KR102359303B1 - 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법 - Google Patents

이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면은, 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함하는, 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제공한다.

Description

이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법 {SECOND HARDENING TYPE MARTENSITE ALLOY AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 코발트 저감형 초강도 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
대표적인 이차경화형 마르텐사이트 합금인 AerMet 100은 1993년 McDonell 비행기사와 Carpenter Technology에 의해 개발된 것으로, 나노크기의 M2C 탄화물 석출을 이용하여 기존에 사용되던 고강도 합금강인 300M 및 AF1410 대비 강도 및 인성을 획기적으로 향상시킨 코발트-니켈계 이차경화형 합금강이며, 미국의 전투기 부품 소재를 시작으로 국방 및 우주항공 분야에서 널리 활용되고 있는 금속 소재이다.
최근, 첨단구조재료 산업에 있어서 연비, 기동성 등의 요구성능이 점차 증가함에 따라, 구조재료의 인성 및 연성의 큰 저하 없이 강도를 보다 향상시키기 위한 노력이 지속되어 왔다. 이러한 일련의 연구개발을 통해 AerMet 100의 합금원소의 함량을 개조하여 강도 특성을 향상시킨 AerMet 310 및 AerMet 340이 개발된 바 있다. 특히, AerMet 340은 높은 강도 특성을 나타내며 34MPa√m의 파괴인성(KⅠC) 수준에서 2410 MPa의 인장강도를 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 합금 소재는 이차경화를 위한 시효처리 시 합금기지 내 침상 형태로 석출되는 준안정 M2C 탄화물이 주요 강화 인자로 작용하기 때문에 해당 탄화물 석출에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 몰리브덴 및 크로뮴을 필수적으로 함유한다. 이외에도, 비록 M2C 내 포함되지는 않으나, 기지 내 고용되어 M2C 형성에 간접적인 영향을 미칠 수 있는 코발트 및 니켈을 다량 함유하는 특징을 가지고 있다.
한편, 코발트는 각종 첨단제품에 필수적으로 사용되는 희소금속 중 하나로 고가의 전략원소이다. 또한, 최근 전 세계적인 환경규제 강화의 영향으로 세계 전기차 시장이 급성장함에 따른 이차전지의 수요 증가는 이차전지의 핵심 원재료인 코발트의 수요 또한 빠르게 증가시키고 있으며, 이러한 코발트 수요의 증가는 장기간 지속될 것으로 전망되고 있다.
일반적으로 고함량 코발트-니켈계 이차경화형 마르텐사이트 합금인 AerMet 340은 양호한 파괴인성 수준에서 높은 인장강도 확보가 가능하여 극초고강도를 요구하는 구조재료의 경량화를 통한 성능향상을 기대할 수 있으나, 코발트와 같은 고가의 전략원소를 다량 함유하기 때문에 높은 제조단가로 인해 그 사용이 제한적일 수밖에 없으며, 다양한 산업분야에서 적용범위를 확장하기 어려운 실정에 있다.
따라서, 고가의 합금원소 함량을 감소시키면서도, 기계적 성질의 저하 없이 다양한 산업분야로 확대 적용이 가능한 새로운 합금 설계 방안이 필요하다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
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KR 2008-0068753 A
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 고가의 합금원소인 코발트의 함량을 감소시키면서, 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있는 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면은, 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함하는, 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 텅스텐(W) 0.1 중량% 내지 1 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 티타늄(Ti), 란탄늄(La) 또는 이 둘;을 더 포함하고, 상기 티타늄(Ti)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%이고, 상기 란탄늄(La)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, M2C 탄화물 및 MC 탄화물을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 바나듐(V)은, MC 탄화물의 석출을 유도하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 인장강도가 2,100 Mpa 이상이고, 항복강도가 1,800 Mpa 이상인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 파단신율이 5 % 이상인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 경도가 HRC 50 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 탄소(C), 크로뮴(Cr), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 니켈(Ni), 바나듐(V) 및 철(Fe)을 포함하는 합금원료를 진공유도용해 후, 열간 가공 공정을 통해 강재를 제조하는 단계; 상기 강재를 1,000 ℃ 내지 1,200 ℃의 온도에서 30 분 내지 120 분 동안 유지한 후, 급랭하는 단계; 및 상기 급랭된 강재를 465 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60 분 내지 900 분 동안 시효 처리하는 단계;를 포함하는, 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 합금원료는, 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 란탄늄(La)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 열간 가공 공정은, 열간 단조 및 압연을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금 또는 상기 제조방법으로 제조된 이차경화형 마르텐사이트 합금을 포함하는, 금속 소재를 제공한다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 합금원소의 함량 조절과 함께 바나듐을 첨가함으로써, 종래의 고함량 코발트-니켈계 이차경화형 합금강과 비교하여 낮은 코발트 함량을 가지면서, 강도, 경도, 연성, 인성과 같은 기계적 물성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금을 포함하는 금속 소재는, 가격 경쟁력 및 우수한 기계적 성질을 요구하는 산업용 구조재료의 소재로 폭넓게 활용될 수 있다.
