KR102250916B1

KR102250916B1 - 내마모 강판 및 내마모 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR102250916B1
Application number: KR1020197025348A
Authority: KR
Inventors: 나오키 다카야마; 유스케 데라자와; 요시아키 무라카미; 가즈쿠니 하세; 유사쿠 다케무라; 야스히로 무로타
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2021-05-11
Also published as: JP2019131892A; MX2019010416A; CL2019002589A1; JPWO2018168248A1; EP3597784B1; AU2018236313A1; US20200248290A1; AU2018236313B2; BR112019017699B1; US11060172B2; JP6573033B2; CN110366603A; CN110366603B; EP3597784A4; PE20191370A1; WO2018168248A1; KR20190113872A; JP6721077B2; EP3597784A1; BR112019017699A2

Abstract

판두께가 50 ㎜ 이상임에도 불구하고, 판두께 중심까지 높은 경도를 갖고, 또한 저비용으로 제조할 수 있는 내마모 강판을 제공한다. 특정한 성분으로 이루어지고, 하기 (1) 로 정의되는 DI* 의 값이 120 이상인 성분 조성을 갖고, 표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 브리넬 경도 (HB₁) 가 360 ∼ 490 HBW 10/3000 이고, 상기 HB₁ 에 대한, 판두께 중심 위치에 있어서의 브리넬 경도 (HB_1/2) 의 비로서 정의되는 경도비가 75 ％ 이상이고, 판두께가 50 ㎜ 이상인, 내마모 강판.
DI* = 33.85×(0.1×C)^0.5×(0.7×Si＋1)×(3.33×Mn＋1)×(0.35×Cu＋1)×(0.36×Ni＋1)×(2.16×Cr＋1)×(3×Mo＋1)×(1.75×V＋1)×(1.5×W＋1) … (1)

Description

내마모 강판 및 내마모 강판의 제조 방법 {ABRASION-RESISTANT STEEL PLATE AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 내마모 강판 (abrasion-resistant steel plate) 에 관한 것으로, 특히, 두께가 두꺼운 것임에도 불구하고 판두께 중심까지 높은 경도를 갖고, 또한 저비용으로 제조할 수 있는 내마모 강판에 관한 것이다. 본 발명의 내마모 강판은, 건설, 토목 및 광산 등의 굴삭 등의 분야에서 사용되는 산업 기계, 운반 기기의 부재용으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 본 발명은, 상기 내마모 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

강의 내마모성은, 경도를 높임으로써 향상시킬 수 있음이 알려져 있다. 그 때문에, Mn, Cr, Mo 등의 합금 원소를 대량으로 첨가한 합금강에 퀀칭 등의 열처리를 실시하는 것에 의해 얻어지는 고경도강이, 내마모강으로서 폭넓게 이용되어 왔다.

예를 들어, 특허문헌 1, 2 에서는, 표층부의 경도가, 브리넬 경도 (HB) 로 360 ∼ 490 인 내마모 강판이 제안되어 있다. 상기 내마모 강판에서는, 소정의 양의 합금 원소를 첨가함과 함께, 퀀칭을 실시하여 마텐자이트 주체의 조직으로 함으로써, 높은 표면 경도를 실현하고 있다.

일본 특허 제4645306호 일본 특허 제4735191호

내마모 강판의 일부의 사용 환경에서는, 판두께가 수 십 ㎜ 인 두꺼운 강판이, 판두께 중심 부근까지 마모되는 것과 같은 사용 방식을 취하고 있다. 그 때문에, 강판의 사용 수명을 길게 하기 위해서는 강판의 표층뿐만 아니라, 판두께 중심부까지 높은 경도를 확보하는 것이 중요하다.

그러나, 특허문헌 1, 2 에 기재된 내마모 강판에서는, 판두께가 두꺼운 경우의 판두께 중심 위치의 경도까지는 고려되어 있지 않다. 그리고, 판두께 중심의 경도를 확보하기 위해서는 합금 원소를 다량으로 첨가할 필요가 있기 때문에, 비용이 상승한다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 판두께가 50 ㎜ 이상임에도 불구하고, 판두께 중심까지 높은 경도를 갖고, 또한 저비용으로 제조할 수 있는 내마모 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명은, 상기 내마모 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서, 내마모 강판의 판두께 중심 위치의 경도에 영향을 미치는 각종 요인에 대해, 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 탄소 함유량이 높은 강판에 대해 통상적인 퀀칭 처리를 실시한 후에 특정한 조건으로 템퍼링을 실시함으로써, 탄소 이외의 합금 원소의 함유량이 적더라도 판두께 중앙부까지 높은 경도를 갖는 내마모 강판을 제조할 수 있다는 것을 알아냈다.

