KR101917463B1 - 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법 - Google Patents

황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101917463B1
KR101917463B1 KR1020160177187A KR20160177187A KR101917463B1 KR 101917463 B1 KR101917463 B1 KR 101917463B1 KR 1020160177187 A KR1020160177187 A KR 1020160177187A KR 20160177187 A KR20160177187 A KR 20160177187A KR 101917463 B1 KR101917463 B1 KR 101917463B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
sulfuric acid
corrosion resistance
steel
less
Prior art date
Application number
KR1020160177187A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180073405A (ko
Inventor
조민호
김종화
홍영광
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020160177187A priority Critical patent/KR101917463B1/ko
Publication of KR20180073405A publication Critical patent/KR20180073405A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101917463B1 publication Critical patent/KR101917463B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

중량%로, C: 0.01% 이하(0% 제외), Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.1~1.0%, Al: 0.08% 이하(0% 제외), P: 0.01% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하, N: 0.01% 이하, Cu: 0.1~0.5%, Nb: 0.2~1.0%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강판과 이를 제조하는 방법이 개시된다.

Description

황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법 {STEEL SHEET HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE TO SULFURIC ACID AND FORMABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 화석연료 연소가스 배기장치의 소재로 바람직하게 적용될 수 있는 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
석탄, 석유 등의 화석연료는 연소하면 황산가스, 염소가스 등이 함유된 배기가스와 수분을 생성한다. 또, 배기가스와 수분이 반응을 하여 부식성이 강한 황산, 염산 등이 생성된다. 이러한 과정을 통해 부식환경이 조성되는 연소가스 배기장치의 대표적인 예로 화력발전소의 탈황 설비나 각종 배관이 있다.
배기가스에 의한 강한 부식 환경을 견디기 위해 구성하는 소재로서 주로 황산 내식성이 우수한 강판이 이용된다. 일반적으로 황산에 의한 부식속도를 지연시켜 내식성을 향상시키기 위해 강중에 Cu를 다량 첨가한다. Cu를 첨가하면 강산 환경에서 철은 선택적으로 용출되는 반면 반응성이 낮은 Cu는 표면에 농화되어 부식속도가 지연되는 것으로 알려져 있다.
한편, 화석연료의 연소 후 생성되어 배기가스가 통과하는 부위의 온도에 따라 부식환경이 크게 달라진다. 즉, 배기가스가 냉각되면서 해당 온도가 160℃ 정도의 이슬점 이하에 도달하면 황산이 응결하기 시작하여 온도에 따라 응결된 황산의 농도가 변화한다. 온도 70℃에서의 황산 농도는 50%이고 온도 40℃에서의 황산 농도는 20%로서 큰 차이가 있는데, 배기가스를 배출하는 장치의 가동과 비가동의 반복에 따라 설비 내의 온도가 반복적으로 변화하기 때문에 황산의 농도도 그에 따라 변화한다.
이러한 이유로 배기장치를 구성하는 소재는 저온의 낮은 황산 농도의 환경과 고온의 높은 황산 농도의 환경에서 모두 내식성이 우수할 필요가 있다. 하지만 종래의 대부분의 기술들은 그러한 점을 크게 고려하지 않고 개발되어 장치의 온도 변화에 의한 부식환경 변화에 대응하는 데에 한계가 있다.
일 예로, 특허문헌 1에서는 강판에 Cu의 첨가를 통해 황산 내식성을 향상시키는 기술을 제시하고 있으나, 전술한 바와 같이 Cu의 첨가만으로는 부식을 억제하는 영역이 한정되는 한계가 있다.
또한, 특허문헌 2에서는 Cu 첨가뿐만 아니라 Cr을 20% 이상 첨가한 스테인리스 강판의 제조 기술을 제시하고 있으나, Cr의 다량 첨가는 저온 저농도 황산 부식에 대한 내식성을 크게 높일 수 있는 방법이지만 고온 고농도 부식환경에서의 내식성은 오히려 감소할 뿐만 아니라 고가의 합금원소의 다량 첨가로 인해 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 특허문헌 3에서는 고가의 합금원소를 다량 첨가되지 않은 일반적인 황산 내식 용도의 강판의 표면에 법랑 코팅을 실시하여 내식성을 향상시키는 기술을 제시하고 있으나, 법랑 코팅을 하기 위한 고비용 공정이 추가로 필요할 뿐만 아니라 충격에 약한 법랑의 특성때문에 충격이 가해지는 부분에 적용하지 못하는 한계가 있다.
