고성능 후강판의 HAZ인성 향상기술(1)

전문가 제언

○ 제강공정에서는 탈산조작과 용탕의 산화에 의하여 MnO, Al2O3, SiO2, Ti2O3 등의 산화물계 개재물을 비롯하여 탈황생성물로 CaS, MnS, MgS 등의 황화물계 개재물이 필연적으로 생성된다. 이들 비금속개재물은 최종강재의 기계적 특성을 저해하므로 이들을 효율적으로 제거하는 제강정련기술은 고급청정강 제조의 중요한 과제가 되고 있다.

○ 이와 같이 제강에서 비금속개재물은 제거대상이 되고 있으나 이 중 몇몇 개재물은 페라이트의 불균질 핵생성자리로 작용하여 이를 이용하는 결정립미세화가 실용강에 적용되고 있다. 그 대표적인 개재물이 Ti2O3로 용접열영향부(HAZ, Heat Affected Zone)의 결정립조대화로 인한 인성저하의 방지에 이용된 것이 계기가 되어 이른바 ‘Oxide Metallurgy’라는 신조어가 생겨나게 되었다.

○ 오스테나이트 입계에서 생성되는 베이나이트나 Widmannstatten 페라이트는 동일한 입계 면에서 동일한 방향으로 성장한 저경각입계의 래스(lath) 조직으로 되어 있다. 이와는 달리 입내의 개재물에서 핵생성 되는 페라이트는 래스가 서로 교차하는 침상페라이트(Acicula Ferrite) 구조로 고경각입계를 갖는 것이 특징이다. 따라서 침상페라이트 래스의 경계에서 균열의 전파가 저지되어 우수한 인성을 갖는다.

○ Ti2O3가 입내핵생성에 유리한 이유는 Ti2O3 개재물과 모재의 경계에 형성되는 Mn 결핍층이 원인으로 설명되고 있다. 필자(분석자)의 연구에서는 Ti2O3의 Mn 흡수에 의한 결핍층의 형성을 확인한 바 있다. 또 열간가공조건과 냉각속도를 적절히 제어하면 0.1~0.15%C의 저탄소강에서도 600MPa 이상의 고인성 침상페라이트강의 제조가 가능함을 확인하여 Ti2O3 개재물의 이용은 일반 고장력강판의 제조법으로도 유용할 것이다.

○ 페라이트의 입내핵생성에 유효한 개재물로는 Ti 산화물 이외에도 여러 가지가 보고되고 있으나 제강과정에서 합금원소는 산소량에 따라 민감하게 반응하여 유용한 산화물을 선택적으로 생성시키는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 산화물을 이용하는 결정제어기술은 제강공정의 탈산조작과 2차 정련의 개재물제어기술과 연계하여 발전시켜야 할 것이다.

저자

Ryuji Uemori

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2009

권(호)

14(7)

잡지명

ふぇらむ

과학기술
표준분류

재료

페이지

472~480

분석자

심*동

분석물

• 고성능 후강판의 HAZ 인성 향상기술(1).pdf [210,400 byte]

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