KR102073051B1

KR102073051B1 - 열연 강판, 강재 및 컨테이너

Info

Publication number: KR102073051B1
Application number: KR1020187014189A
Authority: KR
Inventors: 기요노부 스가에; 다카유키 가미무라; 다츠오 요코이; 다케히로 호시노
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2020-02-04
Also published as: CN108291282A; JPWO2017183133A1; CN108291282B; JP6390818B2; WO2017183133A1; KR20180070678A

Abstract

이 열연 강판은, 소정의 화학 성분을 갖는 강판과, 상기 강판의 표면에 형성된 스케일층을 갖고, 상기 스케일층 중의, 상기 강판과 상기 스케일층의 계면에, Sn 함유량이 상기 강판의 Sn 함유량의 1.4배 이상인 Sn 농화층이 존재하고, 상기 스케일층의 평균 두께가 1.0 내지 15.0㎛이고, 상기 스케일층이, 우스타이트, 적철광, 마그네타이트의 1종 또는 2종 이상의 철산화물을 포함하고, 상기 스케일층 중에 있어서, 상기 우스타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 w, 상기 적철광의 질량％로 나타낸 함유량을 h, 상기 마그네타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 m이라 했을 때, 상기 w, 상기 h 및 상기 m이 0.02≤(h+w)/m≤0.20을 만족시키고, 상기 강판의 판 두께가 2 내지 16㎜이다.

Description

열연 강판, 강재 및 컨테이너

본 발명은 열연 강판, 강재 및 컨테이너에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서의 사용에 적합한, 내식성이 우수한 열연 강판, 이 열연 강판에 쇼트 블라스트 및 도장 처리를 행하여 얻어지는 강재 및 이 강재를 구비하는 컨테이너에 관한 것이다.

종래, 철도용 차량, 그리고 육상 운송 또는 해상 운송에 사용되는 컨테이너에는 경량이고 또한 장수명 및 고내식성을 구비한 재료가 요구되고 있다. 그로 인해, 이 재료들로서는, 알루미늄 또는 스테인리스 강재를 사용한 소재가 주류였다. 그러나, 알루미늄이나 스테인리스 강재는 가격이 높고, 또한 강도가 낮으므로, 컨테이너용의 재료로서, 고강도이고 또한 내식성을 갖는 강재가 요망되고 있었다.

종래, 상기한 철도 차량이나 컨테이너에는 JIS G3125(2010)에 나타나는 인장강도 50kgf/㎟(490㎫)급의 고내식성 압연 강재에 도장을 행한 강재가 사용되어 왔다.

그러나, 해상 컨테이너의 사용 실적 증가에 수반하여, 컨테이너의 사용 환경이 한층 가혹해지고 있어, 상기와 같은 고내식성 압연 강재를 사용하여 제조된 도장 컨테이너라도 국부 부식이 진행되어, 장기간의 사용에 견딜 수 없다는 문제가 발생하고 있었다.

이에 비해, 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서의 내식성을 향상시킨 강판이 개시되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 Cu, Sn 등을 함유시킨 열연 강판이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 Si, Cu, Cr 등을 함유시킨 열연 강판이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 열연 강판에서는, 필수 원소로서 포함되는 Cu나 Ni가 Sn과 공존함으로써, 열연 강판이 취화되기 쉬워지고, 그 결과, 강판에 균열이 발생하기 쉽다는 문제점을 갖고 있다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 열연 강판에서는, Cr을 0.8％ 이상 함유하는 것을 필수로 하고 있는데, Cr을 함유하면, 비교적 염화물이 적은 부식 환경이라면 내식성 향상 효과가 얻어지는 경우는 있기는 하지만, 염화물을 많이 포함하는 가혹한 부식 환경 하에서는 내식성이 악화된다는 문제점이 있다.

또한, 열연 강판은 그 제조의 과정에서 표면에 스케일층이 형성된다. 고온에서 형성되는 스케일층(밀 스케일)은, 일반적으로는 내식성이 우수하기 때문에, 토목 건축 분야에서는 밀 스케일이 남아 있는 채 그대로 사용되는 강재도 있다. 그러나, 밀 스케일이 남은 상태에서는, 스케일 결함부가 발생한 경우에, 국소적인 부식이 진행될 우려가 있다. 그로 인해, 컨테이너 등은, 열연 강판에 방식 도장을 행하여 얻어진 강재를 사용하는 것이 일반적이다. 여기서, 방식 도장을 실시할 때, 밀 스케일의 위로부터 도장을 행하면, 스케일과 함께 방식 도료가 박리될 우려가 있으므로, 통상, 열연 강판에 도장을 행하는 경우에는, 쇼트 블라스트 등으로 밀 스케일을 제거하고 나서 도장할 필요가 있다. 그로 인해, 방식 도장을 행하는 용도로 사용되는 열연 강판에는 스케일 박리성이 양호할 것이 요망되고 있다.

통상, 열연 공정에서 형성된 밀 스케일을 제거하는 경우, 쇼트 블라스트로 열연 강판의 표면을 처리한다. 이때, 밀착성이 높은 밀 스케일이 형성되어 있으면 쇼트 블라스트에 의한 처리를 몇 번이나 반복할 필요가 있다.

한편, 제조 공정이나 합금 원소에 의해 밀착성이 낮은 밀 스케일을 형성하는 것도 생각되지만, 제조 공정에서 열연 강판의 표면으로부터 밀 스케일이 박리되거나, 스케일 결함부가 발생하거나 하여, 열연 강판의 표면에 밀 스케일이 형성되어, 열연 강판의 표면에 스케일 흠집이 발생할 우려가 있었다.

일본 특허 공개 평7-157841호 공보 일본 특허 공개 2002-105596호 공보

염화물을 포함하는 부식 환경 하에서는, Sn을 함유함으로써 강판의 내식성이 향상된다는 것이 알려져 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 일반적으로 내식성 향상에 기여한다고 여겨지고 있는 Cu, Ni, Cr 등은 Sn과 동시에 함유시키게 되면, 오히려 강판의 취화를 초래하거나, 내식성을 저하시키거나 하는 경우가 있다. 따라서, 열연 강판에 있어서, 부식 환경 하에서 내식성을 향상시키기 위해서는, Sn을 함유시킨 후, Cu, Ni, Cr의 함유량을 제한하는 것이 바람직하다.

또한, 철도용 차량, 그리고 육상 운송 또는 해상 운송에 사용되는 컨테이너 등에 사용되는 열연 강판은, 통상, 방식 도장이 실시된 후에 상기 용도로 제공된다. 그로 인해, 이 용도들을 상정한 경우, 내식성에 더하여, 스케일 박리성이 양호할 것이 요구된다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은 스케일 박리성이 우수하고, 또한 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서의 내식성이 우수한 열연 강판을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명에 있어서, 내식성이 우수하다는 것은, 열연 강판의 나내식성(bare corrosion resistivity) 및 컨테이너 등으로서 사용되는 경우를 고려한 도장 후 내식성의 양쪽에 있어서 우수한 것을 말한다.

또한, 본 발명은 상기 열연 강판에 쇼트 블라스트 및 도장 처리를 행하여 얻어지는 강재 및 이 강재를 구비하는 컨테이너를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 열연 강판은, 강판과, 상기 강판의 표면에 형성된 스케일층을 갖고, 상기 강판의 화학 성분이, 질량％로, C:0.04％를 초과하고 0.20％ 이하, Si:0.05 내지 0.30％, Mn:0.30 내지 2.50％, P:0.050％ 이하, S:0.030％ 이하, Sn:0.08 내지 0.25％, Al:0.005 내지 0.050％, N:0.0005 내지 0.0100％, Nb:0.005 내지 0.015％, Cu:0 내지 0.05％, Ni:0 내지 0.05％, Cr:0 내지 0.05％, W:0 내지 0.50％, Mo:0 내지 0.50％, Ti:0 내지 0.15％, V:0 내지 0.05％, B:0 내지 0.0005％, Ca:0 내지 0.0050％, Mg:0 내지 0.0050％, REM:0 내지 0.0050％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고, 상기 스케일층 중의, 상기 강판과 상기 스케일층의 계면에, Sn 함유량이 상기 강판의 Sn 함유량의 1.4배 이상인 Sn 농화층이 존재하고, 상기 스케일층의 평균 두께가 1.0 내지 15.0㎛이고, 상기 스케일층이, 우스타이트, 적철광, 마그네타이트의 1종 또는 2종 이상의 철산화물을 포함하고, 상기 스케일층 중에 있어서, 상기 우스타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 w, 상기 적철광의 질량％로 나타낸 함유량을 h, 상기 마그네타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 m이라 했을 때, 상기 w, 상기 h 및 상기 m이 하기 (i)식을 만족시키고, 상기 강판의 판 두께가 2 내지 16㎜이다.

