KR20150075293A - 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 - Google Patents
가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150075293A KR20150075293A KR1020130163339A KR20130163339A KR20150075293A KR 20150075293 A KR20150075293 A KR 20150075293A KR 1020130163339 A KR1020130163339 A KR 1020130163339A KR 20130163339 A KR20130163339 A KR 20130163339A KR 20150075293 A KR20150075293 A KR 20150075293A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- abrasion resistance
- steel
- hardening rate
- work hardening
- present
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 40
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 15
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003027 oil sand Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- 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
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
본 발명은 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태는 중량%로, Mn: 14~20%, C: 0.4~1.2%, N: 0.01~0.5%, Cr: 0.5~10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직이 3면적%이하의 카바이드와 잔부 오스테나이트 조직으로 이루어지고, 항복비(항복강도/인장강도)가 0.5이하이고, 균일연신율이 30%이상인 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 가공경화율이 우수하여 오일 및 가스 산업에서 채굴, 수송, 저장 분야의 내마모성이 요구되는 기술분야에 적용 가능한 고강도 오스테나이트계 강재를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가공경화율이 우수하여 오일 및 가스 산업에서 채굴, 수송, 저장 분야의 내마모성이 요구되는 기술분야에 적용 가능한 고강도 오스테나이트계 강재를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
오스테나이트계 강재는 그 자체가 가지고 있는 가공경화능, 비자성 등의 성질로 인하여 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히, 기존에 주로 사용되던 페라이트 혹은 마르텐사이트를 주조직으로 하는 탄소강이 그 특성에 한계를 나타냄에 따라 이들의 단점을 극복하는 대체재로 그 적용이 증가하고 있는 추세이다.
오스테나이트계 강재의 적용분야로서는 리니어 모터카 궤도, 핵융합로 등의 초전도 응용 기기 및 일반 전기기기의 비자성 구조용 재료, 광산 산업의 채굴, 수송 등 강재의 연성 및 내마모성이 중요시 되는 산업 기계 분야, 확관용 파이프용 강재, 슬러리 파이프용 강재, 내 사우어(sour) 강재 등 연성, 내마모성 및 내수소 취성 등이 필요한 오일 및 가스 산업(Oil and Gas Industries)에서 채굴, 수송, 저장 분야 등이 있으며, 이러한 산업분야에서 오스테나이트계 강재의 수요가 꾸준히 증가하고 있다.
종래의 대표적인 오스테나이트계 강재로는 오스테나이트계 스테인레스강인 AISI304(18Cr-8Ni계)가 있다. 그러나, 상기 강재는 항복강도가 낮아 구조 재료로 적용하기에는 문제점이 있으며 고가의 원소인 Cr, Ni을 다량 함유하여 비경제적이기 때문에 그 용도 및 적용에 한계가 존재한다.
한편, 상기와 같이 오스테나이트계 강재의 조직을 오스테나이트로 유지하기 위해서 타 원소 대비 가격이 낮은 망간을 다량 함유시켜 오스테나이트를 안정화 시키고 이와 더불어 강도를 확보하기 위해 다량의 탄소를 함유하는 강재에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 고강도를 확보하기 위해 다량의 탄소를 첨가하는 경우 오스테나이트 입계를 따라 네트워크 형태의 탄화물이 고온에서 형성되어 강재의 물성, 특히 연성을 급격히 저하시키는 문제점이 있어 고강도 오스테나이트계 강재를 확보하는데 어려움을 겪고 있다.
본 발명은 우수한 가공경화율과 내마모성을 갖는 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, Mn: 14~20%, C: 0.4~1.2%, N: 0.01~0.5%, Cr: 0.5~10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직이 3면적%이하의 카바이드와 잔부 오스테나이트 조직으로 이루어지고, 항복비(항복강도/인장강도)가 0.5이하이고, 균일연신율이 30%이상인 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재를 제공한다.
본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, Mn: 14~20%, C: 0.4~1.2%, N: 0.01~0.5%, Cr: 0.5~10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 재가열한 뒤, 마무리 압연온도가 850~1100℃가 되도록 열간압연하여 열연강재를 얻는 단계; 및 상기 열연강재를 5℃/s이상으로 600℃이하까지 냉각하는 단계를 포함하는 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 가공경화율이 우수하여 오일 및 가스 산업에서 채굴, 수송, 저장 분야의 내마모성이 요구되는 기술분야에 적용 가능한 고강도 오스테나이트계 강재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 3의 미세조직 사진이다.
