한편, 페라이트의 면적률이 94%를 초과하면 강도가 저하하여, 소망하는 항복 강도 및 인장 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 페라이트는 면적률로 94% 이하이고, 바람직하게는, 페라이트는 면적률로 92% 이하이다.Ferrite is a soft structure, and in order to obtain the desired yield strength and yield ratio, it is made into a main phase in the present invention. In addition, "main phase" means having an area ratio of 50% or more. If the area ratio of ferrite is less than 50%, the yield stress becomes excessively large, and further, the work hardening index becomes small, so that the desired yield ratio may not be obtained. In addition, from the viewpoint of the above-mentioned yield stress and yield ratio, the area ratio of ferrite is preferably 70% or more, and more preferably 72% or more. On the other hand, if the area ratio of ferrite exceeds 94%, the strength decreases, and the desired yield strength and tensile strength may not be obtained. Therefore, the area ratio of ferrite is 94% or less, and preferably, the area ratio of ferrite is 92% or less.

펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률: 6∼25%, 상부 베이나이트의 면적률: 5% 이하(제2상)Area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite: 6 to 25%, Area ratio of upper bainite: 5% or less (second phase)

펄라이트 및 의사 펄라이트는 경질인 조직이고, 강의 강도를 상승시키고, 또한 저항복비를 얻기 위해 가장 중요한 강 조직이다. 본 발명에서 목적으로 하는 항복 강도, 인장 강도, 항복비를 얻기 위해서는, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률을 6% 이상으로 하는 것이 필요하다. 바람직하게는 7% 이상이고, 보다 바람직하게는 9% 이상이다. 한편, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 25%를 초과하면 인성이 악화되는 경우가 있다. 그 때문에, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률은 25% 이하인 것이 필요하다. 바람직하게는 23% 이하이고, 보다 바람직하게는 21% 이하이다.Pearlite and pseudo-pearlite are hard structures, and are the most important steel structures for increasing the strength of steel and also obtaining the yield ratio. In order to obtain the yield strength, tensile strength, and yield ratio aimed at in the present invention, it is necessary that the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite be 6% or more. Preferably, it is 7% or more, and more preferably, it is 9% or more. On the other hand, if the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite exceeds 25%, the toughness may deteriorate. Therefore, it is necessary that the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite be 25% or less. Preferably, it is 23% or less, and more preferably, it is 21% or less.

또한, 상기 의사 펄라이트의 면적률은 5% 이상인 것이 바람직하다. 의사 펄라이트가 면적률로 5% 이상 존재하면, 각형 강관을 제조했을 때에 항복비가 낮게 억제되기 때문에, 보다 우수한 내진성(earthquake resistance)이 얻어진다. 한편, 상기 의사 펄라이트의 면적률을 15% 초과로 하기 위해서는, 열간 압연에 있어서의 냉각 공정에서 펄라이트가 생성되는 온도 범위를 급냉할 필요가 있어, 제조 조건이 한정된다. 그 때문에, 상기 의사 펄라이트의 면적률은 15% 이하가 바람직하다.In addition, it is preferable that the area ratio of the pseudo-pearlite is 5% or more. If the pseudo-pearlite exists at an area ratio of 5% or more, the yield ratio is suppressed low when a square steel pipe is manufactured, so that better earthquake resistance is obtained. On the other hand, in order to make the area ratio of the pseudo-pearlite exceed 15%, it is necessary to rapidly cool the temperature range in which pearlite is generated in the cooling process in hot rolling, so that the manufacturing conditions are limited. Therefore, the area ratio of the pseudo-pearlite is preferably 15% or less.

또한, 상부 베이나이트는, 페라이트와 펄라이트의 중간적인 경도를 갖는 조직이고, 강의 강도를 상승시킨다. 그러나, 상부 베이나이트의 면적률이 5%를 초과하면, 본 발명에서 목적으로 하는 저항복비가 얻어지지 않는다. 그 때문에, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 것이 필요하다. 바람직하게는 4% 이하이다. 상부 베이나이트는 0%라도 좋다.In addition, upper bainite is a structure having a hardness between ferrite and pearlite, and increases the strength of the steel. However, if the area ratio of upper bainite exceeds 5%, the yield strength aimed at in the present invention is not obtained. Therefore, it is necessary that the area ratio of upper bainite is 5% or less. It is preferably 4% or less. Upper bainite may be 0%.

또한, 본 발명에서는, 상기 주상 및 상기 제2상 이외의 조직은, 오스테나이트 및 마르텐사이트이다.Additionally, in the present invention, structures other than the main phase and the second phase are austenite and martensite.

또한, 페라이트, 펄라이트, 의사 펄라이트, 상부 베이나이트의 면적률은, 후술하는 방법으로 측정할 수 있다.Additionally, the area ratios of ferrite, pearlite, pseudo-pearlite, and upper bainite can be measured by the method described below.

판두께 중심부의 강 조직에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이러한 결정립의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛이고, 상기 결정립 중, 이러한 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 35% 이상이고, 추가로, 상기 결정립 중, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하In the steel structure at the center of the plate thickness, when a region surrounded by boundaries in which the orientation difference between neighboring crystals is 15° or more is defined as a crystal grain, the average crystal grain size of these crystal grains is 10.0 to 30.0 ㎛, and among the crystal grains, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 ㎛ is 35% or more, and further, among the crystal grains, the number density of crystal grains having a ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), of 3.0 or more is 30/mm2 or less.

본 발명의 강 조직은, 본 발명에서 목적으로 하는 저항복비, 항복 강도 및, 인장 강도를 얻기 위해, 연질 조직과 경질 조직을 혼합시킨 강(이하, 「복합 조직강」이라고 칭함)으로 한다.The steel structure of the present invention is a steel (hereinafter referred to as “composite structure steel”) that mixes soft and hard structures in order to obtain the yield strength, yield strength, and tensile strength aimed at in the present invention.

그런데, 이러한 복합 조직강은, 단일 조직강과 비교하여 인성이 나쁘다. 그래서, 본 발명에서는, 상기의 기계적 특성과 우수한 인성을 양립하기 위해, 결정 방위차가 15° 이상의 경계에 의해 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 강판의 판두께 중심부에 있어서, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 결정 입경, 조대한 결정립의 면적률 및, 신장한 결정립의 개수 밀도를 규정한다.However, such composite grain steels have poor toughness compared to single grain steels. Therefore, in the present invention, in order to achieve both the above mechanical properties and excellent toughness, when the region surrounded by boundaries with a crystal orientation difference of 15° or more is defined as a crystal grain, the grain size of the steel grain including the main phase and the second phase, the area ratio of coarse grains, and the number density of elongated grains are specified in the center of the thickness of the steel plate.

상기 결정립의 평균 결정 입경(평균 원상당 지름)이 10.0㎛ 미만이면, 항복비가 증가하여 본 발명에서 목적으로 하는 항복비가 얻어지지 않는다. 한편, 상기 평균 결정 입경이 30.0㎛를 초과하면, 인성이 악화된다. 그 때문에, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경은, 10.0∼30.0㎛의 범위인 것이 필요하다. 상기 평균 결정 입경은, 바람직하게는 11.0㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 12.5㎛ 이상이다. 또한, 상기 평균 결정 입경은 28.0㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 26.0㎛ 이하이다.If the average grain size (average circle diameter) of the above-mentioned crystal grains is less than 10.0 ㎛, the yield ratio increases and the yield ratio aimed at in the present invention is not obtained. On the other hand, if the average grain size exceeds 30.0 ㎛, the toughness deteriorates. Therefore, the average grain size of the steel structure including the main phase and the second phase needs to be in the range of 10.0 to 30.0 ㎛. The above-mentioned average grain size is preferably 11.0 ㎛ or more, more preferably 12.5 ㎛ or more. In addition, the above-mentioned average grain size is preferably 28.0 ㎛ or less, more preferably 26.0 ㎛ or less.

여기에서, 본 발명자들의 검토 중, 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛의 범위 내라도, 본 발명에서 목적으로 하는 항복비 및 샤르피 흡수 에너지를 얻을 수 없는 경우가 있었다. 그래서, 본 발명자들이 추가로 검토한 결과, 본 발명에서 목적으로 하는 인성 및 항복비를 얻기 위해서는, 상기 평균 결정 입경의 ±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률 및 신장한 결정립의 개수 밀도가 매우 중요한 것을 알 수 있었다.Here, during the review by the present inventors, there were cases where the yield ratio and Charpy absorbed energy targeted by the present invention could not be obtained even when the average crystal grain size was within the range of 10.0 to 30.0 ㎛. Therefore, as a result of further review by the present inventors, it was found that in order to obtain the toughness and yield ratio targeted by the present invention, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within ±5.0 ㎛ of the average crystal grain size and the number density of elongated crystal grains are very important.

구체적으로는, 강판의 판두께 중심부에 있어서, 상기 면적률이 35% 이상, 또한, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하의 조직인 것이 필요하다.Specifically, in the center of the thickness of the steel plate, it is necessary that the structure has a grain density of 30/mm2 or less in which the area ratio is 35% or more and the ratio of the major diameter to the minor diameter, (major diameter)/(minor diameter), is 3.0 or more.

결정 방위차, 평균 결정 입경 및, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률은, 모두 SEM/EBSD법에 의해 측정하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에서는, 후술하는 방법으로 측정할 수 있다.The crystal orientation difference, the average crystal grain size, and the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size of ±5.0 ㎛ can all be measured by the SEM/EBSD method. In addition, in the present invention, the measurement can be made by the method described below.

상기한 성분 조성 및 강 조직을 만족함으로써, 본 발명의 목적으로 하는 강도, 항복비 및 인성(-20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지, 연성-취성 전이 온도)을 가진 열연 강판을 얻는 것이 가능해진다.By satisfying the above-mentioned component composition and steel structure, it becomes possible to obtain a hot-rolled steel sheet having the strength, yield ratio, and toughness (Charpy absorbed energy at -20°C, ductile-to-brittle transition temperature) intended for the present invention.

즉, 본 발명의 열연 강판에서는, 항복 강도를 250㎫ 이상, 인장 강도를 400㎫ 이상, 항복비를 0.75 이하, 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수를 0.20 이상, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지를 100J 이상, 연성-취성 전이 온도를 -20℃ 이하로 할 수 있다.That is, in the hot-rolled steel sheet of the present invention, the yield strength can be 250 MPa or more, the tensile strength can be 400 MPa or more, the yield ratio can be 0.75 or less, the work hardening index at a plastic strain of 3 to 7% can be 0.20 or more, the Charpy absorbed energy at -20°C can be 100 J or more, and the ductile-brittle transition temperature can be -20°C or less.

그리고, 이러한 열연 강판을 이용함으로써, 후술의 각형 강관을 얻는 것을 가능하게 한다.And, by using this hot-rolled steel plate, it is possible to obtain the square steel pipe described later.

또한, 본 발명의 열연 강판은, 판두께가 12㎜ 이상인 것이 바람직하고, 판두께를 12∼32㎜의 범위로 하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the hot-rolled steel plate of the present invention preferably has a plate thickness of 12 mm or more, and more preferably has a plate thickness in the range of 12 to 32 mm.

다음으로, 본 발명의 열연 강판의 제조 방법으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 열연 강판의 제조 방법을 설명한다.Next, as a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet of the present invention, a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet according to one embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 열연 강판의 제조 방법은, 예를 들면, 우선, 상기한 성분 조성을 갖는 강 소재를, 가열 온도: 1100℃ 이상 1300℃ 이하로 가열한다(가열 공정). 이어서, 열간 압연으로서, 조압연 종료 온도: 850℃ 이상 1150℃ 이하로 하는 조압연을 실시하고, 이러한 조압연의 종료 후 15s 이상 경과한 후에 마무리 압연을 개시하고, 마무리 압연 종료 온도: 750℃ 이상 850℃ 이하로 하고, 또한 열간 압연 공정 전체에서 930℃ 이하에서의 합계 압하율: 40% 이상 59% 이하로 하는 열간 압연을 행한다(열간 압연 공정). 이어서, 상기 열간 압연에서 얻어진 소재 강판에 대하여, 판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc(℃/s)가 이하의 식 (2)를 만족하고, 판두께 중심의 냉각 정지 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하인 냉각을 행한다(냉각 공정). 이어서, 상기 소재 강판에 대해서, 판두께 중심 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하에서 권취를 행한다(권취 공정). 이어서, 상기 권취 공정에서 얻어진 권취 강판에 대해서, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 1.0h 이상 10.0h 이하의 사이 체류시키는 제2 냉각을 행한다(제2 냉각 공정). 이에 따라, 본 발명의 열연 강판이 얻어진다.The method for manufacturing a hot-rolled steel sheet of the present invention comprises, for example, first, heating a steel material having the above-described component composition to a heating temperature of 1100°C or more and 1300°C or less (heating process). Next, rough rolling is performed as hot rolling at a rough rolling end temperature of 850°C or more and 1150°C or less, and after 15 s or more have elapsed after the end of this rough rolling, finish rolling is started, and the finish rolling end temperature is 750°C or more and 850°C or less, and further, hot rolling is performed at a total reduction ratio of 40% or more and 59% or less at 930°C or less throughout the hot rolling process (hot rolling process). Next, for the material steel sheet obtained from the hot rolling, cooling is performed (cooling process) at an average cooling rate Vc (℃/s) at the center of the plate thickness that satisfies the following equation (2), and a cooling stop temperature at the center of the plate thickness: 550℃ or more and 680℃ or less. Next, for the material steel sheet, coiling is performed at a center of the plate thickness temperature: 550℃ or more and 680℃ or less (coiling process). Next, for the coiled steel sheet obtained in the coiling process, a second cooling is performed (second cooling process) in which the steel sheet is kept in a temperature range of 400℃ to 300℃ for 1.0 h or more and 10.0 h or less. Thus, the hot rolled steel sheet of the present invention is obtained.