본 발명은 이상의 지견에 근거하고, 추가로 검토를 더하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

1. 질량％ 로,

C : 0.23 ∼ 0.34 ％,

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,

Mn : 0.30 ∼ 2.00 ％,

P : 0.020 ％ 이하,

S : 0.020 ％ 이하,

Al : 0.04 ％ 이하,

Cr : 0.05 ∼ 2.00 ％,

N : 0.0050 ％ 이하, 및

O : 0.0050 ％ 이하를 함유하고,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한

하기 (1) 로 정의되는 DI* 의 값이 120 이상인 성분 조성을 갖고,

표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 브리넬 경도 (HB₁) 가 360 ∼ 490 HBW 10/3000 이고,

상기 HB₁ 에 대한, 판두께 중심 위치에 있어서의 브리넬 경도 (HB_1/2) 의 비로서 정의되는 경도비가 75 ％ 이상이고,

판두께가 50 ㎜ 이상인, 내마모 강판.

DI* = 33.85×(0.1×C)^0.5×(0.7×Si＋1)×(3.33×Mn＋1)×(0.35×Cu＋1)×(0.36×Ni＋1)×(2.16×Cr＋1)×(3×Mo＋1)×(1.75×V＋1)×(1.5×W＋1) … (1)

(단, 상기 (1) 식 중의 원소 기호는, 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다)

2. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％,

Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％,

Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％,

V : 0.01 ∼ 1.00 ％,

W : 0.01 ∼ 1.00 ％, 및

Co : 0.01 ∼ 1.00 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 1 에 기재된 내마모 강판.

3. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％,

Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및

B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 1 또는 2 에 기재된 내마모 강판.

4. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,

Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, 및

REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 1 ∼ 3 중 어느 한 항에 기재된 내마모 강판.

5. 질량％ 로,

C : 0.23 ∼ 0.34 ％,

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,

Mn : 0.30 ∼ 2.00 ％,

P : 0.020 ％ 이하,

S : 0.020 ％ 이하,

Al : 0.04 ％ 이하,

Cr : 0.05 ∼ 2.00 ％,

N : 0.0050 ％ 이하, 및

O : 0.0050 ％ 이하를 함유하고,

잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를 가열 온도로 가열하고,

상기 가열된 강 소재를 열간 압연하여 판두께 50 ㎜ 이상의 열연 강판으로 하고,

상기 열연 강판에 대해, 퀀칭 개시 온도가 Ar₃ 변태점 이상인 직접 퀀칭, 또는, 퀀칭 개시 온도가 Ac₃ 변태점 이상인 재가열 퀀칭 중 어느 하나의 퀀칭을 실시하고,

상기 퀀칭 후의 열연 강판에 대해, 하기 (2) 식으로 정의되는 P 값이 1.20×10⁴ ∼ 1.80×10⁴ 가 되는 조건으로 템퍼링을 실시하는, 내마모 강판의 제조 방법.

P = (T＋273)×(21.3－5.8×C＋log(60×t)) … (2)

(단, 상기 (2) 식에 있어서의 C 는 강판 중의 C 함유량 (질량％), T 는 템퍼링 온도 (℃), t 는 상기 템퍼링에 있어서의 유지 시간 (분) 을 나타낸다)

6. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％,

Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％,

Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％,

V : 0.01 ∼ 1.00 ％,

W : 0.01 ∼ 1.00 ％, 및

Co : 0.01 ∼ 1.00 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 5 에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

7. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％,

Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및

B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 5 또는 6 에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

8. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,

Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, 및

REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 5 ∼ 7 중 어느 한 항에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 판두께가 50 ㎜ 이상임에도 불구하고 판두께 중심까지 높은 경도를 갖고, 또한 저비용인 내마모 강판을 얻을 수 있다.

[성분 조성]

다음으로, 본 발명을 실시하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 본 발명에 있어서는, 내마모 강판 및 그 제조에 사용되는 강 소재가 상기 성분 조성을 갖는 것이 중요하다. 그래서, 먼저 본 발명에 있어서 강의 성분 조성을 상기와 같이 한정하는 이유를 설명한다. 또한, 성분 조성에 관한 「％」는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」를 의미하는 것으로 한다.

C : 0.23 ∼ 0.34 ％

C 는, 표층 및 판두께 중심 위치의 경도를 증가시키고, 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 상기 효과를 얻기 위해서, C 함유량을 0.23 ％ 이상으로 한다. 다른 합금 원소의 필요량을 더욱 저감하고, 보다 저비용으로 제조한다는 관점에서는, C 함유량을 0.25 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, C 함유량이 0.34 ％ 를 초과하면, 퀀칭 열처리시의 표층의 경도가 과도하게 상승하기 때문에, 템퍼링 열처리시에 필요한 가열 온도가 상승하여, 열처리에 드는 비용이 증가한다. 그 때문에, C 함유량은 0.34 ％ 이하로 한다. 또, 템퍼링에 필요한 온도를 좀더 저하시킨다는 관점에서는, C 함유량을 0.32 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％

Si 는, 탈산제로서 작용하는 원소이다. 또, Si 는, 강 중에 고용되어, 고용 강화에 의해 기지상 (matrix) 의 경도를 상승시키는 작용을 가지고 있다. 이러한 효과들을 얻기 위해서, Si 함유량을 0.05 ％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 0.10 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.20 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Si 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 연성 및 인성이 저하되는 것에 추가하여, 개재물량이 증가한다고 하는 문제가 발생한다. 그 때문에, Si 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. Si 함유량은 0.80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.60 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.40 ％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

