본 발명의 요지는 이하와 같다.
(1) 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판에 있어서, wt %로,
Si: 0.4 % 이하,
Ni: 2.0 % 내지 6.0 %,
Mn: 0.5 % 이하,
P: 0.01 % 내지 0.2 %, 및
나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강을 포함하며,
자속 밀도(B25)는 1.70 T 이상이고, 자속 밀도(B50)는 1.80 T 이상인 것을 특징으로 하는 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판.
(2) 자속 밀도가 초 고자속이고, 자기 이방성이 적은 무방향성 전자 강판에 있어서, wt %로,
Si: 0.4 % 이하,
Ni: 2.0 % 내지 6.0 %,
Mn: 0.5 % 이하,
P: 0.01 % 내지 0.2 %, 및
나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강을 포함하며,
자속 밀도(B25)는 1.70 T 이상이고, 자속 밀도(B50)는 1.80 T 이상이며,
단지 길이 방향으로의 표본에 대해서 측정된 자속 밀도(B50L)와 단지 교차 방향으로의 표본에 대해서 측정된 자속 밀도(B50C) 사이의 차이는 350 가우스(Gauss) 이하인 것을 특징으로 하는 자속 밀도가 초 고자속이고, 자기 이방성이 적은 무방향성 전자 강판.
(3) 자속 밀도가 초 고자속이고, 저철손인 무방향성 전자 강판에 있어서, wt %로,
Si: 0.4 % 이하,
Ni: 2.0 % 내지 6.0 %,
Mn: 0.5 % 이하,
P: 0.01 내지 0.2 %, 및
추가적으로,
C: 0.003 % 이하,
S: 0.003 % 이하,
N: 0.003 % 이하,
Ti + S + N: 0.005 % 이하, 및
나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강을 포함하며,
자속 밀도(B25)는 1.70 T 이상이고, 자속 밀도(B50)는 1.80 T 이상이며,
산세와 냉간 압연 및 어닐링 이후의 철손(W15/50)은 8 W/kg 이하인 것을 특징으로 하는 자속 밀도가 초 고자속이고, 저철손인 무방향성 전자 강판.
(4) 상기 항목 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 자속 밀도(B50)는 1.82 T 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
(5) 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판에 있어서, wt %로,
Si: 0.4 % 이하,
Al: 0.5 % 이하,
Ni: 2.0 % 내지 6.0 %,
Mn: 0.5 % 이하,
P: 0.01 % 내지 0.2 %, 및
나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강을 포함하며,
이하의 수학식(1)에 의해서 한정되는 자속 밀도(B25R)는 1.65 T 이상이고, 이하의 수학식(2)에 의해서 한정되는 자속 밀도(B50R)는 1.75 T 이상인 것을 특징으로 하는 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판.
... (1)
여기에서,
B25-L: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 압연 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-22.5: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 22.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-45: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 45 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-67.5: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 67.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-C: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 직각인 방향으로 절단한 표본의 측정값.
... (2)
여기에서,
B50-L: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 압연 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-22.5: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 22.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-45: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 45 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-67.5: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 67.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-C: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 직각인 방향으로 절단한 표본의 측정값.
(6) 자속 밀도가 초 고자속이고, 저철손인 무방향성 전자 강판에 있어서, wt %로,
Si: 0.4 % 이하,
Al: 0.5 % 이하,
Ni: 2.0 % 내지 6.0 %,
Mn: 0.5 % 이하,
P: 0.01 % 내지 0.2 %,
추가적으로,
C: 0.003 % 이하,
S: 0.003 % 이하,
N: 0.003 % 이하,
Ti + S + N: 0.005 % 이하, 및
나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 함유하는 강을 포함하며,
이하의 수학식(1)에 의해서 한정되는 자속 밀도(B25R)는 1.65 T 이상이고, 이하의 수학식(2)에 의해서 한정되는 자속 밀도(B50R)는 1.75 T 이상이며, 산세와 냉간 압연 및 어닐링 이후의 철손(W15/50)은 8 W/kg 이하인 것을 특징으로 하는 자속 밀도가 초 고자속이고, 저철손인 무방향성 전자 강판.
... (1)
여기에서,
B25-L: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 압연 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-22.5: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 22.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-45: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 45 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-67.5: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 67.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B25-C: 자계 강도가 2500 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 직각인 방향으로 절단한 표본의 측정값.
... (2)
여기에서,
B50-L: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 압연 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-22.5: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 22.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-45: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 45 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-67.5: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 67.5 도의 각도로 경사진 방향으로 절단한 표본의 측정값.
B50-C: 자계 강도가 5000 A/m일 때의 자속 밀도로, 강판 표면 상의 압연 방향에 대해서 직각인 방향으로 절단한 표본의 측정값.
(7) 항목(5) 또는 항목(6)에 있어서, 자속 밀도(B50R)는 1.79 T 이상인 것을 특징으로 하는 자속 밀도가 초 고자속이고, 저철손인 무방향성 전자 강판.