0.02≤(h+w)/m≤0.20 …(i)

(2) 상기 (1)의 열연 강판에서는, 상기 화학 성분에 있어서의 W 함유량이, 질량％로 0.005％ 이하여도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)의 열연 강판에서는, 상기 화학 성분에 있어서의 Mo 함유량이, 질량％로 0.005％ 이하여도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 열연 강판에서는, 상기 화학 성분에 있어서의 Cu 함유량이, 질량％로 0.02％ 이하여도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 열연 강판에서는, 상기 화학 성분에 있어서의 Ni 함유량이, 질량％로 0.02％ 이하여도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 열연 강판에서는, 상기 화학 성분에 있어서의 Cr 함유량이, 질량％로 0.02％ 이하여도 된다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 열연 강판에서는, 상기 화학 성분에 있어서의 Ti 함유량이, 질량％로 0.01％ 이하여도 된다.

(8) 본 발명의 다른 형태에 관한 강재는, 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 한 항에 기재된 열연 강판에 쇼트 블라스트 처리를 행하고, 다시 상기 쇼트 블라스트 처리를 행한 상기 열연 강판에 도장 처리를 행함으로써 얻어진다.

(9) 본 발명의 다른 형태에 관한 컨테이너는, 상기 (8)에 기재된 강재를 구비한다.

본 발명의 상기 형태에 관한 열연 강판은 스케일 박리성이 우수하므로, 스케일층을 박리하여 사용하거나, 다시 도장을 실시하여 사용하거나 하는 것이 용이하다. 또한, 이 열연 강판은 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서, 도장의 유무에 관계없이, 우수한 내식성을 갖는다. 따라서, 철도용 차량, 그리고 육상 운송 또는 해상 운송에 사용되는 컨테이너에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 형태에 관한 강재는, 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서, 우수한 내식성을 갖는 열연 강판에 대하여, 쇼트 블라스트 처리 및 도장 처리를 행하여 얻어지는 것이고, 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서 우수한 내식성을 갖는다.

또한, 본 발명의 상기 형태에 관한 컨테이너는, 이 강재를 구비하고 있기 때문에, 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서 우수한 내식성을 갖는다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 열연 강판(본 실시 형태에 관한 열연 강판이라고 하는 경우가 있음), 본 발명의 일 실시 형태에 관한 강재(본 실시 형태에 관한 강재라고 하는 경우가 있음) 및 본 발명의 일 실시 형태에 관한 컨테이너(본 실시 형태에 관한 컨테이너라고 하는 경우가 있음)에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 실시 형태에 관한 열연 강판에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 열연 강판은 소정의 화학 조성을 갖는 강판(모재 강판)과, 소정의 철산화물의 조성비를 갖고, 또한 Sn 농화층을 갖는 스케일층을 갖는다.

<화학 조성(화학 성분)에 대하여>

본 실시 형태에 관한 열연 강판에 있어서, 강판(모재 강판)의 각 원소를 한정한 이유는 하기와 같다. 이하의 설명에 있어서, 함유량에 대한 「％」는 「질량％」를 의미한다.

C:0.04％를 초과하고 0.20％ 이하

C는 강의 강도를 확보하기 위해 필요한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, C 함유량을 0.04％ 초과로 한다. 바람직하게는 0.05％ 이상이다. C 함유량을 0.06％ 이상, 0.07％, 0.08％ 또는 0.09％로 해도 된다. 한편, C 함유량이 0.20％를 초과하면 용접성이 현저하게 저하된다. 또한, C 함유량의 증대와 함께, pH가 저하되는 환경에서 캐소드가 되어 부식을 촉진하는 시멘타이트의 생성량이 증대되어 내식성이 저하된다. 그로 인해, C의 함유량은 0.20％ 이하로 한다. C 함유량은 0.18％ 이하인 것이 바람직하고, 0.16％ 이하인 것이 보다 바람직하다. C 함유량을 0.15％ 이하, 0.14％ 이하 또는 0.13％ 이하로 해도 된다.

Si:0.05 내지 0.30％

Si는 강판 표면에서 파이어라이트(2FeO·SiO₂)가 되어 최표면에 미세한 Fe₂O₃을 잔존시킴으로써, 적 스케일을 발생시키기 쉬운 원소이다. 또한, Si가 높으면 스케일 계면에 Si층이 형성되어, 스케일의 박리성이 저하된다. 그로 인해, Si 함유량을 0.30％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.25％ 또는 0.20％ 이하이다. 한편, Si는 제강 시의 탈산에 필요한 원소이다. 또한, Si에는 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 이 효과들을 얻기 위해서는, Si 함유량을 0.05％ 이상으로 할 필요가 있다. Si 함유량은 바람직하게는 0.08％ 이상 또는 0.10％ 이상이다.

Mn:0.30 내지 2.50％

Mn은 강판의 강도 상승에 필요한 원소이다. Mn 함유량이 0.30％ 미만이면, 충분한 강도를 얻는 것이 어려워진다. 그로 인해, Mn 함유량을 0.30％ 이상으로 한다. 바람직하게는 0.40％ 이상, 0.50％ 이상 또는 0.60％ 이상이다. 한편, Mn 함유량이 2.50％를 초과하면 가공성이 현저하게 저하된다. 그로 인해, Mn 함유량을 2.50％ 이하로 한다. 바람직하게는 2.00％ 이하, 1.80％ 이하, 1.70％ 이하 또는 1.60％ 이하이다.

P:0.050％ 이하

P는 강판의 강도 상승 및 내식성 향상에 유익한 원소로서, 종래, 내식성 강판에 활용되어 왔다. 그러나, 염화물을 많이 포함하고, 국소적으로 pH가 저하되는 부식 환경 하에서는, P를 단독으로 함유시키면 반대로 내식성의 저하를 초래한다. 또한, P는 강판 제조 시에 슬래브 취화(균열)의 기인이 된다. 특히, P 함유량이 0.050％를 초과하면, 취화가 현저해진다. 그로 인해, P 함유량을 0.050％ 이하로 한정한다. 바람직하게는 0.025％ 이하, 0.020％ 이하 또는 0.15％ 이하이다. 한편, P는 소량이라면 Sn과 동시에 함유시킴으로써, 염화물 환경에서도 내식성을 향상시킨다. 이것은 Sn의 함유에 의해 Fe의 용출이 억제된 결과, P가 녹층의 보호성에 기여할 수 있기 때문이라고 추측된다. 따라서, 녹층의 보호성에 기여한다는 효과를 얻고 싶은 경우는, P 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

S:0.030％ 이하

S는 Mn과 결합하여, 강재 중에 황화물인 MnS을 형성한다. 이 황화물은 변형되기 쉬우므로, 압연 등에 의해 신장된다. 신장된 황화물은 강재의 굽힘성 및 가공성을 열화시킨다. 그로 인해, S 함유량은 적은 편이 바람직하지만, S 함유량이 0.030％를 초과하면, 굽힘성 및 가공성의 열화가 현저해지므로, S 함유량을 0.030％ 이하로 한다. 특히, 고강도 강재에서는, 균열 감수성을 높이기 위해, S 함유량을 0.010％ 이하, 0.008％ 이하 또는 0.006％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Sn:0.08 내지 0.25％

Sn은 본 실시 형태에 있어서 가장 중요한 원소이다. Sn은 저pH염화물 환경에 있어서 강의 애노드 용해 반응을 현저하게 억제함으로써, 염화물 부식 환경에 있어서의 내식성을 대폭 향상시키는 작용을 갖는다. 이 효과를 얻기 위해, Sn 함유량을 0.08％ 이상으로 할 필요가 있다. 바람직하게는 0.09％ 이상, 보다 바람직하게는 0.10％ 이상 또는 0.12％ 이상이다. 한편, Sn 함유량이 0.25％를 초과하면, 상기한 효과는 포화됨과 함께, 슬래브의 취화가 현저해진다. 따라서, Sn 함유량을 0.25％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.20％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.18％ 이하 또는 0.17％ 이하이다.

