KR102600974B1 - 저온인성이 우수한 저탄소 중망간강 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저온 인성이 우수한 중망간강 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 중망간강은 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe), 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직이 오스테나이트 및 페라이트로 이루어진 미세한 침상형 구조의 2상 조직이고, 면적 분율로 오스테나이트 분율이 8% 이상이고, -50℃에서 충격 흡수 에너지가 30 J 이상인 것일 수 있다. 본 발명에 따른 중망간강은 저온에서 충분한 인성과 강도를 가져서 암모니아, 에탄, 프로판과 같은 액화 가스의 저장 및 수송용 소재로 사용될 수 있으며, 기존의 저온 소재에 사용되는 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)을 망간(Mn) 및 탄소(C)로 대체하여 제조 원가를 낮출 수 있다.
Description
본 발명은 저온 인성이 우수한 중망간강 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 두 가지의 미세조직을 가지며, 저온 충격 인성이 우수한 중망간강 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액화천연가스, 암모니아, 프로판, 및 에탄 등과 같은 액화 가스는 저온 저장 및 수송이 필요하며, 이들 액화 가스를 저장 및 수송하기 위해서는 저온에서 충분한 인성과 강도를 가지는 소재로 이루어지는 구조물이 필요하다.
이들 액화 가스의 저장 및 수송용 소재로 2상 조직 스테인리스강, 3% 니켈강, 알루미늄 합금 등이 대표적으로 사용되고 있다. 그러나 기존 사용되는 소재는 고가의 크롬(Cr), 니켈(Ni)을 다량 함유하고 있어서 제조 원가가 높고, 온도가 감소함에 따라 충격 흡수 에너지가 감소하는 연성-취성 천이 거동을 나타내어 -50℃ 부근의 저온에서 급격한 인성 저하가 문제시되고 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 액화 가스의 저장 및 수송용 소재를 대체하기 위해 고가의 크롬 및 니켈을 망간, 탄소 등의 합금 원소로 대신한 저온용 중망간강 제조기술 개발이 진행되고 있다. 특히, 저온에서 사용되기 위해서는 저온에서의 우수한 강도 및 인성을 위한 미세조직을 구현해야 하며, 이를 위해 탄소(C) 및 망간(Mn)등의 합금 원소와 열처리를 통해 결정립 크기, 전위 밀도 등의 미세조직적 인자를 적절하게 조절해야 한다.
본 발명의 목적은 탄소, 망간 함량 등을 조절한 중망간강에 2상역 열처리 및 템퍼링 열처리하여 상온 및 저온에서의 오스테나이트의 안정도를 증가시키고 저온 인성이 우수한 저탄소 중망간강 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe), 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직이 오스테나이트 및 페라이트로 이루어진 미세한 침상형 구조의 2상 조직이고, 면적 분율로 오스테나이트 분율이 8% 이상이고, -50℃에서 충격 흡수 에너지가 30 J 이상인, 저온 인성이 우수한 중망간강이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 중망간강은 액화 가스의 저장 및 수송용으로 사용되고, 항복 강도가 500 내지 650 MPa 사이이고, 인장 강도가 900 내지 1000 MPa 사이일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 중망간강은 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)을 함유하지 않으며, 하기 관계식 1을 만족하는 것일 수 있다:
[관계식 1]
7 < 10C+Mn < 8
상기 관계식 1에서 C 및 Mn은 각각, 탄소 및 망간의 함량 (중량%)이다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe), 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계; 상기 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 열간 압연하는 단계; 상기 열간 압연 후 냉각하여 판재를 제조하는 단계; 상기 판재를 850 내지 950℃에서 오스테나이트화하는 단계; 상기 오스테나이트화 이후 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 판재를 600 내지 700℃의 온도에서 2상역 열처리하는 단계를 포함하는, 저온 인성이 우수한 중망간강의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 본 발명의 제조 방법은 상기 2상역 열처리 후 냉각하는 단계; 및 상기 2상역 열처리후 냉각된 판재를 450 내지 550℃의 온도에서 템퍼링(tempering)하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 저온에서 충분한 인성과 강도를 가져서 암모니아, 에탄, 프로판과 같은 액화 가스의 저장 및 수송용 소재로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 저온 소재에 사용되는 합금 원소인 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)을 망간(Mn) 및 탄소(C)로 대체하여 제조 원가를 낮출 수 있다. 또한, 중망간강은 합금 원소에 따라 미세조직 및 기계적 특성이 변화하는데 본 발명에서는 합금 원소별 가중치를 추가하여 관계식을 수립함으로써 이러한 미세조직 및 기계적 특성의 변화를 적절히 제어할 수 있고, 크롬과 니켈을 함유하지 않음에 따른 조직 안정도를 열처리에 의해 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 제조 방법에서의 주요 열처리 단계에서의 시간에 따른 온도를 나타낸 것으로서, 도 1의 1, 2, 3으로 표시된 단계는 각각 오스테나이트화 열처리 단계, 2상역 열처리 단계, 및 템퍼링 열처리 단계를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 실시예 1과 실시예 2의 중망간강의 상온 미세조직을 나타내는 전자후방산란회절 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예와 비교예에서 제조한 강의 온도에 따른 충격 흡수 에너지를 나타낸다.
