KR100957664B1

KR100957664B1 - 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판

Info

Publication number: KR100957664B1
Application number: KR1020067015346A
Authority: KR
Inventors: 미츠유키 후지사와; 요시히로 야자와; 야스시 카토; 오사무 후루키미
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2010-05-12
Also published as: CN1914344B; KR20090005252A; US8562758B2; WO2005073422A1; EP2562285B1; KR20060127107A; EP1715073B1; EP1715073A4; US20070163679A1; CN1914344A; EP2562285A1; EP1715073A1

Abstract

본 발명은 저Ni 고N 함유 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강을 제공하는 것이다. 구체적인 발명의 수단은 C: 0.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 12mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 3mass% 이하, N: 0.05∼0.6mass%를 함유하는 오스테나이트상과 페라이트상을 주로 하는 스테인레스 강에 있어서, 그 오스테나이트상의 체적분율을 10∼85%로 함으로써, 성형성, 놓은 장출성형성과 내틈새부 부식성, 용접부 내식성 또는 내입계부식성이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강을 얻는 것이다. 또한 상기 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량을 0.16∼2mass%로 함으로써, 더욱 높은 성형성을 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강을 얻는 것이다.

오스테나이트, 페라이트, 스테인레스 강, 장출성형성, 내틈새 부식성, 심인발성

Description

오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판{AUSTENITIC-FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET}

본 발명은 저(低)Ni 고(高)N 함유의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강(Stainless steel with austenite and ferrite (two-phase) structure)에 관한 것이다.

스테인레스 강은 내식성(corrosion resistance)이 뛰어난 재료로서, 자동차용 부재나 건축용 부재, 주방기기 등의 넓은 분야에서 이용되고 있다. 자동차용 휠캡(wheel cap) 등에는 높은 장출성형성(張出成形性, punch stretchability)과 내(耐)틈새부 부식성(crevice corrosion resistance)을 겸비하는 재료가 요망되고 있다. 스테인레스 강은 강이 갖는 조직으로부터 일반적으로, 오스테나이트계 스테인레스 강(austenitic stainless steel), 페라이트계 스테인레스 강(ferritic stainless steel), 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강 및 마르텐사이트계 스테인레스 강(martensitic stainless stee1)의 네 개로 분류되어 있다. 이 중, SUS304이나 SUS301(JIS(Japanese Industrial Standard))로 대표되는 오스테나이트계 스테인레스 강은 내식성이 뛰어남과 아울러, 가공성도 뛰어나기 때문에, 가장 일반적으로 이용되고 있다. 자동차 휠캡용 스테인레스 강판으로서는 이들 중 오스 테나이트계 스테인레스 강판이 가장 일반적으로 이용되고 있다.

그러나, 오스테나이트계 스테인레스 강은 다른 스테인레스 강에 비교하여 높은 가공성(workability)을 갖지만, 고가인 Ni를 다량으로 함유하고 있기 때문에, 비용이 높다는 문제가 있다.

또한, 오스테나이트계 스테인레스 강은 성형한계 근방까지 가공하면, 방치 균열(seasoned crack)을 일으키기 쉬운 것이나, 응력부식균열(Stress Corrosion Cracking: SCC로 약칭함)에 대한 감수성이 높은 것이기 때문에, 연료탱크처럼 안전성에 대한 요구가 극히 높은 부위에 적용하기에는 문제가 있었다. 또한, 마르텐사이트계 스테인레스 강은 강도는 좋지만, 연성(ductility)이나 장출성형성 및 내식성이 떨어져, 프레스 가공 용도에는 적용할 수 없다.

또한, SUS301로 대표되는 오스테나이트계 스테인레스 강은 만안(灣岸)지대에서는 비래(飛來) 염분에 의해, 또한, 강설지대에서는 융설염(融雪鹽)에 의해, 특히, 휠과 캡간의 틈새부(gap) 등에 부식을 발생하는 등의 문제가 여기저기 보여지는 등, 내식성이 불충분하다는 지적이 되고 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 성형한계(forming limit) 근방까지의 형성을 행하면 방치균열이 생기는 일이 있기 때문에, 복잡한 형상을 갖는 부재로의 적용이 곤란하다는 문제가 있었다. 또한 일반적으로 6% 이상의 Ni를 함유하기 때문에, 고가라는 문제도 있다.

한편, 페라이트계 스테인레스 강은 Cr의 함유량을 증가시킴으로써, 내식성이나 내틈새부 부식성을 향상시키는 것이 가능하고, 또한, 방치균열이나 응력부식 균열을 일으키기 어렵다는 뛰어난 특성을 갖는다. 그러나, 페라이트계 스테인레스 강은 오스테나이트계 스테인레스 강과 비교하여 가공성, 특히 강도-연성 밸런스가 떨어진다는 결점이 있다. 또한, 오스테나이트계 스테인레스 강에 비교하여 현저하게 장출성형성이 낮아 성형이 곤란하다는 문제가 있다. 또한, 마르텐사이트계 스테인레스 강은 장출성형성 및 내틈새부 부식성 모두 불충분하다.

그래서, 페라이트계 스테인레스 강의 가공성을 개선하는 기술이 제안되어 있다. 예컨대, 일본 특개평08-020843호 공보에는, Cr를 5∼60wt% 함유한 페라이트계 스테인레스 강판에 있어서, C 및 N 함유량을 낮춤과 아울러, Ti, Nb을 적량 첨가한 심인발 성형성(deep drawability)이 뛰어난 크롬 강판과 그 제조방법이 개시되어 있다. 그러나, 일본 특개평08-020843호 공보의 강판은 심인발성을 개선하기 위하여, 강(鋼) 중의 C 및 N 함유량을 각각 C: 0.03wt% 이하, N: 0.02wt% 이하로 저감하고 있기 때문에, 강판강도가 낮으면서도 연성의 개선도 불충분하다는, 즉, 강도-연성 밸런스(balance)가 떨어진다는 문제가 있다. 그 때문에, 일본 특개평08-020843호 공보의 강판을 자동차 부재에 적용한 경우에는, 부재에 대한 요구 강도를 얻는 데에 필요한 판두께가 두꺼워 경량화(weight saving)에 기여할 수 없고, 장출성형이나 심인발 성형, 액압성형(hydraulic forming) 등의 엄격한 가공 용도에는 적용할 수 없다는 문제가 있었다.

그래서, 상기 오스테나이트계와 페라이트계의 중간에 위치하는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이 최근 주목받고 있다. 이 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 내식성이 뛰어나다. 또한, 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 강도 및 내식성이 뛰어나서, 해수(海水) 등의 고염화물(高鹽化物) 환경, 유 정(油井, oil well) 등의 엄격한 부식성 환경용의 내식성 재료로서 사용되고 있다. 그러나, JIS에 규정되어 있는 SUS 329계 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 고가의 Ni를 4%(질량비, 이하 같음) 이상 함유하기 때문에 비용이 높고, 또한 귀중한 Ni 자원을 대량으로 소비한다는 문제가 있다.

이 문제에 대응하는 것으로서, 일본 특개평11-071643호 공보에, Ni첨가량을 0.1% 초과 1% 미만으로 제한하고 나서, 오스테나이트 안정성 지수(IM지수: 551-805(C+N)%-8.52Si%-8.57Mn%-12.51Cr%-36.02Ni%-34.52Cu%-13.96Mo%)를 40∼115의 범위로 제어함으로써, 인장신장(引張伸長)이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판이 개시되어 있다.

또한, 오스테나이트계 스테인레스 강 및 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강의 Ni함유량을 저감하기 위하여, Ni에 대신하여 N을 대량으로 함유하는 시도도 이루어지고 있고, 예컨대, 카타다 야스유키(片田康行) 「가압식 ESR법에 의한 고농도 질소강의 제조」페럼(Ferrum) Vo1.7(2002) p.848에는, 가압ESR(Electro-Slag Remelting) 용해법에 의해 다량의 질소를 첨가함으로써, Ni를 실질적으로 함유하지 않는 오스테나이트계·스테인레스 강 및 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강을 제조하는 방법이 개시되어 있다.

또한, J. Wang 등「NIKEL-FREE DUPLEX STAINLESS STEELS, Scripta Materialia Vol.40, No.1, pp.123-129, 1999」에도, Ni를 실질적으로 함유하지 않는, 합금 비용이 저렴한 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이 개시되어 있다.

