KR102289519B1 - 열연 강재 및 그 제조 방법 - Google Patents

열연 강재 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102289519B1
KR102289519B1 KR1020190151098A KR20190151098A KR102289519B1 KR 102289519 B1 KR102289519 B1 KR 102289519B1 KR 1020190151098 A KR1020190151098 A KR 1020190151098A KR 20190151098 A KR20190151098 A KR 20190151098A KR 102289519 B1 KR102289519 B1 KR 102289519B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hot
rolled steel
less
microstructure
steel material
Prior art date
Application number
KR1020190151098A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210062894A (ko
Inventor
이성형
심영대
이수민
장승봉
장진영
Original Assignee
현대제철 주식회사
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 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020190151098A priority Critical patent/KR102289519B1/ko
Publication of KR20210062894A publication Critical patent/KR20210062894A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102289519B1 publication Critical patent/KR102289519B1/ko

Links

Images

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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • 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
    • C21D8/0226—Hot 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
    • C21D8/0273—Final recrystallisation annealing
    • 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
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N

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 Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재는 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지되, 표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직이다.

Description

열연 강재 및 그 제조 방법{Hot-rolled steel and method of manufacturing the same}
본 발명은 열연 강재 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고탄소강 열연 공정 시 발생하는 탈탄층을 제거한 열연 강재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
고탄소강은 자동차, 기계, 공구 등 부품 산업의 핵심 소재로서 고강도, 내식성, 내마모성의 특징을 지니고 있다. 하지만 열간 압연 시 재료 표면에 발생하는 탈탄층은 내식성, 표면 강도를 저하시키고 반복 하중 인가 시 표면균열을 유발하여 크랙 생성 및 전파 기점으로 작용하게 되어 제품 수명 저하, 파단 등 사용 중 치명적인 문제를 야기하게 된다. 따라서 열연 제조 시 소재 표면에 발생하는 탈탄층을 제거하는 방법이 필요하다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0076741호가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고탄소강 열연 공정 시 발생하는 탈탄층을 제거한 열연 강재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재는 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지되, 표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직이다.
상기 열연 강재에서, 상기 표면부의 미세조직은 상기 열연 강재의 에지부와 중심부가 동일할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1180 ~ 1220℃에서 재가열하는 단계; (b) 상기 재가열된 강재를 880 ~ 920℃의 최종 마무리압연온도 조건으로 열간 압연하는 단계; (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 680 ~ 780℃의 권취온도에서 권취하는 단계; 및 (d) 상기 강재를 680 ~ 720℃에서 25 ~ 35시간 동안 소둔 열처리 하는 단계;를 포함한다.
상기 열연 강재의 제조 방법에서, 상기 소둔 열처리 후의 상기 열연 강재에서 표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직일 수 있다.
상기 열연 강재의 제조 방법에서, 상기 소둔 열처리 후에 상기 표면부의 미세조직은 상기 열연 강재의 에지부와 중심부가 동일할 수 있다.
상기 열연 강재의 제조 방법에서, 상기 (d) 단계는 세멘타이트의 용해와 재석출에 의해 페라이트 기지 내에 세멘타이트 입자가 석출되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고탄소강 열연 공정 시 발생하는 탈탄층을 제거한 열연 강재 및 그 제조 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 열연 강재의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2는 통상적인 열연 강재에서 에지부 표면의 미세조직과 중심부(1/2폭) 표면의 미세조직을 비교하여 나타낸 광학현미경사진(OM)과 주사전자현미경(SEM)사진이다.
도 3은 본 발명의 실험예에 따른 시편에서 에지부 표면 미세조직과 중심부 표면 미세조직을 비교한 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하에서는 고강도를 가지면서 대규격의 열연 강재 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하고자 한다.
열연 강재
본 발명의 일 실시예에 따르는 열연 강재는 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지되, 표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직이다. 상기 열연 강재에서, 상기 표면부의 미세조직은 상기 열연 강재의 에지부와 중심부가 동일할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명한다.