도 4은 실시예에 따른 -50℃에서의 충격시험으로 파괴된 시편의 파면을 관찰한 주사전자 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 실시예 1과 실시예 2의 중망간강의 상온 미세조직을 나타내는 전자후방산란회절 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예와 비교예에서 제조한 강의 온도에 따른 충격 흡수 에너지를 나타낸다.
도 4은 실시예에 따른 -50℃에서의 충격시험으로 파괴된 시편의 파면을 관찰한 주사전자 현미경 사진이다.
이하에서는 본 발명을 상세히 설명한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 중망간강은 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 및 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하를 함유한다. 상기 성분들 이외의 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다. 또한, 니켈(Ni)과 크롬(Cr)은 함유하지 않을 수 있다. 이에, 본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지고, 니켈과 크롬을 함유하지 않는 중망간강이 제공될 수 있다.
본 발명의 전술한 조성을 갖는 중망간강은 기존의 저온 소재에서 제조 원가의 상승에 큰 역할을 했던 니켈이나 크롬의 함량을 함유하지 않음으로써 제조 원가를 낮출 수 있으며 오직 3개의 원소만 제어해도 된다는 이점이 있다. 또한, 열처리를 통해 오스테나이트 안정도를 개선시키고 미세조직을 제어하고 저온 인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 구현예에 따른 중망간강에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대해 상세히 설명한다.
망간(Mn)
상기 망간(Mn)은 고가의 크롬(Cr) 및 니켈(Ni)을 대체하면서, 강도를 증가시키고, 오스테나이트 상을 안정화하는데 필수적인 원소이다. 상기 망간은 4 내지 7 중량%로 포함될 수 있다. 상기 망간의 함량이 4 중량% 미만이면 오스테나이트 안정도가 감소하여 제조 단계의 공정 중 오스테나이트 부피 분율이 적게 형성될 우려가 있으며, 이로 인해 중망간강의 상온 및 저온 인성이 낮아질 수 있다. 상기 망간의 함량이 7 중량% 초과하면, 제조원가가 상승하고, 제조 단계의 공정 중 결정립계에 망간이 편석되어 상온 취성이 일어날 수 있어, 기계적 특성에 악영향을 끼칠 수 있다.
탄소(C)
탄소(C)는 오스테나이트의 안정성을 높이는 원소이고, 냉각 공정 및 가공에 의한 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변태 온도를 낮추는 역할을 한다. 상기 탄소는 0 중량% 초과 내지 0.1 중량% 이하로 포함될 수 있다. 상기 탄소의 함량이 0.1 중량% 초과이면, M23C6, M6C 등 탄화물의 석출로 인하여 중망간강의 인성이 급격히 열화될 수 있다.
규소(Si)
규소(Si)는 탈산제로의 역할을 하며, 시멘타이트 조직의 형성을 억제하는 역할을 한다. 상기 규소는 0 중량% 초과 내지 1.0 중량%로 포함될 수 있다. 상기 규소의 함량이 1.0 중량% 초과하면, 중망간강의 인성이 저하되고 표면에 산화 규소층이 형성되어 표면 품질 및 용접 성능에 악영향을 끼칠 수 있다.
기타 원소
전술한 성분 이외에, 중망간강은 니켈(Ni)과 크롬(Cr)은 함유하지 않을 수 있다. 그 외에도 기타 불가피한 불순물이 제강 과정에서 원료 또는 주위 환경으로부터 의도치 않게 강 내에 첨가될 수 있다. 즉, 이상적으로는 불가피한 불순물이 포함되지 않는 것이 바람직하나, 공정 기술상 완전히 제거하기가 어려울 수 있으므로 이를 배제할 수 없다. 이들 불순물은 통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
한편, 상기 중망간강은 원소 첨가에 따라 미세조직 및 기계적 특성이 변화하므로 이를 적절히 제어하기 위해 합금 원소별 가중치를 추가하여 다음의 관계식을 수립하였다.
