KR101560861B1

KR101560861B1 - 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재

Info

Publication number: KR101560861B1
Application number: KR1020120027342A
Authority: KR
Inventors: 정환교
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2015-10-15
Also published as: KR20130105156A

Abstract

본 발명은 중량%로, C: 0.02~0.25%, Si: 0.05~1.0%, Mn: 0.2~2.0%, Al: 0.05~2.0%, Cu: 0.1~0.5%, Mo: 0.05~0.5%, Ti: 0.01~0.3%, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, N: 0.001~0.01%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재를 제공한다.

Description

틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재{SHIP-BUILDING CORROSION-RESISTANT STEEL HAVING EXCELLENT CREVICE CORROSION RESISTANCE}

본 발명은 밸러스트 탱크 등에 사용하는 선박용 내식강재에 관한 것이다.

선박의 밸러스트 탱크는 선박의 평형을 맞추기 위하여 이용된다. 일반적으로 화물적재시에는 화물을 균등하게 배분 적재하여 선박의 균형을 맞추지만 일부 화물만 하역을 하거나 하역을 마친 경우 항해를 위해 선박의 최소 흘수선에 달하게끔 각각의 밸러스트 탱크를 해수로 채워서 그 균형을 맞추게 된다. 이처럼 밸러스트 탱크에는 해수가 유입되고, 운항시 외부의 조건에 따라 밸러스트 탱크 내부의 온도가 60℃까지 상승하므로 밸러스트 탱크는 매우 극심한 부식환경하에 놓여져 있다. 그 때문에 밸러스트 탱크에 사용되는 강재는 방식공정을 통하여 내식성을 확보한다.

일반적으로 방식방법으로는 에폭시계 도료에 의한 방식 도막을 형성하는 방법과 전기방식에 의한 방식방법이 병용되고 있다. 도막이 손상되어 강재의 표면이 드러나는 경우에는 전기방식을 통하여 일부 부식을 억제할 수는 있으나, 그 부식속도가 매우 빠르기 때문에 강재의 부식을 완전히 방지할 수 없다. 또한 밸러스트 탱크에서 해수를 빼낸 후에는 전기방식 기능이 작동하지 않으므로 잔류 해수에 의하여 도막의 손상부는 극심한 부식이 진행된다. 따라서, 강재 자체의 내식성이 우수한 내식강재의 개발이 요구되고 있다.

이러한 밸러스트 탱크와 같은 해수환경하에서 사용되는 선박용 강재의 내식성 향상을 위해서는 현재까지 하기와 같은 기술들이 제안된 바 있다.

특허문헌 1은 심한 부식환경하에 있어서도 강재의 표면 상태에 좌우되지 않고 우수한 내식성을 발현하는 선박용 내식강재에 관한 것으로서, 주로 텅스텐을 이용하여 내식성을 향상시키는 것이다.

그러나, 특허문헌 1에 대한 본 발명자들의 시험에 의하면, 텅스텐 첨가에 따른 내식성 증가는 미미하며, 텅스텐은 가격이 비싸므로 경제적인 측면에서 바람직하지 못하다. 또한 인장강도 향상을 위하여 안티몬과 주석이 첨가되는데, 이들 원소들이 내식성에 미치는 영향은 미미하며, 연신율과 충격치를 감소시킨다. 또한 두 원소 모두 융점이 낮은 원소로 열간가공시 적열취성, 템퍼링취성, 저온취성등의 원인이므로 이들 원소의 첨가는 강의 제조공정에 문제를 야기할 수 있다.

다른 기술로는 특허문헌 2를 들 수 있는데, 이 기술은 저합금 내식강재에 타르에폭시 도료, 퓨어 에폭시 도료, 우레탄 도료 등의 방식 도료를 피복한 밸러스트 탱크에 관한 것으로서, 내식성 향상을 위하여 다량 첨가된 인은 첨가된 양에 반하여 내식성 향상이 크지 않으며, 오히려 용접성 및 용접부 인성을 저해하는 문제가 있다.

