철강 가공 기술 · 주간 문헌 브리핑 · 2026-10-12

가열 한도표·가열 경로·재가열 입성장

축: 강종별 최고 가열온도 ↔ 가열 경로 → 잔류응력·변형 ↔ 재가열 입성장·냉각속도 → 베이나이트 형태

10-05가 남긴 숙제, ’강종별 가열 한도 문구’와 ’반복 가열을 줄이는 경로’에 대한 공개 자료를 모았다. Core On 실험·추정 수치는 없다.

슬라이드 1 · 이번 주 초점

형상 오차 밖의 세 가지 제약

09-21 TMCP 냉각경로, 09-28 온도장 ANN·변형 CNN, 10-05 냉각 방식–미시구조에 이어, 이번 주는 가열계획이 지켜야 할 바깥 경계다.

  1. 온도 한도: TM강 화염교정 최고온도표(CEN/TR 10347)와 OPTISTRAIGHT 문구 (Dillinger 가공지침, 2025년 6월판)
  2. 가열 경로: AH36 이중곡률판 경로별 잔류응력 (精密成形工程, 2026년 7월호) + 안장판 교차가열 1회 성형 (同, 2026년 1월호)
  3. 이력: DH36 재가열 오스테나이트 입성장·냉각속도별 베이나이트 원위치 관찰 (钢铁研究学报 38(2), 2026)

용접-only Physical AI는 Research에 둔다.

슬라이드 2 · 온도 한도표

TM강 최고 가열온도: 900 / 700 / 650 °C

Dillinger DI-MC 가공지침 ‘Flame straightening’(2025년 6월판)이 인용한 CEN/TR 10347 권장 최고온도:

공급 조건 짧은 표면 가열 짧은 전단면 가열 장시간 유지 전단면 가열
노멀라이즈 ≤ 900 °C ≤ 700 °C ≤ 650 °C
TM 압연, S460M/ML까지 ≤ 900 °C ≤ 700 °C ≤ 650 °C

원문 문구:

  • 가열선(표면 아래 얕은 층만 가열)은 OPTISTRAIGHT 등 시험에서 900 °C까지 물성 저하 없음. 이는 냉각 방식(공랭, 또는 600 °C 아래에서 수랭)과 같은 지점을 지나는 가열선 수와 무관하다고 적었다
  • 스폿·쐐기 가열(전단면 가열, 유지·냉각 시간이 김)에서 TM강은 700 °C를 넘으면 항복강도가 떨어지고 인장강도는 덜 영향받는다

https://en.dillinger.de/app/uploads/2025/06/Modul_flame_straightening_DI-MC_06_2025.pdf

슬라이드 3 · 한도표와 10-05 실험이 엇갈리는 지점

같은 900 °C, 다른 결론을 읽는 법

  • Dillinger/OPTISTRAIGHT: TM강, 가열선 방식이면 900 °C까지 냉각 방식·중첩 횟수와 무관하게 물성 저하 없음 (제조사 지침)
  • JWJ 2022 (10-05 브리핑): 320 MPa급 저온용 판, 900 °C ×3 후 공랭에서 가열부 항복 376 MPa로 모재 403 MPa보다 낮았고 가열부에서 파단. 다만 선급 인장 기준은 충족

둘은 **강종·출발 미시구조·평가 기준(선급 기준 충족 여부 vs 모재 대비)**이 다르다. 어느 쪽이 맞다고 판정할 공개 자료는 아직 없다.

참고로 Gyura·Gáspár·Balogh (Welding in the World, 2021, OA)는 S355J2+N·XAR400·S960QL을 1000/800/675 °C 피크, 공랭·수랭으로 모사해 A1 이상(아임계 초과) 가열은 모든 강종에서 피해야 한다고 결론냈다. 선박강 TM 판은 대상이 아니다.

https://doi.org/10.1007/s40194-020-01055-2

함의: 한도 ‘숫자’ 하나보다 강종 × 가열 방식(가열선/전단면) × 수랭 시작온도의 표로 들고 가야 한다.

슬라이드 4 · 가열 경로와 잔류응력

짧은 가열선은 횡방향 400 MPa까지

Zhang, Liu, Zhang, Qiao, 精密成形工程(Journal of Netshape Forming Engineering) 2026년 6월 온라인, 7월호. AH36 판 1 000 × 800 × 8 mm를 롤 성형 후 선상가열로 이중곡률판을 만들었다.

세 경로를 압입법 + FEM으로 비교 (원문 초록):

  • 짧은 가열선: 횡방향 잔류응력 최대 약 400 MPa(항복강도에 근접), 냉간 성형 뒤 횡방향 지름 증가
  • 교차 가열선: 종방향 잔류응력은 더 높지만 인장–압축 진폭이 작아 종방향 뒤틀림 감소
  • 고입열 교차 가열선: 잔류응력은 커지지만, 얇은 판이라 지름·뒤틀림 영향은 제한적

결론: 가열 경로가 잔류응력 분포를 좌우하고, 입열을 올려도 형상은 그대로인데 잔류응력만 커질 수 있다.

https://www.nsforming.com/EN/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.06.018

슬라이드 5 · 교정 가열을 없애는 경로

안장판 교차가열: 횡변형 23.5%

Zhang, Zhang, Liu et al., 精密成形工程 2025년 12월 온라인, 2026년 1월호 (북경이공대·중국석유대 화동). 전형적인 선박 안장판에 대해 1회 가열로 횡방향 변형을 제어하는 교차가열 경로를 제안했다.

