KR102004654B1 - 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그의 제조방법 - Google Patents

극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 망간 및 탄소의 함량을 최소화하면서도 극저온에서 오스테나이트의 안정도가 높고, 동시에 알루미늄 첨가로 경량 특성을 갖는 극저온 인성이 우수한 오스테나이트계 경량 고망간강을 제공할 수 있다.

Description

극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그의 제조방법{ALUMINIUM-ADDED AUSTENITIC LIGHTWEIGHT HIGH-MAGANESE STEEL HAVING SUPERIOR CRYOGENIC TEMPERATURE TOUGHNESS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 오스테나이트의 안정도가 높고 밀도가 낮은 극저온 인성이 우수한 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
액화천연가스(LNG), 액체산소 또는 액체질소 등과 같은 액화가스는 극저온 저장이 필요하며, 이들 액화가스를 저장하기 위해서는 극저온에서 충분한 인성과 강도를 가지는 소재로 이루어지는 구조물이 필요하다.
이들 액화가스의 저장 및 수송용 소재로 오스테나이트계 스테인리스, 알루미늄 합금, 9% 니켈강 등이 대표적으로 사용되고 있다. 그러나 오스테나이트계 스테인리스강은 면심입방격자(FCC) 구조로써 저온에서 인성은 높으나 고가의 크롬(Cr), 니켈(Ni)을 다량 함유하고 있어 제조원가가 고가라는 문제점이 있으며, 9% 니켈강은 체심입방격자(BCC) 구조로써 저온에서 강도는 높으나 온도가 감소함에 따라 흡수에너지가 감소하는 연성-취성 천이 거동을 나타내어 -196 ℃ 부근의 극저온에서 급격한 인성 저하 및 니켈에 의한 높은 제조원가가 문제시 되고 있다. 또한, 알루미늄 합금의 경우 합금 비용이 높고 낮은 강도로 인해 구조물의 설계 두께가 증가하게 되어 용접 시공성도 좋지 않아 사용이 제한적이라는 문제점이 있다.
이러한 기존 액화가스 저장 및 수송용 소재를 대체하기 위해 고가의 크롬 및 니켈을 망간, 탄소 등의 합금 원소로 대신한 극저온용 오스테나이트계 고망간강 제조기술 개발이 진행되고 있다. 특히 극저온에서 사용되기 위해 우수한 극저온 인성 및 강도 특성이 요구되며 이를 위해 상온 및 극저온에서 오스테나이트 상을 안정화 하려는 연구가 진행되어 왔으며, 오스테나이트계 고망간강의 경우 극저온에서 물성이 우수한 단상 조직을 얻기 위해 오스테나이트 원소로 알려진 망간(Mn) 및 탄소(C)를 다량 함유하고 있다.
한편 오스테나이트계 고망간강은 오스테나이트의 적층결함에너지 변화에 의해 기계적 쌍정, 가공 유기 마르텐사이트 및 전위 활주 등의 변형 조직이 나타나며, 이들 변형 조직은 기계적 거동과 물성에 큰 영향을 미친다. 따라서 액화가스 저장 및 수송용 소재로 사용되기 위해서는 극저온에서의 우수한 강도 및 인성을 얻기 위한 미세조직을 구현해야 하며 이를 위해 탄소(C), 망간(Mn), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al) 등의 합금 원소와 결정립 크기, 전위 밀도 등의 미세조직적 인자를 적절하게 조절해야 한다.
또한, 최근 석유, 가스 등의 전통 에너지 자원 고갈로 인해 에너지 효율성을 극대화 시킬 수 있는 소재가 사회적으로 요구되고 있으며, 이를 위해 기존에 잘 알려진 문제를 극복하고 우수한 특성의 저비중강을 제조하기 위한 요소기술 개발의 필요성이 증가하고 있다. 이러한 철강 소재의 경량화 연구는 자동차용 소재에 국한되어 연구가 진행되어 왔으며, 상대적으로 에너지 및 구조용 소재에 대해서는 연구/개발이 활발하게 이루어지지 않고 있다.