탄소(C)
탄소는 강도 확보를 위해 필수적인 원소이다. 탄소(C)의 함량은 0.70 ~ 0.75중량%로 한다. 이와 같이 탄소(C)의 함량을 한정한 이유는 탄소의 함량이 0.70중량% 미만인 경우에는 담금질에 의한 경도 상승을 최대화 하기 어렵다. 또한, 탄소(C)가 0.75를 넘는 경우에는 제 2 상인 세멘타이트의 절대량의 증가로 인하여 구상화 소둔 후 신장 플랜지성 등의 가공성이 열화된다. 따라서 탄소(C)의 함량은 0.70 ~ 0.75중량%로 하는 것이 바람직하다.
실리콘(Si)
실리콘(Si)은 페라이트 안정화 원소로 잘 알려져 있어 냉각 중 페라이트 분율을 높여 연성을 증가시키는 원소로 잘 알려져 있다. 한편, 실리콘은 알루미늄과 함께 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가되며, 고용강화 효과도 가질 수 있다. 실리콘은 선철과 탈산제에서 잔류된 것으로 SiO2와 같은 화합물을 형성하지 않는 한 페라이트 속에 고용되므로 강의 기계적 성질에 큰 영향을 미치지 않는다. 상기 실리콘은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0.15 ~ 0.30중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 실리콘의 함량이 전체 중량의 0.15중량% 미만일 경우에는 상술한 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘의 함량이 전체 중량의 0.30중량%를 초과하여 다량 첨가 시 인성이 저하되고 소성 가공성이 저하되는 문제가 있으며 강의 용접성을 저하시키며, 재가열 및 열간압연 시에 붉은 스케일(red scale)을 생성시킴으로써 표면품질에 문제를 줄 수 있다.
망간(Mn)
망간(Mn)은 일부는 강 속에 고용되며 일부는 강중에 함유된 황과 결합하여 비금속개재물인 MnS를 형성하는데 이 MnS는 연성이 있어서 소성가공 시 가공방향으로 길게 연신된다. 그러나 Mns의 형성으로 강 속에 있는 황성분이 감소하면서 결정립이 취약해지고 저융점화합물인 FeS의 형성을 억제시킨다. 강의 내산성과 내산화성을 저해하지만 펄라이트가 미세해지고 페라이트를 고용강화 시킴으로써 항복강도를 향상시킨다. 망간은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0.6 ~ 0.8중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 망간의 함량이 0.6중량% 보다 작을 경우, 상술한 망간의 첨가 효과를 충분히 발휘할 수 없다. 또한, 망간의 함량이 0.8중량%를 초과할 경우, 담금질 균열이나 변형을 유발시키며, 용접성이 저하되고, MnS 개재물 및 중심 편석(center segregation)이 발생하여 열연 강재의 연성이 저하되고 내부식성이 저하될 수 있다.
크롬(Cr)
크롬(Cr)은 페라이트 안정화 원소로 강에 첨가 시 용질 방해효과로 탄소의 확산을 지연하여 입도 미세화에 영향을 미친다. 상기 크롬은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0.1 ~ 0.2중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 크롬의 함량이 전체 중량의 0.1중량% 미만일 경우에는 상술한 크롬 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 크롬의 함량이 전체 중량의 0.2중량%를 초과하여 다량 첨가 시 인성이 저하되고 가공성과 피삭성이 열화될 수 있다.
니켈(Ni)
니켈(Ni)은 경화능을 증대시키고, 인성을 향상시키는 원소이다. 상기 니켈은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0 초과 0.20중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 니켈의 함량이 전체 중량의 0.20중량%를 초과하여 다량 첨가 시 부품의 제조원가가 높아지는 문제가 발생한다.
인(P)
인(P)은 고용 강화에 의해 강도의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 기능을 수행할 수 있다. 인은 강 중에 균일하게 분포되어 있으면 별 문제가 되지 않지만 보통 Fe3P의 해로운 화합물을 형성한다. 이 Fe3P는 극히 취약하고 편석되어 있어서 풀림처리를 해도 균질화되지 않고 단조, 압연 등 가공 시 길게 늘어난다. 충격저항을 저하시키고 뜨임취성을 촉진하며 쾌삭강에서는 피삭성을 개선시키지만 일반적으로 강에 해로운 원소로 취급된다. 상기 인은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0 초과 0.02중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 인의 함량이 0.02중량%를 초과하는 경우에는 상술한 석출거동에 의해 저온 충격치가 저하되는 문제가 있다.
