KR20230125287A

KR20230125287A - H 형강

Info

Publication number: KR20230125287A
Application number: KR1020237025670A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 안도; 히로후미 오츠보; 신이치 미우라; 나오토 나카무라; 가즈히코 시오타니
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2023-08-29
Also published as: WO2022185632A1; CN116802333A; JPWO2022185632A1; TW202235637A; JP7405246B2; TWI808555B

Abstract

도장 내구성 및 강도-인성 밸런스가 우수한 H 형강을 제공한다. 질량％ 로, C : 0.05 ∼ 0.20 ％, Si : 0.05 ∼ 1.00 ％, Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％, P : 0.003 ∼ 0.035 ％, S : 0.035 ％ 이하, Cu : 0.01 ∼ 0.50 ％, Ni : 0.01 ∼ 0.50 ％ 를 함유하고, 추가로, W : 0.005 ∼ 0.30 ％, Mo : 0.005 ∼ 0.50 ％ 에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고, 또한, Cu, P, W 및 Mo 가 하기 식을 만족하는 강 조성을 갖고, 인장 강도가 400 ㎫ 이상, 항복 강도가 235 ㎫ 이상, vE0 이 27 J 이상인 H 형강.
0.25 ≤ 2.6 × [％ Cu] ＋ 0.8 × [％ P] ＋ 4.2 × [％ W] ＋ 1.1 × [％ Mo] ≤ 1.30
식 중의 [％ Cu], [％ P], [％ W] 및 [％ Mo] 는 각각, Cu, P, W 및 Mo 의 함유량 (질량％) 이고, 함유하지 않는 경우에는 0 으로 한다.

Description

H 형강

본 발명은, H 형강에 관한 것으로, 주로 건축·토목, 교량 등의 육상 또한 옥외의 대기 부식 환경하에서 사용되고, 특히 비래 염분량이 많은 해상, 해안 등의 엄격한 부식 환경하에서 사용되는 H 형강에 관한 것이다.

교량 등의 강 구조물에는, 엄중한 도장을 실시하는 등의 방식 처치가 취해지는 것이 통상적이다. 구조 부재로서 다용되는 H 형강에 관해서도, 예를 들어, 비래 염분량이 적은 환경에서는, 내후성 강이 많이 사용되고 있다. 여기서 내후성 강은, 대기 폭로 환경에서 사용하는 경우에, Cu, P, Cr, Ni 등의 합금 원소가 농화된 보호성이 높은 녹층으로 표면이 덮이고, 이것에 의해 부식 속도를 크게 저하시킨 강재이다. 이와 같은 내후성 강을 사용한 교량은, 비래 염분량이 적은 환경에서는, 무도장인 채 수십 년간의 공용 (供用) 에 견딜 수 있는 것이 알려져 있다.

한편, 해상이나 해안 근방 등의 비래 염분량이 많은 환경에서는, 보호성이 높은 녹층이 형성되기 어려워, 내후성 강을 무도장인 채 사용하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 해상이나 해안 근방 등의 비래 염분량이 많은 환경에서는, 보통 강재에 도장 등의 방식 처리를 실시한 강재가 일반적으로 사용되고 있다. 도장은 매우 효과가 높은 방식 수단이지만, 대기 폭로 환경에 있어서는 열화가 현저하기 때문에, 정기적인 보수를 필요로 한다. 보수할 때에는, 열화된 도장과 그 하지에 발생한 녹이 남아 있으면, 도장에 의한 방식 효과가 현저하게 저하되어 버린다. 이 문제를 회피하기 위해서는, 보수 지점의 구도장과 녹을 연삭 제거하고, 거기에 새롭게 재도장을 실시할 필요가 있다. 이 작업은 육안에 의한 확인을 필요로 하기 때문에 자동화하는 것이 매우 곤란하며, 숙련된 작업원의 수작업에 의하지 않으면 안 된다. 그 때문에, 도장 강재를 사용하는 경우에는, 구조물의 메인터넌스 비용이 증대되고, 나아가서는 라이프 사이클 비용이 증대된다는 문제가 있다.

이와 같은 점에서, 재도포 도장의 주기를 연장함으로써, 도장 빈도를 저감시켜, 구조물의 메인터넌스 비용을 억제 가능한 내식성이 우수한 H 형강, 특히 도장 내구성이 우수한 H 형강의 개발이 요망되고 있다.

그와 같은 배경을 받아, 예를 들어 특허문헌 1 에는, Cr, Cu 를 첨가하여 내식성을 확보하면서, 압연 및 냉각 조건을 정교하고 치밀하게 제어함으로써, 용융 Cu 에서 기인한 적열 취화도 억제할 수 있는 H 형강의 제조 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, Mo 및 Ni 의 첨가량을 조정함으로써, 비래 염분량이 0.05 mdd 이상인 해안 지역에 있어서도 우수한 내식성을 갖는, 내후성이 우수한 H 형강이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 3 ∼ 7 에는, 상기의 합금 원소에 더하여, Sn 이나 Sb 를 소정량 첨가함으로써, 해상이나 해안 근방 등의 엄격한 부식 환경하에 있어서의 내식성을 대폭 향상시킨 고내후성 강이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 1996-199233호 일본 특허공보 3314682호 일본 특허공보 6658412호 일본 공개특허공보 2006-118011호 일본 공개특허공보 2010-7109호 일본 공개특허공보 2012-255184호 일본 공개특허공보 2013-166992호

그러나, 특허문헌 1, 2 에 기재된 H 형강은 도장 내구성에 대해 고려되어 있지 않고, 고비래 염분 환경에 있어서의 내후성이 충분하지 않다는 문제가 있었다. 또, 성형성의 관점에서 열간 가공시에 1200 ℃ 이상의 가열이 필수가 되는 H 형강에서는, 후강판에 비해 결정립이 조대화되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 특허문헌 3 ∼ 7 과 같이 내식 원소를 과도하게 함유시키면, 인성의 확보가 곤란해진다는 과제도 있었다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 도장 내구성 및 강도-인성 밸런스가 우수한 H 형강을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한,「도장 내구성이 우수한」이란, 강의 표면에 도막을 형성하고, 이하의 조건의 부식 시험을 실시했을 때의 도막의 부풀음 면적이 480 ㎟ 이하인 것을 의미한다.

