KR20220130842A - Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same - Google Patents

Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20220130842A
KR20220130842A KR1020210035589A KR20210035589A KR20220130842A KR 20220130842 A KR20220130842 A KR 20220130842A KR 1020210035589 A KR1020210035589 A KR 1020210035589A KR 20210035589 A KR20210035589 A KR 20210035589A KR 20220130842 A KR20220130842 A KR 20220130842A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
base material
cryogenic
iron base
plated steel
Prior art date
Application number
KR1020210035589A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102578420B1 (en
Inventor
김창민
박문오
Original Assignee
덕산산업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 덕산산업주식회사 filed Critical 덕산산업주식회사
Priority to KR1020210035589A priority Critical patent/KR102578420B1/en
Publication of KR20220130842A publication Critical patent/KR20220130842A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102578420B1 publication Critical patent/KR102578420B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/06Cleaning involving contact with liquid using perforated drums in which the article or material is placed
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14Metallic material, boron or silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00Apparatus for cleaning or pickling metallic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Abstract

According to the present invention, a cryogenic molten aluminum coated steel and a manufacturing method thereof comprise: a base iron material (10) having a Vickers hardness of 138 to 141 Hv; an Al-Fe alloy layer (20) in which molten aluminum is infiltrated on the base iron material (10) and which has a Vickers hardness of 398 to 426 Hv and contains 40 to 45 wt% Fe and the remaining of Al and other inevitable impurities; and an Al coating layer (30) which is formed on the Al-Fe alloy layer (20), has a Vickers hardness of 36 to 39 Hv, and contains 2 to 3 wt% of Fe and the remaining of Al. The cryogenic molten aluminum coated steel has excellent brittleness, scratch properties, tensile properties, cycle repetition properties, and peel properties in a cryogenic environment.

Description

극저온 용융알루미늄 도금 강재 및 그 제조방법{HOT-DIP ALUMINUM COATED STEEL FOR EXTREMELY LOW TEMPERATURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Cryogenic hot-dip aluminum plated steel and its manufacturing method

본 발명은 극저온 용융알루미늄 도금 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반적으로 탄소강은 극저온 환경에서 연성과 취성이 급격하게 취약해지는 것을 방지하고 우수한 기계적 성질과 내식성을 가질 수 있도록 용융알루미늄 도금 처리 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cryogenic hot-dip aluminum-coated steel material and a method for manufacturing the same, and more particularly, in general, carbon steel is coated with hot-dip aluminum to prevent abruptly weakening of ductility and brittleness in a cryogenic environment and to have excellent mechanical properties and corrosion resistance. It relates to a treatment and a method for manufacturing the same.

대부분의 금속 탄소강 소재는 온도가 내려감에 따라 금속 성질이 변하게 되며, 주로 BCC 구조의 금속에서 많이 나타나는데, 저온 환경에서 용융알루미늄 도금된 탄소강의 표면은 알루미늄의 FCC 구조로 형성됨으로서 극저의 취성에 있어 상호 보완적 작용이 가능할 것으로 사료되나, Steel의 Carbon 함유량 및 기타 함유 원소에 따른 천이온도가 상이하므로 저온에서의 알루미늄 도금 강의 정확한 취성 특성을 파악하기 위해서는 충격시험을 통한 확인이 필요하다. Most metallic carbon steel materials change their metallic properties as the temperature goes down, and they are mainly found in BCC-structured metals. In a low-temperature environment, the surface of molten aluminum plated carbon steel is formed with an FCC structure of aluminum, so it has a very low brittleness. It is considered that a complementary action is possible, but since the transition temperature is different depending on the carbon content and other elements contained in the steel, it is necessary to confirm it through an impact test to understand the accurate brittleness characteristics of aluminized steel at low temperatures.

저온에서 사용되는 구조물의 경우 극저온 환경 하에서 취성 경향이 커지기 때문에 설계나 제작 시 충분히 고려되어야 한다. 특히 저온에서 가장 중요한 성질은 인성으로 LNG 보관 및 수송 관련한 용기, 운반용 배관 등은 저온 매체에서도 충분한 인성을 가져야 하기 때문에, 알루미늄 합금, 니켈 강, 오스테나이트계 스텐레스 강등이 많이 사용되고 있다. In the case of structures used at low temperatures, brittleness tends to increase in cryogenic environments, so they should be sufficiently considered when designing or manufacturing. In particular, the most important property at low temperature is toughness. Since containers and transport pipes related to LNG storage and transportation must have sufficient toughness even in low-temperature media, aluminum alloy, nickel steel, austenitic stainless steel, etc. are widely used.

알루미늄 합금은 친환경적이고, 재생이 용이한 재료로서 가벼운 중량, 높은 강도 대 중량비, 뛰어난 내식성과 가공성 등 다양한 장점을 가진다. 알루미늄 합금 중 5000, 6000 계열은 해수에 노출되는 선박 및 해양플랜트에 사용되고 있다. Aluminum alloy has various advantages such as light weight, high strength-to-weight ratio, excellent corrosion resistance and workability as an eco-friendly and easy-renewable material. Among aluminum alloys, 5000 and 6000 series are used in ships and offshore plants exposed to seawater.

이 중에서, Al-Mg 합금인 A5083 알루미늄 합금은 강도가 높고 저온 취성 등이 우수하여, 모스형 LNG선 탱크의 주요 파트인 Spherical shell Equator 및 Skirt 등에 적용되고 있다. Among them, A5083 aluminum alloy, which is an Al-Mg alloy, has high strength and excellent low-temperature brittleness, and is applied to spherical shell Equators and Skirts, which are major parts of Mohs-type LNG carrier tanks.

한편, 저온용 알루미늄 소재는 LNG 가스를 보관, 운반 등에 사용하기 위한 소재로 관심을 받고 있다. LNG 가스는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스로서 -163℃로 냉각되어 투명한 극저온 액체이며, LNG 가스를 사용하는 LNG운반 선박 및 해양플랜트의 경우, 알루미늄 합금, 스테인리스강, 니켈강, 인바합금 등 저온 영역에서 우수한 기계적 성질과 내식성을 가지는 것으로 알려져 있다. On the other hand, low-temperature aluminum material is attracting attention as a material for storage and transportation of LNG gas. LNG gas is a natural gas with methane as its main component, which is cooled to -163°C and is a transparent cryogenic liquid. It is known to have excellent mechanical properties and corrosion resistance.

A5083 및 기타 합금과 관련된 종래 문헌에서 대부분 저온으로 온도가 낮을수록 항복강도, 인장강도는 소폭 증가하는 것으로 확인되었으며, 일부 온도 구간에서는 하중-변위 곡선의 톱니형상(serration)이 진행되면서 국부적으로 가공경화로 강도가 일부 낮게 나타나는 문제점이 있다.In the conventional literature related to A5083 and other alloys, it was confirmed that the yield strength and tensile strength slightly increased as the temperature was lower due to the low temperature. As a result, there is a problem in that the strength is partially low.

특허문헌 0001에는 규소 및 세륨과 칼슘으로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 공융 형성 원소를 함유하고, 합금 구조는 규소 및 임의로 마그네슘, 알루미늄 매트릭스이고, 합금 구조는 주로 규소 및 선택적으로 마그네슘, L12 유형 격자 및 20 nm 이하의 크기를 갖는 Al3 (Zr, Sc)상의 2차 침전물, Al6Mn 및 Al7Cr의 2차 침전물, 입자의 평균 크기가 1μm 이하인 철, 칼슘 및 세륨을 함유하는 공융 상을 주로 함유하는 알루미늄 매트릭스를 포함하는 알루미늄 합금에 관한 기재가 있다. Patent Document 0001 contains silicon and one or more eutectic forming elements selected from the group consisting of cerium and calcium, the alloy structure is silicon and optionally magnesium, aluminum matrix, and the alloy structure is mainly silicon and optionally magnesium, L12 type lattice and 20 Secondary precipitates on Al3 (Zr, Sc) with a size of sub-nm, secondary precipitates of Al6Mn and Al7Cr, including an aluminum matrix mainly containing eutectic phases containing iron, calcium and cerium with an average particle size of 1 μm or less There is a description related to an aluminum alloy.

한편, 가격이 저렴하고, 내식성(내구멍부식)이 우수하며, 표면외관이 미려하여 자동차 내, 외판용으로 그 사용량이 점차 증가하고 있는 아연도금강판에 관한 공지 기술이 있다. On the other hand, there is a known technique for a galvanized steel sheet that is inexpensive, has excellent corrosion resistance (corrosion resistance), and has a beautiful surface appearance, so that its use is gradually increasing for interior and exterior plates of automobiles.