마지막으로, 특허문헌 4에서는 고가의 합금원소의 첨가나 고비용 공정의 추가 없이, 1.2~3.5중량%의 Si을 첨가하여 저온 저농도와 고온 고농도 황산에 대해 고르게 내식성을 갖는 강판 제조 기술을 제시하고 있으나, Si은 다량 첨가시 강재의 연성을 저하시키는 대표적인 원소로서, 강판의 압연 과정이나 성형품을 제작하는 과정에의 가공성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
일본 공개특허공보 제2004-263235호 일본 공개특허공보 제2009-035813호 한국 등록특허공보 제1657787호 한국 등록특허공보 제0511653호
본 발명의 여러 목적 중 하나는, 황산 내식성이 우수한 강판과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 중량%로, C: 0.01% 이하(0% 제외), Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.1~1.0%, Al: 0.08% 이하(0% 제외), P: 0.01% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하, N: 0.01% 이하, Cu: 0.1~0.5%, Nb: 0.2~1.0%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강판을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은, 중량%로, C: 0.01% 이하(0% 제외), Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.1~1.0%, Al: 0.08% 이하(0% 제외), P: 0.01% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하, N: 0.01% 이하, Cu: 0.1~0.5%, Nb: 0.2~1.0%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 1200℃ 이상의 온도로 재가열하는 단계, 상기 재가열된 슬라브를 Ar3℃ 이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 얻는 단계, 및 상기 열연강판을 550~750℃에서 권취하는 단계를 포함하는 강판의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명에 따른 황산 내식성이 우수하여, 화석연료 연소가스 배기장치의 소재로 바람직하게 적용될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
화석연료 연소가스 배기장치의 소재로 사용되는 강판의 경우, 황산 내식성이 우수할 것이 요구된다. 강판의 내식성을 높이기 위해서는 일반적으로 합금 원소를 다량 첨가하게 되는데, 이 경우 소재의 원가가 증가하여 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 가공성 등 다른 물성이 감소하는 결과를 초래한다. 따라서 합금원소를 다량 첨가하지 않으면서도 황산 내식성을 개선할 수 있는 방안을 도출할 필요가 있다. 특히, 이슬점 이하에서 응결에 의해 발생하는 황산 부식의 특성에 근거하여 다양한 온도와 농도 범위의 환경을 고려하여 황산 내식성을 개선할 수 있는 방안을 도출할 필요가 있다.
본 발명자들은 이와 같은 목적을 달성하기 위해 깊이 있게 연구하였으며, 그 결과, 합금원소의 종류 및 그 함량, 제조조건의 최적화를 통해 상기의 목표 물성을 갖는 강판이 제조될 수 있음을 알아내고 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 본 발명의 일 측면인 황산 내식성이 우수한 강판에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 강판의 합금 성분 및 바람직한 함량 범위에 대해 상세히 설명한다. 후술하는 각 성분의 함량은 특별히 언급하지 않는 한 모두 중량 기준임을 미리 밝혀둔다.
C: 0.01% 이하 (0% 제외)
C 함량이 과도할 경우 연성 및 가공성이 저하될 뿐만 아니라 황산 부식에 대한 저항성도 크게 감소한다. 본 발명에서는 C 함량의 상한을 0.01%로, 보다 바람직하게는 0.008%로, 보다 더 바람직하게는 0.004%로 한정한다.
Si: 0.2~1.0%
Si은 탈탄제로 사용되는 원소이며 고용강화에 의한 강도의 향상에 기여한다. 또한 표면에 Si2O3 산화층을 형성하여 내식성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.2% 이상 첨가하는 것이 바람직하고, 0.25% 이상 첨가하는 것이 보다 바람직하며, 0.3% 이상 첨가하는 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 그 함량이 과도할 경우 가공성이 열화되고, 소둔시 표면에 Si계 산화물이 생성되어 표면 결함을 일으킬 수 있으므로, 본 발명에서는 Si 함량의 상한을 1.0%로, 보다 바람직하게는 0.8%로, 보다 더 바람직하게는 0.7%로 한정한다.