＜부식 시험 조건＞

도막에 부여하는 초기 결함 : 폭 1 ㎜, 길이 40 ㎜ 의 직선의 컷

인공 해염의 부착량 : 6.0 g/㎡

시험 시간 : 1200 사이클 (9600 시간)

사이클 조건 : (조건 1. 온도 : 60 ℃, 상대 습도 : 35 ％, 유지 시간 : 3 시간), (조건 2. 온도 : 40 ℃, 상대 습도 : 95 ％, 유지 시간 : 3 시간), 조건 1 로부터 조건 2 및 조건 2 로부터 조건 1 로의 각 이행 시간을 1 시간으로 하는, 합계 8 시간의 사이클

또,「강도-인성 밸런스가 우수한」이란, 인장 강도가 400 ㎫ 이상, 항복 강도가 235 ㎫ 이상이고, 또한, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지가 27 J 이상인 것을 의미한다.

본 발명자들은, C, Si, Mn, P, S, Cu, Ni, W 및 Mo 의 함유량을 변화시킨 H 형강을 제조하여, 도장 내구성, 인장 특성 그리고 인성을 예의 조사하였다. 그 결과, 강 중에 포함되는 상기 각 원소의 함유량을 특정 범위로 하고, 또한, Cu, P, W 및 Mo 량으로 이루어지는 파라미터를 특정 범위로 제어함으로써, 우수한 도장 내구성에 더하여, 강도-인성 밸런스가 우수한 H 형강이 얻어지는 것을 알아냈다.

본 발명은 상기의 지견에 입각하는 것으로, 그 요지 구성은 다음과 같다.

[1] C : 0.05 ∼ 0.20 질량％,

Si : 0.05 ∼ 1.00 질량％,

Mn : 0.50 ∼ 2.00 질량％,

P : 0.003 ∼ 0.035 질량％,

S : 0.035 질량％ 이하,

Cu : 0.01 ∼ 0.50 질량％, 및

Ni : 0.01 ∼ 0.50 질량％ 를 함유하고,

추가로, W : 0.005 ∼ 0.30 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.50 질량％ 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고,

또한, Cu, P, W 및 Mo 를 하기 (1) 식을 만족하는 범위에서 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖고,

인장 강도가 400 ㎫ 이상, 항복 강도가 235 ㎫ 이상, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지가 27 J 이상인, H 형강.

0.25 ≤ 2.6 × [％ Cu] ＋ 0.8 × [％ P] ＋ 4.2 × [％ W] ＋ 1.1 × [％ Mo] ≤ 1.30 …(1)

여기서, (1) 식 중의 [％ Cu], [％ P], [％ W] 및 [％ Mo] 는 각각, 강 중의 Cu, P, W 및 Mo 의 함유량 (질량％) 이고, 함유하지 않는 경우에는 0 으로 한다.

[2] 상기 강 조성은, 추가로,

Cr : 1.00 질량％ 이하,

Sn : 0.200 질량％ 이하,

Sb : 0.200 질량％ 이하,

Al : 0.100 질량％ 이하,

Nb : 0.50 질량％ 이하,

V : 0.50 질량％ 이하,

Ti : 0.50 질량％ 이하,

B : 0.0100 질량％ 이하,

Zr : 0.100 질량％ 이하,

Ca : 0.100 질량％ 이하,

Mg : 0.100 질량％ 이하, 및

REM : 0.100 질량％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, [1] 에 기재된 H 형강.

[3] 표면에 도막을 갖는, [1] 또는 [2] 에 기재된 H 형강.

[4] 상기 도막이, 방식 하지층, 하도층, 중도층 및 상도층을 갖고, 그 방식 하지층이 무기 징크 리치 페인트, 그 하도층이 에폭시 수지 도료, 그 중도층이 불소 수지 상도 도료용의 중도 도료, 그 상도층이 불소 수지 상도 도료를 각각 사용하여 이루어지는, [3] 에 기재된 H 형강.

본 발명에 의하면, 도장 내구성 및 강도-인성 밸런스가 우수한 H 형강을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 교량 등의 옥외의 대기 부식 환경하, 특히 비래 염분량이 많은 해상이나 해안 근방 등의 엄격한 부식 환경하에서 사용하는 경우에도, 재도포 도장에 걸리는 주기를 연장하여, 도장 빈도를 저감시키는 것이 가능한, 도장 내구성 그리고 강도-인성 밸런스가 우수한 H 형강을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 우수한 도장 내구성과 강도-인성 밸런스를 갖는 H 형강을 안정적으로 제조하는 것이 가능해져, 교량 등의 옥외의 대기 부식 환경하, 특히 비래 염분량이 많은 해상이나 해안 근방 등의 엄격한 부식 환경하에서 사용하는 경우에도, 재도포 주기를 연장하여 도장 빈도를 저감시키는 것이 가능한 도장 내구성이 우수한 H 형강을, 저비용으로 얻을 수 있다. 그리고, 본 발명의 도장 내구성이 우수한 H 형강을, 교량 등의 옥외의 대기 부식 환경하, 특히 비래 염분량이 많은 해상이나 해안 근방 등의 엄격한 부식 환경하에서 사용되는 교량 등의 구조물에 바람직하게 사용함으로써, 이러한 구조물의 메인터넌스 비용, 나아가서는 라이프 사이클 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.

도 1 은, H 형강의 단면도 그리고 시험편의 채취 위치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 먼저, 본 발명에 있어서, 강 조성을 상기의 범위로 한정한 이유에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의「％」는, 특별히 언급하지 않는 한「질량％」를 나타내는 것으로 한다.