한국 공개특허번호 제1997-0043149호 한국 공개특허번호 제1998-0058369호
본 발명의 목적은 탄소, 망간 함량을 조절하여 상온 및 극저온에서의 오스테나이트의 안정도를 증가시키고 경량화 원소인 알루미늄을 첨가하여 경량화시킨 극저온 인성이 우수한 오스테나이트계 경량 고망간강 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 의하면, 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강을 제공할 수 있다.
상기 고망간강은 적층결함에너지가 32 mJ/㎡ 이상이고, 밀도가 7.5 g/㎤ 이하일 수 있다.
상기 고망간강은 -196 ℃에서 충격 흡수에너지가 100 J 이상일 수 있다.
상기 고망간강은 미세조직이 면적분율로 100 %의 오스테나이트 단상조직일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계, 상기 슬라브를 1,150 내지 1,250 ℃의 온도에서 재가열하는 단계 및 상기 재가열된 슬라브를 미재결정온도(Tnr) 이하의 마무리 압연 온도에서 열간 압연하는 단계를 포함하는 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 열간 압연하는 단계는 900 내지 1,000 ℃의 마무리 압연 온도에서 진행될 수 있다.
상기 열간 압연 단계 이후에, 25 ℃/sec 이상의 평균냉각속도로 냉각하여 두께가 12 mm 이상인 열연 강재를 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상온 및 극저온에서 오스테나이트의 안정도가 높고 밀도가 낮으며, 탄소 및 망간의 함량을 최소화하면서 극저온에서부터 상온까지 인성이 우수한 오스테나이트계 경량 고망간강을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 미세조직을 나타내는 전자후방산란회절 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 비교예에 따른 고망간강의 합금 원소 차이에 따른 밀도를 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 비교예에 따른 고망간강의 시험온도에 따른 충격 흡수에너지를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 -196 ℃에서의 충격시험으로 파괴된 시편의 파면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명함에 있어, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어, 정도의 용어 '약', '실질적으로', '정도' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강은 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%를 포함한다.
상기 성분들 이외 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다.
본 발명에 따른 오스테나이트계 경량 고망간강은 재료의 가격 불안정을 야기하고 환경 및 인체에 유해한 니켈(Ni)을 대체하기 위하여 20 내지 25 중량%의 망간(Mn)과 0.1 내지 0.5 중량%의 탄소(C)를 첨가하여 경제적으로 오스테나이트상을 안정화시켰으며, 경량화 원소로 알려진 알루미늄(Al)을 3 내지 5 중량%의 함량으로 첨가하여 종래 오스테나이트계 고망간강보다 밀도를 감소시켜 연비 향상 및 경제성을 향상시켰다.
이하, 본 발명에 따른 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강에 포함되는 각각의 성분에 대하여 설명한다. 단, 각 성분의 함량에 관해서는 특별히 언급하지 않는 한 중량%를 의미함을 유의한다.
망간(Mn)
상기 망간(Mn)은 고가의 니켈(Ni)을 대체하면서, 강도를 증가시키고 적층결함에너지를 증가시키며 오스테나이트 상을 안정화하는데 필수적인 원소로 첨가된다.
상기 망간은 20 내지 25 중량%로 포함될 수 있다.
상기 망간의 함량이 20 중량% 미만이면, 오스테나이트 안정도가 감소하여 제조 단계의 압연 공정 중 마르텐사이트 상이 형성될 우려가 있으며, 이로 인해 고망간강의 상온 및 극저온 인성이 낮아질 수 있다. 따라서 극저온에서의 오스테나이트 상을 안정화시키기 위하여 상기 망간은 20 중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다.
