KR20180067892A

KR20180067892A - 고강도 저항복비형 미세 구상화 강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20180067892A
Application number: KR1020160169306A
Authority: KR
Inventors: 장제욱; 김용우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108220547B; CN108220547A; KR101889173B1

Abstract

중량%로, C: 0.10~0.40%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 0.005~0.3%, P: 0.005~0.02%, S: 0.01% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1.5%, Mo: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.4%, Ni: 0.01~0.4%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직으로 10~30면적%의 펄라이트, 잔부 페라이트 및 구상화된 탄화물을 포함하는 미세 구상화 강판 및 이를 제조하는 방법이 개시된다.

Description

고강도 저항복비형 미세 구상화 강판 및 그 제조방법 {HIGH STRENGTH FINE SPHEROIDAL GRAPHITE STEEL SHEET HAVING LOW YIELD RATIO AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 고강도 저항복비형 미세 구상화 강판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유정관 제조에 바람직하게 이용될 수 있는 고강도 저항복비형 미세 구상화 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

유정관용 강관은 일반적으로 고강도, 인성, 내지연 파괴성 등의 특성이 요구되며 그 중 500m 이상의 깊이에서 사용되는 것은 낮은 항복강도와 높은 인장강도를 동시에 요구하는 저항복비 특성이 필요하다. 특히 유정관 지지대와 이음매 및 기타 부품으로 사용되는 미세 구상화 강의 경우 높은 성형성과 가공성이 필요하기에 고강도 저항복비 특성과 성형성 또한 우수하여야 한다.

관련하여, 특허문헌 1은 고강도 저항복비 유정관용 강재에 관한 내용을 개시하나, 유정관 지지대 같은 같은 부품에 적용하기에는 항복강도 및 인장강도가 너무 높고 항복비도 다소 높은 편이다. 또한, 특허문헌 2에서는 페라이트 분율을 80% 정도 확보하여, 항복비 0.7 이하를 구현하였으나 내마모성과 내부식성 확보를 위해서는 성분계 및 미세조직 측면에서 개선이 필요하다.

한국 공개특허공보 제2013-0105008호 한국 공개특허공보 제2015-0004430호

본 발명의 여러 목적 중 하나는, 고강도 저항복비형 미세 구상화 강판과 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은, 중량%로, C: 0.10~0.40%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 0.005~0.3%, P: 0.005~0.02%, S: 0.01% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1.5%, Mo: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.4%, Ni: 0.01~0.4%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직으로 10~30면적%의 펄라이트, 잔부 페라이트 및 구상화된 탄화물을 포함하는 미세 구상화 강판을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 중량%로, C: 0.10~0.40%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 0.005~0.3%, P: 0.005~0.02%, S: 0.01% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1.5%, Mo: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.4%, Ni: 0.01~0.4%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직이 60면적% 이상의 펄라이트와 잔부 페라이트로 이루어지는 열연강판을 준비하는 단계, 및 상기 열연강판을 650~780℃에서 구상화 소둔하여 미세조직으로 10~30면적%의 펄라이트, 잔부 페라이트 및 구상화된 탄화물을 포함하는 미세 구상화 강판을 얻는 단계를 포함하는 미세 구상화 강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 여러 효과 중 하나로서, 본 발명에 따른 강판은 고강도 및 저항복비 특성을 가지며, 성형성, 내마모성 및 내부식성이 우수하여 유정관 제조에 바람직하게 이용될 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 발명예 1의 미세조직을 관찰한 사진이다.
도 2는 비교예 6의 미세조직을 관찰한 사진이다.
도 3은 비교예 7의 미세조직을 관찰한 사진이다.

이하, 본 발명의 일 측면인 고강도 저항복비형 미세 구상화 강판에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 미세 구상화 강판의 합금 성분 및 바람직한 함량 범위에 대해 상세히 설명한다. 후술하는 각 성분의 함량은 특별히 언급하지 않는 한 모두 중량 기준임을 미리 밝혀둔다.