또한 다른 기술로는 특허문헌 3을 들 수 있는데, 이 기술은 탄소가 0.15중량%이하인 강에 내식성 개선원소로서 크롬을 0.2~5.0중량% 첨가하여 내식성을 향상시키고자 하는 것인데, 크롬을 비교적 많이 함유하고 있어 용접성이 열위하고 용접부 인성이 저하되며, 제조비용이 높다는 문제가 있다.

한편, 열악한 부식환경하에 있는 밸러스트의 방식을 위하여 방식도장에 관한 엄격한 규정이 적용되고 있으나, 통상적으로 방식도장의 수명은 10년 내외로 선박수명의 절반에도 미치지 못하는 실정이다. 즉, 도장은 해수환경하에서 10년 이내에 도장결함이 발생하고 이 도장결함부위에 극심한 부식현상을 일으키므로, 이를 방지하기 위한 대책으로 강재 자체에 내식성을 부여하고자 하는 노력들이 있다. 내식성이 우수한 강재의 개발은 도장을 적용하지 않는 무도장일 경우에 그 효과의 증명이 쉬우나, 해수의 환경과 같은 염분이나 항온 다습한 곳에 노출되는 환경에서는 스테인리스를 제외한 철강재 사용시 내식성은 향상되더라도 부식에 의한 녹물 발생으로 인하여 외관상 또는 해상환경 오염 등의 문제가 발생하므로 밸러스트 탱크에 무도장 내식강을 사용하는 것은 어려운 실정이다.

그래서 도장의 수명을 연장시키고 유지보수를 줄이기 위하여 도장을 엄격하게 관리하는 방법도 제안되었지만, 강재 자체의 틈부식에 대한 저항성을 향상시키는 방법이 제안되었다.

틈부식은 도막결함과 같은 틈안에 국부적인 형태의 부식이 발생하여, 금속표면의 작은 영역에서 비교적 빠른 속도로 진행되는 국부적인 부식의 형태이다. 이러한 틈부식은 육안으로 관찰이 어려우므로 벽의 끝까지 뚫고 들어가 구멍을 형성시킨다.

따라서, 밸러스트 탱크와 같은 해수환경하에서 사용되는 선박용 강재에는 저항성뿐만 아니라 도장결함부에서 틈부식에 대한 저항성이 우수한 내식강재의 개발이 요구되고 있다.

한국특허공개공보 2008-0090541호 공보 일본특허공개공보 평07-034197 공보 일본특허공개공보 평07-034196 공보

본 발명의 일측면은 해수에 의한 염분이나 항온 다습한 곳에 노출되는 환경하에서 도막결함부에서의 틈부식 저항성이 우수하며, 선박의 안정성 및 수명을 향상시켜 경제성 및 생산효율도 우수한 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재를 제공한다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 강성분을 최적화함으로써, 해수와 유사한 성분의 염수용액내에서 상온 및 상온 보다 높은 60℃까지의 온도에서도 부식속도가 월등히 낮고, 동시에 도장시 도막결함부에서 발생하는 틈부식에 대한 저항성도 우수하게 확보할 수 있고, 또한 선박의 안정성 및 수명을 향상시켜 유지보수 도장 작업을 경감시킴으로써, 경제성 및 생산효율도 우수한 선박용 내식강재를 얻을 수 있다.

도 1은 밸러스트 탱크 내부 환경을 모사한 모식도이다.
도 2의 (a)는 밸러스트 탱크에 포함되는 시편을 나타낸 모식도이고, (b)는 틈부식저항성을 측정방법을 나타낸 모식도이다.

본 발명자들은 상기 전술한 기술들이 해결하지 못한 문제점을 극복하고 선박의 밸러스트 탱크 등의 열악한 부식환경하에서도 도막 결함부에서 틈부식 저항성이 우수한 강재를 개발하기 위하여 연구를 행한 결과, Al, Cu, Mo 및 Ti를 필수원소로 포함하고, 추가로, 크롬, 니켈, 텅스턴, 칼슘 및 마그네슘 등의 성분을 적정범위에서 함유시킴으로써 틈부식 저항성이 우수한 내식강재를 생산할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.

