KR100993407B1

KR100993407B1 - 내피트성이 우수한 강판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR100993407B1
Application number: KR1020080040428A
Authority: KR
Inventors: 히로키 이마무라
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2010-11-09
Also published as: CN101298645B; CN101298645A; JP2008274379A; KR20080097933A; JP4898543B2

Abstract

본 발명의 강판은 C: 0.03 내지 0.2%, Si: 0.05 내지 0.5%, Mn: 0.4 내지 1.8%, P: 0.04% 이하, S: 0.040% 이하, Al: 0.01 내지 0.10%, N: 0.002 내지 0.0080%, Cu: 0.1 내지 0.5% 및 Ni: 0.1 내지 0.50%를 함유하고, 또한 강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 구 오스테나이트 입계에, Cu 및 Ni의 합계 함유량이 1.2% 이상인 농화 영역이 존재함과 아울러, 강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 강판 두께 방향 단면적에 대한 상기 농화 영역의 면적율이 5% 이상이다. 이러한 구성에 의해, 도장이나 전기 방식을 실시하지 않아도 실용화할 수 있는 내피트성이 우수하고, 원유 탱크에 적용했을 때에도 우수한 내피트성을 발휘한다.

Description

내피트성이 우수한 강판 및 그의 제조 방법{STEEL SHEET EXCELLENT IN PIT RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 원유를 수송하는 탱크나 저장하는 탱크 등의 구조재로서 이용되는 강판에 관한 것이고, 특히 원유 탱커 등의 탱크 바닥판에서 발생하는 국부 부식(공식(孔食) 또는 피트(pit))의 발생을 효과적으로 방지할 수 있어, 원유 탱크의 소재로서 유용한 내피트성이 우수한 강판에 관한 것이다.

상기 원유 탱크 등의 소재로서 이용되고 있는 강판은 해수에 의한 염분이나 고온다습에 노출되기 때문에 부식 손상을 입는 경우가 많다. 이러한 부식은 침수나 침몰 등의 해난 사고를 초래할 우려가 있기 때문에, 강재에는 어떠한 방식(防食) 수단을 실시할 필요가 있다. 지금까지 행해지고 있는 방식 수단으로는, (a) 도장이나 (b) 전기 방식 등이 종래부터 잘 알려져 있다.

이 중 중(重) 도장으로 대표되는 도장에서는, 도막 결함이 존재할 가능성이 높고, 제조 공정에서의 충돌 등에 의해 도막에 상처가 나는 경우도 있기 때문에, 소지(素地) 강재가 노출되어 버리는 경우가 많다. 이러한 강재 노출부에서는, 국 부적으로 또한 집중적으로 강재가 부식되어 버려, 수용되어 있는 석유계 액체 연료의 조기 누설로 이어지게 된다.

한편, 전기 방식에 있어서는, 해수 중에 완전히 침지된 부분에 대해서는 매우 유효하지만, 대기 중에서 해수 비말이 닿는 부분 등에서는 방식에 필요한 전기 회로가 형성되지 않아, 방식 효과가 충분히 발휘되지 않는 경우가 있다. 또한, 방식용 통전 양극이 이상 소모나 탈락하여 소실된 경우에는, 즉시 심한 부식이 진행되는 경우가 있다.

상기 기술 외에, 강재 자체의 내식성을 향상시키는 것으로서, 예컨대 일본 공개특허 공보 제2000-17381호와 같은 기술도 제안되어 있다. 이 기술에서는, 강재의 화학 성분을 적절히 조정함으로써 내식성을 우수한 것으로 하여, 도장하지 않고도 사용할 수 있는 조선용 내식강이 개시되어 있다. 그렇지만 이 기술에서는, Mg의 함유량을 비교적 많게 하는 것이므로, 강의 제조 안정성이 저해되는 것(예컨대, 주조 시의 침지 노즐 막힘 발생)이나, 합금 원소를 첨가할 때에 요하는 제조 비용의 증대라고 하는 문제가 있다.

또한 이 기술에서는, 병용하는 것이 기재되어 있는 플라즈마 도장 등의 방식 피막을 형성함으로써 부식량을 경감시키는 경우에는, 시공 비용이 든다고 하는 문제가 있다. 게다가, 방식 피막 시공 시의 미세한 결함이 발생하거나, 용접 이음매부 등과 같이 국부적으로 도장이 얇게 되기 쉬운 부분 등을 중심으로 국부 부식이 불가피하게 발생·진전되므로, 통상의 사용에서는 길어야 5 내지 10년이고 도장하지 않은 채로 사용하는 것과 큰 차이가 없을 정도로 부식이 진행되는 경우도 있다. 더욱이, 방식 피막이 열화된 후에는, 국부 부식(공식: 피트 부식)에 의해 피트 깊이의 진전 속도가 도장하지 않은 채로 사용하는 것과 큰 차이가 없다고 하는 문제가 있다.

일본 공개특허 공보 제2000-54066호에는, Ni, Cu 및 Mo를 필수 성분으로서 함유하고, 강판 표면 근방의 내부 산화층이 2㎛ 이하이고, 또한 이 내부 산화층상에 두께 2㎛ 이상의 Ni, Cu 및 Mo의 농화층(濃和層)을 형성함으로써, 내후성 및 피로 특성을 향상시킨 강판에 대하여 개시되어 있다.

그렇지만 이 기술에서는, 상기한 바와 같은 내부 산화층이나 농화층을 형성하기 위해서는, 특별히 노(爐) 내 온도를 고온(예컨대, 1300℃)으로 할 필요가 있고, 게다가 장시간(예컨대, 4 내지 5시간)의 유지가 필요하게 되어, 배치(batch)식 가열로를 사용하지 않을 수 없어서, 생산성이나 경제성이 우수한 연속식 가열로를 적용할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 이러한 처리에 의해 얻어진 강판이더라도, 반드시 피트 부식이 우수한 특성(이하, 이 특성을 「내피트성」이라 함)을 발휘하고 있다고는 할 수 없어, 더 한층의 내식성 향상이 요구된다.