Mn: 0.1~1.0%
Mn은 강중 고용 S와 결합하여 MnS로 석출됨으로써 고용 S에 의한 적열취성(Hot shortness)을 방지하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.15% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과도할 경우 재질이 경화되어 연성을 떨어뜨리기 때문에, 본 발명에서는 Mn 함량의 상한을 1.0%로, 보다 바람직하게는 0.8%로, 보다 더 바람직하게는 0.5%로 한정한다.
Al: 0.08% 이하 (0% 제외)
Al은 탈산 효과가 매우 큰 원소이며 강중의 N와 반응하여 AlN를 석출시킴으로써 고용 N에 의한 성형성이 저하되는 것을 방지한다. 다만, 과도하게 첨가될 경우 연성이 급격히 저하되기 때문에 그 상한을 0.08%로 한정한다.
P: 0.01% 이하 (0% 제외)
일정량 이하의 P의 첨가는 강의 연성을 크게 감소시키지 않으며 강도를 올릴 수 있는 원소이지만 0.01%를 초과하여 첨가하면 결정립계에 편석하여 강을 경화시키기 때문에 0.01% 이하로 한정한다.
S: 0.01% 이하
S는 강중 불가피하게 함유되는 불순 원소로써, 고용시 적열취성을 유발하는 원소이기 때문에 Mn의 첨가를 통해 MnS의 석출이 유도되어야 한다. 하지만 과다한 MnS의 석출은 강을 경화시키기 때문에 바람직하지 못하다. 본 발명에서는 S의 함량의 상한을 0.01%로 한정한다.
N: 0.01% 이하
N은 강중 불가피하게 함유되는 불순 원소로써, 석출되지 못하고 고용된 상태로 존재하는 N은 연성을 떨어뜨리고 내시효성을 악화시킬 뿐만 아니라 가공성을 떨어뜨리기 때문에 그 상한을 0.01%로 한정하며, 보다 바람직하게는 0.008%로 한정하며, 보다 더 바람직하게는 0.005%로 한정한다. 특히 본 발명에서는 Nb 첨가에 의해 N과 결합하여 NbN 석출물이 다량 형성될 경우 내식성이 크게 떨어지기 때문에 N 첨가가 엄격하게 제한되어야 한다.
Cu: 0.1~0.5%
Cu는 소량 첨가되어 고농도의 황산 부식환경에서 강판 표면에 농화하여 부식속도를 크게 억제한다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상 첨가되는 것이 바람직하고, 0.12% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과도할 경우 부식 억제력은 증가하지만 열간 압연시 취성 증가에 의해 가공성을 열화시키기 때문에 바람직하지 못하다. 본 발명에서는 Cu 함량의 상한을 0.5%로 한정한다.
Nb: 0.2~1.0%
Nb를 미량 첨가시 고용 N과 결함하여 NbN이 형성되고 더 첨가시 고용 Nb는 표면에서 산소와 반응하여 Nb2O5 산화막을 형성하여 강판의 내식성을 향상시킨다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.2% 이상 첨가되는 것이 바람직하고, 0.21% 이상 첨가되는 것이 보다 바람직하며, 0.3% 이상 첨가되는 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 그 함량이 과도한 경우, 첨가량 대비 내식성 향상 효과가 미미하고 가공성을 떨어뜨리기 때문에 그 상한을 1.0%로, 보다 바람직하게는 0.9%로 한정한다.
상기 조성 이외에 나머지는 Fe이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불가피한 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.
이하, 본 발명의 일 측면인 황산 내식성이 우수한 강판의 추가적인 특징에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 강판은 황산에 의한 부식 환경 하, 표면 직하에 두께 1μm 이하(0μm 제외)의 Cu 및 Nb 복합 농화층을 형성할 수 있다. 이러한 복합 농화층 내 Cu는 부식 속도를 저감하며, Nb는 Nb2O5 부동태 피막을 형성하여 넓은 pH 범위의 황산 농도에 대한 내식성을 개선한다.
