KR20160120235A - 강재 및 그 강재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

우수한 일시 방청 효과를 발휘할 수 있는 강재 및 그 강재의 제조 방법을 제공한다.
소지 강재가, Cu 및 Cr에 더하여, Ti, Nb 또는 Zr 중 어느 1종 또는 2종 이상을 적량 첨가한 강재이고, 스케일층이, 상기 스케일층 전체에 대한 질량%로, Fe₃O₄: 40∼80%를 함유하고, 잔부가 Fe₂O₃을 포함하는 다른 산화물임과 더불어, 상기 스케일층에 있어서의 Fe₃O₄와 Fe₂O₃의 질량비가, Fe₂O₃/Fe₃O₄로 0.2∼0.4이며, 또한 상기 스케일층의 평균 두께가 3∼15μm이다.

Description

강재 및 그 강재의 제조 방법{STEEL MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 선박, 해양 구조물, 플랜트, 교량, 건축물 등의 강 구조물에 이용되는 강재 및 그 강재의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 상세하게는, 해안 부근이나 공업 지대 등의 부식성이 심한 환경 조건에서 사용되는 강재 및 그 강재의 제조 방법에 관한 것이다.

강재는 선박, 해양 구조물, 플랜트, 교량, 토목, 건축 등 많은 분야에서 구조용 부재로서 다용되고 있지만, 현장에서의 보관 시나 건조 공정, 또는 건설 공정에 있어서 발청이나 부식을 일으키는 경우가 있다. 이들 발청 및 부식은 미관상의 문제가 있는 것에 더하여, 최종적으로 도장하는 경우에는 도장 품질에 악영향을 미치는 경우가 많다.

발청이나 부식을 일으킨 경우, 예를 들면, 도장의 전처리로서 블라스트 처리에 의해 강재의 밀 스케일이나 녹을 제거하지만, 녹이 현저한 경우에는 블라스트 처리를 실시하더라도 강재에 녹이나 국부 부식 개소가 잔존하고, 그곳이 도장 결함이 되어서 본래의 도막의 방식(防食) 성능이 얻어지지 않는 경우가 있다.

이와 같은 보관 시나 건조·건설 공정에 있어서의 강재의 발청 및 부식은, 해안 부근이나 공업 지대 등의 부식성이 심한 환경 조건에서 시공되는 경우에 특히 문제가 되는 경우가 많고, 또한 건조나 건설의 공사 기간이 길어, 강재가 장기간에 걸쳐서 부식 환경에 노출되는 경우에도 문제가 되는 경우가 많다.

이와 같은 보관 시나 건조·건설 공정에 있어서의 강재의 발청 및 부식을 방지하기 위한 일시 방청 방법으로서는, 징크 리치(zinc rich) 프라이머 등의 각종 도료, 표면 처리제 또는 각종 방청유의 도포가 실용화되어 있다.

예를 들면, 건조 막 두께로 10∼20μm의 징크 리치 프라이머를 강재 표면에 도포하는 일시 방청 방법은, 비래(飛來)염분이 적은 비교적 온화한 대기 부식 환경에서는, Zn의 희생 방식 효과에 의해 충분한 방식성을 발휘하기 때문에 발청을 방지할 수 있고, 또한 징크 리치 프라이머를 도포한 강재는 용접성이나 용단성 등이 양호하기 때문에 다용되고 있다.

그러나, 비래염분이 많은 등의 부식성이 심한 환경 조건이나, 강재가 방치되어 있는 기간이 장기에 걸치는 경우에서는, 방식성이 부족한 경우가 많다. 징크 리치 프라이머를 도포함으로써 형성되는 피막을 후막화하는 것에 의해, 강재의 방식성을 향상시키는 것은 가능하기는 하지만, 상기 피막을 후막화한 강재는 용접 시에 용접 비드에 블로홀(blowhole) 등의 용접 결함을 일으키기 쉬워지기 때문에, 징크 리치 프라이머를 도포함으로써 형성하는 피막의 후막화는 어려운 경우가 많다.

또한, 각종 방청 도료나 표면 처리제를 도포하여 일시 방청 성능을 확보하는 경우에는, 도포 시의 기온이나 습도에 따라서는, 도포제의 건조성이나 경화성이 저하되어, 충분한 방청 능력을 발휘할 수 없는 경우도 있다.

또한, 방청유의 도포는 강재의 핸들링성을 저하시키는 것에 더하여, 유분이 잔류한 상태에서 시공하면, 용접 결함이나 도장 결함 등을 일으키는 원인이 되기 때문에, 실용하기 어려운 경우가 많다.

근래에는, 예를 들면, 특허문헌 1에서 일시 방청 도료 등이 제안되어 있는 바와 같이, 각각의 문제에 따라서 각종 일시 방청용의 도포제의 개발이 진행되고 있지만, 실용적인 관점에서는 아직 과제가 많다.

한편, 강재의 표면에는 철의 산화물을 주체로 하는 밀 스케일, 흑피 등의 스케일이 열간 압연 등의 제조 공정에서 생성된다. 강재 표면에 생성된 스케일층은 건전하면 부식 환경에 있어서의 보호 피막이 될 수 있기 때문에, 강재의 발청을 억제하는 효과가 있다.

그러나, 통상의 강재에서는 스케일층과 소지(素地) 강재의 밀착성이 부족하여, 열간 압연 후의 각 공정 또는 수송 중에 스케일층에 크랙이 들어가거나, 스케일층이 소지 강재로부터 박리되어, 표면에 크랙이나 박리부가 발생하는 경우가 많다.

강재의 스케일에 대해서는, 일시 방청을 위한 수단으로서 적극적으로 활용하는 시도는 거의 없지만, 열간 압연 후의 각 공정에 대한 악영향이나 외관이 나쁨과 같은 관점에서 스케일의 밀착성 향상의 요망이 높아, 스케일 밀착성이 우수한 강재가, 예를 들면, 특허문헌 2에 의해서 제안되어 있다.

그러나, 통상의 소지 강재 표면에 생성된 스케일층은, 비록 소지 강재와 밀착되어 있었다고 해도 미소한 크랙이 생겨 있는 경우나, 치밀하지는 않은 경우에는, 부식 환경에 있어서 수분이나 Cl 이온 등의 부식성 물질이 침입하여 소지 강재를 부식시켜 발청에 이르는 경우가 있다.