특허문헌 0002에는 소지 강판 위에 형성된 Fe-Al계 금속간 합금상을 포함하는 억제층(inhibition layer); 상기 억제층 위에 형성된 용융아연도금층; 및 상기 억제층과 용융아연도금층 사이에 불연속적으로 형성된 Al-Mn계 합금상을 포함하는 저온 밀착성과 가공성이 우수한 용융아연도금강판에 관한 기재가 있다. Patent Document 0002 discloses an inhibition layer comprising an Fe-Al-based intermetallic alloy phase formed on a base steel plate; a hot-dip galvanizing layer formed on the suppression layer; and a hot-dip galvanized steel sheet having excellent low-temperature adhesion and workability including an Al-Mn-based alloy phase discontinuously formed between the suppression layer and the hot-dip galvanized layer.

아염도금강판의 문제점으로는 도금시 철이 도금층으로 확산될 수 있기 때문에 용접전극 표면에서 아연과 전극이 합금화되는 현상이 발생한다. 또한, 가공시 다이와의 고압, 고속 마찰에 의해 도금층이 탈락하여 비드부에 부착되고, 그 탈락된 도금층양이 많아지면 강판의 표면으로 떨어져 스크래치나 덴트와 같은 결함을 유발하는 문제점을 가지고 있다. As a problem with the galvanized steel sheet, since iron can diffuse into the plating layer during plating, a phenomenon in which zinc and the electrode are alloyed occurs on the surface of the welding electrode. In addition, there is a problem in that the plating layer falls off due to high-pressure and high-speed friction with the die during processing and is attached to the bead portion.

한국공개특허 제10-2020-0030035호 (공개일 : 2020.03.19.)Korean Patent Publication No. 10-2020-0030035 (published date: March 19, 2020) 한국등록특허 제10-2031454호 (등록일 : 2019.10.04.)Korean Patent Registration No. 10-2031454 (Registration Date: 2019.10.04.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 각 소재별 연성과 취성이 급격하게 변하는 온도를 고려한 연성-취성변이온도(DBTT)를 통해, FCC 구조를 가지도록 하여 극저온 환경에서도 일반 탄소강에서도 취성, 스크래치 특성, 인장 특성, 싸이클 반복 특성, 박리 특성을 이용한 용융 알루미늄 도금 처리 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and through the ductility-brittleness transition temperature (DBTT) that considers the temperature at which the ductility and brittleness of each material rapidly change, to have an FCC structure, even in a cryogenic environment and in general carbon steel It is a technical task to provide a hot-dip aluminum plating treatment using brittleness, scratch properties, tensile properties, cycle repeatability, and peeling properties and a manufacturing method thereof.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 용융 알루미늄 도금 처리 및 그 제조방법을 이용한 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 제공하는 것에 있다. In addition, another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material using a hot-dip aluminum plating process and a manufacturing method thereof.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.

상술한 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는, 비커스 경도 138 내지 141 Hv 인 소지철 모재(10); 상기 소지철 모재(10) 상에 용융 알루미늄이 침투 형성되고, 비커스 경도 398 ~ 426 Hv 이고, Fe 40 ~ 45 중량%, 및 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 Al-Fe 합금층(20); 및 상기 Al-Fe 합금층(20) 상에 형성되고, 비커스 경도 36 ~ 39 Hv 이고, Fe 2~3 중량% 및 잔부 Al로 이루어지는 Al 코팅층(30);을 포함한다. In order to achieve the above-described technical problem of the present invention, cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention, Vickers hardness of 138 to 141 Hv base iron base material (10); Al-Fe alloy layer 20 made of molten aluminum infiltrated and formed on the base iron base material 10, having a Vickers hardness of 398 to 426 Hv, Fe 40 to 45 wt%, and the remainder Al and other unavoidable impurities; and an Al coating layer 30 formed on the Al-Fe alloy layer 20, having a Vickers hardness of 36 to 39 Hv, and consisting of 2 to 3 wt% of Fe and the remainder Al.

본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 하기 관계식 1 및 2를 만족할 수 있다 : The cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to an embodiment of the present invention may satisfy the following Relations 1 and 2:

[관계식 1] 48.7 ≤ Lc1 ≤ 71.8 [Relational Expression 1] 48.7 ≤ Lc1 ≤ 71.8

[관계식 2] 64.9 ≤ Lc2 ≤ 85.3 [Relational Expression 2] 64.9 ≤ Lc2 ≤ 85.3

(상기 관계식 1 및 2에서, Lc1 및 Lc2는 상기 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 -40℃ 내지 -60℃에서 30분 이상 노출 후, KS L ISO 20502 및 ASTM C1624에 규정된 일정한 속도로 힘을 증가시키면서 긁는 방법(PFST: Progressive Force Scratch Test)을 통해 측정된 값이고, Lc1은 상기 Al 코팅층(30)의 균열이 발생하기 시작하는 임계 수직 힘(N)을 의미하고, Lc2는 상기 Al 코팅층(30)이 벗겨지기 시작하는 힘(N)을 의미한다.) (In Relations 1 and 2, Lc1 and Lc2 are after exposing the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material at -40°C to -60°C for at least 30 minutes, increasing the force at a constant rate specified in KS L ISO 20502 and ASTM C1624 It is a value measured through a scratching method (PFST: Progressive Force Scratch Test), Lc1 means the critical vertical force (N) at which cracks of the Al coating layer 30 begin to occur, and Lc2 is the Al coating layer 30 This means the force (N) that starts to peel off.)

본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 하기 관계식 3을 만족할 수 있다 : The cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention may satisfy the following Relational Equation 3:

[관계식 3] 48.7 ≤ TS ≤ 71.8 [Relational Expression 3] 48.7 ≤ TS ≤ 71.8

(상기 관계식 3에서, TS는 상기 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 -40℃ 내지 -60℃에서 30분 이상 노출 후 측정한 인장강도(N/mm2)이다.) (In Relation 3, TS is the tensile strength (N/mm 2 ) measured after exposing the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material at -40°C to -60°C for 30 minutes or more.)

또한 본 발명은 상술한 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 제조하는 방법을 포함한다. The present invention also includes a method for manufacturing the above-described cryogenic hot-dip aluminum plated steel.

본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법은, 소지철 모재(10)를 알칼리 용제에 침지시키는 탈지 단계(S10); 탈지된 소지철 모재(10)의 표면을 물세척하는 제1 수세단계(S21)와, 상기 제1 수세단계(S21)를 거친 소지철 모재(10)를 산처리하여 소지철 모재(10)의 표면을 활성화시키는 제1 산세단계(S22)와, 상기 제1 산세단계(S22)를 거친 소지철 모재(10)의 표면을 물세척하는 제2 수세단계(S23)로 이루어지는 표면 처리 단계(S20); 표면 처리된 소지철 모재(10)를 염화칼륨 35 ~ 50 중량%, 빙정석 5 ~ 10 중량%, 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 40 ~ 60 중량%의 성분비율로 이루어지는 수용성 플럭스를 물 100 중량%를 기준으로 하여 10 ~ 30 중량%로 첨가시킨 플럭스 용제에 40 ~ 90℃의 온도조건하에서 1 ~ 10분간 침지시키는 플럭스 처리 단계(S30); 플럭스 처리된 소지철 모재(10)를 염화나트륨 25 ~ 35 중량%, 염화칼륨 15 ~ 25 중량%, 빙정석 20 ~ 30 중량%, 플루오르화 수소산 암모늄이나 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 중에서 택일한 플루오르화물 20 ~ 30 중량%의 성분비율로 이루어지는 용융 플럭스를 용융 알루미늄 100 중량%를 기준으로 하여 5 ~ 10 중량%로 첨가시킨 용융도금액 속에 680 ~ 750 ℃의 온도조건 하에서 5 ~ 30분간 침지시키는 도금 단계(S40); 도금된 소지철 모재(10)를 100℃ 이하로 공랭시키는 공랭 단계(S51)와, 상기 공랭 단계(S51)를 거친 소지철 모재(10)를 수냉시켜 잔여열을 제거하는 수냉 단계(S52)와, 상기 수냉 단계(S52)를 거친 소지철 모재(10)를 물 100 중량%를 기준으로 하여 옥살산 0.5 ~ 10 중량%을 첨가시킨 옥살산 수용액에 20 ~ 50℃의 온도조건하에서 5 ~ 20분간 침지시키는 옥살산 처리 단계(S53)와, 상기 옥살산 처리 단계(S53)를 거친 소지철 모재(10)를 산세척하여 도금표면에 부착된 용융플럭스 분말을 제거하고 도금표면의 평활화와 광택을 부여하는 제2 산세 단계(S54)와, 상기 제2 산세 단계(S54)를 거친 소지철 모재(10)의 표면을 물세척한 후 건조시키는 마감처리 단계(S55);로 이루어지는 후처리 단계(S50);를 포함한다. A method for manufacturing a cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention includes a degreasing step (S10) of immersing the base iron base material 10 in an alkaline solvent; The first water washing step (S21) of washing the surface of the degreased base iron base material 10 with water, and the acid treatment of the base iron base material 10 that has undergone the first water washing step (S21), A surface treatment step (S20) comprising a first pickling step (S22) of activating the surface, and a second washing step (S23) of washing the surface of the base iron base material 10 that has undergone the first pickling step (S22) with water (S20) ; Water-soluble flux consisting of 35 to 50% by weight of potassium chloride, 5 to 10% by weight of cryolite, 40 to 60% by weight of ammonium fluoride or aluminum fluoride, based on 100% by weight of water, the surface-treated base iron base material 10 a flux treatment step (S30) of immersing in a flux solvent added in an amount of 10 to 30% by weight under a temperature condition of 40 to 90° C. for 1 to 10 minutes; The flux-treated base iron base material (10) contains sodium chloride 25 to 35% by weight, potassium chloride 15 to 25% by weight, cryolite 20 to 30% by weight, ammonium hydrofluoride, ammonium fluoride, or aluminum fluoride 20 to 30 fluoride Plating step (S40) of immersing the molten flux composed of a component ratio of % by weight in 5 to 10% by weight based on 100% by weight of molten aluminum under a temperature condition of 680 to 750° C. for 5 to 30 minutes (S40) ; An air cooling step (S51) of air cooling the plated base iron base material 10 to 100° C. or less, and a water cooling step (S52) of removing residual heat by water cooling the base iron base material 10 that has undergone the air cooling step (S51) and , The base iron base material 10, which has undergone the water cooling step (S52), is immersed in an oxalic acid aqueous solution containing 0.5 to 10% by weight of oxalic acid based on 100% by weight of water under a temperature condition of 20 to 50℃ for 5 to 20 minutes A second pickling to remove the molten flux powder attached to the plating surface by pickling the base iron base material 10 that has undergone the oxalic acid treatment step (S53) and the oxalic acid treatment step (S53), smoothing and glossing the plating surface A post-treatment step (S50) consisting of a step (S54) and a finishing treatment step (S55) of drying the surface of the base iron base material 10 that has undergone the second pickling step (S54) after washing with water; includes; .

상술한 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 극저온 환경에서 취성, 스크래치 특성, 인장 특성, 싸이클 반복 특성, 박리 특성이 우수한 장점을 가진다. The cryogenic molten aluminum plated steel material according to the present invention described above has advantages of excellent brittleness, scratch properties, tensile properties, cycle repeatability, and peeling properties in a cryogenic environment.

또한 본 발명은, 극저온 환경에서 알루미늄의 FCC 구조를 가지고 있어서 저온 취성이 우수하고, 도금 공정 후 소지철 모재(10); Al-Fe 합금층(20); 및 Al 코팅층(30); 간에 상호 보완적 작용으로 인해 극저온 스크래치 특성이 우수하다. In addition, the present invention has an FCC structure of aluminum in a cryogenic environment, so it is excellent in low-temperature brittleness, and the base iron base material 10 after the plating process; Al-Fe alloy layer 20; and Al coating layer 30; It has excellent cryogenic scratch properties due to the complementary action between the livers.

또한 본 발명은, 최근 수주가 급증하고 있는 LNG운반선과 관련 현재 널리 사용되고 있는 오스테나이트 스테인레스 강재에 대한 고비용 및 용접부 SCC(Stress Corrosion Cracking) 등의 문제를 해소할 수 있고, 비교적 가격이 저렴하고 장시간 기계적 물성 관련 신뢰성이 확보된 도금 강재를 제공할 수 있다. In addition, the present invention can solve problems such as high cost and SCC (Stress Corrosion Cracking) of welding parts for austenitic stainless steels, which are currently widely used in relation to LNG carriers whose orders have been rapidly increasing in recent years, and are relatively inexpensive and mechanical for a long time. It is possible to provide a plated steel material having secured reliability related to physical properties.

도 1은 온도에 따른 각 금속의 열충격 에너지를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 단면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 단면을 EDX 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 Al-Fe 합금층(20)의 EDX 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 Al 코팅층(30)의 EDX 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 사이클 시험 후 용융 알루미늄 도금강재의 단면을 나타낸 SEM 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법의 공정 순서도이다.
1 is a graph showing the thermal shock energy of each metal according to the temperature.
2 is a SEM photograph showing a cross section of a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the results of EDX analysis of a cross section of a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the EDX analysis result of the Al-Fe alloy layer 20 of the cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the EDX analysis result of the Al coating layer 30 of the cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.
6 is a SEM photograph showing a cross section of a hot-dip aluminum-coated steel material after a cycle test of a cryogenic hot-dip aluminum-coated steel material according to an embodiment of the present invention.
7 is a process flowchart of a method for manufacturing a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원인은 알루미늄 도금 강재를 극저온 환경에 적용하기 위하여 오랜 기간 연구하였다. 도 1은 온도에 따른 각 금속의 열충격 에너지를 도시한 그래프이다. 그 결과, 도 1에 보는 바와 같이, 각 소재별 연성과 취성이 급격하게 변하는 온도인 연성-취성천이온도(DBTT : Ductile Brittle Transition Temperature)가 BCC 구조의 금속에서 주로 가지며, FCC 구조의 금속에서는 잘 나타나지 않음을 확인하였다. 연강(Mild steel)은 BCC 구조를 가지며, DBTT는 -60 ℃인 것으로 나타난 반면, Al 금속은 FCC 구조를 가지며, DBTT가 잘 나타나지 않은 것을 확인하였다. 이를 통해, 본 출원인은 극저온 환경에서 용융 알루미늄 도금강재는 알루미늄의 FCC 구조를 가지고 취성에 있고, 도금시 상호 보완적 작용이 가능할 것으로 판단하여 본 발명을 출원하기에 이르렀다. The present applicant has studied for a long time to apply aluminum plated steel to a cryogenic environment. 1 is a graph showing the thermal shock energy of each metal according to the temperature. As a result, as shown in Figure 1, the ductile-brittle transition temperature (DBTT: Ductile Brittle Transition Temperature), which is a temperature at which the ductility and brittleness of each material rapidly change, is mainly in the metal of the BCC structure, and it is well in the metal of the FCC structure. It was confirmed that it did not appear. Mild steel had a BCC structure, and DBTT was found to be -60 °C, while Al metal had an FCC structure, and it was confirmed that DBTT did not appear well. Through this, the present applicant came to apply for the present invention by judging that the hot-dip aluminum plated steel material is brittle with the FCC structure of aluminum in a cryogenic environment, and that a complementary action is possible during plating.

본 발명을 상술함에 있어, 용어 "극저온 환경"은 -40 ℃ 이하의 온도, 또는 -40 내지 -200 ℃의 온도에서 강재에 직접, 간접으로 영향을 주는 조건을 의미한다. In the description of the present invention, the term "cryogenic environment" means a condition that directly or indirectly affects the steel at a temperature of -40 ℃ or less, or -40 to -200 ℃.

본 발명을 상술함에 있어, 용어 "상온"은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도를 의미하고, 예를 들면, 약 15℃ 내지 35℃, 보다 구체적으로는 약 20℃ 내지 25℃, 더욱 구체적으로는 약 25℃의 온도를 의미할 수 있다. In the description of the present invention, the term “room temperature” means a natural temperature that is not heated or reduced, for example, about 15° C. to 35° C., more specifically about 20° C. to 25° C., more specifically may mean a temperature of about 25 °C.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 단면을 나타낸 SEM 사진이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 단면을 EDX 분석 결과를 나타낸 도면이다. 2 is a SEM photograph showing a cross section of a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing the results of EDX analysis of a cross section of a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.

도 2에 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 기본적으로 소지철 모재(10); 상기 소지철 모재(10) 상에 형성되는 Al-Fe 합금층(20); 및 Al-상기 Fe 합금층(20) 상에 형성되는 Al 코팅층(30);을 포함한다. As shown in Figure 2, the cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention is basically a base iron base material (10); Al-Fe alloy layer 20 formed on the base iron base material (10); and Al-Al coating layer 30 formed on the Fe alloy layer 20 .

상기 소지철 모재(10)는 후술할 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법에서 용융 알루미늄이 소지철 모재(10) 내부로 소정 깊이(약 80 ㎛ 이상) 침투할 수 있고, 용융알루미늄 도금 강재 제조방법을 통해 높은 비커스 경도를 가질 수 있다. 상기 소지철 모재(10)는 P 0.05 중량% 이하(0 중량% 제외), S 0.05 중량% 이하(0 중량% 제외), 및 잔부 Fe로 이루어지는 것일 수 있다. The base iron base material 10 can penetrate a predetermined depth (about 80 ㎛ or more) into the base iron base material 10 in the cryogenic molten aluminum plated steel manufacturing method to be described later, and through the method for manufacturing the molten aluminum plating steel It may have a high Vickers hardness. The base iron base material 10 may be composed of 0.05 wt% or less of P (excluding 0 wt%), 0.05 wt% or less of S (excluding 0 wt%), and the balance Fe.

상기 Al-Fe 합금층(20)은 상기 소지철 모재(10) 상에 용융 알루미늄이 침투 형성된 것이다. 도 2 및 도 3에 보는 바와 같이, 상기 Al-Fe 합금층(20)은 약 80 내지 120 ㎛ 두께를 가질 수 있다. 또한, 성분 분석 시 상기 Al-Fe 합금층(20)은 Al 성분과 Fe 성분이 혼재된 구간을 가진다. The Al-Fe alloy layer 20 is formed by penetrating molten aluminum on the base iron base material 10 . 2 and 3 , the Al-Fe alloy layer 20 may have a thickness of about 80 to 120 μm. In addition, in the component analysis, the Al-Fe alloy layer 20 has a section in which the Al component and the Fe component are mixed.

도 3에 보는 바와 같이, 상기 Al 코팅층(30)은 Al을 주성분으로 하며, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 외곽에 형성된다. 또한, 도 3에 보는 바와 같이, 상기 Al 코팅층(30)은 약 30 내지 50 ㎛ 두께를 가질 수 있다. As shown in FIG. 3 , the Al coating layer 30 has Al as a main component, and is formed on the outside of the cryogenic molten aluminum plated steel material according to the present invention. In addition, as shown in FIG. 3 , the Al coating layer 30 may have a thickness of about 30 to 50 μm.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 Al-Fe 합금층(20)의 EDX 분석 결과를 나타낸 도면이다. 4 is a view showing the EDX analysis result of the Al-Fe alloy layer 20 of the cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.

도 4에 보는 바와 같이, 상기 Al-Fe 합금층(20)은 Fe 40 ~ 45 중량%, 및 Al 55 내지 60 중량%로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 Al-Fe 합금층(20)은 후술할 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법을 통해 소지철 모재(10)의 일부 미량 성분이 용출되거나 전달될 수 있는 바, P, S 등 기타 불가피한 불순물을 더 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4 , the Al-Fe alloy layer 20 may include 40 to 45 wt% Fe, and 55 to 60 wt% Al. On the other hand, in the Al-Fe alloy layer 20, some trace components of the base iron base material 10 may be eluted or transferred through a cryogenic molten aluminum plating steel material manufacturing method to be described later, and other unavoidable impurities such as P, S, etc. may include more.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 Al 코팅층(30)의 EDX 분석 결과를 나타낸 도면이다. 5 is a view showing the EDX analysis result of the Al coating layer 30 of the cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.

도 5에 보는 바와 같이, 상기 Al 코팅층(30)은 Fe 2~3 중량% 및 잔부 Al로 이루어질 수 있다. As shown in FIG. 5 , the Al coating layer 30 may be composed of 2 to 3 wt% of Fe and the remainder Al.

한편, 상기 Al 코팅층(30)의 알루미늄 도금 부착량은 약 250 내지 290 g/m2 일 수 있다. 상기 Al 코팅층(30)의 알루미늄 도금 부착량은 하기 수학식 1로 표현된다. 상기 Al 코팅층(30)의 알루미늄 도금 부착량은 KS D0229의 7.3 수산화나트륨법에 따라 측정한 것일 수 있다. Meanwhile, the aluminum plating adhesion amount of the Al coating layer 30 may be about 250 to 290 g/m2. The aluminum plating adhesion amount of the Al coating layer 30 is expressed by Equation 1 below. The aluminum plating adhesion amount of the Al coating layer 30 may be measured according to 7.3 sodium hydroxide method of KS D0229.

[수학식 1] [Equation 1]

A = ((W1-W2)/S)×106 A = ((W1-W2)/S)×10 6

(상기 수학식 1에서, A는 알루미늄 도금의 부착량(g/㎡)이고, W1는 도금층 제거 전 무게(g)이고, W2는 도금층 제거 후 무게(g)이고, S는 상기 Al 코팅층(30)의 표면적(㎟)이다.) (In Equation 1, A is the adhesion amount of the aluminum plating (g/m2), W1 is the weight before removing the plating layer (g), W2 is the weight after removing the plating layer (g), and S is the Al coating layer 30) is the surface area (mm2) of

또한, 상기 Al 코팅층(30)의 표면거칠기(Ra)는 25 내지 40 ㎛ 일 수 있다. 하기 표 1에 휴대용 표면 조도 측정기 이용하여 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 Al 코팅층(30)의 표면 조도값을 측정한 결과를 수록하였다. In addition, the surface roughness (Ra) of the Al coating layer 30 may be 25 to 40 ㎛. Table 1 below contains the results of measuring the surface roughness values of the Al coating layer 30 of the cryogenic molten aluminum plated steel according to the present invention using a portable surface roughness measuring device.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재에 있어, 상기 소지철 모재(10)의 비커스 경도는 138 내지 141 Hv 이고, 상기 Al-Fe 합금층(20)의 비커스 경도 398 ~ 426 Hv 이고, 상기 Al 코팅층(30)의 비커스 경도 36 ~ 39 Hv 일 수 있다. In addition, in the cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention, the Vickers hardness of the base iron base material 10 is 138 to 141 Hv, and the Vickers hardness of the Al-Fe alloy layer 20 is 398 to 426 Hv, and the Vickers hardness of the Al coating layer 30 may be 36 to 39 Hv.

상세하게, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 경도 측정은 비커스 경도기를 이용하여 KS B0811의 방법으로 경도를 측정하였고, 측정값을 하기 표 2에 수록하였다. In detail, the hardness of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention was measured by the method of KS B0811 using a Vickers hardness tester, and the measured values are listed in Table 2 below.

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 표 2에 보는 바와 같이, 상기 Al 코팅층(30)은 경도가 상대적으로 낮은 반면에, 상기 Al-Fe 합금층(20)은 특이하게도 소지철 모재(10) 보다 더 높은 강도 값을 가지는 것으로 확인할 수 있다. 이러한 소지철 모재(10); Al-Fe 합금층(20); 및 Al 코팅층(30);을 포함하는 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 극저온 환경에서 취성, 인장강도, 굽힘강도, 열충격 등과 같은 극저온 기계적 특성을 현저히 향상시킬 수 있다. As shown in Table 2, the Al coating layer 30 has a relatively low hardness, while the Al-Fe alloy layer 20 is uniquely confirmed to have a higher strength value than the base iron base material 10. can Such a base material (10); Al-Fe alloy layer 20; And Al coating layer 30; including; cryogenic molten aluminum plated steel can significantly improve the cryogenic mechanical properties such as brittleness, tensile strength, bending strength, thermal shock in a cryogenic environment.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는, 하기 관계식 1 및 2를 만족할 수 있다 : In addition, the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention may satisfy the following Relations 1 and 2:

[관계식 1] 48.7 ≤ Lc1 ≤ 71.8 [Relational Expression 1] 48.7 ≤ Lc1 ≤ 71.8

[관계식 2] 64.9 ≤ Lc2 ≤ 85.3 [Relational Expression 2] 64.9 ≤ Lc2 ≤ 85.3

(상기 관계식 1 및 2에서, Lc1 및 Lc2는 상기 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 -40℃ 내지 -60℃에서 30분 이상 노출 후, KS L ISO 20502 및 ASTM C1624에 규정된 일정한 속도로 힘을 증가시키면서 긁는 방법(PFST: Progressive Force Scratch Test)을 통해 측정된 값이고, Lc1은 상기 Al 코팅층(30)의 균열이 발생하기 시작하는 임계 수직 힘(N)을 의미하고, Lc2는 상기 Al 코팅층(30)이 벗겨지기 시작하는 힘(N)을 의미한다.) (In Relations 1 and 2, Lc1 and Lc2 are after exposing the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material at -40°C to -60°C for at least 30 minutes, increasing the force at a constant rate specified in KS L ISO 20502 and ASTM C1624 It is a value measured through a scratching method (PFST: Progressive Force Scratch Test), Lc1 means the critical vertical force (N) at which cracks of the Al coating layer 30 begin to occur, and Lc2 is the Al coating layer 30 This means the force (N) that starts to peel off.)