Al:0.005 내지 0.050％

Al은 강의 내식성을 향상시키는 원소이다. 그 효과를 얻기 위해, Al 함유량을 0.005％ 이상으로 한다. 한편, Al 함유량이 0.050％를 초과하면, 상기한 효과는 포화된다. 따라서, Al 함유량의 상한을 0.050％로 한다. 또한, Al 함유량이 많아지면 강판이 취화되기 쉬워지므로, Al 함유량은 0.030％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, Al 함유량은 T-Al, 즉, 강 중 전체 Al양이다.

N:0.0005 내지 0.0100％

N은 암모니아가 되어 수용액 중으로 용해되고, 비래 염분량이 많은 환경에 있어서, Fe³ ⁺의 가수분해에 의한 pH 저하를 억제함으로써, 염분 환경에 있어서의 강판의 내식성을 향상시킨다는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻기 위해, N 함유량을 0.0005％ 이상으로 한다. 한편, N 함유량이 0.0100％를 초과하면, 그 효과가 포화될뿐만 아니라, 강판의 인성이 열화된다. 따라서, N 함유량을 0.0100％ 이하로 한다.

Nb:0.005 내지 0.015％

Nb는 강판의 강도를 상승시키는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, Nb 함유량을 0.005％ 이상으로 한다. 한편, Nb 함유량이 0.015％를 초과하면 상기한 효과가 포화됨과 함께, 인성이 저하되어, 강판 표면의 스케일 균열의 요인이 된다. 또한, Nb는 열간 압연 중에 있어서, 스케일과 강판 계면에 있어서 Nb 산화물을 형성하기 쉽고, 스케일 형성에 영향을 미친다. 강판의 내식성과 스케일층의 두께나 조성에 대한 영향을 고려하면, Nb의 함유량은 0.005％ 이상, 0.015％ 이하이다. Nb의 함유량의 하한을 0.006％ 또는 0.007％로, 그 상한을 0.013％ 또는 0.011％로 해도 된다.

Cu:0 내지 0.05％

Cu는 일반적으로, 강의 내식성을 향상시키는 원소라고 여겨지고 있다. 그러나, Cu는 용액 중의 Fe² ⁺의 공기 산화를 가속시키는 원소이기 때문에, Cu를 함유하는 강재는 비래 염분이 많은 환경에 있어서 내식성이 저하되는 경우가 있다. 또한, Cu는 Sn과 공존하면 압연 시의 적열 취화에 의해 열연 강판의 표면의 균열의 원인이 된다. 또한, Cu는 스케일 두께, Sn 농도비, 철산화물의 조성에도 영향을 미친다. 그로 인해, Cu 함유량을 0.05％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.04％ 또는 0.02％ 이하이다. Cu 함유량의 하한을 특별히 제한할 필요는 없고, 그 하한은 0％이다.

Ni:0 내지 0.05％

Ni는 Cu와 마찬가지로, 일반적으로 강재의 내식성을 향상시킨다고 여겨지고 있다. 그러나, 본 발명자들은 본 실시 형태에서 상정되는 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서는, Ni를 함유시키면 강판의 내식성이 저하된다는 것을 알아내었다. 또한, Ni는 열간 압연 중에 있어서, 스케일과 강재의 계면에 있어서 산화물을 형성하기 쉬워, 스케일층의 두께나 조성에 영향을 미친다. 그로 인해, Ni 함유량은 적은 편이 바람직하다. 단, 불순물로서 혼입되는 경우를 고려하여, Ni 함유량을 0.05％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.04％ 또는 0.02％ 이하이다. Ni 함유량의 하한을 특별히 제한할 필요는 없고, 그 하한은 0％이다.

Cr:0 내지 0.05％

Cr은 일반적으로 강재의 내식성을 향상시킨다고 여겨지고 있다. 그러나, 본 발명자들은 본 실시 형태에서 상정되는 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서는, Cr을 함유시키면 강판의 내식성이 저하된다는 것을 알아내었다. 또한, Cr은 열간 압연 중에 있어서, 스케일과 강재의 계면에 Cr 산화물을 형성하기 쉬워, 스케일층의 두께나 조성에 영향을 미친다. 그로 인해, Cr 함유량은 적은 편이 바람직하다. 단, 불순물로서 혼입되는 경우를 고려하여, Cr 함유량을 0.05％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.04％ 또는 0.02％ 이하이다. Cr 함유량의 하한을 특별히 제한할 필요는 없고, 그 하한은 0％이다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판은 상기한 성분을 갖고, 잔부가 Fe 및 불순물인 것을 기본으로 한다. 그러나, 상기한 성분 외에, 필요에 따라, 하기에 나타내는 원소 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 성분을, Fe의 일부 대신에 함유시켜도 된다. 단, 이하의 원소는 반드시 함유시킬 필요는 없으므로 그 하한은 0％이다.

W:0 내지 0.50％

Mo:0 내지 0.50％

Ti:0 내지 0.15％

이 원소들은 모두 내식성을 향상시키는 원소이다. 그로 인해, 필요에 따라 1종 또는 2종 이상을 조합하여 함유시켜도 된다. 내식성을 향상시키는 효과를 얻는 경우에는, 어느 원소에 있어서도, 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 함유량이 과잉이 되면, 효과가 포화됨과 함께 비용이 높아진다. 그로 인해, 함유시키는 경우라도, 그 함유량을, W, Mo에 대해서는 0.50％ 이하, Ti에 대해서는 0.15％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 2종 이상의 원소를 함유시키는 경우에는, 그 합계 함유량을 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다. W, Mo 및 Ti는고가이고, 이 원소들에 의한 내식성 향상 효과를 얻을 필요는 없으므로, W 및 Mo를 0.005％ 이하, Ti를 0.01％ 이하로 해도 된다. 이 범위는 W, Mo 및 Ti의 불순물로서 함유되는 범위이기도 하다.

V:0 내지 0.05％

V는 강의 강도를 상승시키는 원소이다. 또한, V는 부식 환경 중(수용액 중)에 용해되어 산소산 이온의 형태로 존재하여, 녹층 중의 염화물 이온의 투과를 억제하는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻는 경우, V를 0.005％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.01％ 이상이다. 이 효과를 얻을 필요가 없는 경우, V 함유량의 하한을 제한하지 않아도 되어, 그 하한은 0％이다. 한편, V 함유량이 0.05％를 초과하면, 상기한 효과가 포화될뿐만 아니라, 비용이 현저하게 상승된다. 따라서, 함유시키는 경우라도, V 함유량을 0.05％ 이하로 한다.

B:0 내지 0.0005％

B는 미량의 함유에 의해 열연 강판의 강도를 높일 수 있다. 이 효과를 얻기 위해, B를 함유시켜도 된다. 이 효과를 얻을 필요가 없는 경우, B 함유량의 하한을 제한하지 않아도 되어, 그 하한은 0％이다. 그러나, B 함유량이 0.0005％를 초과하면 열연 강판의 가공 시에 균열을 발생시키는 원인이 된다. 그로 인해, 함유시키는 경우라도, B 함유량은 0.0005％ 이하로 한다.