C : 0.05 ∼ 0.20 ％

C 는, 모재 강도를 확보하기 위해 필요한 원소로, 적어도 0.05 ％ 의 첨가를 필요로 한다. 그러나, 0.20 ％ 를 초과하는 C 의 첨가는, 모재 인성을 저하시킬 뿐만 아니라, 용접성을 저하시킨다. 그 때문에, 본 발명에서는 C 함유량을 0.05 ∼ 0.20 ％ 로 한다. 또한, C 함유량은, 바람직하게는 0.07 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.09 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.11 ％ 이상이다. 또, C 함유량은, 바람직하게는 0.18 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.15 ％ 이하이다.

Si : 0.05 ∼ 1.00 ％

Si 는, 모재 강도의 확보에 더하여, 치밀한 녹층을 형성하여, H 형강의 도장 내구성을 향상시키는 효과도 갖고 있다. 그러나, Si 함유량이, 0.05 ％ 미만에서는 그 첨가 효과는 작고, 한편, 1.00 ％ 를 초과하면 인성 그리고 용접성이 열화된다. 그 때문에, 본 발명에서는 Si 함유량을 0.05 ∼ 1.00 ％ 로 한다. 또한, Si 함유량은, 바람직하게는 0.10 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.15 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.20 ％ 이상이다. 또, Si 함유량은, 바람직하게는 0.60 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.45 ％ 이하이다.

Mn : 0.50 ∼ 2.00 ％

Mn 은, Si 와 마찬가지로, ??칭성을 높여, 모재 강도의 확보에 유효한 원소이다. 그러나, Mn 함유량이 0.50 ％ 미만에서는, 그 첨가 효과는 작고, 한편, 2.00 ％ 를 초과하는 Mn 의 첨가는, 상부 베이나이트 변태를 촉진시켜, 인성을 저하시키므로 바람직하지 않다. 그 때문에, 본 발명에서는 Mn 함유량을 0.50 ∼ 2.00 ％ 로 한다. 또한, Mn 함유량은, 바람직하게는 0.60 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.80 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.20 ％ 이상이다. 또, Mn 함유량은, 바람직하게는 1.80 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1.60 ％ 이하이다.

P : 0.003 ∼ 0.035 ％

P 는, 고용 강화능이 높은 원소로, 페라이트의 경화를 통하여 인성을 저하시키기 때문에, 본 발명에서는 강 중의 P 함유량을 0.035 ％ 이하로 한다. 한편, P 는 도장 내구성의 향상에 기여하는 원소이기 때문에, 적어도 0.003 ％ 의 P 의 첨가를 필요로 한다. 그 때문에, 본 발명에서는, P 함유량을 0.003 ∼ 0.035 ％ 로 한다. 또한, P 함유량은, 바람직하게는 0.005 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.008 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.010 ％ 이상이다. 또, P 함유량은, 바람직하게는 0.025 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.020 ％ 이하이다.

S : 0.035 ％ 이하

S 는, 주로 A 계 개재물의 형태로 강재 중에 존재하지만, S 의 함유량이 0.035 ％ 를 초과하면 이 개재물량이 현저하게 증가하고, 동시에 조대한 개재물을 생성하기 때문에, 인성을 크게 저하시킨다. 그 때문에, 본 발명에서는 S 함유량을 0.035 ％ 이하로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.020 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.008 ％ 이하이다. 한편, S 는 적을수록 바람직하기 때문에, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0 ％ 여도 되지만, 통상적으로, S 는 불순물로서 강 중에 불가피적으로 함유되는 원소이기 때문에, 공업적으로는 0 ％ 초과여도 된다. 또한, 과도한 저 S 화는 정련 시간의 증가나 비용의 상승을 초래하기 때문에, S 함유량은, 바람직하게는 0.002 ％ 이상이다.

Cu : 0.01 ∼ 0.50 ％

Cu 는, 본 발명의 도장 내구성이 우수한 H 형강에 있어서 중요한 원소로, 녹층의 녹 입자를 미세화시킴으로써 치밀한 녹층을 형성하여, 부식 촉진 인자인 산소나 염화물 이온의 지철에 대한 투과를 억제하는 효과를 갖는다. 그리고, Cu 는, Ni 와 함께, 나아가서는 Ni, W 와 함께 복합 첨가함으로써, 이들 원소와의 상승 효과에 의해, 강재의 도장 내구성을 크게 향상시킨다. 이와 같은 효과는, Cu 함유량이 0.01 ％ 이상에서 얻어진다. 한편, Cu 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 합금 비용의 상승을 초래할 뿐만 아니라, 열간 가공시에 Cu 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한 강의 ??칭성이 보다 상승하기 때문에, 인성도 저하된다. 그 때문에, 본 발명에서는 Cu 함유량을 0.01 ∼ 0.50 ％ 로 한다. 또한, Cu 함유량은, 바람직하게는 0.03 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.07 ％ 이상이다. 또, Cu 함유량은, 바람직하게는 0.30 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.20 ％ 이하이다.

Ni : 0.01 ∼ 0.50 ％

Ni 는, 녹층의 녹 입자를 미세화시킴으로써 치밀한 녹층을 형성하여, 부식 촉진 인자인 산소나 염화물 이온의 지철에 대한 투과를 억제함과 함께, Cu 균열을 억제하는 효과도 갖는다. 그리고, Ni 는, Cu 와 함께, 나아가서는 Cu, W 와 함께 복합 첨가함으로써, 이들 원소와의 상승 효과에 의해, 강재의 도장 내구성을 크게 향상시킨다. 이와 같은 효과는, Ni 함유량이 0.01 ％ 이상에서 얻어진다. 단, Ni 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 강의 ??칭성이 보다 상승하여, 인성이 저하된다. 그 때문에, 본 발명에서는, Ni 함유량을 0.01 ∼ 0.50 ％ 로 한다. 또한, Ni 함유량은, 바람직하게는 0.03 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.07 ％ 이상이다. 또, Ni 함유량은, 바람직하게는 0.30 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.20 ％ 이하이다.

