KR850000391B1 - 알루미늄-아연 합금 피복물의 연성을 증진 시키는 방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명의 목적과 효과를 대조 설명하기 위하여 종전 기술에 의한 주조품 알루미늄-아연 합금 피복 강세장편(鋼細長片 Steel strip)과 본 발명에 따라 열처리를 행한 알루미늄-아연 합금 피복 강세장편에 대하여 각각 역-휨 시험을 행하여 균열 발생 경향 정도를 일련의 실험 데이터로서 도시한 도이다.
본 발명은 열처리금속 피복철 기재품의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 열처리를 행하여 피복물의 연성을 개선한 알루미늄-아연 합금피복 연속강세장편 또는 강판의 제조방법에 관한 것이다.
하층 기재품의 부식을 방지하기 위하여 철제품상에 금속피복물을 이용하는 수단이 개발된 이래로 많은 연구가들이 철제품의 수명을 연장하고 이용 범위를 넓히기 위하여 피복물의 개선에 광범위한 연구를 경주해 왔다. 이를테면 가장 주목할 만한 금속피복물 중의 하나는 아연으로서, 즉 아연도 금강이 범용되고 있다.
아연도 금강은 서로 다른 표면 완성을 수회 행한 강기 제품과의 비합금, 부분합금 또는 완전합금 등의 각종 상태로 제조되고 있는데, 이것은 연구가들이 피복물의 개선을 위하여 연구를 경주해 온 결과이다.
예를 들면, 미합중국 특허공고번호 제2,110,893호에는 연속 아연도 금강의 제조방법이 기재되어 있는데, 이 방법은 강세장편을 고온산화용광로 내에 통과시켜 강세장편에 박막의 산화피복물을 피복시키는 방법이다. 다음에, 이 세장편은 환원성 분위기하의 제 2 용광로에 통과되어 여기에서 세장편 표면상에 산화피복물의 환원이 일어나며, 세장편상에 분순물을 함유하지 않은 철층이 단단히 고착되는 것이다. 이 세장편은 약 850℉(456℃)의 온도를 유지되는 용융아연 조(槽) 내에 침지될 때개지 환원성 분위치하
용이하게 인쇄할 수 있는 비광휘 표면을 얻는 방법으로서는 겔버니일링(galvannealing)이라고 알려진 방법이 개괄되어 미합중국 특허 공고 번호 제3,322,558호 및 제3,056,694호에 기재되어 있다. 이 겔버니일링방법은 아연피복 세장편을 가열한 다음 바로 아연과 강기재 피복물과의 반응을 촉진 시키기 위하여 아연의 용융온도, 이를테면 790℉(421℃) 이상의 아연피복조 내에 강세장편을 침지 시킴으로서 강기제품과 피복물 표면 사이에 금속간층을 생장시키는 것이다. 즉, 겔버니일링 세장편의 특징은 완전 합금피복물이며, 광휘가 존재하지 않는 것이다.
강기제품의 연성을 개선하기 위하여 아연도금 세장편을 열풀림(annealing)하는 방법이 미합중국 특허 공고번호 제 3,297,499호, 제3,111,435호 및 제3,028,269호에 각각 기재되어 있다. 또 알루미늄 피복 강기제품의 연성을 개선시키기 위한 방법이 미합중국 특허 공고번호 제2,965,963호에 기재되어 있는데, 이 방법은 알루미늄 피복강을 700내지 1070℉(371℃ 내지 577℃)의 온도범위에서 가열하는 방법이다. 피복제품을 후 열풀림하는 방법에 관계되는 전술한 각 특허 방법의 특징은 피복물 그 자체가 아니라 강기제품에 있어서의 변화 및 개선을 도모한 것이다.
알루미늄-아연 합금 피복강에 대해서는 이를테면, 미합중국 특허 공고번호 제3,343,930호, 제3,393,089호, 제3,782,909호 및 제4,053,663호에 기술되어 있다. 이들 특허상의 알루미늄-아연 합금 피복물은 금속간층과 단일상이 아닌 2개의 상을 갖는 오우버레이와로 구성됨을 특징으로 한다. 보다 구체적으로 서술하면 피복 오우버레이를 조사한 결과 알루미늄 함량에 풍부한 유핵 수지상 결정의 메트릭스와 아연함량이 풍부한 수지상 결정간 성분임이 관찰되었다. 이들 특허에 있어서는 기재물질상에 피복 조작을
상기 알루미늄-아연 합금 피복상의 문제점은 기재물질에 피복된 후 이들 제품은 인성이 약화되면서 35VHN 정도로 시효경화되는데 있다. 이 시효 경화는 경도의 증가 및 피복물의 연성의 감소를 가져오는 메트릭스와 정합되는 제2상의 침전을 포함한다. 본 발명은 피복물의 시효경화에 기인되는 알루미늄-아연 합금 피복물의 연성 감소 문제점을 해결하기 위한 것이다.