상기 망간의 함량이 25 중량%를 초과하면, 제조원가가 크게 상승하고 제조 공정 단계에서 가열 시 내부 산화가 심하게 발생할 수 있어, 표면 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 망간의 경우 불순물 원소인 황(S)이나 산소(O)와 결합하여 망간황화물(MnS)이나 망간산화물(MnO) 등의 비금속 개재물을 형성하고, 이러한 비금속 개재물은 주요한 공식발생처로 작용하여 고망간강의 공식저항성을 저하시키기 때문에 본 발명에 따른 오스테나이트계 경량 고망간강에서는 그 함량을 20 내지 25 중량% 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
탄소(C)
탄소(C)는 오스테나이트의 안정성을 높이는 원소이고 높은 적층결함에너지 영역에서도 마르텐사이트의 발생을 억제하며, 고용강화 효과를 통해 고망간강의 강도를 향상시키는 역할을 수행한다. 또한, 상기 탄소는 냉각공정 혹은 가공에 의한 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변태온도를 낮추는 역할을 한다.
상기 탄소는 0.1 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다.
상기 탄소의 함량이 0.1 중량% 미만이면, 오스테나이트의 안정도가 부족하여 극저온에서 안정한 오스테나이트를 얻을 수 없으며 또한 외부 응력에 의해 쉽게 마르텐사이트로 가공유기변태를 일으켜 고망간강의의 인성과 강도가 감소되며, 특히, 고망간강의 극저온 인성이 감소될 수 있다.
상기 탄소의 함량이 0.5 중량%를 초과하면, M23C6, M6C 등의 탄화물 석출로 인하여 고망간강의 인성이 급격히 열화될 수 있으며, 고망간강의 강도가 지나치게 높아져 가공성과 용접성이 감소하는 문제를 야기할 수 있다.
알루미늄(Al)
알루미늄(Al)은 경량화 원소로 작용하여 고망간강의 밀도를 낮추며, 고망간강에 있어서 광범위한 온도범위에서 오스테나이트를 안정화하며, 적층결함에너지를 효과적으로 높여 저온에서 발생하는 마르텐사이트로의 가공유기변태를 억제함에 따라 극저온 인성 확보에 필수적인 원소이다.
상기 알루미늄은 3 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.
상기 알루미늄의 함량이 3 중량% 미만이면, 극저온에서의 외부 응력에 의한 오스테나이트 안정도가 감소하여 극저온에서 변형시 마르텐사이트가 형성되어 극저온 인성이 감소하는 문제를 야기할 수 있다.
상기 알루미늄의 함량이 5 중량%를 초과하면, 알루미늄이 페라이트 안정화 원소이기 때문에, 상온에서 페라이트가 형성되는 2상 조직이 나타나 저온에서 인성이 급격히 감소하는 연성-취성 천이 거동을 나타내는 문제를 야기할 수 있다.
따라서, 알루미늄의 경우 경량화 효과와 동시에 극저온에서의 외부 응력에 의한 가공유기변태를 억제하기 위해 오스테나이트 안정화 원소인 망간과 탄소의 첨가량을 고려하여 본 발명에 따른 오스테나이트계 경량 고망간강에서는 그 함량을 3 내지 5 중량% 범위로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다. 다만, 통상의 철강 제조과정에서 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
상기 합금조성을 가지는 본 발명에 따른 오스테나이트계 경량 고망간강은 후술하는 공정 제어에 의해 오스테나이트 미세조직을 얻을 수 있으며, 상기 미세조직은 면적분율로 100 %의 오스테나이트 단상조직인 것이 바람직하다. 상기 오스테나이트의 면적분율이 감소할 경우, 극저온에서 의도하는 인성을 확보할 수 없는 문제가 있다.
또한, 본 발명에 따른 오스테나이트계 경량 고망간강은 적층결함에너지를 32 mJ/㎡ 이상으로 확보할 수 있어 변형시 전위 및 쌍정 발생에 의한 연성을 확보할 수 있으며, -196 ℃에서의 충격 흡수에너지를 100 J 이상으로 확보할 수 있어 극저온 인성도 확보할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 제조방법은 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계, 상기 슬라브를 1,150 내지 1,250 ℃의 온도에서 재가열하는 단계 및 상기 재가열된 슬라브를 미재결정온도(Tnr) 이하의 마무리 압연 온도에서 열간 압연하는 단계를 포함한다.
상기 슬라브를 재가열하는 단계는 상기 슬라브를 준비하는 단계에서 생성되는 주조 조직, 편석 및 2차 상들의 고용 및 균질화를 위한 것이다.