일 예에 따르면, 본 발명의 강판을 70℃, 50중량%의 황산 수용액에 10분 간 침적시켰을 때, Cu 및 Nb 복합 농화층 내 Cu 및 Nb 함량의 최대값이 각각 5원자% 이상일 수 있다. Cu 및 Nb 복합 농화층 내 Cu 및 Nb의 함량이 상기와 같은 범위로 제어될 경우, 목적하는 황산 내식성 확보에 유리할 수 있다. 한편, Cu 및 Nb 복합 농화층 내 Cu 및 Nb의 함량이 클수록 황산 내식성 측면에서 유리하므로, 본 발명에서는 그 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
일 예에 따르면, 본 발명의 강판은 70℃, 50중량%의 황산 수용액에 침적시켰을 때, 부식감량이 15mg/cm2/hr 이하(보다 바람직하게는, 12 mg/cm2/hr 이하)이고, 40℃, 20중량%의 황산 수용액에 침적시켰을 때, 부식감량이 4mg/cm2/hr 이하(보다 바람직하게는, 3 mg/cm2/hr 이하)일 수 있다.
일 예에 따르면, 본 발명의 강판을 이루는 결정립들의 평균 입경이 9.5μm 이상일 수 있다. 결정립들의 평균 입경은 강판의 가공성에 일정한 영향을 미치게 되는데, 만약 그 평균 입경이 9.5μm 미만일 경우 연성이 열화되어 가공성 측면에서 불리할 수 있다. 한편, 결정립들의 평균 입경이 클수록 내식성 측면에서 유리한 바, 본 발명에서는 평균 입경의 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 여기서 평균 입경이란 강판의 단면에서 관찰한 결정립들의 평균 원상당 직경(circular equivalent diameter)을 의미한다.
본 발명의 강판은 가공성이 우수한 장점이 있으며, 일 예에 따르면, 보 발명의 강판은 소성 이방성 계수(Lankford value)의 평균값(rm)이 1.5 이상이고, 연신율이 30% 이상일 수 있다. 여기서, 소성 이방성 계수의 평균값(rm)은 하기 식 1에 의해 계산할 수 있다.
[식 1] rm = (r0+2r45+r90)/4
(여기서, r0, r45, r90 각각은 압연 방향으로부터 0˚, 45˚, 90˚ 방향에서 채취한 시편에서 측정한 소성 이방성 계수를 의미함)
이상에서 설명한 본 발명의 강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 바람직한 일 예로써, 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 측면인 황산 내식성이 우수한 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 전술한 성분계를 갖는 슬라브를 1200℃ 이상의 온도로 재가열한다.
강중에 존재하는 석출물을 대부분 재고용시켜야 하기 때문에 1200℃ 이상의 온도가 필요하며, 보다 바람직하게는, 석출물을 잘 고용시키기 위하여 1250℃ 이상의 온도로 가열한다.
다음으로, 재가열된 슬라브를 Ar3℃ 이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 얻는다. 마무리 압연 온도를 Ar3℃ 이상의 온도로 한정한 이유는 오스테나이트 단상역에서 압연을 실시하기 위함이다.
다음으로, 열연강판을 550~750℃에서 권취한다. 550℃ 이상에서 권취함으로써 고용된 상태로 아직 남아있는 N을 AlN으로 추가적으로 석출시킬 수 있기 때문에 우수한 내시효성을 확보할 수 있다. 550℃ 미만에서 권취할 경우에는 AlN으로 석출되지 않고 남아있는 고용 N에 의해 가공성이 떨어질 위험이 있다. 750℃를 초과하는 온도에서 권취할 경우에는 결정립이 조대화되여 냉간압연성을 떨어뜨리는 요인이 된다.
다음으로, 필요에 따라, 권취된 열연강판을 50~95%의 압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻는다. 압하율은 냉연강판의 최종 두께를 결정하는 것으로서 압하율 50% 미만인 경우에 최종 목표 두께를 확보하기 어렵고, 95%를 초과하는 경우 압연 부하가 커서 냉간 압연이 어렵다.
다음으로, 필요에 따라, 냉연강판을 600~900℃에서 연속 소둔한다. 상기 소둔온도에서 연속소둔함으로써 냉간압연시 연신된 결정립이 재결정된다. 600℃ 미만에서 소둔할 경우 재결정이 충분히 일어나지 않기 때문에 냉간압연시 생긴 전위들이 충분히 없어지지 않아 연성이 떨어지고 900℃를 초과하는 온도에서 소둔할 경우에는 결정립이 조대화되어 강도가 저하되고 가공성이 떨어진다. 상기 연속소둔을 통한 재결정은 600~800℃ 정도의 상자소둔을 통해서 하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.