일반적으로 선박에 사용되는 강재는 방식을 위하여 용접 후 방식도장이 실시되어 사용된다. 방식도장은 강재 작업 전 녹방지를 위하여 징크 프라이머를 도포하고 조립후에 에폭시계 도장을 이용하여 방식코팅을 하는 것이 일반적이다. 특히 밸러스트 탱크에서는 방식도장에 대한 규정이 까다로워 에폭시 도장을 두번 이상 실시하여 도장층의 두께를 매우 두껍게 한다. 이러한 방식도장층은 선박이 건조 후 취항하여 운행중에 도막에 균열등과 같은 결함이 발생하여 도막으로서의 기능이 충분히 하지 않은 부분이나 도막이 벗겨겨 강판이 그대로 드러나는 부분이 존재한다. 도막에 발생한 균열부위에서는 전면부식이 아니라 틈부식이 발생하여 보다 빨리 부식되고 이러한 빠른 부식은 주변의 도장열화를 촉진하는 역할을 하므로 도장의 수명 또한 단축시키게 된다. 본 발명의 내식강재는 이러한 문제점을 해결한 것으로서, 선박의 밸러스트 탱크 등의 열악한 부식환경하에서도 우수한 틈부식 저항성을 가져 선박의 안정성 및 수명을 향상시키고 유지보수 도장 작업을 경감시키고자 하는 것이다.

이하, 본 발명의 일측면인 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재에 대하여 상세히 설명한다.

탄소(C): 0.02~0.25중량%

상기 C는 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 원소로 그 함량을 증가시키면 소입성을 향상시켜 강도를 향상시키는 역할을 한다. 전면부식 및 틈부식 저항성 향상을 위해서는 C 함량을 줄여야 하지만 C이 0.02중량% 미만인 경우에는 강도를 확보하기가 어렵다. 반면에, 탄소함량이 0.25중량%를 초과하는 경우에는 충분한 인성을 확보할 수 없을 뿐만 아니라 용접성을 열화시켜 용접 구조물용강으로 바람직하지 않다. 따라서, 상기 탄소는 0.02~0.25중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 C의 상한을 0.12중량%이하로 제한한다.

실리콘(Si): 0.05~1.0 중량%

상기 Si는 탈산제로 작용할 뿐만 아니라 강의 강도를 증가시키는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.05중량%이상 포함되는 것이 바람직하다. 또한, Si는 전면부식 저항성의 향상에 기여하기 때문에 함량을 증가시키는 것이 유리하나, 상기 Si의 함량이 1.0중량%를 초과하면 인성 및 용접성을 저해하고 압연시 스케일의 박리를 어렵게 하기 때문에 스케일에 의한 표면결함등을 유발한다. 따라서, 상기 실리콘의 함량은 0.05~1.0중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 내식성 향상을 위해서는 Si을 0.2중량% 이상 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.

망간(Mn): 0.2~2.0중량%

상기 Mn은 강을 고용강화시키는데 효과적인 원소이다. 본 발명에서는 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.2중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 망간의 함량이 증가하면 소입성이 증가하여 강도가 증가되나 망간의 함량이 2.0중량%를 초과하는 경우에는 전면부식 저항성에 영항을 끼치고, 용접성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 망간의 함량은 0.05~2.0중량% 로 제한하는 것이 바람직하다. 전면부식 저항성의 향상을 위해서 망간을 1.5중량% 이하로 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.

알루미늄(Al): 0.15~2.0중량%

상기 Al은 해수에 강재를 노출시 시간이 지남에 따라 표면에 Al₂O₃층을 형성하여 부식속도를 늦추므로 내식성을 향상시키는 원소이다. 일반적으로 Al은 탈산을 위하여 첨가하는 원소이나 내식성을 향상시키기 위해서는 0.15중량%이상은 첨가되어야 한다. Al 첨가량이 증가할수록 내식성은 향상되나, Al 첨가는 강의 연주시 문제를 발생시킬 수 있으므로 그 상한은 현재까지 연주가 가능한 2.0중량%로 제한한다. 보다 바람직하게는 그 함량은 1.0중량%이상으로 제한한다.