4≤Vc≤20 …(2)4≤Vc≤20 … (2)

이하에, 열연 강판의 제조 방법을 더욱 구체적으로 기재한다. 또한, 이하의 제조 방법의 설명에 있어서, 온도에 관한 「℃」 표시는, 특별히 언급하지 않는 한, 강 소재나 강판(열연판, 소재 강판, 열연 강판)(이하, 강판 등이라고도 함)의 표면 온도로 한다. 이들 표면 온도는, 방사 온도계 등으로 측정할 수 있다. 또한, 강판 등의 판두께 중심의 온도는, 강판 등의 단면 내의 온도 분포를 전열 해석에 의해 계산하고, 그의 결과를 강판 등의 표면 온도에 의해 보정함으로써 구할 수 있다.Hereinafter, a method for manufacturing a hot-rolled steel plate will be described in more detail. In addition, in the description of the manufacturing method below, the indication of "℃" regarding temperature refers to the surface temperature of a steel material or steel plate (hot-rolled plate, raw steel plate, hot-rolled steel plate) (hereinafter also referred to as steel plate, etc.) unless otherwise specified. These surface temperatures can be measured with a radiation thermometer, etc. In addition, the temperature at the center of the thickness of the steel plate, etc. can be obtained by calculating the temperature distribution within the cross section of the steel plate, etc. by heat transfer analysis and correcting the result by the surface temperature of the steel plate, etc.

본 발명에 있어서, 강 소재(강 슬래브)의 용제 방법은 특별히 한정되지 않고, 전로(converter), 전기로(electric furnace), 진공 용해로 등의 공지의 용제 방법의 모두가 적합하다. 주조 방법도 특별히 한정되지 않지만, 연속 주조법 등의 공지의 주조 방법에 의해, 소망 치수로 제조된다. 또한, 연속 주조법을 대신하여, 조괴-분괴 압연법을 적용해도 하등 문제는 없다. 용강에는 추가로, 레이들 정련 등의 2차 정련을 실시해도 좋다.In the present invention, the method for melting the steel material (steel slab) is not particularly limited, and all known melting methods such as a converter, an electric furnace, and a vacuum melting furnace are suitable. The casting method is also not particularly limited, but the steel is manufactured into a desired size by a known casting method such as a continuous casting method. In addition, there is no problem in applying the ingot-slab rolling method instead of the continuous casting method. In addition, secondary refining such as ladle refining may be performed on the molten steel.

이어서, 가열 공정으로서, 얻어진 강 소재(강 슬래브)를, 가열 온도: 1100℃ 이상 1300℃ 이하로 가열한다. 이어서, 열간 압연 공정으로서, 조압연 종료 온도: 850℃ 이상 1150℃ 이하로 하는 조압연을 실시하고, 이러한 조압연의 종료 후 15s 이상 경과한 후에 마무리 압연을 개시하고, 마무리 압연 종료 온도: 750℃ 이상 850℃ 이하로 하고, 또한, 열간 압연 공정 전체에서 930℃ 이하에서의 합계 압하율: 40% 이상 59% 이하로 하는 열간 압연을 행하여, 열연 강판용의 소재 강판을 얻는다.Next, as a heating process, the obtained steel material (steel slab) is heated to a heating temperature of 1100°C or more and 1300°C or less. Next, as a hot rolling process, rough rolling is performed at a rough rolling end temperature of 850°C or more and 1150°C or less, and finish rolling is started after 15 seconds or more have elapsed after the end of such rough rolling, and the finish rolling end temperature is 750°C or more and 850°C or less, and further, hot rolling is performed at a total reduction ratio of 40% or more and 59% or less at 930°C or less throughout the entire hot rolling process, thereby obtaining a raw steel sheet for a hot rolled steel sheet.

가열 온도: 1100℃ 이상 1300℃ 이하Heating temperature: 1100℃ or higher, 1300℃ or lower

가열 공정에 있어서, 가열 온도가 1100℃ 미만인 경우, 피압연재의 변형 저항이 커져 압연이 곤란해진다. 한편, 가열 온도가 1300℃를 초과하면, 오스테나이트립이 조대화하고, 후의 압연(조압연, 마무리 압연)에 있어서 미세한 오스테나이트립이 얻어지지 않아, 본 발명에서 목적으로 하는 열연 강판의 강 조직의 평균 결정 입경을 확보하는 것이 곤란해진다. 또한, 조대한 베이나이트의 생성을 억제하는 것이 곤란해져, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률을, 본 발명에서 목적으로 하는 범위로 제어하는 것이 어렵다. 이 때문에, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는, 1100℃ 이상 1300℃ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 1120℃ 이상이다. 또한, 가열 공정에 있어서의 가열 온도는, 보다 바람직하게는 1280℃ 이하이다.In the heating process, when the heating temperature is less than 1100°C, the deformation resistance of the rolled material increases, making rolling difficult. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1300°C, the austenite grains coarsen, and in the subsequent rolling (rough rolling, finish rolling), fine austenite grains are not obtained, making it difficult to secure the average grain size of the steel structure of the hot rolled steel sheet aimed at in the present invention. In addition, it becomes difficult to suppress the formation of coarse bainite, making it difficult to control the area ratio of grains having an average grain size of ±5.0 ㎛ or less within the range aimed at in the present invention. Therefore, the heating temperature in the heating process is set to 1100°C or more and 1300°C or less. It is more preferably 1120°C or more. In addition, the heating temperature in the heating process is more preferably 1280°C or less.

또한, 본 발명에서는, 강 슬래브(슬래브)를 제조한 후, 일단 실온까지 냉각하고, 그 후 재차 가열하는 종래법에 더하여, 실온까지 냉각하지 않고, 온편인 채로 가열로에 장입하는, 직송 압연의 에너지 절약 프로세스도 문제 없이 적용할 수 있다.In addition, in the present invention, in addition to the conventional method of manufacturing a steel slab (slab), first cooling it to room temperature, and then reheating it, an energy-saving process of direct rolling in which the slab is loaded into a heating furnace while still hot without cooling it to room temperature can also be applied without any problem.

조압연 종료 온도: 850℃ 이상 1150℃ 이하Rolling end temperature: 850℃ or higher and 1150℃ or lower

열간 압연 공정에 있어서, 조압연 종료 온도가 850℃ 미만인 경우, 후의 마무리 압연 중에 강판 표면 온도가 페라이트 변태 개시 온도 이하가 되고, 다량의 페라이트가 생성되어, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 면적률이 감소하기 때문에, 본 발명에서 목적으로 하는 저항복비 각형 강관을 얻는 것이 곤란해진다. 한편, 조압연 종료 온도가 1150℃를 초과하면, 오스테나이트 미재결정 온도역에서의 압하량이 부족하여, 미세한 오스테나이트립이 얻어지지 않는다. 그 결과, 본 발명에서 목적으로 하는 열연 강판의 강 조직이 얻어지지 않고, 강판의 판두께 중심부에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립으로 했을 때, 이러한 결정립의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛이고, 또한, 이러한 결정립 중 단경에 대한 장경의 비 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 개수 밀도가 30개/㎟ 이하이고, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립이 면적률로 35% 이상의 강 조직을 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 조대한 베이나이트의 생성을 억제하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 조압연 종료 온도는, 850℃ 이상 1150℃ 이하로 한다. 바람직하게는 860℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 870℃ 이상이다. 또한, 조압연 종료 온도는, 바람직하게는 1100℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 1050℃ 이하이다.In the hot rolling process, if the rough rolling end temperature is lower than 850°C, the surface temperature of the steel sheet becomes lower than the ferrite transformation initiation temperature during subsequent finish rolling, a large amount of ferrite is generated, and the area ratio of pearlite and pseudo-pearlite decreases, so it becomes difficult to obtain the low-yield ratio square steel pipe aimed at in the present invention. On the other hand, if the rough rolling end temperature exceeds 1150°C, the amount of reduction in the austenite non-recrystallization temperature range is insufficient, so that fine austenite grains are not obtained. As a result, the steel structure of the hot-rolled steel sheet aimed at in the present invention is not obtained, and when a region surrounded by boundaries where the orientation difference between neighboring crystals is 15° or more in the center of the thickness of the steel sheet is defined as a crystal grain, it becomes difficult to obtain a steel structure in which the average crystal grain size of these crystal grains is 10.0 to 30.0 µm, and further, the number density of the ratio of the major axis to the minor axis (major axis)/(minor axis) among these crystal grains is 3.0 or more is 30/mm2 or less, and the crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 µm have an area ratio of 35% or more. In addition, it becomes difficult to suppress the formation of coarse bainite. For this reason, the rough rolling finish temperature is set to 850°C or more and 1150°C or less. It is preferably 860°C or more, and more preferably 870°C or more. In addition, the rough rolling finish temperature is preferably 1100°C or less, and more preferably 1050°C or less.

조압연 종료 후에서 마무리 압연 개시까지의 경과 시간: 15s 이상Elapsed time from the end of rough rolling to the start of final rolling: 15s or more

열간 압연 공정에 있어서, 조압연 종료 후에서 마무리 압연 개시까지의 시간이 15s 미만인 경우, 오스테나이트의 결정 입경에 편차가 커져, 본 발명에서 목적으로 하는, 강판의 판두께 중심부에 있어서, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률을 35% 이상으로 하는 것이 곤란해진다. 또한, 후술하는 관축 방향에 대한 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P(이하, 「에너지의 비 P」라고 함)가 0.5∼1.2를 갖는 저항복비 각형 강관을 얻는 것이 곤란해진다. 상기 시간은, 바람직하게는 18s 이상이고, 보다 바람직하게는 20s 이상이다. 조압연 종료에서 마무리 압연 개시까지의 시간에 상한은 특별히 규정하지 않지만, 생산성의 관점에서 300s 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 280s 이하이다.In the hot rolling process, if the time from the end of rough rolling to the start of finish rolling is less than 15 s, the variation in the grain size of the austenite increases, and it becomes difficult to make the area ratio of grains having an average grain size of ±5.0 µm or less in the center of the steel plate thickness, which is the purpose of the present invention, 35% or more. In addition, it becomes difficult to obtain a low-yield square steel pipe having a ratio P of Charpy absorbed energy at -20°C in the pipe circumferential direction to the pipe axial direction described later (hereinafter referred to as "energy ratio P") of 0.5 to 1.2. The time is preferably 18 s or more, and more preferably 20 s or more. The upper limit of the time from the end of rough rolling to the start of finish rolling is not specifically defined, but from the viewpoint of productivity, it is preferably 300 s or less, and more preferably 280 s or less.