상기 슬라브는 1,150℃ 내지 1,250℃의 온도에서 재가열할 수 있다. 상기 재가열 온도가 1,150℃ 미만이면, 상기 조직의 균질화가 부족할 수 있으며, 가열로 온도가 너무 낮아져서 열간 압연시 변형 저항이 커질 수 있는 문제가 있으며, 1,250℃를 초과하면, 주조 조직 내 편석대에서의 부분 용융 및 표면 품질의 열화가 발생할 수 있는 문제가 있다.
상기 열간 압연하는 단계는 미재결정온도(Tnr) 이하의 마무리 압연 온도에서 실시한다. 미재결정온도 이상의 온도에서 압연을 종료하는 경우 회복, 재결정 등의 과정을 통해 석출물의 핵생성사이트가 되는 전위 밀도를 충분히 확보할 수 없기 때문이다.
상기 마무리 압연 온도는 900 내지 1,000 ℃일 수 있으며, 상기 마무리 압연 온도가 900 ℃ 미만이면, 탄화물이 오스테나이트의 결정립계에 석출하여 연신율 및 극저온 인성이 감소할 수 있으며, 미세조직의 이방성이 발생하여 기계적 성질의 이방성이 발생할 수 있는 문제가 있으며, 1,000 ℃를 초과하면, 상기 오스테나이트 결정립이 조대화되어 강도 및 연신율이 감소할 수 있는 문제점이 있다.
다음으로, 상기 열간 압연하는 단계 후에 25 ℃/sec 이상의 평균냉각속도로 냉각하여 두께가 12 mm 이상인 열연 강재를 제조하는 단계를 더 포함하여 실시할 수 있다.
상기 평균냉각속도가 25 ℃/sec 미만일 경우, 냉각시 다량의 조대한 탄화물이 생성될 수 있는 문제점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 오스테나이트계 경량 고망간강의 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 하기의 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[제조예: 오스테나이트계 고망간강의 제조]
하기 표 1에 기재된 성분조성을 만족하는 슬라브를 1,150 내지 1,250 ℃의 온도에서 재가열하고, 마무리 압연 온도 950 ℃에서 열간 압연을 실시한 후, 평균냉각속도 25 ℃/sec로 냉각하여 12 mm 두께의 오스테나이트계 고망간강을 제조하였다.
실시예 1 내지 2, 비교예 4의 시편은 탄소, 망간 및 알루미늄이 첨가되어 있는 오스테나이트계 고망간강이며, 비교예 1 내지 3의 시편은 탄소와 망간이 첨가된 오스테나이트계 고망간강이다.
구분 고망간강의 성분조성 (중량%) 밀도
(g/㎤)		 적층결함에너지
(mJ/㎡)
Fe Mn C Al
실시예1 Bal. 21.2 0.22 3.97 7.43 32.4
실시예1 Bal. 21.0 0.40 4.29 7.32 37.6
비교예1 Bal. 13.2 0.72 - 7.69 22.7
비교예2 Bal. 17.3 0.32 - 7.82 -1.5
비교예3 Bal. 22.3 0.22 - 7.82 4.8
비교예4 Bal. 13.2 0.23 1.14 7.78 1.1
오스테나이트계 고망간강의 경우 극저온에서 우수한 인성 특성을 얻기 위해서는 열적/기계적 오스테나이트 안정화를 높여야 하며, 이는 합금원소에 의해 크게 영향을 받는다. 특히 오스테나이트계 강재의 경우, 오스테나이트의 적층결함에너지에 따라 변형기구가 달라지며, 온도가 감소할수록 적층결함에너지가 감소한다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 2의 경우 적절한 탄소, 망간의 첨가와 더불어 3 내지 5 중량%의 알루미늄 첨가로 인하여 비교예 1 내지 4 보다 높은 적층결함에너지를 가지는 것을 확인하였다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 2의 상온 미세조직을 나타내는 전자후방산란회절 사진이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강은 상온에서 모두 오스테나이트계 상으로 존재하는 것을 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4의 합금 원소 차이에 따른 밀도를 비교한 그래프이다. 강의 밀도는 첨가되는 탄소, 망간 및 알루미늄의 함량에 따라 차이가 있으며, 특히 알루미늄의 첨가가 가장 큰 역할을 하는 것을 확인할 수 있다. 표 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 2의 밀도가 7.43 g/㎤ 및 7.32 g/㎤로 비교예 1 내지 4의 밀도보다 낮은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다.