[관계식 1]
7 < 10C + Mn < 8
상기 관계식 1에서 C 및 Mn은 각각, 탄소 및 망간의 함량 (중량%)이다.
본 발명에 따른 중망간강은 상기 관계식을 만족함으로써 미세조직과 저온 충격 흡수 에너지와 같은 기계적 특성이 개선될 수 있다.
상기한 합금 성분의 조성을 가지는 본 발명의 중망간강은 충격 흡수 에너지가 -50℃에서 30 J 이상이다. 따라서 본 발명의 중망간강은 저온에서의 인성이 우수하여 저온의 액화 가스를 저장 및 수송하기 위한 소재로 사용하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 중망간강은 상기 저온에서의 충격 흡수 에너지 이외에도, 항복 강도가 500 내지 650 MPa 사이이고, 인장 강도가 900 내지 1000 MPa 사이의 우수한 기계적 특성을 가질 수 있다.
또한, 상기한 합금 성분의 조성을 가지는 본 발명의 중망간강은 미세조직이 미세한 침상형 구조를 가지는 오스테나이트와 페라이트의 2상 조직이고, 면적 분율로 오스테나이트 분율이 8% 이상인 것이다. 예를 들어, 오스테나이트 분율이 8% 내지 45% 이고 페라이트 분율이 55% 내지 92%일 수 있다. 이와 같이 미세한 침상형 구조의 오스테나이트 분율을 8% 이상으로 확보함으로써 저온에서 우수한 인성을 가질 수 있다.
이하에서는 전술한 합금 원소 조성을 가지는 본 발명의 일 양태에 따른 중망간강의 제조 방법을 설명한다.
중망간강의 제조 방법
본 발명의 일 양태에 따른 저온 인성이 우수한 중망간강의 제조 방법은 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계; 상기 슬라브를 재가열하는 단계; 상기 재가열된 슬라브를 열간 압연하는 단계; 상기 열간 압연 후 냉각하여 판재를 제조하는 단계; 상기 판재를 850 내지 950℃에서 오스테나이트화하는 단계 (이하 "제1 열처리 단계"로도 칭함); 상기 오스테나이트화 이후 냉각하는 단계; 및 상기 냉각된 판재를 600 내지 700℃의 온도에서 2상역 열처리하는 단계 (이하 "제2 열처리 단계"로도 칭함)를 포함한다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 본 발명의 제조 방법은 상기 2상역 열처리 후 냉각하는 단계; 상기 2상역 열처리후 냉각된 판재를 450 내지 550℃의 온도에서 템퍼링(tempering)하는 단계 (이하 "제3 열처리 단계"로도 칭함)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 템퍼링 단계, 즉 제3 열처리 단계 이후에 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 제조 방법은 2단계 내지 3단계의 열처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 내지 제3 열처리 단계는 도 1에서 보는 바와 같은 각 열처리 단계에서의 온도가 제1, 제2, 제3 단계로 갈수록 낮아지는 온도 구배를 갖는다. 상기 제1 열처리 단계 (도 1의 1)는 오스테나이트화 단계로서 이후의 열처리에서 많은 핵 생성 사이트를 제공하는 역할을 하며, 상기 제2 열처리 단계 (도 1의 2)는 미세조직을 형성하는 단계로서, 페라이트-오스테나이트의 침상형 2상 조직을 만들어 기계적 특성을 증가시키는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 열처리 단계 (도 1의 3)는 템퍼링 단계로서 미세조직을 연화하는 역할을 하며 저온 충격 특성이 증가할 수 있다. 상기 제3 열처리 단계는 상기 제2 열처리 단계에서 형성된 미세조직이 변태하지 않는 온도 아래로 처리해야 한다.
본 발명의 상기 제조 방법, 특히 제1 열처리 단계와 제2 열처리 단계를 비롯한 일련의 열처리를 통해 니켈이나 크롬과 같은 원소를 첨가하지 않더라도 오스테나이트 안정도가 증가될 수 있고 미세조직을 제어하여 저온 인성을 향상시킨 중망간강이 제공될 수 있다. 상기한 과정으로 제조된 본 발명의 중망간강의 최종 미세조직은 면적 분율로 오스테나이트 분율이 8% 이상인 오스테나이트와 페라이트의 2상 조직이다. 또한, 미세조직이 미세한 침상형 구조를 가진다.
