[보고서]베이나이트형 X100급 고성능 라인파이프 소재 및 응용 기술 개발

이창선

보고서 정보

주관연구기관

(주)포스코
POSCO

연구책임자

이창선

보고서유형

최종보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2014-06

과제시작연도

2013

주관부처

산업통상자원부
Ministry of Trade, Industry and Energy

등록번호

TRKO201600017453

과제고유번호

1415129673

사업명

소재부품기술개발

DB 구축일자

2017-09-20

키워드

베이나이트.라인파이프.철강.Bainite.Linepipe.X100.Steel.

표 Chemical compositions of the high-strength bainitic X100 steels
표 Chemical compositions of the high-strength bainitic N100-X steels
표 Tensile properties of X100 steel produced by laboratory melting and rolling
표 Tensile properties of Vacuum induction melted N100-X steel
표 Charpy impact properties of Vauum induction melted X100 steel
표 Chemical compositions of X100 steel produced in hot strip mill
표 (a) Leveled sheets, (b) Spiral welding processes, (c) Final products of spiral pipe
표 Tensile and Charpy impact properties of field produced X100 steel before and after spiral piping
표 Tensile and Charpy impact properties of Boron added X100 hot strip steel
표 Chemical compositions of N100-X steel produced in hot strip mill
$-15℃ DWTT fracture surface of X100 hot strip steel$ 표 -15℃ DWTT fracture surface of X100 hot strip steel
표 Position of tensile test specimen along the head and tail
표 Tensile properties of N100-X hot strip steel
표 (a) Leveled sheets, (b) ERW piping processes, (c) Final products of ERW pipe
표 Tensile and Charpy impact properties of before and after ERW piping
표 Distribution of equilibrium phase
표 Phase distribution and change of chemical compositions of M(C,N)
표 Correlation of process - structure - property of X100 steels
표 SEM micrographs of the (a) C5, (b) C3, (c) M5, (d) M3, (e) NV5, (f) NB3, (g) B5, (h) B3, (i) CNV5, (j) CNV3 specimens
$Microstructural volume fractions of acicular ferrite, granular bainite, bainitic ferrite, martensite$ 표 Microstructural volume fractions of acicular ferrite, granular bainite, bainitic ferrite, martensite
표 Inverse pole figure (IPF) color maps of the (a) C5, (b) C3, (c) M5, (d) M3, (e) NV5, (f) NB3, (g) B5, (h) B3, (i) CNV5, (j) CNV3 specimens
표 Relationships between (a) tensile strength and elongation and (b) yield strength and uniform elongation
표 Charpy absorbed energy as a function of temperature of the (a) C5, (b) C3, (c) M5, (d) M3, (e) NV5, (f) NB3, (g) B5, (h) B3, (i) CNV5, (j) CNV3 specimens
표 Charpy impact properties of vacuum induction melted X100 steels
표 Results of estimation for yield ratio
표 Fitting of Swift equation to the stress-strain curve
표 Parameters of Swift equation
표 Representative parameters of Swift equation as function of CT, slope and intercept of regression equation of a, b, N
표 Results of estimation for yield strength
표 Processing conditions for each specimen
표 Schematics for flattening and tensile test after pipe forming
표 Yield strength after spiral pipe forming, flattening, and tensile test
표 Yield strength after ERW pipe forming, flattening, and tensile test
$TEM Brignt Fields Images and Diffraction patterns of API X100$ 표 TEM Brignt Fields Images and Diffraction patterns of API X100
$Diffraction Pattern and its Rotational Average of API X100 and Dark Field Images of each spot$ 표 Diffraction Pattern and its Rotational Average of API X100 and Dark Field Images of each spot