구리(Cu): 0.1~0.5중량%

상기 Cu는 산성용액에서 Fe의 용출을 지연하여 부식저항성을 향상시키는 원소로 도막결함부와 같이 틈내의 용액환경이 산성화 되는 조건에서 내식성을 향상시킬 수 있다. 이러한 산성용액내에서 내식성을 향상시키기 위해서는 0.1중량% 이상을 첨가하여야 한다. Cu의 첨가량이 증가함에 따라 내식성은 더욱 증가하나 0.5중량%를 초과하면 슬라브 제조시 표면균열을 유발하여 국부부식 저항성을 떨어뜨리고, 압연을 위한 슬라브 재가열시 융점이 낮은 Cu가 강의 입계에 침투하여 열간가공시 크랙이 발생하는 문제가 발생한다. 따라서, 상기 구리는 0.1~0.5중량%로 제한하는 것이 바람직하다.

몰리브덴(Mo): 0.05~0.5중량%

몰리브덴은 부식저항성 및 강도 향상에 기여하는 원소이다. 몰리브덴이 0.05중량% 미만으로 포함되는 경우 그 효과를 나타내기 어렵다. 그러나 몰리브덴에 의하여 부식저항성을 향상시키기 위해서는 몰리브덴이 강재내에 고용되어야 한다. 몰리브덴은 표면에 형성되는 산화층내에 MoO₄ ^-를 생성시켜 Cl^-이온의 침투를 방해하기 때문이다. 0.5중량%를 초과하는 경우에는 고용한도를 넘는 몰리브덴이 석출물을 형성하여 페라이트와 갈바닉을 형성하여 오히려 부식속도를 증가시킬 수 있고 그 석출물이 조대할 경우 석출물과 강재계면에 형성된 공공은 국부부식의 개시점으로 작용한다.

티타늄(Ti): 0.01~0.3중량%

상기 Ti은 일반적으로 강한 산성분위기에서도 우수한 내식성을 나타내는 원소로 도막결함부와 같이 용액이 강한 산성으로 변화는 환경에서 내식성을 향상시키므로 틈부식 저항성을 높일 수 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량%이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나 0.3중량%를 초과하는 경우에는 인성과 용접성에 악영향을 미친다. 따라서, 상기 티타늄의 함량은 0.01~0.3중량%로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 아들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이디 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

다만, 그 중 인, 황 및 질소는 일반적으로 많이 언급되는 불순물이기 때문에 이애 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

인(P): 0.03 중량% 이하

상기 인은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 주로 강판의 중심부에 편석되어 인성을 저하하고 용접성이 현저히 저하되기 때문에 후물재의 중심부 저온충격인성을 확보하기 위해서는 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다.

이론상 인의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인 함량의 상한은 0.03중량%로 한정하는 것이 바람직하다.

황(S): 0.03 중량% 이하

황은 불가피하게 함유되는 불순물로서, Mn등과 결합하여 비금속개재물을 형성하며 이에 따라 강의 연성, 충격인성 및 용접성에 크게 손상시키기 때문에 그 함량을 최대한 억제하는 것이 바람직하다.

이론상의 황의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 황 함량의 상한은 0.03중량%로 한정하는 것이 바람직하다.

질소(N): 0.001~0.01중량%

N은 불가피하게 함유되는 불순물이다. Al, Ti, Nb, V등과 결합하여 질화물을 형성함으로써 오스테나이트 결정립의 성장을 방해하고, 이에 따라 인성 및 강도 향상에 도움을 주지만, 그 함량이 너무 많으면 고용상태의 N이 존재하고, 이는 오히려 강의 인성에 악영향을 미치므로, 그 함량의 상한은 0.01중량%로 한정하는 것이 바람직하다.

더불어, 본 발명의 강재는 하기 설명하는 크롬, 니켈 및 텅스텐으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 추가적으로 첨가하는 경우 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

크롬(Cr)

상기 Cr은 해수환경하에서 내식성 향상에 유효한 원소이다. 내식성 향상에 크게 기여하는 표면에 안정한 피막을 형성하는 것에 유리한 원소이다. 그러나 Cr량이 스테인리스 수준으로 충분하여 안정한 피막이 형성되지 않는다면 Cl^-이온하에서 오히려 공식에 취약하게 된다. 공식에 취약함은 동일한 부식기구인 틈부식에도 나쁜 영향을 끼치게 된다. 따라서 Cr은 강재의 전면부식 저항성을 높이기 위해서 특히 Al과 함께 첨가할 수 있다. 본 발명의 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.1중량%이상 함유하여야 한다. 반면에 2.0중량%를 초과하는 경우에는 오히려 공식과 같은 국부부식을 조장하므로 틈부식저항성을 저하시킨다. 따라서, 상기 크롬의 함량은 0.1~2.0중량%로 제한하는 것이 바람직하다.