Ca:0 내지 0.0050％

Ca은 강 중에 산화물의 형태로 존재하고, 부식 반응부에 있어서의 계면의 pH의 저하를 억제하여, 부식을 억제하는 효과를 갖는 원소이다. 상기한 효과를 얻는 경우, Ca을 0.0002％ 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 0.0005％ 이상 함유시키는 것이 보다 바람직하다. 이 효과를 얻을 필요가 없는 경우, Ca 함유량의 하한을 제한하지 않아도 되어, 그 하한은 0％이다. 한편, Ca 함유량이 0.0050％를 초과하면, 상기한 효과가 포화된다. 따라서, 함유시키는 경우라도, Ca 함유량은 0.0050％ 이하로 한다.

Mg:0 내지 0.0050％

Mg은 부식 반응부에 있어서의 계면의 pH의 저하를 억제하여, 강의 부식을 억제하는 효과를 갖는 원소이다. 상기한 효과를 얻는 경우, Mg 함유량을 0.0002％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0005％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 효과를 얻을 필요가 없는 경우, Mg 함유량의 하한을 제한하지 않아도 되어, 그 하한은 0％이다. 한편, Mg 함유량이 0.0050％를 초과하면, 상기한 효과가 포화된다. 따라서, 함유시키는 경우라도, Mg 함유량을 0.0050％ 이하로 한다.

REM:0 내지 0.0050％

REM(희토류 원소)은 강재의 용접성을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 얻는 경우, REM 함유량을 0.0002％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0005％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 효과를 얻을 필요가 없는 경우, REM 함유량의 하한을 제한하지 않아도 되어, 그 하한은 0％이다. 한편, REM 함유량이 0.0050％를 초과하면 상기한 효과가 포화된다. 따라서, 함유시키는 경우라도, REM 함유량을 0.0050％ 이하로 한다. 본 실시 형태에 있어서, REM이란, 란타노이드의 15원소에 Y 및 Sc를 합한 17원소의 총칭이다. 본 실시 형태에 관한 열연 강판은 이들 17원소 중 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있고, REM 함유량은 이들 원소의 합계 함유량을 의미한다.

<스케일층 중의 철산화물에 대하여>

스케일층에는 통상, 철산화물로서, 우스타이트, 적철광, 마그네타이트의 1종 또는 2종 이상이 포함된다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판은 스케일층 중의 철산화물의 조성비가 하기 (i)식을 만족시킨다.

0.02≤(h+w)/m≤0.20 …(i)

단, (i)식 중의 h는 적철광의 질량％로 나타낸 함유량, w는 우스타이트의 질량％로 나타낸 함유량, m은 마그네타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 나타낸다. 모두, 스케일층의 질량에 대한 비율이다.

모재 강판에 Sn을 함유시킨 후, 스케일층에 있어서의 각각의 철산화물의 조성비를 적정한 범위로 조정함으로써, 스케일 박리성이 높아진다는 것은 본 발명자들이 새롭게 발견한 지견이다. 스케일층 중의 철산화물의 조성비를 제어함으로써 스케일 박리성이 높아지는 이유는 명확하지 않지만, 다음과 같이 추측된다.

고온에서 형성되는 스케일(밀 스케일)은 표층에 마그네타이트 및 적철광, 중간층에 우스타이트 혹은 우스타이트로부터 변태된 합금 조직, 지철(모재 강판)과의 계면에 마그네타이트 심을 갖는다. 모재에 Sn을 함유시키면, Sn의 융점이 235℃로 낮기 때문에, 스케일층 중의 지철과의 계면에 Sn의 농화층이 형성되고, 우스타이트의 함유량이 저하되고, 마그네타이트 심의 형성이 억제되어, 스케일층의 박리성이 향상되는 것이라고 생각된다.

강판과 스케일층의 계면에 마그네타이트가 많이 존재하면, 스케일 박리성이 저하되므로, 박리성이 높은 스케일층을 형성하기 위해서는, 계면에 있어서의 마그네타이트의 생성을 억제하는 것이 바람직하다. 식 (i)로 나타내는 철산화물의 조성비 (h+w)/m이 0.02 이상 0.20 이하이면, 스케일 박리성이 향상된다. 상기 조성비가 0.20을 초과하면, 박리성이 저하된다. 한편, (h+w)/m이 0.02 미만이면, 열간 압연 시에 스케일층의 박리가 발생하여, 롤이나 열연 강판의 스케일 흠집의 요인이 된다. 그로 인해, 철산화물의 조성비 (h+w)/m을 0.02 이상 0.20 이하로 한다. 바람직하게는 식 (i)로 나타내는 철산화물의 조성비 (h+w)/m의 하한이 0.04, 0.05 또는 0.06이다. 또한, 바람직하게는 식 (i)로 나타내는 철산화물의 조성비 (h+w)/m의 상한이 0.18, 0.16 또는 0.15이다.

철산화물의 조성비의 측정은 이하의 수순에 의해 행한다. 즉, 먼저, 열연 강판 표면의 스케일층을, 해머 및 커터 나이프로 강면을 확인할 수 있을 때까지 채취하고, 이 스케일층을 분쇄하여 분말 시료로 한다. 이 분말 시료를 사용하여, 분말 X선 회절법(내부 표준법)에 의해, 마그네타이트, 적철광 및 우스타이트의 함유율을 측정한다. 스케일 채취 위치는 강판의 폭 방향 중앙부이면 된다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판에 있어서, 스케일층 중의 모재 강판과의 계면에는 Sn 함유량이 모재 강판의 1.4배 이상인 Sn 농화층이 존재한다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판에서는 모재에 우수한 내식성을 부여하기 위해, 강판 중의 Sn 함유량을 0.08％ 이상으로 하고 있다. Sn 농화층은 열간 압연 시에 생성되는 스케일층 중에, 강판 중의 Sn이 용해, 확산됨으로써, 스케일층 중의 모재 강판과의 계면에 형성된다. 스케일층 중의 모재 강판과의 계면에 Sn 농화층이 형성되면, 스케일층 중에 있어서의 우스타이트의 형성이 억제되고, 그 결과, 강판과의 계면에 있어서 마그네타이트 심의 형성이 억제되므로, 스케일 박리성이 향상된다. 우수한 스케일 박리성을 얻기 위해서는, Sn 농화층 중에 포함되는 Sn의 함유량(Sn 농도)이, 모재 강판의 Sn 함유량의 1.4배 이상(농도비≥1.4)일 필요가 있다. Sn 농화층의 Sn 함유량이 모재 강판의 1.4배 미만인 경우, 스케일층 중의 우스타이트 형성이 촉진되고, 그 결과로서 계면에 견고한 마그네타이트층이 형성되므로, 스케일층의 박리성이 저하된다. 한편, Sn 농화층 중의 Sn 함유량이, 모재 강판의 2.0배를 초과하면, 열간 압연 중에 스케일층의 박리가 발생하기 쉬워져, 롤이나 열연 강판의 스케일 흠집의 요인이 되므로 바람직하지 않다. 강판 중의 Sn의 스케일 중으로의 용해, 스케일 중에서의 확산을 촉진하고, Sn 농화층을 형성하기 위해서는, Sn을 함유하는 강판을 제조하는 과정에 있어서, 디스케일링 조건, 냉각 조건 등을 제어하는 것이 유효하다.

모재 강판 중의 Sn 함유량 및 스케일층 중의 모재 강판과의 계면에 존재하는 Sn 농화층에 있어서의 Sn 함유량에 대해서는, 이하와 같이 구한다. 즉, 열연 강판으로부터 채취한 시료를 수지에 매립하고, 습식 연마로 경면 마무리를 실시한 후, 그 시료에 대하여, 전자선 마이크로 애널라이저(EPMA)를 사용하여, 500배의 배율로, 스케일로부터 강판까지의 Sn의 라인 분석을 실시하고, 강판과 스케일의 계면으로부터 스케일층측의 Sn 함유량을 측정한다.