C: 0.10~0.40%

탄소는 강도, 인성에 영향을 미치는 원소이다. 상기 탄소 함량이 0.10% 미만인 경우에는 목표 강도를 확보하기 어렵다. 반면에 상기 탄소 함량이 0.40%를 초과하는 경우에는 과도한 강도 상승 및 세멘타이트 형성으로 인성 및 성형성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 상기 탄소 함량은 0.10~0.40%로 제한하는 것이 바람직하다.

Mn: 0.1~1.5%

망간은 고용강화 원소로써 강도증가와 FeS 형성에 의한 적열취성 방지를 위해 첨가된다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상 첨가되어야 하며, 반면 1.5% 초과하여 포함되는 경우 중심편석 및 미소 편석 등이 심해져 최종 탄화물이 조대해진다. 이는 성형성 및 용접성을 저해할 수 있으므로 상기 망간 함량은 0.1~1.5%로 제한한다.

Si: 0.005~0.3%

실리콘은 고용강화에 의한 강도 향상 효과가 있다. 0.005% 미만인 경우에는 강도 향상 효과가 불충분하며, 0.3%를 초과하여 첨가되는 경우에는 적스케일 결함의 증가로 표면 품질에 나쁜 영향을 미친다. 이에 실리콘의 함량은 0.005~0.3%로 하는 것이 바람직하다.

P: 0.005~0.02%

인은 고용강화 효과가 큰 원소이다. 강도 확보 차원에서 인을 0.005% 이상 첨가하여야 하고, 반면 0.02% 초과하는 경우에는 충격 특성을 열위시키는 문제가 있기에 하한과 상한을 각각 0.005%와 0.02%로 제한한다.

S: 0.01% 이하

황은 강중 불가피하게 함유되는 불순물로써, 비금속 개재물을 형성하기 쉬운 원소로 석출물의 양을 증가시키는 바 그 함량을 가능한 낮게 관리하는 것이 필요하다. 본 발명에서는 그 상한을 0.01%로 관리한다.

Al: 0.01~0.1%

알루미늄은 탈산 및 질소를 AlN으로 잡아주기 위해서 주로 첨가된다. 알루미늄 함량이 0.01% 미만이며 상기 첨가 목적을 이룰 수 없고, 첨가량이 0.1% 이상이면 과도한 강도 증가와 연주 시 슬라브 결함 문제가 발생할 수 있으므로 함량을 0.01~0.1%로 제한한다.

Cr: 0.01~1.5%

크롬은 탄화물의 구상화와 미세분산에 기여하여 강의 소입성을 향상시키며 고용강화 효과도 가지고 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상 첨가하여야 한다. 반면에 1.5%를 초과 첨가하면 중심 편석 및 불필요한 개재물을 형성할 수 있으므로 상한을 1.5%로 제한하는 것이 바람직하다.

Mo: 0.01~0.5%

몰리브덴은 강도 향상 및 내부식성 향상 효과를 가지고 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상 첨가되어야 한다. 반면에 과도하게 첨가될 경우 불필요한 2차상을 형성하여 인성을 취약하게 할 수 있고, 고가의 원소로 원가를 상승시켜 원가 측면에서 나쁜 영향을 끼치므로 상한을 0.5%로 제한한다.

Cu: 0.01~0.4%

구리는 내부식성 향상에 큰 효과가 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상 첨가되어야 한다. 반면 과도하게 첨가되면 인성에 나쁜 영향을 끼치고 고가의 원소로 원가 상승에 부담을 줄 수 있기에 상한을 0.4%로 제한한다.

Ni: 0.01~0.4%,

니켈은 강의 인성 향상에 큰 효과가 있다. 본 발명에서 이러한 효과를 얻기 위해서는 0.01% 이상 첨가되어야 하며, 반면 과도하게 첨가될 경우 니켈은 고가의 원소로 원가상승에 부담을 주기에 상한을 0.4%로 제한한다.

상기 조성 이외에 나머지는 Fe이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불가피한 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.

이하, 본 발명의 미세 구상화 강판의 미세조직에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 미세 구상화 강판은 그 미세조직으로 10~30면적%의 펄라이트, 잔부 페라이트 및 구상화된 탄화물을 포함한다. 구상화가 진행될수록 강도 감소가 함께 일어나게 되는데, 모든 펄라이트가 100% 구상화 조직으로 변태되지 않고, 10~30면적%의 펄라이트가 잔존할 경우, 인장강도 확보에 유리할 뿐 아니라, 인장강도 대비 항복강도가 낮아져 저항복비 구현에 유리하게 된다. 펄라이트 면적율의 보다 바람직한 범위는 15~28면적%이다.