니켈(Ni)

상기 Ni은 Cu와 함께 첨가하면 Cu와 반응하여 융점이 낮은 Cu 상의 생성을 억제하여 열간가공시 크랙이 발생하는 문제점을 억제하는 효과도 있다. 따라서 압연시 표면크랙일 발생할 경우 Ni은 모재의 인성향상에도 유효한 원소이다. 그러나 고가의 원소이므로 1.0중량% 이상 첨가하는 것은 경제성 면이나 용접성 측면에서 불리하므로 그 함량을 0.05~1.0중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 더불어 Ni이 부식저항성 향상에 미치는 영향이 Cu에 비하여 높지 않으므로 내식성 향상을 위해 다량 첨가하는 것 보다는 Cu 첨가에 따른 표면균열 억제를 위하여 Cu 함유량의 1.5배 이하로 함유하는 것이 보다 바람직하다.

텅스텐(W)

상기 W는 표면에 형성되는 부식생성물중 WO₄ ^-를 생성시켜 부식생성물을 통한 Cl^-이온의 침투를 방해하여 내식성을 향상시킨다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.1중량% 이상 첨가되어야 한다. 그러나 부식저항성을 향상시키기 위해서는 W도 강재내에 고용되어야 한다. W는 Mo가 고용한도를 넘게 함유될 경우 석출물을 형성하여 강도향상에는 기여할 수 있으나 이들 석출물은 페라이트와 갈바닉을 형성하여 오히려 부식속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 그 석출물이 조대할 경우 석출물과 강재계면에 형성된 공공은 국부부식의 개시점을 작용하여 국부부식 저항성을 떨어뜨린다. 따라서 그 상한은 0.5중량%이하가 바람직하다. 따라서 W 함유량은 0.1~0.5중량% 로 제한한다.

더불어, 본 발명의 강재는 하기 설명하는 칼슘 및 마스네슘으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 추가적으로 첨가하는 경우 본 발명의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

칼슘(Ca)

상기 Ca은 용강중에서 산소나 황등과 반응하여 CaO나, CaS를 형성한다. 이들 CaO나 CaS는 조해성으로 물에 녹으며, 이때 용액의 pH를 높여 산성도를 떨어뜨린다. 이러한 작용으로 인해 틈내부 용액의 산성화를 억제하여 내식성을 향상시키게 된다. 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.0005중량 %이상 첨가되어야 한다. 그러나 MgO, MgS는 용접성을 저해하므로 그 상한을 0.005%로 제한한다.

마그네슘(Mg)

상기 Mg은 용강중에서 산소나 황등과 반응하여 MgO나, MgS를 형성한다. 이들 MgO나 MgS는 조해성으로 물에 녹으며, 이때 용액의 pH를 높여 산성도를 떨어뜨린다. 이러한 작용으로 인해 틈내부 용액의 산성화를 억제하여 내식성을 향상시키게 된다. 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.0005중량 %이상 첨가되어야 한다. 그러나 MgO, MgS는 용접성을 저해하므로 그 상한을 0.005%로 제한한다.

또한, 상기와 같은 조성을 갖는 강판에 에폭시 코팅을 하여 사용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는 상기 전술한 조성을 만족하는 강 슬라브를 열간압연 할 수 있다. 상기 열간압연 공정의 조건은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 필요에 따라서 당업계에서 알려진 공정을 추가로 실시할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

하기 표 1에 나타난 성분계를 만족하는 강슬라브를 1150℃로 가열하고 통상의 조건으로 열간압연하여 20㎜두께의 후강판으로 제조하였다. 상기와 같은 후강판으로부터 도 1에 나타난 바와 같이, 5mmt(두께) x 40mmW(폭) x 50mmL(길이)의 시편(100)을 제조하였다. 시편(100)을 시편거치대(200)에 거치시킨 후, 일반적인 해수와 성분이 유사한 인공해수(300)에 침지하였다. 해수의 침지조건은 선박의 밸러스트 탱크내부를 모사하여 온도를 60℃로 유지하기 위하여 히터(400)을 이용하였다. 상기와 같은 조건에 침지된 시편(100) 표면을 연마 후 45일간 침지 후 강판의 표면에 형성된 녹을 제거하여 무게감량을 측정하고 무게감량을 이용하여 부식속도를 계산하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.