<스케일층의 평균 두께에 대하여>

본 실시 형태에 관한 열연 강판에 있어서, 스케일층의 평균 두께는 1.0 내지 15.0㎛이다. 스케일층의 두께가 1.0㎛ 미만이면, 쇼트 블라스트 등에 의해 물리적으로 스케일을 박리시킬 때에, 강판 표면에 스케일이 압입될 가능성이 있다. 이 경우, 강판 표면에 과잉의 요철이 부여되게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 스케일층의 두께가 15.0㎛를 초과하면, 열간 압연 시에 부분적인 스케일 박리가 발생하여, 롤이나 열연 강판의 스케일 흠집의 요인이 될 가능성이 있다. 스케일층의 두께의 하한을 2.0㎛, 4.0㎛ 또는 5.0㎛로 해도 되고, 그 상한을 13.0㎛, 11.0㎛ 또는 10.0㎛로 해도 된다.

스케일층의 평균 두께는 이하의 방법으로 구한다. 즉, 열연 강판으로부터 채취한 시료를 수지에 매립하고, 습식 연마로 경면 마무리를 실시한 후, 광학 현미경 관찰에 의해 5점 이상에서 스케일층의 두께를 실측하고, 그 평균값을 스케일층의 평균 두께로 한다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판의 강도는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 컨테이너 등에 대한 적용을 상정한 경우, 인장 강도는 400 내지 780㎫이면 바람직하다. 인장 강도의 상한을 620㎫ 또는 550㎫로 제한해도 지장없다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판의 판 두께에 대해서는, 특별히 제한은 설정하지 않지만, 2 내지 16㎜로 하는 것이 바람직하다. 또한, 실시 형태에 관한 열연 강판을 컨테이너에 사용하는 경우는, 판 두께를 10㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 강재에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강재는 본 실시 형태에 관한 열연 강판에 쇼트 블라스트 처리를 행하고, 다시 도장 처리를 행함으로써 얻어진다. 즉, 본 실시 형태에 관한 강재는 밀 스케일이 제거된 본 실시 형태에 관한 열연 강판 위에 방식 도막층을 갖는다. 그로 인해, 화학 성분은 본 실시 형태에 관한 열연 강판과 동일하다. 쇼트 블라스트 조건, 도장 조건, 도장 방법 등은 한정되지 않고, 요구 특성에 따라 공지의 방법으로 행하면 된다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 컨테이너에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 컨테이너는 본 실시 형태에 관한 강재를 사용하여 형성되고, 따라서, 본 실시 형태에 관한 강재를 구비한다. 형성 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않는다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 열연 강판의 바람직한 제조 조건에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판은 제조 방법에 의하지 않고, 상술한 구성을 가짐으로써 그 작용 효과는 얻어진다. 그러나, 이하에 나타내는 각 공정을 포함하는 제조 방법에 의하면 안정적으로 제조할 수 있으므로 바람직하다. 각 공정에서의 바람직한 조건에 대하여 이하에 상세하게 설명한다.

<용제 공정>

<주조 공정>

상기한 화학 조성을 갖는 강을 전로, 전기로 등에서 용제하여, 용강을 제조한다. 필요에 따라, 계속해서 진공 탈가스 등의 처리를 실시해도 된다.

그 후, 공지의 방법, 예를 들어 연속 주조법 또는 강괴로 한 후에 분괴 압연하는 등의 방법으로 강편(슬래브)으로 한다. 또한, 용강으로부터 직접 강판을 제조하는 소위 스트립 캐스트 등의 방법을 사용해도 상관없다. 이때, 강괴의 성분 편석은 탄화물 입경의 변동을 크게 하므로, 미응고 영역 압하, 전자 교반 등의 응고 편석을 적게 하는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

<가열 공정>

이어서, 상기한 방법으로 제조된 슬래브를 가열한다. 가열 온도는 균일하게 오스테나이트 영역까지 가열하기 위해, 1200℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 스케일 생성에 의한 표면 성상의 열화를 피하기 위해, 가열 온도는 1250℃ 이하이다.

<압연 공정>

가열된 슬래브를, 적어도 조압연기 및 마무리 압연기를 구비하는 압연기에 의해, 압연 개시 온도 1000℃ 이상, 압연 종료 온도 800 내지 950℃가 되도록 열간 압연하는 것이 바람직하다. 압연 종료 온도가 800℃ 미만인 경우, 오스테나이트 입자가 편평화되고, 압연 방향과 폭 방향으로 기계적 성질의 변동이 발생하여, 가공성이 악화될 우려가 있다. 또한, 석출물을 미세하게 하기 위해서는, 압연 종료 온도를 800℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 950℃를 초과하는 온도에서 압연을 종료시키면, 결정립의 조대화나 스케일 흠집이 발생하기 쉬워지는 등의 문제가 있다.

열간 압연을 행할 때에, 압연 개시 온도로부터 압연 종료 온도까지의 온도 범위에 있어서의 누적 압하율을 60％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 누적 압하율이 60％ 미만이면, 충분히 오스테나이트 입자가 미세화되지 않고 인성이 열화될 우려가 있다. 그로 인해, 압연 개시 온도로부터 압연 종료 온도까지에 있어서의 누적 압하율을 60％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1050 내지 800℃ 사이의 누적 압하율을 60％ 이상으로 한다.

또한, 압연 시에, 적어도 조압연의 종료 후 또한 마무리 압연의 최초의 압연 패스의 전(이하, 조압연 종료 후라고 함) 및 마무리 압연의 초기에 있어서, 10㎫ 이상의 수압이고 또한 20 내지 300L/min의 분사 유량으로 디스케일링 행하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 관한 열연 강판에 있어서는, 탈산이나 내식성 향상을 위해 Si를 0.05％ 이상 함유하고 있다. Si를 함유하는 경우, 강판 표면에 형성되는 스케일층 중의 강판과의 계면에는 Fe과 Si의 복합 산화물인 Fe₂SiO₄이 생성된다. 이 Fe₂SiO₄는 강판과의 밀착성이 매우 양호하기 때문에, 제거가 곤란하지만, 상술한 조건에서 디스케일링을 행함으로써, Fe₂SiO₄의 제거가 가능하다.

이하, 디스케일링의 조건에 대하여, 상세하게 설명한다.

상술한 마무리 압연의 초기란, 마무리 압연의 1패스째부터 3패스째까지의 적어도 1패스와 동시에 행하는 것을 의미한다. 또한, 「적어도 조압연의 종료 후 및 마무리 압연의 초기에 있어서」란, 「조압연의 종료 후 및 마무리 압연의 초기」 이외의 시기에 행하는 디스케일링을 배제하는 것은 아니다.

디스케일링 시, 노즐로부터의 수압(토출 압력)이 10㎫ 미만이면, 상술한 Fe₂SiO₄의 제거가 곤란하기 때문에, 충분히 디스케일링할 수 없다.

한편, 수압이 20㎫을 초과하면, 강편의 가열 조건에 엄격한 조업 규제가 필요한 경우가 있다. 또한, 설비가 대형화되고, 비용이 상승하는 경우가 있다. 그 때문에 수압은 20㎫ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 수압이 15㎫ 이하이다.

강판의 단위 면적당 충돌하는 분사 유량은 1.2 내지 6.0L/㎟로 하는 것이 바람직하다. 1.2L/㎟ 미만의 유량에서는, 열충격력이 작기 때문에, 충분히 디스케일링할 수 없다. 한편, 6.0L/㎟를 초과하는 유량의 고압수에서는, 강판 표면의 온도가 저하됨과 함께 온도 불균일이 발생하여, 균일한 압연이 곤란해진다. 안정적으로 디스케일링과 압연을 양립시키기 위해서는, 분사 유량은 1.5 내지 5.5L/㎟의 범위인 것이 바람직하다.