원유 탱크의 소재로서, 그의 내식성을 향상시킨 것으로, 예컨대 일본 공개특허 공보 제2001-214236호와 같은 기술도 제안되어 있다. 이 기술에서는, 화학 성분 조성을 적절히 조정함으로써, 원유를 저장하는 탱크의 소재의 내식성을 향상시키는 것이다. 이 기술에 있어서는, 전면(全面) 부식과 아울러 「극간(隙間) 부식」과 같은 국부 부식에 대해서도 고려된 것이지만, 반드시 양호한 내피트성을 발휘하고 있다고는 할 수 없다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정에 착안하여 이루어진 것으로, 그의 목적은 도장이나 전기 방식을 실시하지 않아도 실용화할 수 있는 내피트성이 우수하고, 원유 탱크에 적용했을 때에도 우수한 내피트성을 발휘할 수 있는 강판을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 강판은 C: 0.03 내지 0.2%(「질량%」의 의미, 화학 성분 조성에 대하여 이하 동일), Si: 0.05 내지 0.5%, Mn: 0.4 내지 1.8%, P: 0.04% 이하, S: 0.040% 이하, Al: 0.01 내지 0.10%, N: 0.002 내지 0.0080%, Cu: 0.1 내지 0.5% 및 Ni: 0.1 내지 0.50%를 함유하고, 또한 강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 구(舊) 오스테나이트 입계에, Cu 및 Ni의 합계 함유량이 1.2% 이상인 농화 영역이 존재함과 아울러, 강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 강판 두께 방향 단면적에 대한 상기 농화 영역의 면적율이 5% 이상이다.

본 발명의 강판에 있어서는, 필요에 따라, (a) Ti: 0.005 내지 0.05%, (b) Sn: 0.005 내지 0.05%, Bi: 0.005 내지 0.06%, Mg: 0.0005 내지 0.004% 및 Co: 0.03 내지 0.5%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, (c) Sb: 0.005 내지 0.04%, (d) Ca: 0.0005 내지 0.005% 및 Zr: 0.0005 내지 0.006% 중 적어도 한쪽, (e) Mo: 0.03 내지 0.5%, Cr: 0.03 내지 0.5%, W: 0.03 내지 0.50%, Nb: 0.005 내지 0.05%, V: 0.005 내지 0.10% 및 B: 0.0005 내지 0.005%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 등을 더 함유시키는 것도 유효하고, 함유시키는 성분의 종류에 따라 선박용 강재의 특성이 더욱 개선되게 된다.

본 발명의 강판은 원유 수송용 탱크 또는 원유 저장용 탱크의 소재로서 이용되었을 때에도, 그의 부식 환경 하에서 우수한 내피트 부식성을 발휘하는 것으로 된다.

본 발명의 강판을 제조하는 데에 있어서는, 강재를 전로에서 용제하고, 주조에 의해 슬래브를 제작한 다음, 얻어진 슬래브를 가열, 압연 및 냉각하여 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 슬래브를 가열하는 공정은, 산소 농도가 0.5 내지 3.0용량%로 제어되고, 분위기 온도가 1000℃ 이상인 가열로 내에 슬래브를 80분 이상 유지하고, 슬래브의 표면 온도가 1000℃ 이상인 상태에서 가열로로부터 취출하도록 하면 좋다.

본 발명의 강판에 있어서는, 화학 성분 조성을 적절히 조정함과 아울러, 강판 표면에 Cu와 Ni가 농화된 영역을 형성함으로써, 도장 및 전기 방식을 실시하지 않아도 실용화할 수 있는 내피트성이 우수한 강판을 실현할 수 있고, 이러한 강판은 원유 수송용, 저장용 탱크의 소재로서 유용하다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

Cu 및 Ni는 내식성 향상에 유효한 원소인 것은 알려져 있지만, 다량으로 첨가한 경우에는, 용접성이 열화될 뿐만 아니라, 특히 Ni는 고가이므로, 제조 비용을 증대시킨다고 하는 결과를 초래한다. 본 발명자들은 이러한 상황 하에, 내식성(특히 내피트성)이 우수한 강판의 실현을 목표로 하여 여러 가지 각도에서 검토했다.

그 결과, Cu 및 Ni를 강판 중에 다량으로 함유시키는 것이 아니라, 강판 표층부에만 농화시켜 주면 되는 것을 알아냈다. 또한 강판 표층부에 Cu 및 Ni를 농화시키는 수단으로는, 강판 가열 시의 적절한 온도 범위와 산소 농도를 특정해 주면, 압연 중에 생성되는 2차 스케일이 형성되는 매우 짧은 시간에 효율적으로 Cu와 Ni를 농화시킨 영역(이하, 「농화 영역」이라 하기도 함)이 형성되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하였다.

적절한 조건으로 가열한 경우, 강판 중에 본래 존재하고 있던 Cu 및 Ni는 스케일 중에 거의 고용(固溶)되지 않으므로, 가열 시의 산화가 진행됨에 따라 강판 표면(지금부(地金部))에 농축(농화)되게 된다. 본 발명자가 검토한 바, 압연 중의 2차 스케일 생성 시에, Cu 및 Ni는 2차 스케일부와 지금부의 계면 바로 아래, 및 지금부에서 최표면에 위치하는 오스테나이트 결정립의 입계 계면에 농축하는 것이 밝혀졌다. 그 농화 영역은 매우 작은 것이지만, 내피트성을 현저하게 향상시키는 데에 있어서 매우 유효한 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 있어서의 상기 농화 영역은 2차 스케일 생성 시의 농축을 이용하는 것이므로, 확산 속도가 빠른 입계 확산에 의해 Cu 및 Ni가 농화하고 있는 것으로 추정되고, 그 결과로서, 농화의 형태가 지금부 표면으로부터 균일한 두께를 갖는 층 형상으로 형성되어 있는 것은 아니고, 그물코 형상으로 농화 영역이 존재하는 형태를 나타내는 것으로 된다. 또한, Cu 및 Ni의 함유량은 미량이므로, 반드시 피막과 같이 연속해서 존재하는 의미는 아니고, 연속성이 도중에 끊겨 있는 것과 같은 상태로 되어 있는 부분도 관찰된다. 그렇지만, Cu 및 Ni의 농화 영역이 비연속적으로 존재하는 것과 같은 경우에도, 양호한 내피트성을 발휘하기 때문에, 특히 막 형상(층 형상)으로 존재하고 있을 필요는 없고, 상기한 바와 같은 Cu 및 Ni의 「농화 영역」이 존재하는 것 자체가 중요한 요건이다.

본 발명자가 검토한 바에 의하면, 동일한 강판으로부터 채취한 샘플을 이용한 경우이더라도 표층부를 포함하는 샘플과 표면을 연삭한 샘플에서는 내피트성에 있어서의 최대 피트 깊이(후기 실시예의 측정 방법 참조)가 분명히 다른 것이 밝혀졌다. 도 1은 후기의 표 1에 나타내는 통상 강(강종 J)과 본 발명 강(강종 A)을 이용하여, 강판의 형태가 최대 피트 깊이에 미치는 영향을 비교하여 나타낸 막대 그래프이다.