도 2는 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 2의 미세조직 사진이다.
도 2는 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 2의 미세조직 사진이다.
본 발명자들은 오일 및 가스 산업에서 채굴, 수송, 저장 분야의 내마모성이 요구되는 기술분야에 사용되던 기존의 강재가 비하여 우수한 강도와 내마모성을 갖는 강재에 대해 연구하던 중, 고망간강의 경우 오스테나이트계 강재 특유의 우수한 강도 및 연신율을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 가공경화율을 향상시키는 경우, 마모환경에서 소재자체의 가공경화로 인해 오히려 경도가 높아져 우수한 내마모성을 확보할 수 있다는 식견하에 본 발명을 완성하게 되었다. 또한, 기존 고망간 강재의 문제점인 다량의 탄소 함유에 따른 탄화물 석출을 제어하기 위하여, 다량의 질소를 함유시킬 경우 탄화물 석출을 효과적으로 억제할 수 있으면서도 우수한 가공경화율을 확보하여 내마모성을 향상시킬 수 있음을 인지하게 되었다.
이하, 본 발명을 설명한다. 하기 설명되는 합금조성의 %는 중량%를 의미한다.
Mn: 14~20%
Mn은 오스테나이트 안정화의 대표적인 원소로서, 균일 연신율을 향상시키는 원소이다. 상기 Mn의 함량이 14%미만인 경우에는 오스테나이트 안정도가 저감되어 일부 마르텐사이트가 생성되거나 탄화물이 쉽게 석출하게 되어 내마모성이 저하되는 문제가 있으며, 20%를 초과하는 경우에는 오스테나이트의 변형 메커니즘이 슬립에 의존하게 됨에 따라 가공경화율이 저하되는 단점이 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 14~20%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Mn의 하한은 보다 바람직하게는 15%, 보다 더 바람직하게는 16%이다. 상기 Mn의 상한은 보다 바람직하게는 19%, 보다 더 바람직하게는 18%이다.
C: 0.4~1.2%
C는 오스테나이트 안정화 원소로서 균일 연신율을 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라 강도를 향상시키고, 가공경화율을 높이는데 유리한 원소이다. 상기 C의 함량이 0.4%미만인 경우에는 오스테나이트의 안정도가 저감되어 마르텐사이트가 생성될 수 있으며, 이와 더불어 가공경화율이 떨어짐에 따라 충분한 내마모성을 확보할 수 없고, 1.2%를 초과하는 경우에는 다량의 탄화물이 입계에 생성되어 충격인성을 떨어뜨리고 연신율이 저하됨으로써 내마모성 또한 저감시키는 문제가 있다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.4~1.2%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 C의 하한은 보다 바람직하게는 0.5%, 보다 더 바람직하게는 0.6%, 가장 바람직하게는 0.7%이다. 상기 C의 상한은 보다 바람직하게는 1.1%, 보다 더 바람직하게는 1.0%, 가장 바람직하게는 0.9%이다.
N: 0.01~0.5%
N은 가공경화율을 높이는데 유리한 원소이며, C 대비 약 1.4배의 강도 상승 효과가 있다. 가공경화율을 향상시키기 위하여 상기 C를 다량 첨가하는 경우 카바이드의 형성으로 인해 가공성이나 충격인성이 저하될 수 있으므로, 본 발명에서는 N을 다량 첨가함으로써 가공경화율을 높여 내마모성을 향상시킨다. 상기 효과를 위해, 상기 N은 0.01% 이상 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 N의 경우 다량 첨가할수록 우수한 물성을 확보할 수 있으나, 상기 N은 재료학적 관점에서 오스테나이트 상 안에서 낮은 용해도를 가지기 때문에 0.5%를 초과하기에는 무리가 있다. 따라서, 상기 N의 함량은 0.01~0.5%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 N의 하한은 보다 바람직하게는 0.05%, 보다 더 바람직하게는 0.1%, 가장 바람직하게는 0.15%이다.