(8) 항목(1) 내지 항목(7) 중 어느 한 항목에 따른 무방향성 전자 강판을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 회전기의 회전자 및 회전자, 리액터, 밸러스트, 초크 코일, EI 코어 및 트랜스포머 중의 하나에서 사용되는 펀칭 가공 특성이 우수한 철심.
(9) 항목(1) 내지 항목(7) 중 어느 한 항목에 따른 무방향성 전자 강판을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 자기 차폐 장치.
(10) 자속 밀도가 초 고자속이고, 단순 입방체 조직으로 구성되는 무방향성 전자 강판에 있어서,
강판 두께의 중심에 위치한 층의 (100) 면의 완전 극점도에서 α= 90°, β= 90°, 및 270°의 위치에서 표준화된 강도는 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
(11) 자속 밀도가 초 고자속이고, 단순 입방체 조직으로 구성되는 무방향성 전자 강판에 있어서,
표면으로부터 강판 두께의 1/5에서의 깊이에 위치한 층의 (100) 면의 완전 극점도에서 α= 90°, β= 90°, 및 270°의 위치에서 표준화된 강도는 0.5 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
(12) 나머지가 Fe와 불가피한 불순물로 구성되는 항목(1), 항목(2), 항목(3), 항목(5) 및 항목(6) 중 어느 한 항목에서 한정된 화학 성분을 함유하는 슬랩(slab)을 사용하는 단계와,
상기 슬랩을 열간 압연 강판으로 열간 압연하는 단계와,
산세한 이후에 한 차례 상기 강판을 냉간 압연하는 단계와,
이후에 최종 어닐링을 적용하는 단계를 특징으로 하는 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
(13) 항목(12)에 있어서, α상 영역에 최종 어닐링을 적용하는 단계를 특징으로 하는 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
(14) 항목(1) 내지 항목(7) 중 어느 한 항목에 따른 자속 밀도가 초 고자속이고, 내수성이 우수하고, 내후성이 우수한 무방향성 전자 강판에 있어서,
Nb의 함량은 0.005 wt % 이하인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
(15) 내수성과 내후성이 우수한 자석 스위치용의 철심에 있어서,
Nb 함량이 0.005 wt % 이하인 항목(10) 또는 항목(11)에 따른 무방향성 전자강판 또는 항목(14)에 따른 무방향성 전자 강판 중의 하나를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 내수성과 내후성이 우수한 자석 스위치용의 철심.
본원 발명자들은, 종래에 전례가 없는 초 고자속 밀도를 달성하기 위한 광범위한 연구의 결과, 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 개선하기 위해 종래에 첨가되었던 Si, Mn 및 Al과 같은 원소들이 초 고자속 밀도의 획득에 대해서 도리어 불리하다는 사실을 새롭게 알 수 있었다. 또한, 본원 발명자들은 이들 원소가 자속 밀도의 포화 지수로서 종래에 사용되고 있는 5000 A/m의 자계 강도에 있어서의 자속 밀도(B50) 뿐만 아니라, 낮은 자계 강도에서의 자화 특성 또한 악화시킨다는 사실도 새롭게 알 수 있었으며, 이에 따라서 본원 발명을 완성하였다.
또한, 본원 발명자들은 소량의 P를 첨가하면 자속 밀도가 개선되고 이방성을 감소시키는데 효과적이라는 것을 알았으며, 부가적으로 특정 수준 이상으로 강재(steel material)의 순도를 유지하는 것에 의해서 종래에는 실현될 수 없었던, 초 고자속 밀도와 저철손 모두를 동시에 달성할 수 있다는 것도 새롭게 알 수 있었다.
또한, 본원 발명자들은 종래에 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판의 제조에 있어서 필수적이라고 판단되었던 열간 압연 강판의 열 처리가 철손을 개선한다는 관점에서 보았을 때, 오히려 불리하다는 사실을 새롭게 알았으며, 최적의 제조 공정을 발견하게 되었다.
먼저, 화학 성분을 이하에서 설명하기로 하며, 각각의 화학 성분의 함량은wt %로 표시되어 있다.
Si의 함량은 0.4 % 이하로 제어되는데, 그 이유는 Si가 본 발명에 따른 제품의 자속 밀도를 악화시키고 이에 대해서 불리하기 때문이다.
Al의 함량은 기본적으로는 불가피한 불순물의 수준까지 제어되는데, 그 이유는 Al이 본 발명에 본 발명에 따른 제품의 자속 밀도를 악화시키고 이에 대해서 불리하기 때문이다. 그러나, 0.5 % 이하의 Al의 함량은 특히 저철손이 필요한 경우에 허용된다.
본 발명은 종래 기술에서 전기 저항을 고정하기 위해서 무방향성 전자 강판에 첨가되었던 Si 및 Al이, Ni가 첨가된 강에 있어서 낮은 자계에서 고자속 밀도를 획득하는데 현저하게 불리하다는 새로운 사실에 완전하게 기초하고 있다.