또한, 강재의 제조 완료까지는, 비록 스케일층으로 피복되어 있었다고 하더라도, 출하 후의 수송 시로부터 사용 환경에서의 보관에 장기간을 필요로 하는 경우에는, 주야의 온도 변화나 충격 등으로 스케일층이 박리되어 버리는 경우가 많다.

이와 같은 이유에서, 강재 표면의 스케일층이 보호 피막으로서 충분한 일시 방청 성능을 확보하기 위해서는, 종래의 소지 강재와 스케일층의 밀착성 향상 기술을 적용하는 것만으로는 반드시 충분하지는 않다고 할 수 있다.

일본 특허공개 2013-43986호 공보 일본 특허공개 2014-4610호 공보

본 발명은, 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 목적은, 우수한 일시 방청 효과를 발휘할 수 있는 강재 및 그 강재의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 본 명세서의 기술로부터 분명해질 것이다.

본 발명의 강재는, 소지 강재와, 상기 소지 강재의 표면 상에 형성되는 스케일층을 포함하는 강재로서, 상기 소지 강재가, 질량%로, C: 0.04∼0.3%, Si: 0.1∼1.0%, Mn: 0.1∼2.5%, P: 0% 초과 0.04% 이하, S: 0% 초과 0.04% 이하, Al: 0.01∼0.2%, Cu: 0.05∼1.0%, Cr: 0.05∼1.0%, N: 0.001∼0.015%를 함유함과 더불어, Ti: 0.005∼0.1%, Nb: 0.005∼0.1%, Zr: 0.005∼0.1% 중 어느 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지며, 상기 스케일층이, 상기 스케일층 전체에 대한 질량%로, Fe₃O₄: 40∼80%를 함유하고, 잔부가 Fe₂O₃을 포함하는 다른 산화물임과 더불어, 상기 스케일층에 있어서의 Fe₃O₄와 Fe₂O₃의 질량비가, Fe₂O₃/Fe₃O₄로 0.2∼0.4이며, 또한 상기 스케일층의 평균 두께가 3∼15μm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소지 강재가, 질량%로, Ni: 0.05∼6.0%, Co: 0.01∼5.0%, Mo: 0.01∼2.0%, W: 0.01∼2.0% 중 어느 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소지 강재가, 질량%로, Mg: 0.0005∼0.01%, Ca: 0.0005∼0.01%, REM: 0.0005∼0.01% 중 어느 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소지 강재가, 질량%로, Sn: 0.001∼0.2%, Sb: 0.001∼0.2%, Se: 0.001∼0.2% 중 어느 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소지 강재가, 질량%로, B: 0% 초과 0.01% 이하, V: 0% 초과 0.1% 이하, Zn: 0% 초과 0.1% 이하 중 어느 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 강재의 제조 방법은, 상기 어느 하나에 기재된 성분 조성의 강괴를 1000∼1200℃로 가열한 후에, 상기 강괴에 열간 압연을 실시하여 강재를 제조함에 있어서, 열간 압연의 압연 종료 온도를 660℃∼770℃, 열간 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간을 30∼120초, 열간 압연 시의 분위기 중의 수분량을 상대 습도로 70%RH 이하, 열간 압연 후의 냉각 속도를 1∼10℃/s로 하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에 있어서 개시되는 발명에 의해서 얻어지는 효과를 간단하게 설명하면, 이하와 같다. 즉, 본 발명에 의하면, 우수한 일시 방청 효과를 발휘하는 강재를 실현할 수 있다.

도 1은 실시예에 이용한 시험편의 스케일층의 두께 계측점을 나타내는 설명도이다.

통상, 소지 강재의 표면 상에 생성된 스케일층은, 강재 제조 후의 현장에서의 보관 시나 시공 시에 박리되고, 그 결과, 노출된 소지 강재가 부식되어 발청에 이르는 경우가 많다. 또한, 소지 강재와의 밀착성이 양호하여 스케일층이 박리되지 않는 부분에 있어서도, 스케일층의 미소 크랙이나 치밀하지 않은 부분 등의 결함부를 통해서, 수분이나 Cl 이온 등의 부식성 물질이 내부에 침입함으로써 발청에 이르러, 소지 강재에 깊은 부식을 일으켜 후공정에서 문제가 되는 경우가 많다.

본 발명자는 각종 도료, 표면 처리제 또는 방청유 등의 방청 도포제에 의한 용접성 저하나 도장 품질 열화의 문제를 해결하기 위해, 강재 제조 시에 생성되는 스케일층을 일시 방청의 수단으로서 적극적으로 활용하는 것을 검토했다. 구체적으로는, 스케일층과 소지 강재의 밀착성 향상에 더하여, 스케일층 자체의 치밀화에 의한 보호성 향상 및 스케일 결함부에 있어서의 강재 자체의 부식 억제에 대하여 검토를 행했다.

그 결과, Cu 및 Cr에 더하여, Ti, Nb 또는 Zr 중 어느 1종 또는 2종 이상을 적량 첨가한 소지 강재에 있어서, 그 제조 공정에서의 스케일 생성 조건을 최적화하는 것에 의해, 밀착성과 치밀성이 높은 스케일층을 소지 강재의 표면에 형성할 수 있고, 장기간에 걸쳐 우수한 일시 방청 효과를 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 또한, 강재의 Cu나 Cr 등의 첨가 원소의 함유량을 적정화하는 것에 의해, 불가피적으로 생기는 스케일 결함부에 있어서의 소지 강재의 부식을 억제할 수 있다는 것을 발견했다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이, 스케일층 자체의 보호성 향상에 의해 녹 발생을 늦추고, 더욱이 스케일 결함부에 있어서의 소지 강재 자체의 부식의 진전 억제에 의해 우수한 일시 방청 성능이 얻어지는 것이다. 또한, 본 발명에서는, 소지 강재의 성분 조성의 적정화에 더하여, 스케일층의 조성 및 두께를 적정화할 필요가 있고, 이하에 그들의 한정 이유를 기재한다.