Cr: 0.5~10%
Cr은 강도를 향상시키는데 유리한 원소일 뿐만 아니라, N의 용해도를 증가시켜 N의 첨가량을 늘리는 역할을 한다. 상기 효과를 위해, 상기 Cr은 0.5%이상 첨가되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 Cr이 10%를 초과하는 경우에는 크롬 탄화물이 결정립계에 다량 발생하여 충격인성, 연신율 및 내마모성을 저감시키는 단점이 발생할 수 있으므로, 상기 Cr의 함량은 0.5~10%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Cr의 하한은 보다 바람직하게는 1%, 보다 더 바람직하게는 2%, 가장 바람직하게는 3%이다. 상기 Cr의 상한은 보다 바람직하게는 9%, 보다 더 바람직하게는 8%, 가장 바람직하게는 7%이다.
본 발명이 제안하는 강재는 오스테나이트 단상 조직을 갖는 것이 바람직하며, 이를 통해 우수한 가공경화율을 확보하여 내마모성을 향상시킬 수 있다. 다만, 본 발명의 미세조직은 제조공정상 불가피하게 형성되는 카바이드 석출물을 포함할 수 있으며, 상기 카바이드 석출물의 상한은 3면적%이하로 관리하는 것이 바람직하다. 상기 석출물의 3면적%를 초과하는 경우에는 연신율 저감으로 인해 우수한 충격인성 및 내마모성을 확보하기 곤란할 수 있다.
또한, 본 발명의 강재는 항복비가 0.5이하이고, 균일연신율이 30%이상인 것이 바람직하다. 상기 항복비는 가공경화율로 표현될 수 있는 파라미터로써, 상기와 같이 우수한 수준의 가공경화율과 연신율을 확보함으로써, 내마모 환경에 노출되었을 때, 마모 및 충격 등에 의해 가공경화가 이루어지면서 모재 자체의 경도가 높아짐에 따라 우수한 내마모성을 확보할 수 있다. 즉, 충격에 의해 오히려 강재의 경도가 높아져 높은 내마모성을 확보할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이 제공되는 본 발명의 강재는 390MPa이상의 항복강도와 950MPa이상의 인장강도를 확보할 수 있으며, 동시에 ASTM(미국 재료 시험 협회)의 G65에 따른 마모시험시 마모량이 2.0g이하의 수준을 가질 수 있다. 일반적으로 오일샌드 산업 분야에서 슬러리 파이프용으로 사용되는 API-X70 강재의 평균 마모량이 2.9g임을 감안하였을 때, 본 발명의 강재는 상기 API-X70 강재에 비하여 최저 1.45배 이상의 매우 우수한 내마모성을 갖는다.
이하, 본 발명 강재의 제조방법에 대하여 설명한다.
우선, 전술한 합금조성을 만족하는 강 슬라브를 재가열한 뒤, 열간압연하여 열연강재를 얻는다. 이 때, 상기 열간압연은 마무리 압연온도가 850~1100℃가 되도록 행하여지는 것이 바람직한데, 상기 마무리 압연온도가 850℃미만일 경우에는 카바이드가 석출되어 균일 연신율이 저하될 수 있으며, 이로 인해 미세조직이 팬케이크화 되어 조직이방성으로 인한 불균일 연신이 발생할 수 있다. 상기 마무리 압연온도가 1100℃를 초과하는 경우에는 결정립이 조대화되어 강도 및 연신율이 저하되는 내마모성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 마무리 압연온도는 850~1100℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상기 재가열은 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 온도 범위 내에서 이루어지면 되므로, 본 발명에서는 상기 재가열 온도 범위에 대하여 특별히 한정하지 않는다.