낮은 자계에서 Ni가 첨가된 무방향성 전자 강판의 자속 밀도에 대한 Si의 유해함에 대해서는 이하 실험에 기초하여 설명하기로 한다.
Si 함량이 가변적이고, 0.0008 % 내지 0.0009 %의 C, 0.1 %의 Mn, 0.001 %의 졸-Al, 3.0 %의 Ni, 0.07 %의 P, 0.0005 % 내지 0.0007 %의 S, 0.0006 % 내지 0.0008 %의 N 및 0.0006 % 내지 0.0008 %의 Ti를 함유하고 있는 강 표본을 용해하고 슬랩으로 주조하였다. 이 때, 본 발명에 따라서 획득된 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판의 특성이 0.005 T 이내에서 변화하고 있음을 확인하였고, 또한 상술한 범위 이내에서 제어되는 경우에 Si를 제외하고는 상술한 화학 성분에 의해서는 거의 영향을 받지 않음을 확인하였다.
두께 2.5 mm로 슬랩은 열간 압연하고, 산세한 이후에 종래 기술의 방법으로두께가 0.5 mm인 냉간 압연 강판으로 제조하였다. 엡스타인(Epstein) 표본은 30 초간 750 ℃에서 최종 어닐링에 노출시킨 이후에 강판으로부터 절단하였으며, 이후에 자속 밀도(B25)를 측정하였다.
측정 결과는 도 1에 도시하였다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 낮은 자계에서의 자속 밀도(B25)는 Si 함량이 0.4 %를 초과할 때 1.70 T 이하로 급격하게 감소하게 된다. 마찬가지로, Al도 낮은 자계에서의 자속 밀도(B25)의 개선에 매우 불리하며, 따라서, Al 함량을 0.5 % 이하, 바람직하게는 0.3 % 이만으로 제어할 필요가 있다.
추가적인 연구 결과로, Si+2Al의 전체량을 0.5 % 이하로 제어하여 낮은 자계에서의 보다 고자속 밀도(B25)를 획득하는데 바람직하다는 것을 확인하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서, Si 및 Sl의 함량을 0.4 % 이하 및 0.5 % 이하로 각각 제어할 필요가 있다. 이 때, 본 발명에 따라서 획득된 자속 밀도가 0.005 T 이내에서 변화하고 있음을 확인하였고, 또한 상술한 범위 이내에서 제어되는 경우에 Si를 제외하고는 상술한 화학 성분에 의해서는 거의 영향을 받지 않음을 확인하였다.
P는 본 발명에서 1.80 T 이상의 초 고자속 밀도(B50)를 달성하는데 필요하며, 0.01 % 내지 0.2 % 범위의 양이 첨가되므로, 상술한 것에 추가하여, 단지 L 방향의 표본에 대해서 측정된 자속 밀도(B50L)와, 단지 C 방향의 표본에 대해서 측정된 자속 밀도(B50C) 사이의 차이, 즉 L 방향 및 C 방향의 자속 밀도(B50)의 차이는 350 가우스(Gauss) 이하가 된다.
P 함량은 0.01 % 이상으로 한정되는데, 그 이유는 P 함량이 0.01 % 이하인 경우에 L 방향 및 C 방향의 자속 밀도(B50)의 차이가 350 가우스 이하가 되지 않기 때문이다. 또한, P 함량 P는 0.2 % 이하로 한정되는데, 그 이유는 P 함량이 0.2 %를 초과하는 경우에 자속 밀도가 악화되기 때문이다.
C 함량은 0.003 % 이하로 제어할 필요가 있는데, 그 이유는 자기 시효(magnetic aging)가 발생하고, 또한 C 함량이 0.003 %를 초과하는 경우 사용 중에 철손이 악화하기 때문이다.
본 발명에 따르면, 초 고자속 밀도와 저철손 모두는 S 및 N의 함량을 감소시키는 것에 의해서 동시에 획득할 수 있다. S 및 N은 열간 압연 공정에서의 가열 중에 슬랩 내로 부분적으로 재용해되어, 열간 압연 공정 중에 MnS 및 AlN의 미립자로 다시 응고되고, 최종 어닐링 중에 결정립의 성장을 억제하며, 철손을 악화시킨다. 따라서, 이들의 함량은 0.003 % 이하로 각각 제어할 필요가 있다.
Ti 함량을 제어하여, 전체 Ti, S 및 N의 함량을 0.005 % 이하로 할 필요가 있는데, 그 이유는 Ti가 질화물 및 황화물을 형성하고, 제품이 철손을 악화시키기 때문이다.
본 발명에 따르면, Nb의 함량을 0.005 wt % 이하로 제어할 필요가 있다. Nb는 그 함량이 0.005 wt % 이상인 경우에 자속 밀도를 현저하게 악화시키게 된다.따라서, Nb 함량은 0.005 wt % 미만으로 한정된다.
본 발명에 따른 무방향성 전자 강판의 자속 밀도에 미치는 Ni의 효과를 조사하기 위해서, 이하의 실험을 수행하였다.