<냉각 공정>

압연 종료 후에는 수냉 존에 있어서 25℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 500 내지 650℃까지 냉각한다. 평균 냉각 속도가 25℃/s 미만이면, 스케일 성장이 조장되어, 스케일 두께가 15.0㎛를 초과하거나, 박리성이 낮은 스케일이 형성되거나 할 것이 염려된다. 한편, 압연 후의 냉각 속도가 100℃/s를 초과하면, 강판이 마르텐사이트 조직이 되기 쉬워, 강판의 권취가 곤란해진다. 그로 인해, 평균 냉각 속도는 100℃/s 이하인 것이 바람직하다.

압연 종료로부터 냉각 개시까지의 시간은 5초 이내로 하는 것이 바람직하다. 압연 종료 후 냉각 개시까지의 시간이 5초를 초과하면, 압연 공정에서 도입한 전위의 회복이 일어나, 페라이트 변태의 핵이 부족하므로, 결정립이 조대화되어, 인성이 저하될 우려가 있다. 또한, 열연 강판 표면의 스케일 성장이 진행되어, 박리성이 낮은 스케일이 형성될 우려가 있다.

냉각 후, 강판 온도가 500 내지 630℃의 온도 범위에 있어서 권취를 행한다. 630℃를 초과하는 온도에서 권취하면, 권취된 코일 중에서 스케일 성장이 진행되고, 스케일층의 두께가 15.0㎛ 이상이 된다. 또한, 스케일 중의 마그네타이트가 형성이 촉진되어, 식 (i)로 나타내는 철산화물의 조성비 (h+w)/m이 0.02 미만이 될 것이 염려된다. 한편, 권취 온도가 500℃ 미만이면 형상 불량의 원인이 된다.

권취 후, 코일의 상태에서, 권취 온도(500 내지 630℃의 온도 영역)로부터 350℃까지의 온도 영역을 0.05 내지 0.12℃/s의 평균 냉각 속도로 서냉한다. 서냉함으로써, Sn이 확산되어, Sn 농화층이 형성된다. 단, 고온 상태가 일정 시간 이상 계속되면, Sn이 스케일층 등에 확산되어 Sn 농화층의 Sn 농도가 저하되는 것이 염려된다. 이 온도 영역의 평균 냉각 속도가 0.05℃/s 미만이면, Sn 농화층의 Sn 농도가 모재 강판 Sn 농도의 1.4배 미만이 되어, 스케일 박리성이 저하되므로 바람직하지 않다. 또한, 평균 냉각 속도가 0.12℃/s를 초과하면, 농화층의 Sn 농도가 모재 강판의 1.4배 미만이 되어, 스케일 박리성이 저하되므로 바람직하지 않다. 코일의 평균 냉각 속도는 코일의 중간의 냉각 속도이다. 서냉은 상기한 냉각 속도를 확보할 수 있으면, 방법은 한정되지 않지만, 예를 들어 커버 서냉이나 보온고에서의 서냉으로 할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 열연 강판의 제조에 있어서, 바 히터를 활용해도 되고, 조압연 후의 바 접합재를 압연하는 열연 연속화를 활용해도 전혀 문제는 없다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 강재의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강재는 상술한 공정에서 얻어진 열연 강판에 대하여, 쇼트 블라스트 처리를 행하고, 다시 도장 처리를 행함으로써 제조할 수 있다. 쇼트 블라스트 및 도장 처리에 대해서는, 공지의 방법이어도 된다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 컨테이너의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 컨테이너는 상술한 공정에서 얻어진 본 실시 형태에 관한 강재(도장 강재)를 사용하여, 용접 등의 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이실시예들에 한정되는 것은 아니다.

실시예

표 1에 나타내는 강종 a 내지 s의 화학 조성을 갖는 슬래브를, 표 2에 나타내는 조건에서 제조하여, 판 두께 3.2㎜, 판 폭 1000㎜의 열연 강판을 얻었다.

얻어진 열연 강판으로부터, 판 두께 3.2㎜, 판 폭 60㎜, 판 길이 100㎜의 시험편을 잘라내고, 각종 시험을 행하였다. 구체적으로는, 이하와 같이 행하였다.

<낙하 충격 시험>

얻어진 열연 강판으로부터 상술한 사이즈의 시험편을 채취하고, 각 시험편에 대하여, 500g의 추를 200㎜의 높이로부터 떨어뜨리고, 스케일층의 파손 상황을 눈으로 판단함으로써, 스케일층의 강도를 평가했다. 스케일층에 균열이나 박리가 있으면 「OK」(즉, 스케일 박리성이 양호함), 균열이나 박리가 없으면 「NG」(즉, 스케일 박리성이 나쁨)라 했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

이어서, 얻어진 각 열연 강판의 표면에 쇼트 블라스트 처리(SB20의 스틸 샷 처리)를 실시했다. 그리고, 쇼트 블라스트 처리를 실시한 각 강판의 일부로부터 시험편을 채취하여, 컨테이너 부식 시험에 제공했다. 또한, 쇼트 블라스트 처리를 실시한 각 강판의 나머지 일부에 대해서는, 표면에, 변성 에폭시계 도료(신토 도료 가부시키가이샤제 「네오고세(등록 상표)」)를 스프레이 도장함으로써, 도장 강판으로 하고, 이 도장 강판으로부터 시험편을 채취하여 SAE J2334 시험에 제공했다.

<컨테이너 부식 시험>

먼저, 시험편을, 30℃, 90％RH의 습윤 환경에서 0.5시간 유지한 후, 30℃, 5％ NaCl의 염수를 0.5시간 분무하고, 다시 30℃, 95％RH의 습윤 환경에서 1.0시간 유지하고, 다시 40℃, 50％RH의 환경에서 6.0시간 건조시키는 사이클 시험을 18사이클 실시했다. 그 후, 40℃, 90％RH의 습윤 환경에서 4.0시간 유지한 후, 40℃, 40％RH의 환경에서 4.0시간 건조시키는 사이클 시험을 144사이클 실시했다. 시험 전후의 시험편의 중량을 각각 측정하고, 부식 감량을 산출했다. 여기서, 부식 감량이란, 감량을 두께로 환산한 것이다. 결과를 표 3에 나타낸다.

내식성의 평가에 대해서는, 부식 감량이 30㎛ 이하인 것을 양호한 결과라고 했다.

염화물이 다량으로 날아오는 대기 부식 환경을 모의하는 시험으로서, SAE J2334 시험을 실시했다. SAE J2334 시험이란, 하기의 건습 반복의 조건을 1사이클(합계 24시간)로 하여 행하는 가속 열화 시험이고, 비래 염분량이 1mdd를 초과하는 가혹한 부식 환경을 모의하는 시험이다.

· 습윤: 50℃, 100％RH, 6시간,

· 염분 부착: 0.5질량％ NaCl, 0.1질량％ CaCl₂, 0.075질량％ NaHCO₃ 수용액 침지, 0.25시간,

· 건조: 60℃, 50％RH, 17.75시간

상기한 부식 형태는 대기 폭로 시험의 부식 형태에 유사한 것으로 되어 있다.

평가는 이하와 같이 행하였다.

각 도장 강판의 도장 표면에 십자의 손상을 형성하고, 하지로서의 강재의 일부를 노출시켰다. 그리고, 손상부가 형성된 위치에 있어서, 하지로서의 강재의 최대 부식 깊이(강재 표면으로부터의 부식 깊이의 최댓값)를 측정했다. 또한, 손상부로부터 진전하여 박리된 부분의 면적을 평가하기 위해, 도장 박리 면적률(％)을 구했다. 구체적으로는, 도장이 박리된 부분(손상부로부터 진전하여 박리된 부분)을 커터 등에 의해 제거하고, 제거한 부분을 도장 박리부로 했다. 그리고, 화상 처리 소프트웨어의 2치화 처리를 사용하여, (도장 박리부 면적)/(시험편 면적)×100의 값을 구하여 도장 박리 면적률(％)로 했다. 시험편 면적이란, 시험편의 6개의 면 중 손상부가 형성된 면의 면적을 의미한다.