상세하게, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 스크래치 시험은 코팅층과 모재와의 접착력을 측정하는 것으로서, 표면에 대한 마찰력과 음파변화에 의해 접착력 정도를 비교 평가하는 시험방법으로 일반적으로 세라믹 코팅에 대한 시험방법이 KS L ISO 20502 및 ASTM C1624에 규정되어 있으며 측정방법에는 일정한 속도로 힘을 증가시키면서 긁는 방법(PFST: Progressive Force Scratch Test)과 매번 다른 위치에서 단계적으로 수직 힘을 증가시키면서 파괴가 일어날 때까지 긁기 시험을 하는 방법 (CFST : Constant Force Scratch Test), 임계 수직 힘 이하의 일정 힘으로 같은 위치에서 반복적으로 긁기 시험하는 다중 긁기 시험(MPST : Multi Pass Scratch Test) 등의 방법이 있으나 일반적인 PFST 방법으로 진행하였으며 시험 조건은 하기 [표 3]에 수록하였다. In detail, the scratch test of the cryogenic molten aluminum plated steel material according to the present invention is to measure the adhesion between the coating layer and the base material, and is a test method to compare and evaluate the degree of adhesion by the friction force and sound wave change on the surface. KS L ISO 20502 and ASTM C1624 are stipulated in KS L ISO 20502 and ASTM C1624, and the measurement methods include the method of scratching while increasing the force at a constant speed (PFST: Progressive Force Scratch Test), and each time the fracture occurs while increasing the vertical force step by step at different positions. There are methods such as the Constant Force Scratch Test (CFST) and the Multi Pass Scratch Test (MPST), which repeatedly perform a scratch test at the same location with a constant force below the critical vertical force, but the general PFST method, and the test conditions are listed in [Table 3] below.

[표 3][Table 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

우선, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 스크래치 시험은 상온에서 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 수록하였다. First, the scratch test of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention was measured at room temperature, and the results are listed in Table 4 below.

[표 4][Table 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

다음으로, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 스크래치 시험은 -40℃, -50℃, -60℃ 온도에 30분 이상 충분히 노출한 후 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5, 표 6, 표 7에 수록하였다. Next, the scratch test of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to the present invention was measured after sufficiently exposed to -40 ℃, -50 ℃, -60 ℃ temperature for 30 minutes or more, and the results are shown in Tables 5, 6, and Tables below. 7 is included.

[표 5] : -40℃ 스크래치 시험 측정[Table 5] : -40℃ scratch test measurement

Figure pat00005
Figure pat00005

[표 6] : -50℃ 스크래치 시험 측정[Table 6]: -50℃ scratch test measurement

Figure pat00006
Figure pat00006

[표 7] : -60℃ 스크래치 시험 측정[Table 7] : -60℃ scratch test measurement

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 표 4 내지 표 7에 보는 바와 같이, 상온에서 측정한 스크래치 시험 결과와, -40℃, -50℃, -60℃ 온도에서 측정한 스크래치 시험 결과는 상온 시험결과 보다 동등 또는 그 보다 좋은 결과값을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재가 극저온 환경에서 알루미늄의 FCC 구조를 가지고 있어서 저온 취성이 우수한 것으로 판단되고, 도금 공정 후 소지철 모재(10); Al-Fe 합금층(20); 및 Al 코팅층(30); 간에 상호 보완적 작용으로 인해 극저온 스크래치 특성이 우수하게 나온 결과라고 판단된다. As shown in Tables 4 to 7, the scratch test results measured at room temperature and the scratch test results measured at -40°C, -50°C, -60°C temperatures are equal to or better than the room temperature test results was confirmed to have These results indicate that the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention has an FCC structure of aluminum in a cryogenic environment, so it is judged to be excellent in low-temperature brittleness, and after the plating process, the base iron base material 10; Al-Fe alloy layer 20; and Al coating layer 30; It is judged that it is the result of excellent cryogenic scratch properties due to the complementary action between the livers.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는, 하기 관계식 3을 만족할 수 있다 : In addition, the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention may satisfy the following Relational Equation 3:

[관계식 3] 48.7 ≤ TS ≤ 71.8 [Relational Expression 3] 48.7 ≤ TS ≤ 71.8

(상기 관계식 3에서, TS는 상기 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 -40℃ 내지 -60℃에서 30분 이상 노출 후 측정한 인장강도(N/mm2)이다.) (In Relation 3, TS is the tensile strength (N/mm 2 ) measured after exposing the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material at -40°C to -60°C for 30 minutes or more.)

상세하게, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 인장시험은 KS B 0801의 13B 형태의 시험편으로 나비 약 12.5mm 표점거리 50mm의 시험편으로 진행하였으며, 시험방법은 KS B 0802의 방법으로 인장속도 25mm/분으로 진행하였으며, 도금층이 포함되어 있는 형태에서 진행하여 인장강도, 항복강도 값을 산출하였다. In detail, the tensile test of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention was conducted with a 13B type test piece of KS B 0801 with a width of about 12.5 mm and a gage distance of 50 mm, and the test method was KS B 0802 with a tensile speed of 25 mm It proceeded at /min, and the tensile strength and yield strength values were calculated by proceeding in the form including the plating layer.

우선, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 인장시험은 상온에서 측정하였고, 그 결과를 하기 표 8에 수록하였다. First, the tensile test of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention was measured at room temperature, and the results are listed in Table 8 below.

[표 8] [Table 8]

Figure pat00008
Figure pat00008

다음으로, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 인장시험은 -40℃, -50℃, -60℃ 온도에 30분 이상 충분히 노출한 후 측정하였고, 그 결과를 하기 표 9, 표 10, 표 11에 수록하였다. Next, the tensile test of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention was measured after sufficiently exposed to temperatures of -40°C, -50°C, and -60°C for at least 30 minutes, and the results are shown in Tables 9, 10, and Tables below. 11 is included.

[표 9] : -40℃ 인장시험 측정[Table 9] : -40℃ tensile test measurement

Figure pat00009
Figure pat00009

[표 10] : -50℃ 인장시험 측정[Table 10] : -50℃ tensile test measurement

Figure pat00010
Figure pat00010

[표 11] : -60℃ 인장시험 측정[Table 11] : -60℃ tensile test measurement

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 표 8 내지 표 11에 보는 바와 같이, 상온에서 측정한 인장시험 결과와, -40℃, -50℃, -60℃ 온도에서 측정한 인장시험 결과는 상온 시험결과 보다 동등 또는 그 보다 좋은 결과값을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재가 극저온 환경에서 알루미늄의 FCC 구조를 가지고 있어서 저온 인성이 우수한 것으로 판단되고, 도금 공정 후 소지철 모재(10); Al-Fe 합금층(20); 및 Al 코팅층(30); 간에 상호 보완적 작용으로 인해 극저온 인장 특성이 우수하게 나온 결과라고 판단된다. As shown in Tables 8 to 11, the tensile test results measured at room temperature and the tensile test results measured at -40°C, -50°C, and -60°C are equivalent to or better than the room temperature test results. was confirmed to have These results show that the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention has an FCC structure of aluminum in a cryogenic environment, so it is judged to have excellent low-temperature toughness, and after the plating process, the base iron base material 10; Al-Fe alloy layer 20; and Al coating layer 30; It is judged that it is the result of excellent cryogenic tensile properties due to the complementary action between the livers.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 저온 박리 특성이 우수할 수 있다. 상세하게, 본 발명에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 상온 평균 항복강도 값의 약 95% 수준의 응력과 50N의 하중사이를 100회 반복한 후 -40℃, -50℃, -60℃ 온도에 노출 후 밀착성 시험을 통한 저온 박리 특성을 평가하였다. In addition, the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention may have excellent low-temperature peeling properties. In detail, after repeating 100 times between a stress of about 95% of the average room temperature average yield strength value of the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to the present invention and a load of 50N, exposure to temperatures of -40℃, -50℃, -60℃ The low-temperature peeling properties through the post-adhesion test were evaluated.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재의 사이클 시험 후 용융 알루미늄 도금강재의 단면을 나타낸 SEM 사진이다. 도 6에 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재는 상기 저온 박리 시험 후에도 어떠한 크랙이나 핀홀 등이 발생하지 않았고, 초기 실험전 온전한 형상, 조직을 유지하는 것을 확인하였다. 6 is a SEM photograph showing a cross section of a hot-dip aluminum-coated steel material after a cycle test of a cryogenic hot-dip aluminum-coated steel material according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 6, the cryogenic hot-dip aluminum plated steel according to an embodiment of the present invention did not generate any cracks or pinholes even after the low-temperature peeling test, and it was confirmed that the intact shape and structure were maintained before the initial experiment.

또한, 본 발명은 상술한 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 제조하는 방법을 포함한다. In addition, the present invention includes a method for manufacturing the above-described cryogenic hot-dip aluminum plated steel.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법의 공정 순서도이다. 7 is a process flowchart of a method for manufacturing a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention.

도 7에 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법은, As shown in Figure 7, the cryogenic hot-dip aluminum plated steel manufacturing method according to an embodiment of the present invention,

소지철 모재(10)를 알칼리 용제에 침지시키는 탈지 단계(S10); A degreasing step (S10) of immersing the base iron base material 10 in an alkaline solvent;

탈지된 소지철 모재(10)의 표면을 물세척하는 제1 수세단계(S21)와, 상기 제1 수세단계(S21)를 거친 소지철 모재(10)를 산처리하여 소지철 모재(10)의 표면을 활성화시키는 제1 산세단계(S22)와, 상기 제1 산세단계(S22)를 거친 소지철 모재(10)의 표면을 물세척하는 제2 수세단계(S23)로 이루어지는 표면 처리 단계(S20); The first water washing step (S21) of washing the surface of the degreased base iron base material 10 with water, and the acid treatment of the base iron base material 10 that has undergone the first water washing step (S21), A surface treatment step (S20) comprising a first pickling step (S22) of activating the surface, and a second washing step (S23) of washing the surface of the base iron base material 10 that has undergone the first pickling step (S22) with water (S20) ;

표면 처리된 소지철 모재(10)를 염화칼륨 35 ~ 50 중량%, 빙정석 5 ~ 10 중량%, 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 40 ~ 60 중량%의 성분비율로 이루어지는 수용성 플럭스를 물 100 중량%를 기준으로 하여 10 ~ 30 중량%로 첨가시킨 플럭스 용제에 40 ~ 90℃의 온도조건하에서 1 ~ 10분간 침지시키는 플럭스 처리 단계(S30); Water-soluble flux consisting of 35 to 50% by weight of potassium chloride, 5 to 10% by weight of cryolite, 40 to 60% by weight of ammonium fluoride or aluminum fluoride, based on 100% by weight of water, the surface-treated base iron base material 10 a flux treatment step (S30) of immersing in a flux solvent added in an amount of 10 to 30% by weight under a temperature condition of 40 to 90° C. for 1 to 10 minutes;

플럭스 처리된 소지철 모재(10)를 염화나트륨 25 ~ 35 중량%, 염화칼륨 15 ~ 25 중량%, 빙정석 20 ~ 30 중량%, 플루오르화 수소산 암모늄이나 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 중에서 택일한 플루오르화물 20 ~ 30 중량%의 성분비율로 이루어지는 용융 플럭스를 용융 알루미늄 100 중량%를 기준으로 하여 5 ~ 10 중량%로 첨가시킨 용융도금액 속에 680 ~ 750 ℃의 온도조건 하에서 5 ~ 30분간 침지시키는 도금 단계(S40); 및 The flux-treated base iron base material (10) contains sodium chloride 25 to 35% by weight, potassium chloride 15 to 25% by weight, cryolite 20 to 30% by weight, ammonium hydrofluoride, ammonium fluoride, or aluminum fluoride 20 to 30 fluoride Plating step (S40) of immersing the molten flux composed of a component ratio of % by weight in 5 to 10% by weight based on 100% by weight of molten aluminum under a temperature condition of 680 to 750° C. for 5 to 30 minutes (S40) ; and

도금된 소지철 모재(10)를 100℃ 이하로 공랭시키는 공랭 단계(S51)와, 상기 공랭 단계(S51)를 거친 소지철 모재(10)를 수냉시켜 잔여열을 제거하는 수냉 단계(S52)와, 상기 수냉 단계(S52)를 거친 소지철 모재(10)를 물 100 중량%를 기준으로 하여 옥살산 0.5 ~ 10 중량%을 첨가시킨 옥살산 수용액에 20 ~ 50℃의 온도조건하에서 5 ~ 20분간 침지시키는 옥살산 처리 단계(S53)와, 상기 옥살산 처리 단계(S53)를 거친 소지철 모재(10)를 산세척하여 도금표면에 부착된 용융플럭스 분말을 제거하고 도금표면의 평활화와 광택을 부여하는 제2 산세 단계(S54)와, 상기 제2 산세 단계(S54)를 거친 소지철 모재(10)의 표면을 물세척한 후 건조시키는 마감처리 단계(S55);로 이루어지는 후처리 단계(S50);를 포함한다. An air cooling step (S51) of air cooling the plated base iron base material 10 to 100° C. or less, and a water cooling step (S52) of removing residual heat by water cooling the base iron base material 10 that has undergone the air cooling step (S51) and , The base iron base material 10, which has undergone the water cooling step (S52), is immersed in an oxalic acid aqueous solution containing 0.5 to 10% by weight of oxalic acid based on 100% by weight of water under a temperature condition of 20 to 50℃ for 5 to 20 minutes A second pickling to remove the molten flux powder attached to the plating surface by pickling the base iron base material 10 that has undergone the oxalic acid treatment step (S53) and the oxalic acid treatment step (S53), smoothing and glossing the plating surface A post-treatment step (S50) consisting of a step (S54) and a finishing treatment step (S55) of drying the surface of the base iron base material 10 that has undergone the second pickling step (S54) after washing with water; includes; .

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법에 있어, 상기 도금 단계(S40) 시, 상기 소지철 모재(10)를 하기 식 1의 조건으로 침지시키는 것이 상술한 Al-Fe 합금층(20) 내부로 잘 침투시키고, 극저온에서 취성, 스크래치 특성, 인장 특성, 싸이클 반복 특성, 박리 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, in the method of manufacturing a cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention, in the plating step (S40), immersing the base iron base material 10 under the conditions of Equation 1 below is the Al-Fe alloy described above. It penetrates well into the layer 20 and can improve brittleness, scratch properties, tensile properties, cycle repeatability, and peeling properties at cryogenic temperatures.

[식 1][Equation 1]

18,770 < LMP < 20,00018,770 < LMP < 20,000

(상기 식 1에서, LMP = T(logtr + C)이고, 여기서 T는 용융도금액의 온도(K), tr은 침지시간(hr), C는 상수 20이다.)(In Equation 1, LMP = T(logt r + C), where T is the temperature of the molten plating solution (K), t r is the immersion time (hr), and C is the constant 20.)

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법에 있어, 상기 후처리 단계(S50) 시, In addition, in the method for manufacturing a cryogenic molten aluminum plated steel material according to an embodiment of the present invention, in the post-processing step (S50),

상기 공랭 단계(S51)는 상기 도금 단계(S40)를 거친 소지철 모재(10)를 공랭시키는 단계로서, 상기 도금 단계(S40)를 거쳐 알루미늄 용탕 속에서 인양된 소지철 모재(10)는 최저 온도가 500℃ 이상으로 급격한 온도의 변화에 따라 그 기계적 성질이 현저히 달라지게 되므로, 공기중에서 100℃ 이하가 될 때까지 충분히 공랭시키게 된다. The air cooling step (S51) is a step of air cooling the base iron base material 10 that has undergone the plating step (S40), and the base iron base material 10 lifted in the aluminum molten metal through the plating step (S40) is the lowest temperature Since its mechanical properties are significantly changed according to a sudden temperature change of 500°C or more, it is sufficiently cooled in air until it is 100°C or less in air.

상기 수냉 단계(S52)는 상기 공랭 단계(S51)를 거친 탄소강관을 수냉시키는 단계로서, 상기 공랭 단계(S51)를 거친 소지철 모재(10)의 잔여열을 수냉시켜 제거함으로써 열변형을 최소화하게 된다. The water cooling step (S52) is a step of water cooling the carbon steel pipe that has undergone the air cooling step (S51), and the residual heat of the base iron base material 10 that has been subjected to the air cooling step (S51) is removed by water cooling to minimize thermal deformation. do.

상기 옥살산 처리 단계(S53)는 상기 수냉 단계(S52)를 거친 소지철 모재(10)에 형성된 Al 코팅층(30)의 표면을 선택적으로 용출시키는 단계로서, 상기 수냉 단계(S52)를 거친 소지철 모재(10)를 물 100 중량%를 기준으로 하여 옥살산(C2H2O4) 0.5 ~ 10 중량%을 첨가시킨 옥살산 수용액에 20 ~ 50℃ 이하의 온도조건하에서 5 ~ 20분간 침지시켜 Al 코팅층(30)의 표면에 부착된 용융플럭스 분말을 1차적으로 제거하는 동시에 Al 코팅층(30)의 표면을 선택적으로 용출시키게 된다.The oxalic acid treatment step (S53) is a step of selectively eluting the surface of the Al coating layer 30 formed on the base iron base material 10 that has undergone the water cooling step (S52), and the base iron base material that has undergone the water cooling step (S52). (10) was immersed in an aqueous oxalic acid solution containing 0.5 to 10 wt% of oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ) based on 100 wt% of water under a temperature condition of 20 to 50 ° C. for 5 to 20 minutes to form an Al coating layer ( 30), the molten flux powder attached to the surface is primarily removed, and at the same time, the surface of the Al coating layer 30 is selectively eluted.

상기 옥살산 수용액에 첨가되는 옥살산의 첨가량을 0.5 ~ 10 중량%로 한정한 이유는, 옥살산의 첨가량이 0.5 중량% 미만일 경우 알루미늄도금층의 표면 용출이 거의 일어나지 않고, 옥살산의 첨가량이 10 중량% 초과할 경우 알루미늄 도금층(30) 자체가 급격히 녹아나오는 현상이 발생하기 때문이다. The reason for limiting the amount of oxalic acid added to the aqueous oxalic acid solution to 0.5 to 10 wt% is that when the amount of oxalic acid added is less than 0.5 wt%, the surface elution of the aluminum plating layer hardly occurs, and when the amount of oxalic acid is more than 10 wt% This is because the aluminum plating layer 30 itself rapidly melts away.