0.05 %의 P, 0.07 %의 Si, 0.12 %의 Mn, 0.001 %의 T-Al, 15 ppm의 C, 17 ppm의 N, 16 ppm의 S, 및 10 ppm 내지 7 %까지 변화하는 Ni를 포함하는 강재(steel material)를 정련에 의해서 제조하고, 최종 열간 압연 공정에서 두께 2.7 mm의 강판을 생산하였다. 열간 압연된 강판을 산세하고, 두께 0.5 mm로 냉간 압연하였으며, 탈지하고 이후에 20 초간 750 ℃에서 어닐링하였다. 강판으로부터 취한 엡스타인 표본을 사용하여 자기 특성을 측정하였다.
측정 결과, Ni 함량이 2.0 % 이하인 경우에, 자속 밀도(B50)는 1.80 T에 도달하지 못하였으며, 자속 밀도를 개선하고자 하는 효과가 달성되지 못하였으나, Ni 함량이 6.0 %를 초과하게 되는 경우에는, 이와 반대로, 자속 밀도가 감소하였으며, 따라서, Ni 함량은 2.0 % 내지 6.0 %까지 한정된다.
1.82 T 이상의 초 고자속 밀도를 달성하기 위해서는, Ni 함량을 3.0 % 내지 6.0 %까지로 제어하는 것이 보다 더 바람직하다.
다음으로, 공정 조건에 대해서 이하에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
컨버터에서 정련한 이후에 잉곳 주조 및 슬랩 압연 또는 연속 주조법 중의 하나에 의해서 상술한 화학 성분을 가지는 강 슬랩을 제조한다. 공지된 방법으로 강 슬랩을 가열한다. 이들 강 슬랩을 소정의 두께로 열간 압연하였다.
초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판을 생산하기 위한 종래 기술의 방법에 있어서 필수적이었던 열간 압연된 강판의 어닐링을 필요로 하지 않는다. 본 발명에 따른 화학 조성을 가진 무방향성 전자 강판은 열간 압연한 이후에 스트립 강판을 냉각하고, 이후에 코일화하고, 산세하고, 강 스트립을 냉간 압연하고, α 영역 내의 재결정화 어닐링을 강 스트립에 적용하는 것에 의해서 초 고자속 밀도를 제공할 수 있었다. 이 때, 재결정화 어닐링 온도가 Ac1점을 초과한다면, B25R은 1.65 T 이하까지 감소하게 된다.
본 발명의 특징은 단순 입방체(just cube)의 구성 요소가 제품 강판의 조직에서 우세하다는 것이다. 즉, 본 발명은 강판 두께의 중심에 위치한 층 및 강판 두께의 1/5의 깊이에 위치한 층으로부터 취한 표본을 사용하여 반사법 및 침투법에 의해서 도시한 (100) 면의 극점도에서 α= 90°, β= 90°, 및 270°의 위치에서 표준화된 강도가 0.5 이상인 것을 특징으로 한다. 이와 같은 특징 때문에, 초 고자속 밀도, 즉, 2500 A/m의 낮은 자계에서의 자속 밀도인 B25가 1.70 T 이상이고, 5000 A/m의 높은 자계에서의 자속 밀도인 B50이 1.80 T 이상이며, 또한 B50에서 350 가우스(Gauss)의 낮은 이방성을 가지는 무방향성 전자 강판을 획득하는 것이 가능해진다.
<제 1 실시예>
표 1에 나타낸 화학 성분을 포함하고 있는 무방향성 전자 강판용의 슬랩을 종래 기술의 방법에 의해서 가열하고, 열간 압연에 의해서 두께 2.7 mm의 강판으로가공하였다. 이후에 강판을 산세하고, 냉간 압연에 의해서 두께 0.50 mm의 강판으로 가공하였다. 연속 어닐링 노 내에서 20 초간 750 ℃에서 강판을 어닐링하였다. 이후에 강판을 엡스타인(Epstein) 시험 표본으로 절단하였고, 이들의 자기 특성을 측정하였다. 본 발명에 따른 화학 조성 및 비교예에 따른 화학 조성은 표 1에 나타내었으며, 자기 특성의 측정 결과는 표 2에 나타내었다.
표 1 및 표 2로부터 명백한 바와 같이, 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판, 보다 상세하게는 적절한 양의 Ni을 첨가하고, 적절한 처리 조건하에서 강판을 처리하는 것에 의해서 1.80 T 이상의 자속 밀도(B50)를 가지거나, 3.0 % 이상의 양의 Ni를 첨가하는 것에 의해서 1.82 T 이상의 자속 밀도(B50)를 가지는 강판을 실현하는 것이 가능해진다. 또한, Si, Mn 및 Al의 첨가량을 감소시키는 것에 의해서, 낮은 자계에서의 자속 밀도인 B25를 1.70 T 이상으로까지 개선시켰다.