마무리 압연 종료 온도: 750℃ 이상 850℃ 이하Finishing rolling end temperature: 750℃ or higher and 850℃ or lower

열간 압연 공정에 있어서, 마무리 압연 종료 온도가 750℃ 미만인 경우, 마무리 압연 중에 강판 표면 온도가 페라이트 변태 개시 온도 이하가 되고, 압연 방향으로 신장한 페라이트가 형성되어, 가공성이 저하할 가능성이 있다. 한편, 마무리 압연 종료 온도가 850℃를 초과하면, 오스테나이트 미재결정 온도역에서의 압하량이 부족하여, 미세한 오스테나이트립이 얻어지지 않는다. 그 결과, 결정립이 조대해져, 본 발명에서 목적으로 하는 강도의 확보가 곤란해진다. 또한, 조대한 베이나이트의 생성을 억제하는 것이 곤란해진다. 이 때문에, 마무리 압연 종료 온도는, 750℃ 이상 850℃ 이하로 한다. 마무리 압연 종료 온도는, 바람직하게는 770℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 780℃ 이상이다. 또한, 마무리 압연 종료 온도는, 바람직하게는 830℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 820℃ 이하이다.In the hot rolling process, when the finish rolling end temperature is less than 750°C, the steel sheet surface temperature during the finish rolling becomes lower than the ferrite transformation initiation temperature, and ferrite elongated in the rolling direction is formed, which may result in reduced workability. On the other hand, when the finish rolling end temperature exceeds 850°C, the amount of reduction in the austenite non-recrystallization temperature range is insufficient, and fine austenite grains are not obtained. As a result, the grains become coarse, making it difficult to secure the strength aimed at in the present invention. In addition, it becomes difficult to suppress the formation of coarse bainite. Therefore, the finish rolling end temperature is set to 750°C or more and 850°C or less. The finish rolling end temperature is preferably 770°C or more, and more preferably 780°C or more. In addition, the finish rolling end temperature is preferably 830°C or less, and more preferably 820°C or less.

930℃ 이하의 합계 압하율: 40% 이상 59% 이하Total pressure reduction below 930℃: 40% or more and 59% or less

본 발명에서는, 상기 조압연 및 상기 마무리 압연을 행하는 열간 압연 공정에 있어서, 오스테나이트 중의 서브그레인을 미세화함으로써, 계속되는 냉각 공정, 권취 공정에서 생성하는 페라이트, 베이나이트를 미세화하여, 본 발명에서 목적으로 하는 강도 및 인성을 갖는 열연 강판의 강 조직을 얻는다. 열간 압연 공정에 있어서 오스테나이트 중의 서브그레인을 미세화하기 위해서는, 오스테나이트 미재결정 온도역에서의 압하율을 높게 하고, 충분한 가공 변형을 도입할 필요가 있다. 그러나, 합계 압하율이 59%를 초과하면, 장경과 단경의 비가 큰 결정립이 생성되기 쉬워, 인성의 저하를 초래한다. 그 때문에, 본 발명에서는, 930℃ 이하의 합계 압하율을 59% 이하로 했다. 바람직하게는 57% 이하이고, 보다 바람직하게는 55% 이하이다. 한편, 930℃ 이하의 합계 압하율이 40% 미만이 되면, 페라이트나 베이나이트의 결정 입경이 커져, 인성의 저하를 초래한다. 그 때문에, 930℃ 이하의 합계 압하율은 40% 이상으로 했다. 바람직하게는 42% 이상이고, 보다 바람직하게는 45% 이상이다.In the present invention, in the hot rolling process of performing the above rough rolling and the above finish rolling, by refining the subgrains in the austenite, the ferrite and bainite generated in the subsequent cooling process and coiling process are refinished, thereby obtaining the steel structure of the hot rolled steel sheet having the strength and toughness targeted by the present invention. In order to refining the subgrains in the austenite in the hot rolling process, it is necessary to increase the reduction ratio in the austenite non-recrystallization temperature range and to introduce sufficient processing strain. However, if the total reduction ratio exceeds 59%, grains having a large ratio of major axis to minor axis are likely to be generated, resulting in a decrease in toughness. Therefore, in the present invention, the total reduction ratio of 930°C or less is set to 59% or less. It is preferably 57% or less, and more preferably 55% or less. On the other hand, if the total reduction ratio of 930°C or less is less than 40%, the crystal grain size of ferrite or bainite becomes large, resulting in a decrease in toughness. For this reason, the total pressure reduction ratio below 930℃ was set to 40% or more. Preferably, it is 42% or more, and more preferably, it is 45% or more.

또한, 압하율의 합계를 930℃ 이하로 규정한 것은, 압연 공정에 있어서, 930℃ 초과에서는 오스테나이트가 재결정하고, 압연에 의해 도입된 전위가 소실되어 버려, 미세화한 오스테나이트가 얻어지지 않기 때문이다.In addition, the reason why the total reduction ratio is set to 930℃ or less is because, in the rolling process, when the temperature exceeds 930℃, austenite recrystallizes and the dislocation introduced by rolling is lost, so refined austenite is not obtained.

상기한 합계 압하율이란, 930℃ 이하의 온도역에 있어서의 각 압연 패스의 압하율의 합계를 가리킨다.The above-mentioned total reduction ratio refers to the sum of the reduction ratios of each rolling pass in a temperature range of 930℃ or less.

본 발명에서는, 가열한 강 소재(슬래브)를 열간 압연할 때에 있어서, 상기한 조압연 및 마무리 압연의 양쪽에 걸쳐 930℃ 이하의 합계 압하율을 40% 이상 59% 이하로 하는 열간 압연으로 해도 좋다. 혹은, 마무리 압연만으로 930℃ 이하의 합계 압하율을 40% 이상 59% 이하로 해도 좋다. 즉, 마무리 압연만으로 930℃ 이하의 합계 압하율을 40% 이상 59% 이하로 할 수 없는 경우에는, 조압연의 도중에, 강 소재(슬래브)를 냉각하여 온도를 930℃ 이하로 한 후, 조압연 및 마무리 압연의 양쪽에 있어서의 930℃ 이하의 압하율의 합계가 40% 이상 59% 이하가 되도록 압연하면 좋다.In the present invention, when hot rolling a heated steel material (slab), hot rolling may be performed such that the total reduction ratio of 930°C or less across both the rough rolling and the finish rolling is 40% or more and 59% or less. Alternatively, the total reduction ratio of 930°C or less may be 40% or more and 59% or less across only the finish rolling. That is, when the total reduction ratio of 930°C or less cannot be 40% or more and 59% or less across only the finish rolling, the steel material (slab) may be cooled during the rough rolling to make the temperature 930°C or less, and then rolled such that the total of the reduction ratios of 930°C or less across both the rough rolling and the finish rolling is 40% or more and 59% or less.

열간 압연 공정 후, 냉각 공정으로서, 열연 강판용의 소재 강판(이하 간단히 소재 강판이라고도 기재함. 열연판이라고도 함)에 냉각을 실시한다. 이 냉각 공정에서는, 판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc(℃/s)가 이하의 식 (2)를 만족하고, 판두께 중심의 냉각 정지 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하인 조건으로 냉각한다.After the hot rolling process, as a cooling process, the material steel plate for hot rolled steel plate (hereinafter also simply referred to as the material steel plate, also referred to as hot rolled plate) is cooled. In this cooling process, cooling is performed under the conditions that the average cooling rate Vc (℃/s) at the center of the plate thickness satisfies the following equation (2), and the cooling stop temperature at the center of the plate thickness is 550℃ or more and 680℃ or less.

4≤Vc≤20 …(2)4≤Vc≤20 … (2)

판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc: 4℃/s 이상 20℃/s 이하Average cooling rate Vc at the center of plate thickness: 4℃/s or more and 20℃/s or less

냉각 공정에 있어서, 판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc가 4℃/s 미만에서는, 페라이트의 핵 생성 빈도가 감소하여, 페라이트립이 조대화하기 때문에, 소망하는 강도를 얻을 수 없다. 한편으로, 상기 평균 냉각 속도 Vc가 20℃/s를 초과하면, 다량의 상부 베이나이트가 생성되어, 본 발명에서 목적으로 하는 항복비가 얻어지지 않는다. 평균 냉각 속도 Vc는, 바람직하게는 6℃/s 이상이고, 보다 바람직하게는 8℃/s 이상이다. 또한, 바람직하게는 18℃/s 이하이고, 보다 바람직하게는 16℃/s 이하이다.In the cooling process, if the average cooling rate Vc at the center of the plate thickness is less than 4°C/s, the frequency of nucleation of ferrite decreases and the ferrite grains coarsen, so that the desired strength cannot be obtained. On the other hand, if the average cooling rate Vc exceeds 20°C/s, a large amount of upper bainite is generated, so that the yield ratio targeted by the present invention cannot be obtained. The average cooling rate Vc is preferably 6°C/s or more, more preferably 8°C/s or more. Furthermore, it is preferably 18°C/s or less, more preferably 16°C/s or less.

본 발명에서는, 결정 입경이 조대해지는 것을 억제하는 관점에서, 마무리 압연 종료 후 곧바로 냉각을 개시하는 것이 바람직하다.In the present invention, from the viewpoint of suppressing the crystal grain size from becoming coarser, it is preferable to start cooling immediately after the end of the finishing rolling.

판두께 중심의 냉각 정지 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하Cooling stop temperature at the center of plate thickness: 550℃ or more and 680℃ or less

냉각 공정에 있어서, 판두께 중심의 냉각 정지 온도가 550℃ 미만에서는, 냉각 중에 소재 강판의 길이 방향 및/또는 폭 방향에서 온도 불균일이 생기기 쉬워, 기계적 특성에 편차가 생길 가능성이 있다. 한편으로, 판두께 중심의 냉각 정지 온도가 680℃를 초과하면, 페라이트립이 조대화하여, 소망하는 결정 입경이 얻어지지 않는다. 또한, 판두께 중심의 냉각 정지 온도는, 바람직하게는 560℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 580℃ 이상이다. 또한, 바람직하게는 660℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 650℃ 이하이다.In the cooling process, if the cooling stop temperature at the center of the plate thickness is less than 550°C, temperature unevenness is likely to occur in the longitudinal and/or transverse directions of the material steel plate during cooling, which may cause deviations in mechanical properties. On the other hand, if the cooling stop temperature at the center of the plate thickness exceeds 680°C, the ferrite grains coarsen, and the desired crystal grain size is not obtained. In addition, the cooling stop temperature at the center of the plate thickness is preferably 560°C or higher, more preferably 580°C or higher. In addition, it is preferably 660°C or lower, more preferably 650°C or lower.

본 발명에 있어서, 판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc(℃/s)는, 판두께 중심에 있어서의 냉각 개시에서 냉각 정지까지의 온도역에 있어서의 평균 냉각 속도이다. 또한, 상기 평균 냉각 속도는, ((냉각 전의 소재 강판의 온도-냉각 후의 소재 강판의 온도)/냉각 시간)으로 구해지는 값이고, 전열 해석에 의해 얻어진 소재 강판 단면 내의 온도 분포로부터 산출할 수 있다.In the present invention, the average cooling rate Vc (℃/s) at the center of the plate thickness is the average cooling rate in the temperature range from the start of cooling to the stop of cooling at the center of the plate thickness. In addition, the average cooling rate is a value obtained by ((temperature of the material steel plate before cooling - temperature of the material steel plate after cooling) / cooling time), and can be calculated from the temperature distribution within the cross-section of the material steel plate obtained by heat transfer analysis.

냉각 방법은, 노즐로부터의 물의 분사 등의 수냉이나, 냉각 가스의 분사에 의한 냉각 등을 들 수 있다.Cooling methods include water cooling, such as spraying water from a nozzle, or cooling by spraying cooling gas.

냉각 공정에 있어서는, 소재 강판(열연판)의 양면이 동(同) 조건으로 냉각되도록, 소재 강판 양면에 냉각 조작(처리)을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 냉각 속도를 얻기 위해, 냉각수 또는 냉각 가스의 양이나 압력, 분사 시간·각도 및 소재 강판의 반송 속도 등을 조정할 수 있다. 특히, 본 발명에서 규정한 냉각 속도가 얻어지도록, 미리 전열 해석을 행하여 소재 강판의 냉각 처리의 조건을 결정한 후, 이 조건을 제조 조건에 반영시킬 수 있다.In the cooling process, it is preferable to perform a cooling operation (process) on both sides of the material steel plate (hot rolled sheet) so that both sides of the material steel plate are cooled under the same conditions. In addition, in order to obtain the above-mentioned cooling rate, the amount or pressure of the cooling water or cooling gas, the injection time and angle, and the return speed of the material steel plate can be adjusted. In particular, in order to obtain the cooling rate specified in the present invention, a heat transfer analysis is performed in advance to determine the conditions for the cooling treatment of the material steel plate, and then these conditions can be reflected in the manufacturing conditions.