이 결과로부터 명백한 바와 같이, 표층부가 존재하는 것에서는, 표층부가 없는 것에 비해, 최대 피트 깊이가 약 2/3로 작아지는 것을 알 수 있다. 이 샘플(강종 A)의 Cu 및 Ni 농화량을 EPMA(Electron Probe Microanalyzer)에 의해 측정한 바, 강판(모재)의 Cu 및 Ni의 함유량이 각각 0.3%, 0.35%인데 대하여, 표층부[최 표면의 흑피부(黑皮部)(2차 스케일부)를 제외함]에는, 표면으로부터 불과 5 내지 10㎛ 정도의 깊이까지이기는 하지만, Cu 및 Ni가 농화하고 있는 영역이 존재하는 것이 밝혀진 것이다. 또한, 이 영역의 Cu 및 Ni의 함유량은 강판의 함유량에 대하여 2 내지 3배 정도, 농도로 환산하여 각각 0.7 내지 1.0% 정도인 것이 밝혀진 것이다.

이러한 현상은 강판의 Cu 및 Ni의 함유량을 증가시켜 내피트성을 검토한 경우의 최대 피트 깊이에 매우 대응하고 있어, 표층부의 약간의 영역이기는 하지만 표층부에 농화한 Cu 및 Ni가 내피트성을 크게 향상시키고 있는 것으로 생각할 수 있다. 흑피부(2차 스케일부)의 조성을 EPMA로 측정한 결과, 주로 Fe와 O만으로 구성되어 있고, 그 밖의 원소는 거의 포함되지 않고, 종래의 강판의 노출 내식성(내피트성)이 열악한 것으로부터 판단하면, 표층부의 2차 스케일층 자체로는 내피트성을 향상시키는 효과가 전혀 인정되지 않아, 내피트성의 향상 인자는 Cu 및 Ni의 농화 영역의 존재에 있다고 판단할 수 있었다.

그런데, 강판 표면에 형성되는 스케일층은 2종류 존재한다. 그 하나는 강편(鋼片) 가열 시에 형성되는 1차 스케일이며, 또 하나는 압연 중에 형성되는 2차 스케일이라 불리는 것이다. 그러나, 2차 스케일은 압연 중이라는 분 단위의 매우 짧은 시간에 생성되는 것이기 때문에, 해당 원소를 농축시키기 위해 필요한 확산 시간을 확보하기 어렵다고 하는 문제가 있다. 이러한 점에 대하여 본 발명자가 검토한 바, 1차 스케일이 형성되는 가열 시에 미리 해당 원소를 오스테나이트 입계에 농축시켜 줌으로써, 2차 스케일 생성 시의 매우 짧은 시간에도 효율적으로 Cu 및 Ni를 농축시키는 것이 가능한 것을 알아내었다.

통상, 압연을 위한 재가열에서는, 1000 내지 1250℃ 정도의 고온의 가열로 내에 약 1 내지 3시간 정도 두어, 강편 전체가 균일하게 가열되도록 처리하고 있다. 이 때, 가열로 내의 산소 농도가 높으면 1차 스케일의 형성이 많아지고, 그 결과 압연되는 제품의 표면 흠의 원인으로 되기 때문에, 산소 농도를 계속 0%로 감 소시켜 조업하는 것이, 1차 스케일의 생성을 억제하여, 1차 스케일에 기인한 표면 흠의 감소에 유효한 것으로 되어 있다.

이에 반하여 본 발명에서는, 1차 스케일에 의해 강편의 지금(地金) 쪽의 오스테나이트 결정계에 배출된 유효 원소(Cu 및 Ni)의 농축을 이용하여, 매우 짧은 시간에 생성되는 2차 스케일 생성 시에 유효 원소의 농축을 달성하기 때문에, 1차 스케일을 적극적으로 형성시킬 필요가 있다. 1차 스케일의 형성은 가열로 내의 산소 농도가 크게 관여하고 있기 때문에, 유효 원소의 농축에 대해서 유효하고도 표면 흠이 발생하기 어려운 가열로 내의 산소 농도에 대하여 상세히 검토한 결과, 가열 조건을 적절히 설정함으로써, 종래보다 높은 산소 농도의 영역을 적용하는 것이 가능한 것이 밝혀진 것이다(구체적인 제조 조건에 대해서는 후술함).

본 발명의 강판에 있어서는, 상기 농화 영역의 존재가 중요한 것이지만, 그 효과를 유효하게 발휘시키기 위해서는, 농화 영역 중의 Cu 및 Ni의 함유량도 중요한 요건이다. 본 발명의 강판에서 양호한 내피트성을 발휘시키기 위해서는, 농화 영역 중 Cu 및 Ni의 합계 함유량[이하, (Cu+Ni) 함유량이라 기재함]이 적어도 1.2% 이상일 필요가 있다. 이 (Cu+Ni) 함유량은 바람직하게는 1.3% 이상이며, 보다 바람직하게는 1.4% 이상으로 하는 것이 좋다. (Cu+Ni) 함유량에 대해서는, 그 양이 커지면 커질수록 내피트성은 향상하므로, 그 상한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 강 중의 함유량이나 제조 조건에 따라 자연히 한계는 존재한다(후기의 실시예 참조).

또한, 농화 영역에서의 Cu와 Ni의 함유 비율은 (Cu/Ni: 질량비)로 2.5 이하 인 것이 바람직하다. 본래, 고용 S 존재 하에서의 공식 발생 방지라는 관점에서 보면, Cu 단독으로 농화시키는 것도 생각되지만, Cu를 단독으로 농화시킨 경우에는 열간 균열이 발생하기 쉬어지는 것, 및 Ni도 내식성 향상 효과를 갖고 있는 것으로부터 병용하여 함유시키는 것이다(후기의 첨가 작용 참조).

(Cu+Ni) 함유량이 1.2% 이상으로 되는 농화 영역이 존재하고 있어도, 그 생성량이 적어지면 본 발명의 효과를 발휘시킬 수는 없다. 도 2는 농화 영역(Cu 및 Ni의 함유량이 1.2% 이상으로 되는 영역)의 면적율과 최대 피트 깊이의 관계를 나타낸 것이다. 이 결과로부터 명백한 바와 같이, 강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 강판 두께 방향 단면적에 대한 농화 영역의 면적율을 5% 이상으로 함으로써, 최대 피트 깊이가 150㎛ 이하로 저감되고 있는 것을 알 수 있다. 이 면적율은 바람직하게는 6% 이상으로 하는 것이 좋다.