성분 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
P |
S |
졸-Al |
N |
Ti |
비고 |
1 |
0.0017 |
0.07 |
0.1 |
0.12 |
0.05 |
0.0011 |
0.001 |
0.0011 |
0.0011 |
비교예 |
2 |
0.0015 |
0.07 |
1.0 |
0.12 |
0.05 |
0.0008 |
0.001 |
0.0009 |
0.0010 |
비교예 |
3 |
0.0015 |
0.07 |
2.0 |
0.11 |
0.05 |
0.0008 |
0.001 |
0.0009 |
0.0011 |
본발명 |
4 |
0.0014 |
0.07 |
3.0 |
0.12 |
0.05 |
0.0008 |
0.001 |
0.0009 |
0.0011 |
본발명 |
5 |
0.0018 |
0.07 |
4.0 |
0.12 |
0.05 |
0.0009 |
0.001 |
0.0008 |
0.0012 |
본발명 |
6 |
0.0016 |
0.07 |
6.5 |
0.11 |
0.05 |
0.0011 |
0.001 |
0.0011 |
0.0011 |
비교예 |
성분: wt%
조성 |
W15/50(W/kg) |
B25(T) |
B50(T) |
비고 |
1 |
8.54 |
1.690 |
1.770 |
비교예 |
2 |
7.42 |
1.725 |
1.798 |
비교예 |
3 |
7.31 |
1.730 |
1.819 |
본발명 |
4 |
6.90 |
1.742 |
1.844 |
본발명 |
5 |
7.60 |
1.754 |
1.856 |
본발명 |
6 |
9.11 |
1.695 |
1.790 |
비교예 |
<제 2 실시예>
표 3에 나타낸 화학 성분을 포함하고 있는 무방향성 전자 강판용의 슬랩을 종래 기술의 방법에 의해서 가열하고, 열간 압연에 의해서 두께 2.5 mm의 강판으로 가공하였다. 이후에 강판을 산세하고, 냉간 압연에 의해서 두께 0.50 mm의 강판으로 가공하였다. 연속 어닐링 노 내에서 30 초간 750 ℃에서 강판을 어닐링하였다. 이후에 강판을 엡스타인 시험 표본으로 절단하였고, 이들의 자기 특성을 측정하였다. 자속 밀도를 측정할 때, L 및 C 방향으로 절단된 통상의 표본의 측정에 부가하여 단지 L 방향으로 절단한 엡스타인 시험 표본에 대해서 측정된 자속 밀도(B50L)과, 단지 C 방향으로 절단한 엡스타인 시험 표본에 대해서 측정된 자속 밀도(B50C) 사이의 차이(B50LC)를 측정하여 자속 밀도의 이방성을 조사하였다.
본 발명에 따른 화학 조성 및 비교예에 따른 화학 조성은 표 3에 나타내었으며, 자기 특성의 측정 결과는 표 4에 나타내었다.
표 3 및 표 4로부터 명백한 바와 같이, 자속 밀도가 초 고자속이고 자기 이방성이 적은 강재를 실현하는 것이 가능해지며, 여기에서 적은 자계에서의 자기 특성인 B25는 Si, Mn 및 Al의 첨가량을 감소시켜 개선시켰고, 자속 밀도의 이방성 지수인 B50LC는 P의 첨가량을 0.01 % 내지 0.2 %의 범위로 제어하는 것에 의해서 350 가우스 이하로 감소시켰다.
조성 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
P |
S |
졸-Al |
N |
Ti |
비고 |
7 |
0.0014 |
0.07 |
3.5 |
0.11 |
0.005 |
0.0009 |
0.001 |
0.0008 |
0.0011 |
비교예 |
8 |
0.0013 |
0.07 |
3.5 |
0.11 |
0.025 |
0.0009 |
0.001 |
0.0009 |
0.0010 |
본발명 |
9 |
0.0014 |
0.07 |
3.5 |
0.11 |
0.051 |
0.0008 |
0.001 |
0.0008 |
0.0010 |
본발명 |
10 |
0.0014 |
0.07 |
3.5 |
0.12 |
0.070 |
0.0009 |
0.001 |
0.0008 |
0.0011 |
본발명 |
11 |
0.0014 |
0.07 |
3.5 |
0.12 |
0.150 |
0.0008 |
0.001 |
0.0009 |
0.0011 |
본발명 |
12 |
0.0013 |
0.07 |
3.5 |
0.11 |
0.250 |
0.0008 |
0.001 |
0.0008 |
0.0012 |
비교예 |
성분: wt %
조성 |
W15/50(W/kg) |
B25(T) |
B50(T) |
B50LC차이(가우스) |
비고 |
7 |
6.94 |
1.699 |
1.803 |
750 |
비교예 |
8 |
6.92 |
1.742 |
1.843 |
320 |
본발명 |
9 |
6.91 |
1.743 |
1.842 |
256 |
본발명 |
10 |
6.93 |
1.744 |
1.842 |
230 |
본발명 |
11 |
6.90 |
1.745 |
1.844 |
275 |
본발명 |
12 |
6.91 |
1.698 |
1.799 |
270 |
비교예 |
<제 3 실시예>
제 2 실시예에 있어서의 제 9 번의 화학적 조성을 가지는 제품 표본을 사용하여 각각 X 선 투과 측정법 및 X 선 반사 측정법에 적합한 표본을 강판 두께의 중심에 위치한 부분 및 표면으로부터 강판 두께의 1/5의 깊이에 위치한 부분으로부터 취하고, (100) 면의 완전 극점도를 만들었다.