특히, 초고가의 합금원소인 코발트의 함량을 줄여 원가를 절감하면서, 극초고강도를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명 일 실시형태에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 사용한 합금의 시효처리에 따른 경도변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는, 본 발명 일 실시형태에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 사용한 합금의 DSC 분석 결과이다.
도 3은, 본 발명 일 실시형태에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 사용한 합금의 DSC 결과를 기초로, Kissinger method를 활용하여 평가된 M2C 탄화물 및 MC 탄화물 석출과 관련된 세 번째 및 네 번째 발열반응에 대한 유효활성화에너지를 나타낸 그래프이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은, 코발트 저감형 초강도 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면은, 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함하는, 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제공한다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 낮은 함량의 코발트를 포함하면서, 기존의 고함량 코발트-니켈계 이차경화형 합금강과 유사한 수준의 기계적 물성을 지니는 특징이 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%를 포함한다.
바람직하게는, 탄소(C) 0.2 중량% 내지 0.5 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 탄소(C) 0.2 중량% 내지 0.4 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 탄소(C) 0.34 중량% 내지 0.38 중량%를 포함할 수 있다.
상기 탄소는 주로 크로뮴, 몰리브덴, 바나듐과 같은 탄화물 형성 원소와 결합하여 시효처리 시 이차경화 합금 탄화물을 형성함으로써 합금의 경도 및 강도 특성에 기여한다.
만일, 상기 탄소의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 탄화물일 충분히 형성되지 못하여 합금의 경도 및 강도가 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 합금 기지의 용접성이 저하될 뿐만 아니라 취성을 유발하여 충격 및 파괴인성을 크게 저하시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%를 포함한다.
바람직하게는, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 4 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 크로뮴(Cr) 2 중량% 내지 4 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 크로뮴(Cr) 2 중량% 내지 3.1 중량%를 포함할 수 있다.
상기 크로뮴은 소입성을 향상시키고, 시효처리 시 단독으로 안정한 M2C 탄화물을 형성하지는 않으나, 몰리브덴 또는 텅스텐과 함께 첨가될 때 (M,Cr)2C 탄화물이 형성되어 경도 및 강도 특성에 기여한다.
만일, 상기 크로뮴의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 합금의 경도 및 강도 특성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 합금기지 내 잔류 오스테나이트 함량을 증가시킬 수 있고, CrS와 같은 개재물을 형성시킴으로써 균열의 핵생성 장소를 증가시켜 내충격 및 파괴인성 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 또한, 과시효 시 결정립계에서 형성되어 입계취성을 유발할 수 있는 Cr-rich M7C3 및 M23C6 탄화물의 형성을 촉진하여 인성 및 연성을 크게 저하시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%를 포함한다.
바람직하게는, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 4 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 몰리브덴(Mo) 1.5 중량% 내지 4 중량%, 1.5 중량% 내지 3 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 몰리브덴(Mo) 1.8 중량% 내지 2.7 중량%를 포함할 수 있다.
상기 몰리브덴은 크리프저항성 및 뜨임저항성 향상에 효과적일 뿐만 아니라 기지내 고용되어 소입성을 향상시키며 시효처리 시 석출되는 M2C 탄화물을 형성하는 주된 합금원소로 경도 및 강도 특성에 기여한다.