상기 냉각 공정 후에, 권취 공정으로서, 소재 강판을 권취한다. 이 권취 공정에서는, 강판 조직의 관점에서, 소재 강판의 판두께 중심 온도(권취 온도): 550℃ 이상 680℃ 이하에서 권취를 행한다. 권취 온도가 550℃ 미만에서는, 강판 표면에 다량의 상부 베이나이트가 생성되어, 면적률이 5%를 초과하는 경우가 있다. 한편, 권취 온도가 680℃ 초과에서는, 페라이트립이 조대화함과 함께, 소망하는 결정 입경이 얻어지지 않는다. 권취 온도는, 바람직하게는 570℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 580℃ 이상이다. 또한, 권취 온도는, 바람직하게는 660℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 650℃ 이하이다.After the above cooling process, as a coiling process, the material steel plate is coiled. In this coiling process, from the viewpoint of the steel plate structure, coiling is performed at a temperature at the center of the plate thickness of the material steel plate (coiling temperature): 550°C or more and 680°C or less. When the coiling temperature is less than 550°C, a large amount of upper bainite is generated on the surface of the steel plate, and the area ratio may exceed 5%. On the other hand, when the coiling temperature exceeds 680°C, the ferrite grains coarsen and the desired crystal grain size is not obtained. The coiling temperature is preferably 570°C or more, and more preferably 580°C or more. In addition, the coiling temperature is preferably 660°C or less, and more preferably 650°C or less.

상기 권취 공정 후에, 상기 권취 공정에서 얻어진 권취 강판을 냉각하는 제2 냉각 공정을 실시한다. 이 제2 냉각 공정에서는, 상기 권취 공정에서 얻어진 권취 강판에 대해서, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 1.0h 이상 10.0h 이하의 시간 체류시킨다. 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간이 1.0h 미만에서는, 소망하는 가공 경화 지수가 얻어지지 않아, 소망하는 항복비 및 인성이 얻어지지 않는다. 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간이 10.0h를 초과하면, 소망하는 항복 강도 및 인장 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다. 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간은, 바람직하게는 1.5h 이상이고, 보다 바람직하게는 2.0h 이상이다. 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간은, 바람직하게는 9.0h 이하이고, 보다 바람직하게는 8.5h 이하이다.After the above coiling process, a second cooling process is performed to cool the coiled steel sheet obtained in the above coiling process. In this second cooling process, the coiled steel sheet obtained in the above coiling process is allowed to remain in a temperature range of 400°C to 300°C for 1.0 h or more and 10.0 h or less. If the residence time in the temperature range of 400°C to 300°C is less than 1.0 h, the desired work hardening index is not obtained, and the desired yield ratio and toughness are not obtained. If the residence time in the temperature range of 400°C to 300°C exceeds 10.0 h, the desired yield strength and tensile strength may not be obtained. The residence time in the temperature range of 400°C to 300°C is preferably 1.5 h or more, and more preferably 2.0 h or more. The residence time in the temperature range of 400°C to 300°C is preferably 9.0 h or less, and more preferably 8.5 h or less.

또한, 소재 강판의 두께, 폭, 길이 등에 따라 권취 후의 강판(권취 강판)의 온도가 어떻게 변화하는지 바뀐다. 그 때문에, 제2 냉각 공정에서는, 사전에 전열 해석을 행하여 권취 후의 강판의 온도 변화를 계산하고, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간이 본 발명의 범위 내가 되도록, 단열재 등으로 강판의 주위를 덮는 보온 처리 또는 냉각수나 냉각 가스 등으로 강판을 냉각하는 것이 바람직하다. 300℃ 미만의 온도 범위에서는 강 조직이나 강도 등의 특성이 거의 변화하지 않기 때문에, 300℃에서 상온까지의 냉각은, 급냉 또는 방냉하는 등, 어떠한 냉각을 행해도 상관없다.In addition, depending on the thickness, width, length, etc. of the material steel plate, how the temperature of the steel plate after coiling (coiled steel plate) changes varies. Therefore, in the second cooling process, heat transfer analysis is performed in advance to calculate the temperature change of the steel plate after coiling, and it is preferable to perform heat insulation treatment by covering the periphery of the steel plate with an insulating material, etc., or to cool the steel plate with cooling water or cooling gas, etc. so that the residence time in the temperature range of 400°C to 300°C falls within the range of the present invention. Since there is almost no change in properties such as steel structure or strength in a temperature range below 300°C, any type of cooling, such as rapid cooling or allowing to cool, may be performed for cooling from 300°C to room temperature.

또한, 권취 후의 강판(권취 강판)은, 장소에 따라 온도에 편차가 있기 때문에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 권취 후의 강판(최종적으로는 열연 강판)의 측면의 온도를 3개소(부호 10. 권취 후의 강판의 외면, 내면, 중앙)에 대해서 측정하고, 그의 평균값을 산출하여 권취 강판의 온도로 했다. 또한, 권취 강판의 온도를 20분마다 측정하고, 400℃ 내지 300℃의 체류 시간을 산출했다. 권취 강판의 온도는, 방사 온도계 등의 비접촉형의 온도계 또는 열전대 등의 접촉식의 온도계로 측정할 수 있다.In addition, since the steel plate after coiling (coiled steel plate) has a temperature deviation depending on the location, as shown in Fig. 1, the temperature of the side of the steel plate after coiling (ultimately a hot-rolled steel plate) was measured at three locations (symbol 10. the outer surface, inner surface, and center of the steel plate after coiling), and the average value was calculated and used as the temperature of the coiled steel plate. In addition, the temperature of the coiled steel plate was measured every 20 minutes, and the residence time of 400°C to 300°C was calculated. The temperature of the coiled steel plate can be measured with a non-contact thermometer such as a radiation thermometer or a contact thermometer such as a thermocouple.

<저항복비 각형 강관><Resistance ratio square steel pipe>

본 발명의 저항복비 각형 강관은, 상기 저항복비 열연 강판을 그의 소재로 한 것이다.The low-yield ratio square steel pipe of the present invention uses the above low-yield ratio hot-rolled steel plate as its material.

저항복비 각형 강관은, 관축 방향에서, 평판부에 있어서, 항복 강도: 295㎫ 이상, 인장 강도: 400㎫ 이상이고, 0.90 이하의 저항복비를 나타낼 뿐만 아니라, 균일 신장: 5.0% 이상, 시험 온도: -20℃에서의 샤르피 충격 시험의 흡수 에너지가 60J 이상, 에너지의 비 P가 0.5∼1.2, 연성-취성 전이 온도가 -10℃ 이하가 되는 저온 인성을 구비하는 것으로 할 수 있다.A low-yield square steel pipe can exhibit, in the pipe-axis direction, a yield strength of 295 MPa or more, a tensile strength of 400 MPa or more, and a low-yield ratio of 0.90 or less in a flat section, as well as a uniform elongation of 5.0% or more, an absorbed energy of 60 J or more in a Charpy impact test at a test temperature of -20°C, an energy ratio P of 0.5 to 1.2, and a low-temperature toughness of a ductile-to-brittle transition temperature of -10°C or less.

또한, 관축 방향뿐만 아니라, 관 둘레 방향도 우수한 저온 인성을 갖기 때문에, 예를 들면, 기온이 빙점하가 되는 바와 같은 한랭지 등의 저온 환경하에 있어서의 건축물의 구조 부재로서 적합하게 사용할 수 있다.In addition, since it has excellent low-temperature toughness not only in the pipe-axial direction but also in the pipe-circumferential direction, it can be suitably used as a structural member of a building in a low-temperature environment such as a cold region where the temperature is below freezing, for example.

저항복비 각형 강관은, 조관 공정에 있어서, 열연 강판을 롤 성형에 의해 원통 형상의 오픈관으로 하고, 그의 맞댐 부분을 전봉 용접하여 환형 강관을 제조한다. 그 후, 환형 강관에 대하여 상하 좌우에 배치된 롤에 의해, 관축 방향으로 수%의 드로잉을 가하고, 모서리 형상으로 성형하여 각형 강관을 얻는다.In the pipe manufacturing process, a hot rolled steel plate is roll-formed into a cylindrical open pipe, and its mating parts are welded to manufacture an annular steel pipe. Thereafter, a drawing of several percent is applied in the pipe axis direction by rolls arranged up, down, left, and right with respect to the annular steel pipe, and the pipe is formed into a corner shape to obtain a square steel pipe.

또한, 본 발명에 있어서, 원통 형상이란, 열연 강판을 롤 성형에 의해 원형으로 성형하여 얻어지는 형상이고, 열연 강판 단부가 전봉 용접되어 있지 않은 상태를 의미한다.In addition, in the present invention, the cylindrical shape means a shape obtained by forming a hot-rolled steel plate into a circle by roll forming, and means a state in which the ends of the hot-rolled steel plate are not welded.

코일 형상의 저항복비 열연 강판을, 냉간에서 롤을 이용한 롤 성형법에 의해 원형으로 성형하여 환형 강관을 제조한 후에, 롤을 이용한 롤 성형법에 의해 환형을 각형으로 성형하여 각형 강관을 제조한다.A coil-shaped low-yield hot-rolled steel plate is cold-formed into a circular shape by a roll forming method using rolls to manufacture an annular steel pipe, and then the annular shape is formed into a square shape by a roll forming method using rolls to manufacture a square steel pipe.

이와 같이 환형 강관으로의 롤 성형을 냉간에서 행하면, 관축 방향 및 관 둘레 방향으로 큰 가공 변형이 도입되기 때문에, 관축 방향 및 관 둘레 방향의 항복비가 상승하기 쉬워, 인성이 저하하기 쉽다는 문제가 있지만, 본 발명의 저항복비 각형 강관에 있어서는, 상기 저항복비 열연 강판을 소재로 하고 있기 때문에, 항복비의 상승 등이 억제되어, 예를 들면 12㎜ 이상의 후육의 것이라도, 저항복비를 구비할 수 있다.When roll forming into an annular steel pipe is performed in the cold in this way, a large processing strain is introduced in the pipe-axial direction and the pipe-circumferential direction, so there is a problem that the yield ratio in the pipe-axial direction and the pipe-circumferential direction tends to increase and the toughness tends to decrease. However, in the low-yield ratio square steel pipe of the present invention, since the low-yield ratio hot-rolled steel plate is used as the material, the increase in the yield ratio, etc. is suppressed, and even if the wall thickness is 12 mm or more, for example, the low-yield ratio can be provided.

또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 각형 강관은 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2이고, 관축 방향 및 관 둘레 방향에 있어서 우수한 저온 인성을 구비하는 것으로 할 수 있지만, 이러한 인성을 얻기 위해, 본 발명에서 규정한 성분 조성을 만족하는 것에 더하여, 조압연 종료 후에 15s 이상 경과한 후에 마무리 압연을 개시하는 것이 필요하다. 조압연 종료 후에 15s 이상 경과한 후에 마무리 압연을 개시함으로써, 판폭 방향과 판길이 방향(압연 방향)의 강 조직의 차가 작은 열연 강판이 얻어지고, 당해 열연 강판을 롤 성형함으로써, 상기한 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2인 저항복비 각형 강관이 얻어진다.In addition, as described later, the square steel pipe of the present invention can have a ratio P of Charpy absorbed energy at -20°C of 0.5 to 1.2 and excellent low-temperature toughness in the pipe-axial direction and the pipe circumferential direction. However, in order to obtain such toughness, in addition to satisfying the component composition stipulated in the present invention, it is necessary to start finish rolling 15 s or more after the end of rough rolling. By starting finish rolling 15 s or more after the end of rough rolling, a hot-rolled steel sheet having a small difference in the steel structure in the sheet width direction and the sheet length direction (rolling direction) is obtained, and by roll-forming the hot-rolled steel sheet, a low-yield square steel pipe having a ratio P of Charpy absorbed energy at -20°C of 0.5 to 1.2 is obtained.

상기한 방법으로 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2인 저항복비 각형 강관을 제조하는 것이 가능하지만, 더욱 안정적으로 제조하기 위해, 롤 성형으로 환형 강관을 제조한 후, 열처리를 실시하고, 그 후 각형으로 성형하여 각형 강관을 제조해도 좋다. 이러한 열처리를 실시함으로써 관 둘레 방향의 인성이 향상하여, 본 발명에서 목적으로 하는 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2인 각형 강관이 보다 유리하게 얻어진다.Although it is possible to manufacture a square steel pipe having a Charpy absorption energy ratio P of 0.5 to 1.2 at -20°C by the above method, in order to manufacture it more stably, a round steel pipe may be manufactured by roll forming, then heat treating it, and then forming it into a square shape to manufacture a square steel pipe. By performing such heat treatment, the toughness in the circumferential direction of the pipe is improved, and the square steel pipe having a Charpy absorption energy ratio P of 0.5 to 1.2 at -20°C aimed at by the present invention is more advantageously obtained.