W : 0.005 ∼ 0.30 ％, Mo : 0.005 ∼ 0.50 ％ 중에서 선택된 1 종 또는 2 종

W : 0.005 ∼ 0.30 ％

W 는, 강재의 애노드 반응에 수반하여 용출되고, 녹층 중에 WO₄ ^2- 로서 분포됨으로써, 부식 촉진 인자인 염화물 이온이 녹층을 투과하여 지철에 도달하는 것을 정전적으로 방지한다. 또한 강재 표면에 W 를 포함하는 화합물이 침전됨으로써, 강재의 애노드 반응을 억제한다. 그리고, W 는, Cu, Ni 와 함께 복합 첨가함으로써, 이들 원소와의 상승 효과에 의해, 강재의 도장 내구성을 크게 향상시킨다. 이와 같은 효과는, W 함유량이 0.005 ％ 이상에서 얻어진다. 단, W 함유량이 0.30 ％ 를 초과하면 합금 비용이 증가할 뿐만 아니라, 강의 ??칭성이 현저하게 상승하여, 인성이 저하된다. 그 때문에, 본 발명에서는 W 를 함유하는 경우의 W 함유량을 0.005 ∼ 0.30 ％ 로 한다. 또한, W 함유량은, 바람직하게는 0.01 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.03 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.05 ％ 이상이다. 또, W 함유량은, 바람직하게는 0.30 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.20 ％ 이하이다.

Mo : 0.005 ∼ 0.50 ％

Mo 는, 강재의 애노드 반응에 수반하여 용출되고, 녹층 중에 MoO₄ ^2- 로서 분포됨으로써, 부식 촉진 인자인 염화물 이온이 녹층을 투과하여 지철에 도달하는 것을 방지한다. 또, 강재 표면에 Mo 를 포함하는 화합물이 침전됨으로써, 강재의 애노드 반응을 억제한다. 이와 같은 효과는, Mo 함유량이 0.005 ％ 이상에서 얻어진다. 단, 그 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면 상부 베이나이트 변태를 촉진시켜, 인성이 저하된다. 그 때문에, 본 발명에서는 Mo 를 함유하는 경우의 Mo 함유량을 0.005 ∼ 0.50 ％ 로 한다. 또한, Mo 함유량은, 바람직하게는 0.02 ％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.07 ％ 이상이다. 또, Mo 함유량은, 바람직하게는 0.40 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.30 ％ 이하이다.

본 발명에서는, 상기 서술한 W 와 Mo 중, W 를 함유하는 것이 바람직하고, W 와 Mo 를 함유하는 것이 보다 바람직하다.

또한 본 발명에서는, 형강이기 때문에, 각각의 원소가 단순히 상기의 범위를 만족하는 것만으로는 불충분하며, Cu, P, W 및 Mo 에 대해서는, 이하의 (1) 식의 관계를 만족시키는 것이 중요하다.

발명자들은, 상기 함유량 범위의 강 성분을 갖는 여러 가지 H 형강을 사용하여, 도장 내구성 및 강도-인성 밸런스를 평가한 결과, 양자에 대해 원하는 특성을 얻기 위해서는, 상기 각 성분을 상기 함유량 범위로 하는 것에 더하여, Cu, P, W 및 Mo 의 함유량을 특정한 범위로 제어하는 것이 중요하다는 지견을 얻었다. 구체적으로는, Cu, P, W 및 Mo 의 함유량에 기초하는 파라미터인 상기 (1) 식으로 산출되는 값 (2.6 × [％ Cu] ＋ 0.8 × [％ P] ＋ 4.2 × [％ W] ＋ 1.1 × [％ Mo] 로 산출되는 값) 을, 0.25 이상 1.30 이하로 함으로써, 우수한 도장 내구성과 강도-인성 밸런스를 안정적으로 얻을 수 있다. (1) 식으로 산출되는 값이 0.25 미만이면, 부식 촉진 인자인 산소나 염화물 이온의 지철에 대한 투과를 억제하는 치밀한 녹층을 안정적으로 형성하는 것이 곤란해져, 도장 내구성이 저하된다. 한편, (1) 식으로 산출되는 값이 1.30 을 초과하면, Cu, W 및 Mo 에 의한 ??칭성의 상승 그리고 P 에 의한 페라이트 경화의 중첩이 현저해져, 인성이 저하된다. 또한, 상기 (1) 식으로 산출되는 값의 범위는 0.40 이상 1.20 이하로 하는 것, 즉, Cu, P, W 및 Mo 의 함유량을 이하의 (2) 식을 만족시키는 것이 보다 바람직하다.

0.40 ≤ 2.6 × [％ Cu] ＋ 0.8 × [％ P] ＋ 4.2 × [％ W] ＋ 1.1 × [％ Mo] ≤ 1.20 …(2)

여기서, (2) 식 중의 [％ Cu], [％ P], [％ W] 및 [％ Mo] 는, 상기 (1) 식과 동일하다.

상기 (1) 식으로 산출되는 값 (2.6 × [％ Cu] ＋ 0.8 × [％ P] ＋ 4.2 × [％ W] ＋ 1.1 × [％ Mo] 로 산출되는 값) 은, 0.40 이상이 바람직하고, 0.50 이상이 보다 바람직하다. 또, 상기 (1) 식으로 산출되는 값은, 1.20 이하가 바람직하고, 1.10 이하가 보다 바람직하다.