일 예에 따르면, 페라이트의 평균 결정립 크기는 5~30μm일 수 있다. 만약, 페라이트 결정립 크기가 5μm 미만일 경우 저항복비 구현에 불리할 수 있으며, 만약, 30μm를 초과할 경우 인장강도 저하가 야기될 수 있다.

일 예에 따르면, 구상화 탄화물의 평균 결정립 크기는 0.2~0.8μm일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.5~0.8μm일 수 있다. 구상화 탄화물의 평균 결정립 크기는 구상화 소둔 열처리 시간에 의존하는데, 만약 구상화 탄화물 평균 결정립 크기가 지나치게 작을 경우 연성이 저하될 수 있으며, 반면, 평균 결정립 크기가 지나치게 클 경우 인장 강도가 저하될 수 있다.

여기서, 평균 결정립 크기란 미세 구상화 강판의 일 단면을 관찰하여 검출한 입자들의 평균 원 상당 직경 (equivalent circular diameter)을 의미한다.

본 발명에서는 강판의 두께에 대해서는 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 3.0~6.0mm일 수 있다.

본 발명의 미세 구상화 강판은 고강도 및 저항복비 특성을 가지며, 제한되지 않는 일 예에 따르면, 본 발명의 미세 구상화 강판은 500~600MPa의 인장강도(보다 바람직하게는 550MPa 초과 600MPa 이하의 인장강도), 250~480MPa의 항복강도 및 0.6~0.8의 항복비를 가질 수 있다.

본 발명의 미세 구상화 강판은 성형성이 우수한 장점을 가지며, 제한되지 않는 일 예에 따르면, 본 발명의 미세 구상화 강판은 179HV 이상의 경도와 25% 이상의 연신율을 가질 수 있다.

본 발명의 미세 구상화 강판은 내마모성 및 내부식성이 우수한 장점을 가지며, 제한되지 않는 일 예에 따르면, 본 발명의 미세 구상화 강판은 ASTM-G31 규정에 따라 50부피% 황산 수용액에 1시간 침지하였을 때, 부식저감율이 20mg/cm²/hr 이하일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 미세 구상화 강판은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 바람직한 일 예로써, 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 측면인 고강도 저항복비형 미세 구상화 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

슬라브 재가열 단계

먼저, 전술한 성분계를 갖는 슬라브를 준비한 후, 이를 후속 공정인 열간압연 공정에 적합한 온도로 재가열한다. 이 경우, 슬라브 재가열 온도는 통상적인 수준인 1100~1300℃로 할 수 있다. 만약, 슬라브 재가열 온도가 1100℃ 미만일 경우 통판에 필요한 슬라브 판재의 충분한 온도 확보가 어려울 수 있으며, 반면, 1300℃ 이상에서는 비정상적인 오스테나이트 성장 및 스케일에 의한 표면 결함이 생길 우려가 있다.

열간압연 단계

다음으로, 재가열된 슬라브를 조압연한 후, Ar3 이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 얻는다. 이는 2상역 압연을 방지하기 위함으로, 만약 2상역 압연이 행해지면 탄화물이 없는 초석 페라이트가 발생함에 따라 본 발명에서 목적하는 균질한 탄화물을 얻기 어려울 수 있기 때문이다.

마무리 압연 온도는 800~950℃인 것이 보다 바람직하다. 만약, 마무리 압연 온도가 800℃ 미만일 경우 압연 부하가 크게 걸려 후속 공정 수행에 어려움이 있을 수 있으며, 반면, 950℃를 초과할 경우 표면에 스케일성 결함을 유발할 우려가 있다. 한편, 본 발명에서는 조압연 온도에 대해서는 특별히 한정하지 않으며, 통상적인 수준인 1000~1100℃를 적용할 수 있다.