<소지 강재의 성분 조성>

소지 강재는 우수한 내식성에 더하여, 구조용 부재로서 필요한 기계적 특성, 용접성 등의 여러 특성을 만족시킬 필요가 있다. 이들 관점에서, 상기한 Cu, Cr, Ti, Nb, Zr과 같은 일시 방청성 및 소지 강판의 내식성을 높이는 원소에 더하여, Si, Mn, Al, P, S의 함유량도 적절히 조정할 것이 필요하다. 이하, 이들 각종 첨가 원소의 성분 범위의 한정 이유에 대하여 설명한다. 이하, 표의 기재를 포함해 단위는 모두 %로 기재하는데, 모두 질량%를 나타낸다.

·C: 0.04∼0.3%

C는 소지 강재의 강도 확보를 위해서 필요한 기본적 첨가 원소이다. 소지 강재로서 통상 요구되는 강도 특성을 얻기 위해서는, 적어도 0.04% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, C를 과잉으로 함유시키면, 인성(靭性)이 열화되는 것에 더하여, 스케일층의 박리부에 있어서 캐소드 사이트로서 작용하는 시멘타이트가 부식 반응을 촉진하여 내식성이 열화된다. 이와 같은 C의 과잉 첨가에 의한 악영향을 발생시키지 않기 위해서는, C의 함유량은 많아도 0.3%로 억제할 필요가 있다. 따라서, C의 함유량의 범위는 0.04∼0.3%로 했다. 한편, C의 함유량의 바람직한 하한은 0.045%이고, 보다 바람직하게는 0.05% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, C의 함유량의 바람직한 상한은 0.28%이고, 보다 바람직하게는 0.25% 이하로 하는 것이 좋다.

·Si: 0.1∼1.0%

Si는 소지 강판과 스케일층의 밀착성을 향상시키는 데 유효한 원소인 것에 더하여, 탈산과 강도 확보를 위해서도 필요한 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서는, 적어도 0.1% 이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Si는 1.0%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 용접성이 열화된다. 따라서, Si의 함유량의 범위는 0.1∼1.0%로 했다. 한편, Si의 함유량의 바람직한 하한은 0.11%이고, 보다 바람직하게는 0.12% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Si의 함유량의 바람직한 상한은 0.95%이고, 보다 바람직하게는 0.90% 이하로 하는 것이 좋다.

·Mn: 0.1∼2.5%

Mn도 Si와 마찬가지로, 탈산 및 강도 확보를 위해서 필요한 원소이고, 0.1%에 미치지 않으면 구조용 부재로서 이용하는 소지 강재로서의 최저 강도를 확보할 수 없다. 그러나, 2.5%를 초과하여 과잉으로 함유시키면 인성이 열화된다. 따라서, Mn의 함유량의 범위는 0.1∼2.5%로 했다. 한편, Mn의 함유량의 바람직한 하한은 0.15%이고, 보다 바람직하게는 0.2% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Mn의 함유량의 바람직한 상한은 2.4%이고, 보다 바람직하게는 2.3% 이하로 하는 것이 좋다.

·P: 0% 초과 0.04% 이하

P는 과잉으로 함유시키면 인성이나 용접성을 열화시키는 원소이고, P의 허용되는 함유량의 상한은 0.04%이다. P의 함유량은 가능한 한 적은 편이 바람직하고, P의 함유량의 보다 바람직한 상한은 0.038%이며, 더 바람직하게는 0.035% 이하로 하는 것이 좋다. 그러나, 공업적으로 소지 강재 중의 P를 0%로 하는 것은 곤란하다.

·S: 0% 초과 0.04% 이하

S도 함유량이 많아지면 인성이나 용접성을 열화시키는 원소이고, 허용되는 함유량의 상한은 0.04%이다. S의 함유량의 보다 바람직한 상한은 0.038%이고, 더 바람직하게는 0.035% 이하로 하는 것이 좋다. 그러나, 공업적으로 소지 강재 중의 S를 0%로 하는 것은 곤란하다.

·Al: 0.01∼0.2%

Al도 상기한 Si, Mn과 마찬가지로 탈산 및 강도 확보를 위해서 필요한 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 0.01% 이상 함유시킬 것이 필요하다. 그러나, 0.2%를 초과하여 함유시키면 용접성을 해치기 때문에, Al의 함유량의 범위는 0.01∼0.2%로 했다. 한편, Al의 함유량의 바람직한 하한은 0.011%이고, 보다 바람직하게는 0.012% 이상으로 하는 것이 좋다. 또한, Al의 함유량의 바람직한 상한은 0.19%이고, 보다 바람직하게는 0.18% 이하로 하는 것이 좋다.

·Cu: 0.05∼1.0%

강 중의 Cu는 스케일층을 치밀화하여 방식성을 높이는 작용을 갖는 첨가 원소이다. 게다가, Cu는 스케일층의 결함부나 박리부에 있어서 노출된 소지 강재의 애노드의 활성도를 저하시켜, 녹을 치밀화시키는 작용을 갖기 때문에, 스케일 흠집 등으로부터의 부식의 확대를 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 이와 같은 효과를 발휘시키기 위해서는, 적어도 0.05% 이상 함유시킬 것이 필요하다. 그러나, 과잉으로 함유시키면 용접성이나 열간 가공성을 열화시키므로, Cu의 함유량은 1.0% 이하로 할 필요가 있다. 따라서, Cu의 함유량의 범위는 0.05∼1.0%로 했다. 한편, Cu의 함유량의 바람직한 하한은 0.06%이고, 보다 바람직한 하한은 0.07%이다. 또한, Cu의 함유량의 바람직한 상한은 0.95%이고, 보다 바람직한 상한은 0.9%이다.

·Cr: 0.05∼1.0%

Cr은 Cu와 마찬가지로 스케일층을 치밀화하여 방식성을 높이는 작용을 갖는 첨가 원소이다. 게다가, Cr은 스케일층의 결함부나 박리부에 있어서 노출된 소지 강재의 애노드의 활성도를 저하시켜, 녹을 치밀화시키는 작용을 갖기 때문에, 스케일 흠집 등으로부터의 부식의 확대를 억제하는 작용을 갖는 원소이다. 이와 같은 효과를 발휘시키기 위해서는, 적어도 0.05% 이상 함유시킬 것이 필요하다. 그러나, 과잉으로 함유시키면 용접성이나 열간 가공성을 열화시키므로, Cr의 함유량은 1.0% 이하로 할 필요가 있다. 따라서, Cr의 함유량의 범위는 0.05∼1.0%로 했다. 한편, Cr의 함유량의 바람직한 하한은 0.06%이고, 보다 바람직한 하한은 0.07%이다. 또한, Cr의 함유량의 바람직한 상한은 0.95%이고, 보다 바람직한 상한은 0.9%이다.