이러한 열처리의 열처리 온도는 100℃ 이상 550℃ 이하가 바람직하다. 열처리 온도가 100℃ 미만에서는 인성이 향상하지 않는 한편으로, 열처리 온도가 550℃ 초과에서는 강 조직이 조대화하여 강도와 인성이 열화한다. 열처리 온도는, 보다 바람직하게는 150℃ 이상이다. 또한, 열처리 온도는, 보다 바람직하게는 500℃ 이하이다. 열처리 시간은 30초 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1분 이상이다. 상한은 특별히 규정하지 않지만, 열처리 비용을 억제하는 관점에서, 10분 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 5분 이하이다.The heat treatment temperature of this heat treatment is preferably 100°C or higher and 550°C or lower. When the heat treatment temperature is lower than 100°C, the toughness does not improve, while when the heat treatment temperature exceeds 550°C, the steel structure coarsens and the strength and toughness deteriorate. The heat treatment temperature is more preferably 150°C or higher. In addition, the heat treatment temperature is more preferably 500°C or lower. The heat treatment time is preferably 30 seconds or longer, and more preferably 1 minute or longer. Although the upper limit is not specifically specified, from the viewpoint of suppressing the heat treatment cost, it is preferably 10 minutes or shorter, and more preferably 5 minutes or shorter.

이러한 각형 강관을 열처리하는 방법은 불문하지만, 가연성 가스의 연소나 전열 히터에 의한 가열, IH(유도 가열)에 의한 가열 등, 공지의 열처리 설비(가열 설비)를 이용할 수 있다.The method of heat treating these square steel pipes is not limited to any one method, but any known heat treatment facility (heating facility) can be used, such as combustion of combustible gas, heating by an electric heater, or heating by IH (induction heating).

또한, 본 발명에 있어서의 각형 강관에는, 각각의 변 길이가 모두 동일한(장변 길이와 단변 길이의 비(장변 길이/단변 길이)가 1.0인) 각형 강관에 한정되지 않고, 이러한 비가 1.0 초과인 각형 강관도 포함된다. 단, 이러한 비가 2.5를 초과하면, 장변측에서 국부 좌굴(local buckling)이 생기기 쉬워져 관축 방향의 압축 강도가 저하한다. 그 때문에, 이러한 비는, 1.0 이상 2.5 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이러한 비는, 보다 바람직하게는 1.0 이상 2.0 이하이다.In addition, the square steel pipe in the present invention is not limited to a square steel pipe in which each side length is the same (the ratio of the long side length to the short side length (long side length/short side length) is 1.0), and also includes a square steel pipe in which this ratio exceeds 1.0. However, if this ratio exceeds 2.5, local buckling is likely to occur on the long side, and the compressive strength in the pipe axis direction decreases. Therefore, this ratio is preferably in the range of 1.0 or more and 2.5 or less. This ratio is more preferably 1.0 or more and 2.0 or less.

이렇게 하여 본 발명의 각형 강관이 제조된다. 본 발명에 의하면, 평판부의 기계적 특성이 우수한 각형 강관이 얻어진다. 보다 구체적으로, 본 발명에 의하면, 평판부의 항복 강도가 295㎫ 이상, 평판부의 인장 강도가 400㎫ 이상, 평판부의 항복비가 0.90 이하, 균일 신장: 5.0% 이상, 평판부의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 60J 이상, 평판부의 연성-취성 전이 온도가 -10℃ 이하, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2인 각형 강관이 얻어진다.In this way, the square steel pipe of the present invention is manufactured. According to the present invention, a square steel pipe having excellent mechanical properties of a flat plate is obtained. More specifically, according to the present invention, a square steel pipe having a yield strength of a flat plate of 295 MPa or more, a tensile strength of a flat plate of 400 MPa or more, a yield ratio of a flat plate of 0.90 or less, uniform elongation: 5.0% or more, a Charpy absorbed energy of a flat plate of 60 J or more at -20°C, a ductile-brittle transition temperature of a flat plate of -10°C or less, and a ratio P of Charpy absorbed energy at -20°C of 0.5 to 1.2 is obtained.

또한, 본 발명의 각형 강관은 연성-취성 전이 온도가 0℃ 미만이고, 관축 방향뿐만 아니라 관 둘레 방향의 인성도 우수하기 때문에, 기온 또는 실온이 빙점하가 되는 바와 같은 한랭지의 건축물의 구조 부재로서 적합하게 사용할 수 있고, 거대 지진이 발생한 경우에도 건축 구조물이 도괴되기 어려워, 우수한 내진성을 확보할 수 있다.In addition, since the square steel pipe of the present invention has a ductile-brittle transition temperature of less than 0°C and excellent toughness not only in the pipe-axial direction but also in the pipe-circumferential direction, it can be suitably used as a structural member of a building in a cold region where the air temperature or room temperature is below freezing point, and even if a large earthquake occurs, the building structure is unlikely to collapse, so excellent earthquake resistance can be secured.

<건축 구조물><Architecture Structure>

도 2는, 본 발명의 건축 구조물의 일 예를 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an example of an architectural structure of the present invention.

본 발명의 건축 구조물은, 전술한 본 발명의 각형 강관(저항복비 각형 강관)(1)을 기둥재로서 구비한다. 부호 4, 5, 6, 7은, 순서대로 대들보, 소들보, 다이어프램, 샛기둥(stud)을 나타낸다.The building structure of the present invention comprises the square steel pipe (low-yield square steel pipe) (1) of the present invention as a pillar material. Reference numerals 4, 5, 6, and 7 represent a main beam, a sub-beam, a diaphragm, and a stud, in that order.

본 발명의 각형 강관은, 전술한 바와 같이, 평판부의 기계적 특성이 우수하다. 그 때문에, 이 각형 강관을 기둥재로서 사용한 본 발명의 건축 구조물은, 우수한 내진 성능을 발휘한다.As described above, the square steel pipe of the present invention has excellent mechanical properties in the flat portion. Therefore, the building structure of the present invention using this square steel pipe as a column material exhibits excellent seismic performance.

실시예Example

이하, 실시예에 기초하여 추가로 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be further described in detail based on examples. In addition, the present invention is not limited to the following examples.

표 1에 나타내는 성분 조성을 갖는 용강을 주조하여, 슬래브를 얻었다. 얻어진 슬래브를 표 2에 나타내는 조건의 가열 공정, 열간 압연 공정, 냉각 공정, 권취 공정, 권취 공정 후의 제2 냉각 공정을 행하여, 열연 강판을 얻었다. 표 1 중, 하이픈(-)은, 그의 함유량이 0(제로) 또는 불순물에 상당하는 것을 의미한다.A slab was obtained by casting molten steel having the composition shown in Table 1. The obtained slab was subjected to a heating process, a hot rolling process, a cooling process, a coiling process, and a second cooling process after the coiling process under the conditions shown in Table 2, thereby obtaining a hot-rolled steel sheet. In Table 1, a hyphen (-) means that the content is 0 (zero) or corresponds to an impurity.

그 후, 이하에 나타내는 조관 공정을 행했다.After that, the following process was performed.

즉, 상기 열연 강판을, 롤 성형에 의해 원통 형상으로 성형하고, 그의 맞댐 부분을 전봉 용접하여 환형 강관을 제조했다. 그 후, 환형 강관의 상하 좌우에 배치한 롤에 의해 모서리 형상(관축 방향 수직 단면에서 볼 때 정방형 형상)으로 성형하고, 모서리부 및 평판부를 갖고, 후술하는 표 4에 나타내는 변 길이(㎜) 및 두께(㎜)의 롤 성형 각형 강관을 얻었다.That is, the hot-rolled steel plate was formed into a cylindrical shape by roll forming, and its mating portions were welded to manufacture an annular steel pipe. Thereafter, the annular steel pipe was formed into a corner shape (a square shape when viewed in a cross-section perpendicular to the pipe axis) by rolls arranged on the upper, lower, left, and right sides, thereby obtaining a roll-formed square steel pipe having a corner portion and a flat portion and having side lengths (mm) and thicknesses (mm) shown in Table 4 below.

또한, 상기한 열연 강판으로부터 시험편을 채취하고, 이하에 나타내는 조직 관찰, 인장 시험, 샤르피 충격 시험을 실시했다.In addition, test pieces were collected from the hot-rolled steel plate mentioned above, and the following structural observations, tensile tests, and Charpy impact tests were performed.

[조직 관찰][Organizational observation]

조직 관찰용의 시험편은, 판두께 1/2t의 위치(t: 판두께)를 포함하고 판두께 1/2t 위치로부터 두께 방향으로 각각 5㎜의 범위를 포함하도록 열연 강판의 폭 중앙부로부터 채취했다. 관찰면이 열간 압연 시의 압연 방향의 단면이 되도록 하여, 연마한 후, 나이탈 부식(etched with nital)하여 제작했다.Test pieces for tissue observation were taken from the central part of the width of the hot-rolled steel plate, including the position of 1/2t of the plate thickness (t: plate thickness), and covering a range of 5 mm in each thickness direction from the position of 1/2t of the plate thickness. The specimens were polished so that the observation surface would be a cross-section in the rolling direction during hot rolling, and then etched with nital to produce them.

조직 관찰은, 광학 현미경(배율: 1000배) 또는 주사형 전자 현미경(SEM, 배율: 1000배)을 이용하여, 열연 강판의 판두께 1/2t 위치로부터 두께 방향으로 ±1㎜의 범위에 있어서의 조직을 관찰하고, 촬상했다. 얻어진 광학 현미경상(optical microscope image) 및 SEM상으로부터, 페라이트, 펄라이트, 의사 펄라이트, 상부 베이나이트의 면적률을 구했다.For tissue observation, the tissue was observed and captured in a range of ±1 mm in the thickness direction from the position of 1/2t of the hot-rolled steel plate thickness using an optical microscope (magnification: 1000 times) or a scanning electron microscope (SEM, magnification: 1000 times). The area ratios of ferrite, pearlite, pseudo-pearlite, and upper bainite were obtained from the obtained optical microscope images and SEM images.

각 조직의 면적률은, 5시야에서 관찰을 행하고, 각 시야에서 얻어진 값의 평균값으로서 산출했다. 여기에서는, 조직 관찰에 의해 얻어진 면적률을, 각 조직의 면적률로 했다.The area ratio of each tissue was calculated by observing from five fields of view and taking the average of the values obtained from each field of view. Here, the area ratio obtained by tissue observation was taken as the area ratio of each tissue.

여기에서, 페라이트는 확산 변태에 의한 생성물을 말하고, 전위 밀도가 낮고 거의 회복한 조직을 나타낸다. 폴리고널 페라이트 및 의(擬)폴리고널 페라이트가 이에 포함된다. 펄라이트는 시멘타이트와 페라이트가 층 형상으로 나열된 조직이고, 의사 펄라이트는 페라이트 중에 점렬(dot row) 형상으로 나열된 시멘타이트가 확인되는 조직이다. 또한, 상부 베이나이트는 전위 밀도가 높은 라스 형상의 페라이트와 시멘타이트의 복상(multi-phase) 조직이다. 상기의 형상 외에, 페라이트는 백색, 펄라이트는 흑색, 의사 펄라이트는 흑색 또는 회색, 상부 베이나이트는 백색 또는 회색인 점에서 판별했다.Here, ferrite refers to a product by diffusion transformation and indicates a low dislocation density and almost recovered organization. Polygonal ferrite and pseudo-polygonal ferrite are included. Pearlite is a organization in which cementite and ferrite are arranged in a layered shape, and pseudo-pearlite is a organization in which cementite arranged in a dot row shape is confirmed among ferrite. In addition, upper bainite is a multi-phase organization of ferrite and cementite in a lath shape with a high dislocation density. In addition to the above shapes, ferrite was determined to be white, pearlite was black, pseudo-pearlite was black or gray, and upper bainite was white or gray.

또한, 평균 결정 입경(평균 원상당 지름(average quivalent circular diameter))은, 판두께 t/2 위치를 포함하고 판두께 t/2 위치로부터 두께 방향으로 ±1㎜의 범위(본 발명에 있어서 판두께 중심부를 의미함)를 대상으로 하고, SEM/EBSD법을 이용하여 측정했다. 측정 영역은 500㎛×1000㎛(=0.5㎟), 측정 스텝 사이즈는 0.5㎛로 했다. 결정 입경은, 인접하는 결정립의 사이의 방위차를 구하고, 방위차가 15° 이상의 경계를 결정 입계로서 측정했다. 얻어진 결정 입계로부터 각 결정립의 입경(원상당 지름)을 산출하고, 그의 산술 평균을 구하여, 평균 결정 입경(평균 원상당 지름)으로 했다. 또한, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적의 총합을 산출하고, 측정 영역의 면적(0.5㎟)으로 나눔으로써, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률을 산출했다.In addition, the average grain size (average equivalent circular diameter) was measured using the SEM/EBSD method over a range of ±1 mm in the thickness direction from the plate thickness t/2 position including the plate thickness t/2 position (meaning the center of the plate thickness in the present invention). The measurement area was 500 µm × 1000 µm (= 0.5㎟), and the measurement step size was 0.5 µm. The grain size was measured by obtaining the orientation difference between adjacent grains, and defining the boundary at which the orientation difference was 15° or more as the grain boundary. The grain size (equivalent circular diameter) of each grain was calculated from the obtained grain boundaries, and the arithmetic mean thereof was obtained and defined as the average grain size (average equivalent circular diameter). In addition, the total area of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size of ±5.0 ㎛ was calculated and divided by the area of the measurement area (0.5㎟), thereby calculating the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size of ±5.0 ㎛.