Mn : 0.30 ∼ 2.00 ％

Mn 은, 표층 및 판두께 중심 위치의 경도를 증가시키고, 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 상기 효과를 얻기 위해서, Mn 함유량을 0.30 ％ 이상으로 한다. Mn 함유량은, 0.70 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.90 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Mn 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면, 용접성과 인성이 저하되는 것에 추가하여, 합금 비용이 과도하게 높아져 버린다. 그 때문에, Mn 함유량은 2.00 ％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 1.80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.60 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

P : 0.020 ％ 이하

P 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로, 입계에 편석됨으로써 모재 및 용접부의 인성을 저하시키는 등, 악영향을 미친다. 그 때문에, 가능한 한 P 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.020 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, P 함유량은 0.020 ％ 이하로 한다. 한편, P 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상, P 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다. 또, 과도한 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, P 함유량은 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

S : 0.020 ％ 이하

S 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로, MnS 등의 황화물계 개재물로서 강 중에 존재하여, 파괴의 발생 기점이 되는 등, 악영향을 미친다. 그 때문에, 가능한 한 S 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.020 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 그 때문에, S 함유량은 0.020 ％ 이하로 한다. 한편, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상, S 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다. 또, 과도한 저감은 정련 비용의 상승을 초래하기 때문에, S 함유량은 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Al : 0.04 ％ 이하

Al 은, 탈산제로서 작용함과 함께, 결정립을 미세화하는 작용을 갖는 원소이다. 그러나, Al 함유량이 0.04 ％ 를 초과하면, 산화물계 개재물이 증가하여 청정도가 저하된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.04 ％ 이하로 한다. Al 함유량은 0.03 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.02 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Al 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, Al 의 첨가 효과를 더욱 높인다고 하는 관점에서는, Al 함유량을 0.01 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Cr : 0.05 ∼ 2.00 ％

Cr 은, 표층 및 판두께 중심 위치의 경도를 증가시키고, 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 상기 효과를 얻기 위해서, Cr 함유량을 0.05 ％ 이상으로 한다. Cr 함유량은, 0.20 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.25 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Cr 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면 용접성이 저하된다. 그 때문에, Cr 함유량은 2.00 ％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 1.85 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.80 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

N : 0.0050 ％ 이하

N 은, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소이지만, 0.0050 ％ 이하의 함유는 허용할 수 있다. 그 때문에, N 함유량은 0.0050 ％ 이하, 바람직하게는 0.0040 ％ 이하로 한다. 한편, N 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상, N 은 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다.

O : 0.0050 ％ 이하

O 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소이지만, 0.0050 ％ 이하의 함유는 허용할 수 있다. 그 때문에, O 함유량은 0.0050 ％ 이하, 바람직하게는 0.0040 ％ 이하로 한다. 한편, O 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상, O 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서의 내마모 강판 및 강 소재는, 이상의 성분과, 잔부인 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.

이상이 본 발명에 있어서의 기본 성분 조성이지만, 퀀칭성을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 하여, Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％, Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％, Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％, V : 0.01 ∼ 1.00 ％, W : 0.01 ∼ 1.00 ％, 및 Co : 0.01 ∼ 1.00 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 임의로 함유할 수 있다.

Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％

Cu 는, 퀀칭성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로, 강판 내부의 경도를 더욱 향상시키기 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Cu 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Cu 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Cu 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Cu 를 첨가하는 경우, Cu 함유량을 2.00 ％ 이하로 한다.

Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％

Ni 는, Cu 와 마찬가지로 퀀칭성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로, 강판 내부의 경도를 더욱 향상시키기 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Ni 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Ni 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Ni 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Ni 를 첨가하는 경우, Ni 함유량을 2.00 ％ 이하로 한다.

Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％

Mo 는, Cu 와 마찬가지로 퀀칭성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로, 강판 내부의 경도를 더욱 향상시키기 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Mo 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Mo 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Mo 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Mo 를 첨가하는 경우, Mo 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다.

V : 0.01 ∼ 1.00 ％

V 는, Cu 와 마찬가지로 퀀칭성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로, 강판 내부의 경도를 더욱 향상시키기 위해서 임의로 첨가할 수 있다. V 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 V 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, V 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, V 를 첨가하는 경우, V 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다.

W : 0.01 ∼ 1.00 ％

W 는, Cu 와 마찬가지로 퀀칭성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로, 강판 내부의 경도를 더욱 향상시키기 위해서 임의로 첨가할 수 있다. W 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 W 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, W 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, W 를 첨가하는 경우, W 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다.

Co : 0.01 ∼ 1.00 ％

Co 는, Cu 와 마찬가지로 퀀칭성을 향상시키는 작용을 갖는 원소로, 강판 내부의 경도를 더욱 향상시키기 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Co 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Co 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Co 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Co 를 첨가하는 경우, Co 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다.

또, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 성분 조성은, Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 임의로 함유할 수 있다.

Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％

Nb 는, 기지상의 경도를 더욱 증가시키고, 내마모성의 추가적인 향상에 기여하는 원소이다. Nb 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Nb 함유량을 0.005 ％ 이상으로 한다. Nb 함유량은 0.007 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Nb 함유량이 0.050 ％ 를 초과하면 NbC 가 다량으로 석출되어, 가공성이 저하된다. 그 때문에, Nb 를 첨가하는 경우, Nb 함유량을 0.050 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은 0.040 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.030 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％

Ti 는, 질화물 형성 경향이 강하고, N 을 고정시켜 고용 N 을 저감하는 작용을 갖는 원소이다. 그 때문에, Ti 의 첨가에 의해, 모재 및 용접부의 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또, Ti 와 B 의 양자가 첨가되는 경우, Ti 가 N 을 고정시키는 것에 의해 BN 의 석출이 억제되고, 그 결과, B 의 퀀칭성 향상 효과가 조장된다. 이러한 효과들을 얻기 위해서, Ti 를 첨가하는 경우, Ti 함유량을 0.005 ％ 이상으로 한다. Ti 함유량은, 0.012 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ti 함유량이 0.050 ％ 를 초과하면, TiC 가 다량으로 석출되어, 가공성을 저하시킨다. 그 때문에, Ti 를 함유하는 경우, Ti 함유량은 0.050 ％ 로 한다. Ti 함유량은, 0.040 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.030 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％

B 는, 미량의 첨가로도 퀀칭성을 현저하게 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, B 를 첨가함으로써 마텐자이트의 형성을 조장하고, 내마모성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, B 를 첨가하는 경우, B 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 한다. B 함유량은, 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0100 ％ 를 초과하면 용접성이 저하된다. 그 때문에, B 를 첨가하는 경우, B 함유량을 0.0100 ％ 이하로 한다. B 함유량은 0.0050 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0030 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 성분 조성은, Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, 및 REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 임의로 함유할 수 있다.

Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％

Ca 는, S 와 결합하여, 압연 방향으로 길게 연장되는 MnS 등의 형성을 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, Ca 를 첨가함으로써, 황화물계 개재물이 구상을 나타내도록 형태 제어하고, 용접부 등의 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, Ca 를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 한다. 한편, Ca 함유량이 0.0050 ％ 를 초과하면, 강의 청정도가 저하된다. 청정도의 저하는, 표면 결함의 증가에 의한 표면 성상의 열화와 굽힘 가공성의 저하를 초래하기 때문에, Ca 를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.0050 ％ 이하로 한다.

Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％

Mg 는, Ca 와 동일하게, S 와 결합하여, 압연 방향으로 길게 연장되는 MnS 등의 형성을 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, Mg 를 첨가함으로써, 황화물계 개재물이 구상을 나타내도록 형태 제어하고, 용접부 등의 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, Mg 를 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 한다. 한편, Mg 함유량이 0.0050 ％ 를 초과하면, 강의 청정도가 저하된다. 청정도의 저하는, 표면 결함의 증가에 의한 표면 성상의 열화와 굽힘 가공성의 저하를 초래하기 때문에, Mg 를 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.0050 ％ 이하로 한다.

REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％

REM (희토류 금속) 은, Ca, Mg 와 동일하게, S 와 결합하여, 압연 방향으로 길게 연장되는 MnS 등의 형성을 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 따라서, REM 을 첨가함으로써, 황화물계 개재물이 구상을 나타내도록 형태 제어하고, 용접부 등의 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 효과를 얻기 위해서, REM 을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 한다. 한편, REM 함유량이 0.0080 ％ 를 초과하면, 강의 청정도가 저하된다. 청정도의 저하는, 표면 결함의 증가에 의한 표면 성상의 열화와 굽힘 가공성의 저하를 초래하기 때문에, REM 을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.0080 ％ 이하로 한다.

바꾸어 말하면, 본 발명에 있어서의 내마모 강판 및 그 제조에 사용되는 강 소재는, 이하의 성분 조성을 가질 수 있다.

질량％ 로,

C : 0.23 ∼ 0.34 ％,

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,

Mn : 0.30 ∼ 2.00 ％,

P : 0.020 ％ 이하,

S : 0.020 ％ 이하,

Al : 0.04 ％ 이하,

Cr : 0.05 ∼ 2.00 ％,

N : 0.0050 ％ 이하,

O : 0.0050 ％ 이하,

임의로, Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％, Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％, Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％, V : 0.01 ∼ 1.00 ％, W : 0.01 ∼ 1.00 ％, 및 Co : 0.01 ∼ 1.00 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상,

임의로, Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및 B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상,

임의로, Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, 및 REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상, 그리고

잔부인 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성.

DI* : 120 이상

하기 (1) 식으로 정의되는 DI* 는 퀀칭성을 나타내는 지표로, DI* 값이 글수록 퀀칭 후의 강판의 판두께 중심 위치에 있어서의 경도가 증가한다. 판두께가 두꺼운 내마모 강에 있어서 중심 경도를 확보하려면 DI* : 120 이상으로 할 필요가 있다. 한편, DI* 의 상한치는 특별히 규정되지 않지만, DI* 가 지나치게 높으면 용접성이 열화되기 때문에, DI* 는 300 이하로 하는 것이 바람직하고, 250 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

[표면 경도]

HB₁ : 360 ∼ 490 HBW 10/3000

강판의 내마모성은, 그 강판의 표층부에 있어서의 경도를 높임으로써 향상시킬 수 있다. 강판 표층부에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 360 HBW 미만에서는, 충분한 내마모성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 내마모 강판의 표면에서부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 브리넬 경도 (HB₁) 를 360 HBW 이상으로 한다. 한편, HB₁ 이 490 HBW 보다 높으면 가공성이 열화된다. 그 때문에, HB₁ 을 490 HBW 이하로 한다.