·Ti: 0.005∼0.1%, Nb: 0.005∼0.1%, Zr: 0.005∼0.1% 중 어느 1종 또는 2종 이상

Ti, Nb 및 Zr은, Cu 및 Cr의 공존 하에 있어서, 스케일 흠집부에 있어서의 소지 강재의 녹을 치밀화하는 작용을 갖고 있어, 스케일 흠집으로부터의 부식 진전을 억제하기 위해서 필요한 원소이다. 이와 같은 효과를 발휘시키기 위해서는, 적어도 각각 0.005% 이상 함유시킬 것이 필요하다. 그러나, 과잉으로 함유시키면 용접성이나 열간 가공성을 열화시키므로, Ti, Nb 및 Zr의 함유량은 각각 0.05% 이하로 할 필요가 있다. Ti, Nb 및 Zr의 함유량의 바람직한 하한은 0.006%이고, 보다 바람직한 하한은 0.007%이다. 또한, Ti, Nb 및 Zr의 함유량의 바람직한 상한은 0.095%이고, 보다 바람직한 상한은 0.09%이다.

·N: 0.001∼0.015%

N은, Ti, Nb 및 Zr 중 어느 것과의 공존 하에 있어서, 스케일층을 치밀화하여 방식성을 높이는 작용을 갖는 첨가 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, N의 함유량은 0.001% 이상으로 할 것이 필요하다. 그러나, 그 함유량이 과잉이면, 소지 강재의 인성에 악영향을 미치는 것에 더하여, 용접성도 해치기 때문에, N의 함유량의 상한을 0.015%로 한다. 따라서, N의 함유량의 범위는 0.001∼0.015%로 했다. 한편, N의 함유량의 바람직한 하한은 0.0015%이고, 0.002% 이상이 보다 바람직하다. 또한, N의 함유량의 바람직한 상한은 0.014%이고, 0.013% 이하가 보다 바람직하다.

이상이, 본 발명의 강재를 구성하는 소지 강재의 필수 첨가 원소의 성분 범위의 한정 이유이고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 불가피적 불순물로서는, O, H 등을 들 수 있고, 이들 원소는 소지 강재의 여러 특성을 해치지 않을 정도로 함유되어 있어도 상관없다. 단, 이들 불가피적 불순물의 합계 함유량은 0.1% 이하, 바람직하게는 0.09% 이하로 억제하는 것에 의해서, 본 발명에 의한 내식성 발현 효과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명의 강재를 구성하는 소지 강재에, 이하에 나타내는 원소를 함유하면 더 유효하다. 이들 원소를 함유시키는 경우의 성분 범위의 한정 이유에 대하여 다음에 설명한다.

·Ni: 0.05∼6.0%, Co: 0.01∼5.0%, Mo: 0.01∼2.0%, W: 0.01∼2.0% 중 어느 1종 또는 2종 이상

Ni, Co, Mo, W는 스케일층의 결함부에 있어서의 소지 강재의 부식 반응의 활성도를 저하시키는 작용을 갖고 있어, 내식성의 향상에 유효한 원소이다. 또한, 적량의 Ni, Co, Mo, W는 소지 강재의 강도 특성을 향상시키는 것에도 유효하여, 필요에 따라서 첨가시키는 원소이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Ni는 0.05% 이상, Co, Mo, W는 각각 0.01% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, 이들 원소의 첨가량이 과잉이 되면 용접성이나 열간 가공성을 열화시키므로, 함유시키는 경우에는, Ni로 6.0% 이하, Co로 5.0% 이하, Mo와 W로 2.0% 이하로 한다. Ni를 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.06%이고, 0.07% 이상으로 하는 것이 더 바람직하다. Co, Mo, W를 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.02%이고, 0.03% 이상으로 하는 것이 더 바람직하다. 또한, Ni를 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 5.9%이고, 5.8% 이하로 하는 것이 더 바람직하다. Co를 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 4.9%이고, 4.8% 이하로 하는 것이 더 바람직하다. Mo와 W를 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 1.9%이고, 1.8% 이하로 하는 것이 더 바람직하다.

·Mg: 0.0005∼0.01%, Ca: 0.0005∼0.01%, REM: 0.0005∼0.01% 중 어느 1종 또는 2종 이상

Mg, Ca, REM은 스케일층의 결함부에 있어서 소지 강재의 표면 근방의 pH 저하를 억제하는 작용을 갖고 있어, 내식성을 더 향상시키는 데 유효한 원소이다. 이 작용은 이들 원소가 부식 용해되어 수소 이온과 반응함으로써 발휘된다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는, 각각 0.0005% 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, 이들 원소의 함유량이 과잉이 되면 용접성이나 열간 가공성을 열화시키므로, 이들 원소를 함유시키는 경우에는, 0.0005∼0.01%로 한다. Mg, Ca, REM을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 각각 0.0006%이고, 더 바람직한 하한은 각각 0.0007%이다. 한편, Mg, Ca, REM을 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 각각 0.0095%이고, 더 바람직한 상한은 각각 0.009%이다.

·Sn: 0.001∼0.2%, Sb: 0.001∼0.2%, Se: 0.001∼0.2% 중 어느 1종 또는 2종 이상

Sn, Sb, Se는 스케일층의 결함부의 부식을 억제하는 데 유효한 첨가 원소이다. 이 작용은 이들 원소를 각각 0.001% 이상 함유시키는 것에 의해서 유효하게 발휘된다. 그러나, 이들 원소의 함유량이 과잉이 되면 용접성이나 열간 가공성을 열화시키므로, 이들 원소를 함유시키는 경우에는, 모두 0.001∼0.2%로 한다. Sn, Sb, Se를 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 각각 0.002%이고, 더 바람직한 하한은 각각 0.003%이다. 한편, Sn, Sb, Se를 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 각각 0.19%이고, 더 바람직한 상한은 각각 0.18%이다.