도 2는 강판 두께의 중심에 위치한 츠응로부터 취한 표본의 (100) 면의 완전 극점도를 나타내며, 도 3은 표면으로부터 강판 두께의 1/5의 깊이에 위치한 층으로부터 취한 표본의 (100) 면의 완전 극점도를 나타낸 것이다.
이들 도면으로부터 알 수 있는 것은, α= 90°, β= 90°, 및 270°의 위치에서의 강도가 임의의 강도에 대한 비율로 환산하여 0.5 이상이라는 것이다. 이와 같은 특징 때문에, 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판, 즉, 2500 A/m의 낮은 자계에서의 자속 밀도인 B25가 1.70 T 이상이고, 5000 A/m의 높은 자계에서의 자속 밀도인 B50이 1.80 T 이상이며, 또한 B50에서 350 가우스의 낮은 이방성을 가지는 무방향성 전자 강판을 획득하는 것이 가능해진다.
<제 4 실시예>
표 5에 나타낸 화학 성분을 포함하고 있는 무방향성 전자 강판용의 슬랩을 종래 기술의 방법에 의해서 가열하고, 열간 압연에 의해서 두께 2.7 mm의 강판으로 가공하였다. 이후에 강판을 산세하고, 냉간 압연에 의해서 두께 0.50 mm의 강판으로 가공하였다. 연속 어닐링 노 내에서 20 초간 α상 범위 내의 온도에서 강판을 어닐링하였다. 이후에 강판을 각각의 각도로 엡스타인 시험 표본으로 절단하였고, 이들의 자기 특성을 측정하였다. 본 발명에 따른 화학 조성 및 비교예에 따른 화학 조성은 표 5에 나타내었으며, 자기 특성의 측정 결과는 표 6에 나타내었다.
표 5 및 표 6으로부터 명백한 바와 같이, 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판, 보다 상세하게는 적절한 양의 Ni을 첨가하는 것에 의해서 및 강판을 적절한 처리 조건 하에서 처리하는 것에 의해서 1.75 T 이상의 자속 밀도(B50R)를 가지고 철손(W15/50)이 8.0 이하인 무방향성 전자 강판을 획득하는 것이 가능해진다. 또한, 초 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판, 즉, Ni의 함량을 3.0 % 이상 첨가하는 것에 의해서 자속 밀도(B50R)가 1.79 T 이상인 무방향성 전자 강판을 실현하는 것이 가능해진다. 또한, Si, Mn 및 Al의 첨가량을 감소시키는 것에 의해서, 낮은 자계에서의 자속 밀도인 B25R은 1.65 T 이상으로 개선된다. 이 때, 상술한 B50R및 B25R은 상술한 수학식(1) 및 수학식(2)에 의해서 획득되는 값이다.
조성 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
P |
S |
졸-Al |
N |
Ti |
비고 |
13 |
0.0015 |
0.07 |
0.1 |
0.12 |
0.09 |
0.0008 |
0.001 |
0.0009 |
0.0009 |
비교예 |
14 |
0.0013 |
0.07 |
2.0 |
0.11 |
0.08 |
0.0008 |
0.001 |
0.0009 |
0.0009 |
본발명 |
15 |
0.0012 |
0.07 |
3.0 |
0.12 |
0.08 |
0.0007 |
0.001 |
0.0008 |
0.0009 |
본발명 |
16 |
0.0013 |
0.07 |
4.0 |
0.12 |
0.08 |
0.0006 |
0.001 |
0.0009 |
0.0008 |
본발명 |
17 |
0.0012 |
0.07 |
5.0 |
0.12 |
0.07 |
0.0008 |
0.001 |
0.0008 |
0.0008 |
본발명 |
18 |
0.0013 |
0.07 |
6.0 |
0.11 |
0.07 |
0.0009 |
0.001 |
0.0008 |
0.0008 |
본발명 |
19 |
0.0014 |
0.07 |
7.0 |
0.11 |
0.07 |
0.0009 |
0.001 |
0.0009 |
0.0009 |
비교예 |
성분: wt %
조성 |
W15/50(W/kg) |
B25R(T) |
B50R(T) |
비고 |
13 |
8.637 |
1.637 |
1.732 |
비교예 |
14 |
7.398 |
1.690 |
1.789 |
비교예 |
15 |
7.012 |
1.706 |
1.806 |
본발명 |
16 |
8.890 |
1.729 |
1.831 |
본발명 |
17 |
8.950 |
1.735 |
1.835 |
본발명 |
18 |
7.010 |
1.740 |
1.841 |
본발명 |
19 |
10.120 |
1.695 |
1.790 |
비교예 |
<제 5 실시예>
표 7에 나타낸 화학 성분을 포함하고 있는 무방향성 전자 강판용의 슬랩을 종래 기술의 방법에 의해서 가열하고, 열간 압연에 의해서 두께 2.5 mm의 강판으로 가공하였다. 이후에 강판을 산세하고, 냉간 압연에 의해서 두께 0.50 mm의 강판으로 가공하였다. 연속 어닐링 노 내에서 30 초간 표 8에서 나타낸 온도에서 강판을 어닐링하였다. 이후에 강판을 각각의 각도로 엡스타인 시험 표본으로 절단하였고,이들의 자기 특성을 측정하였다. 본 발명에 따른 화학 조성 및 비교예에 따른 화학 조성은 표 7에 나타내었으며, 자기 특성의 측정 결과는 표 8에 나타내었다.
