KR920010228B1

KR920010228B1 - 내충격성 및 용접성이 우수한 무어링 체인강의 제조방법

Info

Publication number: KR920010228B1
Application number: KR1019900009900A
Authority: KR
Inventors: 남철우; 소진왕
Original assignee: 기아특수강 주식회사; 장양술
Priority date: 1990-06-30
Filing date: 1990-06-30
Publication date: 1992-11-21
Also published as: KR920000948A

Abstract

내용 없음.

Description

내충격성 및 용접성이 우수한 무어링 체인강의 제조방법

본 발명은 종전의 바나듐(V)을 첨가한 고장력 체인강에서 니오비움(Nb)을 대체함과 동시에 망간(Mn) 및 실리콘(Si)의 함량을 증감시켜 줌으로써 기계적 성질은 유사하나 내충격성 및 용접성이 우수하도록 설계한 무어링 체인(Mooring Chain)강의 열간 압연재 제조방법에 관한 것이다.

종래의 고장력 체인강은 바나듐(V)을 첨가하여 결정입도를 미세화하여 강도와 인성을 갖게 하는 방법을 이용하였던 것이나, 이러한 방법은 바나듐(V) 성분의 주원료인 Fe-V합금철은 Fe-Nb에 비하여 고가이므로 생산업체에서 제조원가 상승의 부담이 있어 국제 경쟁력을 약화시키는 요인이 되며 적기 구득이 곤란한 문제점이 있었다. 또한 강중의 바나듐(V) 성분은 탄질화물의 석출에 의해 강도를 증가시켜 좋은 반면에 용접성의 개선이 요구되는 경우도 있다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 바나듐(V)과 유사한 성질을 갖고 있으므로 용접성이 우수하며 가격이 저렴한 니오비움(Nb)을 미량 첨가한 것이다. 또한 미량의 니오비움(Nb) 첨가시 바나듐(V)보다 약점인 인장강도를 보완하기 위하여 망간(Mn) 및 실리콘(Si) 함량을 다소 증감시키도록 설계하였다. 이와같이 만든 강을 열간에서 압연한 후 체인을 제조하여 소입 및 소려를 행하였다. 이때 니오비움(Nb)의 특성을 최대한 발휘하기 위하여 열간 압연시 입도의 조대화를 방지하도록 적정 가열온도와 마무리 온도를 설정하였다.

이러한 본 발명에 사용되는 첨가원소 성분 범위 및 압연 조건등을 상세히 설명하면 다음과 같다.

1. 탄소(C)

무어링체인강의 특성인 우수한 기계적 성질과 용접성을 얻기 위해서 필히 C 0.20~0.35% 범위이어야 한다.

인장강도 70㎏/㎟이상, 연신율 17%이상, 단면감소율 40%이상, 충격치 5.0㎏fm이상의 기계적 성질을 확보해야만 선박용, 석유시추선용의 고강고, 고인성, 내해수성에 견딜 수 있는 체인용 소재라 할 수 있으며, C는 강도를 증가시키나 0.20%이하에서는 소요의 강도를 얻을 수 없고 0.35%이상에서는 탄소당량(carbon equiralent)을 증가시켜 용접성을 해치고 인성 및 연성을 저하시키므로 성분범위를 0.200-0.35%로 제한하였다.

2. 규소(Si)

규소는 탈산 및 강도증가를 위해 필요하나 많을 경우에는 연성을 저하시키므로 첨가성분 범위를 0.20~0.35%로 하였다.

3. 망간(Mn)

망간은 탈산 및 강도증가를 위해 필요한 성분이나 탄소와 마찬가지로 탄소당량(CE)를 증가시켜 용접성을 해치므로 첨가성분 범위를 1.30~1.90%로 하였다.

4. 인(P)

인은 열간 압연시 밴드 스트락처(Band Structure)를 형성케하여 조직의 균일성을 해치므로 상한선을 0.030%로 하였다.

5. 황(S)

황은 저융점의 유화물을 형성, 압연시 압연 방향으로 점성변형되어 인성 및 충격치를 저하시키므로 상한성을 0.03%로 하였다.