·B: 0% 초과 0.01% 이하, V: 0% 초과 0.1% 이하, Zn: 0% 초과 0.1% 이하 중 어느 1종 또는 2종 이상

B, V 등의 강도 향상에 유효한 원소나 인성 향상에 유효한 Zn도 필요에 따라서 함유시킬 수 있다. 이들 첨가 원소는 극히 약간이라도 함유되면 강도 또는 인성 향상 효과를 발현하는데, 예를 들면, B는 0.0001% 이상, V, Zn은 0.001% 이상 함유시키는 것에 의해 강도 또는 인성 향상 효과가 보다 확실히 발현된다. 그러나, B, V를 과잉으로 함유시키면 모재 인성이 열화되기 때문에, 또한 Zn을 과잉으로 함유시키면 용접성이 열화되기 때문에, 이들 원소를 함유시키는 경우의 함유량에는 제한이 있다. B를 함유시킬 때에는 0.01% 이하, V, Zn을 함유시킬 때에는 각각 0.1% 이하로 한다. B를 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.0002%이고, 더 바람직한 하한은 0.0003%이다. 한편, B를 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 0.0095%이고, 더 바람직한 상한은 0.009%이다. 또한, V, Zn을 함유시킬 때의 보다 바람직한 하한은 0.002%이고, 더 바람직한 하한은 0.003%이다. 한편, V, Zn을 함유시킬 때의 보다 바람직한 상한은 0.095%이고, 더 바람직한 상한은 0.09%이다.

<스케일층>

통상의 강재에서는, 제조 과정에 있어서의 가열 이력에 따라서, Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO, (Fe,Mn)O, Fe₂SiO₄, 기타 합금 원소의 산화물 등으로 이루어지는 스케일층이 표면에 형성된다. 이들 중에서 스케일의 일시 방청성에 크게 영향을 주는 인자는, 스케일층의 밀착성에 더하여, 스케일층 중의 Fe₂O₃, Fe₃O₄의 양이다.

본 발명에서는, 소지 강재의 화학 성분의 작용에 의해 스케일층의 밀착성과 치밀성을 향상시켜서, Cl 이온 등의 부식성 인자의 소지 강재로의 침입을 억제하여 일시 방청성을 높인다.

스케일층의 우수한 방청 성능을 장기간에 걸쳐서 얻기 위해서는, 전술한 소지 강재의 성분 조성의 최적화에 더하여, 스케일층 중의 Fe₃O₄의 함유율, 스케일층 중의 Fe₂O₃과 Fe₃O₄의 질량비, 및 스케일층의 두께를 적정화할 것도 필요하다.

본 발명에 있어서의 스케일층 중의 Fe₃O₄의 함유율은 강재 표면에 형성한 스케일층 전체에서 차지하는 Fe₃O₄의 질량%로의 비율이고, Fe₂O₃과 Fe₃O₄의 질량비는 강재 표면에 형성한 스케일층 중의 Fe₂O₃과 Fe₃O₄의 질량 비율, 즉 Fe₂O₃/Fe₃O₄이다.

이들은 스케일층을 형성한 강재의 X선 회절법에 의한 정량 분석에 의해서 구할 수 있다. 구체적으로는, 스케일층을 형성한 강재의 표면으로부터 단색화한 X선을 조사하고, 회절 X선의 Fe₂O₃ 및 Fe₃O₄에 상당하는 피크의 면적으로부터 각각의 농도를 구하고, 소지 강판에서 유래하는 Fe의 농도를 빼서 스케일층 전체에서 차지하는 각각의 농도를 구함으로써, 산출할 수 있다.

이하, 스케일층 중의 Fe₃O₄의 함유율, 스케일층 중의 Fe₂O₃과 Fe₃O₄의 질량비, 스케일층의 두께의 순으로 상세하게 설명한다.

·스케일층 중의 Fe₃O₄의 함유율

스케일층 중의 Fe₃O₄는 스케일층과 소지 강판의 밀착성을 향상시키는 작용을 갖고 있어, 사용 환경에 있어서 방식성을 장기간 유지하기 위해서 필요하다. 이와 같은 작용을 얻기 위해서는, 스케일층 중에서 차지하는 Fe₃O₄의 비율을 질량%로 40% 이상으로 할 것이 필요하다. 그러나, 스케일층 중에서 차지하는 Fe₃O₄의 비율이 과잉이 되면 스케일층의 결함부의 부식이 촉진되기 때문에, 스케일층 중에서 차지하는 Fe₃O₄의 비율은 질량%로 80% 이하로 할 것이 필요하다. 한편, 스케일층 중에서 차지하는 Fe₃O₄의 비율은 41% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 42% 이상이 더 바람직하다. 또한, 스케일층 중에서 차지하는 Fe₃O₄의 비율은 보다 바람직하게는 79% 이하이고, 78% 이하가 더 바람직하다.

·스케일층 중의 Fe₂O₃과 Fe₃O₄의 질량비: Fe₂O₃/Fe₃O₄

Fe₂O₃은 스케일층의 최표면에 생성되어, 스케일층의 보호성을 향상시키는 데 필요하다. 스케일층에서 차지하는 Fe₂O₃의 비율이 지나치게 많아지면, 스케일층의 박리가 일어나기 쉬워지고, 반대로 지나치게 적으면, 그의 보호성 향상 작용이 얻어지지 않는다. 스케일층 중에서 차지하는 최적인 Fe₂O₃의 함유량은 Fe₂O₃ 단독으로는 결정할 수 없고, 스케일층 중의 Fe₃O₄와의 질량비로 정해진다. 구체적으로는, Fe₂O₃/Fe₃O₄로 구해지는 질량비가 0.2∼0.4가 아니면 안 된다. 한편, 스케일층 중의 Fe₂O₃과 Fe₃O₄의 질량비: Fe₂O₃/Fe₃O₄의 하한은 0.21인 것이 보다 바람직하고, 0.22 이상이 더 바람직하다. 한편, Fe₂O₃/Fe₃O₄의 상한은 0.39가 보다 바람직하고, 0.38 이하가 더 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명의 강재에 있어서의 스케일층은 Fe₂O₃ 및 Fe₃O₄를 주체로 한 산화물로 이루어지는 것이다. 기타 산화물로서는, 철과 합금 원소 중 적어도 한쪽을 성분으로 하는 산화물이고, 예를 들면, FeO, (Fe,Mn)O, Fe₂SiO₄ 등을 예시할 수 있다.