따라서 본 발명에 의하면 피복철 제품을 약 200℉(93℃)와 800℉(427℃) 범위내의 온도로 가열을 행하여 적어도 하기 식으로 산출되는 최소시간동안 상기온도로 유지시킨 다음 상기 열처리 결과 제품에 발생되는 시효경화를 방지할 수 있는 속도로 상기 제품을 상온까지 냉각시킴을 특징으로 하는 피복물의 연성을 개선하기 위한 금속 피복철 기재품, 특히 알루미늄-아연 합금피복철 제품의 제조방법이 제공된다.
상기식에서,
t=시간(초)
T=가열온도(°K)
전술한 바와 같이 피복철 제품의 열처리에 의하여 메트릭스와 정합되지 않는 제2상이 침전된다.
본 발명은 피복 물을 본 발명의 방법에 의해 열처리를 행하여 피복물의 연성을 개선한 강세장편을 연속용융도금 피복으로 제조되는 알루미늄-아연합금 피복철 제품에 대하여 서술한 것이다. 본 명세서상에 있어서의 알루미늄-아연 합금 피복물은 상기에 기재한 미합중국 특허공고 번호 제3,343,930호, 제3,393,089호, 제3,782,909호 및 제4,053,663호 상의 피복물들이 포함된다. 본 알루미늄-아연 합금 피복물은 알루미늄 25내지 70 중량 % 알루미늄 함량에 대하여 규소 0.5 중량 % 이상 및 잔량의 아연과 조성된다.
전술한 범위내에서 조합 가능한 피복들 중에서도 알루미늄 약 55%, 규소 약 1.6% 및 아연잔량과로 조성되는 조성물(이하 55Al-Zn이라 칭한다)이 바람직하다.
55Al-Zn피복물을 조사해보면 알루미늄 함량이 풍부한 메트릭스를 갖는 유핵 수지상 결정 구조와 아연함량이 풍부한 수지상 결정간의 성분과로 특징 지어지는 오우 버레이와 하층의 금속간층을 갖는 구조가 관찰된다. 이 구조에 대해서는 함께 출원한 "내부 식성을 개선한 열처리 철기제품"에 서술되어 있다. 이와 같은 피복물은 많은 효과를 제공해 주지만, 주조한 알루미늄-아연 합금피복물은 피복한 후 보통 약 2내지 6주내에 55Al-Zn에 대해 약 105내지 140VHN정도 시효경화되는 심각한 약효과가 있는 것이다. 이와 같이 경도의 증가로 인하여 피복물이 연성을 잃기 때문에 성형에의 이용은 제한을 받는다.
시효경화는 메트릭스와 정합되는 제2상의 침전 때문이라고 생각된다. 아직 규명되지 않은 제2상의 2 내지 8A°의 범위이다. 본 발명은 가공 종료시까지 계속되는 침전반응의 결과 정합되기 보다는 정합되지 않은 과시효 미세구조의 생성에 기초를 둔 것이다. 정합되지 않은 미세구조를 갖는 본 발명에 따른 열처리 알루미늄-아연 합금 피복물은 연성이 개선되기 때문에 성형성이 개선된다는 것이 발견되었다.
주조품 알루미늄-아연 합금 피복강의 열처리는 피복강을 200℉(93℃)와 800℉(427℃) 범위의 온도로 가열을 행하여 적어도 하기식으로 산출되는 시간동안 유지하는 것이다.
상기식에서,
T=가열온도(。K)
t=최소 유지시간(초)
상기식에 있어서의 최소 시간은 300℉(149℃)에서 7일, 400℉(205℃)에서 2시간 및 700℉(371℃)이상에서 1초이다.