본 발명의 H 형강의 강 조성은, 상기의 성분 외에, 추가로 도장 내구성이나 강도, 연성, 인성의 향상을 목적으로 하여, Cr : 1.00 ％ 이하, Sn : 0.200 ％ 이하, Sb : 0.200 ％ 이하, Al : 0.100 ％ 이하, Nb : 0.50 ％ 이하, V : 0.50 ％ 이하, Ti : 0.50 ％ 이하, B : 0.0100 ％ 이하, Zr : 0.100 ％ 이하, Ca : 0.100 ％ 이하, Mg : 0.100 ％ 이하 및 REM : 0.100 ％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 임의로 함유해도 된다.

Cr : 1.00 ％ 이하

Cr 은, 고용 강화에 의해 강의 가일층의 고강도화를 도모할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Cr 을 0.01 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 1.00 ％ 를 초과하면 상부 베이나이트 변태를 촉진시켜, 인성이 저하된다. 따라서, Cr 을 함유하는 경우, Cr 함유량은 1.00 ％ 이하로 한다. Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.10 ％ 이상이다. 또, Cr 함유량은, 바람직하게는 0.50 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.30 ％ 이하이다.

Sn : 0.200 ％ 이하

Sn 은, 지철 표면 근방에 있어서 녹층 중에 존재하고, 녹 입자를 미세화시킴으로써, 부식 촉진 인자인 염화물 이온이 녹층을 투과하여 지철에 도달하는 것을 방지한다. 또, Sn 은 강재 표면에 있어서 애노드 반응을 억제한다. 또한 Sn 은, Cu, Ni 와 함께, 나아가서는 Cu, Ni, W 와 함께 복합 첨가함으로써, 이들 원소와의 상승 효과에 의해, 강재의 도장 내구성을 크게 향상시킨다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Sn 을 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 0.200 ％ 를 초과하면 연성이나 인성의 저하를 초래한다. 따라서, Sn 을 함유하는 경우, Sn 함유량은 0.200 ％ 이하로 한다. Sn 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 또, Sn 함유량은, 바람직하게는 0.100 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.080 ％ 이하이다.

Sb : 0.200 ％ 이하

Sb 는, 지철 표면 근방에 있어서 녹층 중에 존재하고, 녹 입자를 미세화시킴으로써, 부식 촉진 인자인 염화물 이온이 녹층을 투과하여 지철에 도달하는 것을 방지한다. 또, Sb 는, 강재 표면에 있어서 애노드 반응을 억제한다. 또한 Sb 는, Cu, Ni 와 함께, 나아가서는 Cu, Ni, W 와 함께 복합 첨가함으로써, 이들 원소와의 상승 효과에 의해, 강재의 도장 내구성을 크게 향상시킨다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Sb 를 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 0.200 ％ 를 초과하면 연성이나 인성의 저하를 초래한다. 따라서, Sb 를 함유하는 경우, Sb 함유량은 0.200 ％ 이하로 한다. Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 또, Sb 함유량은, 바람직하게는 0.100 ％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.080 ％ 이하이다.

Al : 0.100 ％ 이하

Al 은, 탈산제로서 첨가할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Al 을 0.001 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 그러나, Al 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, Al 이 갖는 높은 산소와의 결합력 때문에, 강 중에 산화물계 개재물이 다량으로 생성되고, 그 결과, 강의 연성이 저하된다. 따라서, Al 을 함유하는 경우, Al 함유량은 0.100 ％ 이하로 한다. Al 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 또, Al 함유량은, 바람직하게는 0.080 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.050 ％ 이하이다.

Nb : 0.50 ％ 이하

Nb 는, 탄질화물로서 석출됨으로써 인장 강도나 항복점을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Nb 를 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 석출 취화를 조장하는 것에 더하여, 상부 베이나이트 변태를 촉진시키기 때문에, 인성이 저하된다. 따라서, Nb 를 함유하는 경우, Nb 함유량은 0.50 ％ 이하로 한다. Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 또, Nb 함유량은, 바람직하게는 0.20 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이하이다.

V : 0.50 ％ 이하

V 는, 압연 중 또는 압연 후의 냉각 중에 VN 으로서 오스테나이트에 석출되어 페라이트 변태핵이 되어, 결정립을 미세화시키는 효과를 갖는 원소이다. 또, V 는, 석출 강화에 의해 모재 강도를 높이는 역할도 갖고 있어, 인장 강도와 인성을 확보하기 위해 유용한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, V 를 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 과도한 석출 강화에 의해, 모재 인성이 저하되는 경향이 있다. 따라서, V 를 함유하는 경우, V 함유량은 0.50 ％ 이하로 한다. V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 또, V 함유량은, 바람직하게는 0.20 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이하이다.

Ti : 0.50 ％ 이하

Ti 는, TiN 을 형성하여 오스테나이트립을 미세화시킬 뿐만 아니라, TiN 을 핵으로 한 입내 페라이트 변태의 촉진에 의해 마이크로 조직을 미세화시켜, 인성 향상에도 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Ti 를 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 0.50 ％ 를 초과하면, 조대한 TiN 이 발생하여, 인성이 저하된다. 따라서, Ti 를 함유하는 경우, Ti 함유량은 0.50 ％ 이하로 한다. Ti 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.020 ％ 이상이다. 또, Ti 함유량은, 바람직하게는 0.20 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.10 ％ 이하이다.

B : 0.0100 ％ 이하

B 는, 강 중에서 입계에 편석되어 입계 강도를 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 또, 입내 페라이트의 핵 생성 사이트가 되는 TiN 과의 복합 석출물을 형성하여, 마이크로 조직을 미세화시킴으로써 인성 향상에도 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, B 를 0.0001 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, 그 함유량이 0.0100 ％ 를 초과하면, 조대한 탄질화물의 입계 석출에 의해 인성이 저하된다. 따라서, B 를 함유하는 경우, B 함유량은 0.0100 ％ 이하로 한다. B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.0020 ％ 이상이다. 또, B 함유량은, 바람직하게는 0.0050 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0040 ％ 이하이다.

Zr : 0.100 ％ 이하

Zr 은, 강의 가일층의 고강도화를 도모할 수 있는 원소이다. 이 효과를 충분히 얻기 위해서는, Zr 을 0.005 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, 그 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면 고강도화의 효과가 포화되는 것에 더하여, 인성도 저하된다. 따라서, Zr 을 함유하는 경우, Zr 함유량은 0.100 ％ 이하로 한다. Zr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.015 ％ 이상이다. 또, Zr 함유량은, 바람직하게는 0.050 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.040 ％ 이하이다.

Ca : 0.100 ％ 이하

Ca 는, 황화물계 개재물 중의 산화물 및 황화물을, 고온에 있어서의 안정성이 높은 것으로 변질시켜, 황화물계 개재물을 입상화시키는 작용을 갖는다. 그리고, 이 Ca 에 의한 개재물의 형태 제어 효과에 의해, 강의 인성 및 연성의 향상을 도모할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Ca 를 0.0001 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, Ca 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, 청정도가 저하되어 인성이 저하된다. 따라서, Ca 를 함유하는 경우, Ca 함유량은 0.100 ％ 이하로 한다. Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.0020 ％ 이상이다. 또, Ca 함유량은, 바람직하게는 0.0100 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0050 ％ 이하이다.

Mg : 0.100 ％ 이하

Mg 는, 황화물계 개재물 중의 산화물 및 황화물을, 고온에 있어서의 안정성이 높은 것으로 변질시켜, 황화물계 개재물을 입상화시키는 작용을 갖는다. 그리고, 이 Mg 에 의한 개재물의 형태 제어 효과에 의해, 강의 인성 및 연성의 향상을 도모할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, Mg 를 0.0001 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, Mg 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, 청정도가 저하되어 인성이 저하된다. 따라서, Mg 를 함유하는 경우, Mg 함유량은 0.100 ％ 이하로 한다. Mg 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.0020 ％ 이상이다. 또, Mg 함유량은, 바람직하게는 0.0100 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0050 ％ 이하이다.

REM : 0.100 ％ 이하

REM (희토류 금속) 은, 황화물계 개재물 중의 산화물 및 황화물을, 고온에 있어서의 안정성이 높은 것으로 변질시켜, 황화물계 개재물을 입상화시키는 작용을 갖는다. 그리고, 이 REM 에 의한 개재물의 형태 제어 효과에 의해, 강의 인성 및 연성의 향상을 도모할 수 있다. 이와 같은 효과를 충분히 얻기 위해서는, REM 을 0.0001 ％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 단, REM 함유량이 0.100 ％ 를 초과하면, 청정도가 저하되어 인성이 저하된다. 따라서, REM 을 함유하는 경우, REM 함유량은 0.100 ％ 이하로 한다. REM 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0010 ％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.0020 ％ 이상이다. 또, REM 함유량은, 바람직하게는 0.0100 ％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0050 ％ 이하이다. 또한, REM 은, Sc, Y 와, 원자 번호 57 의 란탄 (La) 으로부터 원자 번호 71 의 루테튬 (Lu) 까지의 15 원소의 총칭이며, 여기서 말하는 REM 함유량은, 이들 원소의 합계 함유량이다.

또한, 상기 강 성분의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 불가피적 불순물이란, 원료 중에 존재하거나, 혹은 제조 공정에 있어서 불가피적으로 혼입되는 것으로, 본래는 불필요한 것이지만, 미량이며 특성에 영향을 미치지 않기 때문에, 함유가 허용되는 불순물을 의미한다. 불가피적 불순물로는, 예를 들어 N, O 등을 들 수 있고, N 은 0.0150 ％ 의 함유까지 허용할 수 있고, O 는 0.005 ％ 의 함유까지 허용할 수 있다.

또, 본 발명의 H 형강은, 통상적으로, 강 표면을 도장하여 사용되며, 이 경우, 표면에 도막을 갖는다. 여기서, 강 표면의 도막으로는, 예를 들어, 방식 하지층, 하도층, 중도층 및 상도층을, 강 표면으로부터 이 순서로 갖는 도막을 들 수 있다. 또한, 방식 하지층은 무기 징크 리치 페인트 (예를 들어, 칸사이 페인트 주식회사 제조 : SD 징크 1500), 하도층은 에폭시 수지 도료 (예를 들어, 칸사이 페인트 주식회사 제조 : 에포마린 HB (K)), 중도층은 불소 수지 상도 도료용의 중도 도료 (예를 들어, 칸사이 페인트 주식회사 제조 : 셀라텍트 F 중도), 상도층은 불소 수지 상도 도료 (예를 들어, 칸사이 페인트 주식회사 제조 : 셀라텍트 F (K) 상도) 를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 H 형강의 제조 방법에 대해 설명한다. 강 소재 (슬래브 또는 빔 블랭크) 의 용제법 및 주조법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법 모두가 적합하다. 또, 상기 강 소재로부터 H 형강으로 성형하기 위한 열간 압연 조건의 일례로는, 소정의 성분 조성을 갖는 강 소재에 대해, 소정의 가열 온도로 가열하고, 소정의 마무리 압연 온도에서 압연한 후, 소정의 냉각 속도로 냉각시키는 열간 압연을 들 수 있다.

열간 압연시의 강 소재의 가열 온도는 충분한 성형성을 확보하는 관점에서, 1150 ∼ 1350 ℃ 로 하는 것이 바람직하다. 상기 가열 온도가 1150 ℃ 미만이면, 열간 압연의 변형 저항이 높아져, 압연 롤에 대한 부하가 증대되는 결과, 열간 압연이 곤란해진다. 한편, 상기 가열 온도가 1350 ℃ 를 초과하면, 강 소재가 부분적으로 용융되어, 내부 결함이 발생해 버리는 것에 더하여, 오스테나이트 입경이 조대해지기 때문에, 마무리 압연 후의 냉각시에 상부 베이나이트가 생성되기 쉬워져, 인성의 저하가 발생한다. 그 때문에, 상기 가열 온도를 1150 ∼ 1350 ℃ 로 하는 것이 바람직하다.

또, 마무리 압연에서는, 인성 확보의 관점에서 마무리 압연 온도 (마무리 압연 종료 온도) 를 720 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도가 720 ℃ 미만이 되면, 페라이트 ＋ 오스테나이트 2 상역에서의 압하율이 커져 버리고, 압연 변형의 영향으로 인성이 저하된다. 한편, 상기 마무리 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 1050 ℃ 를 초과하면, 오스테나이트 입경이 조대해져, 인성의 저하가 발생하기 때문에, 상기 마무리 온도를 1050 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마무리 압연 종료 후의 냉각 개시 온도로부터 500 ℃ 까지의 평균 냉각 속도가 0.1 ℃/sec 에 미치지 않으면, 소정의 인장 특성 및 인성을 확보하는 것이 어려워지기 때문에, 상기 평균 냉각 속도는 0.1 ℃/sec 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 평균 냉각 속도가 30 ℃/sec 를 초과하면, 베이나이트 혹은 마텐자이트의 생성에 의해, 인성의 저하가 발생한다. 따라서, 상기 평균 냉각 속도는 0.1 ∼ 30 ℃/sec 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기 평균 냉각 속도는, 30.0 ℃/sec 이하가 보다 바람직하고, 20.0 ℃/sec 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 냉각 개시 온도는, 일례로서, 마무리 압연 종료 온도이다. 또, 상기의 온도는, 강재의 표면 온도를 의미한다.

상기한 바와 같은 성분 조정을 실시한 강 소재에, 상기와 같은 열간 압연을 실시함으로써, 인장 강도 TS 가 400 ㎫ 이상, 항복 강도 (항복점 YP 또는 0.2 ％ 내력) 가 235 ㎫ 이상, 그리고 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지 (샤르피 충격 흡수 에너지) vE0 이 27 J 이상이라는 기계적 성능을 갖는, 도장 내구성이 우수한 H 형강을 얻을 수 있다. 또한, vE0 은 47 J 이상이 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서, 인장 강도, 항복 강도, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지는, 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.

또한, 인장 강도 TS 는, 490 ㎫ 이상이 바람직하고, 520 ㎫ 이상이 보다 바람직하다. 또, 인장 강도 TS 의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 640 ㎫ 이하가 바람직하다. 항복 강도는, 325 ㎫ 이상이 바람직하고, 355 ㎫ 이상이 보다 바람직하다. 또, 항복 강도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 475 ㎫ 이하가 바람직하다. vE0 은, 100 J 이상이 더욱 바람직하다.

실시예

이하, 실시예에 따라, 본 발명의 구성 및 작용 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 제한을 받는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경하는 것도 가능하며, 이들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

표 1 에 나타내는 성분 조성의 강을, 연속 주조기로 단면 400 ㎜ × 560 ㎜ × 길이 8000 ㎜ 의 빔 블랭크로 하고, 이것에 표 2 에 나타내는 열간 압연 조건에서 열간 압연을 실시하여, 도 1 에 나타내는 단면 형상, 즉, 웨브 (3) 와 웨브의 양단에 배치된 1 쌍의 플랜지 (2) 를 갖는 형상의 H 형강 (1) 을 제조하였다. 여기서, 단면 치수 (웨브 높이 × 플랜지 폭 × 웨브 두께 × 플랜지 두께) 는, 900 ㎜ × 300 ㎜ × 18 ㎜ × 34 ㎜ 로 하여, H 형강을 제조하였다. 마무리 압연 후의 평균 냉각 속도는, 플랜지부 표면의 온도를 방사 온도계로 측정하고, 냉각 개시 온도 (마무리 압연 종료 온도) 로부터 500 ℃ 까지의 사이의 온도 변화를 단위 시간 (초) 당으로 환산함으로써, 평균 냉각 속도 (℃/sec) 를 산출하였다.

얻어진 H 형강에 대해, 도장 내구성 평가, 인장 시험 그리고 샤르피 충격 시험을 실시하였다. 이하에 각각의 평가 내용에 대해 상세하게 설명한다.

＜도장 내구성의 평가＞

도 1 에 나타낸 플랜지 1/6B 부 (B/6 부) (4) 의 이면으로부터 1/4t 부 (t/4 부) (t 는 플랜지 두께) 로부터, 70 ㎜ × 50 ㎜ × 5 ㎜ 의 시험편을 채취하였다. 이 시험편의 표면에, 표면 조도가 ISO Sa 2.5 가 되도록 숏 블라스트를 실시하고, 아세톤 중에서의 초음파 탈지를 5 분간 실시하고, 풍건시켰다. 이어서, 시험편의 편면을 도장면으로 하고, 방식 하지로서 무기 징크 리치 페인트 (두께 : 75 ㎛) 를 도포하고, 이어서 하도로서 에폭시 수지 도료 (두께 : 120 ㎛) 를 도포하고, 이어서 중도로서 불소 수지 상도 도료용의 중도 도료 (두께 : 30 ㎛) 를 도포하고, 이어서 상도로서 불소 수지 도료 상도 도료 (두께 : 25 ㎛) 를 도포하여, 방식 하지층, 하도층, 중도층 및 상도층으로 이루어지는 도막을 형성하였다. 또한, 시험편의 타방의 편면과 단면은, 용제형의 에폭시 수지 도료로 시일하고, 추가로 실리콘계의 시일제로 피복하였다. 도장 후, 시험편에 형성한 도막의 중앙부에, 지철에 도달하도록 폭 : 1 ㎜, 길이 : 40 ㎜ 의 직선의 컷 (컷 자국) 을 넣어, 초기 결함을 형성하였다. 이어서, 이하에 나타내는 조건에서 부식 시험을 실시하였다. 즉, 시험편 표면의 인공 해염의 부착량이 6.0 g/㎡ 가 되도록, 인공 해염을 순수로 소정의 농도로 희석시킨 용액을 스프레이하여, 시험편에 인공 해염을 부착시켰다. 이어서, 이 시험편을 사용하여, (조건 1. 온도 : 60 ℃, 상대 습도 : 35 ％, 유지 시간 : 3 시간), (조건 2. 온도 : 40 ℃, 상대 습도 : 95 ％, 유지 시간 : 3 시간), 조건 1 로부터 조건 2 및 조건 2 로부터 조건 1 로의 각 이행 시간을 1 시간으로 하는, 합계 8 시간의 사이클을 1 사이클로 하여, 이것을 1200 사이클 반복하는 부식 시험을 실시하였다. 또한, 인공 해염의 부착은, 주에 1 회로 하였다. 그리고, 부식 시험 종료 후, 도장에 있어서의 초기 결함부로부터의 부풀음 면적 (도장 부풀음 면적) 을 측정하여, 도장 내구성을 평가하였다. 이 평가에서, 도장 부풀음 면적이 480 ㎟ 이하인 것을, 도장 내구성이 우수한 것으로 판단하였다.

＜인장 시험＞

도 1 에 나타낸 플랜지 1/6B 부 (4) 로부터, 인장 방향을 H 형강의 길이 방향으로 하는 JIS Z2201 에 규정된 JIS 1A 호 전체 두께 인장 시험편을 채취하고, JIS Z2241 에 준하여 인장 시험을 실시하여, 항복 강도 (항복점 YP 또는 0.2 ％ 내력), 인장 강도 TS 를 측정하였다.

＜인성 시험＞

도 1 에 나타낸 플랜지 1/6B 부 (4) 의 이면으로부터 1/4t 부로부터, JIS Z2202 에 규정된 2 ㎜ V 노치 샤르피 충격 시험편을 채취하고, JIS Z2242 에 준하여 샤르피 충격 시험을 실시하여, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지를 측정하였다.

인장 시험, 인성 시험의 결과, 인장 강도 : 400 ㎫ 이상, 항복 강도 : 235 ㎫ 이상, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지 : 27 J 이상을 전부 만족하는 것을, 강도-인성 밸런스가 우수한 것으로 판단하였다.

표 2 에 상기 조사 결과를 나타낸다. 본 발명의 강 조성을 만족하는 적합강을 사용하여 제조한 H 형강 (표 2 중의 시험 No.1 ∼ 18, 41, 42, 44, 45) 은, 우수한 도장 내구성을 갖고, 원하는 기계적 특성 (인장 강도 TS : 400 ㎫ 이상, 항복 강도 : 235 ㎫ 이상, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지 vE0 : 27 J 이상) 을 만족하고, 강도-인성 밸런스가 우수하였다.

한편, H 형강의 강 조성이 본 발명의 조건을 만족하지 않은 비교예 (표 2 중의 시험 No.19 ∼ 36, 43, 46), 또는, 본 발명의 바람직한 열간 압연 조건을 만족하지 않은 비교예 (표 2 중의 시험 No.37 ∼ 40) 는, 도장 내구성 혹은 인장 강도, 항복 강도 및 충격 흡수 에너지 중 어느 것이 요구 특성을 만족하고 있지 않다.

1 : H 형강
2 : 플랜지
3 : 웨브
4 : 플랜지 1/6B 부 (시험편 채취 위치)

Claims

C : 0.05 ∼ 0.20 질량％,
Si : 0.05 ∼ 1.00 질량％,
Mn : 0.50 ∼ 2.00 질량％,
P : 0.003 ∼ 0.035 질량％,
S : 0.035 질량％ 이하,
Cu : 0.01 ∼ 0.50 질량％, 및
Ni : 0.01 ∼ 0.50 질량％ 를 함유하고,
추가로, W : 0.005 ∼ 0.30 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.50 질량％ 중에서 선택된 1 종 또는 2 종을 함유하고,
또한, Cu, P, W 및 Mo 를 하기 (1) 식을 만족하는 범위에서 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖고,
인장 강도가 400 ㎫ 이상, 항복 강도가 235 ㎫ 이상, 0 ℃ 에 있어서의 충격 흡수 에너지가 27 J 이상인, H 형강.
0.25 ≤ 2.6 × [％ Cu] ＋ 0.8 × [％ P] ＋ 4.2 × [％ W] ＋ 1.1 × [％ Mo] ≤ 1.30 …(1)
여기서, (1) 식 중의 [％ Cu], [％ P], [％ W] 및 [％ Mo] 는 각각, 강 중의 Cu, P, W 및 Mo 의 함유량 (질량％) 이고, 함유하지 않는 경우에는 0 으로 한다.
제 1 항에 있어서,
상기 강 조성은, 추가로,
Cr : 1.00 질량％ 이하,
Sn : 0.200 질량％ 이하,
Sb : 0.200 질량％ 이하,
Al : 0.100 질량％ 이하,
Nb : 0.50 질량％ 이하,
V : 0.50 질량％ 이하,
Ti : 0.50 질량％ 이하,
B : 0.0100 질량％ 이하,
Zr : 0.100 질량％ 이하,
Ca : 0.100 질량％ 이하,
Mg : 0.100 질량％ 이하, 및
REM : 0.100 질량％ 이하 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, H 형강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
표면에 도막을 갖는, H 형강.
제 3 항에 있어서,
상기 도막이, 방식 하지층, 하도층, 중도층 및 상도층을 갖고, 그 방식 하지층이 무기 징크 리치 페인트, 그 하도층이 에폭시 수지 도료, 그 중도층이 불소 수지 상도 도료용의 중도 도료, 그 상도층이 불소 수지 상도 도료를 각각 사용하여 이루어지는, H 형강.