TMCP강

정의

TMCP강은 열간압연 중 가열, 압연, 냉각 조건을 제어해 만든 구조용 강재다.

이름은 열가공제어이며, 영문으로 Thermo Mechanical Control Process다.

강재 성분을 늘리는 대신 공정 조건으로 강도, 인성, 용접성을 높인다.

제조 공정

TMCP는 열간압연 공정 안에서 제어압연과 가속냉각을 수행하는 강재다.

먼저 슬라브를 가열하고 오스테나이트 영역에서 1차 압연으로 결정립을 정련한다.

이어서 Ar3 이하 2상 영역까지 온도를 낮추며 제어압연을 마친다.

압연 직후 500~800℃ 구간에서 수냉하는 것이 가속냉각이다.

별도 열처리 없이 출하하므로 제조 공기가 줄어든다.

정답은 제어압연과 가속냉각이다. 압연 중 가공하고 직후 수냉한다.

두 단계의 역할

제어압연은 가열과 압하 조건을 조절해 결정립을 얇게 늘리는 단계다.

Ar3 이하 2상 영역까지 가공하면 페라이트 조직이 더 미세해진다.

가속냉각은 수냉으로 식혀 저온 변태조직을 만들고 강도를 높인다.

강도 상승의 큰 몫은 냉각 단계가 맡는다는 점을 기억해야 한다.

설계 적용과 품질

TMCP강의 실무 장점은 후판에서도 설계기준강도를 낮추지 않는다는 점이다.

같은 두께에서 SM490TMC의 Fy는 보통강 SM490보다 높다.

항복비는 항복강도를 인장강도로 나눈 값이며 80% 이하로 규제한다.

항복 후 여유 변형 능력이 생겨 내진 설계에 도움이 된다.

용접 시에는 탄소당량을 낮춰 예열 부담을 줄인다.

정답은 80%다. 항복비 80% 이하 규제가 내진성능과 연결된다.

라멜라 티어링과 대책

라멜라 티어링은 용접할 때 두께 방향 구속응력으로 생기는 층상 균열이다.

개재물이 많거나 두께 방향 연성이 낮은 강에서 특히 문제가 된다.

그래서 특수 정련으로 개재물을 줄이고 두께방향 연성을 높인 강이 개발됐다.

내라멜라티어링강은 TMCP강의 하위 품질 구분으로 설명한다.

두께 방향 특성은 별도의 Z방향 시험으로 확인한다.

시험 대비 정리

마지막으로 세 강재를 한 표에서 비교하고 정리한다.

TMCP강은 강도와 용접성을, 내라멜라티어링강은 두께 방향 균열 저항을 확보한다.

TMCP는 열처리를 생략해 제조 공기를 줄인다.

두 성능은 목적이 다르므로 혼용해 설명하지 않는다.