표 BF and DF images(top) and EDX spectrum of typical precipitate(down) of X100-H
표 Compositional and Positional information
$Replication sample에서의 석출물 image와 각각의 Diffraction patterns$ 표 Replication sample에서의 석출물 image와 각각의 Diffraction patterns
표 Number of precipitates(top); Unit and all analyzed area and Average particle size of each sample condition(down)
$Volume fractions of precipitates; average particle number(top), real particle number(down)$ 표 Volume fractions of precipitates; average particle number(top), real particle number(down)
표 Chemical compositions of the strain based design X60 steels
표 Tensile properties of X60 steel produced by laboratory melting and rolling
표 현장재 판재 인장시험 결과
표 (a) DWTT 연성파면율 천이결과 (PH, PL - middle부), (b) DWTT연성파면사진
표 판재 길이방향 위치 별 DWTT연성파면율 결과
표 두께방향 위치별 PH, PL시편의 middle부 충격천이곡선
표 판재 길이방향 middle부 충격에너지 (시험온도 -20°C)
표 (a) 포항 API 성형 center 동 UOE simulator, (b) 포항 API성형 Center동 SAW (Submerged Arc Welding) system
표 코팅 조건 모사 후 균일연신율 평가를 위한 인장 시험 방법 모식도
표 코팅 모사 후 인장시험 결과
표 조관 전/후 샤르피 충격천이곡선 및 DWTT 연성파면율
표 조관 전/후 샤르피 충격 에너지 및 DWTT 연성파면율
표 모사 용접부인장시험 완료 후 파단된 인장시편
표 후판 X60 파이프 용접부 인장강도
표 (a) ‘12년도 포스코개발 X100 용접재료, (b) 열연 X100 조관과정, (c) 파이프
표 모사 용접부인장시험 완료 후 파단된 인장시편
표 열연 X100 파이프 용접부 인장강도
표 Dislocation 부근 interstitial site에서의 carbon 점유율
표 Simulated Cottrell atmosphere at 300 K
표 bcc Fe 내에서의 탄소 확산 계수
표 bcc Fe 내 carbon 및 nitrogen 확산 계수 비교
표 C, Si 함량을 변화시킨 실험 합금 조성
표 실험 합금에 대한 평형 상 분율 계산 결과
표 다원 확산 simulation 및 상평형 계산에 의한 fcc, bcc 분율 변화
표 다원 확산 simulation에 의한 fcc, bcc 분율 변화
표 각 합금의 미세조직 (OM)
표 Schematic concentration profile of carbon and silicon at a matrix/cementite phase boundary region
표 OM and SEM micrographs of the (a) 1S-H, (b) 1S-L, (c) 2S-H, (d) 2S-L specimens
$Microstructural volume fractions of polygonal ferrite (PF), acicular ferrite (AF), and second phase$ 표 Microstructural volume fractions of polygonal ferrite (PF), acicular ferrite (AF), and second phase
표 Tensile properties of after coating simulation
표 Graphs of tensile test of before and after aging
표 Schematic diagram of DWTT
표 Chemical compositions
표 DWTT properties of each temperature
표 Dynamic tensile properties
표 EBSD results of 6C2S-C (a) 1/4t, (b) 1/2t and 6C2S-M (c) 1/4t, (b) 1/2t
표 OM and SEM images (a) PH 1/2 t, (b) PH 1/4 t, (c) PL 1/2 t, and (d) PH 1/4
표 Microsturctures of PH, PL specimens
표 Image quality (IQ), inverse pole figure (IPF), and kernel average misorientation (KAM) maps of (a) PH and (b) PL specimens
표 Effective strain distribution of UOE pipe with various t/D
표 Relationship between t/D of UOE pipe and the differences between the effective strain calculated by FEM and calculated by simple bending theory
표 Residual stress distribution of UOE pipe after with expansion distances
표 Processing conditions for each specimen
표 Schematics for UOE pipe forming process
표 Yield strength after UOE pipe forming, flattening and tensile test (Expansion 1%)
표 Yield strength after UOE pipe forming, flattening and tensile test with various expansion distances
표 FEM을 이용해 예측한 현장생산재 물성
표 Effective Strain and effective stress distribution of DWTT specimen