본 발명의 강판에서는, 그 강판으로서의 기본적 특성을 만족시키기 위해, C, Si, Mn, P, S, Al 등의 기본 성분도 적절히 조정할 필요가 있다. 이들 성분의 범위 한정 이유에 대하여, 상기 Cu 및 Ni에 의한 작용 효과와 함께 다음에 나타낸다.

[C: 0.03 내지 0.2%]

C는 강판의 강도 확보를 위해 필요한 원소이다. 선박 등의 구조 부재로서의 최저 강도(예컨대, 항복점: 355MPa 이상, 인장 강도 TS: 490MPa 이상)를 얻기 위해서는 0.03% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 0.2%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 구조 부재로서 요구되는 특성인 용접성이 열화되게 된다. 이러한 것으로부터, C 함유량의 범위는 0.03 내지 0.2%로 했다. 또한, C 함유량의 바람직한 하한은 0.05%이며, 보다 바람직하게는 0.07%이다. 또한, C 함유량의 바람직한 상한은 0.16%이며, 보다 바람직하게는 0.12%이다.

[Si: 0.05 내지 0.5%]

Si는 탈산을 위해 필요한 원소이며, 충분한 탈산 효과를 발휘시키기 위해서는 0.05% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 0.5%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 인성이 열화된다. 또한, Si 함유량의 바람직한 하한은 0.1%이며, 보다 바람직하게는 0.15%이다. 또한, Si 함유량의 바람직한 상한은 0.45%이며, 보다 바람직하게는 0.4%이다.

[Mn: 0.4 내지 1.8%]

Mn은 저비용으로 강판의 강도를 높이는 작용을 발휘하는 원소이며, 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는 0.4% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 1.8%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 용접성이 열화된다. 또한, Mn 함유량의 바람직한 하한은 0.5%이며, 보다 바람직하게는 0.7%이다. 또한, Mn 함유량의 바람직한 상한은 1.6%이며, 보다 바람직하게는 1.4%이다.

[P: 0.04% 이하]

P는 강 중에 불가피적으로 포함되는 불순물 원소이며, 용접성을 저하시킨다. 특히, 그 함유량이 0.04%를 초과하여 과잉으로 되면, 용접성의 저하가 현저해진다. 이러한 것으로부터, P의 함유량은 0.04% 이하로 할 필요가 있고, 바람직하게는 0.03% 이하, 보다 바람직하게는 0.02% 이하이다. 단, P는 용접성을 저하시키는 한편으로 내전면 부식성을 높이는 효과를 발휘하므로, 0.005% 이상으로 함유시키는 것은 유용하다.

[S: 0.040% 이하]

S는 강 중에 불가피적으로 포함되는 불순물 원소이며, 될 수 있는 한 적게 할 필요가 있다. S의 함유량이 0.040%를 초과하면 용접성을 저하시킨다. 이러한 것으로부터, S 함유량을 적어도 0.040% 이하로 억제할 필요가 있고, 바람직하게는 0.02% 이하, 보다 바람직하게는 0.01% 이하이다.

[Al: 0.01 내지 0.10%]

Al은 탈산제로서 필요한 원소이며, 0.01%를 충족하지 않으면 탈산 효과가 발휘되지 않는다. 그러나, 과잉으로 함유시키면 강재의 인성을 열화시키므로, Al 첨가량은 0.10% 이하로 할 필요가 있다. 또한, Al 함유량의 바람직한 하한은 0.02%이며, 보다 바람직하게는 0.03%이다. 또한, Al 함유량의 바람직한 상한은 0.06%이며, 보다 바람직하게는 0.05%이다.

[N: 0.002 내지 0.0080%]

N은 강 중에 포함되는 가스 성분이며, 불가피적으로 혼입된다. 단, N은 내식성을 향상시키는 효과를 발휘하므로, 소량 함유시키는 것은 유효하다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, 0.002% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, N 함유량이 과잉으로 되면, 용접 열영향부(HAZ)의 인성이 열화되므로, 0.0080% 이하로 할 필요가 있다. 또한, N 함유량의 바람직한 하한은 0.003%이며, 보다 바람직하게는 0.004%이다. 또한, N 함유량의 바람직한 상한은 0.007%이며, 보다 바람직하게는 0.006%이다.

[Cu: 0.1 내지 0.5%]

Cu는 황화수소의 존재 하에서의 내전면 부식성을 현저하게 향상시키는 효과를 발휘하고, 게다가 S 존재 하에서의 공식 발생의 억제에도 효과가 있다. 원유 탱크에 적용하는 강판의 내피트성을 높이기 위해서는, Cu는 적어도 0.1% 이상 함유시킬 필요가 있고, 그 함유량이 증가함에 따라 내피트 부식성은 향상되게 된다. 또한, Cu는 강판에의 도료의 밀착성을 높이는 효과도 발휘한다. 그러나, Cu 함유량이 과잉으로 되면, 강판이 취화(압연 중의 열간 취성)하기 쉬워지므로, 강의 취화 방지라는 관점에서 Cu 함유량은 0.5% 이하로 할 필요가 있다.

[Ni: 0.1 내지 0.50%]

Ni는 습윤 황화수소 환경 하에서 방식성의 황화물 피막을 형성하여 내전면 부식성을 높이는 효과나, 내공식성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, Cu와 완전 고용체를 형성함으로써 융점을 높이고, Cu 단독 첨가 시에 문제로 되는 열간 균열을 방지하는 효과도 발휘한다. 이 중 원유 탱크의 내피트성을 높이는 효과를 발휘시키기 위해서는, Ni는 0.1% 이상 함유시킬 필요가 있고, 그 함유량이 많아지면 많아질수록 내피트성은 향상한다. 더욱이, 이러한 Ni 함유량에서는, Cu와 마찬가지로 강판 도료의 밀착성을 높이는 효과도 발휘한다. 그러나, Ni 함유량이 과잉으로 되면 내피트성은 더 한층 향상되지만, 경제성이 나빠지므로, Ni 함유량은 0.50% 이하로 할 필요가 있다.

본 발명의 강판에 있어서의 기본 성분은 상기한 대로이며, 잔부는 철 및 불가피적 불순물(예컨대, H, O 등)로 이루어지는 것이지만, 이들 이외에도 강재의 특성을 저해하지 않을 정도의 성분(예컨대, 희토류 원소 등)도 허용할 수 있다. 단, 이들 허용 성분은 그 양이 과잉으로 되면 인성이 열화되므로, 0.1% 정도 이하로 억제해야 한다.

