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건설 및 산업기계용 강재의 개발과 진보

전문가 제언: ○ 불도저, 포크레인, 크레인 등 토목건축용 기계를 위시하여 금속가공, 채광과 유정개발, 농업부문 등에 사용되는 산업용 기계의 구조부재와 주요 기능부재는 대부분이 철강 재료로 되어 있으며 이들 기계의 성능과 수명은 대부분이 사용 재료의 특성에 의존한다.

○ 제반 산업현장에서 인력의존도가 극도로 낮아지고 기계설비의 자동화, 고성능화와 보수유지의 용이성, 장수명화가 추구됨에 따라 사용재료의 강도, 내마모성, 인성, 용접성 등에 대한 요구특성도 강화되고 있다.

○ 이들 특성은 비단 건설기계나 산업기계에서만이 아니라 철강 재료를 대량으로 소비하는 자동차, 조선, 토목건축 등의 산업부문에서도 공통으로 요구되는 특성이다. 이를 위하여 합금 설계기술, 조직제어 기술, 가공열처리 기술 등이 활용되어 상반되는 특성인 강도와 인성, 강도와 용접성, 내마모성과 인성 등을 양립시킨 고장력강이 양산되고 있다.

○ 강도와 인성의 양립에는 「재결정영역 압연→미재결정영역 압연→(α+γ)공존역 압연→가속냉각」에 의한 제어압연과 급속가열에 의한 템퍼링으로 미세한 탄화물을 균일하게 분산시킴으로서 저온인성이 우수한 YP 1100MPa급 후강판의 제조가 가능하다.

○ 내마모강은 전통적으로 B첨가 마르텐사이트강이 이용되어 왔는데 최근에는 미량의 Nb, V, Ti 등을 첨가하여 미세탄화물을 분산시킴으로써 경도의 상승 없이 내마모성을 종래의 TS 400급 강보다 4~6배 향상시킨 HB 500급 강이 개발되었다. Nb, V, Ti 등의 첨가는 마르텐사이트강의 조직 단위인 파켓(packet)을 미세화하므로 인성의 향상에도 유효하다.

○ 내마모강은 인장강도가 1000MPa 이상으로 높기 때문에 TRIP강과 같은 고강도강에서 흔히 나타나는 수소취성이 문제가 된다. 이를 해결하기 위한 입계 강화방법이나 Al 첨가방법 등이 제안되고 있으나 아직 미해결의 문제로 남아 있다. 수소침입에 의한 지연파괴(delayed fracture)는 고장력강의 공통된 문제이므로 이에 대한 연구 개발이 요망된다.

저자: Nobuo Shikanai
자료유형: 학술정보