더불어, 도막 결함부에서 발생하는 틈부식 저항성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 틈부식 저항성을 평가하는 방법은 도 2의 (a)에 나타난 바와 같이, 모재에 약 300m 두께의 에폭시를 스프레이 방식으로 코팅하고, 도막이 완전히 건조된 후 도막에 X자 형태로 길이 40mm 너비 0.1mm로 모재가 노출되도록 인공결함을 만들었다. 결함의 제작 후 모재와 동일한 조건에서 침지시험을 행한 후, 도 2의 (b)에 나타난 바와 같이 결함주위의 도장열화부 중 가장 큰 부부의 길이를 측정하여 틈부식 저항성을 평가하였다.

No.	C	Si	Mn	P	S	Al	Cu	Mo	Ti	N	Cr	Ni	W	Mg	Ca
발명예 1	0.071	0.25	0.95	0.015	0.0020	0.50	0.15	0.1	0.05	0.0050	0.15	0.20		0.001
발명예 2	0.067	0.30	0.90	0.022	0.0030	0.15	0.20	0.1	0.04	0.0047		0.25	0.10	0.0015
발명예 3	0.079	0.24	0.90	0.010	0.0025	0.33	0.18	0.15	0.05	0.0048	0.20		0.15	0.0012
발명예 4	0.092	0.29	1.10	0.013	0.0018	0.58	0.19	0.12	0.06	0.0052			0.20	0.0014
발명예 5	0.090	0.35	1.15	0.015	0.0025	0.19	0.24	0.20	0.05	0.0042	0.15			0.0020
발명예 6	0.115	0.37	1.10	0.013	0.0020	0.38	0.30	0.15	0.10	0.0050		0.30			0.0015
발명예 7	0.082	0.40	0.94	0.010	0.0030	0.69	0.35	0.10	0.11	0.0045		0.30	0.20		0.0014
발명예 8	0.071	0.14	1.25	0.014	0.0027	0.85	0.31	0.24	0.09	0.0039			0.12		0.0019
발명예 9	0.105	0.25	1.20	0.017	0.0034	1.02	0.35	0.15	0.04	0.0060	0.4	0.21			0.0020
발명예 10	0.126	0.19	1.24	0.010	0.0015	1.32	0.28	0.35	0.05	0.0045			0.15	0.0015
발명예 11	0.074	0.10	1.10	0.010	0.0020	1.24	0.40	0.20	0.06	0.0052		0.35		0.0021
발명예 12	0.134	0.28	0.96	0.009	0.0021	0.75	0.31	0.10	0.10	0.0067	0.2		0.14	0.0023
발명예 13	0.105	0.34	0.97	0.012	0.0029	0.67	0.47	0.08	0.15	0.0055		0.25	0.14	0.0015
발명예 14	0.085	0.25	1.00	0.014	0.0032	0.72	0.25	0.25	0.07	0.0040	0.98				0.0014
발명예 15	0.099	0.40	1.08	0.013	0.0017	0.98	0.20	0.15	0.20	0.0041			0.25		0.0014
발명예 16	0.090	0.31	1.25	0.010	0.0024	1.30	0.18	0.15	0.05	0.0038		0.24			0.0010
발명예 17	0.071	0.23	1.4	0.008	0.0014	1.55	0.21	0.30	0.07	0.0047		0.30	0.10		0.0020
발명예 18	0.135	0.19	1.35	0.015	0.0022	1.20	0.25	0.10	0.09	0.0055			0.15	0.0015
발명예 19	0.121	0.24	1.25	0.014	0.0035	1.04	0.45	0.09	0.14	0.0064	1.05		0.10	0.0010
발명예 20	0.060	0.26	1.06	0.015	0.0021	0.90	0.35	0.28	0.08	0.0055		0.15			0.0030
비교예 1	0.160	0.17	0.94	0.012	0.0019	0.02	-	0.15	0.05	0.0045	1.25
비교예 2	0.095	0.31	0.85	0.010	0.0018	0.01	0.25	-	0.17	0.0055		0.40
비교예 3	0.105	0.32	1.25	0.011	0.0019	0.05	-	-	0.04	0.0042
비교예 4	0.145	0.41	1.17	0.009	0.0025	0.15	0.24	-	0.05	0.0055	0.50
비교예 5	0.155	0.25	1.34	0.010	0.0036	0.08	0.19	0.20	-	0.0050		0.30
비교예 6	0.950	0.21	1.40	0.012	0.0017	0.03	0.25	0.14	-	0.0047			0.23
비교예 7	0.31	0.28	1.21	0.015	0.0027	0.68	-	-	0.15	0.0052
비교예 8	0.26	0.15	1.13	0.017	0.0038	-	0.63	-	0.34	0.0051		0.21	0.10