( 실시예 )
하기 표 1의 조성을 갖는 강 슬라브를 1250℃로 재가열하고, Ar3 이상의 마무리 압연 온도 조건 하 열간압연을 실시하고, 620℃에서 권취하고, 70%의 압하율로 냉간압연하고, 830℃에서 연속소둔하여 최종적으로 1.2mm 두께의 냉연강판을 얻었다.
다음으로, 각 제조된 냉연강판을 70℃, 50중량%의 황산 수용액에 10분 간 침적시켜 표면 직하에 Cu 및 Nb 복합 농화층을 형성시키고, Cu 및 Nb 복합 농화층 내 Cu 및 Nb 함량의 최대값을 측정하였고, 각 제조된 냉연강판의 단면에서 결정립들의 평균 입경을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
다음으로, 각 제조된 냉연강판에 대하여 내식성과 가공성을 평가하여 하기 표 2에 함께 나타내었다. 보다 구체적으로, 내식성 평가를 위해 70℃, 50%의 황산 용액과 40℃, 20%의 황산 용액에 각각 6시간동안 침적시켜 단위 시간 당 부식 감량을 측정하였고, 가공성 평가를 위해 인장 시험을 통해 연신율과 평균 이방성 계수를 측정한 후, 연신율이 30% 이상이고 소성 이방성 계수(Lankford value)의 평균값(rm)이 1.5 이상인 경우 양호, 그렇지 않은 경우 불량으로 평가하였다.
구분 성분 (중량%)
C Si Mn Al P S N Cu Nb
발명강1 0.003 0.313 0.205 0.032 0.008 0.009 0.003 0.156 0.213
발명강2 0.003 0.309 0.214 0.033 0.009 0.008 0.003 0.150 0.585
발명강3 0.003 0.302 0.213 0.034 0.008 0.009 0.003 0.165 0.862
발명강4 0.003 0.319 0.218 0.033 0.008 0.008 0.003 0.310 0.218
발명강5 0.003 0.300 0.213 0.030 0.008 0.009 0.003 0.306 0.512
발명강6 0.003 0.305 0.211 0.033 0.008 0.008 0.003 0.309 0.808
발명강7 0.003 0.304 0.208 0.032 0.009 0.008 0.003 0.456 0.212
발명강8 0.003 0.313 0.203 0.033 0.009 0.008 0.003 0.485 0.531
발명강9 0.003 0.309 0.211 0.033 0.009 0.009 0.003 0.460 0.819
비교강1 0.025 0.310 0.203 0.031 0.008 0.009 0.003 0.314 0.553
비교강2 0.003 0.303 0.212 0.031 0.009 0.008 0.008 0.302 0.591
비교강3 0.003 0.306 0.211 0.035 0.009 0.009 0.003 0.051 0.565
비교강4 0.003 0.313 0.213 0.032 0.009 0.009 0.003 0.307 0.020
비교강5 0.003 0.314 0.200 0.034 0.008 0.008 0.003 0.865 0.569
비교강6 0.003 0.313 0.206 0.032 0.008 0.009 0.003 0.316 1.526
비교강7 0.003 0.116 0.207 0.034 0.009 0.009 0.003 0.295 0.215
비교강8 0.003 1.211 0.206 0.031 0.009 0.009 0.003 0.306 0.213
구분 Cu 및 Nb 복합 농화층 결정립
평균 입경 (μm)		 부식 감량 (mg/cm2/hr) 가공성
Cu 함량 최대값
(원자%)		 Nb 함량 최대값
(원자%)		 고온 고농도 (70℃, 50%) 저온 저농도 (40℃, 20%)
발명강1 6.15 5.48 10.7 12.6 3.4 양호
발명강2 10.54 5.42 10.5 11.1 2.8 양호
발명강3 12.96 5.60 10.3 9.6 2.6 양호
발명강4 6.29 7.53 10.5 11.7 3.2 양호
발명강5 9.74 8.15 10.4 10.0 2.8 양호
발명강6 12.68 7.91 10.2 8.4 2.1 양호
발명강7 6.61 9.17 10.4 12.2 3.3 양호
발명강8 10.19 9.89 10.3 11.4 3.0 양호
발명강9 12.32 9.97 10.2 9.9 2.7 양호
비교강1 10.34 8.12 8.1 48.6 16.8 불량
비교강2 10.68 7.78 8.3 45.3 20.2 불량
비교강3 10.63 3.26 10.1 24.6 4.5 양호
비교강4 2.07 7.58 12.1 18.6 5.5 양호
비교강5 11.06 13.19 9.2 15.6 4.2 불량
비교강6 16.82 7.64 9.1 8.2 2.0 불량
비교강7 6.34 7.60 11.3 14.0 4.1 양호
비교강8 6.40 8.11 10.2 9.9 2.5 불량
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 합금 조성을 만족하는 발명강 1 내지 9는 모두 고온 고농도에서 황산 부식감량이 15mg/cm2/hr 이하이고 저온 저농도에서 황산 부식감량이 4mg/cm2/hr 이하로서 환경에 따라 황산 온도 및 농도가 변하더라도 내식성에 큰 변화가 없이 전반적으로 양호하다. 해당 범위에서 Cu 함량이 증가할수록 고온 고농도에서의 내식성이 증가하고, Nb가 증가할수록 저온 저농도에서의 내식성이 증가하는 것이 확인된다. 따라서, 배기 설비의 가동 여부에 큰 영향을 받지 않고 우수한 내식성을 발휘할 수 있다. 또한, 모두 가공성이 양호한 수준이다.