6. 니오비움(Nb)

니오비움은 열간 압연 과정중 오스테나이트(Austenite)에서 탄화물(Nbc³) 및 질화물(NbN⁴)로 석출, 오스테나이트의 성장을 극소화하며, 용접부위의 조직 조대화를 억제한다. 그러나 0.02%이하에서는 첨가 의미가 없어 여러 가지 효과를 얻을 수 없으며, 0.1% 이상에서는 저온내충격성이 저하되어 오히려 역효과를 초래한다.

7. 알루미늄(Al)

알루미늄은 탈산작용 및 질화물(AIN)형성으로서 오스테나이트 성장을 억제하며 비나듐, 니오비움의 카바이드(Carbide) 성장속도를 저하시킨다. 이 목적을 달성키 위해서 0.02~0.08%로 하였다.

8. 압연조건

열간 가공을 위한 가열 온도는 소재의 열간 정도, 가공량, 작업시간등을 고려할 때 상향화가 채택되나, 가열온도의 과도한 증가는 탄질화물의 오스테나이트 결정립 성장 억제 기능이 감소되어 결국 가공 완료시 조대한 펄라이트(Pearlite)를 얻게된다. 따라서 압연 가열온도는 1250±50℃로 하고 마무리 압연온도는 925±25℃로서 보통의 온도범위를 선택한다. 이어서 850℃~860℃에서 소입(Quenching) 한후 600~650℃에서 소려(Tempering)하였던바, 내충격성 및 용접성, 강도가 현저히 상승된 체인강을 얻게 되었다.

[실시예]

표1과 같은 성분의 강을 시료로 하고 각 시료를 1250℃로 가열한 후 마무리 온도를 930℃로 하는 열간압연을 한 후 서냉하여 교정, 850℃~860℃에서 소입(Quenching)후 600~650℃에서 소려(Tempering)한 경우의 항복강도, 인장강도, 연신율 단면축소율, 소재 및 용접후의 충격에너지는 표 2와 같이 매우 양호하였다.

[표 1]

[표 2]

아울러 본 발명에 의한 무어링 체인강 두께 10mm, 폭 100mm, 길이 200mm로 하여 용접후 180℃로 굴곡시켜 ＂U＂자 단면 형상으로 하였을시에도 파단이나 균열이 전혀 발견되지 않은 우수한 굽힘성을 얻었다.

그리고 본 발명에 의한 무어링 체인강으로 실제 체인을 제작하고 내력하중(PROOF LOAD)기험 및 파괴하중(BREAKING LOAD)시험을 실시하였던바, 체인의 굵기(D)를 98.2mm로하고 폭(W)을 351mm로 하며, 길이(L)를 590mm로 하였을시 C 0.33st%, Si 0.35, Mn 1.65, V 0.10, Al 0.020, Fe 나머지의 성분범위를 갖는 종래의 체인강(이하 이를 ＂SBC 70＂이라칭함)이 477톤의 내력하중을 갖게되는 것임에 비하여 본 발명의 소재를 사용한 체인은 496톤의 내력하중을 각제되었고, 체인의 굵기(D)를 98.4mm로하고, 폭(W)을 351mm 길이(L) 590mm로 하였을시 SBC 70은 682톤의 파괴부하를 갖는 것임에 비하여 본 발명의 소재를 사용한 체인의 748톤의 파괴부하를 갖게되는 것임을 확인할 수 있어서 본 발명에 의한 소재를 사용한 체인은 내력하중면에서 약4%, 파괴하중면에서 약9%의 성능개선효과를 얻게되는 것이다.

Claims

중량%로, 탄소 0.20~0.35%, 규소 0.20~0.35%, 망간 1.50~1.90%, 인 0.03%이하, 황 0.03%이하, 니오비움 0.02~0.1%, 알루미늄 0.02~0.08%, 나머지 Fe의 성분을 갖으며 1250±50℃로 가열 925±25℃로 마무리 압연하며, 850~860℃에서 소입(Quenching)한후 600℃~650℃에서 소려(Tempering)하는 것을 특징으로 하는 내충격성 및 용접성이 우수한 무어링 체인강의 제조방법.