결정립의 장경과 단경은 JIS R 1670(2006)에 기재된 방법으로 측정하고, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)을 산출했다. 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 수를 측정하고, 측정 영역의 면적(0.5㎟)으로 나눔으로써, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수(개/㎟)를 산출했다. 또한, 결정 입경 해석 및 결정립의 개수의 측정에 있어서는, 결정 입경이 2.0㎛ 미만의 것은 측정 노이즈로서 해석 대상으로부터 제외했다.The major axis and minor axis of the crystal grains were measured by the method described in JIS R 1670 (2006), and the ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), was calculated. The number of crystal grains whose ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), was 3.0 or more was measured, and by dividing it by the area of the measurement region (0.5㎟), the number of crystal grains (numbers/㎟) whose ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), was 3.0 or more. In addition, in the analysis of the crystal grain size and the measurement of the number of crystal grains, crystal grains with a grain size of less than 2.0 ㎛ were excluded from the analysis target as measurement noise.

[인장 시험][Tensile test]

얻어진 열연 강판으로부터, 인장 방향이 압연 방향과 평행이 되도록, JIS5호 인장 시험편을 채취했다. 채취한 인장 시험편에 대해서, JIS Z 2241(2011)의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하고, 항복 강도 YS, 인장 강도 TS를 측정하고, (항복 강도)/(인장 강도)로 정의되는 항복비를 산출했다. 또한, 시험편 개수는 각 2개로 하고, 그들의 평균값을 산출하여 YS, TS, 항복비를 구했다. 또한, 소성 변형 3∼7%의 가공 경화 지수는, JIS Z 2253(2011)에 기재된 방법(2점법)으로 산출했다.From the obtained hot-rolled steel sheet, JIS No. 5 tensile test specimens were collected so that the tensile direction was parallel to the rolling direction. For the collected tensile test specimens, a tensile test was performed in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011), the yield strength YS and the tensile strength TS were measured, and the yield ratio defined as (yield strength)/(tensile strength) was calculated. In addition, the number of test specimens was set to two each, and their average values were calculated to obtain YS, TS, and the yield ratio. In addition, the work hardening index at a plastic strain of 3 to 7% was calculated by the method (two-point method) described in JIS Z 2253 (2011).

[샤르피 충격 시험][Charpy impact test]

얻어진 열연 강판의 판두께 t의 1/2t 위치(판두께 중심)에 있어서, 시험편 길이 방향이 압연 방향과 평행이 되도록 채취한, JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거한 V 노치 표준 시험편을 이용했다. JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거하여, 시험 온도: -80℃, -60℃, -40℃, -20℃, 0℃에서 샤르피 충격 시험을 실시했다. 또한, 시험편 개수는 각 시험 온도에서 3개로 하고, 연성-취성 전이 온도 및 흡수 에너지의 평균값(J)을 구했다.A V-notch standard test piece conforming to the provisions of JIS Z 2242 (2018) was used, which was sampled at a position 1/2t (center of plate thickness) of the plate thickness t of the obtained hot-rolled steel plate so that the longitudinal direction of the test piece was parallel to the rolling direction. In compliance with the provisions of JIS Z 2242 (2018), a Charpy impact test was performed at test temperatures: -80°C, -60°C, -40°C, -20°C, and 0°C. In addition, the number of test pieces was three at each test temperature, and the average value (J) of the ductile-brittle transition temperature and the absorbed energy was obtained.

얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.The results obtained are shown in Table 3.

또한, 얻어진 각형 강관(롤 성형 각형 강관)으로부터 시험편을 채취하고, 이하에 나타내는 인장 시험, 샤르피 충격 시험을 실시했다.In addition, test specimens were collected from the obtained square steel pipe (roll-formed square steel pipe), and the tensile test and Charpy impact test shown below were performed.

[인장 시험][Tensile test]

도 3은, 평판부의 인장 시험편의 채취 위치를 나타내는 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the locations of the tensile test specimens of the flat plate.

인장 시험편은, 도 3의 X에 나타내는 바와 같이, 인장 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 각형 강관(1)의 평판부로부터 JIS5호 인장 시험편을 채취했다. 채취한 인장 시험편에 대해서, JIS Z 2241(2011)의 규정에 준거하여 인장 시험을 실시하고, 항복 강도 YS, 인장 강도 TS를 측정하고, (항복 강도)/(인장 강도)로 정의되는 항복비를 산출했다. 또한, 최고 하중점에 있어서의 소성 신장(균일 신장)도 측정했다(JIS Z 2241(2011)의 Ag). 또한, 평판부의 인장 시험편은, 각형 강관의 용접부(도 3의 W)를 12시 방향으로 했을 때의 3시의 변부에 있어서의, 평판부의 폭 중앙부의 위치(도 3의 X)로부터 채취했다. 또한, 시험편 개수는 각 2개로 하고, 그들의 평균값을 산출하여 YS, TS, 항복비를 구했다.As shown in X of Fig. 3, the tensile test specimen was collected as a JIS No. 5 tensile test specimen from the flat plate portion of the square steel pipe (1) so that the tensile direction was parallel to the pipe axis direction. For the collected tensile test specimen, a tensile test was performed in accordance with the provisions of JIS Z 2241 (2011), the yield strength YS and the tensile strength TS were measured, and the yield ratio defined as (yield strength) / (tensile strength) was calculated. In addition, the plastic elongation (uniform elongation) at the maximum load point was also measured (A g of JIS Z 2241 (2011)). In addition, the tensile test specimen of the flat plate portion was collected from the position (X of Fig. 3) of the center of the width of the flat plate portion at the 3 o'clock edge when the welded portion (W of Fig. 3) of the square steel pipe is in the 12 o'clock direction. In addition, the number of test specimens was set to two each, and their average values were calculated to obtain YS, TS, and yield ratio.

[샤르피 충격 시험][Charpy impact test]

도 4는, 샤르피 시험편의 채취 위치를 나타내는 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing the sampling location of Charpy test pieces.

샤르피 충격 시험은, 도 4의 Y에 나타내는 바와 같이, 각형 강관(1)의 관 외면으로부터 두께 t의 1/4t 위치에 있어서, 시험편 길이 방향이 관축 방향과 평행이 되도록, 각형 강관(1)의 평판부로부터 채취한, JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거한 V 노치 표준 시험편을 이용했다. JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거하여, 시험 온도: -60℃, -40℃, -20℃, 0℃에서 샤르피 충격 시험을 실시했다. 또한, 시험편 개수는 각 시험 온도에서 3개로 하고, 연성-취성 전이 온도 및 흡수 에너지의 평균값(J)을 구했다.The Charpy impact test used a V-notch standard test piece conforming to the provisions of JIS Z 2242 (2018) taken from the flat surface of the square steel pipe (1) at a position 1/4t of the thickness t from the outer surface of the square steel pipe (1) so that the longitudinal direction of the test piece was parallel to the pipe axis direction, as shown in Y of Fig. 4. In compliance with the provisions of JIS Z 2242 (2018), the Charpy impact test was performed at test temperatures: -60°C, -40°C, -20°C, and 0°C. In addition, the number of test pieces was three at each test temperature, and the average value (J) of the ductile-brittle transition temperature and the absorbed energy was obtained.

또한, 관 둘레 방향의 샤르피 흡수 에너지를 측정하기 위해, 도 4의 Z에 나타내는 바와 같이, 각형 강관(1)의 관 외면으로부터 두께 t의 1/4t 위치에 있어서, 시험편 길이 방향이 관 둘레 방향과 평행이 되도록, 각형 강관(1)의 평판부로부터 채취한, JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거한 V 노치 표준 시험편을 이용했다. JIS Z 2242(2018)의 규정에 준거하여, 시험 온도: -20℃에서 샤르피 충격 시험을 실시했다. 또한, 시험편 개수는 3개로 하고, 흡수 에너지의 평균값(J)을 구했다. 또한, 관축 방향에 대한 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P를 구했다.In addition, in order to measure the Charpy absorbed energy in the circumferential direction of the pipe, as shown in Z of Fig. 4, a V-notch standard test piece that complies with the provisions of JIS Z 2242 (2018) was used, which was taken from the flat surface of the square steel pipe (1) at a position 1/4t of the thickness t from the outer surface of the pipe so that the longitudinal direction of the test piece was parallel to the circumferential direction of the pipe. In compliance with the provisions of JIS Z 2242 (2018), a Charpy impact test was performed at a test temperature of -20°C. In addition, the number of test pieces was three, and the average value (J) of the absorbed energy was obtained. In addition, the ratio P of the Charpy absorbed energy at -20°C in the circumferential direction of the pipe to the pipe axis direction was obtained.

얻어진 결과를 표 4에 병기한다.The results obtained are shown in Table 4.

표 3, 4 중, 강판 No. 1∼20은 본 발명예이고, 강판 No. 21∼49는 비교예이다. 표 4의 강판 No.는, 동일한 번호의 표 3의 강판을 이용하여 제조한 각형 강관인 것을 의미한다. 예를 들면, 표 4의 강판 No. 1은, 표 3의 강판 No. 1로부터 제조한 각형 강관이다.In Tables 3 and 4, steel plates No. 1 to 20 are examples of the present invention, and steel plates No. 21 to 49 are comparative examples. Steel plate No. in Table 4 means a square steel pipe manufactured using the steel plate of Table 3 of the same number. For example, steel plate No. 1 in Table 4 is a square steel pipe manufactured from steel plate No. 1 in Table 3.

표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명예의 열연 강판은, 모두 판두께 중심부에 있어서의 강 조직이, 페라이트인 주상과 합계의 면적률이 6∼25%의 펄라이트 및 의사 펄라이트, 면적률 5% 이하의 상부 베이나이트(제2상)를 포함하고, 또한 방위차 15° 이상의 경계에 의해 둘러싸이는 영역을 결정립으로 했을 때, 판두께 중심부의 강 조직에 있어서, 주상과 제2상을 포함하는 강 조직의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛, 상기 결정립 중, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 35% 이상, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하였다.As shown in Table 3, the hot-rolled steel sheet of the present invention all has a steel structure in the central portion of the plate thickness that includes a main phase that is ferrite, pearlite and pseudo-pearlite having a total area ratio of 6 to 25%, and upper bainite (second phase) having an area ratio of 5% or less, and further, when a region surrounded by boundaries having an orientation difference of 15° or more is defined as a crystal grain, in the steel structure in the central portion of the plate thickness, the average crystal grain size of the steel structure including the main phase and the second phase is 10.0 to 30.0 µm, and among the crystal grains, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 µm is 35% or more, and the number density of crystal grains having a ratio of the major diameter to the minor diameter, (major diameter)/(minor diameter), of 3.0 or more is 30/mm2 or less.

또한, 항복 강도가 250㎫ 이상, 인장 강도가 400㎫ 이상, 항복비가 0.75 이하, 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수 n3-7이 0.20 이상, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 100J 이상, 연성-취성 전이 온도가 -20℃ 이하였다.In addition, the yield strength was 250 MPa or more, the tensile strength was 400 MPa or more, the yield ratio was 0.75 or less, the work hardening index n 3-7 at 3 to 7% plastic strain was 0.20 or more, the Charpy absorbed energy at -20°C was 100 J or more, and the ductile-to-brittle transition temperature was -20°C or less.

또한, 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명예의 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 모두 평판부에 있어서의 항복 강도가 295㎫ 이상, 평판부에 있어서의 인장 강도가 400㎫ 이상, 평판부에 있어서의 항복비가 0.90 이하, 평판부에 있어서의 균일 신장이 5.0% 이상, 평판부의 -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지가 60J 이상, 에너지의 비 P가 0.5 이상 1.2 이하, 평판부의 연성-취성 전이 온도가 -10℃ 이하였다.In addition, as shown in Table 4, the square steel pipe manufactured using the hot-rolled steel plate of the present invention all had a yield strength in the flat portion of 295 MPa or more, a tensile strength in the flat portion of 400 MPa or more, a yield ratio in the flat portion of 0.90 or less, a uniform elongation in the flat portion of 5.0% or more, a Charpy absorbed energy in the pipe axis direction at -20°C of 60 J or more, an energy ratio P of 0.5 or more and 1.2 or less, and a ductile-brittle transition temperature of the flat portion of -10°C or less.