또한, 본 발명의 강판에 있어서는, 상기 성분 외에 필요에 따라, (a) Ti: 0.005 내지 0.05%, (b) Sn: 0.005 내지 0.05%, Bi: 0.005 내지 0.06%, Mg: 0.0005 내지 0.004% 및 Co: 0.03 내지 0.5%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종, (c) Sb: 0.005 내지 0.04%, (d) Ca: 0.0005 내지 0.005% 및 Zr: 0.0005 내지 0.006% 중 적어도 한쪽, (e) Mo: 0.03 내지 0.5%, Cr: 0.03 내지 0.5%, W: 0.03 내지 0.50%, Nb: 0.005 내지 0.05%, V: 0.005 내지 0.10% 및 B: 0.0005 내지 0.005%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 등을 더 함유시키는 것도 유효하고, 함유시키는 성분의 종류에 따라 선박용 강재의 특성이 더욱 개선되게 된다. 이들 성분을 함유시킬 때의 범위 한정 이유는 다음과 같다.

[Ti: 0.005 내지 0.05%]

Ti는 강판 표층부에 형성되는 2차 스케일막(표면 녹 피막)의 조직을 치밀화하여, 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이다. 녹 피막의 치밀화를 달성하기 위해서는, Ti 함유량은 0.005% 이상으로 하는 것이 바람직하지만, 0.05%를 초과하여 과잉으로 함유시켜도 그 효과가 포화되고, 또한 강판의 인성을 열화시키므로, 그 상한을 0.05% 이하로 한다. 녹 피막과 강판 인성의 양립을 도모하기 위한 보다 바람직한 범위는 0.01 내지 0.045%이며, 더욱 바람직하게는 0.015 내지 0.04%이다.

[Sn: 0.005 내지 0.05%, Bi: 0.005 내지 0.06%, Mg: 0.0005 내지 0.004% 및 Co: 0.03 내지 0.5%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종]

Sn, Bi, Mg 및 Co는 모두 내식성을 향상시키는 원소로서 알려져 있다. 이 효과를 얻기 위해서는, Sn: 0.005% 이상, Bi: 0.005% 이상, Mg: 0.0005% 이상, 또는 Co: 0.03% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 다량으로 함유시킨 경우에는, 강판의 인성이나 용접 HAZ 인성을 열화시키므로, 상기 각 상한까지 함유시키는 것이 바람직하다. 이들 원소를 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 Sn: 0.045%(더욱 바람직하게는 0.040%), Bi: 0.055%(더욱 바람직하게는 0.05%), Mg: 0.0035%(더욱 바람직하게는 0.003%) 및 Co: 0.45%(더욱 바람직하게는 0.4%)이다.

[Sb: 0.005 내지 0.04%]

Sb는 내피트성을 향상시키는 효과가 큰 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Sb는 P와 동속(同屬)의 원소이며, 다량으로 함유시키면, 내피트성을 향상시키는 한편으로 HAZ 인성이나 강판 인성을 열화시킨다. 이러한 것으로부터, Sb를 함유시킬 때에는, 그 함유량은 0.04% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 상한은 0.035%이며, 더욱 바람직하게는 0.03%이다.

[Ca: 0.0005 내지 0.005% 및 Zr: 0.0005 내지 0.006% 중 적어도 한쪽]

Ca와 Zr은 부식 피트의 성장의 요인으로 되고 있다고 일컬어지고 있는 부식 피트 바닥의 pH를 산성 쪽으로부터 알칼리성으로 이행시킴으로써, 부식 피트의 성장을 억제하는 효과를 발휘하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Ca: 0.005% 이상 또는 Zr: 0.0005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 이러한 효과는 그 함유량이 증가함에 따라 증대하지만, 과잉으로 함유되면 강판의 인성을 열화시키므로, Ca에 서 0.005% 이하, Zr에서 0.006% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Ca에서 0.0045% 이하(더욱 바람직하게는 0.004% 이하), Zr에서 0.0055% 이하(더욱 바람직하게는 0.005% 이하)이다. 또한, 이들 원소의 상기 효과를 발휘시키는 데에 있어서 바람직한 하한은 Ca에서 0.0005%, 보다 바람직하게는 0.001%(더욱 바람직하게는 0.0015%), Zr에서 0.0005%, 보다 바람직하게는 0.001%(더욱 바람직하게는 0.0015%)이다.

[Mo: 0.03 내지 0.5%, Cr: 0.03 내지 0.5%, W: 0.03 내지 0.50%, Nb: 0.005 내지 0.05%, V: 0.005 내지 0.10% 및 B: 0.0005 내지 0.005%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종]

Mo, Cr, W, Nb, V 및 B는 모두 기본적으로 강판의 강도 상승에 효과가 있는 원소이며, 필요에 따라 함유된다. 이 중 Mo는 강판의 강도 상승에 의해 강도 부족을 보충하는데 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.03% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Mo 함유량이 과잉으로 되면, 강판의 인성 및 용접 HAZ 인성을 열화시키므로, 0.5% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.45% 이하(더욱 바람직하게는 0.3% 이하)이다.

Cr은 강도 상승에 효과가 있는 원소로서 알려져 있다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.03% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Cr을 함유하면, 원유 탱크 바닥의 심한 부식 환경 하에서는, Cr^- 이온의 용해와 함께, 원유 탱크 바닥에 조금이나마 존재하는 해수에 유래하는 Cl^- 이온과의 상호 작용에 의해, 부식 피트 바닥의 pH 를 저하시켜, 부식을 더욱 진행시킨다고 하는 악영향이 발생한다. 이러한 것으로부터, Cr을 함유시킬 때에는, 그 상한은 0.5%로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.45%, 더욱 바람직하게는 0.3%이다.

W도 강판의 강도 상승에 의해 강도 부족을 보충하는데 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.03% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, W 함유량이 과잉으로 되면, 강판의 인성 및 용접 HAZ 인성을 열화시키므로, 0.50% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.45% 이하(더욱 바람직하게는 0.4% 이하)이다.

Nb는 탄질화물의 석출에 의해 강판의 강도 상승에 효과가 있는 원소이며, 또한 미재결정 온도를 확대시킴으로써 페라이트 결정립의 미세화에 매우 효과가 있는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Nb 함유량이 0.05%를 초과하여 과잉으로 되면, 강판 및 HAZ의 인성을 열화시키게 된다. 보다 바람직하게는 0.04% 이하(더욱 바람직하게는 0.03% 이하)이다.