황(S)
황(S)은 망간, 몰리브데늄 등과 결합하여 강의 피삭성을 개선시키며 망간과 결합하여 MnS 개재물을 형성한다. 강 중에 망간의 양이 충분하지 못할 경우 철과 결합하여 FeS를 형성한다. 이 FeS는 매우 취약하고 용융점이 낮기 때문에 열간 및 냉간 가공시에 균열을 일으킨다. 따라서 이러한 FeS 개재물 형성을 피하기 위해 망간과 황의 비는 5대 1로 할 수 있다. 상기 황은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0 초과 0.005중량% 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 황의 함량이 0.005중량%를 초과할 경우, 인성 및 용접성을 저해하고, 저온 충격치를 저하시킬 수 있다.
알루미늄(Al)
알루미늄(Al)은 실리콘과 같이 페라이트 안정화 및 탄화물의 형성을 억제하는 원소이다. 또한, 알루미늄은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 제강 공정에 첨가되며, AlN으로 강 중에 석출하여 결정립 미세화에 기여할 수 있다. 상기 알루미늄은 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재 중량의 0.005 ~ 0.02중량%의 함량비로 첨가될 수 있다. 알루미늄의 함량이 0.005중량% 미만인 경우 상술한 효과를 구현하기 어려우며, 0.02중량%를 초과하면 비금속개재물인 알루미나(Al2O3)가 증가하여, 굽힘 가공시의 기점이 되어 굽힘 가공성이 저하되며, 제강 및 소둔 온도 증가 등 공정 부하가 발생하며 연주에 어려움이 있어 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
질소(N)
질소(N)는 극히 미량으로도 강의 기계적 성질에 큰 영향을 미치는데 인장강도, 항복강도를 증가시키는 반면 연신율을 저하시키는 원소이다. 특히 충격치의 감소 및 천이온도의 상승이 현저하다. 질소는 침입형 원소로써 확산속도가 빠르고 페라이트에 대해 연속적으로 용해도 변화를 나타낸다. 상기 질소는 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 전체 중량의 0 초과 80ppm 이하의 함량비로 첨가될 수 있다. 질소의 함량이 전체 중량의 80ppm를 초과하여 다량 첨가 시 인성을 저해하는 원소로 작용할 수 있다.
상술한 조성을 가지는 열연 강재에서 표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직일 수 있으며, 상기 표면부의 미세조직은 상기 열연 강재의 에지부와 중심부가 거의 동일할 수 있다.
이하에서는 상술한 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강재의 제조 방법을 설명한다.
열연 강재의 제조 방법
열연 코일의 에지부 표면은 일반적인 탈탄 현상에 의해 페라이트(Ferrite)가 발생하는 것과는 달리, 에지부 표면은 중심부보다 온도가 더 하강되어 2상 온도역에서 압연되어 페라이트(Ferrite)가 발생하는 탈탄층이 나타난다. 이에 본 발명의 일 실시예에서는 고탄소강 열간 압연 공정 중에 코일의 에지부 표면에서 발생하는 탈탄층과 내부의 미탈탄층과 균일한 미세조직을 만드는 방법에 대해 제시하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 열연 강재의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 열연 강재의 제조 방법은 (a) 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1180 ~ 1220℃에서 재가열하는 단계(S100); (b) 상기 재가열된 강재를 880 ~ 920℃의 최종 마무리압연온도 조건으로 열간 압연하는 단계(S200); (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 680 ~ 780℃의 권취온도에서 권취하는 단계(S300); 및 (d) 상기 강재를 680 ~ 720℃에서 25 ~ 35시간 동안 소둔 열처리 하는 단계(S400);를 포함한다.