표 Chemical compositions of X100 bainitic steels
$TEM images of bainitic X100 steels and diffraction patterns; thin foil sample$ 표 TEM images of bainitic X100 steels and diffraction patterns; thin foil sample
$TEM images of bainitic X100 steels and diffraction patterns(a) and its EDS elemental mapping results(b) ; Carbon film replication sample$ 표 TEM images of bainitic X100 steels and diffraction patterns(a) and its EDS elemental mapping results(b) ; Carbon film replication sample
표 Chemical compositions of X60 steels
표 SEM images of X60 steel; (a) low magnification and (b) high magnification
표 (a) STEM HAADF image of X60 steel. (b) Point EDS analysis spectrum of point 1 in (a). (c) TEM Bright field and (d) Drak field image of X60 steel
표 (a) TEM bright field, (b) Dark field image of X60 steel
$(a) TEM bright field image, (b) Rotational average of diffraction pattern of red circle in (a), (c) EDS elemental mapping results$ 표 (a) TEM bright field image, (b) Rotational average of diffraction pattern of red circle in (a), (c) EDS elemental mapping results
표 The cumulative plots of particle size
표 The average diameter of particles ; (a) Ti/N ratio and (b) reheating temperature.
표 (a) The number of particles per unit area and (b) average size of each condition
표 TEM images of X60 steel which contain tilting angles for the 3D reconstruction of dislocation structure
표 Snap shot images during isothermal heating experiment in TEM
표 STEM images of X60 steel. Each color indicates pinning points(red) and tangled region(green)
표 Interaction between dislocation and precipitates
표 Chemical compositions of the strain based design X100 steels
표 Manufacturing conditions of the strain based design X100 steels
표 Tensile properties of the strain based design X100 steels
표 Schematic diagram of L-T direction tensile test
표 Tensile properties after simulation of pipe forming of the strain based design X100 steels
표 Tensile properties after simulation of coating process of the strain based design X100 steels
표 Charpy impact properties of the strain based design X100 steels
표 Manufacturing conditions of the strain based design X100 steels
표 Tensile properties of the strain based design X100 steels
표 Tensile properties of the strain based design X100 steels after piping and coating simulation
$DWTT shear fracture area (SA) fraction of the strain based design X100 steels after piping$ 표 DWTT shear fracture area (SA) fraction of the strain based design X100 steels after piping
$DWTT shear fracture area (SA) fraction of the strain based design X100 steels$ 표 DWTT shear fracture area (SA) fraction of the strain based design X100 steels
표 Charpy impact energy of the strain based design X100 steels
표 Charpy impact energy of the strain based design X100 steels after piping
표 후판 Strain based design X100 용접조건
표 (a) Groove shape and (b) macro-etching image of the L240M steel pipe
표 Hardness profile in weld zone of the L240M steel pipe
표 Fractured tensile specimen image of the weld zone tensile test for the L240M steel pipe
표 Weld zone tensile properties of the strain based design X100 plate
표 0.08C-0.23Si-1.54Mn-(<0.3)(Nb+V+Cr+Mo+Ti) 강종에서 (a) 온도에 따른 평형 상 분포 열역학 계산 및 (b) 가열 온도, 시간에 따른 입자 크기 측정 결과