·스케일층의 두께

스케일층의 두께는 사용 환경에 있어서 방식성을 장기간 유지하기 위해서 최적화할 필요가 있다. 스케일층이 지나치게 얇으면, Cl 이온 등의 부식성 인자의 소지 강재로의 침입의 억제 효과가 불충분해져, 충분한 방식성이 얻어지지 않는다. 한편, 스케일층이 지나치게 두꺼우면, 사용 환경에 있어서의 주야의 온도 변화 등에 의한 스케일 박리가 일어나기 쉬워져, 방식성을 장기간 유지할 수 없다. 이와 같은 관점에서, 스케일층의 두께는 평균 두께로 3μm 내지 15μm로 할 것이 필요하다. 스케일층의 평균 두께의 보다 바람직한 하한은 3.5μm이고, 더 바람직한 하한은 4μm이다. 또한, 스케일층의 평균 두께의 보다 바람직한 상한은 14.5μm이고, 더 바람직한 상한은 14μm이다.

이 스케일층의 두께에 대해서는, 강재의 단면 관찰로부터 측정하는 것이 가능하고, 그 밖에 초음파 두께계를 이용하여 측정하는 것도 가능하다. 한편, 스케일층의 두께는 강판의 측정 위치에 따라 상이한 경우가 있기 때문에, 임의의 10점 이상의 평균값, 즉 평균 두께를 스케일층의 두께로 하는 것이 바람직하다.

<강재의 제조 방법>

소지 강재를 확실히 제조하기 위해서는, 예를 들면 이하에 설명하는 방법에 의해 제조하는 것이 가능하다. 우선, 전로(轉爐) 또는 전기로로부터 취과(取鍋, ladle)로 출강된 용강에 대해서, RH 진공 탈가스 장치를 이용하여, 본 발명에서 규정하는 성분 조성으로 조정함과 더불어, 온도 조정을 함으로써 2차 정련을 행한다. 그 후, 연속 주조법, 조괴법 등의 통상의 주조 방법으로 강괴로 한다. 한편, 구조용 부재로서 강재에 필요한 기계적 특성이나 용접성과 같은 기본 특성을 확보하기 위해서, 탈산 형식으로서는 킬드 강을 이용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Al 킬드 강을 이용할 것이 추천된다.

얻어진 강괴를 1000∼1200℃로 가열한 후 열간 압연을 실시하는데, 압하율이 큰 경우에는 조(粗)압연 및 마무리 압연의 2단의 압연으로 하는 것이 가능하다. 이때 압연 전의 가열로 생긴 산화물이 소지 강재에 파고들어 최종적으로 생성되는 스케일의 보호성을 해치는 것을 막기 위해, 압연 전에는 디스케일링(descaling)에 의해 스케일 제거를 충분히 행할 것이 추천된다.

한편, 본 발명의 스케일층이 표면에 형성된 강재에서는, 예를 들면, 압연 종료 온도, 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간 및 분위기를 조정하는 것에 의해 원하는 스케일 조성 및 두께로 할 수 있다.

압연 종료 온도가 지나치게 낮은 경우에는 스케일 중의 Fe₃O₄량이 적어져, 소정의 스케일 조성이 얻어지지 않는다. 또한, 압연 종료 온도가 지나치게 높은 경우에는, 기공이 많은 두꺼운 스케일층이 되는 것에 더하여, FeO량이 증대되기 때문에 소정의 스케일 조성이 얻어지지 않는다. 이와 같은 이유로부터, 압연 종료 온도에 대해서는, 660℃ 내지 770℃의 범위로 하는 것을 예시할 수 있다. 압연 종료 온도의 보다 바람직한 온도는 하한이 680℃, 상한이 750℃이다.

여기에서, 강재 제조 시에 있어서는 열간 압연 종료로부터 냉각 개시까지는 특별히 시간을 두지 않고 냉각을 개시하는 것이 일반적인 방법이며, 통상은 대략 20초 내지 60초 이내에 냉각이 개시된다. 이에 비하여, 본 발명에서는 소정의 조성 및 두께의 스케일층을 형성하기 위해서, 열간 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간을 어느 정도 확보할 것이 필요하다.

압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간이 지나치게 짧으면, Fe₃O₄의 양이 지나치게 적어져 소정의 스케일 조성이 되지 않는 것에 더하여, 스케일이 충분히 성장하지 않기 때문에, 소정의 두께의 스케일층이 얻어지지 않는다. 한편, 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간이 지나치게 길면, Fe₂O₃/Fe₃O₄비가 지나치게 높아져 소정의 스케일 조성이 되지 않는 것에 더하여, 스케일층이 지나치게 두꺼워져 소정의 두께의 스케일층이 얻어지지 않고, 나중의 냉각 과정 등에서 스케일 박리를 일으키기 쉬워진다. 이와 같은 관점에서, 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간은 30∼120초로 한다.

한편, 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 사이에는, 소정의 스케일을 성장시키기 위해, 온도를 압연 종료 온도로부터 압연 종료 온도 -50℃의 범위로 유지할 것이 추천된다.

또한, 통상의 열간 압연 시에 있어서는 나중의 냉각 과정에서의 수냉을 위해, 수증기가 비교적 많은 분위기가 되는 경우가 많아, 비교적 습도가 높은 환경에서 압연되는 것이 일반적이다. 그러나, 스케일층의 성상에는 대기 중의 수분이 크게 영향을 주어, 수분이 지나치게 많으면 스케일의 치밀성이 저하되어 Cl 이온 등의 부식성 물질의 침입 억제 효과가 얻어지지 않게 되기 때문에, 방청성이 저하된다.

이 때문에, 본 발명에서는 압연 시의 분위기의 습도도 제어할 필요가 있다. 이와 같은 이유로부터, 열간 압연 전의 디스케일링 후로부터 열간 압연 후의 냉각 개시까지에 노출되는 분위기 중의 수분량은 상대 습도로 70%RH 이하로 할 필요가 있다. 한편, 보다 바람직한 당해 분위기 중의 수분량은 상대 습도로 60%RH 이하이고, 더 바람직하게는 50%RH 이하이다.