상기 단계(S100)에서, 상기 강재는 1180 ~ 1220℃의 온도에서 재가열될 수 있다. 상기 강재는 상술한 온도에서 재가열될 때, 연속주조 공정 시에 편석된 성분이 재고용될 수 있다. 재가열온도가 1180℃보다 낮을 경우, 각종 탄화물의 고용이 충분하지 않을 수 있으며, 연속주조공정시 편석된 성분들이 충분히 고르게 분포되지 않는 문제가 있을 수 있다. 재가열온도가 1220℃를 초과할 경우, 매우 조대한 오스테나이트 결정립이 형성되어 강도 확보가 어려울 수 있다. 또한, 1220℃를 초과할 경우 가열 비용이 증가하고 공정 시간이 추가되어, 제조비용 상승 및 생산성 저하를 가져올 수 있다.
상기 단계(S200)에서, 재가열된 상기 강재를 열간 압연한다. 880 ~ 920℃의 최종 마무리압연온도 조건에서 최종변형을 마무리한다. 한편, 열간 압연 온도가 너무 낮으면 압연 시 압연 부하가 증가되고 에지(EDGE)부 혼립 조직이 발생할 수 있으므로, 열간 마무리 온도는 880℃ 이상이 바람직할 수 있다.
상기 단계(S300) 내지 단계(S400)에서, 상기 열간 압연된 강재에 대하여 680 ~ 780℃의 권취온도에서 권취한 후에, 680 ~ 720℃에서 25 ~ 35시간 동안 소둔 열처리 한다.
0.5C 이상의 고탄소강 열간 압연 시 일반적인 미세조직은 대부분 망상의 세멘타이트(Cementite)로 이루어진 펄라이트(Pearlite) 조직으로 구성되어 있다. 일반적인 탈탄의 경우 탄소 확산 및 산화 반응에 의해 페라이트(Ferrite)가 나타나게 된다. 하지만 열간 압연 공정에서 코일 엣지부 표면의 경우 중심폭에 비해 온도가 떨어져서 오스테나이트(Austenite) 단상이 아닌 페라이트 및 오스테나이트의 2상 온도역에서 열간 압연 후 냉각되며, 이로 인해 페라이트층이 나타나게 된다. 따라서, 통상적인 열연 강재에서 에지부 표면의 미세조직과 중심부 표면의 미세조직을 비교한 도 2에서 나타난 바와 같이, 에지부 표면 미세조직과 중심부(1/2폭) 표면 미세조직은 서로 동일하지 않으므로, 전체적으로 열연 강재는 불균일한 미세조직을 나타낸다.
본 발명은 이러한 에지부 표면의 탈탄층(Ferrite층)을 중심폭과 균일한 미세조직으로 만들기 위해 약 700℃에서 소둔 열처리하는 방법을 적용하였다.
소둔 미적용 시 에지부 표면 탈탄층 미세조직은 페라이트(Ferrite)와 펄라이트(Pearlite)가 혼재하여 분포하고 있는 반면에, 중심폭 표면 미세조직은 대부분 펄라이트(Pearlite) 조직이다. 그러나 소둔 공정을 거치게 되면 에지부 표면 탈탄층 미세조직과 중심폭 표면 미세조직은 페라이트(Ferrite) 기지 내에 구상의 세멘타이트(Cementite) 입자기 균질하게 분포하는 유사한 미세조직을 보인다. 따라서 열간 압연 시 구분 되었던 탈탄부와 미탈탄부는 소둔 시 구분되지 않게 된다. 이는 소둔 시 세멘타이트(Cementite)의 용해와 재석출 메커니즘에 의해 페라이트(Ferrite) 기지 내에 세멘타이트(Cementite) 입자가 석출되기 때문이다.
실험예
이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 실험예에서는 표 1의 주요 합금 원소 조성과 표 2의 공정 조건으로 구현된 시편들을 제공한다.
구분 C
(wt%)		 Si
(wt%)		 Mn
(wt%)		 P
(wt%)		 S
(wt%)		 Cr
(wt%)		 Ni
(wt%)		 Al
(wt%)		 N
(ppm)		 Fe
비교예 0.73 0.22 0.70 0.01 0.003 0.15 0.10 0.01 50 Bal.
실시예 0.73 0.22 0.70 0.01 0.003 0.15 0.10 0.01 50 Bal.