만일, 상기 몰리브덴의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 합금의 경도 및 강도 특성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 합금의 재가열 또는 오스테나이징 처리 후 조대한 M6C 탄화물을 형성할 수 있고, 시효처리 시 M2C 탄화물의 성장 및 조대화를 촉진시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%를 포함한다.
바람직하게는, 코발트(Co) 6 중량% 내지 10 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 코발트(Co) 6.9 중량% 내지 10 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 코발트(Co) 6.9 중량% 내지 9.7 중량%를 포함할 수 있다.
상기 코발트는 기본적으로 기지 내에 고용되어 합금기지의 강도를 향상시키며, 시효 시 M2C 탄화물의 핵생성장소인 전위의 회복을 지체시킴과 동시에 M2C 탄화물의 석출 구동력을 증가시킴으로써 강도특성에 기여한다.
만일, 상기 코발트의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 합금의 초고강도 확보가 어려울 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms)를 증가시키며, 결과적으로 변태 후 최종 하부 미세구조의 미세화를 제한하는 요인이 될 수 있고, 제조단가 상승으로 폭넓은 산업적 활용이 어려울 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 특히, 코발트가 전체 중량의 10 % 이하로 포함됨으로써, 기존의 고함량 코발트-니켈계 마르텐사이트 합금강과 비교하여, 코발트 함량을 50 % 이상 감소시키면서 유사한 수준의 강도를 구현할 수 있는 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%를 포함한다.
바람직하게는, 니켈(Ni) 7 중량% 내지 15 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 니켈(Ni) 7 중량% 내지 13 중량%, 8 중량% 내지 13 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 니켈(Ni) 8.9 중량% 내지 12.2 중량%를 포함할 수 있다.
상기 니켈은 기지 내 고용되어 소입성을 향상시키며 담금질 속도에 대한 합금의 민감도를 저하시켜 본질적인 기지인성 향상에 기여한다. 또한, 시효처리 시 M2C 탄화물 석출에 필요한 탄소의 공급을 보다 낮은 온도 및 빠른 시간에 가능하게 제공하여 이차경화 현상을 가속화시킨다.
만일, 상기 니켈의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 기지 인성이 저하될 수 있고 이차경화 속도가 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우, 오스테나이트의 안정성을 증가시켜 합금 내 잔류 오스테나이트의 함량을 증가시켜 강도 특성을 저하시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량%를 포함한다.
바람직하게는, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 2 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 바나듐(V) 0.3 중량% 내지 2 중량%, 0.3 중량% 내지 1.5 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 바나듐(V) 0.55 중량% 내지 1.3 중량%를 포함할 수 있다.
상기 바나듐은, 기지 내 고용되어 소입성을 향상시킬 뿐만 아니라, 탄소 및 질소와 결합하여 미세한 탄질화물을 형성함으로써 결정립계 고착 효과에 의한 결정립 미세화에 기여한다. 또한, 시효 시 MC 탄화물을 형성하여 이차경화 정도 향상에 기여한다.
만일, 상기 바나듐의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 결정립 미세화 및 이차경화 정도가 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 미용해 1차 탄화물의 고온 안정성을 증가시켜 기지 내 조대한 탄화물의 잔류를 초래할 수 있으며, 결과적으로 이를 최소화하기 위한 오스테나이징 온도의 증가는 입계 취성에 따른 인성을 크게 저하시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 텅스텐(W) 0.1 중량% 내지 1 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 텅스텐(W) 0.2 중량% 내지 0.8 중량%를 더 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 텅스텐(W) 0.3 중량% 내지 0.7 중량%를 더 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 텅스텐(W) 0.4 중량% 내지 0.6 중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 텅스텐은 합금원소 효과 측면에서 몰리브덴과 유사한 특성을 가지나, 상대적으로 느린 확산속도로 시효 시 M2C 탄화물의 성장 및 조대화를 효과적으로 억제할 수 있으므로 선택적으로 첨가될 수 있다.