본 발명의 상기 제조 방법에서의 각 단계에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 슬라브를 재가열하는 단계는 상기 슬라브를 준비하는 단계에서 생성되는 주조 조직, 편석 및 2차 상들의 고용 및 균질화를 위한 것이다. 상기 재가열은 1150 내지 1250℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 재가열 온도가 1150℃ 미만이면 열간 압연시 변형 저항이 급격히 증가하는 문제가 발생할 수 있으며, 1250℃를 초과하는 경우 주조 조직 내 편석대에서의 부분 용융 및 표면 품질의 열화가 발생할 수 있는 문제가 있다.
상기 열간 압연하는 단계는 상기 재가열된 강재를 열간 압연한다. 상기 열간 압연은 900 내지 1000℃의 마무리 압연 온도에서 실시한다. 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.
상기 열간 압연 후 냉각하여 판재를 제조한다. 상기 냉각속도는 10℃/sec 이상으로 하며, 두께 12mm 이상의 판재를 제조할 수 있다. 상기 냉각속도가 10℃/sec 미만일 경우 냉각시 다량의 조대한 탄화물이 생성될 수 있는 문제가 있다.
상기 열간 압연 후 냉각되어 제조된 판재를 850 내지 950℃, 예를 들어 900℃에서 오스테나이트화 후 25℃/sec 이상의 속도로 냉각한다. 상기 오스테나이트화 열처리 후 냉각하는 과정을 통해 이후의 후속하는 열처리에서 많은 핵 생성 사이트가 제공될 수 있다. 상기 850℃ 미만에서는 오스테나이트가 형성되기 곤란하며, 950℃ 초과시에는 상온이나 저온에서 오스테나이트의 안정성이 떨어진다.
상기 오스테나이트화 이후에 판재를 냉각한다. 상기 냉각을 위한 냉각속도는 25℃/sec 이상으로 할 수 있다.
상기 냉각된 판재를 600 내지 700℃, 예를 들어 650℃의 온도에서 2상역 열처리한다. 이와 같이 오스테나이트 및 페라이트의 2상역 조건에서 열처리를 함으로써 적절한 분율의 페라이트와 오스테나이트를 확보하여 최종 미세조직 내에서 이상적인 페라이트와 오스테나이트의 분율을 가질 수 있고, 중망간강의 기계적 특성이 개선될 수 있다.
상기 2상역 열처리 이후 판재를 다시 냉각하는데, 상기 냉각을 위한 냉각 속도는 25℃/sec 이상으로 할 수 있다.
상기 2상역 열처리 이후 냉각한 판재는 템퍼링될 수 있다. 상기 템퍼링은 미세조직이 변태하지 않는 온도 아래로 처리해야 하며, 450 내지 550℃의 온도, 예를 들어 500℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 템퍼링에 의해 미세조직이 연화될 수 있고, 저온 충격 특성이 증가할 수 있다.
상기 템퍼링 이후에 판재를 다시 냉각할 수 있다. 상기 냉각은 25℃/sec 이상의 속도로 수행될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠다. 실시예는 발명의 설명을 위해 제시되는 것이므로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
하기 표 1의 조성을 갖는 강을 제조하였다. 실시예 1, 실시예 2, 비교예 3은 열처리 방법이 다른 저탄소 중망간강이며, 비교예 1과 2는 니켈강이다. 실시예 1과 2의 중망간강은 오스테나이트화를 900℃에서 실시하였으며, 2상역 열처리를 650℃에서 실시하였다. 또한, 실시예 2의 템퍼링은 500℃에서 실시하였다.
| 구분 | 화학 조성 (중량%) | 열처리 방법 |
|||||
| Fe | C | Mn | Si | Ni | Cr | ||
| 실시예 1 |
Bal. | 0.08 | 6.4 | 0.08 | 2단계 2상역 어닐링 |
||
| 실시예 2 |
Bal. | 0.08 | 6.4 | 0.08 | 3단계 템퍼링 | ||
| 비교예 1 |
Bal. | 0.24 | 2.08 | 0.42 | 1.50 | 2단계 380℃ 어닐링 |
|
| 비교예 2 |
Bal. | 0.25 | 2.04 | 0.42 | 1.50 | 1.63 | 2단계 380℃ 어닐링 |
| 비교예 3 |
Bal. | 0.08 | 6.4 | 0.08 | 1단계 오스테나이트화 |
||
[평가예 1] 미세조직의 관찰
본 발명에 따라 제조된 실시예 1과 실시예 2의 중망간강의 상온 미세조직을 나타내는 전자후방산란회절 사진을 도 2에 도시하였다. 도 2로부터 본 발명에 따른 알루미늄 첨가 중망간강은 미세한 침상형 구조를 가지는 2상 조직으로 이루어져 있음을 확인할 수 있다. 또한, 도 2의 우측 응력 분포를 확인할 수 있는 커널 평균 방위차 지도를 통해 실시예 2에서의 템퍼링 처리를 통해 미세조직이 연화 되었음을 확인할 수 있다.