상기 열간압연을 통해 얻어지는 열연강재를 5℃/s이상으로 600℃이하까지 냉각하는 것이 바람직한데, 이를 통해 결정립계에서 탄화물이 석출되는 것을 억제하여 확관성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 상기 냉각속도가 5℃/s미만이거나, 냉각정지온도가 600℃를 초과하는 경우에는 카바이드가 석출되어 연신율이 낮아짐에 따라 내마모성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 냉각은 5℃/s이상으로 600℃이하까지 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 냉각 속도는 10℃/s이상의 속도를 갖는 보다 바람직하며, 15℃/s이상의 속도를 갖는 것이 보다 더 바람직하다. 다만, 공정조건의 한계상 500℃/s를 초과하기는 어렵다. 상기 냉각정지온도 또한 600℃이하의 조건을 만족하기만 하면 본 발명이 얻고자 하는 효과를 얻을 수 있으므로 그 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. 상기 냉각정지온도는 500℃이하인 것이 보다 바람직하다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본원발명의 권리범위를 한정하지 않는다.
(실시예)
하기 표 1과 같은 합금조성을 갖는 강 슬라브를 하기 표 2에 기재된 조건을 이용하여 열연강재를 얻었다. 이와 같이 얻어진 강재에 대하여 미세조직 분율, 기계적 물성, 내마모성을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 한편, 상기 내마모성 평가는 ASTM(미국 재료 시험 협회)의 G65 규정에 따라 마모시험을 행한 뒤, 마모량을 측정하는 방식으로 이루어졌다.
| 구분 | 화학조성(중량%) | |||
| Mn | C | N | Cr | |
| 발명강1 | 15.2 | 0.6 | 0.21 | 3.8 |
| 발명강2 | 17.8 | 1.12 | 0.35 | 5.6 |
| 발명강3 | 19.3 | 0.45 | 0.45 | 8.5 |
| 비교강1 | 19.3 | 0.41 | 0.008 | 2.1 |
| 비교강2 | 13.2 | 0.98 | 0.34 | 6.5 |
| 비교강3 | 22.1 | 0.56 | 0.13 | 4.1 |
| 비교강4 | 16.8 | 1.32 | 0.08 | 7.2 |
| 발명강5 | 13.8 | 0.31 | 0.12 | 2.7 |
| 발명강6 | 18.3 | 0.86 | 0.41 | 11.5 |
| 구분 | 강종No. | 마무리 열간압연온도(℃) | 냉각속도(℃/s) | 냉각정지온도(℃) |
| 발명예1 | 발명강1 | 1050 | 28 | 340 |
| 발명예2 | 발명강2 | 930 | 38 | 450 |
| 발명예3 | 발명강3 | 880 | 24 | 400 |
| 비교예1 | 발명강1 | 810 | 15 | 380 |
| 비교예2 | 발명강2 | 930 | 3.2 | 530 |
| 비교예3 | 발명강3 | 890 | 9 | 680 |
| 비교예4 | 비교강1 | 1030 | 16 | 150 |
| 비교예5 | 비교강2 | 910 | 34 | 410 |
| 비교예6 | 비교강3 | 980 | 45 | 520 |
| 비교예7 | 비교강4 | 860 | 11 | 260 |
| 비교예8 | 비교강5 | 1010 | 19 | 360 |
| 비교예9 | 비교강6 | 880 | 26 | 430 |
| 구분 | 미세조직 분율(면적%) | 항복강도 (MPa) |
인장강도 (MPa) |
항복비 | 균일연신율 (%) |
마모량 (g) |
||
| 오스테나이트 | 카바이드 | 마르텐사이트 | ||||||
| 발명예1 | 100 | - | - | 395 | 960 | 0.41 | 54 | 1.67 |
| 발명예2 | 98.8 | 1.2 | - | 510 | 1230 | 0.41 | 38 | 1.35 |
| 발명예3 | 99.2 | 0.8 | - | 450 | 1008 | 0.45 | 42 | 1.76 |
| 비교예1 | 96.2 | 3.8 | - | 405 | 780 | 0.52 | 19 | 2.12 |
| 비교예2 | 93.3 | 6.7 | - | 530 | 930 | 0.75 | 16 | 2.37 |
| 비교예3 | 95.4 | 4.6 | - | 465 | 865 | 0.54 | 23 | 2.21 |
| 비교예4 | 100 | - | - | 330 | 620 | 0.53 | 45 | 2.65 |
| 비교예5 | 96.4 | 3.6 | - | 430 | 810 | 0.53 | 26 | 2.12 |
| 비교예6 | 100 | - | - | 375 | 710 | 0.53 | 55 | 2.59 |
| 비교예7 | 94.8 | 5.2 | - | 570 | 910 | 0.63 | 12 | 2.26 |
| 비교예8 | 78 | - | 22 | 334 | 780 | 0.43 | 36 | 2.78 |
| 비교예9 | 93.3 | 6.3 | - | 590 | 960 | 0.61 | 16 | 2.09 |
상기 표 1 내지 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금조성과 제조조건을 만족하는 발명예 1 내지 3의 경우에는 미세조직 내에 3면적% 미만의 탄화물과 잔부 오스테나이트를 가지며, 다량의 N 첨가로 인하여 높은 가공경화율을 가짐에 따라 0.5이하의 항복비와 30%이상의 균일연신율을 확보하고 있고, 나아가 마모량이 2.0g이하로서 매우 우수한 내마모성을 가지고 있음을 알 수 있다.
그러나, 비교예 1 내지 3의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금조성을 만족하기는 하나, 제조조건을 만족하지 않아 본 발명이 제안하는 물성을 만족치 못하는 결과를 나타내었다. 비교예 1의 경우에는 압연 마무리 온도가 낮기 때문에 탄화물이 다량 석출하여 높은 항복비와 낮은 균일 연신율을 가지며 이로 인해 내마모성이 낮은 수준임을 알 수 있다. 비교예 2 및 3은 각각 냉각 속도와 냉각정지온도 조건을 만족하지 않는 경우로서 결정립계에 다량의 탄화물이 석출되어 항복비가 상승하고, 균일 연신율이 저하되어 내마모성이 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있다.
비교예 4의 경우에는 본 발명이 제안하는 합금성분보다 낮은 N 함유량으로 인해 높은 균일연신율을 보임에도 불구하고, 강도 수준이 낮고 낮은 가공경화율로 인해 항복비를 만족시키지 못하며, 이로 인해 낮은 내마모성을 보이는 것을 알 수 있다.
비교예 5의 경우에는 본 발명이 제안하는 Mn 함량에 미달하여 오스테나이트 안정도가 낮아짐에 따라 탄화물이 다량 석출하게 되고 이로 인해 항복비 및 균일연신율을 만족시키지 못해 내마모성이 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 6의 경우에는 본 발명이 제안하는 Mn 함량을 초과하여 변형모드가 가공경화가 많이 일어나는 트윕(TWIP) 현상이 아닌 슬립(Slip) 형태로 변하게 되어 가공경화율이 떨어지게 되고, 이로 인해 내마모성이 낮은 수준임을 알 수 있다.
비교예 7의 경우에는 과다한 C 함량으로 인해 다량의 탄화물이 결정립계에 생성되고, 이로 인해 항복비와 내마모성이 낮은 수준을 나타내는 것을 알 수 있다.
비교예 8의 경우에는 Mn 및 C 모두 본 발명이 제안하는 함량 범위를 만족하지 않아 오스테나이트 안정도가 매우 낮아짐에 따라 미세조직 내부에 다량의 마르텐사이트가 생성되었고, 이와 같이 매우 경질상인 마르텐사이트의 형성에 의해 내마모시험시 쉽게 파괴되어 내마모성이 매우 낮아진 것을 확인할 수 있다.
비교예 9의 경우에는 과다한 Cr 함량으로 인해 결정립계에 다량의 크롬 탄화물이 생성되었으며, 이로 인해 항복비와 내마모성이 낮은 수준을 나타내는 것을 알 수 있다.
도 1 및 2는 각각 발명예 3 및 비교예 2의 미세조직을 관찰한 사진이다. 도 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 발명예 3의 경우에는 결정립계에 탄화물이 거의 석출되지 않았으나, 비교예 2의 경우에는 낮은 냉각속도로 인해 결정립계에 다량의 탄화물이 석출되었음을 확인할 수 있다.