비교강 1은 C의 함량이 상대적으로 높으며 황산 내식성이 매우 열위하고 가공성 또한 떨어진다. 이는 다량의 C가 Nb와 결합하여 미세한 NbC 석출물이 다량 생성된 것에 기인한다. NbC 석출이 형성된 부위는 국부부식에 취약할 뿐만 아니라 NbC에 의해 강도가 올라가고 가공성은 떨어진다. 따라서 본 발명에서 C 함량은 매우 엄격히 관리되어야 한다. 비교강 2는 N의 함량이 상대적으로 높으며 이 역시 유사한 경향을 보인다. N은 강중의 Nb와 결합하여 NbN가 대량으로 석출하여 내식성과 가공성이 모두 떨어진다.
비교강 3은 Cu 함량이 적으며 내식성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. Cu는 부식 환경에서 표면에 농화되어 부식속도를 저감하는 역할을 하는데 그 함량이 적을 경우 그 효과가 미미하다. 비교강 4는 Nb가 미달하여 부식속도가 빠르다. Nb는 Nb2O5 부동태 피막을 형성하여 넓은 범위의 황산 농도에 대한 내식성을 향상시키는데 이 함량이 부족할 경우 그 효과가 발현되기 어렵다.
Cu, Nb가 과하게 첨가될 경우 비교강 5와 6과 같이 내식성은 우수하지만 가공성이 떨어진다. 이는 Cu, Nb 함량이 증가할수록 소성 이방성 계수(Lankford value)의 평균값(rm)이 감소하기 때문이다. 또한 다량 첨가할 경우에는 첨가하는 함량 대비 내식성 향상 효과가 미미하므로 경제적이지 못하다.
비교강 7은 Si의 함량이 낮아 가공성은 향상된 반면, 발명강에 비해 내식성이 열위하다. 표면 Si2O3 산화층 형성에 의한 내식성 향상 효과를 얻기 위해서 Si를 일정량 이상 첨가해야만 함을 알 수 있다. 반대로 비교강 8에서와 같이 Si를 과다하게 첨가할 경우 약간의 내식성 향상 효과는 얻을 수 있지만 그 정도가 미미하며 가공성이 떨어지는 단점이 있다.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (8)

  1. 중량%로, C: 0.01% 이하(0% 제외), Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.1~1.0%, Al: 0.08% 이하(0% 제외), P: 0.01% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하, N: 0.005% 이하, Cu: 0.1~0.5%, Nb: 0.2~1.0%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 강판을 이루는 결정립들의 평균 입경이 9.5μm 이상인 강판.
  3. 제1항에 있어서,
    황산에 의한 부식 환경 하, 표면 직하에 두께 1μm 이하(0μm 제외)의 Cu 및 Nb 복합 농화층을 형성하는 강판.
  4. 제3항에 있어서,
    70℃, 50중량%의 황산 수용액에 10분 간 침적시켰을 때, Cu 및 Nb 복합 농화층 내 Cu 및 Nb 함량의 최대값이 각각 5중량% 이상인 강판.