[평가예 2] 특성 평가
제조예에서 제조한 실시예와 비교예의 강에 대해 기계적 특성, 미세조직에서 잔류 오스테나이트 분율을 구하였고, 추가로, 본 발명에 따른 관계식 1에 각 성분의 함량을 대입한 결과를 구하여 아래의 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 관계식 1 | 잔류 오스테나이트 분율 |
기계적 특성 | ||
| 7 < 10C+Mn < 8 | 항복강도 (MPa) |
인장강도 (MPa) |
충격 흡수에너지 (J) |
||
| 실시예 1 |
7.2 | 8.9% | 500-650 | 900-1000 | -50℃, 35.0 |
| 실시예 2 |
7.2 | 10.0% | 500-650 | 900-1000 | -50℃, 46.1 |
| 비교예 1 |
4.48 | 0% | -40℃, 17.2 | ||
| 비교예 2 |
4.54 | 0% | -40℃, 26.1 | ||
| 비교예 3 |
7.2 | 0% | 888 | 1272 | -50℃, 10.5 |
상기 표 2로부터 본 발명에 따른 실시예 1, 2가 관계식 1을 만족할 뿐만 아니라, 잔류 오스테나이트 분율이 높고 기계적 특성, 특히 저온에서의 충격 흡수 에너지가 우수한 것을 알 수 있다.
충격 흡수 에너지에 대해서는 도 3에 그 결과를 추가로 더 나타내었다. 도 3으로부터 중망간강은 기존 사용 소재인 니켈강과 유사한 충격 흡수 에너지를 나타내며, 중망간강 사이에서는 본 발명에 따른 실시예 1, 2의 중망간강이 비교예 3의 중망간강에 비해 저온에서의 충격 흡수 에너지가 현저히 우수하였다. 또한, 3단계 템퍼링 열처리를 수행한 실시예 2의 중망간강이 2단계 열처리까지만 수행한 실시예 1의 중망간강에 비하여 저온 충격 흡수 에너지가 현저히 더 우수하였다. 이는 3단계 템퍼링 열처리를 통해 저온 충격 흡수 에너지가 추가로 더 개선될 수 있음을 의미한다.
추가로, 도 4에 실시예에 따른 -50℃에서의 충격시험으로 파괴된 시편의 파면을 관찰한 주사전자 현미경 사진을 나타내었다. 실시예 1과 2에서 일부 벽개 파면이 관찰되는 경우도 있으나, 미세한 침상형의 미세조직 형성으로 인해 딤플이 관찰되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 템퍼링 열처리를 수행한 실시예 2에서 조직이 보다 연화 되어 있는 것을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (5)
- 망간(Mn) 4.0 내지 7.0 중량%, 탄소(C) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 규소(Si) 0 초과 내지 0.1 중량% 이하, 잔부의 철(Fe), 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 준비하는 단계;
상기 슬라브를 재가열하는 단계;
상기 재가열된 슬라브를 열간 압연하는 단계;
상기 열간 압연 후 냉각하여 두께 12mm 이상의 판재를 제조하는 단계;
상기 판재를 850 내지 950℃에서 오스테나이트화하는 단계;
상기 오스테나이트화 이후 냉각하는 단계;
상기 냉각된 판재를 600 내지 700℃의 온도에서 2상역 열처리하는 단계;
상기 2상역 열처리 후 냉각하는 단계; 및
상기 2상역 열처리후 냉각된 판재를 450 내지 550℃의 온도에서 템퍼링(tempering)하는 단계를 포함하고,
하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는, 저온 인성이 우수한 중망간강의 제조 방법:
[관계식 1]
7 < 10C+Mn < 8
상기 관계식 1에서 C 및 Mn은 각각, 탄소 및 망간의 함량 (중량%)이다. - 삭제
- 청구항 제1항에 의해 제조된 중망간강으로서,
미세조직이 오스테나이트 및 페라이트로 이루어진 침상형 구조의 2상 조직이고, 면적 분율로 오스테나이트 분율이 8% 이상이고,
-50℃에서 충격 흡수 에너지가 30 J 이상인,
저온 인성이 우수한 중망간강. - 제3항에 있어서,
액화 가스의 저장 및 수송용으로 사용되고, 항복 강도가 500 내지 650 MPa 사이이고, 인장 강도가 900 내지 1000 MPa 사이인 것을 특징으로 하는, 저온 인성이 우수한 중망간강. - 삭제
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