V도 탄질화물의 석출에 의한 강도 상승에 효과가 있는 원소이며, 또한 Nb와 마찬가지로 미재결정 온도를 확대시킴으로써 페라이트 결정립의 미세화에 매우 효과가 있는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, V 함유량이 0.1%를 초과하여 과잉으로 되면, 강판 및 HAZ의 인성을 열화시키게 된다. 보다 바람직하게는 0.08% 이하(더욱 바람직하게는 0.06% 이하)이다.

B는 담금질성을 향상시킴으로써 강판의 강도 상승에 효과가 있는 원소이며, 또한 질화물을 형성함으로써 HAZ의 페라이트 입자 생성 사이트로 된다고 일컬어지고 있는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, 0.0005% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 과잉으로 함유시키면, 강판 및 HAZ의 인성을 열화시키므로, 0.005% 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.004% 이하(더욱 바람직하게는 0.003% 이하)이다.

본 발명의 강판에 있어서는, 강판 표면에 형성되는 스케일(1차 스케일 및 2차 스케일) 중에는, 내피트성을 현저하게 향상시키는 Cu 및 Ni는 거의 함유되지 않는다는 특성을 활용하여, Cu 및 Ni를 강판 표층부의 오스테나이트 결정입계에 농화시킴으로써, 내식성 향상을 도모하는 것이다. 이들 원소를 농화시키기 위해서는, 슬래브 가열 중에 생성되는 1차 스케일 및 압연 중에 생성되는 2차 스케일의 생성에 따르는 원소의 토출 현상(확산 현상)을 이용할 필요가 있다.

압연 중에 생성되는 2차 스케일은 압연 온도: 800 내지 950℃ 정도의 온도역에서 형성되고, 또한 시간으로 환산하여 겨우 5분 정도의 매우 짧은 시간이므로, 확산에 의해 Cu 및 Ni를 소정량 이상 농화시키기 위해서는, 초기 함유량(강판 중의 평균 함유량)을 많게 할 필요가 있다. 그러나, 초기 함유량을 많게 하는 것은 강판의 인성이나 용접성을 오히려 열화시킴과 아울러, 경제성도 손상시키게 되므로 문제로 된다.

본 발명의 방법에서는, 가열 시에 형성되는 1차 스케일의 생성에 따르는 Cu 및 Ni의 농화 현상을 이용하여, 표층부의 Cu 및 Ni의 농도를 미리 초기 함유량보다도 농화시켜 둠으로써, 2차 스케일 생성 시의 짧은 시간에 소정량 이상의 Cu 및 Ni 를 농화시키는 것에 성공한 것이다. 이러한 관점으로부터, 슬래브의 가열 온도는 엄밀히 제어할 필요가 있고, 아울러 표면 흠의 발생을 억제하면서, 1차 스케일을 유효하게 생성시키기 위해 필요한 가열로 내의 분위기 산소(O₂) 농도를 엄밀히 관리할 필요가 있다.

일반적으로 행해지고 있는 재가열의 경우에는, 강판의 Ac₃ 변태점(약 850 내지 910℃) 이상으로 가열하고, 조직을 고온 조직인 오스테나이트로 하는 것이 주된 목적으로 되는 것이지만, 본 발명에서는 그것에 더하여, Cu 및 Ni를 확산시키기 위해, 해당 영역(슬래브 표층부)의 가열 온도를 1000℃ 이상으로 하고, 또한 그 온도역에 80분 이상 유지되어 있을 필요가 있다. 이 때의 가열 온도에 대해서는 높으면 높을수록, 유지 시간에 대해서는 길면 길수록 Cu 및 Ni의 농화에는 유효하지만, 과도한 가열 온도나 유지 시간은 표면 흠의 발생을 초래하고, 생산성을 더욱 저해하는 요인으로 된다. 이러한 것으로부터, 가열 온도는 1250℃ 이하, 유지 시간은 200분 이하인 것이 바람직하다. 또한, 강판을 가열하기 위한 가열로는, 통상은 생산성의 관점으로부터 슬래브를 급속하게 상승시키기 위한 가열대(加熱帶)와, 슬래브 내부 온도 편차를 억제시키기 위한 균열대(均熱帶)로 구성되어 있는 경우가 많지만, 이러한 구성의 가열로를 채용하는 경우에는, 상기 유지 시간은 가열대 및 균열대 중의 유지 시간을 합계한 시간으로 된다(후기의 실시예 참조).

상기한 바와 같이 가열 온도 및 유지 시간을 제어하는 것만으로는, 본 발명의 목적을 달성할 수 없고, 가열로 중의 분위기도 중요한 요건이다. 즉, 1차 스케 일을 형성하기 위해 필요한 산소 농도(O₂ 농도)가 너무 낮으면, 1차 스케일이 유효하게 형성되지 않고, Cu 및 Ni의 농화가 진행되기 어렵게 된다. 따라서, 1차 스케일을 유효하게 생성시키기 위해서는, 가열로 내의 O₂ 농도는 0.5용량% 이상으로 할 필요가 있다(잔부는, 예컨대 N₂). 단, 가열로 분위기의 O₂ 농도가 너무 높으면, Cu 및 Ni의 농화는 충분하지만, 1차 스케일이 다량으로 발생하므로, 제조 손실이나 제품 표면 흠의 원인으로 되므로, 가열로의 분위기 중의 O₂ 농도는 3.0용량% 이하로 할 필요가 있다.

본 발명의 강판은 기본적으로는 도장을 실시하지 않아도 강재 자체가 우수한 내식성을 발휘하는 것이지만, 필요에 따라, 후기의 실시예에 나타내는 타르 에폭시 수지 도료, 또는 그 이외의 대표되는 중방식(重防食) 도장, 징크 리치 페인트(zinc-rich paint), 숍 프라이머(shop primer), 전기 방식 등의 다른 방식 방법과 병용하는 것도 가능하다. 또한 본 발명의 강재는 원유 수송 탱크나 원유 저장 탱크의 소재로서 이용되었을 때에도, 국부 부식을 발생시키지 않고 우수한 내식성을 발휘하는 것으로 된다. 또한, 본 발명의 강판은 두꺼운 강판, 얇은 강판의 어느 것도 포함하는 취지이다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해 제한을 받지 않고, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

실시예

하기 표 1에 나타내는 화학 성분 조성의 강재를 전로(轉爐)에서 용제하고, 연속 주조에 의해 각종 주편(슬래브)를 제작했다. 얻어진 슬래브를 이용하여, 하기 표 2에 나타내는 가열 조건, 압연 조건 및 냉각 조건으로써, 얻어진 슬래브를 가열, 압연 및 냉각하여 각종 강판을 제작했다. 한편, 하기 표 2에 나타낸 냉각 속도는 냉각 방법이 「공냉」인 경우는 압연 종료 온도 내지 600℃까지의 판 두께 방향 평균 냉각 속도를 나타내고, 냉각 방법이 「수냉」인 경우는 수냉 개시 온도 내지 수냉 정지 온도(약 580 내지 600℃)까지의 판 두께 방향 평균 냉각 속도를 나타낸다.