또한, 상기 옥살산 수용액의 온도를 20 ~ 50℃로 한정한 이유는, 옥살산 수용액의 온도가 20℃ 이하일 경우 알루미늄도금층의 표면이 선택적으로 용출되는 시간이 많이 소요되고, 옥살산 수용액의 온도가 50℃ 이상일 경우 Al 코팅층(30)의 표면이 선택적으로 용출되는 시간은 단축시킬 수는 있으나, Al 코팅층(30) 자체가 급격히 녹아나오는 현상이 발생하기 때문이다. In addition, the reason that the temperature of the oxalic acid aqueous solution is limited to 20 ~ 50 ℃ is that when the temperature of the oxalic acid aqueous solution is 20 ℃ or less, it takes a lot of time for the surface of the aluminum plating layer to selectively elute, and the temperature of the oxalic acid aqueous solution is 50 ℃ or more In this case, the time for selectively eluting the surface of the Al coating layer 30 can be shortened, but this is because the Al coating layer 30 itself rapidly melts.

상기 옥살산 처리단계(S53)에서 Al 코팅층(30)의 표면을 선택적으로 용출시키게 되면, Al 코팅층(30)의 표면이 다공성을 띠게 되면서 Al 코팅층(30)의 표면에 형성되는 산화알루미늄층의 두께를 더욱더 확대시킬 수 있게 되는데, 이와 같이 Al 코팅층(30)의 표면에 형성되는 산화알루미늄층의 두께를 더욱더 확대시키게 되면 도금 표면의 경도, 내식성, 내마모성 등을 대폭 향상시킬 수 있다. When the surface of the Al coating layer 30 is selectively eluted in the oxalic acid treatment step (S53), the surface of the Al coating layer 30 becomes porous and the thickness of the aluminum oxide layer formed on the surface of the Al coating layer 30 is increased. It is possible to further enlarge, as described above, if the thickness of the aluminum oxide layer formed on the surface of the Al coating layer 30 is further increased, the hardness, corrosion resistance, abrasion resistance, etc. of the plating surface can be significantly improved.

상술한 바와 같이, 종래의 강재, 아연 도금강재는 극저온 환경에서 연성과 취성이 급격하게 변하므로 극저온 환경의 LNG 선박의 배관, 구조물 등에 적용하기가 매우 어려웠지만, 소지철 모재(10); Al-Fe 합금층(20); 및 상기 Al-Fe 합금층(20) 상에 형성되고, 비커스 경도 36 ~ 39 Hv 이고, Fe 2~3 중량% 및 잔부 Al로 이루어지는 Al 코팅층(30);을 포함하며, FCC 구조를 가지는 극저온 용융알루미늄 도금 강재을 포함함으로써, 극저온 환경에서 취성, 스크래치 특성, 인장 특성, 싸이클 반복 특성, 박리 특성이 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. As described above, the conventional steel and galvanized steel are very difficult to apply to the piping, structures, etc. of the LNG vessel in the cryogenic environment because the ductility and brittleness change rapidly in the cryogenic environment, but the base material 10; Al-Fe alloy layer 20; and an Al coating layer 30 formed on the Al-Fe alloy layer 20, having a Vickers hardness of 36 to 39 Hv, and consisting of 2 to 3 wt% of Fe and the remainder Al; By including the aluminum-plated steel material, it can be confirmed that brittleness, scratch properties, tensile properties, cycle repeatability, peeling properties can be greatly improved in a cryogenic environment.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. In the above description, various embodiments of the present invention have been presented and described, but the present invention is not necessarily limited thereto. It will be readily appreciated that branch substitutions, transformations and alterations are possible.

10 : 소지철 모재 20 : Al-Fe 합금층
30 : Al 코팅층
S10 : 탈지 단계 S20 : 표면 처리 단계
S21 : 제1 수세단계 S22 : 제1 산세단계
S23 : 제2 수세단계 S30 : 플럭스 처리 단계
S40 : 도금 단계 S50 : 후처리 단계
S51 : 공랭 단계 S52 : 수냉 단계
S53 : 옥살산 처리 단계 S54 : 제2 산세 단계
S55 : 마감처리 단계
10: base iron base material 20: Al-Fe alloy layer
30: Al coating layer
S10: degreasing step S20: surface treatment step
S21: first washing step S22: first pickling step
S23: second washing step S30: flux treatment step
S40: plating step S50: post-processing step
S51: air cooling stage S52: water cooling stage
S53: oxalic acid treatment step S54: second pickling step
S55 : Finishing step

Claims (4)

비커스 경도 138 내지 141 Hv 인 소지철 모재(10);
상기 소지철 모재(10) 상에 용융 알루미늄이 침투 형성되고, 비커스 경도 398 ~ 426 Hv 이고, Fe 40 ~ 45 중량%, 및 잔부 Al 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 Al-Fe 합금층(20); 및
상기 Al-Fe 합금층(20) 상에 형성되고, 비커스 경도 36 ~ 39 Hv 이고, Fe 2~3 중량% 및 잔부 Al로 이루어지는 Al 코팅층(30);을 포함하는, 극저온 용융알루미늄 도금 강재.
Soji-iron base material 10 having a Vickers hardness of 138 to 141 Hv;
Al-Fe alloy layer 20 made of molten aluminum infiltrated and formed on the base iron base material 10, having a Vickers hardness of 398 to 426 Hv, Fe 40 to 45 wt%, and the remainder Al and other unavoidable impurities; and
Formed on the Al-Fe alloy layer 20, having a Vickers hardness of 36 to 39 Hv, and an Al coating layer 30 consisting of 2 to 3 wt% of Fe and the remainder Al; comprising, cryogenic molten aluminum plated steel.
제 1항에 있어서,
하기 관계식 1 및 2를 만족하는, 극저온 용융알루미늄 도금 강재:
[관계식 1] 48.7 ≤ Lc1 ≤ 71.8
[관계식 2] 64.9 ≤ Lc2 ≤ 85.3
(상기 관계식 1 및 2에서, Lc1 및 Lc2는 상기 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 -40℃ 내지 -60℃에서 30분 이상 노출 후, KS L ISO 20502 및 ASTM C1624에 규정된 일정한 속도로 힘을 증가시키면서 긁는 방법(PFST: Progressive Force Scratch Test)을 통해 측정된 값이고, Lc1은 상기 Al 코팅층(30)의 균열이 발생하기 시작하는 임계 수직 힘(N)을 의미하고, Lc2는 상기 Al 코팅층(30)이 벗겨지기 시작하는 힘(N)을 의미한다.)
The method of claim 1,
Cryogenic hot-dip aluminum plated steel that satisfies the following Relations 1 and 2:
[Relational Expression 1] 48.7 ≤ Lc1 ≤ 71.8
[Relational Expression 2] 64.9 ≤ Lc2 ≤ 85.3
(In Relations 1 and 2, Lc1 and Lc2 are after exposing the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material at -40°C to -60°C for at least 30 minutes, increasing the force at a constant rate specified in KS L ISO 20502 and ASTM C1624 It is a value measured through a scratching method (PFST: Progressive Force Scratch Test), Lc1 means the critical vertical force (N) at which cracks of the Al coating layer 30 begin to occur, and Lc2 is the Al coating layer 30 This means the force (N) that starts to peel off.)
제 1항에 있어서,
하기 관계식 3을 만족하는, 극저온 용융알루미늄 도금 강재:
[관계식 3] 48.7 ≤ TS ≤ 71.8
(상기 관계식 3에서, TS는 상기 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 -40℃ 내지 -60℃에서 30분 이상 노출 후 측정한 인장강도(N/mm2)이다.)
The method of claim 1,
Cryogenic hot-dip aluminum-coated steel that satisfies the following relation 3:
[Relational Expression 3] 48.7 ≤ TS ≤ 71.8
(In Relation 3, TS is the tensile strength (N/mm 2 ) measured after exposing the cryogenic hot-dip aluminum plated steel material at -40°C to -60°C for 30 minutes or more.)
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 극저온 용융알루미늄 도금 강재를 제조하는 방법으로서,
소지철 모재(10)를 알칼리 용제에 침지시키는 탈지 단계(S10);
탈지된 소지철 모재(10)의 표면을 물세척하는 제1 수세단계(S21)와, 상기 제1 수세단계(S21)를 거친 소지철 모재(10)를 산처리하여 소지철 모재(10)의 표면을 활성화시키는 제1 산세단계(S22)와, 상기 제1 산세단계(S22)를 거친 소지철 모재(10)의 표면을 물세척하는 제2 수세단계(S23)로 이루어지는 표면 처리 단계(S20);
표면 처리된 소지철 모재(10)를 염화칼륨 35 ~ 50 중량%, 빙정석 5 ~ 10 중량%, 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 40 ~ 60 중량%의 성분비율로 이루어지는 수용성 플럭스를 물 100 중량%를 기준으로 하여 10 ~ 30 중량%로 첨가시킨 플럭스 용제에 40 ~ 90℃의 온도조건하에서 1 ~ 10분간 침지시키는 플럭스 처리 단계(S30);
플럭스 처리된 소지철 모재(10)를 염화나트륨 25 ~ 35 중량%, 염화칼륨 15 ~ 25 중량%, 빙정석 20 ~ 30 중량%, 플루오르화 수소산 암모늄이나 플루오르화 암모늄 또는 플루오르화 알루미늄 중에서 택일한 플루오르화물 20 ~ 30 중량%의 성분비율로 이루어지는 용융 플럭스를 용융 알루미늄 100 중량%를 기준으로 하여 5 ~ 10 중량%로 첨가시킨 용융도금액 속에 680 ~ 750 ℃의 온도조건 하에서 5 ~ 30분간 침지시키는 도금 단계(S40);
도금된 소지철 모재(10)를 100℃ 이하로 공랭시키는 공랭 단계(S51)와, 상기 공랭 단계(S51)를 거친 소지철 모재(10)를 수냉시켜 잔여열을 제거하는 수냉 단계(S52)와, 상기 수냉 단계(S52)를 거친 소지철 모재(10)를 물 100 중량%를 기준으로 하여 옥살산 0.5 ~ 10 중량%을 첨가시킨 옥살산 수용액에 20 ~ 50℃의 온도조건하에서 5 ~ 20분간 침지시키는 옥살산 처리 단계(S53)와, 상기 옥살산 처리 단계(S53)를 거친 소지철 모재(10)를 산세척하여 도금표면에 부착된 용융플럭스 분말을 제거하고 도금표면의 평활화와 광택을 부여하는 제2 산세 단계(S54)와, 상기 제2 산세 단계(S54)를 거친 소지철 모재(10)의 표면을 물세척한 후 건조시키는 마감처리 단계(S55);로 이루어지는 후처리 단계(S50);를 포함하는 극저온 용융알루미늄 도금 강재 제조방법.
A method for producing a cryogenic hot-dip aluminum plated steel material according to any one of claims 1 to 3,
A degreasing step (S10) of immersing the base iron base material 10 in an alkaline solvent;
The first water washing step (S21) of washing the surface of the degreased base iron base material 10 with water, and the acid treatment of the base iron base material 10 that has undergone the first water washing step (S21), A surface treatment step (S20) comprising a first pickling step (S22) of activating the surface, and a second washing step (S23) of washing the surface of the base iron base material 10 that has undergone the first pickling step (S22) with water (S20) ;
Water-soluble flux consisting of 35 to 50% by weight of potassium chloride, 5 to 10% by weight of cryolite, 40 to 60% by weight of ammonium fluoride or aluminum fluoride, based on 100% by weight of water a flux treatment step (S30) of immersing in a flux solvent added in an amount of 10 to 30% by weight under a temperature condition of 40 to 90° C. for 1 to 10 minutes;
The flux-treated base iron base material (10) contains sodium chloride 25 to 35% by weight, potassium chloride 15 to 25% by weight, cryolite 20 to 30% by weight, ammonium hydrofluoric acid, ammonium fluoride, or aluminum fluoride 20 to 30 fluoride Plating step (S40) of immersing the molten flux composed of a component ratio of % by weight in a molten plating solution containing 5 to 10% by weight based on 100% by weight of molten aluminum under a temperature condition of 680 to 750° C. for 5 to 30 minutes (S40) ;
An air cooling step (S51) of air cooling the plated base iron base material 10 to 100° C. or less, and a water cooling step (S52) of removing residual heat by water cooling the base iron base material 10 that has undergone the air cooling step (S51) and , The base iron base material 10, which has undergone the water cooling step (S52), is immersed in an oxalic acid aqueous solution containing 0.5 to 10% by weight of oxalic acid based on 100% by weight of water under a temperature condition of 20 to 50℃ for 5 to 20 minutes. Oxalic acid treatment step (S53) and the oxalic acid treatment step (S53), the base iron base material 10 is pickled to remove the molten flux powder attached to the plating surface, and a second pickling to smooth and gloss the plating surface A post-treatment step (S50) comprising a step (S54) and a finishing treatment step (S55) of drying the surface of the base iron base material 10 that has undergone the second pickling step (S54) after washing with water Method for manufacturing cryogenic hot-dip aluminum plated steel.
KR1020210035589A 2021-03-19 2021-03-19 Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same KR102578420B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210035589A KR102578420B1 (en) 2021-03-19 2021-03-19 Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210035589A KR102578420B1 (en) 2021-03-19 2021-03-19 Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220130842A true KR20220130842A (en) 2022-09-27
KR102578420B1 KR102578420B1 (en) 2023-09-14

Family

ID=83451931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210035589A KR102578420B1 (en) 2021-03-19 2021-03-19 Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102578420B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101652969B1 (en) * 2016-06-08 2016-09-01 덕산산업주식회사 Manufactur ing method of hot-dip aluminized heating coil for tanker
KR102031454B1 (en) 2017-12-24 2019-10-11 주식회사 포스코 Galvinized steel sheet having excellent adhesion at low temperature and excellent workability and method for manufacturing the same
KR20200030035A (en) 2017-06-21 2020-03-19 오브쉬체스트보 에스 오그라니첸노이 오트벳스트베노스트유 “오베디넨나야 꼼파니야 루살 인제네르노-테크놀로지체스키 첸트르” Aluminum alloy
KR20200076072A (en) * 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 포스코 Manufacturing method of aluminum plated member

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101652969B1 (en) * 2016-06-08 2016-09-01 덕산산업주식회사 Manufactur ing method of hot-dip aluminized heating coil for tanker
KR20200030035A (en) 2017-06-21 2020-03-19 오브쉬체스트보 에스 오그라니첸노이 오트벳스트베노스트유 “오베디넨나야 꼼파니야 루살 인제네르노-테크놀로지체스키 첸트르” Aluminum alloy
KR102031454B1 (en) 2017-12-24 2019-10-11 주식회사 포스코 Galvinized steel sheet having excellent adhesion at low temperature and excellent workability and method for manufacturing the same
KR20200076072A (en) * 2018-12-19 2020-06-29 주식회사 포스코 Manufacturing method of aluminum plated member

Also Published As

Publication number Publication date
KR102578420B1 (en) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6433960B2 (en) Molten Al-Zn-Mg-Si plated steel sheet and method for producing the same
KR101707984B1 (en) HOT-DIP Al-Zn COATED STEEL SHEET
KR101636443B1 (en) HOT-DIP Al-Zn COATED STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP6014681B2 (en) Hot-dip galvanized steel sheet with excellent cryogenic bonding properties and manufacturing method thereof
US4891274A (en) Hot-dip aluminum coated steel sheet having excellent corrosion resistance and heat resistance
Sabooni et al. Microstructure and adhesion strength quantification of PVD bi-layered ZnMg-Zn coatings on DP800 steel
RU2675437C2 (en) Method for improving high-manganese steel strip weldability and coated steel strip
JP2011006785A (en) HOT-DIP Al-Zn-PLATED STEEL SHEET
JP5145897B2 (en) Corrosion resistant steel for cargo oil tanks
JP2004244704A (en) HIGH STRENGTH Al BASED PLATED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE AFTER COATING, HIGH STRENGTH AUTOMOBILE COMPONENT, AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
KR20180040157A (en) Coated steel plate
JP2019073778A (en) Al-PLATED STEEL PIPE COMPONENT
JP2000328216A (en) High corrosion resistance plated steel sheet
Dey et al. A review on metallurgical features of hot-dip aluminized steel
KR102168599B1 (en) Coated metal substrate and manufacturing method
Wang et al. Sealing treatment of aluminum coating on S235 steel with thermal diffusion of zinc
KR102305748B1 (en) Hot dip alloy coated steel material having excellent anti-corrosion properties and method of manufacturing the same
KR102578420B1 (en) Hot-dip aluminum coated steel for extremely low temperature and method for manufacturing the same
Di Cocco Sn and Ti influences on intermetallic phases damage in hot dip galvanizing
CA3078405A1 (en) High temperature sustainable zn-ni coating on steel substrate
TWI601849B (en) Method for manufacturing thermoformed zinc-based plated steel sheet and hot stamping method thereof
JP2022130469A (en) Method for manufacturing coated steel sheet
Singh et al. Thermally Assisted Adhesion Enhancement in High-Phosphorous Electroless Nickel Plating
WO2019142559A1 (en) High strength alloyed electrolytic zinc-plated steel sheet and method for producing same
JP2009120943A (en) Aluminum-based alloy plated steel sheet having excellent oxidation resistance and spot weldability

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant