1.인(P) 함량을 엄격하게 관리해야 하는 이유는 무엇입니까? 어떤 심각한 결과를 초래할까요?
메커니즘: 인 원자는 강철의 고용 강화 효과가 강하여 강도가 크게 향상됩니다. 그러나 결정립계에서 강하게 분리되어 결정립계 결합 에너지가 감소하고 강의 가소성과 인성이 급격히 저하됩니다.
특정 증상: 이러한 인성 감소는 특히 저온에서 두드러져 강철을 부서지기 쉽게 만들고 "냉간 취성"으로 알려진 현상인 취성 파괴가 발생하기 쉽습니다.
스탬핑에 대한 영향: 냉간 스탬핑이 필요한 부품의 경우 인의 존재는 재료의 냉간 가공성을 크게 감소시킵니다. 스탬핑에는 우수한 소성 변형 능력이 필요하기 때문에 인으로 인한 취성으로 인해 특히 저온이나 복잡한 변형 영역에서 변형 중에 부품에 균열이 발생하기 쉽습니다.
정량적 효과: 연구에 따르면 기존 저{0}탄소강의 경우 인 함량이 0.15%를 초과하면 재료의 연신율(가소성 지수)이 급격히 감소하기 시작합니다. 따라서 딥 드로잉에 사용되는 냉간 압연 코일의 인 함량은 일반적으로 0.035% 미만으로 엄격하게 제한됩니다.
2.황(S) 함량을 엄격하게 관리해야 하는 이유는 무엇인가요? 어떤 심각한 결과를 초래할까요?
메커니즘: 황은 강철에 거의 녹지 않지만 철과 결합하여 황화철(FeS)을 형성합니다. FeS와 철은 낮은-융점-(약 985도) 공융 구조를 형성합니다.
특정 징후: 강철의 열간 가공 온도(예: 열간 압연 및 단조)는 일반적으로 1150~1200도 이상입니다. 강철을 이 온도 범위로 가열하면 결정립계에 분포하는 저-융점-FeS가 먼저 녹아 결정립 간의 결합력을 방해하여 가공 중에 강철에 균열이 발생하게 됩니다. 이것은 "뜨거운 취성"으로 알려져 있습니다.
스탬핑에 미치는 영향: 냉간 압연 공정 자체에는 고온이 포함되지 않지만 열간 압연 코일은 냉간 압연의 원료입니다. 높은 황 함량으로 인해 열간압연 코일에 미세균열이 발생하면 이러한 결함은 냉간압연 중에 확장되고 증폭되어 최종적으로 냉간압연 완제품의 기공, 박리 또는 스탬핑 균열로 이어집니다.-
3. 인과 황의 존재는 냉간 압연 코일의 내부 품질에 어떤 손상을 주나요?-
유황은 박리 결함을 유발합니다. 이는 유황으로 인해 발생하는 가장 일반적인 위험 중 하나입니다. 강의 황은 황화물(예: MnS)로 존재하며 압연 중에 압연 방향을 따라 늘어나 띠 모양 또는 라멜라 구조를 형성합니다. 이러한 줄무늬 황화물은 강철 내에 내장된 "격막" 층처럼 작용하여 금속 매트릭스의 연속성을 방해합니다. 후속 가공 중 또는 응력을 받는 동안 이러한 줄무늬 개재물은 쉽게 균열되어 박리 결함을 형성합니다. 연구에 따르면 강철의 황 함량을 0.02% 미만으로 줄이면 박리를 효과적으로 방지할 수 있는 것으로 나타났습니다.
인은 응력 부식 균열을 유발합니다. 결정립 경계에서의 인 분리는 균열 전파의 "활성 경로"가 됩니다. 동시에 인은 특정 부식성 매체(예: 질산염 용액)에서 강철의 양극 용해 과정을 촉진하여 부동태막 형성을 방해하여 응력 부식 균열에 대한 강철의 민감성을 크게 증가시킵니다.
4. 인과 황은 냉간 압연 코일의 후속 가공(용접 및 표면 처리 등)에 어떤 악영향을 미치나요?-
용접성 저하:
인: 용접 금속의 저온 취성을 증가시켜 저온에서 냉각 또는 서비스하는 동안 용접 접합부의 취성 파손을 초래합니다.
황: 용접 금속의 연성을 감소시키고 용접 중에 열간 균열(응고 균열)이 발생하기 쉽게 만듭니다. 왜냐하면 황 편석은 용접 금속의 응고 온도 범위를 낮추어 응고 후기 단계에서 균열이 발생하기 더 쉽게 만들기 때문입니다.
표면 처리 품질에 미치는 영향:
황과 인은 모두 분리도가 높은 원소입니다. 열처리(어닐링 등) 중에 강판 표면에 축적될 수 있습니다. 이러한 표면 침전물은 인산염 피막(일반적인 사전-코팅 언더코팅)의 비정상적인 결정화 및 접착 불량을 유발하는 등 후속 화학 처리에 심각한 영향을 미쳐 궁극적으로 코팅 후 전반적인 내식성을 감소시킬 수 있습니다.
5.일반 냉간압연 코일 등급의 인 및 황에 대한 관리 기준은 무엇입니까? 스탬핑에 사용되는 고품질-냉간 압연 코일은 인 및 황 함량이 일반 강철의 상한보다 훨씬 낮습니다. 이는 재료의 우수한 가소성, 인성 및 내부 품질을 보장하여 스탬핑과 같은 후속 가공 중에 균열 및 박리와 같은 치명적인 결함을 방지하기 위한 것입니다.