얻어진 각 강판에 대하여, Cu와 Ni가 농화하고 있는 영역(농화 영역)의 특정, 농화 영역의 면적율 측정, 표면 흠의 발생 상황, 부식성(내피트성), 강판의 기계적 특성(항복점 YP, 인장 강도 TS, 강판의 인성 vE_-20) 등에 대하여, 각각 하기에 나타내는 방법에 의해 측정했다.

[농화 영역의 특정]

(a) 농화 영역의 특정에 있어서는, EPMA 장치를 사용했다. 측정 순서로는, 표층 스케일부와 지금부(강판부)의 계면을 포함하는 영역을, 300배의 배율로 면 분석을 실시하고, 강판 표면으로부터 10㎛까지의 깊이에서 Cu 및 Ni 농도가 다른 부분보다도 높게 되어 있는 영역(강판의 최대 함유량이 약 0.8%, 필요 농화량이 1.2%인 것으로부터, EPMA의 강도비가 적어도 1.5배, 또한 0.8%로 되어 있는 영역)을 농화 영역으로서 특정했다. 또한, Cu 및 Ni의 농화의 형태에 대해서는, 동일 부위의 광학 현미경 조직과의 대비에 의해, 구 오스테나이트 입계에 존재하고 있는 것을 확인했다.

(b) 농화 영역에서의 Cu 및 Ni의 각 함유량에 대해서는, EPMA에서 Cu 및 Ni의 함유량이 판명되어 있는 표준 시료를 기준으로 하여, 농화 영역의 Cu 및 Ni의 함유량을 산출했다. 또한, 상기 표준 시료란, Cu 또는 Ni의 함유량이 적은 시료와 많은 시료[바람직하게는 대상 강종의 Cu 및 Ni의 함유량이 화학 분석값(체크 분석값)보다도 적은 시료(0.1% 정도)와 많은 시료(2% 정도)]를 통상 채용한다. 단, 표준 시료를 이용하지 않아도, 강판의 t/4부(t: 판 두께)를 면 분석한 값을 기준으로 하여, 농화 영역에서의 Cu 및 Ni의 함유량을 산출할 수 있다.

(c) 예컨대, 표준 시료(강판)가 있는 경우에는, 해당 강판을 EPMA로 Cu 및 Ni의 함유량의 면 분석 강도를 조사하고, 표준 시료와의 비교에 의해 함유량을 특정한다. 이 때, Cu 또는 Ni의 함유량이 적은 표준 시료와 많은 표준 시료의 면 분석 강도로부터 도출되는 면 분석 강도와 Cu 또는 Ni의 함유량의 관계 그래프를 이용하여, 내삽법에 의해 산출하는 것이 바람직하다.

한편, 모재부의 화학 분석값(체크 분석값)만이 판명되어 있는 경우에, 예컨대 이 체크 분석값이 0.35%라고 하고, 농화하고 있는 영역의 면 분석 강도가 모재부의 약 2.4배라면 0.84%(0.35×2.4)로서 함유량을 산출한다.

[농화 영역의 면적율 측정]

상기에서 특정한 농화 영역에 대하여, 화상 해석법에 의해 농화 영역의 면적율을 측정하고, 평가했다. 즉, EPMA 장치에 의해 Ni, Cu 각 원소의 면 분석을 행하여, 각 원소의 농도 분포 데이터를 수집한다. 얻어진 각 원소의 농도 분포 데이터를 가산 처리하고, (Ni+Cu)의 농도 분포 데이터를 작성하여, (Ni+Cu)가 1.2% 이상으로 되는 영역을 특정한다. 그리고 전체 분석 면적에 대한 (Ni+Cu)가 1.2% 이상으로 되는 면적의 비율을 산출했다.

[표면 흠의 발생 상황]

제품 표면에, 열간 시의 균열이나 스케일 흠이 있는지 여부에 의해 판단했다.

[부식성(내피트성)]

부식 피트 발생의 메커니즘을 고용 S에 의한 것이라고 생각하고, 그것을 검증하기 위해, 판 두께 5㎜의 30×30(㎜)의 시료를 잘라내어 평가했다.

(a) 공시재

크기: 30×30×5(㎜)

전(前)처리: 아세톤 세정

회수(n): 3회

(부식 시험 전의 각 공시재의 질량을 0.001g의 단위로 측정)

(b) 부식 용액

(i) 100% 황 분말: 500g과, 8% NaCl 수용액: 1000g을 혼합하여 조제했다.

(ⅱ) 30℃로 제어한 항온조(상기 부식 용액을 깊이 100㎜로 충전한 것) 중에, 상기 공시재(각 3장)를 항온조의 바닥면에 직립시켜 침지하고(공시재의 5㎜×30㎜의 면이 항온조의 바닥면에 접촉), 7일 경과 후에 하기의 평가 항목에 대하여, 후술하는 순서에 의해 부식성을 평가했다.

(c) 평가 항목

(i) 시험 후의 외관 관찰

(ⅱ) 질량 변화(부식 속도)

(ⅲ) 최대 피트 깊이

(d) 부식성 측정 순서

(i) 시험 전후의 질량 변화를 산출하고, 공시재 양면의 평균 부식 감소량을 측정했다.

(ⅱ) 공시재 양면에 대하여, 삼차원 거칠기 측정기에 의해 국소적인 요철을 측정하고, 평균값을 산출하고, 그 위치를 0으로 했을 때의 피트 깊이(겉보기상의 깊이)를 검출했다.

(ⅲ) 질량 변화로부터 산출한 평균 부식 감소량(감소량에 근거하는, 부식량 두께)과, 거칠기 측정기에 의해 검출한 피트 깊이(겉보기상의 깊이)의 합을 최대 피트 깊이로서 산출했다.