냉각 단계

다음으로, 열연강판을 냉각한다. 이때, 냉각속도는 50℃/초 이상 300℃/초 이하로 제한한다. 상기와 같은 빠른 냉각속도로 냉각하여 ROT(Run-Out Table)상에 조금 더 유지하게 함으로써 펄라이트 변태를 최대화 시키기 위함이다. 50℃/초 미만의 냉각속도로는 ROT상 유지할 수 있는 시간이 부족하여 60면적% 이상의 펄라이트 분율 확보가 어려워지고, 300℃/초를 초과하는 냉각속도에서는 폭방향 온도 불균일로 인한 균일한 냉각이 어려워 코일 형상이 매우 나빠진다. 따라서 냉각속도는 50~300℃/초로 제한하였다.

권취 단계

다음으로, 냉각된 열연강판을 500~700℃의 온도에서 권취한다. 권취온도를 500~700℃로 제한한 이유는 상기 온도 구간이 펄라이트 조직을 최대로 얻을 수 있는 구간이기 때문이다. 권취온도를 상기의 범위로 제어할 경우 60면적% 이상의 펄라이트와 잔부 페라이트로 이루어지는 미세조직을 확보할 수 있다. 만약, 권취온도가 500℃보다 낮으면 저온 변태 조직인 베이나이트 또는 마르텐사이트 조직이 형성되기 때문에 균일한 펄라이트를 얻을 수 없다. 반면, 권취온도가 700℃ 초과일 경우에는 매우 조대한 펄라이트가 나와 구상화하는데 매우 긴 시간이 소요되는 문제가 있다. 이에 권취온도는 500~700℃가 바람직하다.

산세 단계

다음으로, 선택적으로, 권취된 열연강판을 산세할 수 있다. 산세 시 온도는 상온(약 25℃)~200℃의 범위로 자연 냉각한 후에 산세하여 표층부 스케일을 제거한다. 이때, 열연강판의 산세온도가 200℃를 초과하면 열연강판의 표층부가 과산세 되어 표층부 조도가 나빠지는 문제가 있으므로 산세온도는 상온~200℃로 제한한다.

구상화 소둔 단계

권취된 열연강판을 BAF(Batch Annealing Furnace) 소둔로에서 구상화 소둔한다. 이때, 소둔 온도는 650~780℃인 것이 바람직하다. 650℃미만의 온도는 라멜라 세멘타이트를 구상화 시키는 구동력이 약해 사실상 세멘타이트를 구상화 시키기에는 어려운 온도이고 780℃를 초과하는 온도에서는 구상화 탄화물의 크기가 매우 조대해지는 문제가 있다.

본 발명에서는 구상화 소둔 시간에 대해서는 특별히 한정하지 아니하나, 미세 구상화 강판의 펄라이트 면적율, 구상화 탄화물의 결정립 크기 및 구상화 분율 등은 구상화 소둔 시간에 의존하는 바, 펄라이트가 10~30면적% 잔존하도록 적절한 소둔 시간을 부여할 필요가 있으며, 제한되지 않는 일 예에 따르면, 구상화 소둔 시간은 4시간 내지 16시간일 수 있다.

일 예에 따르면, 구상화 소둔시, 열연강판에 5~15T의 자기장을 인가할 수 있다. 열연강판에 상기와 같은 범위의 자기장이 인가될 경우 펄라이트 조직 내 탄소 확산이 촉진되고, 페라이트 세멘타이트 간 계면 에너지가 상승되어 펄라이트의 구상화가 촉진된다. 이에 따라, 구상화 소둔 시간을 더욱 단축시켜 공정 비용을 절약할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 구상화된 탄화물의 평균 결정립 크기를 상대적으로 조대화함으로써, 강재의 연성을 개선하는 효과도 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.

( 실시예 )

하기 표 1의 성분계를 갖는 강 슬라브를 1200℃에서 2시간 동안 재가열한 후, 하기 표 2의 조건 하 열간압연 및 권취하였다. 각각의 실시예에 있어서, 조압연 온도는 1000℃로, 마무리 압연 후 냉각 속도는 100℃/sec로 일정하게 하였다. 이후, 권취된 열연강판을 산세한 후, 하기 표 2의 조건하 구상화 소둔 열처리하였다. 하기 표 2에서 FDT는 마무리 압연 온도를, CT는 권취 온도, BAT 온도는 구상화 소둔 온도를, BAT 시간은 구상화 소둔 시간을 나타낸다. 한편, 구상화 소둔시 각각의 권취된 열연강판에 10T의 자기장을 인가하였다.