400℉(205℃)까지의 온도에서 본 발명에 따른 열처리를 행하는 경우에는 피복 및 열처리 제품을 정체공기중에서 상온으로 냉각 하여도 좋으나, 400℉(205℃) 내지 800℉(427℃) 범위 온도에서 본 발명에 따른 열처리를 행하는 경우에는 최대의 연성을 얻기 위하여는 냉각속도를 정체 공기 냉각보다 느리게, 즉 적어도 400℉(205℃) 이하로 하여야 한다. 여기에서 냉각속도를 느리게 한다는 의미는 약 1℉/분 미만의 속도를 가리킨다. 이와 같이 함으로서 피복물의 제2상이 재침전되어 정합되는 것을 방지하여 연성
고연성 피복물을 갖는 알루미늄-아연 합금 피복철 제품을 제조하는 데 대한 본 발명의 효과를 논증하기 위하여 서로 다른 3개의 칫수를 갖는 알루미늄-아연 합금 피복강판에 대한 일련의 역-휨 시험을 행하였다. 본 시험 조작은 주조상태와 과시효 상태하의 알루미늄-아연 피복강판을 여러직경 축 주위로 180°흰 다음에 강판을 원위치로 하여 원래의 평판형으로 평평하게 하는 것이다. 각 강판의 내부 휨 상태를 관찰하여 첨부 도면에 도시하였다. 육안 관찰을 행하고 시험 항목과 피복물 경도를 하기 제1표에 기
[제 1 표]
55Al-Zn에 대한 역-휨 시험
(1) 400℉(205℃)에서 3시간 열처리 행함.
(2) 총 5회 시험중 3번째 중간 평균시험의 경도.
(3) 균열 경향도.
6…피복물 오우버레이상에 편상의 균열이 여러개 생김. 2…균열(소)
5…균열(과 대) 1…균열(미소)
4…균열(대) 0…균열(육안 관찬 후)
3…균열(중)
본 발명에 따른 열처리 피복 내부식성 제품은 상기 데이터로부터 입증된 바와 같이 철기재물질에 인접한 금속간층과 알루미늄-아연 합금 고연성 오우버레이로 구성되는 금속 피복물을 갖는 피복철 제품이다.
본 발명의 열처리를 통하여 피복 오우버레이는 상법으로 제조되는 주조품 알루미늄-아연 합금 피복물의 경우보다 일반으로 평균 경도가 약 30 내지 35VHN 낮은 경도를 갖는다. 피복 오우버레이드의 고연성(高軟性)은 약 115VHN 미만의 경도, 바람직하게는 약 110VHN 미만의 경도에 의해 입증된다.
당 기술 분야에 숙련된 자들에게 있어서는 공지된 바와 같이 본 명세서상에 기재한 "메트릭스와 정합되는 제2상의 침전"이라는 용어는 메트릭스와 침전물 사이에 격자를 갖는 피복물 미세구조를 의미한다. 또 "메트릭스와 정합되지 않는 제2상의 침전"이라는 용어는 메트릭스와 침전물 사이에 불연속적인 격자를 갖는 피복물 미세구조를 의미한다. 불연속 격자는 정합되는 제2상 침전물로 생기는 응력이 없기 때문에 시효경과 효과가 감소된다.
본 발명은 또한 금속 피복철 기재품의 제조 방법에서, 알루미늄-아연 합금이 25 내지 70%알루미늄과 소량의 규소가 침전된 잔량의 아연으로 구성되거나, 상기 가열온도를 약 400℉(205℃) 이상으로 하고 상금 온도에서 냉각 속도를 약 1℉/분 이하로 하여 400℉(205℃)까지 온도를 낮추거나, 상기 온도를 약 400℉(205℃)이하로 하는 방법을 또한 제공해준다.
Claims (1)
- 철기제품에 피복된 알루미늄-아연 합금 피복물의 연성을 증진시키기 위한 방법에 있어서, 상기 피복물을 200℉(90℃) 내지 800℉(420℃)에서 열처리 한후, 철기제품에 피복된 상기 피복물을 하기 식으로 나타내지는 최소 시간동안 상기온도에서 유지한다음, 상기 피복물중에서 정합되지 않은 과시효 제 2 상 입자를 침전시키기 위한 속도 1℉(0.55℃)/min로 상기 승온으로부터 주위 온도로 피복된 철기재품을 냉각하는 것을 특징으로 하는 알루미늄-아연 합금 피복물의 연성을 증진시키는 방법.
상기식에서,t=시간(초)T=가열온도(。K)
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