구분 SRT (℃) FDT (℃) CT (℃) 소둔 온도(℃) 소둔 시간(h)
비교예 1200 900 730 미적용 미적용
실시예 1200 900 730 700 30
표 1을 참조하면, 본 발명의 실험예에 따른 시편은 탄소(C): 0.73중량%, 실리콘(Si): 0.33중량%, 망간(Mn): 0.7중량%, 크롬(Cr): 0.15중량%, 니켈(Ni): 0.10중량%, 인(P): 0.01중량%, 황(S): 0.003중량%, 알루미늄(Al): 0.01중량%, 질소(N): 50ppm 및 나머지 철(Fe)로 이루어진다. 즉, 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)인 조성범위를 만족한다.
표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시편은 재가열온도(SRT): 1200℃, 최종 마무리압연온도(FDT): 900℃, 권취온도(CT): 730℃, 소둔 열처리 온도: 700℃, 소둔 열처리 시간: 30시간의 공정 조건을 적용하여 구현하였다. 즉, 강재를 1180 ~ 1220℃에서 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강재를 880 ~ 920℃의 최종 마무리압연온도 조건으로 열간 압연하는 단계; 상기 열간 압연된 강재에 대하여 680 ~ 780℃의 권취온도에서 권취하는 단계; 상기 강재를 680 ~ 720℃에서 25 ~ 35분 동안 소둔 열처리 하는 단계;를 수행하였다.
이에 반하여, 본 발명의 비교예에 따른 시편은 소둔 열처리 공정을 적용하지 않은 것이 실시예와 상이하다.
도 3은 본 발명의 실험예에 따른 시편에서 에지부 표면 미세조직과 중심부 표면 미세조직을 비교한 사진이다.
도 3을 참조하면, 소둔 공정을 미적용한 본 발명의 비교예에서는 에지부 표면 탈탄층 미세조직은 페라이트(Ferrite)와 펄라이트(Pearlite)가 혼재하여 분포하고 있는 반면에, 중심부(1/2폭) 표면 미세조직은 대부분 펄라이트(Pearlite) 조직임을 확인할 수 있다. 이에 반하여, 상술한 소둔 공정을 적용한 본 발명의 실험예에서는 에지부 표면 탈탄층 미세조직과 중심폭 표면 미세조직은 페라이트(Ferrite) 기지 내에 구상의 세멘타이트(Cementite) 입자기 균질하게 분포하는 유사한 미세조직이 나타난다. 따라서 열간 압연 시 구분 되었던 탈탄부와 미탈탄부는 소둔 시 구분되지 않게 된다. 이는 소둔 시 세멘타이트(Cementite)의 용해와 재석출 메커니즘에 의해 페라이트(Ferrite) 기지 내에 세멘타이트(Cementite) 입자가 석출되기 때문이다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지되,
    표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직이며,
    상기 표면부의 미세조직은 열연 강재의 에지부와 중심부가 동일한 것을 특징으로 하는,
    열연 강재.
  2. 삭제
  3. (a) 탄소(C): 0.70 ~ 0.75중량%, 실리콘(Si): 0.15 ~ 0.30중량%, 망간(Mn): 0.6 ~ 0.8중량%, 크롬(Cr): 0.1 ~ 0.2중량%, 니켈(Ni): 0 초과 0.20중량% 이하, 인(P): 0 초과 0.02중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.005중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.005 ~ 0.02중량%, 질소(N): 0 초과 80ppm 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어진 강재를 1180 ~ 1220℃에서 재가열하는 단계;
    (b) 상기 재가열된 강재를 880 ~ 920℃의 최종 마무리압연온도 조건으로 열간 압연하는 단계;
    (c) 상기 열간 압연된 강재에 대하여 730 ~ 780℃의 권취온도에서 권취하는 단계; 및
    (d) 상기 강재를 680 ~ 720℃에서 25 ~ 35시간 동안 소둔 열처리 하는 단계;를 포함하는, 열연 강재의 제조 방법이며,
    상기 (d) 단계는 세멘타이트의 용해와 재석출에 의해 페라이트 기지 내에 세멘타이트 입자가 석출되는 단계를 포함하고,
    상기 소둔 열처리 후의 상기 열연 강재에서 표면부의 미세조직은 페라이트 기지 내에 구상의 세멘타이트가 분포된 조직이며,
    상기 소둔 열처리 후에 상기 표면부의 미세조직은 상기 열연 강재의 에지부와 중심부가 동일한 것을 특징으로 하는, 열연 강재의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020190151098A 2019-11-22 2019-11-22 열연 강재 및 그 제조 방법 KR102289519B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190151098A KR102289519B1 (ko) 2019-11-22 2019-11-22 열연 강재 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190151098A KR102289519B1 (ko) 2019-11-22 2019-11-22 열연 강재 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210062894A KR20210062894A (ko) 2021-06-01
