KR102209406B1

KR102209406B1 - 미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판

Info

Publication number: KR102209406B1
Application number: KR1020190150397A
Authority: KR
Inventors: 허윤욱; 조중욱; 이재상; 김종철; 김승범; 이수연
Original assignee: 주식회사 포스코; 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-01-29
Anticipated expiration: 2039-11-21

Abstract

본 발명은 미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 주조조직을 가지며, 상기 주조조직 내에 MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성된 미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판을 제공한다.

Description

미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판{HIGH MANGANESE STEEL HAVING FINE CAST STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND HIGH MANGANESE STEEL SHEET USING THE SAME}

본 발명은 미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판에 관한 것이다.

통상적으로 고Mn강은 높은 강도와 성형성을 가지고 있어 많은 활용범위를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 상기 고Mn강은 일반적으로 주조 후 고상 상태에서의 상변태가 없어서 조대한 주상정 구조를 가지는 주조조직을 형성한다. 이러한 조대 주상정 조직은 열연 시 표면균열을 유발할 뿐만 아니라 주조조직에 있어 심한 성분편석을 유발한다.

지금까지 γ(오스테나이트)로부터 α(페라이트)로의 상변태가 일어나는 탄소강을 이용한 결정립 미세화 방법이나 고상 기지에 존재하던 Mn과 S가 기형성된 TiN에 추가 석출하도록 하여 TiN+MnS 형태의 복합석출상 형성에 기인한 결정립 미세화 방법(특허문헌 1)을 이용하였으나, 이는 α(페라이트)의 미세화를 목적으로 한 것이다.

고온에서부터 상온까지 γ 단상 조직을 갖는 고망간강의 주조조직 미세화에 대한 방법으로는 NbC 등의 탄화물을 석출하여 결정립을 미세화시키고자 하는 기술(특허문헌2)이 제안되어 있지만, 이는 결정립 성장을 억제하기 위한 방법으로서 주조조직 미세화에는 한계가 있다.

한국 공개특허공보 특2002-0042894호 한국 공개특허공보 제2009-0070510호

본 발명의 일측면은 미세한 주조조직을 갖는 고망간강 및 그 제조방법과 이를 이용한 고망간 강판을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 실시형태는 중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 주조조직을 가지며, 상기 주조조직 내에 MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성된 미세한 주조조직을 갖는 고망간강을 제공한다.

본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용강에 MnS 함유 접종재 합금을 첨가하는 단계; 및 상기 MnS 함유 접종재 합금이 첨가된 용강을 1370℃ 이하로 제어한 뒤, 연속주조하여 주편을 얻는 단계;를 포함하는 미세한 주조조직을 갖는 고망간강의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 오스테나이트 단상 조직을 가지며, MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성된 미세한 주조조직을 갖는 고망간 강판을 제공한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 미세한 주조조직을 가지며, 주조조직 내부에 성분편성이 저감된 고망간강을 제공하는 것이 가능하며, 열연 시 미세한 결정립 형성으로 인해 표면균열이 저감된 고망간 강판을 제조할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 열역학적 계산을 통해 얻은 MnS의 형성온도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 및 비교예의 표면을 관찰한 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예 및 비교예의 주조조직을 주사전자현미경(SEM)의 EBSD기능을 이용하여 측정한 결정방위 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예의 주조조직 상 MnS 입자의 분포를 SEM EDS 성분 맵핑(mapping) 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예의 주조조직 상의 MnS 입자와 기지조직인 오스테나이트(γ)의 계면을 투과전자현미경(TEM)으로 관찰한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발명예를 열간압연한 뒤, 측면(Transverse) 방향을 광학현미경으로 관찰한 사진이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 합금조성에 대하여 먼저 설명한다. 하기 설명되는 합금조성의 단위는 특별한 언급이 없는 한 중량%를 의미한다.

티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외)

티타늄(Ti)은 질소와 결합하여 TiN을 형성함으로써 결정립 성장을 억제하여 주조조직 미세화에 기여할 수 있다. 그러나, 다량의 Ti 첨가는 용강 중에 TiN을 정출시켜서 첨가된 MnS가 TiN에 엉겨붙게 하여 MnS 분산을 저해한다. 따라서, 상기 Ti의 함량을 하므로, 0.001%이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Ti의 함량은 0.0009%이하인 것이 보다 바람직하고, 0.0008%이하인 것이 보다 더 바람직하다.