이후, 제조된 각각의 미세 구상화 강판을 대상으로 미세조직을 관찰하고, 구상화 탄화물의 구상화 분율 등을 측정한 후, 이를 하기 표 3에 나타내었다.

또한, 제조된 각각의 미세 구상화 강판을 대상으로 인장시험 및 내부식성 시험을 실시하여 인장강도 등을 측정한 후, 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다. 인장시험은 압연 방향을 기준으로 JIS 5호 규격으로 채취하여 시험하였으며, 내부식성 시험은 ASTM-G31 규정에 따라 시편 제조 후 50부피% 황산 수용액에 1시간 침지하는 것을 통해 부식 감량비를 측정하였다. 하기 표 3에서 YS, TS, YR, El 각각은 항복강도, 인장강도, 항복비(항복강도/인장강도), 연신율을 의미한다.

강종	합금 조성 (중량%)
강종	C	Mn	Si	P	S	Al	Cr	Mo	Cu	Ni
A	0.45	1.10	0.20	0.010	0.004	0.019	0.91	0.20	0.20	0.21
B	0.07	0.50	0.20	0.011	0.003	0.021	1.12	0.19	0.20	0.20
C	0.25	0.71	0.20	0.012	0.004	0.022	1.03	0.20	0.20	0.19
D	0.30	0.80	0.21	0.011	0.004	0.019	1.05	0.19	0.21	0.21
E	0.24	0.03	0.20	0.010	0.003	0.020	1.13	0.19	0.19	0.20
F	0.26	2.15	0.19	0.009	0.004	0.021	1.01	0.20	0.19	0.19
G	0.20	0.95	0.18	0.010	0.004	0.020	-	0.18	0.22	0.19
H	0.23	0.77	0.20	0.012	0.003	0.019	1.98	0.19	0.21	0.20
I	0.25	0.80	0.21	0.010	0.004	0.021	1.10	-	0.20	0.19
J	0.28	0.72	0.19	0.009	0.004	0.019	0.93	0.71	0.019	0.21
K	0.24	0.83	0.20	0.011	0.003	0.020	1.02	0.22	-	-
L	0.27	0.79	0.18	0.012	0.003	0.021	1.10	0.19	0.22	-
M	0.29	0.87	0.21	0.010	0.004	0.019	1.09	0.21	-	0.19
N	0.28	0.71	0.19	0.011	0.004	0.022	1.12	0.19	0.51	0.21

강종	두께 (mm)	FDT (℃)	CT (℃)	BAT 온도 (℃)	BAT 시간 (hr)	비고
A	4.0	900	620	680	12	비교예1
A	4.0	900	620	730	15	비교예2
B	4.5	890	640	680	10	비교예3
B	4.5	890	640	730	12	비교예4
C	4.0	890	620	700	8	발명예1
		890	620	710	10	발명예2
		890	620	600	12	비교예5
		890	620	700	20	비교예6
D	4.5	900	640	710	7	발명예3
		900	640	790	12	비교예7
		900	640	720	25	비교예8
		900	460	710	12	비교예9
E	4.5	890	620	700	8	비교예10
F	4.5	890	620	700	8	비교예11
G	4.5	890	620	700	8	비교예12
H	4.5	890	620	700	8	비교예13
I	4.5	890	620	700	8	비교예14
J	4.5	890	620	700	8	비교예15
K	4.5	890	620	700	8	비교예16
L	4.5	890	620	700	8	비교예17
M	4.5	890	620	700	8	비교예18
N	4.5	890	620	700	8	비교예19