SAE J2334 시험에 있어서의 합격 여부 판단 기준은 최대 부식 깊이에 대해서는, 400㎛ 이하를 합격으로 했다. 또한, 도장 박리 면적률에 대해서는, 60％ 이하를 합격으로 했다. 또한, 도막 손상부 이외의 건전부에 대해서도 스케일 박리나 녹 발생의 유무를 관찰했다.

강판과의 계면의 스케일층 중의 Sn 농화층의 Sn 농도는 스케일로부터 강판까지 판 두께 방향으로 0.5㎛ 간격으로, EPMA에 의한 라인 분석을, 3회 행함으로써 측정했다. 측정에 의해 얻어진, 강판과 스케일의 계면으로부터 스케일층 중의 20점의 Sn 농도의 측정 결과(총 60점) 중에서, 최대로부터 10점, 최소로부터 10점의 데이터를 이상값으로서 제외하고, 나머지의 40점의 평균값을, 강판과의 계면의 스케일층 중의 Sn 농화층의 Sn 농도로 했다. 이 Sn 농도와, 강판의 레이들에서의 Sn 분석값의 비를, Sn 농도비로 했다.

본 발명의 요건을 만족시키는 시험 번호 1 내지 10의 열연 강판은 충분한 스케일 박리성을 갖고 있고, 스케일층을 박리한 열연 강판 및 그 후에 도장을 실시한 도장 강재는 충분한 내식성을 갖는다는 것이 명확해졌다.

한편, 시험 번호 11 내지 26의 열연 강판은 화학 성분, 스케일층 중의 조성비, 스케일층 두께, 스케일 계면의 Sn 농화층과 모재의 Sn 농도비의 하나 이상이 본 발명의 범위를 벗어나 있고, 스케일 박리성 및/또는 내식성이 떨어져 있었다.

시험 번호 11의 열연 강판은 디스케일링의 수압 및 분사량이 크고, 압연이 불균일하게 된 것에 기인하여, 열연 강판 표면에 두께가 0.8㎛인 얇은 스케일이 형성되었다. 또한, 식 (i)이 0.02 이하가 되었다. 이것은 스케일층이 열간 압연 중에 박리되기 쉬워, 표층의 우스타이트나 적철광의 층이 박리되었기 때문이라고 생각된다. 또한, 계면의 Sn 농도비가 1.4 미만이었다. 시험 번호 11의 열연 강판에 대해서는, 열간 압연 중에 열연 강판에 스케일 압입 흠집이 발생했다는 점에서, 컨테이너 부식 시험 및 SAE J2334 시험을 실시하지 않았다.

시험 번호 12의 열연 강판은 디스케일링의 수압 및 분사량이 작고, 열연 강판 표면에 형성된 스케일 두께가 커져, 열간 압연 시나 권취 시에 스케일 결함부가 발생했다. 또한 스케일 박리성이 충분하지 않았다. 또한, 디스케일링이 불충분했기 때문에, 고온에서 생성한 적철광이 잔존하여, 식 (i)이 0.20 초과로 되었다. 또한, 스케일층의 두께가 두껍고, 스케일과 모재의 계면으로부터 스케일 중으로의 Sn의 확산이 진행된 것에 의해, 계면의 Sn 농도비가 1.4 미만이었다. 시험 번호 12의 열연 강판에 대해서는, 열간 압연 중이나 권취 중에 열연 강판에 스케일 압입 흠집이 발생했다는 점에서, 컨테이너 부식 시험 및 SAE J2334 시험을 실시하지 않았다.

시험 번호 13의 열연 강판은 조압연 종료 후에만 디스케일링을 실시했다. 그로 인해, 열연 강판 표면에 형성되는 스케일 두께가 두꺼워져, 열간 압연 시나 권취 시에 스케일 결함부가 발생했다. 또한, 스케일 박리성이 충분하지 않았다. 또한, 디스케일링이 불충분했기 때문에, 고온에서 생성한 적철광이 잔존하여, 식 (i)이 0.20 초과가 되었다. 또한, 스케일층의 두께가 두껍고, 스케일과 모재의 계면으로부터 스케일 중으로의 Sn의 확산이 진행되어, 계면의 Sn 농도비가 1.4 미만이었다. 시험 번호 13의 열연 강판에 대해서는, 스케일의 결함부의 형성에 의해 열연 강판에 스케일 압입 흠집이 발생했다는 점에서, 컨테이너 부식 시험 및 SAE J2334 시험을 실시하지 않았다.

시험 번호 14의 열연 강판은 마무리 압연 후의 냉각 개시가 늦고, 견고하고 두꺼운 스케일층이 형성되어, 스케일 박리성이 충분하지 않았다. 그로 인해, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 냉각 개시까지의 시간이 길면, 고온 상태가 계속되게 되어, 강판의 온도에 의해 스케일의 형성이 진행되므로, 스케일 중에 적철광이 형성되기 쉬워, 식 (i)이 0.20 초과가 되었다. 또한, 고온 상태가 오래 계속됨으로써, 스케일과 모재의 계면으로부터 스케일 중으로의 Sn의 확산이 진행되어, 계면의 Sn 농도비가 1.4 미만이었다. 또한, 시험 번호 14의 열연 강판에서는, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험 중에 도막 손상부 이외의 건전부에서, 잔존 스케일에 의한 박리나 녹 발생이 관측되고, 그 결과, 내식성이 저하되었다.

시험 번호 15의 열연 강판은 권취 온도가 높다는 점에서, 마그네타이트가 증가하고, 우스타이트가 감소했다. 이로 인해, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.02를 하회하여, 스케일 박리성이 악화되었다. 또한, 권취 온도가 높다는 점에서, 스케일의 형성이 촉진되어, 스케일의 두께가 커졌다. 또한, 고온 상태가 오래 계속됨으로써, 스케일과 모재의 계면으로부터 스케일 중으로의 Sn의 확산이 진행되어, 계면의 Sn 농도비가 1.4 미만이었다. 또한, 스케일 박리성이 악화됨으로써, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 또한, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험 중에 도막 손상부 이외의 건전부에서, 잔존 스케일에 의한 박리나 녹 발생이 관측되고, 그 결과, 내식성이 저하되었다.

시험 번호 16의 열연 강판은 권취 후의 냉각 속도가 지나치게 작기 때문에, 철산화물의 조성비 마그네타이트가 증가하고, 우스타이트가 감소했다. 이로 인해, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.02를 하회하여, 스케일 박리성이 악화되었다. 또한, 권취 후의 냉각 속도가 지나치게 작기 때문에 고온 상태가 오래 계속됨으로써, 스케일과 모재의 계면으로부터 스케일 중으로의 Sn의 확산이 진행되어, 계면의 Sn 농도비가 1.4 미만이었다. 또한, 스케일 박리성이 악화됨으로써, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 또한, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험 중에 도막 손상부 이외의 건전부에서, 잔존 스케일에 의한 박리나 녹 발생이 관측되고, 그 결과, 내식성이 저하되었다.

시험 번호 17의 열연 강판은 권취 후의 냉각 속도가 지나치게 크기 때문에, 모재로부터의 Sn의 확산이 억제되어, 스케일 계면과 모재의 Sn 농도비가 1.4 미만이 되고, 또한 견고한 마그네타이트층을 포함하는 얇은 스케일이 형성되었다. 그 결과, 마그네타이트가 증가하고, 우스타이트가 감소했다. 이로 인해, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.02를 하회하여, 스케일 박리성이 악화되었다. 또한, 코일 중에서 스케일 균열이 발생했다. 그로 인해, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 또한, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험 중에 도막 손상부 이외의 건전부에서, 잔존 스케일에 의한 박리나 녹 발생이 관측되고, 그 결과, 내식성이 저하되었다.

시험 번호 18의 열연 강판은 Sn이 0.08％ 미만이고, 또한 소정의 Sn의 농화층이 형성되지 않았다. 또한, 식 (i)도 0.20 초과이고, 스케일 박리성이 충분하지 않았다. 그로 인해, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 또한, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험의 결과, 도막 손상부보다 현저한 도장 박리가 관측되었다.