만일, 상기 텅스텐의 함량이 상기 범위 미만일 경우, M2C 탄화물의 성장 및 조대화가 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 재가열 후 조대한 M6C 탄화물의 형성 촉진 및 미용해 1차 탄화물에 의한 인성 저하를 야기할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 티타늄(Ti), 란탄늄(La) 또는 이 둘;을 더 포함하고, 상기 티타늄(Ti)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%이고, 상기 란탄늄(La)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 티타늄(Ti) 0.001 중량% 내지 0.1 중량% 및 란탄늄(La) 0.001 중량% 내지 0.1 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 티타늄 및 란탄늄은, 소량의 사용으로 개재물을 효과적으로 제어할 수 있으며, 합금 내에 존재하여 합금에 존재하는 임의의 황과 결합함으로써 파괴인성 향상에 기여할 수 있다.
상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 바람직하게는, 상기 티타늄(Ti) 0.02 중량% 내지 0.1 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 티타늄(Ti) 0.02 중량% 내지 0.05 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 상기 티타늄(Ti) 0.02 중량% 내지 0.04 중량%를 포함할 수 있다.
상기 티타늄은 바나듐과 유사하게 미세한 탄질화물의 형성을 촉진하여 결정립을 미세화하기 위해 첨가될 수 있으나, Ti2CS 형성을 통해 MnS 또는 CrS 황화물과 같은 파괴인성에 확보에 부정적인 개재물을 효과적으로 제어하여 인성 특성에 기여한다.
만일, 상기 티타늄의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 개재물을 효과적으로 억제하지 못하여 인성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 개재물의 과도한 성장을 초래하여 충격 및 파괴인성을 저하시킬 수 있다.
또한, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 바람직하게는, 상기 란탄늄(La) 0.02 중량% 내지 0.1 중량%를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 상기 란탄늄(La) 0.02 중량% 내지 0.05 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 더 바람직하게는, 상기 란탄늄(La) 0.02 중량% 내지 0.04 중량%를 포함할 수 있다.
상기 란탄늄은 티타늄과 유사한 효과로 La2OS 또는 LaO의 형성을 통해 MnS 및 CrS의 형성을 효과적으로 제어할 수 있다.
만일, 상기 란탄늄의 함량이 상기 범위 미만일 경우, 개재물을 효과적으로 억제하지 못하여 인성이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 개재물의 과도한 성장을 초래하여 충격 및 파괴인성을 저하시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 탄소(C) 0.34 중량% 내지 0.38 중량%, 크로뮴(Cr) 2.00 중량% 내지 3.10 중량%, 몰리브덴(Mo) 1.80 중량% 내지 2.70 중량%, 코발트(Co) 6.90 중량% 내지 10.00 중량%, 니켈(Ni) 8.90 중량% 내지 12.20 중량%, 바나듐(V) 0.55 중량% 내지 1.30 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, M2C 탄화물 및 MC 탄화물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, M2C 탄화물 및 MC 탄화물이 복합 석출됨으로써, 코발트 함량 감소에 따른 기계적 물성 저하를 효과적으로 보완할 수 있다. 즉, 기존의 고함량 코발트-니켈계 마르텐사이트 합금강의 주요 강화기구인 M2C 탄화물을 M2C 탄화물 및 MC 탄화물의 복합 석출물로 대체함으로써, 저함량의 코발트를 포함함에도 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 바나듐(V)은, MC 탄화물의 석출을 유도하는 것일 수 있다.
상기 바나듐은, MC 탄화물의 석출을 유도하여 M2C 탄화물 및 MC 탄화물이 복합 석출될 수 있도록 함으로써, 코발트 감소로 인한 이차경화 정도의 감소 및 기계적 성질 열화를 효과적으로 보상하는 기능을 수행할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 코발트(Co)의 함량이 감소할수록, M2C 탄화물의 석출이 억제되는 것일 수 있다.
즉, 상기 코발트(Co)의 함량이 감소할수록, M2C 탄화물의 석출이 억제 또는 지연되어, 이후 석출하는 MC 탄화물을 위한 탄화물 형성 원소의 공급을 용이하게 하여 MC 탄화물을 보다 효과적으로 형성시킬 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 인장강도가 2,100 Mpa 이상이고, 항복강도가 1,800 Mpa 이상인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 인장강도가 2,100 MPa 내지 2,500 Mpa일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 인장강도가 2,200 Mpa 이상, 2,300 Mpa 이상, 2,400 Mpa이상일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 항복강도가 1,000 MPa 내지 2,100 Mpa, 1,800 MPa 내지 2,100 Mpa일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 항복강도가 1,900 Mpa 이상, 2,000 Mpa 이상, 2,050 Mpa이상일 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 기존의 고함량 코발트-니켈계 마르텐사이트 합금강과 유사하거나 우수한 강도를 나타내는 특징이 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 파단신율이 5 % 이상인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 파단신율이 5 % 내지 13 %인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 파단신율이 6 % 이상, 8 % 이상, 10 % 이상, 12 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 기존의 고함량 코발트-니켈계 마르텐사이트 합금강과 유사하거나 우수한 강도를 나타냄과 동시에, 보다 향상된 충격 및 파괴인성을 나타낼 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 경도가 HRC 50 이상인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 경도가 HRC 50 내지 HRC 65인 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 경도가 HRC 55 이상, HRC 58 이상, HRC 60 이상인 것일 수 있다.
상기 경도는 로크웰 경도로, HRC는 로크웰 경도기 C 스케일로 경도를 측정한 것을 의미한다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 기존의 고함량 코발트-니켈계 마르텐사이트 합금강과 유사하거나 우수한 경도를 갖는다.
본 발명의 다른 측면은, 탄소(C), 크로뮴(Cr), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 니켈(Ni), 바나듐(V) 및 철(Fe)을 포함하는 합금원료를 진공유도용해 후, 열간 가공 공정을 통해 강재를 제조하는 단계; 상기 강재를 1,000 ℃ 내지 1,200 ℃의 온도에서 30 분 내지 120 분 동안 유지한 후, 급랭하는 단계; 및 상기 급랭된 강재를 465 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60 분 내지 900 분 동안 시효 처리하는 단계;를 포함하는, 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 합금원료는, 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 란탄늄(La)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 합금원료는, 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 열간 가공 공정은, 열간 단조 및 압연을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 강재를 1,000 ℃ 내지 1,200 ℃의 온도에서 30 분 내지 120 분 동안 유지한 후, 급랭하는 단계는, 바람직하게는, 상기 강재를 1,000 ℃ 내지 1,200 ℃의 온도에서 30 분 내지 90 분 동안 유지한 후, 급랭하는 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 급랭은, 상온까지 유냉처리하는 것일 수 있다.
상기 강재를 1,000 ℃ 내지 1,200 ℃의 온도에서 30 분 내지 120 분 동안 유지한 후, 급랭하는 단계; 즉, 오스테나이징 처리 후 급랭하는 단계에 있어서, 합금의 용해 및 냉각 중 기지로 고용되지 않고 잔류하는 공정 탄화물 및 미용해 1차 탄화물을 최대한 분해하여 관련 탄화물 형성원소가 기지 내로 완전히 고용되도록 함으로써, 시효처리 시 해당 합금원소의 영향이 충분히 반영될 수 있도록 할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 시효처리는, 등온 시효처리일 수 있다.
상기 시효 처리하는 단계는, 과포화된 기지로부터 미세한 M2C 및 MC의 복합석출을 유도함으로써 이차경화현상을 극대화할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 시효처리 후, 심냉처리되는 것일 수 있고, 상기 시효처리 및 상기 심냉처리는, 반복적으로 수행될 수 있다.
상기 심냉처리는, -100 ℃ 내지 -200 ℃의 온도에서 30 분 내지 90 분 동안 심냉처리하는 것일 수 있다.
상기 심냉처리는, 잔류 오스테나이트 함량을 최소화하기 위하여 수행될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 급랭 및 상기 시효처리는 2회 이상 반복하여 수행되는 것일 수 있고, 상기 급랭 및 상기 시효처리를 하나의 공정 단위로 하여 2회 이상 반복 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 상기 이차경화형 마르텐사이트 합금 또는 상기 제조방법으로 제조된 이차경화형 마르텐사이트 합금을 포함하는, 금속 소재를 제공한다.
본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 코발트 저감형 마르텐사이트 합금으로써, 경도, 강도, 연성, 인성 등의 기계적 성질이 우수하고, 제조방법에 제약이 없으며, 초고가의 코발트 함량을 감소시킬 수 있어 우수한 가격 경쟁력을 지닐 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금을 포함하는 금속 소재는, 항공 산업에서의 구조요소, 국방 산업에서의 장갑 등과 같은 다양한 기계 공구 요소, 자동차 산업에서의 구조 부재, 구동 샤프트, 스프링 및 크랭크 샤프트 등과 같은 내장 부품, 테니스라켓과 같은 스포츠 용품에 널리 활용될 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예> 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조
고순도 합금원료를 진공유도용해 후, 열간 단조 및 압연을 통해 강재를 제조하였다. 실시예와의 비교를 위해, AerMet 340을 동일한 공정으로 제조하였다.
제조된 강재를 오스테나이징 처리 및 시효처리하여 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제조하였다.
제조된 강재의 함금 원료 및 함량을 표 1에 나타내었다.
각각의 합금의 나머지 부분은 개재물 제어를 위해 첨가된 소량의 Ti 및 La와 철, 보통의 불순물이다.
C
(중량%)		 Cr
(중량%)		 Mo
(중량%)		 Co
(중량%)		 Ni
(중량%)		 W
(중량%)		 V
(중량%)
실시예 1 0.33 2.02 1.82 9.7 11.76 0.483 1.07
실시예 2 0.367 2.23 1.89 6.98 11.89 0.519 1.27
실시예 3 0.364 2.19 2.48 7.07 9.13 0.505 1.06
실시예 4 0.366 3.02 1.9 7.28 9.92 - 0.564
실시예 5 0.36 2.99 2.66 7.43 8.98 - 0.566
실시예 6 0.345 2.28 2.63 7.66 11.92 - 0.566
비교예
(AerMet 340)		 0.342 2.32 1.97 15.34 11.5 - -
<실험예 1> 이차경화형 마르텐사이트 합금의 기계적 물성 평가
실시예 1 내지 6 및 비교예의 강재로 시험편을 제조한 다음, 특정 조건으로 오스테나이징 처리 및 시효 처리하여 기계적 특성을 평가하였다.
여기서, 오스테나이징 처리 후, 잔류 오스테나이트 함량을 최소화하기 위하여 -196 ℃에서 1시간동안 심냉 처리하였으며, 이후 시효 열처리는 다단계 시효(등온시효 -> -196℃, 1h 심냉처리 -> 등온시효 -> -196 ℃, 1h 심냉처리 -> 등온시효 -> -196℃, 1h 심냉처리)를 실시하였다.
열처리가 완료된 시험편에 대하여 ASTM E8에 따라 인장시험을 수행하였으며, 경도에 대한 평가는 로크웰 “C” 스케일로 총 7회 측정 후 최대 및 최소값을 제외한 측정값의 평균을 사용하였다. 또한, 충격 및 파괴인성 시험은 각각 ASTM E23 및 ASTM E399에 따라 수행하였다.
각각의 처리 조건 및 기계적 물성을 표 2에 나타내었다.
오스테나이징
처리
(℃× h)		 시효처리
(℃× h)		 인장강도
(MPa)		 항복강도
(MPa)		 파단신율
(%)		 경도
(HRc)		 CVN
(J)		 KⅠC
(MPa√
실시예 1 1200℃×1h 475℃×5h 2393 2025 7.3 58.9 - -
실시예 2 1200℃×1h 475℃×5h 2276 1844 7.8 58.8 - -
1200℃×1h 468℃×10h 2315 1924 6.8 57.8 - -
실시예 3 1200℃×1h 475℃×10h 2392 1919 8.0 59.0 - -
1200℃×1h 468℃×20h 2418 1965 6.8 58.8 - 30.4
실시예 4 1130℃×1h 468℃×15h 2353 2089 - 58.7 - -
실시예 5 - 468℃×15h 2486 1960 5.1 60.2 - -
1050℃×1h 468℃×10h 2386 1964 8.7 59.2 - -
1070℃×1h 465℃×8h 2443 1961 11.8 60.3 10.5 33.8
1070℃×1h 455℃×10h 2495 2027 10.2 - - -
1100℃×1h 468℃×10h 2441 1949 8.7 60.1 - -
1130℃×1h 468℃×15h 2457 1867 6.2 59.7 - -
실시예 6 1070℃×1h 465℃×8h 2412 2001 11.8 59.3 13.2 34.5
1070℃×1h 455℃×10h 2413 1985 11.1 - - -
1100℃×0.5h 465℃×10h 2422 2021 10.9 - 16.2 -
1130℃×1h 468℃×8h 2421 1966 5.7 59.1 - -
비교예
AerMet340		 - 468℃×5h 2450 2183 6.6 - - -
968℃×1h 465℃×5h 2434 2031 13.3 58.9 7.2 -
1038℃×1h 468℃×5h 2429 2146 8.4 59.8 - -
1200℃×1h 475℃×5h 2368 2111 9.3 59.0 - -
1200℃×1h 468℃×10h 2406 2191 - 58.9 - 31.4
1130℃×1h 468℃×15h 2453 2174 - 58.9 - -
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 6은 비교예(AerMet 340)와 유사한 수준의 인장 강도를 나타내면서, 보다 향상된 충격 및 파괴 인성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은 기존의 이차경화형 마르텐사이트 합금과 비교하여 낮은 함량의 코발트를 함유함에도 기존의 이차경화형 마르텐사이트 합금과 유사하거나 보다 우수한 기계적 물성을 나타냄을 알 수 있다.
<실험예 2> 이차경화형 마르텐사이트 합금의 경도 평가
실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 1,200 ℃에서1 시간 동안 오스테나이징 처리 후 급랭(상온까지 유냉)한 뒤, 468 ℃에서 등온시효처리 하면서 시효처리 시간에 따른 경도변화를 관찰하였다.
도 1은, 본 발명 일 실시형태에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 사용한 합금의 시효처리에 따른 경도변화를 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 마르텐사이트 합금은 전형적인 이차경화 거동을 나타내는 것을 확인할 수 있고, 약 10 %의 코발트(Co)를 함유하는 실시예1의 합금과 약 7 %의 코발트(Co)를 함유하는 실시예 2의 합금 모두 5h 시효조건에서 AerMet 340과 유사한 수준의 경도값을 나타내는 것을 확인할 수 있다
이를 통해, 본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 바나듐(V)을 첨가를 통해 코발트(Co) 함량 감소에 따른 기계적 성질 열화 또는 이차경화 정도의 감소를 효과적으로 보완하였음을 알 수 있다.
여기서, 합금 내 탄소 함량 증가가 일정한 영향을 미칠 수 있으나, 도 1에 나타낸 미시효 조건에 대한 경도 수준을 비교할 때 초기 과포화 기지 내 탄소 고용 효과로 설명하기에는 일정한 한계가 있으며, 결과적으로 코발트(Co) 함량이 낮은 합금에서의 우수한 경도 수준은 바나듐(V) 첨가로 인해 유도되는 MC탄화물에 의한 복합 석출강화에 기인함을 알 수 있다.
<실험예 3> 이차경화형 마르텐사이트 합금의 탄화물 석출 거동 분석
실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 1200 ℃에서 1 시간 동안 오스테나이징 처리 후 급랭(상온까지 유냉)한 뒤, 시효 온도에 따른 열 흐름(heat flow)을 시차주사열량분석법(DSC)을 통해 측정하였다.
도 2는, 본 발명 일 실시형태에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 사용한 합금의 DSC 분석 결과이다.
도 2를 참조하면, 먼저 150 ~ 200 ℃의 상대적으로 저온에서 관찰되는 첫 번째 발열반응은 저온 천이탄화물 형성과 관련된 것으로, 이후 온도가 250 ~ 350 ℃ 및 350 ~ 550 ℃로 증가함에 따라 천이탄화물은 분해되며, 시멘타이트 및 M2C가 형성됨에 따라 각각 두 번째 및 세 번째 발열반응이 관찰됨을 확인할 수 있다.
또한, V을 함유하는 실시예 1 및 2 합금의 경우, 500 ~ 600 ℃의 보다 고온에서 추가적인 네 번째 발열반응을 확인할 수 있으며, 관련 반응에 대한 유효활성화에너지(effective activation energy)는 bcc-Fe 금속에서의 V 확산과 관련된 에너지(270 kJ/mol)와 유사한 것으로, 이는 시효 시 V 확산에 의한 MC 탄화물 형성을 설명하는 것이다.
도 3은, 본 발명 일 실시형태에 따른 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 강재를 사용한 합금의 DSC 결과를 기초로, Kissinger method를 활용하여 평가된 M2C 탄화물 및 MC 탄화물 석출과 관련된 세 번째 및 네 번째 발열반응에 대한 유효활성화에너지를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 먼저 M2C석출과 관련된 유효활성화에너지는 Co함량이 감소함에 따라 비교예(AerMet 340,15Co), 실시예 1 합금(10 Co), 실시예 2 합금(7 Co) 순서로 증가되었음을 확인할 수 있다. 이는 Co함량의 감소가 M2C 탄화물의 석출을 지연 또는 억제시킴을 나타내는 것이다.
또한, MC석출과 관련된 유효 활성화에너지는 실시예 2 합금이 실시예 1 합금보다 낮은 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 Co함량의 감소에 따른 M2C 탄화물의 석출 지연 또는 억제로 인해 이후 석출하는 MC 탄화물을 위한 탄화물 형성 원소의 공급을 용이하게 하여 MC 탄화물을 보다 효과적으로 석출시킬 수 있음을 나타내는 것이다.
이를 통해, 본 발명에 따른 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 기존 AerMet 340의 주요 강화기구인 M2C를 M2C 및 MC로 대체함으로써, Co함량 감소에 따른 이차경화 정도의 감소 및 기계적 성질의 열화를 효과적으로 보상할 수 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량% 및 잔부 철(Fe)을 포함하는,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  2. 제1항에 있어서,
    텅스텐(W) 0.1 중량% 내지 1 중량%를 더 포함하는 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  3. 제1항에 있어서,
    티타늄(Ti), 란탄늄(La) 또는 이 둘;을 더 포함하고,
    상기 티타늄(Ti)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%이고, 상기 란탄늄(La)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%인 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  4. 제1항에 있어서,
    M2C 탄화물 및 MC 탄화물을 포함하는 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바나듐(V)은, MC 탄화물의 석출을 유도하는 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  6. 제1항에 있어서,
    인장강도가 2,100 Mpa 이상이고, 항복강도가 1,800 Mpa 이상인 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  7. 제1항에 있어서,
    파단신율이 5 % 이상인 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  8. 제1항에 있어서,
    경도가 HRC 50 이상인 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금.
  9. 탄소(C) 0.1 중량% 내지 0.5 중량%, 크로뮴(Cr) 1 중량% 내지 5 중량%, 몰리브덴(Mo) 1 중량% 내지 5 중량%, 코발트(Co) 5 중량% 내지 10 중량%, 니켈(Ni) 5 중량% 내지 15 중량%, 바나듐(V) 0.1 중량% 내지 3 중량%를 포함하고, 잔부가 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 구성되는 합금원료를 진공유도용해 후, 열간 가공 공정을 통해 강재를 제조하는 단계;
    상기 강재를 1,000 ℃내지 1,200 ℃의 온도에서 30 분 내지 120 분 동안 유지한 후, 급랭하는 단계; 및
    상기 급랭된 강재를 465 ℃내지 500 ℃의 온도에서 60 분 내지 900 분 동안 시효 처리하는 단계;를 포함하는,
    이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 합금원료는,
    텅스텐(W), 티타늄(Ti) 및 란탄늄(La)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하고,
    상기 텅스텐의 함량은, 0.1 중량% 내지 1 중량%이고, 상기 티타늄(Ti)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%이고, 상기 란탄늄(La)의 함량은 0.001 중량% 내지 0.1 중량%인 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열간 가공 공정은, 열간 단조 및 압연을 포함하는 것인,
    이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 이차경화형 마르텐사이트 합금 또는 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 이차경화형 마르텐사이트 합금을 포함하는,
    금속 소재.
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