알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외)

알루미늄(Al)은 강의 적층결함에너지(Stacking fault energy)를 증가시킨다. C과 Mn의 함량에 따라 Al 첨가량의 조절이 필요하며, 적층결함에너지가 지나치게 낮으면 변형유기 마르텐사이트를 형성하여 강의 연성을 저하하고, 지나치게 증가시키면 변형쌍정 형성을 억제하여 강도를 저감시킨다. 따라서, 상기 Al의 함량은 2.0%이하인 것이 바람직하다. 상기 Al의 함량은 1.9%이하인 것이 보다 바람직하고, 1.8%이하인 것이 보다 더 바람직하다.

질소(N): 0.02%이하(0%는 제외)

질소(N)는 Ti와 반응하여 TiN을 형성함으로써 주조조직 미세화에 부분적으로 기여할 수 있다. 그러나, 다량의 N 첨가는 용강 중에 TiN을 정출시켜서 첨가된 MnS가 TiN에 엉겨붙게 하여 MnS 분산을 저해한다. 따라서, 상기 N의 함량은 0.02%이하인 것이 바람직하다. 상기 N의 함량은 0.017%이하인 것이 보다 바람직하고, 0.015%이하인 것이 보다 더 바람직하다.

보론(B): 0.001%이하(0%는 제외)

보론(B)은 통상적으로 입계 균열 방지를 위해 첨가된다. 다만, 상기 B의 함량이 0.001%를 초과하는 경우에는 고온에서 BN을 형성하여 표면균열을 유발할 가능성이 있다. 따라서, 상기 B의 함량은 0.001%이하인 것이 바람직하다. 상기 B의 함량은 0.0009% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.0008% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

탄소(C): 0.3~0.7%

탄소(C)는 열간압연 또는 제품 가공시 오스테나이트 상의 유지에 기여하며 고용강화효과를 통해 강도향상에도 기여한다. 상기 C 함량이 0.3% 미만일 경우에는 열간압연 또는 제품 가공시 마르텐사이트 조직을 형성하여 크랙을 유발할 수 있으며, 반면, 0.7%를 초과하는 경우에는 용접성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.3~0.7%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 C 함량의 하한은 0.32%인 것이 보다 바람직하고, 0.35%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 C 함량의 상한은 0.68%인 것이 보다 바람직하고, 0.65%인 것이 보다 더 바람직하다.

망간(Mn): 12~24%

망간(Mn)은 탄소와 함께 오스테나이트 상을 안정화하여 열간압연 또는 제품 가공시오스테나이트 상이 마르텐사이트 상으로 변태하는 것을 억제하는 역할을 한다. 상기 Mn의 함량은 오스테나이트 상의 안정적 유지를 위하여 12% 이상인 것이 바람직하며, 만일, 12% 미만인 경우에는 변형유기 마르텐사이트 변태를 일으킨다. 상기 Mn의 함량이 24%를 초과하는 경우에는 변형쌍정의 형성을 억제하여 연성을 감소시키므로 크랙을 발생시킬 가능성이 높아진다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 12~24%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Mn 함량의 하한은 13%인 것이 보다 바람직하고, 14%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 Mn 함량의 상한은 23%인 것이 보다 바람직하고, 22%인 것이 보다 더 바람직하며, 21%인 것이 가장 바람직하다.

실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외)

실리콘(Si)은 통상적으로 강의 고용강화를 위해서 첨가하지만, 결정립계에 Si-rich 산화물을 형성하여 표면균열을 유발하므로 가능한 낮은 함량을 유지하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 Si의 함량은 0.03%이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Si의 함량은 상기 Si 함량은 0.02% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.01% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

인(P): 0.03%이하(0%는 제외)

인(P)은 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소이다. P는 결정립계에 편석하여 입계강도를 저하시켜 균열 생성을 촉진하므로, 그 함량을 0.03% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 상기 P의 함량은 0.02% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.01% 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