[강판의 기계적 특성(항복점 YP, 인장 강도 TS, 강판의 인성 vE_-20)]

(a) 각 강판의 압연 방향에 수직인 방향으로 JIS Z 2201(2007년 개정 JIS 규격)의 1B호 시험편을 채취해서, JIS Z 2241의 요령으로 인장 시험을 행하여, 항복점 YP 및 인장 강도 TS를 측정했다. 그리고 항복점 YP: 355MPa 이상, 인장 강도: 490MPa 이상인 것을 합격으로 평가했다.

(b) 또한 각 강판의, t/4(t: 판 두께) 위치로부터(표면 쪽을 기준으로 함) 압연 방향에 평행한 방향으로 시험편 소재를 채취하고, 이것으로부터 JIS Z 2242(2007년 개정 JIS 규격)의 도 2 및 표 2에 규정된 V 노치 시험편을 각각 3개 채취하고, JIS Z 2242의 요령으로 샤르피 충격 시험을 행했다. 그리고, 시험 온도: -20℃에서의 흡수 에너지(vE_-20)를 측정했다. 그리고, 해당 흡수 에너지(vE_-20)의 평균값이 100J 이상인 것을 합격으로 평가했다.

또한, 모재 인성을 평가할 때에, 판 두께가 10㎜를 만족하지 않는 경우는 「2005 강선 규칙 K편 2장」(재단법인 일본 해사 협회 발행)에 규정되어 있는 서브 크기 시험편을 적용하고, 시험 결과(vE_-20)의 기준값은 표 K2.9에 규정되어 있는 값을 곱하여 평가했다.

이들 결과를, 일괄해서 하기 표 3에 나타내는데, 본 발명에서 규정하는 요건을 만족하는 것(실험 No. 1 내지 9)에서는, 우수한 내피트성 및 기계적 성질을 구비하고 있는 것을 알 수 있다. 이에 반하여, 본 발명에서 규정하는 요건에 무언가를 결한 것(실험 No. 10 내지 29)에서는, 적어도 어느 것인가의 특성이 열화되고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실험 No. 14, 16에서의 제품 표면 흠은 스케일 흠의 발생에 의해 제품으로서 부적당하기 때문에, 또한 실험 No. 18에서의 제품 표면 흠은 Cu에 의한 열간 균열 발생에 의해 제품으로서 부적당하기 때문에, 모두 「×」로 평가한 것이다.

상기와 마찬가지로 한 실험 결과에 근거하여, (Cu+Ni) 함유량과 최대 피트 깊이의 관계를 도 3에(도면 중, 「○」는 강판 중 함유량, 「●」은 농화 영역 중 함유량), 가열 온도(유지 온도) 및 유지 시간이 농화 영역 (Cu+Ni) 함유량에 미치는 영향을 도 4에(도면 중, 「●」, 「■」, 「▲」, 「○」 및 「△」는 유지 시간을 나타낸다. 단, 강판 중 (Cu+Ni) 함유량: 0.2%, 가열로 내 산소 농도: 1.0용량%), 가열로 내 산소 농도가 농화 영역 (Cu+Ni) 함유량에 미치는 영향을 도 5에 [도면 중, 「●」, 「■」, 「▲」 및 「○」는 강판 중의 (Cu+Ni) 함유량의 평균값(2분의 1의 값)] 각각 나타낸다. 이들 결과로부터 명백한 바와 같이, 제조 조건(가열 온도, 유지 시간)을 적절히 제어하여 농화 영역에서의 (Cu+Ni) 함유량을 적절한 범위로 제어함으로써, 양호한 내피트성이 발휘되고 있는 것을 알 수 있다.

도 1은 강판의 형태가 최대 피트 깊이에 미치는 영향을 나타낸 막대 그래프이다.

도 2는 농화 영역의 면적율과 최대 피트 깊이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 3은 (Cu+Ni) 함유량과 최대 피트 깊이의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 4는 가열 온도(유지 온도) 및 유지 시간이 농화 영역 (Cu+Ni) 함유량에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.

도 5는 가열로 내 산소 농도가 농화 영역 (Cu+Ni) 함유량에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.

Claims

C: 0.03 내지 0.2%(「질량%」의 의미, 화학 성분 조성에 대하여 이하 동일), Si: 0.05 내지 0.5%, Mn: 0.4 내지 1.8%, P: 0.04% 이하, S: 0.040% 이하, Al: 0.01 내지 0.10%, N: 0.002 내지 0.0080%, Cu: 0.1 내지 0.5% 및 Ni: 0.1 내지 0.50%를 함유하고, 잔부는 철 및 불가피적 불순물이며,

강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 구(舊) 오스테나이트 입계에, Cu 및 Ni의 합계 함유량이 1.2% 이상인 농화 영역이 존재함과 아울러, 강판 표면으로부터 깊이 10㎛까지의 강판 두께 방향 단면적에 대한 상기 농화 영역의 면적율이 5% 이상인

강판.
제 1 항에 있어서,

Ti: 0.005 내지 0.05%를 함유하는 강판.
제 1 항에 있어서,

Sn: 0.005 내지 0.05%, Bi: 0.005 내지 0.06%, Mg: 0.0005 내지 0.004% 및 Co: 0.03 내지 0.5%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 강판.
제 1 항에 있어서,

Sb: 0.005 내지 0.04%를 함유하는 강판.
제 1 항에 있어서,

Ca: 0.0005 내지 0.005% 및 Zr: 0.0005 내지 0.006% 중 적어도 한쪽을 함유하는 강판.
제 1 항에 있어서,

Mo: 0.03 내지 0.5%, Cr: 0.03 내지 0.5%, W: 0.03 내지 0.50%, Nb: 0.005 내지 0.05%, V: 0.005 내지 0.10% 및 B: 0.0005 내지 0.005%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 강판.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 화학 성분 조성을 갖는 강재를 전로에서 용제하고, 주조에 의해 슬래브를 제작한 다음, 얻어진 슬래브를 가열, 압연 및 냉각하여 강판을 제조하는 방법에 있어서,

상기 슬래브를 가열하는 공정은, 산소 농도가 0.5 내지 3.0용량%로 제어되고, 분위기 온도가 1000℃ 내지 1250℃인 가열로 내에 슬래브를 80분 내지 200분 유지하고, 슬래브의 표면 온도가 1000℃ 내지 1250℃인 상태에서 가열로로부터 취출하는 것을 특징으로 하는 강판의 제조 방법.