이에 대하여, 비교예의 No. 21(강 U)은, Mn/Si=0.8이고, 본 발명의 범위 외로 되어 있기 때문에, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 6% 미만이 되어, 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 균일 신장이 저하하고, 또한 항복비 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.In this regard, Comparative Example No. 21 (steel U) has Mn/Si=0.8, which is outside the scope of the present invention, so the total area ratio of pearlite and pseudo-pearlite is less than 6%, and the hot-rolled steel sheet does not reach the desired value in terms of the strain hardening index at a plastic strain of 3 to 7%. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet had low uniform elongation, and the yield ratio did not reach the desired value.

비교예의 No. 22(강 V)는, Mn/Si=14.7이고, 본 발명의 범위 외로 되어 있기 때문에, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 25% 초과가 되어, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 22 (steel V) has Mn/Si=14.7, which is outside the scope of the present invention, so the total area ratio of pearlite and pseudo-pearlite exceeds 25%, resulting in a hot-rolled steel sheet in which the Charpy absorption energy at -20°C and the like do not reach the desired value. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired value in the Charpy absorption energy in the pipe axis direction at -20°C and the like.

비교예의 No. 23(강 W)은, C의 함유량이 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 본 발명의 범위 외가 되어, 항복 강도, 인장 강도가 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 항복 강도, 인장 강도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 23 (steel W) had a C content below the range of the present invention, so the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite was outside the range of the present invention, resulting in a hot-rolled steel sheet whose yield strength and tensile strength did not reach the desired values. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in yield strength and tensile strength.

비교예의 No. 24(강 X)는, C의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 제2상의 면적률이 본 발명의 범위 외가 되어, 항복비 및 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 24 (steel X) had a C content exceeding the range of the present invention, so the area ratio of the second phase was outside the range of the present invention, resulting in a hot-rolled steel sheet in which the yield ratio and the Charpy absorbed energy at -20°C did not reach the desired values. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the Charpy absorbed energy in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 25(강 Y)는, Si의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 의사 펄라이트의 면적률이 과도하게 증가하여, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 25 (steel Y) was a hot-rolled steel sheet in which, because the Si content exceeded the range of the present invention, the area ratio of pseudo-pearlite increased excessively, and the Charpy absorption energy at -20°C and the like did not reach the desired values. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the Charpy absorption energy in the pipe axis direction at -20°C and the like.

비교예의 No. 26(강 Z)은, Mn의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 지나치게 증가하여, 항복비 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 항복비 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 26 (steel Z) was a hot-rolled steel sheet in which the yield ratio and the like did not reach the desired values because the amount of upper bainite increased excessively due to the Mn content exceeding the range of the present invention. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in terms of the yield ratio and the like.

비교예의 No. 27(강 AA)은, Nb의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 과도하게 증가했다. 그 결과, 장경과 단경의 비가 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 본 발명의 범위 외가 되어, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.In comparative example No. 27 (steel AA), since the Nb content exceeded the range of the present invention, the amount of upper bainite increased excessively. As a result, the number density of crystal grains having a ratio of the major axis to the minor axis of 3.0 or more fell outside the range of the present invention, resulting in a hot-rolled steel sheet in which the Charpy absorbed energy at -20°C and the like did not reach the desired values. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the Charpy absorbed energy in the pipe axis direction at -20°C and the ductile-to-brittle transition temperature.

비교예의 No. 28(강 AB)은, Ti의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양의 과도한 증가 및, 조대한 탄화물이나 질화물의 형성이 생겼다고 생각된다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 28 (steel AB) is thought to have caused an excessive increase in the amount of upper bainite and the formation of coarse carbides and nitrides because the Ti content exceeded the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as Charpy absorption energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as Charpy absorption energy and ductile-to-brittle transition temperature in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 29(강 AC)는, V의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 29 (steel AC) had a V content exceeding the range of the present invention, and therefore, the amount of upper bainite was outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as Charpy absorbed energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as Charpy absorbed energy and ductile-to-brittle transition temperature in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 30(강 AD)은, Cr의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.In comparative example No. 30 (steel AD), since the Cr content exceeded the range of the present invention, the amount of upper bainite was outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in Charpy absorption energy at -20°C and the like. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in Charpy absorption energy and ductile-to-brittle transition temperature in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 31(강 AE)은, Mo의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.In Comparative Example No. 31 (steel AE), since the Mo content exceeded the range of the present invention, the amount of upper bainite was outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet was obtained in which the Charpy absorbed energy at -20°C and the like did not reach the desired values. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the Charpy absorbed energy and the ductile-to-brittle transition temperature in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 32(강 AF)는, Cu의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, Cu가 조대(coarse)하게 석출(precipitate)되었다고 생각된다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.In comparative example No. 32 (steel AF), it is thought that Cu was coarsely precipitated because the Cu content exceeded the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as Charpy absorption energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as Charpy absorption energy and ductile-to-brittle transition temperature in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 33(강 AG)은, Mn의 함유량이 본 발명의 범위를 하회하고, Ni의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 연성-취성 전이 온도 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 33 (steel AG) had an Mn content below the range of the present invention and an Ni content above the range of the present invention, so that the amount of upper bainite fell outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as the ductile-to-brittle transition temperature. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as the Charpy absorbed energy in the pipe axis direction at -20°C and the ductile-to-brittle transition temperature.

비교예의 No. 34(강 AH)는, Ca의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, Ca 산화물 클러스터가 형성되었다고 생각된다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 34 (steel AH) is thought to have formed Ca oxide clusters because the Ca content exceeded the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired value in Charpy absorption energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in Charpy absorption energy and ductile-to-brittle transition temperature in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 35(강 AI)는, B의 함유량이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 양이 본 발명의 범위 외가 되어, 평판부의 항복비 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 항복비 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 35 (steel AI) was a hot-rolled steel sheet in which the yield ratio, etc. of the flat portion did not reach the desired value because the B content exceeded the range of the present invention, and thus the amount of upper bainite was outside the range of the present invention. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired value, such as the yield ratio.

비교예의 No. 36(강 T)은, 슬래브 가열 온도가 본 발명의 범위를 상회하고 있고, 결정립(crystal grain)이 조대화하여, 평균 결정 입경 및 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이, 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 항복 강도, 인장 강도 및 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 항복 강도나, 인장 강도 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 36 (steel T) had a slab heating temperature exceeding the range of the present invention, and the crystal grains were coarsened, so that the average crystal grain size and the area ratio of the crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 ㎛ were outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as yield strength, tensile strength, and Charpy absorbed energy at -20°C. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as yield strength and tensile strength.

비교예의 No. 37(강 T)은, 마무리 압연 종료 온도가 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 930℃ 이하에서의 합계 압하율이 본 발명의 범위를 하회하고, 조대한 상부 베이나이트의 생성을 억제할 수 없어, 평균 결정 입경이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 항복 강도, 인장 강도 및 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 항복 강도나, 인장 강도 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.In comparative example No. 37 (steel T), since the finishing rolling end temperature exceeded the range of the present invention, the total reduction ratio at 930°C or lower fell below the range of the present invention, the formation of coarse upper bainite could not be suppressed, and the average grain size became outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet was obtained in which the yield strength, the tensile strength, and the Charpy absorbed energy at -20°C did not reach the desired values. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the yield strength, the tensile strength, and the like.

비교예의 No. 38(강 T)은, 930℃ 이하에서의 합계 압하율이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 압연 방향으로 신장한 조대한 상부 베이나이트가 생성되고, 평균 결정 입경이 본 발명의 범위를 하회하여, 장경/단경의 비가 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 연성-취성 전이 온도 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 및 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않았다.In Comparative Example No. 38 (steel T), since the total reduction ratio at 930°C or lower exceeded the range of the present invention, coarse upper bainite elongated in the rolling direction was generated, the average crystal grain size was below the range of the present invention, and the number density of crystal grains having a major axis/minor axis ratio of 3.0 or more was outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet was obtained in which the ductile-to-brittle transition temperature, etc. did not reach the desired values. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the Charpy absorbed energy in the pipe axis direction at -20°C and the ductile-to-brittle transition temperature.

비교예의 No. 39(강 T)는, 판두께 중심의 평균 냉각 속도가 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 초과가 되어, 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 항복비가 소망하는 값에 도달하지 않고, 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수가 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 균일 신장이 5.0% 미만이 되고, 또한 항복비 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.In Comparative Example No. 39 (steel T), since the average cooling rate at the center of the plate thickness exceeded the range of the present invention, the area ratio of the upper bainite exceeded 5%, falling outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet was obtained in which the yield ratio did not reach the desired value and the work hardening index at a plastic strain of 3 to 7% did not reach the desired value. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet had a uniform elongation of less than 5.0%, and the yield ratio and the like did not reach the desired values.

비교예의 No. 40(강 T)은, 조압연 종료에서 마무리 압연 개시까지의 시간이 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률 등이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 열연 강판, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관 모두, 항복비가 소망하는 값에 도달하지 않았다. 또한, 열연 강판의 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수가 소망하는 값에 도달하지 않았기 때문에, 각형 강관의 균일 신장이 5.0% 미만이 되었다.In comparative example No. 40 (steel T), since the time from the end of rough rolling to the start of finish rolling was below the range of the present invention, the area ratio of crystal grains having an average crystal grain size of ±5.0 ㎛ or less fell outside the range of the present invention. As a result, neither the hot-rolled steel sheet nor the square steel tube manufactured using this hot-rolled steel sheet reached the desired yield ratio. In addition, since the work hardening index at a plastic strain of 3 to 7% of the hot-rolled steel sheet did not reach the desired value, the uniform elongation of the square steel tube was less than 5.0%.

비교예의 No. 41(강 T)은, 냉각 정지 온도 및 권취 온도가 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 면적률 및 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률 등이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 열연 강판, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관 모두, 항복비가 소망하는 값에 도달하지 않았다. 또한, 열연 강판의 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수가 소망하는 값에 도달하지 않았기 때문에, 각형 강관의 균일 신장이 5.0% 미만이 되었다.Comparative Example No. 41 (steel T) had a cooling stop temperature and a coiling temperature below the range of the present invention, so the area ratio of upper bainite and the area ratio of grains having an average grain size of ±5.0 ㎛ or less fell outside the range of the present invention. As a result, neither the hot-rolled steel sheet nor the square steel tube manufactured using the hot-rolled steel sheet had a yield ratio that reached the desired value. In addition, since the work hardening index at a plastic strain of 3 to 7% of the hot-rolled steel sheet did not reach the desired value, the uniform elongation of the square steel tube was less than 5.0%.

비교예의 No. 42(강 T)는, 판두께 중심의 평균 냉각 속도가 낮고, 또한, 냉각 정지 온도 및 권취 온도가 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 평균 결정 입경이 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 항복 강도, 인장 강도 및 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 항복 강도나, 인장 강도 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 42 (steel T) had a low average cooling rate at the center of the plate thickness, and furthermore, the cooling stop temperature and coiling temperature exceeded the range of the present invention, so that the average grain size fell outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as yield strength, tensile strength, and Charpy absorbed energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values, such as yield strength and tensile strength.

비교예의 No. 43(강 T)은, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간이 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 상부 베이나이트의 면적률이 5% 초과가 되어, 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수, 항복비 및 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.Comparative Example No. 43 (steel T) had a residence time in the temperature range of 400°C to 300°C that was below the range of the present invention, so that the area ratio of upper bainite exceeded 5%, and the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the strain hardening index at a plastic strain of 3 to 7%, the yield ratio, and the Charpy absorbed energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in the Charpy absorbed energy in the pipe axis direction at -20°C.

비교예의 No. 44(강 T)는, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위의 체류 시간이 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 평균 결정 입경이 본 발명의 범위 외가 되어, 항복 강도 및 인장 강도가 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관도 또한, 항복 강도 및 인장 강도가 소망하는 값에 도달하고 있지 않았다.Comparative Example No. 44 (steel T) had a residence time in the temperature range of 400°C to 300°C exceeding the range of the present invention, so that the average crystal grain size fell outside the range of the present invention, resulting in a hot-rolled steel sheet whose yield strength and tensile strength did not reach the desired values. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet also did not reach the desired values in yield strength and tensile strength.