원문 초록:

  • 실험으로 검증한 변형 예측 모델로 경로 전략 비교
  • 같은 면외 변형 조건에서 교차가열 경로의 횡방향 변형은 기존 방법의 23.5%
  • 실험에서도 확인, ‘교정 없는 1회 성형’ 전략의 타당성 제시

https://www.nsforming.com/EN/10.3969/j.issn.1674-6457.2025.12.019

연결(분석): 교정 가열이 줄면 같은 부위의 반복 가열 횟수도 준다. 10-05 실험(900 °C ×3)과 Dillinger 문구(중첩 무관)가 갈린 바로 그 변수다. 다만 이 논문은 미시구조를 측정하지 않았다.

슬라이드 6 · 재가열 입성장과 냉각속도

DH36: 1 250 °C에서 입도가 한 자릿수 배로

Qin et al., 钢铁研究学报(Journal of Iron and Steel Research) 38(2) 266–275, 2026 (중남대 + 샹탄강철). 고온 공초점 레이저 현미경으로 DH36 선박강 슬래브 재가열 중 오스테나이트 입성장과 냉각 중 변태를 원위치 관찰했다.

원문 초록 수치:

  • 1 150–1 200 °C: 평균 오스테나이트 입도 30.6–42.4 µm
  • 1 250 °C: 253.4 µm로 급성장
  • 유지 0–5분 급성장, 5–30분 둔화·안정 (2단계, 성장 동역학 모델 제시)
  • 냉각 360 °C/min → 입상 베이나이트 위주, 720 °C/min → 래스 베이나이트 위주. 주로 입계에서 핵생성, 개재물·기존 래스 측면 핵생성도 관찰

https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20250152

범위: 압연 전 슬래브 재가열 온도대이며 선상가열(≤ 900 °C) 조건이 아니다. 야드에 도착한 판이 이미 어떤 입도·변태 이력을 갖는지 읽는 출발점 자료로 쓴다.

슬라이드 7 · 제어로 올릴 후보

가열계획 AI에 붙일 제약 3개

10-05의 ‘냉각 방식 태그·미시구조 가드 페널티·가열선별 열이력 표’ 위에:

  1. 강종별 온도 한도 테이블: 강종 × 가열 방식(가열선/전단면) × 수랭 허용 온도. 예: CEN/TR 10347 기준 TM강 S460M/ML까지 900/700/650 °C, Dillinger 문구의 ‘수랭은 600 °C 아래’. 선박강(AH/DH/EH) 칸은 선급·제철소 공개 문구로만 채운다
  2. 경로별 잔류응력 페널티: 형상 오차가 같다면 잔류응력 진폭이 작은 경로(정밀성형공정 2026의 교차 가열선)를 우선. 입열을 올려도 형상 이득이 없을 수 있다는 결과를 목적함수에 반영
  3. 교정 횟수 = 반복 가열 횟수 카운터: 교차가열 1회 성형처럼 교정을 줄이는 경로는 가열선 중첩 횟수를 함께 줄인다. 중첩 횟수를 가열선별 열이력 표의 열로 둔다

다음 조사: 선박강 AH36/EH36 TM 판의 선상가열 반복 횟수별 인성 공개 실험, IACS Rec.47·선급 규칙의 가열 온도 문구 원문.

슬라이드 8 · 출처

공개 출처 (본문 인용)

  1. AG der Dillinger Hüttenwerke, DI-MC Processing information: Flame straightening (Issue 06/2025; CEN/TR 10347 표 인용): https://en.dillinger.de/app/uploads/2025/06/Modul_flame_straightening_DI-MC_06_2025.pdf
  2. Zhang B., Liu K., Zhang T., Qiao Y., Experimental and Numerical Investigation on Residual Stress in Line-heating Double-curvature Ship Plates, J. Netshape Forming Eng., 2026: https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2026.06.018
  3. Zhang Z., Zhang B., Liu K. et al., Deformation Control Method of Marine Hyperbolic Saddle Plate in Line Heating Bending Process, J. Netshape Forming Eng., 2026: https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-6457.2025.12.019
  4. Qin Y. et al., In situ observation of reheated austenite grain growth and bainite transformation in DH36 ship plate steel, J. Iron Steel Res. 38(2) 266–275, 2026: https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20250152
  5. Gyura L., Gáspár M., Balogh A., The effect of flame straightening on the microstructure and mechanical properties of different strength steels, Welding in the World, 2021: https://doi.org/10.1007/s40194-020-01055-2
  6. 직전: https://blog.coreon.build/blog/line-heating-cooling-path-microstructure-ai-plan-2026-10-05

추정·미공개 야드 수치는 넣지 않음. 용접-only Physical AI는 Research에 유지.