[실험예: 충격 흡수에너지 평가]
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 오스테나이트계 고망간강의 시편을 이용하여 온도에 따른 충격시험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.
충격시험은 ASTM E23 시험법에 따라 10Х10Х55 mm의 Charpy V-notch (CVN) 충격시편으로 가공한 후 -196 내지 +25 ℃의 온도 범위에서 실시하였다.
구분 충격 흡수에너지 (J)
-196 ℃ -150 ℃ -50 ℃ +25 ℃
실시예1 108.5 122.8 146.9 171.2
실시예1 105.4 125.8 156.7 163.3
비교예1 46.6 52.4 77.1 90.5
비교예2 60.2 78.7 99.0 109.7
비교예3 65.2 78.0 98.5 88.9
비교예4 56.5 63.0 74.2 71.9
상기 표 2 및 도 3을 참조하면, 실시예와 비교예에 따른 시편들의 충격 흡수에너지는 시험온도가 낮아짐에 따라 특정한 온도 구간에서 감소하는 연성-취성 천이거동을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 실시예 1 내지 2의 경우, -196 ℃의 극저온에서도 100 J 이상의 매우 높은 충격 흡수에너지를 나타내며, 비교예보다 약 2배 높은 극저온 인성 특성을 보였다. 이는 실시예 1 내지 2의 경우, 3 내지 5 중량%의 알루미늄 첨가로 인해 적층결함에너지가 상대적으로 높아 극저온에서 오스테나이트의 기계적 안정도가 비교예보다 높기 때문에 극저온에서 외부 응력에 의한 마르텐사이트 변태가 일어나지 않았기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 -196 ℃에서의 충격시험으로 파괴된 시편의 파면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2 모두 크고 작은 딤플(dimple)이 존재하였으나 저온에서 발생하는 벽개 파면의 형태는 나타나지 않은 것을 확인할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 실시예의 경우 망간, 탄소 및 알루미늄을 적절하게 첨가함으로 인하여 극저온에서 안정한 오스테나이트 상을 나타내어 페라이트와 같은 체심입방구조에서 흔히 관찰되는 벽개 파면이 나타나지 않고 우수한 충격 흡수에너지 특성을 나타내기 때문이다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 종래 극저온용 오스테나이트계 고망간강보다 망간 및 탄소 함량은 최소화하면서 극저온 인성이 향상되고, 동시에 알루미늄 첨가로 경량 특성을 갖는 극저온용 오스테나이트계 경량 고망간강을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예 및 실험예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계;
    상기 슬라브를 1,150 내지 1,250 ℃의 온도에서 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 슬라브를 미재결정온도(Tnr) 이하의 마무리 압연 온도인 900 내지 1,000 ℃에서 열간 압연하는 단계; 및
    상기 열간 압연 단계 이후에, 25 ℃/sec 이상의 평균냉각속도로 냉각하여 두께가 12 mm 이상인 열연 강재를 제조하는 단계;를 포함하는
    극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강의 제조방법.
  2. 제 1항에 따른 제조방법으로 제조된 고망간강으로,
    상기 고망간강은 망간(Mn) : 20 내지 25 중량%, 탄소(C) : 0.1 내지 0.5 중량%, 알루미늄(Al) : 3 내지 5 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하며,
    적층결함에너지가 32 mJ/㎡ 이상이고, 밀도가 7.5 g/㎤ 이하이며, -196 ℃에서 충격 흡수에너지가 100 J 이상인 것인
    극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 고망간강은 미세조직이 면적분율로 100 %의 오스테나이트 단상조직인 것인 극저온 인성이 우수한 알루미늄 첨가 오스테나이트계 경량 고망간강.
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