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가공열처리에 의한 저합금강의 강인화

전문가 제언: ○ 철강재료의 고강도화에 대한 요구는 자동차용 강판뿐만 아니라 조선이나 토목건축 부문에서도 높아지고 있다. 예를 들어 강구조물에 사용되는 볼트의 고강도화는 단순히 볼트의 크기나 사용 개수의 감소뿐만 아니라 강구조물의 디자인에도 변혁을 가져오기 때문에 강구조물의 소형화와 경량화를 기대할 수 있다.

○ 철강재료의 고강도화는 페라이트 변태, 베이나이트 변태, 마르텐사이트 변태 등 고상변태를 이용하는 조직제어와 결정립의 미세화를 통하여 저합금강에서도 1,000MPa 이상의 인장강도를 갖는 초고장력강이 개발되고 있다. 그러나 고강도화에 수반하여 수소흡수에 의한 지연파괴나 피로파괴와 같은 인성의 저하가 문제가 되고 있다.

○ 재료 고유의 파괴특성을 향상시키는 데에는 취화의 원인이 되는 P, S의 저감화, 균열의 발단이 되는 비금속개재물의 저감화, 결정립 미세화 등이 유력한 수단이 된다. 최근에는 용강의 2차 정련기술의 진보에 의하여 P, S, H 등 유해 불순물의 총량을 20? 이하로 저감시킨 초청정강의 제조가 가능하다. 또 결정립 미세화에 있어서도 아직은 실험실 단계에 있으나 강가공에 의하여 1㎛ 이하의 초미립화도 가능하다.

○ 초고강도강에서는 높은 항복강도로 인하여 충격흡수에너지가 저하하므로 청정화와 결정립 미세화를 통한 파괴특성의 향상에는 한계가 있다. 여기에서 소개하고 있는 템프포밍(tempforming)법은 취성파괴의 일종인 딜래머네이션을 활용하여 저온인성을 개선한다는 점에서 발상이 신선하다. 특히 60℃부터 -60℃까지의 온도역에서 저온으로 갈수록 흡수에너지가 증가하는 인성의 역온도의존성 현상은 특기할 만하다.

○ 최근 초미세 결정립을 얻는 수단으로서 템퍼마르텐사이트 조직을 가공하는 방법이 주목되고 있다. 템프포밍도 이와 유사한 방법이라고 볼 수 있으며 강도와 인성의 향상에 유력한 수단이 될 것으로 기대된다. 그러나 딜래머네이션의 발생에 유효한 결정입경과 조직인자에 미치는 가공온도, 가공량 등의 공정요인에 대한 규명이 있어야 할 것이다.

저자: Yuuji Kimura
자료유형: 학술정보