또한, 열간 압연 후의 냉각 과정도 스케일의 성장 및 성상에 영향을 주기 때문에, 냉각 속도의 조정도 필요해진다. 열간 압연 후의 냉각 속도가 지나치게 늦으면, 냉각 시의 스케일 성장에 의해, 스케일층이 지나치게 두꺼워져, 소정의 두께의 스케일층이 얻어지지 않는다. 또한, 열간 압연 후의 냉각 속도가 지나치게 빠르면, 스케일층에 히트 크랙이 생겨, 스케일층의 보호성이 저하된다. 이와 같은 관점에서, 열간 압연 후의 냉각 속도는 1∼10℃/s로 할 것이 추천된다. 한편, 냉각 속도의 보다 바람직한 하한은 1.5℃/s이고, 더 바람직한 하한은 2℃/s이다. 한편, 냉각 속도의 보다 바람직한 상한은 9℃/s이고, 더 바람직한 상한은 8℃/s이다.

한편, 본 발명의 강재의 형태로서는, 예를 들면 강판, 강관, 봉강, 선재, 형강 등을 들 수 있다. 또한, 용도로서는, 예를 들면 탱커, 컨테이너선, 벌크선(bulker) 등의 화물선, 화객선, 여객선, 군함 등의 선박의 구조 부재로서 이용하는 것을 들 수 있다. 또한, 해양 구조물이면, 해양상에서 석유나 천연 가스를 굴삭하는 구조물, 해양에서 석유·가스의 생산·저장·적출 등을 행하는 부체(浮體)식 설비 등을 비롯하여, 해양에서의 풍력 발전, 파랑 발전, 조류·해류 발전, 온도차 발전, 태양광 발전 등의 발전 관련 설비에 이용하는 구조 부재를 들 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 의해서 제한을 받는 것은 아니며, 전·후기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다.

[공시재의 제작]

표 1, 2에 나타내는 여러 가지의 성분 조성의 강재를 진공 용해로에 의해 용제하여, 50kg의 강괴로 했다. 얻어진 강괴를 1100℃로 가열한 후, 고압수 제트에 의한 디스케일링을 행하고 나서, 열간 압연을 행하여, 판 두께 10mm의 강 소재로 했다.

이때, 표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 No. 1∼7 및 14∼52에서는, 열간 압연의 종료 온도는 660∼770℃의 범위로 적절히 조정하고, 열간 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간은 30∼120초의 범위로 적절히 조정하고, 디스케일링으로부터 냉각 개시까지의 사이는 강판이 노출되는 분위기의 습도를 70%RH 이하로 적절히 조정하고, 열간 압연 후의 냉각 속도는 1∼10℃/s의 범위로 적절히 조정하여, 스케일층의 조성 및 두께가 본 발명의 조건을 만족하도록 조정했다.

또한, 실시예 No. 8∼13에서는, 표 3에 나타내는 바와 같이 열간 압연의 종료 온도, 열간 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간, 분위기의 습도, 냉각 속도를 변화시켜, 화학 성분은 본 발명의 규정을 만족하지만, 스케일층의 조성 또는 두께가 본 발명의 조건에서 벗어나도록 조정했다.

이와 같이 해서 얻어진 강재로부터 스케일층을 형성한 면을 그대로 남기고, 크기 150mm×150mm×10mm의 대기 폭로 시험용의 시험편을 각각 3매씩 잘라냈다. 또한, 스케일층의 조성을 구하기 위해, 열간 압연 후의 강 소재로부터 크기 40mm×40mm×10mm의 샘플을 채취하고, Co 타겟을 사용한 X선 회절법에 의한 정량 분석을 행했다. 또한, 도 1에 나타내는 시험편의 16점에 대하여 초음파 두께계를 이용해서 스케일 두께를 측정하여, 그들의 평균값을 스케일층의 평균 두께로 했다.

모든 시험편은, 시험면이 되는 150×150mm의 1면 이외의 면을 실리콘 실런트에 의해 피복하여, 하기의 대기 폭로 시험에 공시했다.

[대기 폭로 시험 방법]

비래염분에 의한 부식성이 심한 환경에 있어서의 각 스케일 부착 강재의 일시 방청 능력을 평가하기 위해, 대기 폭로 시험을 실시했다. 폭로 장소는 일본 효고현 가코가와시의 해안으로부터의 거리가 100m인 위치이며, 각 시험편의 상기 시험면이 45℃가 되도록 도 1의 시험편을 폭로했다. 폭로한 시험편은 각 강재당, 각각 3매씩이다. 시험편에는 부식 촉진을 위해, 1주간에 1회, 해수를 산포(散布)했다. 폭로 기간은 56일간이다. 일시 방청 능력으로서, 폭로 후의 시험면의 발청 면적 및 최대 부식 깊이를 평가했다.

발청 면적에 대해서는, 폭로 후의 시험면을 디지털 카메라로 사진 촬영하고, 화상 해석에 의해 발청부의 면적을 구하여, 3매의 시험편의 평균값을 발청 면적으로 했다. 또한, 최대 부식 깊이에 대해서는, 폭로 후의 시험편을 온도 80℃의 10% 시트르산수소이암모늄 수용액에 침지하여 탈청 처리를 행한 후, 깊이 게이지를 이용해서 국부 부식 개소의 부식 깊이를 측정하여, 3매의 시험편 중 가장 깊은 것을 최대 부식 깊이로 했다.

평가 기준은 이하와 같다. 우선, 발청 면적에 대해서는, No. 1의 강재의 발청 면적을 100으로 했을 때의 상대값이 60 이상 70 미만인 것을 A, 상대값이 50 이상 60 미만인 것을 AA, 상대값이 50 미만인 것을 AAA로 나타냈다.

또한, 최대 부식 깊이에 대해서는, No. 1의 강재의 최대 부식 깊이를 100으로 했을 때의 상대값이 70 이상 80 미만인 것을 A, 상대값이 60 이상 70 미만인 것을 AA, 상대값이 60 미만인 것을 AAA로 나타냈다.