  5. 제1항에 있어서,
    70℃, 50중량%의 황산 수용액에 침적시켰을 때, 부식감량이 15mg/cm2/hr 이하이고, 40℃, 20중량%의 황산 수용액에 침적시켰을 때, 부식감량이 4mg/cm2/hr 이하인 강판.
  6. 제1항에 있어서,
    소성 이방성 계수(Lankford value)의 평균값(rm)이 1.5 이상이고, 연신율이 30% 이상인 강판.
  7. 중량%로, C: 0.01% 이하(0% 제외), Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.1~1.0%, Al: 0.08% 이하(0% 제외), P: 0.01% 이하(0% 제외), S: 0.01% 이하, N: 0.005% 이하, Cu: 0.1~0.5%, Nb: 0.2~1.0%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 1200℃ 이상의 온도로 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 슬라브를 Ar3℃ 이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 얻는 단계; 및
    상기 열연강판을 550~750℃에서 권취하는 단계;
    를 포함하는 강판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 권취된 열연강판을 50~95%의 압하율로 냉간압연하여 냉연강판을 얻는 단계; 및
    상기 냉연강판을 600~900℃의 온도에서 연속 소둔하는 단계;
    를 포함하는 강판의 제조방법.
KR1020160177187A 2016-12-22 2016-12-22 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법 KR101917463B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160177187A KR101917463B1 (ko) 2016-12-22 2016-12-22 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160177187A KR101917463B1 (ko) 2016-12-22 2016-12-22 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180073405A KR20180073405A (ko) 2018-07-02
KR101917463B1 true KR101917463B1 (ko) 2018-11-09

Family

ID=62914035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160177187A KR101917463B1 (ko) 2016-12-22 2016-12-22 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101917463B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920816B1 (ko) 2005-02-28 2009-10-08 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 내황산 노점 부식성이 우수한 강

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100920816B1 (ko) 2005-02-28 2009-10-08 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 내황산 노점 부식성이 우수한 강

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180073405A (ko) 2018-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100985286B1 (ko) 내지연파괴 특성이 우수한 고강도 고망간강 및 제조방법
JP2009518541A (ja) 成形性及びメッキ特性に優れた高強度冷延鋼板、これを用いた亜鉛系メッキ鋼板及びその製造方法
KR101747034B1 (ko) 항복비가 우수한 초고강도 고연성 강판 및 이의 제조방법
KR101243002B1 (ko) 연신율이 우수한 고강도 강판 및 그 제조방법
KR101220619B1 (ko) 초고강도 냉연강판, 용융아연도금강판 및 이들의 제조방법
KR20150075307A (ko) 고상 접합성이 우수한 초고강도 열연강판 및 그 제조 방법
KR20160080282A (ko) 유정용 열연강판, 이의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 강관의 제조 방법
KR100815709B1 (ko) 내후성 및 가공성이 우수한 고강도 냉연강판과 그 제조방법
KR101185356B1 (ko) 방향성에 따른 재질 편차를 최소화한 고강도 열연강판 및 그 제조 방법
KR101482342B1 (ko) 용접성 및 굽힘가공성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR20100046995A (ko) 고강도 내후성강 및 그 제조방법
KR101620750B1 (ko) 성형성이 우수한 복합조직강판 및 이의 제조방법
KR100925639B1 (ko) 내후성이 우수한 고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR101917463B1 (ko) 황산 내식성이 우수한 강판 및 그 제조방법
KR102031457B1 (ko) 내식성과 가공성이 우수한 배기계용 냉연강판 및 그 제조방법
KR100928785B1 (ko) 내후성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR101560900B1 (ko) 소부경화성이 우수한 복합조직강판 및 이의 제조방법
KR101889193B1 (ko) 내식성 및 가공성이 우수한 냉연강판 및 그 제조방법
KR102178809B1 (ko) 내산용 열연강판 및 그 제조방법
KR101657784B1 (ko) 열간압연시 크랙 발생이 저감된 고연성 고강도 냉연강판 및 이의 제조방법
KR102116757B1 (ko) 배기계용 냉연강판 및 그 제조방법
KR101505301B1 (ko) 열연강판 및 그 제조 방법
KR20110076431A (ko) 가공성이 우수한 고강도 열연강판 및 그 제조방법
KR20120137931A (ko) 가공성이 우수한 합금화 용융아연도금강판 및 그 제조방법
KR100711463B1 (ko) 항복강도가 낮은 고강도 냉연강판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant