KR20220162803A

KR20220162803A - 내마모 강판 및 내마모 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220162803A
Application number: KR1020227040253A
Authority: KR
Inventors: 시게키 기츠야; 나오키 다카야마; 도모유키 요코타
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2020-05-28
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-12-08
Also published as: JPWO2021241606A1; AU2021278605A1; US20230183845A1; AU2021278605B2; CN115667562A; JP7211530B2; WO2021241606A1; PE20231732A1; CL2022003339A1; MX2022014800A

Abstract

우수한 내마모성과 광폭 굽힘 가공성을 겸비한 내마모 강판을 제공한다. 소정의 성분 조성을 갖고, 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 마텐자이트의 체적률이 90 ％ 이상이고, 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 420 ∼ 560 HBW 10/3000 이고, 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도의, 판폭 방향으로 10 mm 간격으로 인접하는 2 점 사이에 있어서의 차로서 정의되는 폭 방향 경도차가, 비커스 경도로 30 Hv10 이하인, 내마모 강판.

Description

내마모 강판 및 내마모 강판의 제조 방법

본 발명은, 내마모 강판 (abrasion-resistant steel plate) 에 관한 것으로, 특히 건설, 토목 및 광산 등의 분야에서 사용되는 산업 기계, 운반 기기의 부재용으로 적합한, 광폭 굽힘 가공성이 우수한 내마모 강판에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 내마모 강판의 제조 방법에 관한 것이다. 여기서, 광폭 굽힘 가공성이란, 실제 사용시에 과제가 되는 강판폭 200 mm 이상에 있어서의 굽힘 가공성을 말한다.

강재의 내마모성은, 고경도화함으로써 향상되는 것이 알려져 있다. 그 때문에, 토사나 암석 등에 의한 마모를 받는 부재에는, ??칭 등의 열처리를 실시하여 고경도화한 강재가 사용되어 왔다.

예를 들면, 특허문헌 1 에는, 소정의 성분 조성을 갖는 강재에 열간 압연을 실시하여 후강판으로 한 후, ??칭하는 것에 의해 내마모 후강판을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 인용문헌 1 에 기재된 방법에 의하면, C, 합금 원소, 및 N 의 함유량을 제어함으로써, ??칭한 채로 340 HB 이상의 경도와 고인성을 갖고, 용접부의 저온 균열성이 개선된 내마모 후강판이 얻어진다고 되어 있다.

또한, 특허문헌 2 에는, 소정의 성분 조성을 갖는 강에, 900 ℃ ∼ Ar3 변태점의 온도에서 압하율 15 ％ 이상의 열간 압연을 실시하고, 이어서 Ar3 변태점 이상의 온도에서부터 직접 ??칭함으로써 내마모 강판을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 인용문헌 2 에 기재된 방법에 의하면, 성분 조성과 ??칭 조건을 제어함으로써, 높은 경도를 갖는 내마모 강판을 용이하게 얻을 수 있다고 되어 있다.

특허문헌 1 및 2 에 기재된 상기 기술에서는, 경도를 높임으로써 내마모 특성을 향상시키고 있다. 한편, 다양한 형상의 부재에 대한 적용이나 용접 지점의 저감을 위해, 내마모성뿐만 아니라 굽힘 가공성도 우수한 내마모강에 대한 수요가 높아지고 있다.

이러한 수요에 대해, 예를 들면, 특허문헌 3 에서는, 중량 ％ 로, C : 0.05 ∼ 0.20 ％, Mn : 0.50 ∼ 2.5 ％, 및 Al : 0.02 ∼ 2.00 ％ 를 함유하고, 마텐자이트의 면적분율이 5 ％ 이상, 50 ％ 이하인 내마모강이 제안되어 있다. 특허문헌 3 에 의하면, 열간 압연된 강을 Ac1 점과 Ac3 점 사이의 페라이트-오스테나이트 2 상역 온도로 가열한 후, 급랭함으로써 마텐자이트의 면적분율을 제어하고, 그것에 의해 가공성 및 용접성이 우수한 내마모강이 얻어진다고 되어 있다.

또한, 특허문헌 4 에서는, 소정의 성분 조성을 갖는 강을, 열간 압연 후, 즉시 Ms 점±25 ℃ 까지 냉각하고, 상기 냉각을 중단하여 Ms 점＋50 ℃ 이상으로 복열시킨 후, 실온까지 냉각하는 내마모 강판의 제조 방법이 제안되어 있다. 인용문헌 4 에 의하면, 상기 제조 방법으로 얻어진 강판의 표면으로부터 깊이 5 mm 까지 영역에 있어서의 최저 경도가, 그 강판의 좀더 내부의 영역에 있어서의 최고 경도보다 40 HV 이상 낮고, 그 결과, 굽힘 가공성이 향상된다고 되어 있다.

또한, 특허문헌 5 에서는, DI* (??칭성 지수) 가 60 이상인 소정의 성분 조성을 갖는 강을 열간 압연하고, 이어서 0.5 ∼ 2 ℃/s 의 평균 냉각 속도로 400 ℃ 이하의 온도역까지 냉각하는, 내마모 강판의 제조 방법이 제안되어 있다. 특허문헌 5 에 의하면, 상기 제조 방법으로 얻어지는 내마모 강판에는, 평균 입경 0.5 ∼ 50 ㎛ 이상의 Ti 계의 탄화물이 400 개/mm²이상 석출되어 있고, 그 결과, 열처리를 실시하지 않고, 우수한 내마모성과 굽힘 가공성을 겸비한 내마모강이 얻어진다고 되어 있다.

일본 공개특허공보 소63-169359호 일본 공개특허공보 소64-031928호 일본 공개특허공보 평07－090477호 일본 공개특허공보 2006-104489호 일본 공개특허공보 2008-169443호

특허문헌 3 ∼ 5 에 기재되어 있는 바와 같이, 종래의 내마모 강판의 굽힘 가공성을 향상시키는 방법은, 강판의 기지상 (매트릭스) 의 경도를 억제하여 굽힘 가공성을 확보하면서, 마이크로 조직의 제어 또는 탄화물의 석출에 의해 내마모성을 향상시킨다고 하는 사고에 기초하고 있다. 따라서, 이들 방법에서는 기지상의 경도를 충분히 향상시키는 것이 어려워, 내마모성과 굽힘 가공성을 양립시킬 수는 없었다.

한편, 내마모성에 대한 요구 수준은 해마다 높아지고 있기 때문에, 내마모성과 굽힘 가공성이라는 상반되는 특성을 높은 수준으로 양립시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.

또한, 내마모 강판을 가공하여 최종 제품인 토목 건축용 기기용 부재 등을 제조할 때에는, 그 내마모 강판의 판폭이 200 mm 이상인 조건에서 굽힘 가공이 실시되는 것이 일반적이다. 통상, 굽힘 균열은 판폭이 넓을수록 발생하기 쉽기 때문에, 실제의 사용시에 있어서의 강판의 굽힘 가공성을 평가하기 위해서는, 판폭 200 mm 이상의 강판을 사용하여 평가를 실시해야 한다. 그러나, 상기 서술한 바와 같은 종래 기술에 있어서는, 판폭 200 mm 이상에 있어서의 굽힘 가공성에 대해서 고려되어 있지 않다.

본 발명은 상기 과제를 해결하여, 우수한 내마모성과 굽힘 가공성이라는 상반되는 특성을 겸비한 내마모 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 상기 굽힘 가공성에 관해서는, 강판폭 200 mm 이상이라는 가혹한 조건하에 있어서의 굽힘 가공성 (이하, 「광폭 굽힘 가공성」이라고 한다) 이 우수한 내마모 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서, 내마모 강판의 광폭 굽힘 가공성에 영향을 주는 각종 요인에 대해서 검토하고, 그 결과, 다음의 (1) ∼ (4) 의 지견을 얻었다.

(1) 내마모 강판의 굽힘 가공성에는, 그 내마모 강판 표층부의 경도 및 연성이 크게 영향을 미친다.

(2) 특히, 내마모 강판에 국소적인 경화부 또는 연화부가 존재하면, 연화부 또는 경화부 주변에 변형이 집중되어 연성이 저하되기 때문에, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다.

(3) 내마모 강판에 있어서의 경도차를 저감함으로써, 내마모성에 크게 영향을 미치는 기지상의 경도를 저하시키지 않고, 광폭 굽힘 가공성을 향상시킬 수 있다.

(4) 내마모 강판을 제조할 때에, 오스테나이트 온도역에서부터 ??칭을 실시하여, 상기 ??칭시의 강판의 폭 방향의 냉각 속도의 차를 저감함으로써, 내마모 강판의 경도차를 저감할 수 있다.

본 발명은 이상의 지견을 근거로 하여, 한층 더 검토를 추가하여 완성된 것이다. 본 발명의 요지는 다음과 같다.

1. 질량％ 로,

C : 0.15 ∼ 0.30 ％,

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,

Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％,

P : 0.020 ％ 이하,

S : 0.010 ％ 이하,

Al : 0.01 ∼ 0.06 ％,

Cr : 0.10 ∼ 1.00 ％, 및

N : 0.0100 ％ 이하를 함유하고,

잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 마텐자이트의 체적률이 90 ％ 이상이고,

표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 420 ∼ 560 HBW 10/3000 이고,

표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도의, 판폭 방향으로 10 mm 간격으로 인접하는 2 점 사이에 있어서의 차로서 정의되는 폭 방향 경도차가, 비커스 경도로 30 Hv10 이하인, 내마모 강판.

2. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Nb : 0.005 ∼ 0.020 ％,

Ti : 0.005 ∼ 0.020 ％, 및

B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 1 에 기재된 내마모 강판.

3. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Cu : 0.01 ∼ 0.5 ％,

Ni : 0.01 ∼ 3.0 ％,

Mo : 0.1 ∼ 1.0 ％,

V : 0.01 ∼ 0.10 ％,

W : 0.01 ∼ 0.5 ％, 및

Co : 0.01 ∼ 0.5 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 1 또는 2 에 기재된 내마모 강판.

4. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,

Mg : 0.0005 ∼ 0.0100 ％, 및

REM : 0.0005 ∼ 0.0200 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 1 ∼ 3 중 어느 한 항에 기재된 내마모 강판.

5. 질량％ 로,

C : 0.15 ∼ 0.30 ％,

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,

Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％,

P : 0.020 ％ 이하,

S : 0.010 ％ 이하,

Al : 0.01 ∼ 0.06 ％,

Cr : 0.10 ∼ 1.00 ％, 및

N : 0.0100 ％ 이하를 함유하고,

잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를, Ac3 변태점 이상, 1300 ℃ 이하의 가열 온도로 가열하고,

가열된 상기 강 소재를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,

상기 열연 강판에 ??칭을 실시하는, 내마모 강판의 제조 방법으로서,

상기 ??칭이,

(a) 상기 열연 강판을 Ar3 변태점 이상의 냉각 개시 온도에서부터, Mf 점 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각하는 직접 ??칭, 또는,

(b) 상기 열연 강판을 냉각하고, 상기 냉각 후의 열연 강판을 Ac3 변태점 이상 950 ℃ 이하의 재가열 온도까지 재가열하고, 재가열 후의 상기 열연 강판을 상기 재가열 온도에서부터, Mf 점 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각하는 재가열 ??칭이며,

상기 ??칭의 냉각 과정에 있어서의, 상기 열연 강판의 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 1/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차, 및 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 3/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차가, 각각 5 ℃/s 이하인, 내마모 강판의 제조 방법.

6. 상기 ??칭에 있어서의 냉각 정지 온도가 (Mf 점－100 ℃) 미만이고,

상기 ??칭 후, ??칭된 열연 강판을 (Mf 점－80 ℃) 이상, (Mf 점＋50 ℃) 이하인 템퍼링 온도에서 템퍼링하는, 상기 5 에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

7. 상기 템퍼링에 있어서, 상기 템퍼링 온도에 60 s 이상 유지하는, 상기 6 에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

8. 상기 템퍼링에 있어서의 평균 승온 속도가 2 ℃/s 이상인, 상기 6 또는 7 에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

9. 상기 ??칭에 있어서의 냉각 정지 온도가 Mf 점 이하, (Mf 점－100 ℃) 이상이고,

상기 ??칭 후, ??칭된 열연 강판을 공랭하는, 상기 5 에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

10. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Nb : 0.005 ∼ 0.020 ％,

Ti : 0.005 ∼ 0.020 ％, 및

B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 5 ∼ 9 중 어느 한 항에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

11. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Cu : 0.01 ∼ 0.5 ％,

Ni : 0.01 ∼ 3.0 ％,

Mo : 0.1 ∼ 1.0 ％,

V : 0.01 ∼ 0.10 ％,

W : 0.01 ∼ 0.5 ％, 및

Co : 0.01 ∼ 0.5 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 5 ∼ 10 중 어느 한 항에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

12. 상기 성분 조성이, 질량％ 로,

Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,

Mg : 0.0005 ∼ 0.0100 ％, 및

REM : 0.0005 ∼ 0.0200 ％

로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 상기 5 ∼ 11 중 어느 한 항에 기재된 내마모 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 우수한 내마모성과 광폭 굽힘 가공성을 겸비한 내마모 강판을 제조할 수 있다. 본 발명에 의하면, 내마모성에 영향을 주는 경도를 떨어뜨리지 않고서 우수한 광폭 굽힘 가공성을 실현할 수 있기 때문에, 최근의 내마모성에 대한 높은 요구 수준에도 대응할 수 있다. 따라서, 본원 발명의 내마모 강판은, 건설, 토목 및 광산 등의 분야에서 사용되는 산업 기계, 운반 기기의 부재용 재료로서 매우 바람직하게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 본 발명의 바람직한 실시형태의 예를 나타내는 것으로, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

[성분 조성]

본 발명에 있어서는, 내마모 강판 및 그 제조에 사용되는 강 소재가 상기 성분 조성을 갖는 것이 중요하다. 그래서, 먼저 본 발명에 있어서 강의 성분 조성을 상기와 같이 한정하는 이유를 설명한다. 한편, 성분 조성에 관한 「％」는, 특별히 언급하지 않는 한 「질량％」를 의미한다.

C : 0.15 ∼ 0.30 ％

C 는, 기지상의 경도를 증가시켜, 내마모성을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서, C 함유량을 15 ％ 이상으로 한다. C 함유량은 0.20 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, C 함유량이 0.30 ％ 를 초과하면, 기지상의 경도가 과도하게 상승하여, 광폭 굽힘 가공성이 현저하게 저하된다. 그 때문에, C 함유량은 0.30 ％ 이하로 한다. C 함유량은 0.28 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％

Si 는, 탈산제로서 작용하는 원소이다. 또, Si 는, 강 중에서 고용 강화에 의해 기지상의 경도를 상승시키는 효과를 가지고 있다. Si 함유량이 0.05 ％ 미만인 경우, 충분한 탈산 효과가 얻어지지 않고 개재물량이 증가하여, 그 결과, 연성이 저하된다. 그 때문에, Si 함유량을 0.05 ％ 이상으로 한다. Si 함유량은, 0.10 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.20 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Si 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 개재물량이 증가하여, 연성이 저하되는 결과, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Si 함유량을 1.00 ％ 이하로 한다. Si 함유량은 0.80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.60 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％

Mn 은, 기지상의 경도를 상승시켜, 내마모성을 향상시키는 원소이다. Mn 함유량이 0.50 ％ 미만인 경우, ??칭성이 부족하여, 균일한 경도가 얻어지지 않는다. 그 때문에, Mn 함유량을 0.50 ％ 이상으로 한다. Mn 함유량은, 0.60 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.70 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Mn 함유량이 2.00 ％ 를 초과하면 경도가 지나치게 높아지기 때문에, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Mn 함유량은 2.00 ％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 1.80 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.60 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

P : 0.020 ％ 이하

P 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로, 입계에 편석됨으로써 파괴의 발생 기점이 되는 등, 악영향을 미친다. 그 때문에, 가능한 한 P 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.020 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 또한, P 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0.001 ％ 미만으로 저감하는 것은 공업적 규모의 제조에서는 어렵기 때문에, 생산성의 관점에서는 P 함유량을 0.001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

S : 0.010 ％ 이하

S 는, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로, MnS 등의 황화물계 개재물로서 강 중에 존재하여, 파괴의 발생 기점이 되는 등, 악영향을 미치는 원소이다. 그 때문에, 가능한 한 S 함유량을 낮게 하는 것이 바람직하지만, 0.010 ％ 이하이면 허용할 수 있다. 또한, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0.0001 ％ 미만으로 저감하는 것은 공업적 규모의 제조에서는 어렵기 때문에, 생산성의 관점에서는, S 함유량을 0.0001 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Al : 0.01 ∼ 0.06 ％

Al 은, 탈산제로서 작용함과 함께, 질화물의 형성에 의해 결정립을 미세화하고, 연성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 이러한 효과들을 얻기 위해서, Al 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 0.06 ％ 를 초과하면, 과잉으로 질화물을 형성하여, 표면 흠집의 발생이 증가한다. 또한, Al 함유량이 0.06 ％ 를 초과하면, 산화물계 개재물이 증대하여 연성이 저하되고, 그 결과, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Al 함유량은 0.06 ％ 이하로 한다. 또한, Al 함유량은 0.05 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.04 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

Cr : 0.10 ∼ 1.00 ％

Cr 은, 기지상의 경도를 증가시켜, 내마모성을 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. Cr 함유량이 0.10 ％ 미만인 경우, Cr 첨가에 의한 ??칭성 향상의 효과가 얻어지지 않아 균일한 경도가 얻어지지 않는다. 그 때문에, Cr 함유량을 0.10 ％ 이상으로 한다. Cr 함유량은, 0.20 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.25 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, Cr 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면, 석출물 형성에 의한 연성의 저하를 일으켜, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Cr 함유량은 1.00 ％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 0.85 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.80 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

N : 0.0100 ％ 이하

N 은, 불가피적 불순물로서 함유되는 원소로, 질화물 등을 형성함으로써 결정립의 세립화에 기여한다. 그러나, 석출물이 과잉으로 형성되면 연성이 저하되어, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, N 함유량을 0.0100 ％ 이하로 한다. N 함유량은 0.0060 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.0040 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, N 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0.0010 ％ 미만으로 저감하는 것은 공업적 규모의 제조에서는 어렵기 때문에, 생산성의 관점에서는 N 함유량을 0.0010 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서의 내마모 강판 및 강 소재는, 이상의 성분과, 잔부인 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서는, 상기 성분 조성은, 임의로, Nb : 0.005 ∼ 0.020 ％, Ti : 0.005 ∼ 0.020 ％, 및 B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유할 수 있다.

Nb : 0.005 ∼ 0.020 ％

Nb 는, 기지상의 경도를 증가시켜, 내마모성의 가일층의 향상에 기여하는 원소이다. 또한, Nb 는 탄질화물을 형성하여, 구오스테나이트립을 미세화한다. Nb 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Nb 함유량을 0.005 ％ 이상, 바람직하게는 0.007 ％ 이상으로 한다. 한편, Nb 함유량이 0.020 ％ 를 초과하면, NbC 가 다량으로 석출되어 연성이 저하되고, 그 결과, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Nb 를 첨가하는 경우, Nb 함유량을 0.020 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은 0.018 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ti : 0.005 ∼ 0.020 ％

Ti 는, 강 중에서 질화물을 형성하고, 구오스테나이트립을 미세화함으로써 연성을 향상시키는 원소이다. 또, Ti 와 B 의 양자가 공존하는 경우, Ti 가 N 을 고정시킴으로써 BN 의 석출이 억제되고, 그 결과, B 의 ??칭성 향상 효과가 높아진다. 이러한 효과들을 얻기 위해서, Ti 를 첨가하는 경우, Ti 함유량을 0.005 ％ 이상으로 한다. Ti 함유량은, 0.007 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ti 함유량이 0.020 ％ 를 초과하면, 경질인 TiC 가 다량으로 석출되어, 광폭 굽힘 가공성을 저하시킨다. 그 때문에, Ti 를 함유하는 경우에는, Ti 함유량은 0.020 ％ 이하로 한다. Ti 함유량은, 0.015 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％

B 는, 미량의 첨가로도 ??칭성을 현저하게 향상시키는 원소이다. 따라서, B 를 첨가함으로써 마텐자이트의 형성을 촉진하여, 내마모성을 한층 더 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이 효과를 얻기 위해서, B 를 첨가하는 경우, B 함유량을 0.0003 ％ 이상으로 한다. B 함유량은, 0.0005 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0008 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0030 ％ 를 초과하면, 파괴의 기점이 되는 붕화물 등의 석출물이 다량으로 형성되는 등의 악영향이 발생한다. 그 때문에, B 를 첨가하는 경우, B 함유량을 0.0030 ％ 이하로 한다. B 함유량은 0.0015 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 성분 조성은, 임의로, Cu : 0.01 ∼ 0.5 ％, Ni : 0.01 ∼ 3.0 ％, Mo : 0.1 ∼ 1.0 ％, V : 0.01 ∼ 0.10 ％, W : 0.01 ∼ 0.5 ％, 및 Co : 0.01 ∼ 0.5 ％ 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유할 수 있다.

Cu : 0.01 ∼ 0.5 ％

Cu 는, ??칭성을 향상시키는 원소로, 가일층의 경도 향상을 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Cu 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Cu 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Cu 함유량이 0.5 ％ 를 초과하면, 표면 흠집이 발생하기 쉬워지는 등, 제조성이 저하되는 것에 추가하여, 합금 비용이 상승한다. 그 때문에, Cu 를 첨가하는 경우, Cu 함유량을 0.5 ％ 이하로 한다.

Ni : 0.01 ∼ 3.0 ％

Ni 는, ??칭성을 향상시키는 원소로, 가일층의 경도 향상을 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Ni 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Ni 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Ni 함유량이 3.0 ％ 를 초과하면, 합금 비용이 상승한다. 그 때문에, Ni 함유량은 3.0 ％ 이하로 한다.

Mo : 0.1 ∼ 1.0 ％

Mo 는, ??칭성을 향상시키는 원소로, 가일층의 경도 향상을 위해서 임의로 첨가할 수 있다. Mo 를 첨가하는 경우, 그 효과를 얻기 위해서 Mo 함유량을 0.1 ％ 이상으로 한다. 한편, Mo 함유량이 1.0 ％ 를 초과하면, 용접성의 열화나 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, Mo 를 첨가하는 경우, Mo 함유량을 1.0 ％ 이하로 한다.

V : 0.01 ∼ 0.10 ％

V 는, ??칭성을 향상시키는 원소로, 가일층의 경도 향상을 위해서 임의로 첨가할 수 있다. 또한, V 는, VN 으로서 석출됨으로써 고용 N 의 저감에 기여하는 원소이다. V 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 V 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, 0.10 ％ 를 초과하여 첨가하면 경질인 VC 의 석출에 의해 연성이 저하된다. 그 때문에, V 를 첨가하는 경우, V 함유량은 0.10 ％ 이하, 바람직하게는 0.08 ％ 이하, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이하로 한다.

W : 0.01 ∼ 0.5 ％

W 는, Mo 와 마찬가지로 ??칭성을 향상시키는 원소로, 임의로 첨가할 수 있다. W 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 W 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, W 함유량이 0.5 ％ 를 초과하면, 합금 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, W 를 첨가하는 경우, W 함유량을 0.5 ％ 이하로 한다.

Co : 0.01 ∼ 0.5 ％

Co 는 ??칭성을 향상시키는 원소로, 임의로 첨가할 수 있다. Co 를 첨가하는 경우, 상기 효과를 얻기 위해서 Co 함유량을 0.01 ％ 이상으로 한다. 한편, Co 함유량이 0.5 ％ 를 초과하면, 합금 비용의 상승을 초래하기 때문에, Co 를 첨가하는 경우, Co 함유량을 0.5 ％ 이하로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 있어서, 상기 성분 조성은, 임의로, Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％, Mg : 0.0005 ∼ 0.0100 ％, 및 REM : 0.0005 ∼ 0.0200 ％ 로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유할 수 있다.

Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％

Ca 는, 황화물계 개재물의 형태 제어에 유용한 원소로서, 임의로 첨가할 수 있다. 그 효과를 발휘시키기 위해서는, 0.0005 ％ 이상의 첨가가 필요하다. 그 때문에, Ca 를 첨가하는 경우, Ca 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 한다. 한편, 0.0050 ％ 를 초과하여 첨가하면, 강 중의 개재물량 증대에 의한 연성의 저하를 초래하여, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Ca 를 함유시키는 경우, Ca 함유량을 0.0050 ％ 이하, 바람직하게는 0.0025 ％ 이하로 한다.

Mg : 0.0005 ∼ 0.0100 ％

Mg 는, 고온에서 안정적인 산화물을 형성하여, 구오스테나이트립의 조대화를 효과적으로 억제하고, 연성을 향상시키는 원소이다. 그 효과를 발휘시키기 위해서는, 0.0005 ％ 이상의 첨가가 필요하다. 그 때문에, Mg 를 첨가하는 경우, Mg 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 한다. 한편, 0.0100 ％ 를 초과하여 첨가하면, 강 중의 개재물량 증대에 의한 연성의 저하를 초래하여, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, Mg 를 함유시키는 경우, Mg 함유량을 0.0100 ％ 이하, 바람직하게는 0.0050 ％ 이하로 한다.

REM : 0.0005 ∼ 0.0200 ％

REM (희토류 금속) 도, Ca 와 마찬가지로 강 중에서 산화물 및 황화물을 형성하여 재질을 개선시키는 효과가 있으며, 그 효과를 얻기 위해서는 0.0005 ％ 이상의 첨가가 필요하다. 그 때문에, REM 을 첨가하는 경우, REM 함유량을 0.0005 ％ 이상으로 한다. 한편, 0.0200 ％ 를 초과하여 첨가해도, 그 효과가 포화된다. 그 때문에, REM 을 함유시키는 경우에는, REM 함유량을 0.0200 ％ 이하, 바람직하게는 0.0100 ％ 이하로 한다.

[마이크로 조직]

마텐자이트의 체적률 : 90 ％ 이상

본 발명에 있어서는, 내마모 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 마텐자이트의 체적률을 90 ％ 이상으로 한다. 마텐자이트의 체적률이 90 ％ 미만이면, 내마모 강판의 기지 조직의 경도가 저하되기 때문에, 내마모성이 열화된다. 그 때문에, 마텐자이트의 체적률을 90 ％ 이상으로 한다. 한편, 마텐자이트의 체적률은 높을수록 좋기 때문에, 그 체적률의 상한은 특별히 한정되지 않고, 100 ％ 여도 된다. 상기 마텐자이트의 체적률은, 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.

마텐자이트의 체적률이 90 ％ 이상이면, 잔부의 조직에 상관없이 원하는 내마모성을 얻을 수 있기 때문에, 마텐자이트 이외의 잔부 조직은 특별히 한정되지 않고, 임의의 조직으로 할 수 있다. 잔부의 조직은, 예를 들어, 페라이트, 펄라이트, 오스테나이트 및 베이나이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상이어도 된다.

[경도]

브리넬 경도 : 420 ∼ 560 HBW 10/3000

본원 발명의 내마모 강판은, 상기 성분 조성을 갖는 것에 추가하여, 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 420 ∼ 560 HBW 10/3000 이다. 표면 경도의 한정 이유를 이하에 설명한다.

강판의 내마모성은, 강판의 표층부의 경도를 높임으로써 향상시킬 수 있다. 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 420 HBW 미만에서는, 충분한 내마모성을 얻을 수 없어 사용시의 수명이 짧아진다. 그 때문에, 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도를, 브리넬 경도로 420 HBW 이상, 바람직하게는 440 HBW 이상으로 한다. 한편, 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 560 HBW 를 초과하면, 광폭 굽힘 가공성이 열화된다. 그 때문에, 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도를, 브리넬 경도로 560 HBW 이하로 한다. 또한, 여기서 상기 브리넬 경도는, 직경 10 mm 의 텅스텐 경구 (硬球) 를 사용하여 하중 3000 kgf 로 측정한, 판폭의 1/4 위치에 있어서의 값 (HBW 10/3000) 으로 한다.