표 0.08C-0.23Si-1.54Mn-(<0.3)(Nb+V+Cr+Mo+Ti) 강종에서 가열 온도, 시간에 따른 입자 크기 예측 결과와 측정 결과의 비교
표 0.07C-0.09Si-1.08Mn-(<0.3)(Mo+Al+Ti+Nb) 강종에서 온도에 따른 평형 상 분포 열역학 계산
표 0.07C-0.09Si-1.08Mn-(<0.3)(Mo+Al+Ti+Nb) 강종에서 가열 온도, 시간에 따른 입자 크기 예측 결과와 측정 결과의 비교
표 OM micrograph of the H460, H250, L250 steels
표 Inverse pole figure (IPF) color, grain boundary map and SEM micrographs of the each region marked by black dotted circle of the H460 steel
표 Inverse pole figure (IPF) color, grain boundary map and SEM micrographs of the each region marked by black dotted circle of the H250 steel
표 Inverse pole figure (IPF) color, grain boundary map and SEM micrographs of the each region marked by black dotted circle of the L250 steel
표 SEM micrographs of the H460, H250, and L250 steels showing secondary phases
표 Grain boundary map with grain orientation spread area showing polygonal ferrite region of the steels
$Volume fractions of each phases for the steels$ 표 Volume fractions of each phases for the steels
표 Grain boundary map with grain orientation spread area showing polygonal ferrite region of (a) L420M, (b) L325M, (c) L240M, (d) LL215M, and (e) LL215M-R steels
표 SEM images of (a) L420M, (b) L325M, (c) L240M, (d) LL215M, and (e) LL215M-R steels
표 Fraction of phases and effective grain size of the steels
표 Grain size distribution of GOS<5。 area for the L240M and LL215M steels
표 Grain boundary map with grain orientation spread area showing polygonal ferrite region of (a) L240M, (b) L240T, (c) LL215M, and (d) LL215H steels
표 SEM images of (a) L240M, (b) L240T, (c) LL215M, and (d) LL215H steels
표 Fraction of phases and effective grain size of the steels
표 Fraction of MA via PF of the steels
표 Tensile properties of the strain based design X100 steels after piping and coating simulation
표 Fraction of phases and effective grain size of the steels
표 나노압입시험과 유한요소 해석을 이용한 재료의 기계적 물성 취득 과정의 개략을 나타낸 순서도
표 프레스 편평화와 펀치 편평화의 개요
표 X70 UOE 강관 편평화 방법에 따른 인장시험 후 물성
표 프레스 편평화 및 펀치 편평화 후 시편의 변형 분포
표 X70 UOE 강관 T방향 Sectioning 결과
표 X70 UOE 강관의 T방향 Sectioning을 통해 얻은 항복강도와 인장강도
표 X100 판재의 인장-압축-인장 실험 및 FEM 해석 결과
표 X100 강재의 UOE 조관 후 물성
표 Ferrite, Bainite, Martensite의 실험 및 FEM P-h 곡선
표 나노압입시험을 통해 취득한 Ferrite, Bainite, Martensite의 응력-변형률 곡선
표 X100 진공용해재 제조조건 및 조직 분율
표 X100 진공용해재의 SEM 사진과 이를 바탕으로 구축한 FEM 모델
표 X100 진공용해재의 실험과 FEM 해석에 의한 인장특성
표 진공용해재 H460(상), H250(중), L250(하)의 인장 후 변형률 분포
표 인장 시편 채취 방향과 열처리 온도 변화에 따른 항복점 현상 발생 여부
표 in-situ heating and tensile holder와 heater calibration 결과
표 in-situ TEM 실험용 시편 제작 과정
표 확관 전, 후의 Grain 형상 변화
표 Slip Plane에서의 전위들의 상호작용
표 Grainboundary로의 전위들의 Pile-Up
표 석출물로부터 Unpinning 되는 전위
표 Grain 내부로 이동하는 전위들
표 관찰방향에 따른 전위 형상의 변화
표 관찰 방향에 대한 정대축의 변화
표 Body-Centered-Cubic 구조의 Kikuchi Map
표 특정 정대축에서의 이미지와 제한시야회절도형
표 탄화물 Pinning 및 전위 상호 작용에 의한 전위 형상의 변화
표 X60 라인파이프 강의 탄화물 성분 및 구조 분석
표 후판 X60 라인파이프 강재 내부의 탄화물 종류
표 X100 라인파이프 강재 내부에 존재하는 탄질화물 종류
표 X100 라인파이프 강재(현장재) 탄질화물 이미지
표 X100 라인파이프 강재들의 크기 분포 비교
표 X100 라인파이프 강재들의 크기 및 분포 밀도 비교
표 국내․외 시장 규모 및 수출․입 현황
표 국내·외 주요 수요처 현황
표 지역별 건설 중 또는 계획된 라인파이프 길이 분포
표 지역별 건설 중 또는 계획된 라인파이프 길이
표 셰일가스 생산량 전망
표 고강도 유정용 파이프 규격

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