강종	펄라 이트 면적율 (%)	페라 이트 평균 결정립 크기 (μm)	구상화 탄화물 평균 결정립 크기 (μm)	YS (MPa)	TS (MPa)	YR	El (%)	경도 (HV)	부식 저감율 (mg/cm²/hr)	비고
A	10	16	0.7	500	631	0.79	26	201	16.71	비교예1
A	12	18	0.8	522	663	0.79	27	209	15.46	비교예2
B	2	18	0.6	287	390	0.74	32	121	14.55	비교예3
B	3	17	0.8	293	408	0.72	33	125	15.94	비교예4
C	25	19	0.7	355	565	0.63	31	166	13.67	발명예1
	20	20	0.6	380	573	0.66	30	169	12.89	발명예2
	60	14	0.3	538	670	0.8	25	211	13.76	비교예5
	0	22	1.2	393	481	0.82	31	146	15.32	비교예6
D	22	19	0.7	370	562	0.66	32	168	16.44	발명예3
	3	21	-	440	690	0.64	19	214	15.02	비교예7
	0	23	1.3	388	473	0.82	32	144	16.74	비교예8
	15	18	0.9	536	680	0.79	22	215	15.60	비교예9
E	23	17	0.7	290	410	0.71	31	126	18.68	비교예10
F	26	21	0.8	511	670	0.76	23	212	19.20	비교예11
G	28	19	0.4	533	584	0.91	29	172	19.53	비교예12
H	16	24	0.8	520	646	0.80	24	201	15.37	비교예13
I	19	23	0.7	330	477	0.74	32	143	18.76	비교예14
J	24	21	0.7	530	709	0.75	19	233	14.39	비교예15
K	27	18	0.8	355	521	0.68	32	155	24.35	비교예16
L	21	23	0.6	381	556	0.69	31	158	22.19	비교예17
M	17	26	0.7	395	570	0.69	32	159	21.97	비교예18
N	22	25	0.7	441	620	0.71	24	189	13.04	비교예19

도 3을 참조할 때, 본 발명에서 제안하는 합금 조성과 미세 조직을 만족하는 발명예 1 내지 3은 본 발명에서 목적하는 재질 요건을 모두 충족함을 알 수 있다.

이에 반해, 비교예 1 및 2는 탄소 함량이 본 발명의 범위를 초과하여 인장강도가 각각 631MPa, 663MPa로 본 발명의 허용 범위인 500~600MPa를 벗어났다. 또한, 경도도 각각 201HV, 209HV로 본 발명의 허용 범위인 179HV 이하를 벗어났다.

비교예 3 및 4는 탄소 함량이 본 발명의 범위에 미달하여 펄라이트 분율이 10% 미만의 값을 가졌으며, 인장강도가 각각 390MPa, 408MPa로 본 발명의 허용 범위인 500~600MPa를 벗어났다.

비교예 5는 합금 조성은 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하나, 구상화 소둔 온도가 본 발명에서 제안하는 범위에 미달하여 구상화가 거의 진행되지 않았으며, 펄라이트 면적율이 60% 수준으로 나타났다. 최종 재질도 인장강도 670MPa, 경도 211HV로 구상화가 거의 이뤄지지 않았음을 알 수 있다.

비교예 6 및 8은 합금 조성은 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하나, 과도한 구상화 소둔으로 인해 잔류 펄라이트가 존재하지 않으며, 탄화물의 평균 결정립 크기가 지나치게 크게 나타났으며, 이에 따라, 낮은 인장강도와 높은 항복비를 가지는 것으로 나타났다.

비교예 7은 합금 조성은 본 발명에서 제안하는 범위를 만족하나, 구상화 소둔 온도가 본 발명에서 제안하는 범위를 초과하여 구상화 소둔 과정에서 역변태가 진행되었으며, 이에 따라 최종 조직으로 페라이트에 베이나이트나 마르텐사이트가 형성되었다. 이에 강도 및 경도가 본 발명의 허용 범위를 벗어났다.

비교예 9는 권취온도가 낮아 구상화 소둔 열처리 전 베이나이트가 형성되었으며, 이에 따라, 최종 조직으로 베이나이트가 형성되어 강도 및 경도가 본 발명의 허용 범위를 벗어났다.

비교예 10 및 11은 망간 함량이 본 발명의 범위를 벗어나 인장강도가 본 발명의 허용 범위를 벗어났다.

비교예 12는 크롬을 첨가하지 않은 예로써, 소입성과 구상화능이 떨어져 구상화가 충분히 진행되지 않아 펄라이트 면적율이 30%보다 높은 52%를 가지며, 항복강도가 본 발명의 범위를 벗어났다. 또한, 비교예 13은 크롬 함량이 본 발명에서 제안하는 범위를 초과하여 인장강도가 본 발명의 허용 범위를 벗어났다.