[경도비]

HB_1/2/HB₁ : 75 ％ 이상

앞서 서술한 바와 같이, 강판의 판두께 중심 부근까지 마모되는 것과 같은 가혹한 사용 환경하에 있어서도 우수한 내마모성을 발휘하고, 강판의 사용 수명을 길게 하기 위해서는, 강판의 표층 경도뿐만 아니라, 판두께 중심부까지 높은 경도를 확보할 필요가 있다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는, 상기 HB₁ 에 대한, 판두께 중심 위치에 있어서의 브리넬 경도 (HB_1/2) 의 비로서 정의되는 경도비를 75 ％ 이상으로 한다 (HB_1/2/HB₁ ≥ 0.75). 여기서, 상기 경도비는, HB_1/2/HB₁×100 (％) 이다. 상기 경도비는 80 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 경도비의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상, HB_1/2 는 HB₁ 이하가 되는 점에서, 경도비는 100 ％ 이하가 된다 (HB_1/2/HB₁ ≤ 1).

판두께가 50 ㎜ 이상인 내마모 강판에 있어서 75 ％ 이상의 경도비를 얻는 방법으로는, 합금 원소를 다량으로 첨가함으로써 판두께 중심에 있어서도 다량의 마텐자이트를 생성시킴으로써 경도를 상승시키는 방법이 있다. 그러나, 상기 방법에서는 고가의 합금 원소를 다량으로 사용하기 때문에, 비용이 현저하게 상승한다. 그래서 본 발명에서는, 상기 성분 조성을 갖는 강판을 후술하는 특정 조건으로 템퍼링 열처리함으로써, 75 ％ 이상의 경도비를 달성할 수 있다. 본 발명의 강판은, 다량의 합금 원소를 함유하지 않고, 저비용임에도 불구하고, 상기 서술한 바와 같이 다량의 합금 원소를 사용한 경우와 동등한 경도비를 갖추고 있다.

또한, 상기 브리넬 경도 (HB₁, HB_1/2) 는, 직경 10 ㎜ 의 텅스텐 경구를 사용하여, 하중 3000 Kgf 로 측정한 값 (HBW 10/3000) 으로 한다. 그 브리넬 경도는, 실시예에 기재한 방법으로 측정할 수 있다.

[판두께]

판두께 : 50 ㎜ 이상

본 발명에 의하면, 적은 합금 원소량으로 판두께 중심부까지의 경도를 확보할 수 있기 때문에 내마모 강판의 비용을 저감할 수 있다. 그러나 판두께가 50 ㎜ 미만인 경우에는, 종래의 기술이라도, 합금 원소량이 적어도 충분한 내부 경도를 얻기 쉬우므로, 본 발명에 의한 비용 저감 효과는, 판두께가 50 ㎜ 이상인 경우에 있어서 특히 현저해진다. 그 때문에, 내마모 강판의 판두께는 50 ㎜ 이상으로 한다. 한편, 판두께의 상한은 특별히 규정되지 않지만, 제조상의 관점에서는 판두께를 100 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

[제조 방법]

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 내마모 강판의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 내마모 강판은, 상기 서술한 성분 조성을 갖는 강 소재를, 가열하고, 열간 압연한 후에, 퀀칭, 템퍼링을 포함하는 열처리를 후술하는 조건으로 실시함으로써 제조할 수 있다.

[강 소재]

상기 강 소재의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기한 조성을 갖는 용강을 통상적인 방법에 의해 용제하고, 주조하여 제조할 수 있다. 상기 용제는, 전로, 전기로, 유도로 등, 임의의 방법에 의해 실시할 수 있다. 또, 상기 주조는, 생산성의 관점에서 연속 주조법으로 실시하는 것이 바람직하지만, 조괴-분해 압연법에 의해 실시할 수도 있다. 상기 강 소재로는, 예를 들어, 강 슬래브를 사용할 수 있다.

[가열]

얻어진 강 소재는, 열간 압연에 앞서 가열 온도로 가열된다. 상기 가열은, 주조 등의 방법에 의해 얻은 강 소재를 일단 냉각한 후에 실시해도 되고, 또, 얻어진 강 소재를 냉각하지 않고 직접, 상기 가열에 제공할 수도 있다.