비교예의 No. 45(강 T)는, 조압연 종료 온도가 본 발명의 범위를 상회하고 있기 때문에, 단경에 대한 장경의 비 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 본 발명의 범위 외가 되었다. 그 결과, 연성-취성 전이 온도가 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 연성-취성 전이 온도 등이 소망하는 값에 도달하고 있지 않았다.In Comparative Example No. 45 (steel T), since the rough rolling end temperature exceeded the range of the present invention, the number density of crystal grains having a ratio of the major diameter to the minor diameter (major diameter)/(minor diameter) of 3.0 or more fell outside the range of the present invention. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired value of the ductile-brittle transition temperature. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired value of the ductile-brittle transition temperature, etc.

비교예의 No. 46(강 T)은, 조압연 종료 온도 및 마무리 압연 종료 온도가 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 다량의 페라이트가 생성되어 펄라이트 및 의사 펄라이트의 합계의 면적률이 6% 미만이 되어, 소성 변형 3∼7%에 있어서의 가공 경화 지수 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, 균일 신장이 5.0% 미만이 되고, 또한 인장 강도, 항복비가 소망하는 값에 도달하지 않았다.In Comparative Example No. 46 (steel T), since the rough rolling end temperature and the finish rolling end temperature were below the range of the present invention, a large amount of ferrite was generated, and the total area ratio of pearlite and pseudo-pearlite became less than 6%, resulting in a hot-rolled steel sheet in which the work hardening index and the like at a plastic strain of 3 to 7% did not reach the desired values. In addition, a square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet had a uniform elongation of less than 5.0%, and the tensile strength and yield ratio did not reach the desired values.

비교예의 No. 47(강 T)은, 슬래브 가열 온도가 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 피압연재의 변형 저항이 커져 압연이 곤란하여, 조압연의 도중에서 압연을 중단했다. 그 때문에, 열연 강판 및 각형 강관을 제조할 수 없었다.In the comparative example No. 47 (steel T), since the slab heating temperature was below the range of the present invention, the deformation resistance of the rolled material increased, making rolling difficult, and thus rolling was stopped in the middle of rough rolling. Therefore, hot-rolled steel plates and square steel pipes could not be manufactured.

비교예의 No. 48(강 T)은, 마무리 압연 종료 온도가 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 압연 방향으로 신장한 페라이트가 형성되었다. 그 결과, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.In Comparative Example No. 48 (steel T), since the finishing rolling end temperature was below the range of the present invention, ferrite elongated in the rolling direction was formed. As a result, the hot-rolled steel sheet was obtained in which the Charpy absorption energy at -20°C and the like did not reach the desired value. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired value in the Charpy absorption energy in the pipe axis direction at -20°C and the like.

비교예의 No. 49(강 T)는, 평균 냉각 속도가 본 발명의 범위를 하회하고 있기 때문에, 페라이트가 조대화하여 평균 입경이 30.0㎛ 초과가 되었다. 그 결과, 항복 강도, 인장 강도, -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지가 소망하는 값에 도달하지 않는 열연 강판이 되었다. 또한, 이러한 열연 강판을 이용하여 제조한 각형 강관은, -20℃에 있어서의 관축 방향의 샤르피 흡수 에너지 등이 소망하는 값에 도달하지 않았다.In Comparative Example No. 49 (steel T), since the average cooling rate was below the range of the present invention, the ferrite coarsen and the average grain size exceeded 30.0 ㎛. As a result, the hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in yield strength, tensile strength, and Charpy absorption energy at -20°C. In addition, the square steel pipe manufactured using this hot-rolled steel sheet did not reach the desired values in Charpy absorption energy in the pipe axis direction at -20°C.

1 : 각형 강관
4 : 대들보(girder)
5 : 소들보(beam)
6 : 다이어프램
7 : 샛기둥(stud)
10 : 열연 강판의 온도 측정 위치
1: Square steel pipe
4: Girder
5: Beam
6: Diaphragm
7 : Stud
10: Temperature measurement location of hot rolled steel plate

Claims (13)

열연 강판으로서,
질량%로,
C: 0.07% 이상 0.20% 이하,
Si: 0.40% 이하,
Mn: 0.20% 이상 1.00% 이하,
P: 0.100% 이하,
S: 0.050% 이하,
Al: 0.005% 이상 0.100% 이하 및
N: 0.0100% 이하
를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 또한, Mn 및 Si의 함유량이 이하의 식 (1)을 만족하는 성분 조성을 갖고,
판두께 중심부의 강 조직이, 페라이트인 주상(main phase)과, 펄라이트 및 의사(擬似) 펄라이트의 합계의 면적률이 6∼25%이고 상부 베이나이트의 면적률이 5% 이하인 제2상을 갖고,
상기 판두께 중심부의 강 조직에 있어서, 서로 이웃하는 결정의 방위차가 15° 이상의 경계로 둘러싸인 영역을 결정립(crystal grain)으로 했을 때, 이러한 결정립의 평균 결정 입경이 10.0∼30.0㎛이고, 상기 결정립 중, 이러한 평균 결정 입경±5.0㎛ 이내의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 35% 이상이고, 추가로, 상기 결정립 중, 단경에 대한 장경의 비인 (장경)/(단경)이 3.0 이상인 결정립의 개수 밀도가 30개/㎟ 이하인, 열연 강판.
1.0≤%Mn/%Si≤3.5 …(1)
여기에서, %Mn, %Si는 각 원소의 강판 중의 함유량(질량%)이다.
As a hot rolled steel plate,
In mass %,
C: 0.07% or more and 0.20% or less,
Si: 0.40% or less,
Mn: 0.20% or more and 1.00% or less,
P: 0.100% or less,
S: 0.050% or less,
Al: 0.005% or more and 0.100% or less and
N: 0.0100% or less
, the remainder being Fe and inevitable impurities, and further having a composition of components satisfying the following formula (1) with a content of Mn and Si:
The steel structure in the center of the plate thickness has a main phase of ferrite, a second phase in which the area ratio of the sum of pearlite and pseudo-pearlite is 6 to 25%, and the area ratio of upper bainite is 5% or less.
A hot-rolled steel sheet, wherein, in the steel structure at the center of the above plate thickness, when a region surrounded by boundaries where the orientation difference between neighboring crystals is 15° or more is defined as a crystal grain, the average crystal grain size of these crystal grains is 10.0 to 30.0 ㎛, and among the crystal grains, the area ratio of crystal grains having a crystal grain size within the average crystal grain size ±5.0 ㎛ is 35% or more, and further, among the crystal grains, the number density of crystal grains having a ratio of the major axis to the minor axis, (major axis)/(minor axis), of 3.0 or more is 30/mm2 or less.
1.0≤%Mn/%Si≤3.5… (1)
Here, %Mn and %Si represent the content (mass%) of each element in the steel plate.
제1항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로, 질량%로,
Nb: 0.005% 이상 0.020% 이하,
Ti: 0.005% 이상 0.020% 이하,
V: 0.01% 이상 0.10% 이하,
Cr: 0.01% 이상 0.50% 이하,
Mo: 0.01% 이상 0.50% 이하,
Cu: 0.01% 이상 0.30% 이하,
Ni: 0.01% 이상 0.30% 이하,
Ca: 0.0005% 이상 0.0100% 이하 및
B: 0.0003% 이상 0.0100% 이하
중으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상을 포함하는, 열연 강판.
In the first paragraph,
The above composition of ingredients, additionally, in mass%,
Nb: 0.005% or more and 0.020% or less,
Ti: 0.005% or more and 0.020% or less,
V: 0.01% or more and 0.10% or less,
Cr: 0.01% or more and 0.50% or less,
Mo: 0.01% or more and 0.50% or less,
Cu: 0.01% or more and 0.30% or less,
Ni: 0.01% or more and 0.30% or less,
Ca: 0.0005% or more and 0.0100% or less and
B: 0.0003% or more and 0.0100% or less
Hot rolled steel sheet comprising one or more types selected from the following.
제1항 또는 제2항에 있어서,
판두께가 12㎜ 이상인, 열연 강판.
In claim 1 or 2,
Hot rolled steel plate with a thickness of 12mm or more.
제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를, 가열 온도: 1100℃ 이상 1300℃ 이하로 가열하고,
이어서, 열간 압연으로서, 조(roughing)압연 종료 온도: 850℃ 이상 1150℃ 이하로 하는 조압연을 실시하고, 이러한 조압연의 종료 후 15s 이상 경과한 후에 마무리(finishing) 압연을 개시하고, 마무리 압연 종료 온도: 750℃ 이상 850℃ 이하로 하고, 또한 열간 압연 공정 전체에서 930℃ 이하에서의 합계 압하율: 40% 이상 59% 이하로 하는 상기 열간 압연을 행하고,
이어서, 상기 열간 압연에서 얻어진 소재 강판에 대하여, 판두께 중심의 평균 냉각 속도 Vc(℃/s)가 이하의 식 (2)를 만족하고, 판두께 중심의 냉각 정지 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하인 냉각을 행하고,
이어서, 상기 소재 강판에 대해서, 판두께 중심 온도: 550℃ 이상 680℃ 이하에서 권취를 행하고,
이어서, 상기 권취에서 얻어진 권취 강판에 대해서, 400℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 1.0h 이상 10.0h 이하의 사이 체류시키는 제2 냉각을 행하는, 열연 강판의 제조 방법.
4≤Vc≤20 …(2)
A steel material having the composition described in clause 1 or clause 2 is heated at a heating temperature of 1100℃ or higher and 1300℃ or lower,
Next, as hot rolling, rough rolling is performed at a rough rolling end temperature of 850℃ or more and 1150℃ or less, and finishing rolling is started after 15 seconds or more after completion of the rough rolling, and the finishing rolling end temperature is 750℃ or more and 850℃ or less, and the hot rolling is performed at a total reduction ratio of 40% or more and 59% or less at 930℃ or less throughout the entire hot rolling process.
Next, for the material steel sheet obtained from the hot rolling, cooling is performed such that the average cooling rate Vc (℃/s) at the center of the plate thickness satisfies the following equation (2), and the cooling stop temperature at the center of the plate thickness is 550℃ or more and 680℃ or less.
Next, for the above material steel plate, coiling is performed at a plate thickness center temperature of 550℃ or higher and 680℃ or lower,
Next, a method for manufacturing a hot-rolled steel sheet, wherein a second cooling is performed on the coiled steel sheet obtained from the above coiling, wherein the second cooling is performed at a temperature range of 400°C to 300°C for 1.0 h or more and 10.0 h or less.
4≤Vc≤20 … (2)
제1항 또는 제2항에 기재된 열연 강판을 소재로 하는 각형 강관.A square steel pipe made of hot-rolled steel plate as described in Article 1 or 2. 제3항에 기재된 열연 강판을 소재로 하는 각형 강관.A square steel pipe made of hot-rolled steel plate as described in Article 3. 제5항에 기재된 각형 강관으로서, 관축 방향에 대한 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2의 범위인 각형 강관.
단, P=(관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)/(관축 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)
A square steel pipe as described in Article 5, wherein the ratio P of Charpy absorbed energy at -20℃ in the circumferential direction of the pipe to the pipe axis direction is in the range of 0.5 to 1.2.
However, P = (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe circumferential direction) / (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe axial direction)
제6항에 기재된 각형 강관으로서, 관축 방향에 대한 관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지의 비 P가 0.5∼1.2의 범위인 각형 강관.
단, P=(관 둘레 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)/(관축 방향의 -20℃에 있어서의 샤르피 흡수 에너지)
A square steel pipe as described in Article 6, wherein the ratio P of Charpy absorbed energy at -20℃ in the circumferential direction of the pipe to the pipe axis direction is in the range of 0.5 to 1.2.
However, P = (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe circumferential direction) / (Charpy absorption energy at -20℃ in the pipe axial direction)
제4항에 기재된 열연 강판의 제조 방법에서 얻어진 열연 강판을, 냉간에서 롤 성형함으로써 각형 강관으로 하는 각형 강관의 제조 방법.A method for manufacturing a square steel pipe, comprising cold roll forming a hot rolled steel sheet obtained by the method for manufacturing a hot rolled steel sheet described in Article 4 into a square steel pipe. 제5항에 기재된 각형 강관을 기둥재(column material)로서 구비하는 건축 구조물.A building structure having the square steel pipe described in Article 5 as a column material. 제6항에 기재된 각형 강관을 기둥재로서 구비하는 건축 구조물.A building structure having the square steel pipe described in Article 6 as a pillar material. 제7항에 기재된 각형 강관을 기둥재로서 구비하는 건축 구조물.A building structure having the square steel pipe described in Article 7 as a pillar material. 제8항에 기재된 각형 강관을 기둥재로서 구비하는 건축 구조물.A building structure having the square steel pipe described in Article 8 as a pillar material.
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