비교예 14 및 15는 몰리브덴 함량이 본 발명의 범위를 벗어나 인장강도가 본 발명의 허용 범위를 벗어났다.

비교예 16 내지 18은 구리 및/또는 니켈을 첨가하지 않은 예로써, 부식저감율이 본 발명의 범위를 벗어났다.

비교예 19는 구리 함량이 본 발명에서 제안하는 범위를 초과하여 인장강도가 본 발명의 허용 범위를 벗어났다.

한편, 도 1은 발명예 1의 미세조직을 관찰한 사진으로, 층상 형태의 펄라이트 조직을 25% 포함하고 있음을 시각적으로 확인할 수 있다.

또한, 도 2는 비교예 6의 미세조직을 관찰한 사진으로, 잔류 펄라이트가 존재하지 않으며, 그 미세조직이 페라이트와 구상화된 탄화물로만 구성되어 있음을 시각적으로 확인할 수 있다.

또한, 도 3은 비교예 7의 미세조직을 관찰한 사진으로, 역변태에 의해 베이나이트 및 마르텐사이트 조직이 형성되었음을 시각적으로 확인할 수 있다.

이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

중량%로, C: 0.10~0.40%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 0.005~0.3%, P: 0.005~0.02%, S: 0.01% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1.5%, Mo: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.4%, Ni: 0.01~0.4%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
미세조직으로 10~30면적%의 펄라이트, 잔부 페라이트 및 구상화된 탄화물을 포함하는 미세 구상화 강판.
제1항에 있어서,
상기 페라이트의 평균 결정립 크기는 5~30μm인 미세 구상화 강판.
제1항에 있어서,
상기 구상화 탄화물의 평균 결정립 크기는 0.2~0.8μm인 미세 구상화 강판.
제1항에 있어서,
두께가 3.0~6.0mm인 미세 구상화 강판.
제1항에 있어서,
인장강도가 500~600MPa이고, 항복비가 0.6~0.8인 미세 구상화 강판.
제1항에 있어서,
경도가 179HV 이하이고, 연신율이 25% 이상인 미세 구상화 강판.
제1항에 있어서,
ASTM-G31 규정에 따라 50부피% 황산 수용액에 1시간 침지하였을 때, 부식저감율이 20mg/cm²/hr 이하인 미세 구상화 강판.
중량%로, C: 0.10~0.40%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 0.005~0.3%, P: 0.005~0.02%, S: 0.01% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1.5%, Mo: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.4%, Ni: 0.01~0.4%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직이 60면적% 이상의 펄라이트와 잔부 페라이트로 이루어지는 열연강판을 준비하는 단계; 및
상기 열연강판을 650~780℃에서 구상화 소둔하여 미세조직으로 10~30면적%의 펄라이트, 잔부 페라이트 및 구상화된 탄화물을 포함하는 미세 구상화 강판을 얻는 단계;
를 포함하는 미세 구상화 강판의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 구상화 소둔시, 상기 열연강판에 5~15T의 자기장을 인가하는 미세 구상화 강판의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 열연강판을 준비하는 단계는,
중량%로, C: 0.10~0.40%, Mn: 0.1~1.5%, Si: 0.005~0.3%, P: 0.005~0.02%, S: 0.01% 이하, Al: 0.01~0.1%, Cr: 0.01~1.5%, Mo: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.4%, Ni: 0.01~0.4%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 재가열하는 단계;
상기 재가열된 슬라브를 조압연 후, Ar3 이상의 온도에서 마무리 압연하여 열연강판을 얻는 단계; 및
상기 열연강판을 50~300℃/sec의 속도로 냉각 후, 500~700℃에서 권취하는 단계;
를 포함하는 미세 구상화 강판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 슬라브 재가열시, 재가열 온도는 1100~1300℃인 미세 구상화 강판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 재가열된 슬라브의 조압연시, 조압연 온도는 1000~1100℃인 미세 구상화 강판의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 조압연된 슬라브의 마무리 압연시, 마무리 압연 온도는 800~950℃인 미세 구상화 강판의 제조방법.