상기 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 그 가열 온도가 900 ℃ 이상이면, 강 소재의 변형 저항이 저하, 열간 압연에 있어서의 압연기에 대한 부하가 감소하여, 보다 용이하게 열간 압연을 실시할 수 있다. 그 때문에, 상기 가열 온도는 900 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 950 ℃ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1100 ℃ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 상기 가열 온도가 1250 ℃ 이하이면, 강의 산화가 억제되어, 산화에 의한 로스가 감소하는 결과, 수율이 향상된다. 그 때문에, 상기 가열 온도는 1250 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1200 ℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 1150 ℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

[열간 압연]

이어서, 상기 가열된 강 소재를 열간 압연하여, 판두께 50 ㎜ 이상의 열연 강판으로 한다. 상기 열간 압연의 조건은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따라 실시할 수 있지만, 압연 온도가 850 ℃ 이상이면, 강 소재의 변형 저항이 낮기 때문에, 열간 압연에 있어서의 압연기에 대한 부하가 감소하여, 보다 용이하게 열간 압연을 실시하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 압연 온도를 850 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 900 ℃ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 압연 온도가 1000 ℃ 이하이면, 강의 산화가 억제되어, 산화에 의한 로스가 감소하는 결과, 수율이 더욱 향상된다. 그 때문에, 상기 압연 온도는 1000 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 950 ℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

[퀀칭]

이어서, 얻어진 열연 강판을 퀀칭 개시 온도에서부터 퀀칭 정지 온도까지 퀀칭한다. 상기 퀀칭은, 직접 퀀칭 (DQ) 과 재가열 퀀칭 (RQ) 중 어느 방법으로 실시해도 된다. 또, 상기 퀀칭에 있어서의 냉각 방법은 특별히 한정되지 않지만, 수랭으로 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 「퀀칭 개시 온도」란 퀀칭 개시시에 있어서의 강판의 표면 온도로 한다. 상기 「퀀칭 개시 온도」를, 단순히 「퀀칭 온도」라고 말하는 경우가 있다. 또, 「퀀칭 정지 온도」란, 퀀칭 종료시에 있어서의 강판의 표면 온도로 한다. 예를 들어, 퀀칭을 수랭에 의해 실시하는 경우에는, 수랭 개시시의 온도를 「퀀칭 개시 온도」, 수랭 종료시의 온도를 「퀀칭 정지 온도」라고 한다.

(직접 퀀칭)

상기 퀀칭을 직접 퀀칭으로 실시하는 경우, 상기 열간 압연 종료 후, 열연 강판을 재가열하지 않고 퀀칭을 실시한다. 그 때, 상기 퀀칭 개시 온도를 Ar₃ 변태점 이상으로 한다. 이것은 오스테나이트 상태에서부터의 퀀칭에 의해 마텐자이트 조직을 얻기 위함이다. 상기 퀀칭 개시 온도가 Ar₃ 변태점 미만이면 충분히 경화가 이루어지지 않기 때문에 강판의 경도를 충분히 향상시키지 못하고, 그 결과, 최종적으로 얻어지는 강판의 내마모성이 저하된다. 한편, 직접 퀀칭에 있어서의 퀀칭 개시 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 950 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 퀀칭 정지 온도에 대해서는 후술한다.

또한, Ar₃ 변태점은, 예를 들어, 다음의 (3) 식으로 구할 수 있다.

Ar₃ (℃) = 910－273×C－74×Mn－57×Ni－16×Cr－9×Mo－5×Cu … (3)

(단, 상기 (3) 식 중의 각 원소 기호는, 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다)

(재가열 퀀칭)

상기 퀀칭을 재가열 퀀칭으로 실시하는 경우, 상기 열간 압연 종료 후, 열연 강판을 재가열한 후에 퀀칭한다. 그 때, 상기 퀀칭 개시 온도를 Ac₃ 변태점 이상으로 한다. 이것은 오스테나이트 상태에서부터의 퀀칭에 의해 마텐자이트 조직을 얻기 위함이다. 상기 퀀칭 개시 온도가 Ac₃ 변태점 미만이면 충분히 경화가 이루어지지 않기 때문에 강판의 경도를 충분히 향상시키지 못하고, 그 결과, 최종적으로 얻어지는 강판의 내마모성이 저하된다. 한편, 재가열 퀀칭에 있어서의 퀀칭 개시 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 950 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 퀀칭 정지 온도에 대해서는 후술한다.

또한, Ac₃ 변태점은, 예를 들어, 다음의 (4) 식으로 구할 수 있다.

Ac₃ (℃) = 912.0－230.5×C＋31.6×Si－20.4×Mn－39.8×Cu－18.1×Ni－14.8×Cr＋16.8×Mo … (4)

(단, 상기 (4) 식 중의 각 원소 기호는, 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다)

(평균 냉각 속도)

상기 퀀칭에 있어서의 냉각 속도는 특별히 한정되지 않고, 마텐자이트상이 형성되는 냉각 속도이면 임의의 값으로 할 수 있다. 예를 들어, 퀀칭 개시로부터 퀀칭 정지의 사이에 있어서의 평균 냉각 속도는, 20 ℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하고, 30 ℃/s 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또, 상기 평균 냉각 속도는, 70 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하고, 60 ℃/s 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 평균 냉각 속도는, 강판 표면의 온도를 이용하여 구해지는 냉각 속도로 한다.

(냉각 정지 온도)

상기 퀀칭 공정에 있어서의 냉각 정지 온도는 마텐자이트가 생성되는 온도이면 특별히 한정되지 않지만, 냉각 정지 온도가 Mf 점 이하이면, 마텐자이트 조직률이 향상되어 강판의 경도를 더욱 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 상기 냉각 정지 온도를 Mf 점 이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 냉각 정지 온도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 불필요하게 냉각을 계속하면 제조 효율이 저하되기 때문에, 냉각 정지 온도를 50 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Mf 점은, 하기 (5) 식에 의해 구할 수 있다.

Mf (℃) = 410.5－407.3×C－7.3×Si－37.8×Mn－20.5×Cu－19.5×Ni－19.8×Cr－4.5×Mo … (5)

(단, 상기 (5) 식 중의 원소 기호는 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다)

(템퍼링)

상기 퀀칭 정지 후, 퀀칭된 열연 강판을 템퍼링 온도까지 재가열한다. 상기 재가열을 실시함으로써, 퀀칭 후의 강판이 템퍼링된다. 그 때, 하기 (2) 식에 의해 정의되는 P 값이 1.20×10⁴ ∼ 1.80×10⁴ 가 되는 조건으로 상기 템퍼링을 실시함으로써, 상기 표층 및 판두께 중앙부에 있어서의 경도를 얻을 수 있다.

P = (T＋273)×(21.3－5.8×C＋log(60×t)) … (2)

P 값이 1.20×10⁴ 미만에서는, 템퍼링이 불충분해지기 때문에, 표층 및 판두께 중심 위치의 경도의 일방 또는 양방을 소기한 범위로 할 수 없다. 한편, P 값이 1.80×10⁴보다 크면 표층 경도의 저하가 커져 소정의 값이 얻어지지 않는다.

또한, 상기 가열 온도 (T) 가 지나치게 낮으면 제조 효율이 저하되기 때문에, 가열 온도 (T) 는 200 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 상기 가열 온도 (T) 가 지나치게 높으면 열처리 비용이 상승하기 때문에, 가열 온도 (T) 는 600 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, 제조 효율 및 열처리 비용의 관점에서, 유지 시간 (t) 은 180 분까지로 하는 것이 바람직하고, 100 분 이하로 하는 것이 보다 바람직하며, 60 분 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 조직의 균일성을 고려 하면, 유지 시간 (t) 을 5 분 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기 템퍼링은, 열처리로를 사용한 가열, 고주파 유도 가열, 통전 가열 등 임의의 방법으로 실시할 수 있다.

실시예

다음으로, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 것으로, 본 발명은, 그 실시예에 의해 하등 한정되지 않는다.

먼저, 연속 주조법에 의해, 표 1 에 나타내는 성분 조성의 강 슬래브 (강 소재) 를 제조하였다.

다음으로, 얻어진 강 슬래브에 대해, 가열, 열간 압연, 퀀칭 (직접 퀀칭 또는 재가열 퀀칭), 및 템퍼링의 각 처리를 순차적으로 실시하여 강판을 얻었다. 각 공정에 있어서의 처리 조건을 표 2 에 나타낸다. 또한, 「열간 압연」란에 나타낸 「판두께」가, 최종적으로 얻어진 내마모 강판의 판두께이다.

또한, 상기 퀀칭은, 직접 퀀칭 및 재가열 퀀칭 중 어느 하나의 방법으로 실시하였다. 직접 퀀칭을 실시하는 경우에는, 열간 압연 후의 강판을 직접, 수랭에 의한 퀀칭에 제공하였다. 또, 재가열 퀀칭을 실시하는 경우에는, 열간 압연 후의 강판을 공랭한 후, 소정의 재가열 온도까지 가열한 후, 수랭에 의한 퀀칭에 제공하였다. 상기 퀀칭에 있어서의 수랭은, 열연 강판을 통판시키면서 그 강판의 표리면으로부터 높은 유량의 물을 분사하여 실시하였다. 퀀칭시의 냉각 속도는, 전열 계산에 의해 구한 650 ∼ 300 ℃ 의 사이에서의 평균 냉각 속도이고, 냉각은 300 ℃ 이하까지 실시하였다.

얻어진 강판의 각각에 대해, 이하에 기재하는 방법으로, 강판의 표면에서부터 1 ㎜ 깊이의 위치와, 강판의 판두께 중앙 (1/2t 위치) 에 있어서의 브리넬 경도 및 조직을, 이하의 방법으로 평가하였다. 평가 결과는, 표 2 에 나타낸 바와 같다.

[경도 (브리넬 경도)]

내마모성의 지표로서 강판의 표층부와 판두께 중심부에 있어서의 경도를 측정하였다. 측정에 사용한 시험편은, 각각 강판의 표면에서부터 1 ㎜ 의 깊이의 위치와 판두께 중심 위치가 시험면이 되도록, 상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 각 강판으로부터 채취하였다. 상기 시험편의 시험면을 경면 연마한 후, JIS Z 2243 (2008) 에 준거하여 브리넬 경도를 측정하였다. 측정에는 직경 10 ㎜ 의 텅스텐 경구를 사용하고, 하중은 3000 Kgf 로 하였다.

[조직]

얻어진 강판으로부터, 조직 관찰용 시험편을 채취하고, 연마, 부식 (나이탈 부식액) 시키고, 광학 현미경 (배율 : 400 배) 을 사용하여 표면에서부터 1 ㎜ 및 판두께 중앙의 위치에 있어서의 조직을 촬상하였다. 얻어진 화상을 화상 해석하여, 각 상을 동정하였다. 또한, 촬상은 5 시야 이상으로 실시하였다. 표층 조직에 대해서는, 면적분율이 95 ％ 이상인 상을, 주상 (主相) 으로 하여 표 2 에 나타냈다.

표 1, 2 에 나타낸 결과로부터 알 수 있듯이, 발명예에서는 표면에서부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 360 ∼ 490 HBW 10/3000 이고, 판두께 중심 위치에 있어서의 브리넬 경도가 표층 1 ㎜ 깊이 위치의 브리넬 경도의 75 ％ 이상인, 판두께가 50 ㎜ 이상인 마모 강판이 얻어졌다. 한편, 본 발명에 있어서의 템퍼링 조건을 만족하지 않는 비교예에서는, 표층 경도 혹은 내부 경도가 발명예와 상이하였다. 또, C 함유량이 조건을 만족하지 않는 비교예에서는, 표층 경도가 조건을 만족하지 못하였다. 그리고, 강판 No.22 에서는 DI* 가 본 발명 범위로부터 벗어나 있고, 경도비는 75 ％ 이하로 되어 있다.

Claims

질량％ 로,
C : 0.23 ∼ 0.34 ％,
Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,
Mn : 0.30 ∼ 2.00 ％,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.020 ％ 이하,
Al : 0.04 ％ 이하,
Cr : 0.05 ∼ 2.00 ％,
N : 0.0050 ％ 이하, 및
O : 0.0050 ％ 이하를 함유하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한
하기 (1) 로 정의되는 DI* 의 값이 120 이상인 성분 조성을 갖고,
표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 조직이 면적분율로 95 % 이상인 템퍼드 마텐자이트를 포함하고,
표면으로부터 1 ㎜ 의 깊이에 있어서의 브리넬 경도 (HB₁) 가 360 ∼ 490 HBW 10/3000 이고,
상기 HB₁ 에 대한, 판두께 중심 위치에 있어서의 브리넬 경도 (HB_1/2) 의 비로서 정의되는 경도비가 75 ％ 이상이고,
판두께가 50 ㎜ 이상인, 내마모 강판.
DI* = 33.85×(0.1×C)^0.5×(0.7×Si＋1)×(3.33×Mn＋1)×(0.35×Cu＋1)×(0.36×Ni＋1)×(2.16×Cr＋1)×(3×Mo＋1)×(1.75×V＋1)×(1.5×W＋1) … (1)
(단, 상기 (1) 식 중의 원소 기호는, 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다)
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％,
Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％,
Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％,
V : 0.01 ∼ 1.00 ％,
W : 0.01 ∼ 1.00 ％, 및
Co : 0.01 ∼ 1.00 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및
B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
제 2 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및
B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,
Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, 및
REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
질량％ 로,
C : 0.23 ∼ 0.34 ％,
Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,
Mn : 0.30 ∼ 2.00 ％,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.020 ％ 이하,
Al : 0.04 ％ 이하,
Cr : 0.05 ∼ 2.00 ％,
N : 0.0050 ％ 이하, 및
O : 0.0050 ％ 이하를 함유하고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한
하기 (1) 로 정의되는 DI* 의 값이 120 이상인 성분 조성을 갖는 강 소재를 가열 온도로 가열하고,
상기 가열된 강 소재를 열간 압연하여 판두께 50 ㎜ 이상의 열연 강판으로 하고,
상기 열연 강판에 대해, 퀀칭 개시 온도가 Ar₃ 변태점 이상인 직접 퀀칭, 또는, 퀀칭 개시 온도가 Ac₃ 변태점 이상인 재가열 퀀칭 중 어느 하나의 퀀칭을 실시하고,
상기 퀀칭 후의 열연 강판에 대해, 하기 (2) 식으로 정의되는 P 값이 1.20×10⁴ ∼ 1.80×10⁴가 되는 조건으로 템퍼링을 실시하는, 내마모 강판의 제조 방법.
DI* = 33.85×(0.1×C)^0.5×(0.7×Si＋1)×(3.33×Mn＋1)×(0.35×Cu＋1)×(0.36×Ni＋1)×(2.16×Cr＋1)×(3×Mo＋1)×(1.75×V＋1)×(1.5×W＋1) … (1)
(단, 상기 (1) 식 중의 원소 기호는, 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다)
P = (T＋273)×(21.3－5.8×C＋log(60×t)) … (2)
(단, 상기 (2) 식에 있어서의 C 는 강판 중의 C 함유량 (질량％), T 는 템퍼링 온도 (℃), t 는 상기 템퍼링에 있어서의 유지 시간 (분) 을 나타낸다)
제 6 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Cu : 0.01 ∼ 2.00 ％,
Ni : 0.01 ∼ 2.00 ％,
Mo : 0.01 ∼ 1.00 ％,
V : 0.01 ∼ 1.00 ％,
W : 0.01 ∼ 1.00 ％, 및
Co : 0.01 ∼ 1.00 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및
B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Nb : 0.005 ∼ 0.050 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.050 ％, 및
B : 0.0001 ∼ 0.0100 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,
Mg : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, 및
REM : 0.0005 ∼ 0.0080 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.