표 7 및 표 8로부터 명백한 바와 같이, α+의 이상 영역 또는상 영역 내의 온도에서 어닐링을 수행하는 것과 비교하였을 때, α 상 영역 내에서 최종 어닐링하는 온도 범위를 제어하는 것에 의해서 자속 밀도(B50R및 B25R)가 개선된다. 보다 상세하게는, B25R은 α상 영역 내의 최종 어닐링의 온도 범위를 제어하는 것에 의해서 개선된다.
이 때, 상술한 B25R및 B50R은 상술한 수학식(1) 및 수학식(2)에 의해서 획득된 값이다.
조성 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
P |
S |
졸-Al |
N |
Ti |
20 |
0.0012 |
0.003 |
2.0 |
0.11 |
0.056 |
0.0009 |
0.030 |
0.0009 |
0.0008 |
21 |
0.0013 |
0.002 |
3.0 |
0.11 |
0.051 |
0.0008 |
0.031 |
0.0008 |
0.0009 |
22 |
0.0011 |
0.003 |
4.0 |
0.12 |
0.050 |
0.0009 |
0.032 |
0.0008 |
0.0009 |
성분: wt %
조성 |
최종 어닐링 온도(℃) |
최종 어닐링 조건 |
B25R(T) |
B50R(T) |
비고 |
20 |
750 |
α상 영역 |
1.692 |
1.789 |
본발명 |
20 |
835 |
α+이상 영역 |
1.665 |
1.776 |
비교예 |
20 |
880 |
상 영역 |
1.644 |
1.769 |
비교예 |
21 |
750 |
α상 영역 |
1.707 |
1.807 |
본발명 |
21 |
790 |
α+이상 영역 |
1.670 |
1.786 |
비교예 |
21 |
850 |
상 영역 |
1.647 |
1.777 |
비교예 |
22 |
720 |
α상 영역 |
1.730 |
1.834 |
본발명 |
22 |
770 |
α+이상 영역 |
1.675 |
1.815 |
비교예 |
22 |
850 |
상 영역 |
1.648 |
1.799 |
비교예 |
<제 6 실시예>
표 9에 나타낸 화학 성분을 포함하고 있는 무방향성 전자 강판용의 슬랩을 종래 기술의 방법에 의해서 가열하고, 열간 압연에 의해서 두께 2.5 mm의 강판으로 가공하였다. 이후에 강판을 산세하고, 냉간 압연에 의해서 두께 0.50 mm의 강판으로 가공하였다. 연속 어닐링 노 내에서 30 초간 750 ℃에서 강판을 어닐링하였다. 이후에 강판을 엡스타인 시험 표본으로 절단하였고, 이들의 자기 특성을 측정하였다. 자기 특성의 측정 결과는 표 10에 나타내었다. 이후에 코팅되지 않은 제품 강판으로부터, 폭 40 mm, 길이 100 mm, 두께 0.5 mm의 표본을 노출 시험용으로 절단하였으며, 폭 60 mm, 길이 80 mm, 두께 0.5 mm의 표본을 염수 분무 시험용으로 절단하였다.
노출 시험은 길이 방향으로 45°의 각도로 경사지도록 시험 표본을 위치시키는 것에 의해서 일년 동안 0.5 mmd(mg/dm2/일)의 염수 부착율로 수행하였다. 그 결과는 표 11에 나타내어 놓았다. 또한, 염수 분무 시험법은 JIS Z2371에 의해서 한정된 것과 같은 농도로 염화 나트륨 5 % 용액을 사용하여 5 시간 동안 35 ℃의 분무 온도에서 수행되었으며, 강 표면 상의 녹의 발생 여부를 검사하였다. 그 결과는 표 12에 도시되어 있다.
표 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 강재(steel material)는 B25에서 1.70 T 이상 및 B50에서 1.82 T 이상의 우수한 높은 자속 밀도를 나타낸다.
표 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 제 24 번 및 제 25 번의 화학 조성을 가지는 강재는 노출 시험에서 비교예의 강재 보다 우수한 내수성(rust resistance)을 나타낸다. 또한, 표 12로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 제 24 번 및 제 25 번의 화학 조성을 가지는 강재는 염수 분무 시험에서 비교예의 강재 보다 우수한 내수성을 나타낸다.