Claims (4)
- 중량%로, Mn: 14~20%, C: 0.4~1.2%, N: 0.01~0.5%, Cr: 0.5~10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며,
미세조직이 3면적%이하의 카바이드와 잔부 오스테나이트 조직으로 이루어지고,
항복비(항복강도/인장강도)가 0.5이하이고, 균일연신율이 30%이상인 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재. - 청구항 1에 있어서,
상기 강재는 항복강도가 390MPa이상이고, 인장강도가 950MPa이상인 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재. - 청구항 1에 있어서,
상기 강재는 ASTM G65에 따른 마모시험시 마모량이 2.0g이하인 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재. - 중량%로, Mn: 14~20%, C: 0.4~1.2%, N: 0.01~0.5%, Cr: 0.5~10%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강 슬라브를 재가열한 뒤, 마무리 압연온도가 850~1100℃가 되도록 열간압연하여 열연강재를 얻는 단계; 및
상기 열연강재를 5℃/s이상으로 600℃이하까지 냉각하는 단계를 포함하는 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130163339A KR20150075293A (ko) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130163339A KR20150075293A (ko) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150075293A true KR20150075293A (ko) | 2015-07-03 |
Family
ID=53788336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130163339A KR20150075293A (ko) | 2013-12-25 | 2013-12-25 | 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20150075293A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101714929B1 (ko) | 2015-12-22 | 2017-03-23 | 주식회사 포스코 | 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
| KR20210079228A (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-29 | 주식회사 포스코 | 고온 내마모성이 우수한 디스크 브레이크용 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
| WO2022139396A1 (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 주식회사 포스코 | 브레이크 디스크용 오스테나이트계 고망간강 |
-
2013
- 2013-12-25 KR KR1020130163339A patent/KR20150075293A/ko active Search and Examination
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101714929B1 (ko) | 2015-12-22 | 2017-03-23 | 주식회사 포스코 | 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
| KR20210079228A (ko) * | 2019-12-19 | 2021-06-29 | 주식회사 포스코 | 고온 내마모성이 우수한 디스크 브레이크용 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 |
| WO2022139396A1 (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 주식회사 포스코 | 브레이크 디스크용 오스테나이트계 고망간강 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5668081B2 (ja) | 延性に優れたオーステナイト鋼材 | |
| KR101917473B1 (ko) | 내마모성과 인성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| KR101322170B1 (ko) | 연성이 우수한 강재 | |
| EP2799581B1 (en) | Wear resistant austenitic steel having superior machinability and toughness in weld heat affected zones thereof and method for producing same | |
| JP7368461B2 (ja) | 優れた硬度及び衝撃靭性を有する耐摩耗鋼及びその製造方法 | |
| KR101714922B1 (ko) | 인성 및 내부품질이 우수한 내마모 강재 및 그 제조방법 | |
| EP2215280B1 (en) | High tensile steel for deep drawing and manufacturing method thereof | |
| KR101920973B1 (ko) | 표면 특성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| KR101903181B1 (ko) | 내식성 및 성형성이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조 방법 | |
| KR101353665B1 (ko) | 내마모성과 연성이 우수한 오스테나이트 강재 | |
| KR20150075293A (ko) | 가공경화율과 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| JP6691967B2 (ja) | 靭性及び耐切断割れ性に優れた高硬度耐摩耗鋼、並びにその製造方法 | |
| KR101560943B1 (ko) | 저온 인성이 우수한 강관용 열연강판 및 그 제조방법 | |
| KR101714929B1 (ko) | 내마모성이 우수한 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| KR102031443B1 (ko) | 우수한 경도와 충격인성을 갖는 내마모강 및 그 제조방법 | |
| KR101482343B1 (ko) | 용접열영향부 인성이 우수한 고강도 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| KR101463313B1 (ko) | 내마모특성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조방법 | |
| KR101482344B1 (ko) | 용접열영향부 인성이 우수한 고강도 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| KR20190077182A (ko) | 내사우어 특성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법 | |
| KR20150074985A (ko) | 내절단 균열성이 우수한 고장력강 및 그 제조방법 | |
| KR101253860B1 (ko) | 내식성 및 내마모성이 우수한 고연성 강재 | |
| KR101482338B1 (ko) | 피삭성 및 용접 열영향부 인성이 우수한 내마모 오스테나이트계 강재 | |
| KR101382950B1 (ko) | 용접 열영향부 인성이 우수한 오스테나이트계 내마모 강재 | |
| KR20190076795A (ko) | 내마모성이 우수한 강재 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| J201 | Request for trial against refusal decision | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2015101006898; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20151123 Effective date: 20170825 |