시험 번호 19의 열연 강판은 강재 중의 Sn양이 0.25％ 초과이기 때문에, 우스타이트의 생성이 억제되어, 식 (i)이 0.02를 하회했다. 또한, 열간 가공 중에 있어서의 스케일 박리가 촉진되고, 두꺼운 스케일이 형성되었다. 두꺼운 스케일이 형성되고, 열간 압연 시에 박리된 스케일에 의한 모재의 압입 흠집이 발생했기 때문에, 그 후의 시험을 행하지 않았다.

시험 번호 20의 열연 강판은 Si 함유량이 0.50％로 높았다. 그로 인해, 스케일층의 성장이 억제되었다. 또한, 계면에 Si 농화가 진행되고, 스케일의 변태가 억제되어, 식 (i)이 0.02 미만이 됨과 함께, 스케일 박리성이 저하되었다. 또한, 이유는 명확하지 않지만 계면의 Sn의 농화가 억제되어, Sn 농도비가 1.4 미만이 되었다.

시험 번호 20의 열연 강판은 계면에 대한 Si 농화에 의한 스케일 박리성의 저하로 인해, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 또한, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험 중에 도막 손상부 이외의 건전부에서, 잔존 스케일에 의한 박리나 녹 발생이 관측되고, 그 결과, 내식성이 저하되었다.

시험 번호 21의 열연 강판은 Si 함유량이 0.02％로 낮았다. Si는 열간 압연 시의 스케일 성장에 영향을 미친다. 시험 번호 21에서는 강 중의 Si 함유량이 적으므로, 열간 압연 시의 스케일 성장이 촉진되어, 밀착성이 낮은 두꺼운 스케일이 형성되었다. 마그네타이트를 많이 포함하는 두꺼운 스케일층이 형성되었다는 점에서, 식 (i)이 0.02 미만이 되었다. 또한, Si는 탈산제로서 사용될수록, 산소와의 친화성이 높다. 그로 인해, Si 농도가 낮은 시험 번호 21의 열연 강판에서는 강재가 산화되기 쉽고, 스케일층 두께가 두꺼워짐과 함께, Sn 농화층의 형성이 저해되어, Sn의 농도비가 1.4 미만이 되었다.

시험 번호 21의 열연 강판에서는 스케일 박리가 촉진되어, 박리된 스케일에 의한 모재의 압입 흠집이 발생했으므로, 그 후의 시험을 행하지 않았다.

시험 번호 22의 열연 강판은 Cu의 양이 0.08％로 높고, 스케일층 두께가 두껍고, 스케일 계면과 모재의 Sn 농도비가 1.2로 낮고, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.25로 높아졌다. 또한, 열간 압연 시에 열연 강판 표면 및 단부에 미소한 균열이 발생했기 때문에, 그 후의 시험을 행하지 않았다.

시험 번호 23의 열연 강판은 Ni의 양이 0.10％로 높고, 이유는 명확하지는 않지만, 스케일 계면과 모재의 Sn 농도비가 1.2로 낮고, 마그네타이트가 증가하고, 우스타이트가 감소했다. 이로 인해, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.02를 하회하여, 스케일 박리성이 악화되었다. 또한, Ni 함유량이 높아서, 내식성이 저하되었다.

시험 번호 24의 열연 강판은 Cr의 양이 0.10％로 높고, 스케일층 두께가 작고, 스케일 계면과 모재의 Sn 농도비가 1.2로 낮고, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.25로 높아졌기 때문에, 스케일 박리성이 악화되었다. 또한, Cr의 함유에 의해 내식성이 저하되었다.

시험 번호 25의 열연 강판은 Nb의 양이 0.020％로 높고, 또한 스케일층 두께가 작음에도, 스케일 계면과 모재의 Sn 농도비가 1.2로 낮고, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.25로 높아졌기 때문에, 마무리 압연으로부터 권취까지의 사이에서 열연 강판 표면의 스케일 균열이 발생했다. 따라서, 그 후의 시험을 행하지 않았다.

시험 번호 26의 열연 강판은 Nb의 양이 0.001％로 낮았으므로, 스케일층 두께가 두껍고, 스케일 계면과 모재의 Sn 농도비가 1.0으로 낮고, 철산화물의 조성비(우스타이트+적철광)/마그네타이트가 0.25로 높아, 스케일 박리성이 악화되었다. 그로 인해, 쇼트 블라스트 처리 후에도 약간 스케일층이 강판 표면에 잔존하여, 내식성이 저하되었다. 또한, 도장을 실시해도 SAE J2334 시험 중에 도막 손상부 이외의 건전부에서, 잔존 스케일에 의한 박리나 녹 발생이 관측되고, 그 결과, 내식성이 저하되었다.

본 발명에 따르면, 열연 강판이 스케일 박리성을 구비한다는 점에서, 스케일층을 박리하여 사용하거나, 또한 도장을 실시하여 사용하거나 하는 것이 가능하다. 또한, 이와 같은 열연 강판은 염화물을 포함하는 부식 환경 하에서, 우수한 내식성을 갖는다. 따라서, 본 발명의 열연 강판은 철도용 차량 및 육상 운송 또는 해상 운송에 사용되는 컨테이너에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

강판과,
상기 강판의 표면에 형성된 스케일층을 갖고,
상기 강판의 화학 성분이, 질량％로,
C:0.04％를 초과하고 0.20％ 이하,
Si:0.05 내지 0.30％,
Mn:0.30 내지 2.50％,
P:0.050％ 이하,
S:0.030％ 이하,
Sn:0.08 내지 0.25％,
Al:0.005 내지 0.050％,
N:0.0005 내지 0.0100％,
Nb:0.005 내지 0.015％,
Cu:0 내지 0.05％,
Ni:0 내지 0.05％,
Cr:0 내지 0.05％,
W:0 내지 0.50％,
Mo:0 내지 0.50％,
Ti:0 내지 0.15％,
V:0 내지 0.05％,
B:0 내지 0.0005％,
Ca:0 내지 0.0050％,
Mg:0 내지 0.0050％,
REM:0 내지 0.0050％
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고,
상기 스케일층 중의, 상기 강판과 상기 스케일층의 계면에, Sn 함유량이 상기 강판의 Sn 함유량의 1.4배 이상 2.0배 이하인 Sn 농화층이 존재하고,
상기 스케일층의 평균 두께가 1.0 내지 15.0㎛이고,
상기 스케일층이, 우스타이트, 적철광, 마그네타이트의 1종 또는 2종 이상의 철산화물을 포함하고,
상기 스케일층 중에 있어서, 상기 우스타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 w, 상기 적철광의 질량％로 나타낸 함유량을 h, 상기 마그네타이트의 질량％로 나타낸 함유량을 m으로 했을 때, 상기 w, 상기 h 및 상기 m이 하기 (i)식을 만족시키고,
상기 강판의 판 두께가 2 내지 16㎜인
것을 특징으로 하는 열연 강판.
0.02≤(h+w)/m≤0.20 …(i)
제1항에 있어서, 상기 화학 성분에 있어서의 W 함유량이, 질량％로 0.005％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 성분에 있어서의 Mo 함유량이, 질량％로 0.005％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 성분에 있어서의 Cu 함유량이, 질량％로 0.02％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 성분에 있어서의 Ni 함유량이, 질량％로 0.02％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 성분에 있어서의 Cr 함유량이, 질량％로 0.02％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 성분에 있어서의 Ti 함유량이, 질량％로 0.01％ 이하인 것을 특징으로 하는 열연 강판.
제1항 또는 제2항에 기재된 열연 강판에, 쇼트 블라스트 처리를 행하고, 추가로 상기 쇼트 블라스트 처리를 행한 상기 열연 강판에 도장 처리를 행함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 강재.
제8항에 기재된 강재를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너.