발청 면적, 최대 부식 깊이 모두 A∼AAA인 것을 합격으로 하고, 양 항목 모두 A∼AAA인 것을 종합 평가에서 합격으로 하여, 일시 방청 능력이 우수한 강재라고 평가했다.

[평가 결과]

시험에 의한 평가 결과를 표 4에 나타낸다. No. 1∼No. 13의 비교예는 발청 면적 및 최대 부식 깊이의 상대값이 90∼100으로, 일시 방청성은 충분하지는 않다. No. 2∼No. 7은 모두 소지 강재의 성분 조성이 본 발명의 조건을 만족하지 않는 것으로, 각각 Cu, Cr, N, Ti, Nb 및 Zr의 첨가량이 지나치게 적기 때문에, 일시 방청성이 충분히 얻어지지 않는다.

No. 8∼No. 13은 소지 강재의 성분 조성은 본 발명의 조건을 만족하는 것이지만, 모두 스케일층의 조성 또는 두께가 본 발명의 조건을 만족하지 않는 것이다. No. 8은 스케일층 중의 Fe₃O₄의 함유율이, No. 9는 Fe₂O₃/Fe₃O₄비가 각각 지나치게 작기 때문에, 일시 방청성이 충분히 얻어지지 않는다. No. 10은 스케일층의 두께가 지나치게 얇기 때문에, 일시 방청성이 충분히 얻어지지 않는다.

또한, No. 11은 스케일층 중의 Fe₃O₄의 함유율이, No. 12는 Fe₂O₃/Fe₃O₄비가 각각 지나치게 크기 때문에, 일시 방청성이 충분히 얻어지지 않는다. No. 13은 스케일층의 두께가 지나치게 두껍기 때문에, 일시 방청성이 충분히 얻어지지 않는다.

이들 비교예에 비하여, 발명예 No. 14∼No. 52는 모두 발청 면적이 70 미만으로 억제되어 있음과 더불어, 최대 부식 깊이의 상대값이 80 미만으로 억제되어 있다. 이와 같이, 본 발명의 조건을 모두 만족하는 No. 14∼No. 52의 강재는 비래염분의 부식성 환경에 있어서 우수한 내식성을 발휘한다.

특히, Ni, Co, Mo 및 W 중 어느 1종 또는 2종 이상을 적량 함유시킨 S16∼S22의 소지 강재의 표면 상에, 본 발명의 조건을 만족하는 스케일층을 형성한 No. 22∼No. 28은 발청 면적의 억제 효과가 현저하다.

이들에, Sn, Sb 및 Se 중 어느 1종 또는 2종 이상을 적량 추가로 함유시킨 S37∼S40의 소지 강재의 표면 상에, 본 발명의 조건을 만족하는 스케일층을 형성한 No. 43∼No. 46은 발청 면적의 억제 효과가 더 현저하다.

또한, Mg, Ca 및 REM 중 어느 1종 또는 2종 이상을 적량 함유시킨 S23∼S28의 소지 강재의 표면 상에, 본 발명의 조건을 만족하는 스케일층을 형성한 No. 29∼No. 34는 최대 부식 깊이의 억제 효과가 특히 현저하다.

이들에, Sn, Sb 및 Se 중 어느 1종 또는 2종 이상을 적량 추가로 함유시킨 S41∼S43의 소지 강재의 표면 상에, 본 발명의 조건을 만족하는 스케일층을 형성한 No. 47∼No. 49는 최대 부식 깊이의 억제 효과가 더 현저하다.

이상과 같이, 본 발명의 조건을 만족하는, 소지 강재의 표면에 스케일층을 형성한 강재는, 모두 심한 대기 부식 환경 하에 있어서 우수한 일시 방청성을 발휘하는 것이고, 선박, 해양 구조물, 플랜트, 교량, 건축 분야 등의 강 구조물에 이용되는 강재로서 적합하다.

Claims (3)

1. 소지 강재와, 상기 소지 강재의 표면 상에 형성되는 스케일층을 포함하는 강재로서,
   상기 소지 강재가, 질량%로, C: 0.04∼0.3%, Si: 0.1∼1.0%, Mn: 0.1∼2.5%, P: 0% 초과 0.04% 이하, S: 0% 초과 0.04% 이하, Al: 0.01∼0.2%, Cu: 0.05∼1.0%, Cr: 0.05∼1.0%, N: 0.001∼0.015%를 함유함과 더불어, Ti: 0.005∼0.1%, Nb: 0.005∼0.1%, Zr: 0.005∼0.1% 중 어느 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지며,
   상기 스케일층이, 상기 스케일층 전체에 대한 질량%로, Fe₃O₄: 40∼80%를 함유하고, 잔부가 Fe₂O₃을 포함하는 다른 산화물임과 더불어,
   상기 스케일층에 있어서의 Fe₃O₄와 Fe₂O₃의 질량비가, Fe₂O₃/Fe₃O₄로 0.2∼0.4이며,
   또한, 상기 스케일층의 평균 두께가 3∼15μm인 것을 특징으로 하는 강재.
2. 제 1 항에 있어서,
   이하의 (a)∼(b)군 중 적어도 1군을 포함하는 선박용 강재.
   (a) Ni: 0.05∼6.0%, Co: 0.01∼5.0%, Mo: 0.01∼2.0%, W: 0.01∼2.0%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상,
   (b) Mg: 0.0005∼0.01%, Ca: 0.0005∼0.01%, REM: 0.0005∼0.01%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상,
   (c) Sn: 0.001∼0.2%, Sb: 0.001∼0.2%, Se: 0.001∼0.2%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상,
   (d) B: 0% 초과 0.01% 이하, V: 0% 초과 0.1% 이하, Zn: 0% 초과 0.1% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성의 강괴를 1000∼1200℃로 가열한 후에, 상기 강괴에 열간 압연을 실시하여 강재를 제조함에 있어서,
   열간 압연의 압연 종료 온도를 660℃∼770℃,
   열간 압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간을 30∼120초,
   열간 압연 시의 분위기 중의 수분량을 상대 습도로 70%RH 이하,
   열간 압연 후의 냉각 속도를 1∼10℃/s로 하는 것을 특징으로 하는 강재의 제조 방법.

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