조성 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
P |
S |
졸-Al |
N |
Ti |
Nb |
비고 |
23 |
10 |
0.070 |
0.5 |
0.12 |
0.071 |
8 |
10 |
8 |
9 |
10 |
비교예 |
24 |
11 |
0.070 |
3.0 |
0.12 |
0.075 |
7 |
10 |
7 |
8 |
10 |
본발명 |
25 |
0 |
0.069 |
4.0 |
0.12 |
0.075 |
6 |
10 |
8 |
7 |
10 |
본발명 |
각각의 화학 성분은 wt %로 표시하였으며, C, S, 졸-Al, N, Ti 및 Nb는 ppm으로 표시하였다.
조성 |
W15/50 |
B25 |
B50 |
비고 |
23 |
8.595(Wk/g) |
1.631(T) |
1.731(T) |
비교예 |
24 |
6.995 |
1.710 |
1.831 |
본발명 |
25 |
6.880 |
1.730 |
1.832 |
본발명 |
조성 |
부식 속도 (mdd) |
비고 |
23 |
155 |
비교예 |
24 |
20 |
본발명 |
25 |
15 |
본발명 |
조성 |
녹 발생 유무 |
23 |
녹 발생 |
24 |
녹이 발생하지 않음 |
25 |
녹이 발생하지 않음 |
<제 7 실시예>
표 13에 나타낸 화학 성분을 포함하고 있는 무방향성 전자 강판용의 슬랩을종래 기술의 방법에 의해서 가열하고, 열간 압연에 의해서 두께 2.5 mm의 강판으로 가공하였다. 이후에 강판을 산세하고, 냉간 압연에 의해서 두께 0.50 mm의 강판으로 가공하였다. 연속 어닐링 노 내에서 30 초간 750 ℃에서 강판을 어닐링하였다.
이후에 강판을 엡스타인 시험 표본으로 절단하였고, 이들의 자기 특성을 측정하였다. 자기 특성의 측정 결과는 표 14에 나타내었다.
표 13으로부터, 자속 밀도(B25)는 Si 함량이 0.4 %를 초과하는 경우에 현저하게 감소함을 알 수 있다.
조성 |
C |
Si |
Ni |
Mn |
P |
S |
졸-Al |
N |
Ti |
26 |
0.008 |
0.070 |
2.0 |
0.11 |
0.075 |
0.0007 |
0.0010 |
0.0006 |
0.0008 |
27 |
0.008 |
0.110 |
2.0 |
0.12 |
0.075 |
0.0008 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0009 |
28 |
0.007 |
0.250 |
2.0 |
0.12 |
0.075 |
0.0007 |
0.0010 |
0.0006 |
0.0009 |
29
|
0.008 |
0.451 |
2.0 |
0.12 |
0.075 |
0.0006 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0009 |
30 |
0.009 |
0.069 |
3.0 |
0.12 |
0.070 |
0.0005 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0008 |
31 |
0.008 |
0.121 |
3.0 |
0.11 |
0.070 |
0.0006 |
0.0010 |
0.0005 |
0.0009 |
32 |
0.009 |
0.271 |
3.0 |
0.12 |
0.070 |
0.0008 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0008 |
33
|
0.009 |
0.460 |
3.0 |
0.12 |
0.070 |
0.0007 |
0.0010 |
0.0008 |
0.0007 |
34 |
0.009 |
0.70 |
4.0 |
0.11 |
0.070 |
0.0007 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0008 |
35 |
0.008 |
0.150 |
4.0 |
0.12 |
0.069 |
0.0008 |
0.0010 |
0.0006 |
0.0009 |
36 |
0.007 |
0.333 |
4.0 |
0.12 |
0.070 |
0.0007 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0008 |
37
|
0.009 |
0.445 |
4.0 |
0.12 |
0.070 |
0.0008 |
0.0010 |
0.0007 |
0.0008 |
성분: wt %
(주) 화학 성분 열의 밑줄 친 번호는 비교예를 표시.
조성 |
W15/50 |
B25 |
B50 |
비고 |
26 |
7.397 |
1.731 |
1.819 |
본발명 |
27 |
7.402 |
1.729 |
1.819 |
본발명 |
28 |
7.410 |
1.724 |
1.819 |
본발명 |
29 |
7.673 |
1.672 |
1.818 |
비교예 |
30 |
6.998 |
1.744 |
1.845 |
본발명 |
31 |
7.002 |
1.742 |
1.845 |
본발명 |
32 |
7.012 |
1.737 |
1.843 |
본발명 |
33 |
7.100 |
1.678 |
1.840 |
비교예 |
34 |
6.881 |
1.755 |
1.860 |
본발명 |
35 |
6.890 |
1.751 |
1.856 |
본발명 |
36 |
6.950 |
1.745 |
1.854 |
본발명 |
37 |
7.001 |
1.690 |
1.859 |
비교예 |