KR102289519B1 true KR102289519B1 (ko) 2021-08-12

Family

ID=76376178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190151098A KR102289519B1 (ko) 2019-11-22 2019-11-22 열연 강재 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102289519B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149062A (ja) 2010-01-22 2011-08-04 Jfe Steel Corp 高炭素熱延鋼板の製造方法
JP2015117406A (ja) 2013-12-18 2015-06-25 新日鐵住金株式会社 打ち抜き性に優れる中・高炭素鋼板およびその製造方法
JP2019173170A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 株式会社神戸製鋼所 高炭素鋼板の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5050433B2 (ja) * 2005-10-05 2012-10-17 Ｊｆｅスチール株式会社 極軟質高炭素熱延鋼板の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149062A (ja) 2010-01-22 2011-08-04 Jfe Steel Corp 高炭素熱延鋼板の製造方法
JP2015117406A (ja) 2013-12-18 2015-06-25 新日鐵住金株式会社 打ち抜き性に優れる中・高炭素鋼板およびその製造方法
JP2019173170A (ja) * 2018-03-26 2019-10-10 株式会社神戸製鋼所 高炭素鋼板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210062894A (ko) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101917453B1 (ko) 극저온 충격인성이 우수한 후강판 및 이의 제조방법
JP2017179596A (ja) 高炭素鋼板およびその製造方法
JP4057930B2 (ja) 冷間加工性に優れた機械構造用鋼及びその製造方法
KR102166592B1 (ko) 철근 및 그 제조방법
KR101065781B1 (ko) 초고강도 열간 압연 강 및 띠강의 제조 방법
KR101516864B1 (ko) 냉연강판 제조 방법
KR102289519B1 (ko) 열연 강재 및 그 제조 방법
KR102326263B1 (ko) 초고강도 스프링용 선재, 강선 및 그 제조방법
KR102100059B1 (ko) 철근 및 그 제조방법
KR101353551B1 (ko) 성형성이 우수한 고탄소 강판 및 그 제조방법
KR20120138900A (ko) 성형성이 우수한 자동차용 고강도 냉연강판 및 그 제조 방법
KR102020390B1 (ko) 성형성이 우수한 고강도 강판 및 이의 제조방법
KR20220072921A (ko) 연화 열처리된 초고강도 냉연강판 및 그 제조방법
KR102490926B1 (ko) 탈탄층 형성이 제어된 열연 강재 및 그 제조방법
KR102502011B1 (ko) Qt열처리된 고탄소 열연강판, 고탄소 냉연강판, qt열처리된 고탄소 냉연강판 및 이들의 제조방법
KR102370394B1 (ko) 열연코일 강재 및 그 제조방법
KR101062131B1 (ko) 소부경화강판 및 그 제조방법
KR102566353B1 (ko) 소성이방성이 우수한 고강도 냉연 강판
KR102373222B1 (ko) 우수한 홀확장성과 굽힘성을 가지는 고강도 냉연강재 및 그 제조방법
KR101344549B1 (ko) 냉연강판 및 그 제조 방법
KR100368241B1 (ko) 플랜지 가공성이 우수한 열연변태유기 소성강 제조방법
KR20000043776A (ko) 고강도 스프링용 선재의 제조방법
KR20220055269A (ko) 내마모성이 우수한 고탄소 열연강판 및 그 제조방법
KR101797369B1 (ko) 압력용기용 강재 및 이의 제조 방법
KR20220055272A (ko) 내부 산화층 형성이 억제된 열연코일 강재 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
Z072 Maintenance of patent after cancellation proceedings: certified copy of decision transmitted [new post grant opposition system as of 20170301]
Z131 Decision taken on request for patent cancellation [new post grant opposition system as of 20170301]