황(S): 0.001~0.1%

황(S)도 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소이며, 결정립계에 편석하여 입계강도를 저하시킨다. 그러나, 본 발명에서는 MnS 접종재를 사용하여 용강 중에 존재하는 S를 효과적으로 포집할 수 있으므로, 상대적으로 S가 많이 존재해도 강의 물성에 미치는 영향이 적게 된다. 다만, 상기 S의 함량이 0.001%미만인 경우에는 첨가된 MnS 접종재가 재용해될 수 있으며, 0.1%를 초과할 경우에는 잉여의 S가 결정립계를 취화시킬 우려가 있다. 따라서, 상기 S의 함량은 0.001~0.1%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 S 함량의 하한은 0.0015%인 것이 보다 바람직하고, 0.002%인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 S 함량의 상한은 0.09%인 것이 보다 바람직하고, 0.08%인 것이 보다 더 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이를 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 고망간강은 슬라브일 수 있으며, 이에 따라, 주조조직을 가질 수 있다. 아울러, 상기 주조조직 내에는 MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 주조조직 내에 MnS 입자를 다량 분포시킴으로써 주조조직을 미세화시킬 수 있다. 또한, 미세한 결정립의 형성을 통해 편석이 이루어질 수 있는 결정립계를 늘림으로써 기존의 고망간강 대비 성분편석을 저감시킬 수 있다. 아울러, 열연 후에도 미세한 결정립의 형성이 가능하여 결정립계를 따라 전파되는 균열이 잘 이루어지지 않도록 함으로써 표면균열을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 고망간강은 미세 분산된 상기 MnS 입자에 의해 미세한 주조조직을 얻을 수 있으며, 예를 들어, 상기 MnS 입자를 중심으로 직경 1mm의 원 내에 평균 2.5개 이상의 결정립이 존재할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고망간강의 제조방법에 대하여 설명한다.

일반적으로 Mn 함량이 높은 고망간강에서는 MnS의 형성 온도가 높기 때문에 상기 MnS가 용강 중에 형성되어 슬래그 형태로 용강 표면에 포집되거나, 주편 중심부의 편석대에 조대한 MnS 정출상을 형성하여 본 발명의 MnS 접종재와 같은 역할을 기대할 수 없다. 따라서, 용강 내 S 함량을 제어하여 MnS를 형성하려고 할 경우, 주조조직 미세화를 기대하기 불가능하다. 또한, MnS 파우더를 직접 용강에 첨가하는 경우에는 첨가된 MnS 파우더가 용강의 표면부에 서로 엉겨 붙은 상태로 존재하게 되어서 MnS가 균일하게 분산되기 어렵다.

이에 따라, 본 발명에서는 전술한 합금조성을 갖는 용강에 MnS 함유 접종재 합금을 첨가한다. 상기 MnS 함유 접종재 합금은 MnS 파우더 대비 높은 중량을 가짐에 따라 MnS가 용강 내에 균일하게 혼합되도록 할 수 있고, 이를 통해, 강 내부에 다량의 MnS를 분산시켜 미세조직을 미세화시킬 수 있다. 상기 MnS 함유 접종재 합금은 Fe계 파우더와 MnS 파우더를 혼합 및 소결하여 얻어질 수 있다. 상기 소결은 고온에서 압연 또는 압출하는 방식으로 이루어질 수 있다. 본 발명에서는 상기 Fe계 파우더의 종류에 대해 특별히 한정하지 않으며, MnS 파우더가 용강 내에 균일하게 혼합할 수 있는 것이라면 그 종류에 대해서 특별히 한정하지 않는다. 다만, 예를 들면, Fe계 파우더로서 상용화된 저렴한 STS 파우더 등을 이용할 수 있다.

이후, 상기 MnS 함유 접종재 합금이 첨가된 용강을 1370℃ 이하의 온도로 제어한 뒤, 연속주조하여 주편을 얻는다. 상기 용강의 온도가 1370℃를 초과하는 경우에는 MnS가 용강 중에 재용해하여 미세조직의 미세화 효과를 충분히 얻을 수 없다. 따라서, 상기 용강의 온도는 1370℃ 이하인 것이 바람직하다. 상기 용강의 온도는 1369℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1368℃ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.

상기 MnS 함유 접종재 합금은 전체 용강을 기준으로 MnS 함량이 0.001~0.03중량%가 되도록 상기 용강에 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 MnS의 함량이 0.001중량% 미만인 경우에는 MnS 입자가 충분하지 않음에 따라 미세조직의 미세화 효과를 충분히 기대하기 어려울 수 있고, 0.03중량%를 초과하는 경우에는 투입된 MnS가 응집하게 되어 MnS가 분산되지 않음에 따라 미세조직의 미세화 효과를 충분히 기대하기 어려울 수 있다. 한편, 상기 MnS 함유 접종재 합금의 함량은 용강의 전체 함량 대비 그 수준이 매우 낮으므로, 본 발명에서는 강재의 합금조성에 있어 상기 MnS 함유 접종재 합금에 의한 함량 변화는 배제하도록 한다.

상기 MnS 함유 접종재 합금은 상기 MnS 함유 접종재 합금의 함량을 100%로 할 때, 중량%로, Fe계 파우더: 90~99% 및 MnS 파우더: 1~10%를 포함할 수 있다. 상기 MnS 함유 접종재 합금 내 Fe계 파우더가 90% 미만이거나 MnS 파우더의 함량이 10%를 초과할 경우, 투입된 접종재 합금의 무게가 가벼워서 용강 위로 부상하여 투입된 MnS가 용강 중에 분산되지 않거나 접종재 합금 내에서도 MnS 입자들이 서로 엉겨 붙어서 본 발명이 기대하는 효과를 얻기 어렵다. 상기 MnS 함유 접종재 합금 내 Fe계 파우더가 99%를 초과하거나 MnS 파우더의 함량이 1% 미만인 경우에는 MnS 량이 너무 적어 미세조직의 미세화 효과를 충분히 확보하기 어렵다. 한편, 상기 Fe계 파우더와 MnS 파우더의 함량을 고려할 때, 상기 Fe계 파우더와 MnS 파우더의 중량비는 5.8~64.7:1일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태는 전술한 고망강간을 이용하여 고망간 강판을 제공할 수 있으며, 상기 고망간 강판은 중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다. 또한, 본 발명의 고망간 강판은 다량의 Mn 첨가에 의해 오스테나이트 조직을 가질 수 있다. 더하여, 본 발명의 고망간 강판은 MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성된 것일 수 있다. 이를 통해, 미세조직이 미세화되고, 표면균열이 저감된 고망간 강판을 제공할 수 있다. 한편, 본 발명이 제공하는 고망간 강판의 경우, 주편을 압하하여 얻어지는 것으로서 주편 내에 존재하는 MnS 입자와 대비하여 연신된 형태의 MnS 입자를 가질 수 있다. 아울러, 본 발명이 제공하는 고망간 강판은 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 제조공정을 거쳐 얻어질 수 있는 것이므로, 본 발명에서는 고망간 강판의 제조공정에 대해서 특별히 한정하지 않는다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

하기 표 1에 기재된 합금조성을 갖는 용강을 준비하고, 상기 용강을 1370℃로 제어한 뒤, 연속주조하여 슬라브를 제조하였다. 이 때, 비교예에는 상기 용강에 MnS 함유 접종재 합금을 첨가하지 않았으며, 발명예에는 상기 용강에 MnS 함유 접종재 합금을 첨가하였다. 상기 MnS 함유 접종재 합금은 304 STS 파우더에 MnS 파우더를 13:1의 비율로 혼합한 뒤, 스테인리스 튜브에 넣어 양 끝단을 봉합하고, 약 1100℃에서 열연하는 방식으로 얻었으며, 10×10×5mm의 크기로 절단하여 사용하였다. 발명예에 첨가된 MnS 함유 접종재 합금 내 MnS의 함량은 전체 용강을 100%로 하였을 때, 약 213ppm이었다.

이와 같이 제조된 슬라브로부터 시편을 채취하고, 상기 시편의 단면을 절단한 뒤, 그 표면을 전자후방회절(Electron Backscatter diffraction, EBSD)분석 장치가 장착된 전계방사형 주사전자현미경(Field emission-scanning electron microscopy, FE-SEM)과 전계방사형 투과전자현미경(Field emission-transmission electron microscopy, FE-TEM)으로 관찰함으로써 주조조직 내에 1㎟당 MnS 입자 수와 MnS 입자를 중심으로 직경 1mm의 원 내에 존재하는 결정립 수를 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

합금조성(중량%)
Ti	Al	N	B	C	Mn	Si	P	S
0.0001	1.97	0.005	0.0004	0.36	18.0	0.03	0.005	0.001

구분	주조조직 내 존재하는 1㎟당 MnS 입자 평균 개수(개)	MnS 입자를 중심으로 직경 1mm의 원 내에 존재하는 평균 결정립 수(개)
비교예	0.2	1.0
발명예	10	2.5

상기 표 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 용강에 MnS 함유 접종재 합금이 첨가된 발명예의 경우, 주조조직 내에 MnS 입자가 1㎟당 10개 형성되고, 이를 통해, MnS 입자를 중심으로 직경 1mm의 원 내에 2.5개의 결정립이 형성되어 있어, 미세한 미세조직이 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 반면, 용강에 MnS 함유 접종재 합금이 첨가되지 않은 비교예의 경우에는 주조조직 내에 형성된 MnS 입자의 수가 매우 적어 미세조직의 미세화 효과가 낮음을 알 수 있다.

도 1은 열역학적 계산을 통해 얻은 MnS의 형성온도를 나타낸다. 도 1을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 S 함량 범위에서는 액상에서 MnS가 정출하며, 이로부터 본 발명의 용강 제어 온도 범위에서는 첨가되는 MnS 함유 접종재가 용강 내에서 재용해되지 않음을 알 수 있다.

도 2는 발명예 및 비교예의 표면을 관찰한 사진이다. 도 2를 통해 알 수 있듯이, MnS 함유 접종재가 첨가된 발명예의 경우에는 미세한 주조조직이 형성되었으나, MnS 함유 접종재가 첨가되지 않은 비교예의 경우에는 조대한 주조조직이 형성되었음을 확인할 수 있다.

도 3은 발명예 및 비교예의 주조조직을 주사전자현미경(SEM)의 EBSD기능을 이용하여 측정한 결정방위 이미지이다. 도 3을 통해 알 수 있듯이, 발명예는 비교예에 비하여 미세한 주조조직을 가지며 결정 방향도 다변화되었음을 알 수 있다.

도 4는 발명예의 주조조직 상 MnS 입자의 분포를 SEM EDS 성분 맵핑(mapping) 사진이다. 도 4를 통해 알 수 있듯이, 발명예의 경우에는 다수의 MnS가 존재함을 확인할 수 있다.

도 5는 발명예의 주조조직 상의 MnS 입자와 기지조직인 오스테나이트(γ)의 계면을 투과전자현미경(TEM)으로 관찰한 결과이다. 도 5를 통해 알 수 있듯이, MnS와 기기조직인 오스테나이트(γ)는 좋은 정합성을 보이며, 이는 MnS입자가 효과적으로 오스테나이트(γ)의 핵생성에 기여함을 보여준다.

도 6은 발명예를 열간압연한 뒤, 측면(Transverse) 방향을 광학현미경으로 관찰한 사진이다. 도 6을 통해 알 수 있듯이, 주조조직 내에 존재하던 MnS 입자들이 오스테나이트 조직 내에 압연방향으로 길게 연신된 상태로 존재함을 확인할 수 있다.

Claims

중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
주조조직을 가지며,
상기 주조조직 내에 MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성된 미세한 주조조직을 갖는 고망간강.
청구항 1에 있어서,
상기 MnS 입자를 중심으로 직경 1mm의 원 내에 평균 2.5개 이상의 결정립이 존재하는 미세한 주조조직을 갖는 고망간강.
중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용강에 MnS 함유 접종재 합금을 첨가하는 단계; 및
상기 MnS 함유 접종재 합금이 첨가된 용강을 1370℃ 이하로 제어한 뒤, 연속주조하여 주편을 얻는 단계;를 포함하는 미세한 주조조직을 갖는 고망간강의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 MnS 함유 접종재 합금은 Fe계 파우더와 MnS 파우더를 혼합 및 소결하여 얻어지는 미세한 주조조직을 갖는 고망간강의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 MnS 함유 접종재 합금은 전체 용강을 기준으로 MnS 함량이 0.001~0.03중량%가 되도록 상기 용강에 첨가되는 미세한 주조조직을 갖는 고망간강의 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 MnS 함유 접종재 합금은 상기 MnS 함유 접종재 합금의 함량을 100%로 할 때, 중량%로, Fe계 파우더: 90~99% 및 MnS 파우더: 1~10%를 포함하는 미세한 주조조직을 갖는 고망간강의 제조방법.
중량%로, 티타늄(Ti): 0.001%이하(0%는 제외), 알루미늄(Al): 2.0%이하(0%는 제외), 질소(N): 0.02%이하(0%는 제외), 보론(B): 0.001%이하(0%는 제외), 탄소(C): 0.3~0.7%, 망간(Mn): 12~24%, 실리콘(Si): 0.03%이하(0%는 제외), 인(P): 0.03%이하(0%는 제외), 황(S): 0.001~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
오스테나이트 단상 조직을 가지며,
MnS 입자가 1㎟당 10개 이상 형성된 미세한 주조조직을 갖는 고망간 강판.