[폭 방향 경도차]

폭 방향 경도차 : 30 Hv10 이하

내마모 강판에 국소적인 경화부 또는 연화부가 존재하는 경우, 연화부 또는 경화부 주변에 변형이 집중되어 연성이 저하되기 때문에, 우수한 광폭 굽힘 가공성을 얻을 수 없다. 그 때문에, 본 발명에서는, 내마모 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도의, 판폭 방향으로 10 mm 간격으로 인접하는 2 점 사이에 있어서의 차로서 정의되는 폭 방향 경도차를, 비커스 경도로 30 Hv10 이하로 한다. 경도차를 상기의 범위로 함으로써, 광폭에서의 굽힘 가공시에 있어서도 양호한 굽힘 특성이 얻어진다. 또, 통상, 강판은 길이 방향 (압연 방향) 으로 이동시키면서 제조되기 때문에, 폭 방향 (압연 직교 방향) 으로 균일성이 유지되고 있으면 길이 방향도 균일해진다.

상기 폭 방향 경도차는, 내마모 강판의 표면으로부터 1 mm 깊이의 위치에 있어서, 폭 방향으로 10 mm 간격으로 비커스 경도 측정을 실시하여, 인접하는 측정점 간의 경도의 차를 구함으로써 평가할 수 있다. 폭 방향 경도차가 30 Hv10 이하라는 것은, 모든 인접하는 2 점 사이에 있어서의 경도차가 30 Hv10 이하인 것, 바꾸어 말하면, 인접하는 2 점 사이에 있어서의 경도차의 최대값이 30 Hv10 이하인 것을 의미한다.

한편, 내마모 강판의 절단에는, 일반적으로, 가스 절단, 플라즈마 절단 및 레이저 절단 등의 열 절단이 사용된다. 열 절단된 내마모 강판에 있어서는, 단부의 경도가 절단시의 열의 영향에 의해 변화되어 있다. 그 때문에, 상기 폭 방향의 경도차의 측정에 있어서는, 내마모 강판의 단부의 열 영향부를 측정 대상으로부터 제외한다. 보다 구체적으로는, 내마모 강판의 폭 방향에 있어서의 편측당 50 mm 의 범위를 제외한 범위에 있어서, 폭 방향으로 10 mm 간격으로 비커스 경도 측정을 실시하여, 폭 방향의 경도차를 구할 수 있다.

10 mm 보다 큰 간격으로 측정을 실시하면, 굽힘 가공성을 열화시키는 원인이 되는 경도 변화를 검출할 수 없다. 한편, 측정 간격을 작게 하면 경도 변화의 검출 정밀도는 높아지지만, 측정 점수가 방대해진다. 또한, 후술하는 실시예에 있어서 나타내는 바와 같이, 10 mm 간격으로 측정한 경도차를 제어함으로써, 실제로 우수한 성능을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. 이상의 이유에서, 측정 간격을 10 mm 로 한다.

[판두께]

본 발명의 내마모 강판의 판두께는 특별히 한정되지 않고, 임의의 판두께로 할 수 있다. 그러나, 판두께가 4 ∼ 60 mm 인 내마모 강판에는 특히 광폭 굽힘 가공성이 요구되는 점에서, 내마모 강판의 판두께를 4 ∼ 60 mm 로 하는 것이 바람직하다.

[제조 방법]

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 내마모 강판의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 내마모 강판은, 상기 서술한 성분 조성을 갖는 강 소재를 가열하고, 열간 압연한 후에, ??칭을 포함하는 열처리를 후술하는 조건으로 실시함으로써 제조할 수 있다.

[강 소재]

상기 강 소재로는, 임의의 형태의 소재를 사용할 수 있다. 상기 강 소재는, 예를 들면, 강 슬래브여도 된다.

강 소재의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기한 성분 조성을 갖는 용강을 통상적인 방법에 의해 용제하고, 주조하여 제조할 수 있다. 상기 용제는, 전로, 전기로, 유도로 등, 임의의 방법에 의해 실시할 수 있다. 또한, 상기 주조는, 생산성의 관점에서 연속 주조법으로 실시하는 것이 바람직하지만, 조괴법에 의해 실시해도 된다.

[가열]

상기 강 소재를, 열간 압연에 앞서 가열 온도까지 가열한다. 상기 가열은, 주조 등의 방법에 의해 얻은 강 소재를 일단 냉각한 후에 실시해도 되고, 또한 얻어진 강 소재를 냉각하지 않고 직접 가열해도 된다.

가열 온도 : Ac3 변태점 이상, 1300 ℃ 이하

상기 가열 온도가 Ac3 변태점 미만이면, 가열 후의 강판의 마이크로 조직 중에 페라이트상이 함유되기 때문에, ??칭 후에 충분한 경도를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 마이크로 조직을 균일하게 할 수 없다. 그 때문에, 상기 가열 온도는, Ac3 변태점 이상으로 한다. 한편, 상기 가열 온도가 1300 ℃ 보다 높으면, 가열시에 과대한 에너지가 필요해지기 때문에 제조성이 저하된다. 그 때문에, 상기 가열 온도는 1300 ℃ 이하, 바람직하게는 1250 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 1200 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 1150 ℃ 이하로 한다.

또한, Ac3 변태점은, 하기의 식에 의해 구할 수 있다.

Ac3 (℃) = 912.0－230.5×C＋31.6×Si－20.4×Mn－39.8×Cu－18.1×Ni－14.8×Cr＋16.8×Mo

(단, 상기 식 중의 원소 기호는 질량％ 로 나타낸 각 원소의 함유량이고, 함유되어 있지 않은 원소의 함유량은 0 으로 한다.)

[열간 압연]

다음으로, 상기 가열된 강 소재를 열간 압연하여 열연 강판으로 한다. 상기 열간 압연의 조건은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 방법에 따라 실시할 수 있다. 본 발명에서는, 열간 압연 후의 열처리 과정에 있어서 강판의 경도 등을 제어하기 때문에, 열간 압연 조건은 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 강 소재의 변형 저항을 저하시켜, 압연기에 대한 부하를 저감시킨다는 관점에서는, 압연 종료 온도를 750 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 800 ℃ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 850 ℃ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 오스테나이트립의 현저한 조대화와, 그것에서 기인하는 열처리 후의 연성의 저하를 방지한다는 관점에서는, 압연 종료 온도를 1000 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 950 ℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 열연 강판에 대하여, ??칭을 포함하는 열처리를 실시한다. 상기 열처리는, 이하에 서술하는 2 개의 실시형태 중 어느 것의 방법으로 실시할 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 「냉각 개시 온도」란, ??칭의 냉각 과정에 있어서의 냉각 개시시의 강판의 표면 온도를 가리키는 것으로 한다. 또한, 「냉각 정지 온도」란, ??칭의 냉각 과정에서의 냉각 종료시에 있어서의 강판의 표면 온도를 가리키는 것으로 한다.

본원 발명의 일 실시형태에 있어서는, 상기 열간 압연 후, 얻어진 열연 강판에 대하여 ??칭을 실시한다. 상기 ??칭은, (a) 직접 ??칭 (DQ) 과 (b) 재가열 ??칭 (RQ) 중 어느 하나의 방법으로 실시한다. 또한, 상기 ??칭에 있어서의 냉각 방법은 특별히 한정되지 않지만, 수랭으로 하는 것이 바람직하다.

(a) 직접 ??칭 (DQ)

상기 ??칭을 직접 ??칭으로 실시하는 경우에는, 상기 열간 압연 후의 열연 강판을 Ar3 변태점 이상의 냉각 개시 온도에서부터, Mf 점 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각한다.

냉각 개시 온도 : Ar3 변태점

상기 냉각 개시 온도가 Ar3 변태점 이상이면, 오스테나이트역에서부터 ??칭이 개시되기 때문에, 원하는 마텐자이트 조직을 얻을 수 있다. 냉각 개시 온도가 Ar3 점 미만이면, 페라이트가 생성되기 때문에, 최종적으로 얻어지는 마이크로 조직에 있어서의 마텐자이트의 체적률이 90 ％ 미만이 된다. 마텐자이트의 체적률이 90 ％ 미만이면, 강판의 경도를 충분히 향상시킬 수 없고, 그 결과, 강판의 내마모성이 저하된다. 또한, 냉각 개시 온도가 Ar3 점 미만이면, 폭 방향으로 경도차를 발생시키기 때문에, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 한편, 상기 냉각 개시 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 950 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, Ar3 변태점은, 하기의 식으로 구할 수 있다.

Ar3 (℃) = 910－273×C－74×Mn－57×Ni－16×Cr－9×Mo－5×Cu

냉각 정지 온도 : Mf 점 이하

상기 냉각 정지 온도가 Mf 점보다 높으면, 마텐자이트의 체적률을 충분히 높일 수 없어, 원하는 경도를 얻을 수 없다. 또한, 냉각 정지 온도가 Mf 점보다 높으면, 폭 방향으로 경도차를 발생시키기 때문에, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, 냉각 정지 온도는 Mf 점 이하로 한다. 마텐자이트의 체적률을 높인다는 관점에서는, 상기 냉각 정지 온도를, (Mf 점－100 ℃) 이하로 하는 것이 바람직하고, (Mf 점－120 ℃) 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, (Mf 점－150 ℃) 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, 냉각 정지 온도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 과도한 냉각은 제조 효율의 저하를 초래하기 때문에, 냉각 정지 온도를 실온 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또한, Mf 점은, 하기의 식으로 구할 수 있다.

Mf (℃) = 410.5－407.3×C－7.3×Si－37.8×Mn－20.5×Cu－19.5×Ni－19.8×Cr－4.5×Mo

(b) 재가열 ??칭 (RQ)

상기 ??칭을 재가열 ??칭으로 실시하는 경우에는, 먼저, 상기 열간 압연 후의 열연 강판을 냉각하고, 상기 냉각 후의 열연 강판을 Ac3 변태점 이상 950 ℃ 이하의 재가열 온도까지 재가열한다. 그 후, 재가열 후의 상기 열연 강판을 상기 재가열 온도에서부터, Mf 점 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각한다.

재가열 온도 : Ac3 변태점 이상, 950 ℃ 이하

열연 강판을 Ac3 변태점 이상으로 재가열함으로써 마이크로 조직을 오스테나이트로 할 수 있기 때문에, 그 후의 ??칭 (냉각) 에 의해 마텐자이트 조직을 얻을 수 있다. 재가열 온도가 Ac3 변태점 미만이면, 페라이트가 생성되어 충분히 ??칭되지 않기 때문에, 강판의 경도를 충분히 향상시킬 수 없고, 그 결과, 최종적으로 얻어지는 강판의 내마모성이 저하된다. 그 때문에, 상기 재가열 온도를 Ac3 변태점 이상으로 한다. 한편, 재가열 개시 온도가 950 ℃ 보다 높으면, 결정립이 조대화되어 가공성이 저하된다. 그 때문에, 상기 재가열 온도를 950 ℃ 이하로 한다. 또한, 상기 재가열 온도에서부터 냉각을 개시하기 위해서는, 예를 들어, 재가열에 사용한 노로부터 열연 강판이 나온 직후에 냉각을 개시하면 된다.

냉각 정지 온도 : Mf 점 이하

(??칭시의 평균 냉각 속도)

상기 ??칭의 냉각 과정에 있어서의 냉각 속도는 특별히 한정되지 않고, 마텐자이트상이 형성되는 냉각 속도이면 임의의 값으로 할 수 있다. 예를 들어, ??칭 개시부터 ??칭 정지의 사이에 있어서의 평균 냉각 속도는, 10 ℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하고, 15 ℃/s 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 20 ℃/s 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 한편, ??칭시의 상기 평균 냉각 속도는, 원리상 높으면 높을수록 좋기 때문에, 상한도 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 냉각 속도를 높게 하기 위해서는 그것에 대응할 수 있는 냉각 설비가 필요해진다는 점에서, 상기 평균 냉각 속도는, 150 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하고, 100 ℃/s 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 80 ℃/s 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 여기서, 상기 평균 냉각 속도는, 강판의 판폭 방향 중앙 위치에 있어서의 표면 온도에서의 평균 냉각 속도를 가리키는 것으로 한다. 상기 표면 온도는, 방사 온도계 등을 사용하여 측정할 수 있다.

(냉각 속도차)

본 발명에서는, 상기 ??칭의 냉각 과정에 있어서의, 상기 열연 강판의 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 1/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차, 및 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 3/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차를, 각각 5 ℃/s 이하로 한다. 상기 평균 냉각 속도의 차 (이하, 「냉각 속도차」라고 하는 경우가 있다) 가 5 ℃/s 보다 크면, 인접하는 2 점 사이의 비커스 경도의 차가 30 Hv10 보다 커져, 광폭 굽힘 가공성이 열화된다. 또한, 여기서 평균 냉각 속도란, 강판의 표면 온도에서의 평균 냉각 속도를 가리키는 것으로 한다. 상기 표면 온도는, 방사 온도계 등을 사용하여 측정할 수 있다.

(템퍼링)

본 발명의 일 실시형태에 있어서는, ??칭된 열연 강판에 대하여, 추가로 임의로 템퍼링을 실시할 수 있다. 템퍼링을 실시함으로써, 강판의 경도의 균일성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 템퍼링을 실시하는 경우, 상기 ??칭에 있어서의 냉각 정지 온도는, (Mf 점－100 ℃) 미만으로 하는 것이 바람직하다. 상기 냉각 정지 온도에서 냉각을 정지한 후, 이하에 서술하는 템퍼링 온도까지 강판을 가열하면 된다.

템퍼링 온도 : (Mf 점－80 ℃) 이상, (Mf 점＋50 ℃) 이하

템퍼링 온도가 (Mf 점－80 ℃) 미만이면, 템퍼링의 효과가 얻어지지 않는다. 그 때문에, 템퍼링을 실시하는 경우, 템퍼링 온도를 (Mf 점－80 ℃) 이상, 바람직하게는 (Mf 점－60 ℃) 이상, 보다 바람직하게는 (Mf 점－50 ℃) 이상으로 한다. 한편, 템퍼링 온도가 (Mf 점＋50 ℃) 보다 높으면, 표면 경도의 저하가 현저해진다. 그 때문에, 템퍼링을 실시하는 경우, 템퍼링 온도를 (Mf 점＋50 ℃) 이하, 바람직하게는 (Mf 점＋30 ℃) 이하, 보다 바람직하게는 (Mf 점＋10 ℃) 이하로 한다.

·온도 유지

상기 템퍼링 온도에 도달한 후에는, 가열을 정지하면 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 템퍼링 온도까지 가열한 후, 추가로 상기 템퍼링 온도에 임의의 유지 시간 동안, 유지할 수 있다. 상기 유지 시간은 특별히 한정되지 않지만, 템퍼링의 효과를 높인다는 관점에서는, 60 초 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5 분 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 유지 시간이 과도하게 길면 강판의 경도가 저하되는 경우가 있기 때문에, 온도 유지를 실시하는 경우, 유지 시간은 60 분 이하로 하는 것이 바람직하고, 30 분 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 20 분 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

·승온 속도

상기 템퍼링에 있어서의 템퍼링 온도까지의 승온 속도는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 생산성의 관점에서는, 템퍼링 온도까지의 평균 승온 속도를 0.1 ℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ℃/s 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 평균 승온 속도를 2 ℃/s 이상으로 함으로써, 탄화물을 미세하게 석출시키고, 그 결과, 광폭 굽힘 가공성을 더욱 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 광폭 굽힘 가공성을 더욱 향상시킨다는 관점에서는, 상기 평균 승온 속도를 2 ℃/s 이상으로 하는 것이 바람직하고, 10 ℃/s 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 상기 평균 승온 속도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 과도하게 승온 속도를 높이면, 재가열을 실시하기 위한 설비가 대형화되는 것에 추가하여, 에너지 소비량의 증대가 문제가 된다. 그 때문에, 상기 평균 승온 속도는 30 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하고, 25 ℃/s 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

상기 템퍼링에 있어서의 가열 (승온) 은, 특별히 한정되지 않고 임의의 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 열처리로를 사용한 가열, 고주파 유도 가열 및 통전 가열로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있다. 상기 온도 유지를 실시하는 경우에는, 상기 재가열 및 온도 유지를, 열처리로를 사용하여 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 평균 승온 속도를 2 ℃/s 이상으로 하는 경우에는, 고주파 유도 가열 또는 통전 가열에 의해 템퍼링 온도까지의 가열을 실시하는 것이 바람직하다. 한편, 열처리로를 사용하는 경우에는, 상기 평균 승온 속도를 10 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 템퍼링은, 오프라인과 온라인 중 어느 것으로 실시할 수도 있다.

상기 템퍼링 온도로의 가열 및 임의로 온도 유지를 실시한 후에는, 가열 또는 온도 유지를 정지하면 된다. 그 후의 냉각 방법은 특별히 한정되지 않고, 공랭 및 수랭 중 일방 또는 양방을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 있어서는, 가열 또는 온도 유지를 정지한 후, 강판을 실온까지 방랭할 수도 있다.

본원 발명의 다른 실시형태에 있어서는, 상기 ??칭에 있어서의 냉각을 특정 온도역에서 중단하고, 그 후, 공랭한다. 이로써, 강판이 템퍼링되기 때문에, 상기 실시형태에 있어서 템퍼링을 실시한 경우와 마찬가지로, 강판의 경도의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이하, 이 실시형태에 대해서 설명한다.

냉각 정지 온도 : Mf 점 이하, (Mf 점－100 ℃) 이상

상기 서술한 바와 같이, 상기 ??칭에 있어서의 냉각 정지 온도가 Mf 점보다 높으면, 마텐자이트의 체적률을 충분히 높일 수 없어, 원하는 경도를 얻을 수 없다. 또한, 냉각 정지 온도가 Mf 점보다 높으면, 폭 방향으로 경도차를 발생시키기 때문에, 광폭 굽힘 가공성이 저하된다. 그 때문에, 냉각 정지 온도는 Mf 점 이하로 한다. 한편, 냉각 정지 온도가 (Mf 점－100 ℃) 미만이면, 냉각 정지 후에 공랭을 실시해도 템퍼링 효과를 얻을 수 없다. 그 때문에, 본 실시형태에서는 냉각 정지 온도를 (Mf 점－100 ℃) 이상으로 한다. 공랭에 의한 템퍼링 효과를 높인다는 관점에서는, 상기 냉각 정지 온도를 (Mf 점－80 ℃) 이상으로 하는 것이 바람직하고, (Mf 점－50 ℃) 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태에 있어서는, 상기 냉각 정지 온도에 있어서 냉각을 정지한 후, 공랭을 실시함으로써 템퍼링 효과를 얻을 수 있다. 상기 공랭은 특별히 한정되지 않고 임의의 조건으로 실시할 수 있지만, 냉각 속도를 1 ℃/s 이하로 하는 것이 바람직하다.

실시예

본 발명의 효과를 확인하기 위해서, 이하에 서술하는 순서로 내마모 강판을 제조하고, 그 특성을 평가하였다.

먼저, 표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 용강을 용제하여, 강 소재로서의 강 슬래브를 얻었다. 얻어진 강 슬래브를 표 2 에 나타내는 가열 온도로 가열하고, 이어서 표 2 에 나타낸 조건으로 열간 압연하여 열연 강판으로 하였다. 얻어진 열연 강판에 대해서, 표 2 에 나타낸 조건으로 직접 ??칭 또는 재가열 ??칭을 실시하여, 내마모 강판을 제조하였다. 일부의 실시예에 있어서는, ??칭 후, 표 2 에 나타낸 조건으로 템퍼링을 실시하였다. 또한, 템퍼링을 실시하지 않은 실시예에 있어서는, ??칭을 정지한 후, 1 ℃/s 이하의 냉각 속도로 공랭하였다.

또한, 표 2 의 「냉각 속도차」란에는, ??칭의 냉각 과정에 있어서의, 열연 강판의 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 1/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차와, 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 3/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차 중, 큰 쪽의 값을 나타내었다.

이어서, 얻어진 내마모 강판의 각각에 대해서, 마텐자이트 (M) 의 체적률, 경도, 폭 방향 경도차의 최대값 및 광폭 굽힘 반경을 평가하였다. 평가 방법은 다음과 같다.

(마텐자이트의 체적률)

강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이의 위치가 관찰 위치가 되도록, 각 강판으로부터 샘플을 채취하였다. 상기 샘플의 표면을 경면 연마하고, 추가로 나이탈 부식시킨 후, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여 10 mm×10 mm 의 범위를 촬영하였다. 촬영된 이미지를, 화상 해석 장치를 사용하여 해석함으로써 마텐자이트의 면적분율을 구했다. 랜덤으로 10 시야의 관찰을 실시하여, 얻어진 면적분율의 평균값을 마텐자이트의 체적률로 하였다.

(표면 경도)

얻어진 내마모 강판으로부터 경도 측정용 시험편을 채취하고, JIS Z 2243 (1998) 의 규정에 준거하여 브리넬 경도를 측정하였다. 상기 측정은, 내마모 강판 표면에 존재하는 스케일 및 탈탄층의 영향을 제거하기 위해, 강판 표면으로부터 1 mm 의 깊이까지의 영역을 연삭 제거한 후에 실시하였다. 따라서, 측정된 경도는, 강판 표면으로부터 1 mm 의 깊이의 면에 있어서의 경도이다. 또한, 판폭 방향에 있어서의 측정 위치는 판폭의 1/4 위치로 하였다. 또한, 측정시에는, 직경 10 mm 의 텅스텐 경구를 사용하고, 하중은 3000 kgf 로 하였다.

(폭 방향 경도차)

상기 내마모 강판의 표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 비커스 경도를, 판폭 방향으로 10 mm 간격으로 측정하였다. 상기 측정에 있어서는, 내마모 강판의 양단부, 편측당 50 mm 의 영역을 측정 범위로부터 제외하였다. 얻어진 값으로부터, 인접하는 2 점 사이에 있어서의 비커스 경도의 차의 절대값을 구하고, 그 최대값을 표 3 에 나타냈다. 상기 비커스 경도의 측정에 있어서의 시험 하중은 10 kg 으로 하였다.

(한계 굽힘 반경)

얻어진 강판으로부터, 폭 200 mm×길이 300 mm 의 굽힘 시험편을 채취하고, JIS Z 2248 의 규정에 준거하여, 굽힘 각도 : 180°에서의 굽힘 시험을 실시하였다. 상기 굽힘 시험에 있어서의, 균열 발생이 없는 최소의 굽힘 반경 R (mm) 및 판두께 t (mm) 로부터, 한계 굽힘 반경 R/t 를 구했다.

이상의 방법에 의해 얻어진 평가 결과를, 표 3 에 나타낸다. 표 3 에 나타낸 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명의 조건을 만족하는 내마모 강판은, 표면 경도가 브리넬 경도로 420 HBW 10/3000 이상이고, 내마모성이 우수하다. 게다가, 본원 발명의 조건을 만족하는 내마모 강판은, 상기 굽힘 시험에 있어서의 한계 굽힘 반경 R/t 가 5.0 이하로, 광폭 굽힘 가공성이 양호하였다. 이와 같이, 본 발명의 내마모 강판은, 우수한 내마모성과 광폭 굽힘 가공성을 겸비하고 있었다. 이 결과로부터, 본 발명에 의하면, 내마모 강판의 표면 경도를 저하시키지 않고 광폭 굽힘 가공성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

Claims

질량％ 로,
C : 0.15 ∼ 0.30 ％,
Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,
Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.010 ％ 이하,
Al : 0.01 ∼ 0.06 ％,
Cr : 0.10 ∼ 1.00 ％, 및
N : 0.0100 ％ 이하를 함유하고,
잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 마텐자이트의 체적률이 90 ％ 이상이고,
표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도가 브리넬 경도로 420 ∼ 560 HBW 10/3000 이고,
표면으로부터 1 mm 의 깊이에 있어서의 경도의, 판폭 방향으로 10 mm 간격으로 인접하는 2 점 사이에 있어서의 차로서 정의되는 폭 방향 경도차가, 비커스 경도로 30 Hv10 이하인, 내마모 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Nb : 0.005 ∼ 0.020 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.020 ％, 및
B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Cu : 0.01 ∼ 0.5 ％,
Ni : 0.01 ∼ 3.0 ％,
Mo : 0.1 ∼ 1.0 ％,
V : 0.01 ∼ 0.10 ％,
W : 0.01 ∼ 0.5 ％, 및
Co : 0.01 ∼ 0.5 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,
Mg : 0.0005 ∼ 0.0100 ％, 및
REM : 0.0005 ∼ 0.0200 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판.
질량％ 로,
C : 0.15 ∼ 0.30 ％,
Si : 0.05 ∼ 1.00 ％,
Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％,
P : 0.020 ％ 이하,
S : 0.010 ％ 이하,
Al : 0.01 ∼ 0.06 ％,
Cr : 0.10 ∼ 1.00 ％, 및
N : 0.0100 ％ 이하를 함유하고,
잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를, Ac3 변태점 이상, 1300 ℃ 이하의 가열 온도로 가열하고,
가열된 상기 강 소재를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,
상기 열연 강판에 ??칭을 실시하는, 내마모 강판의 제조 방법으로서,
상기 ??칭이,
(a) 상기 열연 강판을 Ar3 변태점 이상의 냉각 개시 온도에서부터, Mf 점 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각하는 직접 ??칭, 또는,
(b) 상기 열연 강판을 냉각하고, 상기 냉각 후의 열연 강판을 Ac3 변태점 이상 950 ℃ 이하의 재가열 온도까지 재가열하고, 재가열 후의 상기 열연 강판을 상기 재가열 온도에서부터, Mf 점 이하의 냉각 정지 온도까지 냉각하는 재가열 ??칭이며,
상기 ??칭의 냉각 과정에 있어서의, 상기 열연 강판의 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 1/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차, 및 폭 방향 중앙 위치에 있어서의 평균 냉각 속도와 폭 방향 3/4 위치에 있어서의 평균 냉각 속도의 차가, 각각 5 ℃/s 이하인, 내마모 강판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 ??칭에 있어서의 냉각 정지 온도가 (Mf 점－100 ℃) 미만이고,
상기 ??칭 후, ??칭된 열연 강판을 (Mf 점－80 ℃) 이상, (Mf 점＋50 ℃) 이하인 템퍼링 온도에서 템퍼링하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 템퍼링에 있어서, 상기 템퍼링 온도에 60 s 이상 유지하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 템퍼링에 있어서의 평균 승온 속도가 2 ℃/s 이상인, 내마모 강판의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 ??칭에 있어서의 냉각 정지 온도가 Mf 점 이하, (Mf 점－100 ℃) 이상이고,
상기 ??칭 후, ??칭된 열연 강판을 공랭하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Nb : 0.005 ∼ 0.020 ％,
Ti : 0.005 ∼ 0.020 ％, 및
B : 0.0003 ∼ 0.0030 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Cu : 0.01 ∼ 0.5 ％,
Ni : 0.01 ∼ 3.0 ％,
Mo : 0.1 ∼ 1.0 ％,
V : 0.01 ∼ 0.10 ％,
W : 0.01 ∼ 0.5 ％, 및
Co : 0.01 ∼ 0.5 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.
제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 질량％ 로,
Ca : 0.0005 ∼ 0.0050 ％,
Mg : 0.0005 ∼ 0.0100 ％, 및
REM : 0.0005 ∼ 0.0200 ％
로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상을 추가로 함유하는, 내마모 강판의 제조 방법.