발명강1 내지 20은 본 발명에서 제어하는 성분계 및 조성범위를 모두 만족하는 강종이다. 반면에, 비교강1 내지 8은 본 발명에서 제어하는 성분계 및 조성범위를 만족하지 않는 강종이다.

No.	45일 침지 후 무계감량 (g)	부식속도 (mm/year)	틈부식 저항성 (mm)
발명예 1	0.18	0.07	3.0
발명예 2	0.22	0.10	1.5
발명예 3	0.19	0.08	2.1
발명예 4	0.18	0.07	1.5
발명예 5	0.22	0.10	1.0
발명예 6	0.23	0.11	1.6
발명예 7	0.25	0.12	2.0
발명예 8	0.19	0.08	1.5
발명예 9	0.23	0.10	1.2
발명예 10	0.20	0.08	1.3
발명예 11	0.19	0.07	2.5
발명예 12	0.18	0.06	1.8
발명예 13	0.20	0.08	2.6
발명예 14	0.20	0.08	3.4
발명예 15	0.18	0.07	1.8
발명예 16	0.19	0.07	2.4
발명예 17	0.17	0.06	2.5
발명예 18	0.22	0.07	1.5
발명예 19	0.34	0.11	2.4
발명예 20	0.20	0.06	1.0
비교예 1	0.58	0.18	18
비교예 2	0.55	0.17	17
비교예 3	0.47	0.16	20
비교예 4	0.63	0.22	16
비교예 5	0.59	0.18	17
비교예 6	0.63	0.20	16
비교예 7	0.59	0.18	15
비교예 8	0.60	0.19	18

상기 표 2에 나타난 바와 같이, Al, Cu, Mo 및 Ti가 첨가된 발명예 1 내지 20은 부식속도가 비교예 1 내지 8에 비하여 0.5~3.2배 정도 부식속도가 감속한 것을 확인할 수 있다. 또한, 발명예 1 내지 8의 틈부식 저항성은 비교예 1 내지 8에 비하여 평균 10배정도 향상된 것을 확인할 수 있다.

비교예 1 내지 8과 같이 본 발명이 제안한 성분을 포함하고 있지 않는 경우, 발명예 1 내지 20보다 무게감량값이 크고, 부식속도가 빨라 해수 내에서도 틈부식 저항성이 유지되지 않아 부식이 크게 일어났음을 알 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 시편
200: 시편 거치대
300: 인공해수
400: 히터(heater)

Claims

중량%로, C: 0.02~0.25%, Si: 0.05~1.0%, Mn: 0.2~2.0%, Al: 0.15~2.0%, Cu:0.1~0.5%, Mo:0.05~0.5%, Ti:0.01~0.3%, P:0.03%이하, S: 0.03% 이하, N: 0.001~0.01% 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재.
제 1항에 있어서,
Cr: 0.1~2.0%, Ni: 0.05~1.0% 및 W: 0.1~0.5%로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 하는 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재.
제 1항에 있어서,
Ca: 0.0005~0.005%, Mg: 0.0005~0.005%으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재.
제 1항에 있어서,
상기 강재의 표면에 에폭시 코팅층을 포함하는 틈부식 저항성이 우수한 선박용 내식강재.