그러나, 상기 일본 특개평11-071643호 공보에 개시된 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판은 연성이 향상하고 있다고는 하여도 아직 불충분하고, 또한, 심인발성도 충분한 것이 아니었다. 따라서, 극도의 장출성형이나 액압(液壓)성형이 실시되는 용도로의 적용은 여전히 어렵고, 또한, 극도의 심인발 성형이 실시되는 용도로의 적용도 곤란하다는 문제가 있었다.

또한, 일본 특개평11-071643호 공보에 개시된 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 그 인장 신장이 높다는 것은 인정되지만, Mn을 다량으로 함유하고 있기 때문에 내틈새부 부식성이 불충분하고, 또한 장출성형성이 미지(未知)하다는 문제가 있다. 또한, 용접부의 내식성이 떨어진다는 문제가 있다. 즉, 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 용도에 따라 용접을 실시하고 나서 사용되는 것이므로 용접부 내식성이 뛰어나는 것이 필요하다. 그러나, Ni를 저감하기 위해 오스테나이트 생성원소인 N을 0.1∼0.3%의 범위에서 첨가하고 있고, 그 때문에 용접부 및 그 근방의 용접 열영향부에 있어서 고온에서 고용(固溶)한 N이 크롬 질화물로서 석출하기 쉽고, 크롬 결핍영역이 생겨서 내식성이 떨어진다는 문제가 있었다.

또한, 일본 특개평11-071643호 공보에서는, Ni를 저감하는 대신에 오스테나이트 생성원소로서 N이 0.1∼0.3 중량%의 범위에서 첨가된다. 그 때문에, 용체화(容體化) 소둔(solution annealing) 후의 냉각속도가 느린 경우에는 N이 크롬 질화물로서 석출하여, 내식성이 열화(劣化)한다는, 소위 예민화(sensibility, 입계의 크롬 탄화물, 크롬 질화물의 생성에 의한 내식성 열화, 이후, 예민화로 약칭함)의 문제가 있었다.

구체적으로는, 판두께 1.5㎜ 이상인 마무리 소둔판을 공냉(空冷)한 경우에는 재료의 냉각속도가 느리기 때문에, 냉각시에 예민화하여 내식성이 불충분한 경우가 여기저기 보여졌다.

또한, 최종 판두께가 1.5mm 미만인 재료에 대하여도, 중간공정인 열연판 소둔시의 예민화에 의한 문제가 있었다. 즉, 1.5㎜ 미만인 마무리 소둔판은 제강, 주조의 이후, 열연, 열연판 소둔, 산세(酸洗)에 의한 탈(脫)스케일, 냉간압연, 마무리 소둔에 의해 제조되지만, 이 중, 열연판 소둔(소둔시 판두께 1.5∼7㎜) 후의 공냉시에 재료가 예민화하기 때문에, 그 후의 산세시에 결정입계가 우선 침식되고, 또한 냉간압연이라도 이들의 우선 침식홈이 사라지지 않기 때문에, 최종처리 소둔판의 표면성상이 현저하게 열화한다는 문제가 있다. 표면성상을 개선하기 위해서는, 열연판 소둔 후에 그라인더에 의한 표면을 절삭하는 것이 유효하지만, 현저하게 비용이 든다.

이상으로부터, 용체화 열처리 후의 냉각시에 예민화하기 어려운 재료가 요망되고 있는 것이 현 실상이다.

한편, 카타다 야스유키 「가압식 ESR법에 의한 고농도 질소강의 제조」페럼Vol.7(2002) p.848에 개시되어 있는 수단은 단지 Ni절감 수단으로서 보아도, 가압용해를 위한 대규모인 실시를 필요로 하고, 또한 미리 용해 원료용 전극을 준비하지 않으면 안되는 등 조업상의 비용 상승요인을 많이 포함하고 있다. 또한, 단지 Ni를 N으로 치환하여도 장출성형성과 내틈새부 부식성을 겸비하는 재료를 얻을 수 있는 것은 없다.

또한, J. Wang 등 「NIKEL-FREE DUPLEX STAINLESS STEELS, Scripta Materialia Vo1.40, No.1, pp.123-129, 1999」에 개시되어 있는 방법에 있어서도, Ni절감을 위해, Mn양 10mass%，N양 0.35, 0.45mass%인 다량의 Mn 및 N이 동시에 첨가되고 있기 때문에, 열간 가공성이 충분하지 않아, 열간 가공시에, 균열이나 흠집이 생기기 쉽다. 합금비용은 저렴하지만, 표면절삭이나 강재 절취(cut-off)가 발생하는 비용 상승요인을 많이 포함하고 있다.

본 발명의 목적은 연성 및 심인발성이 뛰어난 높은 성형성을 갖는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명은 상기 종래기술에 관련되는 문제를 해결하고, Ni양을 절감하면서 높은 장출성형성과 내틈새부 부식성을 겸비한 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 종래기술에 관련되는 이러한 문제를 해결하고, 비교적 저비용으로, Ni자원의 자원 절약화를 도모하면서 용접부 내식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 내입계(耐粒界) 부식성이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

발명자들은 고가인 Ni를 포함하는 오스테나이트계 이외의 스테인레스 강의 성형성을 개선하기 위하여, 각종 성분 및 강조직을 갖는 스테인레스 강에 대하여, 성형성의 평가를 행하였다.

그 결과, 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에 있어서, 특히 높은 연성을 나타내는 경우가 있다는 것을 알아냈다. 이 원인에 대하여, 검토를 더 진행하였던 바, 오스테나이트상(相)의 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C 및 N함유량이 연성에 크게 영향을 미치고 있고, 특히, 오스테나이트상 중의 C, N, Si, Mn, Cr, Ni, Cu, Mo의 함유량에 의해 규정되는 오스테나이트상의 변형 안정도를 적정 범위로 조정함으로써, 높은 연성을 더 얻을 수 있다는 것을 알아냈다. 그리고, 이 높은 연성을 나타내는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 심인발성도 뛰어나다는 것을 알아내서, 본 발명을 개발하기에 이르렀다.

또한, 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 강 중의 Ni양이 1mass% 이하이고 강 중의 N양이 0.05mass% 이상인 각종 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에 대하여 예의 연구를 행하였다.

그리고, 강 중 Mn양이 2mass% 이하인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에서는 장출성형성과 내틈새부식성이 향상한다는 것을 알았다.

또한, 강 중 Mn양이 4mass% 이상 12mass% 이하인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에서는 용접부의 내식성이 향상한다는 것을 알았다.

또한, 강 중의 Si양이 크롬 질화물의 석출거동에 영향을 준다는 것을 알아 내고, 강 중 Si양이 0.4mass% 이하에서는 내입계부식성이 향상한다는 것을 알아 내서 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 아래와 같이 이루어진다.

1. 페라이트상과 오스테나이트상을 포함하는 금속조직으로 이루어지고, 상기 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 0.16∼2mass% 이며, 상기 오스테나이트상의 체적분율이 10∼85%인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다.

2. 상기 1에 있어서, 인장시험에서의 전체 신장이 48% 이상이다.

3. 상기 1 또는 2에 있어서, C: O.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 12mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 3mass% 이하, N: 0.05∼0.6mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것이다.

4. 상기 3에 있어서, 상기 스테인레스 강은 Mn: 10mass% 이하, Ni: 1∼3mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다.

5. 상기 3에 있어서, 상기 스테인레스 강은 Si: 1.2mass% 이하, Mn: 2mass% 이하, Ni: 1mass% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강이다.

6. 상기 3에 있어서, 상기 스테인레스 강은 Si: 1.2mass% 이하, Mn:4∼12mass%, Ni:1mass% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강이다.

7. 상기 3에 있어서, 상기 스테인레스 강은 Si: 0.4mass% 이하, Mn: 2∼4mass%, Ni: 1mass% 이하를 함유하고, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강이다.

8. C: 0.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 10mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 1∼3mass%, N: 0.05∼0.6mass% 이하를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 오스테나이트상과 페라이트상과의 2상 스테인레스 강판에 있어서, 상기 오스테나이트상 중의 C+N을 0.16∼2mass%로 하고, 그 오스테나이트상의 체적분율을 10∼85%로 한 것을 특징으로 하는 심인발 성형성이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다.

9. C: 0.2mass% 이하, Si: 1.2mass% 이하, Mn: 2mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15mass% 이상 35mass% 이하, Ni: 1mass% 이하, N: 0.05mass% 이상 0.6mass% 이하, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 금속조직 중의 오스테나이트상 체적분율이 10 이상 85% 이하인 것을 특징으로 하는장출성형성과 내틈새부 부식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강이다.

10. C: 0.2mass% 이하, Si: 1.2mass% 이하, Mn: 4mass% 이상 12mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15mass% 이상 35mass% 이하, Ni: 1mass% 이하, N: 0.05mass% 이상 0.6mass% 이하, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 오스테나이트상 체적분율이 10% 이상 85% 이하인 용접부 내식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강이다.

11. C: 0.2mass% 이하, Si: 0.4mass% 이하, Mn: 2∼4mass%, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15mass% 이상 35mass% 이하, Ni: 1mass% 이하, N: 0.05mass% 이상 0.6mass% 이하, 나머지 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 오스테나이트상 체적분율이 10% 이상 85% 이하인 것을 특징으로 하는 내입계부식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강.

12. 상기 3∼11에 있어서, 상기 스테인레스 강이 상기 성분 조성에 더하여 Mo: 4mass% 이하, Cu: 4mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종을 더 함유하는 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강이다.

13. 상기 3∼12에 있어서, 상기 스테인레스 강이 상기 성분 조성에 더하여 V를 0.5mass% 이하 더 함유한 것인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다.

14. 상기 3∼13에 있어서, 상기 스테인레스 강이 상기 성분 조성에 더하여 A1을 0.1mass% 이하 더 함유한 것인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다.

15. 상기 3∼14에 있어서, 상기 스테인레스 강이 상기 성분 조성에 더하여 B: 0.01mass% 이하, Ca: 0.01mass% 이하, Mg: 0.01mass% 이하, REM: 0.1mass% 이하, Ti: 0.1mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종 이상을 함유한 것인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다.

16. 상기 9∼15에 있어서, 오스테나이트상 중의 (C+N)함유량이 0.16mass% 이상 2mass% 이하인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강.

본 발명에 의하면, 고가의 Ni를 다량으로 함유하는 일도 없이, 연성 및 심인발성이 뛰어난 높은 성형성을 갖는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강을 염가로 제공할 수 있다. 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 성형성이 뛰어나므로, 자동차용 부재나 건축용 부재, 주방기기 등의 분야에서 가혹한 장출성형이나 심인발 성형, 하이드로 폼(hydro-form) 등의 액압성형을 받는 용도에 사용하기 적합하다.

또한, 본 발명의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 Ni함유량이 낮기 때문에 비교적 저렴한데도 불구하고 장출성 및 내틈새부 부식성이 뛰어나다. 이에 의해, 자동차 휠 캡 등의 복잡한 형상의 가공물을 방치균열의 위험 없이 경제적으로 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의해, Ni자원의 자원 절약화를 도모하면서 용접부 내식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강을 제공할 수 있다. 이에 의해, 해수 등의 고염화물 환경, 유정 등의 엄격한 부식성 환경용의 내식성 재료를 경제적으로 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, Ni양이 낮고 고(高) N이면서, 예민화에 의해 내식성이 열화하는 일없이, 내식성이 뛰어나는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 스테인레스 강판은 Ni함유율이 낮으므로, 환경보호의 관점으로부터, 그리고 경제적 이유로 바람직하고, 또한 상기한 바와 같이 뛰어난 특성도 가지므로 산업상 유익한 발명이라고 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강의 전체 신장에 미치는 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량과 오스테나이트상 체적분율의 영향을 나타내는 그래프이다.

도 2는 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강의 전체 신장과 오스테나이트상의 가공유기(加工誘起) 마르텐사이트 지수(Md(γ))의 계(係)를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에서의 전체 신장과 한계인발비(LDR: Limited Drawing Ratio)의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 4는 강판 중의 Ni함유량, 오스테나이트상 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량과 한계인발비와의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 5는 Ni함유량이 1mass% 이하이면서도, 오스테나이트상 체적분율이 40∼50%인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강판에서의 장출성형성에 대한 Mn함유량의 영향을 나타낸 그래프이다.

도 6은 Ni함유량이 1mass% 이하이면서도, 오스테나이트상 체적분율이 40∼50%인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강판의 옥외폭로(屋外暴露) 시험결과에 의한 Mn함유량의 영향을 나타내는 그래프이다.

도 7은 Mn함유량이 2mass% 이하, Ni함유량이 1mass% 이하인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강판의 장출성형성(에릭센 값(Erichsen value))에 미치는 오스테나이트상 체적분율의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 8은 내틈새부 부식 시험편을 나타내는 개념도이다.

도 9는 용접부, 열영향부 및 모재부(母材部)를 포함하는 용접시험재료를 0.035%(질량비)의 염화나트륨 용액 중에서, 100∼300mV 대 SCE.의 전위에 30분간 유지하였을 때의 부식의 유무와 Mn함유량과의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 10은 :모재부를 포함하는 용접 시험 재료의 내식성에 미치는 오스테나이트상 체적분율의 영향을 나타내는 그래프이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명에 의한 스테인레스 강에 대하여 설명한다.

(1)연성 및 심인발성이 뛰어난 높은 성형성을 갖는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강

본 발명의 스테인레스 강은 주로 오스테나이트상과 페라이트상으로 이루어지는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강이다. 그리고, 본 발명은 상기 2상을 주로 하는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에 있어서, 오스테나이트상의 체적분율과, 이 오스테나이트상 중에 포함되는 C와 N의 함유량이 성형성에 큰 영향을 주는 것을 알아내서, 그것들의 최적값을 규정하는 것에 특징이 있다. 한편, 본 발명의 스테인레스 강에 있어서, 오스테나이트상과 페라이트상 이외의 강조직은 마르텐사이트상이 주된 것이다.

본 발명에 의한 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 오스테나이트상의 체적분율이 강의 전체 조직에 대하여 10∼85%인 것이 필요하다. 오스테나이트상의 체적분율이 10% 미만에서는 연성이 뛰어난 오스테나이트상이 적기 때문에, 높은 성형성을 얻을 수 없다.

한편, 85%를 초과하면, SCC균열이 여기저기 보여지게 되기 때문이다. 바람직한 오스테나이트상의 체적분율은 15∼80%의 범위이다. 한편, 오스테나이트상 체적분율이란 조직 중에 차지하는 오스테나이트의 체적분율이며, 전형적으로는 강조직을 현미경하에서 관찰하여, 조직 중에 차지하는 오스테나이트의 비율을 선분법(線分法) 혹은 면분법(面分法)에 의해 측정함으로써 결정할 수 있다. 구체적으로는 시료를 연마한 후, 적혈염(赤血鹽)용액(페리시안화 칼륨(K₃[Fe(CN)₆]): 30g + 수산화 칼륨(KOH): 30g + 물(H₂0): 60m1)으로 에칭하면, 광학현미경하에서는 페라이트상은 회색, 오스테나이트상 및 마르텐사이트상은 백색이라고 판별되므로, 회색부와 백색부가 차지하는 분율을 화상해석에 의해 구하여, 백색부의 비율을 오스테나이트상 체적분율로 하는 것이다. 엄밀에 말하면 본 방법에서는 오스테나이트상과 마르텐사이트상을 분별할 수 없으므로, 백색부 중에 오스테나이트상뿐만 아니라, 마르텐사이트상도 포함될 수 있지만, 가령 백색부에 마르텐사이트상이 포함되는 경우라도, 본 방법에 의해 측정한 오스테나이트상 체적분율 및 다른 조건이 충족되면, 본 발명의 목적으로 하는 효과를 얻을 수 있다.

상기 오스테나이트상의 체적분율은 강의 성분조성과 최종 소둔공정의 소둔조건(온도, 시간)을 조정함으로써 제어할 수 있다. 구체적으로는 Cr, Si, Mo양이 낮고, C, N, Ni, Cu양이 높을수록, 오스테나이트상 체적분율은 증가한다. 또한, 소둔온도는 너무 높으면, 오스테나이트상 체적분율이 감소하고, 한편, 너무 낮으면, C, N이 탄질화물로서 석출하여 고용량이 감소하고, 오스테나이트상의 안정화에의 기여가 저하하고, 역시 오스테나이트상 체적분율이 감소한다. 즉, 강성분 조성에 따라, 최대의 오스테나이트상 체적분율을 얻을 수 있는 온도범위가 있고, 본 발명의 성분조성에서는 그 온도는 700∼1300℃의 범위이다. 소둔시간은 길수록, 강의 성분조성과 온도에 의해 결정되는 평형상태의 오스테나이트상 체적분율에 가까워지기 때문에 바람직하지만, 30초 정도 이상 확보하면 충분하다.

또한, 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 오스테나이트상 중에 포함되는 C와 N의 합계량이 0.16∼2mass%인 것이 필요하다. 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 0.16mass% 미만에서는 가공유기 마르텐사이트상의 강도가 낮기 때문에, 충분한 성형성을 얻을 수 없다. 한편, C와 N의 합계량이 2mass% 초과하여 함유하면, 소둔 후의 냉각시에 탄화물, 질화물이 다량으로 석출하여, 연성에는 오히려 악영향을 미치게 된다. 바람직하게는 C와 N의 합계량은 0.2∼2mass%의 범위이다.

오스테나이트상 중의 C, N함유량의 제어는 강의 성분조성과 소둔조건(온도, 시간)을 조정함으로써 행할 수 있다. 상기 강의 성분조성과 소둔조건과의 관계는 C, Si, Mn, Cr, Ni, Cu, Mo라고 한 다수의 강성분의 영향을 받기 때문에, 일률적으로 말할 수 없지만, 강 중의 C, N 및 Cr양이 많으면, 오스테나이트상 중의 C, N양도 증가하는 경우가 많다. 또한, 강의 성분조성이 동일한 경우, 용체화를 위한 소둔 후의 오스테나이트상 체적분율이 낮을수록, 오스테나이트상 중에 C, N이 농화(濃化)하는 경우가 많다. 한편, 오스테나이트상 중의 C, N의 측정은 예컨대, EPMA에 의해 측정이 가능하다.

오스테나이트상의 체적분율 및 오스테나이트상 중에 포함되는 C와 N의 합계량이 성형성에 영향을 미치는 이유는 아직 충분히 밝혀지지 않았지만, 발명자들은 아래와 같이 생각하고 있다.

강은 인장변형을 받으면, 균일변형을 경과한 후, 국부적으로 넥킹(Necking)(잘록한 목부분)이 생겨서, 얼마 안 있어 파단에 이르는 것이 일반적이다. 그러나, 본 발명의 스테인레스 강은 오스테나이트상이 존재하기 때문에, 미소한 넥킹이 생기기 시작하면, 그 부위의 오스테나이트상이 마르텐사이트상으로 가공유기변태(加工誘起變態)하여, 다른 부위에 비교하여 단단해진다. 그 때문에, 그 부위의 넥킹이 그 이상 진행되지 않게 되고, 대신에 다른 부위의 변형이 진행하는 결과, 강 전체가 균일하게 변형하여, 높은 연성을 얻을 수 있다. 특히, 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 높은 본 발명의 스테인레스 강은 같은 양의 오스테나이트상 체적분율이라도, 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 적은 다른 스테인레스 강에 비교하여 넥킹부에 발생한 마르텐사이트상의 경도가 높고, 가공유기 마르텐사이트상에 의한 연성향상 효과가 효과적으로 발현되고 있는 것이라고 생각하고 있다. 그 중에서도 오스테나이트상 중의 C와 N은 강 중의 함유량 및 열처리 조건에 의해, 오스테나이트상에의 농화도가 현저하게 변화된다. 또한, 오스테나이트상은 성형성과 관계되고 있어, 오스테나이트상 체적분율이 높을수록 성형성은 양호하게 된다. 그래서, 강 조성이나 열처리 조건을 조정하여, 오스테나이트상 체적분율을 높임과 아울러, 오스테나이트상 중의 C+N의 양을 높이면, 오스테나이트상이 안정화하고, 가공을 받았을 때에 가공유기변태를 적당하게 일으켜, 뛰어난 가공성을 얻을 수 있다. 그 것을 위해서는 오스테나이트상 체적분율이 10% 이상이고, 오스테나이트상 중의 C+N양이 0.16mass% 이상인 것이 필요하게 된다. 한편, 오스테나이트상 중의 C+N양이 0.16mass% 미만에서는 오스테나이트상이 불안정화하고, 가공시에 오스테나이트상의 대부분이 마르텐사이트상으로 변태하여 연성이 저하하기 때문에, 오스테나이트상 체적분율을 아무리 높여도, 프레스 성형성은 향상되지 않는다. 또한, 오스테나이트상 체적분율을 85% 이하로 제한하는 이유는 85%를 초과하면, SCC감수성이 높아져서 바람직하지 못하기 때문이다.

또한, 본 발명의 스테인레스 강판은 특히, Ni를 3mass% 이하 함유한 주로 오스테나이트상과 페라이트상으로 이루어지는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판인 것이 필요하다. 즉, 본 발명은 Ni를 3mass% 이하 함유한 주로 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판에 있어서, 오스테나이트상의 상 체적분율과, 이 오스테나이트상 중에 포함되는 C와 N의 합계량이 프레스 성형성(press formability)에 큰 영향을 주는 것을 찾아낸 것에 특징이 있다.

또한, 발명자들은 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에 있어서, 오스테나이트상 중의 C, N, Si, Mn, Cr, Ni, Cu, Mo함유량으로부터 아래의 (1)식으로 정의되는 오스테나이트상의 가공유기 마르텐사이트 지수(Md(γ))를 -30∼90의 범위로 제어함으로써, 더 높은 연성특성을 얻을 수 있다. 구체적으로는 판두께 0.8㎜에서도 48% 이상의 전체 신장을 얻을 수 있다는 것을 찾아냈다.

아래

Md(γ) = 551-462(C(γ)+N(γ))-9.2Si(γ)-8.1Mn(γ)-13.7Cr(γ)-29Ni(γ) -29Cu(γ)-18.5Mo(γ) ‥‥‥ (1)

다만, C(γ), N(γ), Si(γ), Mn(γ), Cr(γ), Ni(γ), Cu(γ) 및 Mo(γ)는 각각 오스테나이트상 중의 C양(mass%), N양(mass%), Si양(mass%), Mn양(mass%), Mo양(mass%), Ni양(mass%), Cu양(mass%), Cr양(mass%)이다.

상기 Md(γ)는 오스테나이트상이 가공을 받았을 때의 가공유기 마르텐사이트 변태의 쉬움을 나타내는 지수이며, 이 지수가 높을수록, 가공에 수반하는 마르텐사이트 변태가 일어나기 쉽다는 것을 의미한다. 그리고, 상기 Md(γ)이 -30∼90의 범위가 바람직한 이유는 -30 미만인 경우에는 가공유기 마르텐사이트 변태가 일어나기 어렵기 때문에, 미소한 넥킹이 생기기 시작할 때에, 미소 넥킹부에서 발생하는 가공유기 마르텐사이트량이 적기 때문이며, 또한, Md(γ)이 90을 초과하는 경우에는 미소한 넥킹이 생기기 시작하는 전에 강 전체에 오스테나이트상이 마르텐사이트 변태하여 버리기 때문에, 미소한 넥킹이 생기기 시작할 때에는 가공유기 마르텐사이트의 것으로 되는 오스테나이트상이 적어지기 때문이다. 따라서, Md(γ)를 -30∼90의 범위로 제어한 경우에만, 미소 넥킹이 생기기 시작하였을 때에, 넥킹 부위에서의 발생하는 마르텐사이트 양이 최적화되어서, 매우 높은 연성을 나타내는 것이라고 생각된다.

본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은 상기한 바와 같이 연성이 뛰어날 뿐만 아니라, 높은 심인발성도 겸비하는 것이다. 그 이유는 심인발 가공에 있어서, 특히 변형이 집중하여 균열이 발생하기 쉬운 코너(coner)부에서는 상술한 오스테나이트상 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 연성에 미치는 개선 효과와 같은 이유에 의해, 가공유기 마르텐사이트 변태에 의한 경화가 적당하게 일어나서 연성이 개선되는 결과, 국부변형이 억제되기 때문이라고 생각된다.

그 다음에, 본 발명에 의한 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판의 성분조성을 한정하는 이유에 대하여 설명한다.

·C: 0.2mass% 이하

C는 오스테나이트상 체적분율을 높임과 아울러, 오스테나이트상 중에 농화하여 오스테나이트상의 안정도를 향상시키는 중요한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.003mass% 이상이 바람직하다. 그러나, C양이 0.2mass%를 초과하면, C를 고용 시키기 위한 열처리 온도가 현저하게 높아져, 생산성이 저하한다. 그 때문에, C양은 0.2mass% 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.15mass% 미만이다. 또한, 내응력부식 균열성을 개선하는 관점에서는 C는 0.10mass% 미만인 것이 더 바람직하다. 바람직하게는 0.05mass% 이하로 제한한다. 또한, C양 0.2mass% 이하의 조건을 충족시키면, 용접 비드(bead), 열영향부 및 모재(母材) 중 어느 쪽의 부위에서도 용접부의 내식성도 뛰어나다. 이는 이후에 나타내는 실시예4 등으로부터 확인할 수 있다. 그러나, C함유량이 0.10mass% 이상에서는 내응력부식 균열성이 현저하게 열화한다. 따라서, 본 발명에서의 C함유량은 0.2mass% 이하로 하여 내응력부식 균열성을 고려할 경우는 0.10mass% 미만, 바람직하게는 0.05mass% 이하로 한다. 그 것은 이후에 나타내는 실시예5의 표 10 및 표 11로부터 확인할 수 있다.·

·Si: 4mass% 이하

Si는 탈산제(脫酸劑)로서 첨가되는 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그러나, Si의 첨가량이 4mass%를 초과하면, 강재 강도가 높아져서 냉간 가공성을 열화시키기 때문에, 4mass% 이하로 한다. 열간 가공성의 관점에서, 바람직하게는 1.2mass% 이하이다. 또한, 예민화(입계의 크롬 탄화물, 크롬 질화물의 생성에 의한 내식성 열화)에 의한 내식성의 열화를 방지하는 관점에서는 Si양은 0.4mass% 이하로 제한하는 것이 더 바람직하다.

·Mn: 12mass% 이하

Mn은 탈산제로서 또한 오스테나이트상의 Md(γ) 조정용 원소로서 유용하고, 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그러나, 첨가량이 12mass%를 초과하면 열간 가공성이 열화하므로, 12mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 10mass% 이하, 더 바람직하게는 8mass% 이하이다. 더욱 바람직하게는 7mass% 이하이다.

·P: O.1mass% 이하

P는 열간 가공성이나 내틈새부 내식성에는 유해한 원소이며, 특히, 0.1mass%를 초과하면 악영향이 현저하게 되므로 0.1mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.05mass% 이하이다.

·S: 0.03mass% 이하

S는 열간 가공성에는 유해한 원소이며, 특히, 0.03mass%를 초과하면 악영향이 현저하게 되므로 0.03mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.02mass% 이하이다.

·Cr: 15mass%∼35mass%

Cr은 스테인레스 강에 내식성을 부여하는 가장 중요한 원소이며, 15mass% 미만에서는 충분한 내식성이나 내틈새부 내식성을 얻을 수 없다. 한편, Cr은 페라이트 안정화 원소이며, 그 양이 35mass%를 초과하면, 강 중에 오스테나이트상을 생성시키는 것이 곤란하게 된다. 따라서, Cr은 15∼35mass%의 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 17mass%∼30mass% 이다. 더욱 바람직하게는 18mass%∼28mass% 이다.

·Ni: 3mass% 이하

Ni는 오스테나이트 생성원소임과 아울러, 내틈새부식성의 개선에 효과가 있는 원소이다. 그러나, 그 함유량이 3mass%를 초과하면, 페라이트상 중의 Ni양이 증가하여 페라이트상의 연성이 열화하는 등, 비용의 상승을 초래하므로, 3mass% 이하가 바람직하다. 더 바람직하게는 2mass% 이하이다. 한편, 저온인성(低溫靭性)을 개선하는 관점에서는 0.1mass% 이상 함유하고 있는 것이 바람직하다. 내틈새부식성 향상을 위해서는 1mass% 이상이 바람직하다.

·N: 0.05mass%∼0.6mass%

N은 C처럼 오스테나이트상 체적분율을 높임과 아울러, 오스테나이트상 중에 농화하고, 오스테나이트상을 안정화하는 원소이다. 그러나, N이 0.6mass%를 초과하면, 주조시에 블로우 홀(blow hole)이 발생하여, 안정한 제조가 어렵게 된다. 또한, 가압 용해 등 경제적으로 불리한 수단을 채용하지 않으면 안된다. 한편, 0.05mass% 미만에서는 오스테나이트상 중의 N의 농화가 불충분하게 된다. 따라서, 0.05mass%∼O.6mass%로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.1mass%∼0.4mass%이다.

더욱 바람직하게는 γ상 생성의 관점에서 O.18mass% 이상, 열간 가공성의 관점에서 0.34mass% 이하이다.

본 발명의 오스테나이트 페라이트계 스테인레스 강은 상기 성분 이외에, Cu, Mo를 아래의 범위에서 함유할 수 있다.

·Cu: 4mass% 이하

Cu는 내식성을 향상시키기 위하여 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.1mass% 이상이 바람직하다. 그러나, 4mass%를 초과하면 열간 가공성이 열화하므로, 4mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 2mass% 이하이다.

·Mo: 4mass% 이하

Mo는 내식성을 향상시키기 위하여 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.1mass% 이상이 바람직하다. 그러나, 4mass%를 초과하면, 그 효과가 포화하므로, 4mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 2mass% 이하이다. 또한, 본 발명의 스테인레스 강은 상기의 성분 이외에 V, A1, B, Ca, Mg, REM 및 Ti를 아래의 범위에서 함유하여도 좋다.

·V: 0.5mass% 이하

V는 강판의 조직을 미세화하고, 강도를 높이는 원소이기 때문에, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.005mass% 이상이 바람직하다. 다만, 0.5mass%를 초과하면, C, N을 고용시키기 위한 열처리 온도가 현저하게 높아져 생산성의 저하를 초래한다. 또한, 0.5mass%를 초과하면 소둔온도를 높여도 V화합물의 석출을 줄이는 것이 곤란하게 되어, 장출성형성이 열화한다. 그 때문에, V의 첨가량은 0.5mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.2mass% 이하이다.

·A1: 0.1mass% 이하

Al은 강력한 탈산제이며, 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.003mass% 이상이 바람직하다. 다만, 0.1mass%를 초과하면, 질화물을 형성하여 표면 흠집의 발생 원인이 되므로, 0.1mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.02mass% 이하이다.

·B: 0.01mass% 이하, Ca: 0.01mass% 이하, Mg: 0.01mass% 이하, REM: 0.1mass% 이하, Ti: 0.1mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종 이상

B, Ca, Mg는 열간 가공성을 향상시키는 성분으로서 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.0003mass% 이상이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.001mass% 이상이다. 더욱 바람직하게는 0.002mass% 이상이다. 그러나, 0.01mass%를 초과하면 내식성이 열화하므로, 각각 0.01mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 각각 0.005mass% 이하이다. 마찬가지로, REM, Ti는 열간 가공성을 향상시키는 성분으로서 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.002mass% 이상이 바람직하다. 그러나, 0.1mass%를 초과하면 내식성이 열화하므로, 각각 0.1mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.05mass% 이하이다. 한편, 상기 REM은 La, Ce 등의 희토류원소를 의미한다.·

·Nb: 2mass% 이하:

Nb는 예민화(입계의 크롬 탄화물, 크롬 질화물의 생성에 의한 내식성열화)을 억제하는 원소로서 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그러나, 2mass%를 초과하면, Nb의 탄질화물이 다량으로 생성하여, 강 중의 고용 C, N이 소비되기 때문에 바람직하지 못하다.

본 발명의 스테인레스 강은 상기 성분 이외의 나머지는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 불순물 중에서도 O(산소)는 개재물(介在物)에 의한 표면 흠집을 방지하는 관점에서는 0.05mass% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명 강의 제조방법은 오스테나이트상의 체적분율이 10%∼85%의 범위로 하고, 혹은 또한, 오스테나이트상 중의 C, N함유량을 0.16mass%∼2mass% 의 범위로 하기 위하여, 전술한 바와 같이, 강의 성분조성과 최종 소둔공정의 소둔조건(온도, 시간)을 조정하는 것이 중요하다.

구체적으로는 Cr, Si, Mo양이 낮고, C, N, Ni, Cu양이 높을수록, 오스테나이트상 체적분율은 증가한다. 또한, 소둔온도는 너무 높으면, 오스테나이트상 체적분율이 감소하고, 한편, 너무 낮으면, C, N이 탄질화물로서 석출하여 고용량이 감소하고, 오스테나이트상의 안정화에의 기여가 저하하고, 역시 오스테나이트상 체적분율이 감소한다. 즉, 강성분 조성에 따라, 최대의 오스테나이트상 체적분율을 얻을 수 있는 온도범위가 있고, 본 발명의 성분조성에서는 그 온도는 700∼1300℃의 범위이다. 소둔시간은 길수록, 강의 성분조성과 온도에 의해 결정되는 평형상태의 오스테나이트상 체적분율에 가까워지기 때문에 바람직하지만, 30초 정도 이상 확보하면 충분하다.

또한, 강 중의 C, N 및 Cr양이 많으면, 오스테나이트상 중의 C, N양도 증가하는 경우가 많다. 또한, 강의 성분조성이 동일한 경우, 용체화를 위한 소둔 후의 오스테나이트상 체적분율이 낮을수록, 오스테나이트상 중에 C, N이 농화하는할 경가 많으므로, 그것을 고려할 필요가 있다.

한편, 발명 강이 최종 소둔공정을 행하지 않는 열연판인 경우는 열연의 마무리 온도를 700∼1300℃의 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 발명 강이 열연소둔판인 경우는 열연판 소둔온도를 700∼1300℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 발명 강이 냉연소둔판의 경우는 냉연 후의 최종 소둔온도를 700∼1300℃의 범위로 하는 것이 바람직하다.

상기 이외의 제조방법은 통상의 오스테나이트계 스테인레스 강의 제조방법을 따라 제조할 수 있다. 구체적인, 제조방법을 아래에 설명한다.

예컨대, 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다. 다만, 본 발명 강은 이하의 방법으로 그 제조방법이 한정되는 것은 아니다.

전로(轉爐) 혹은 전기로 등을 채용한 정련의 이후, 필요에 따라 VOD(Vacuum Oxygen Decarburization) 혹은 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 등의 2차 정련을 행하여 강을 용제(溶製)한다. 또한, 용제에 있어서, 진공용해 혹은 질소분압을 0∼1기압으로 제어한 분위기하에서 용제하여도 좋다. 용제한 용강은 공지의 주조방법(연속주조, 분괴(分塊) 등)에 따라 100∼300mm 두께의 슬래브로 할 수 있다. 슬래브는 900∼1500℃로 가열되어, 열간압연(리버스 압연 또는 단방향 압연)에 의해 소망의 판두께 1.5mm∼10mm의 열연판으로 된다.

이 열연판은 필요에 따라 700∼1300℃의 소둔을 실시한 후, 산세 등에 의해 탈스케일 되어, 열연소둔판으로 된다.

용도에 따라서는, 열연판 또는 열연소둔판에 냉간압연을 실시하여, 판두께 0.1mm∼8mm의 냉연판으로 한다. 이때, 소망의 냉연판의 판두께를 얻기 위하여, 소둔, 산세, 냉간압연이 1회∼복수회 반복된다. 이 냉연판에는 상술한 바와 같이 700∼1300℃의 소둔 후 산세가 실시되어, 냉연소둔판이 제조된다.

열연강판, 열연소둔판, 냉연소둔판 중 어느 쪽의 강판이라도, 강판의 오스테나이트상의 체적분율이 10%∼85%의 범위로 하고, 혹은 또한, 오스테나이트상 중의 C, N함유량을 0.16mass%∼2mass%의 범위로 하는 제조조건을 채용함으로써, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 어느 쪽의 표면 마무리 상태(JIS G4305(2003)에 규정된 No.2D , No.2B, BA, 연마처리 등)에 의해도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 압연판 뿐만 아니라, 선재(線材), 파이프, 형강 등에도 본 발 명의 효과를 얻을 수 있다.

실시예1

표 1에 나타내는 성분조성을 갖는 각종 강을 진공용해 혹은 질소분압을 0∼1기압으로 제어한 분위기 하에서 용제하여 강 슬라브로 한 후 1250℃ 가열 후 열간압연(11∼12 패스로 판두께 3∼4㎜까지 열연), 열연판 소둔(1100℃에서 1분간), 냉간압연(실온∼300℃로 가열한 후 냉연)하고, 표 2에 나타내는 소둔온도에서 1분간의 마무리 소둔을 행하고, 오스테나이트상 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 다른 판두께 0.8㎜의 각종 냉연소둔판을 제작하였다.

상기한 바와 같이 하여 얻은 냉연소둔판에 대하여, 아래의 요령으로, 조직 관찰, 오스테나이트상 중의 성분분석, 인장력시험 및 한계인발비 (LDR: Limited Drawing Ratio)의 측정을 하였다.

<조직 관찰>

상기 냉연소둔판의 압연방향의 단면조직을, 광학현미경을 이용하여 전체 두께×0.1㎜이상의 범위에 걸쳐 관찰하고, 오스테나이트상의 체적분율을 측정하여 오스테나이트상 체적분율로 하였다. 구체적으로는 시료의 압연방향 단면을 연마한 후, 적혈염용액(페리시안화 칼륨30g+수산화 칼륨 30g+ 물60m1) 혹은 왕수(王水)로 에칭한 후, 흑백사진촬영을 행하고, 백색부(오스테나이트상과 마르텐사이트상)와 회색부(페라이트상)가 차지하는 비율을 화상해석에 의해 구하여, 백색부의 분율을 오스테나이트상 체적분율로 하였다. 한편, 백색부에는 오스테나이트상뿐만 아니라 마르텐사이트상도 포함되는 것이 있지만, 본 발명의 스테인레스 강은 마르텐사이트상은 미량이기 때문에, 본 방법으로 측정한 값을 오스테나이트상 체적분율로서 사용하여도 좋다. 또한, 백색부와 회색부가 반전하는 일이 있지만, 이 경우는 오스테나이트상의 석출형태로부터, 오스테나이트상과 페라이트상을 판별할 수 있다.

<오스테나이트상 중의 성분분석>

상기 단면을 연마한 시료를 사용하여, EPMA에 의한 오스테나이트상 중의 성분분석을 하였다. 구체적으로는 C, N은 오스테나이트상에 농화(濃化)하는 특징이 있어서, 먼저, 단면 전체에 대하여, C 또는 N의 정성(定性) 매핑(mapping)을 행하여 오스테나이트상을 특별히 정하고 나서, 페라이트상에 전자 빔이 걸리지 않도록 오스테나이트상의 거의 중심부에 대하여, C, N, Si, Mn, Cr, Ni, Cu 및 Mo를 정량 분석하였다. 측정영역은 약 1㎛φ의 범위에서, 각 시료에 대하여 3점 이상 측정하 여, 그 평균값을 대표값으로 하였다. 또한, 이들의 측정값을 기초하여, 아래 (1)식;

Md(γ) = 551-462(C(γ)+N(γ))-9.2Si(γ)-8.1Mn(γ)-13.7Cr(γ)-29Ni(γ) -29Cu(γ)-18.5M(γ) ‥‥‥ (1)

다만, C(γ), N(γ), Si(γ), Mn(γ), Cr(γ), Ni(γ), Cu(γ) 및 Mo(γ)는 각각 오스테나이트상 중의 C양(mass%), N양(mass%), Si양(mass%), Mn양(mass%), Mo양(mass%), Ni양(mass%), Cu양(mass%), Cr양(mass%)으로 정의되는 가공유기 마르텐사이트 지수(Md(γ))를 구하였다.

<인장력시험>

냉연소둔판으로부터, 압연방향에 대하여 0°(평행), 45°및 90°인 각 방향으로부터 JIS13호B 인장력시험편을 채취하여, 실온, 대기 중에서, 인장속도 10㎜/분의 조건으로 인장력시험을 행하였다. 인장력시험에서는, 각 방향의 파단까지의 전체 신장을 측정하여, 아래식;

E1 = {E1(0°)+2E1(45°)+E1(90°)}/4를 이용하여 평균신장(E1)을 계산하고, 이것을 전체 신장으로서 평가하였다.

<한계인발비>

상기 냉연소둔판으로부터, 직경(블랭크(blank) 직경)을 여러 가지의 크기로 바꾼 원형의 시험편을 타발(打拔)하고, 이 시험편을, 펀치 직경: 35㎜, 판 압압력: 1ton의 조건으로 원통 인발성형하고, 파단하는 일 없이 인발되는 최대의 블랭크 직경을 펀치 직경으로 나누어서 한계인발비(LDR)를 구하여, 인발성을 평가하였다. 한편, 원통 인발성형에 사용한 시험편의 타발 직경은 인발비가 0.1 간격으로 되도록 변화시켰다.

상기 시험의 결과를, 표 2 중에 병기하여 나타냈다. 도 1은 표 2에 나타낸 결과에 근거하고, 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량과 오스테나이트상 체적분율이 전체 신장에 끼치는 영향을 나타낸 것이다. 이것으로부터, 동일한 오스테나이트상 체적분율이라도, 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 0.16∼2mass%인 본 발명 강은 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 0.16mass% 미만인 강에 비교하여, 높은 신장 값을 나타내고 있어 연성에 뛰어난 것임을 알 수 있다.

도 2는 마찬가지의 표 2의 결과에 근거하여, 신장에 미치는 가공유기 마르텐사이트 지수(Md(γ))의 영향을 나타내는 것이다. 이 도 2로부터, 오스테나이트상 중의 C와 N의 합계량이 0.16∼2mass%인 본 발명 강이라도, Md(γ)을 적정한 범위로 제어하는 것에 의해, 더욱 크게 개선되고, 특히, Md(γ)를 -30∼90의 범위로 제어한 경우에는 전체 신장이 48% 이상(판두께 0.8㎜)으로 매우 뛰어난 연성특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

또한, 도 3은 전체 신장과 한계인발비(LDR)와의 관계를 나타내는 것이다. 도 3으로부터, 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강은, 비교 강에 비교하여 훨씬 높은 한계인발비를 갖고 있어, 연성뿐만 아니라, 심인발성도 뛰어난 것임을 알 수 있다.

표 1의 No.13, 18을 사용하여, 1.7㎜까지 열연한 열연판(마무리 온도 1000℃)，혹은 또한 1050℃에서 1분간 소둔한 열연소둔판에 대하여도 상술한 냉연소둔판과 같은 방법으로, 오스테나이트상 체적분율, 오스테나이트상 중의 C+N양, 인장력시험 및 한계인발비의 측정을 행하였다.

그 결과, 열연판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 59%，57%, 오스테나이트상 중의 C+N양은 각각, 0.40mass%，0.43mass%, 전체 신장이 각각 58%，60%이고, 한계인발비가 각각 2.3, 2.4이었다. 또한, 열연소둔판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 60%，59%, 오스테나이트상 중의 C+N양은 각각, 0.39mass%，0.42mass%, 전체 신장이 각각 60%，61%이고, 한계인발비가 각각 2.4, 2.4이었다. 그 결과, 열연판과 열연소둔판 함께, 냉연소둔판과 마찬가지의 성능이 인정되었다.

실시예2

표 3에 나타내는 성분 조성을 갖는 각종 강을 진공용해 혹은 질소분압을 제어한 분위기하에서 용제하여, 강 슬래브로 한 후, 1250℃ 가열 후, 열간압연(11∼12 패스로 판두께 3∼4㎜까지 열연), 소둔(1100℃에서 1분간), 냉간압연(실온∼300℃ 가열 후, 냉간압연)하고, 그 후, 질소분압을 제어한 분위기하에서, 표 4에 나타낸 바와 같이 950∼1300℃의 온도범위에서 30∼600초의 마무리 소둔을 행하고, 오스테나이트상 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C+N양이 다른, 판두께: 1.25㎜인 각종 냉연소둔판을 제작하고, 이들의 냉연소둔판에 대하여, 아래의 요령으로, 조직 관찰, 오스테나이트상 중의 C, N분석 및 한계인발비(LDR)의 측정을 행하였다.

한편, 조직 관찰과 오스테나이트상 중의 C, N분석과 한계인발비는 실시예1과 마찬가지로 행하였다.

상기 측정의 결과를 표 4에 병기하여 나타냈다. 또한, 도 4에, 한계인발비에 미치는 강 중의 Ni양, 오스테나이트상 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C+N양의 영향을 나타냈다. 이들의 결과로부터, 본 발명의 조건을 충족시킨, 즉, Ni를 1∼3mass% 함유하고, 오스테나이트상 체적분율이 10∼85%이고, 또한 오스테나이트상 중의 C+N양이 0.16∼2%인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판은 모두 한계인발비가 2.1 이상의 높은 값을 나타내고 있어, 심인발성이 뛰어나다는 것임을 알 수 있다. 이에 대하여, 오스테나이트상 체적분율이 10∼85%의 범위외 및/또는 오스테나이트 중의 C+N양이 0.16mass% 미만인 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판은 모두 한계인발비가 2.1 미만으로 낮아, 심인발성이 뒤떨어진다는 것임을 알 수 있다. 또한, 오스테나이트상 체적분율 및 오스테나이트상 중의 C+N양이 본 발명 범위내에서도, 강판 중의 Ni양이 3mass%를 초과하는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판은 역시 한계인발비가 2.1 미만으로 낮아, 심인발성이 뒤떨어지다는 것임을 알 수 있다.

표 3의 No.3 , No.5 을 사용하여, 1.7㎜까지 열연한 열연판(마무리 온도 1000℃)， 또한 1050℃에서 1분간 소둔한 열연소둔판에 대하여도 상술한 냉연소둔판과 같은 방법으로, 오스테나이트상 체적분율, 오스테나이트상 중의 C+N양 및 한계인발비의 측정을 행하였다.

그 결과, 열연판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 81%，53%, 오스테나이트상 중의 C+N양은 각각, 0.16mass%，0.54mass%, 한계인발비가 각각 2.4, 2.5이고, 열연소둔판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 79%，52%, 오스테나이트상 중의 C+N양은 각각, 0.16mass%，0.53mass%, 한계인발비가 각각 2.4, 2.6이었다. 그 결과, 열연판과 열연소둔판 함께, 냉연소둔판과 마찬가지의 성능이 인정되었다.

한편, 본 발명에서는 용도에 따라, 상술한 (1)에서 진술한 높은 성형성을 얻는 것보다, 아래에서 설명하는 (2)장출성형성과 내틈새부 부식성이나 (3)용접부 내식성 또는 (4)내입계부식성의 개선에 중점을 둔 강판을 얻을 수 있다. 그 때문에 아래의 규정을 행한다. 이하에 설명하는 발명도 본 발명의 범위이다.

(2)장출성형성과 내틈새부 부식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강

본 발명에서는, 상기 (1)에서 설명한 조성의 강(C: 0.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 12mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 3mass% 이하, N: 0.05mass%∼0.6mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강. 또는 Mo: 4mass% 이하, Cu: 4mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종을 더 함유하는 강. 또는 V를 0.5mass% 이하 더 함유하는 강. 또는 A1을 0.1mass% 이하 더 함유하는 강. 또는 B: 0.01mass% 이하, Ca: 0.01mass% 이하, Mg: 0.01mass% 이하, REM: 0.1mass% 이하, Ti: 0.1mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종 이상을 더 함유하는 강(다만, 오스테나이트상의 C+N양의 규정은 없음)에 있어서, 특히, Si: 1.2mass% 이하, Mn: 2mass% 이하, Ni: 1mass% 이하로 함으로써, 본 발명과 같은 정도의 Cr를 15mass%∼35mass% 함유하는 오스테나이트계 스테인레스 강이나 페라이트계 스테인레스 강에 비교하여 뛰어난 내틈새부 부식성을 나타낸다. 추측이지만, 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에서는 페라이트상 중에는 Cr이 또한, 오스테나이트상 중에는 N이 농화함으로써, 각 상의 부동태피막(不動態皮膜)이 강화되었기 때문이라고 생각된다.

이하에 규정 이유를 설명한다.

·Si: 1.2mass% 이하

Si는 탈산재료로서 유효한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그 함유량이 1.2mass%를 초과하면, 열간 가공성이 열화하므로 1.2mass% 이하, 바람직하게는 1.Omass% 이하, 더 예민화에 의한 내식성 열화를 고려하는 경우는 0.4mass% 이하가 바람직하다.

·Mn: 2mass% 이하

Mn함유량은 뛰어난 장출성형성과 내틈새부 부식성을 달성하므로 특히 중요하다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.04mass% 이상이 바람직하다. 도 5는 Ni함유량이 1mass% 이하이면서도, 오스테나이트상 체적분율이 40∼50%의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에서의 장출성형성(에릭센 값)에 대한 Mn함유량의 영향을 나타내는 그래프이다. 여기에 나타낸 바와 같이 Mn은 장출성형성에 큰 영향을 미치고, 2mass% 이하에서 장출성형성이 현저하게 향상한다. 그 이유는 확정적이 아니고, 또한 본 발명의 외연(外延)(범위)에 대하여 영향을 주는 것이 아니지만, Mn함유량이 적은 경우에는 페라이트상에서의 Mn농도가 현저하게 감소하는 결과, 페라이트상의 연성이 현저하게 향상하는 것을 들 수 있다.

도 6은 Ni함유량이 1mass% 이하이고, 또한 오스테나이트상 체적분율이 40∼50%의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에서의 옥외폭로 시험결과에 미치는 Mn함유량의 영향을 나타내는 그래프이다. 한편, 판정 A는 부식 없음, 판정 B는 틈새부식 있음, 판정 C는 틈새부 및 모재부 모두 부식 있음이다. Mn함유량이 2mass% 이하인 경우에는 양호한 내틈새부 부식성을 얻을 수 있다. 그 이유는 확정적이 아니고, 또 본 발명의 외연(범위)에 대하여 영향을 주는 것이 아니지만, Mn함유량이 낮은 경우에는 MnS 등의 내틈새부 부식성에 악영향을 미치는 개재물이 감소하는 것을 들 수 있다. 이들 도 5, 도 6에 나타난 지견(知見)에 근거하여, 장출성형성 및 내틈새부 부식성에 관하여 충분한 특성을 얻기 위하여 Mn함유량은 2mass% 이하, 바람직하게는 1.5mass% 이하로 제한된다.

·Ni: 1mass% 이하

Ni는 오스테나이트상의 형성을 촉진하는 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그 함유량이 높을 때에는 뛰어난 장출성형성을 얻을 수 없게 된다. 예컨대, SUS329계의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 약 50%의 오스테나이트상을 포함하는 것이지만, Ni양이 1mass%를 초과할 때에는 장출성형성이 현저하게 열화한다. 또한, Ni는 고가의 합금원소이며, 경제성, 자원절약의 관점에서도 그 함유량은 페라이트·오스테나이트 조직을 생성하는데도 필요한 한도에 있어서 극력 저감하는 것이 요망된다. 이러한 관점에서, Ni함유량은 1mass% 이하, 바람직하게는 0.9mass% 이하로 제한된다. 그러나, Ni양이 0.10mass% 이하이면, 모재 및 용접부의 어느 쪽에 있어서도 강의 인성(靭性)이 저하한다. 따라서, Ni양은 가장 바람직하게는 0.10mass% 초과 0.9mass% 이하로 하는 것이 좋다.

본 발명에 의한 강은 상기 조성을 가짐과 아울러, 그 금속조직이 조직 중의 오스테나이트상 체적분율이 10%이상 85% 이하인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강인 것을 필요로 한다.

도 7은 Mn함유량이 2mass% 이하, Ni함유량이 1mass% 이하인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강판의 장출성형성(에릭센 값)에 미치는 오스테나이트상 체적분율의 관계를 나타내는 그래프이다. 여기에 나타난 바와 같이 장출성형성은 오스테나이트상 체적분율의 증가에 의해 향상하고, 오스테나이트상 체적분율이 10%이상, 특히 15% 이상일 때가 뛰어난 장출성형성을 나타낸다. 그러나, 본 발명에서는 경제성의 면으로부터 Ni함유량이 1mass% 이하로 제한되어, 그 경우, 오스테나이트상 체적분율이 85%를 초과하는 것은 곤란해진다. 그 때문에, 본 발명에서는 오스테나이트상 체적분율 10∼85%, 바람직하게는 15∼85%로 한정한다.

이상의 기본적 조성을 갖고, 또한 금속조직 중의 오스테나이트상 체적분율이 10%이상 85% 이하로 한 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강은 비교적 저비용이며, Ni자원의 자원절약화를 도모하는 것이면서 장출성형성과 내틈새부 부식성이 뛰어나다.

그러나, 연성, 심인발성을 더 확보하기 위해서는 또한, 본 발명의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에 있어서는 강조직의 오스테나이트상에 포함되는 C+N양을 0.16mass% 이상 2mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 강조직의 오스테나이트상에 포함되는 C+N양이 0.16mass% 미만에서는 충분한 연성, 심인발성을 얻을 수 없고, 한편, 2mass%를 초과하여 함유하면 곤란하기 때문이다. 한편, 바람직하게는 0.2mass%∼2mass%의 범위에서 함유시키는 것이 좋다.

이 오스테나이트상 중의 C, N양은 강의 조성과 소둔조건(온도, 시간)을 조정 함으로써 행할 수 있다. 강조직 및 소둔조건과 오스테나이트상 중의 C, N양의 관계는 일률적으로 말할 수 없지만, 강조직 중의 Cr, C, N양이 많을 때에는 오스테나이트상 중의 C, N양이 높아지는 경우가 많고, 또한, 강의 성분조성이 동일한 경우에는 소둔조건에 의해 결정된 오스테나이트상 체적분율이 낮을수록, 오스테나이트상 중의 C, N양이 높아지는 경우가 많은 것 등, 경험적으로 얻어진 지식에 근거하여 적량의 C, N을 함유하도록 할 수 있다. 한편, 오스테나이트상 중의 C, N의 함유량의 측정은 예컨대 EPMA에 의해 행할 수 있다.

실시예3

표 5에 나타내는 조성을 갖는 각종 강을 진공용해 혹은 질소분압을 최대 0.9기압(882hPa)까지의 범위에서 제어한 분위기 중에 용제하여, 강 슬래브(또는 강괴, 주괴)로 한 후, 1250℃ 가열 후, 열간압연(11∼12 패스(pass)로 판두께 3∼4㎜까지 열연), 소둔(1100℃에서 1분), 냉간압연(실온∼300℃ 가열 후, 냉압)하고, 그 후 900∼1300℃의 온도에서 마무리 소둔을 행하여, 판두께 1.25mm인 냉연소둔판을 얻었다. 얻어진 냉연소둔판에 있어서 오스테나이트상 체적분율, 장출성형성 및 내틈새부 부식성을 측정하였다.

여기에, 오스테나이트상 체적분율의 측정은 실시예1과 마찬가지로 하였다. 장출성형성은 에릭센 시험에 의해 행하여, 균열이 발생할 때까지의 펀치 압입 길이를 에릭센 값으로 한 것이다. 이때, 시험편은 치수 80mm×80mm인 정방형판으로 하고, 그래파이트 구리스를 도포하여 윤활하고, 펀치 직경 20mm, 블랭크 홀딩력(blank holding force) 15.7kN의 조건으로 행하였다. 다른 조건은 JIS Z 2247 에릭센 시험에 준하였다. 또한, 내틈새부 부식 시험은 도 8에 나타내는 바와 같은 표면 스케일을 삭제한 8cm폭×12cm길이의 냉연소둔판에 동일 소재의 표면 스케일을 삭제한 3cm폭×4.5cm길이의 냉연소둔판을 (소판(小板))을 포개고, 이것들을 테프론(등록상표)제의 볼트와 테프론(등록상표)제의 워셔(washer)로 밀착 고정하고, 7개월간, 해안으로부터 약 0.7km인 장소에서 옥외폭로 시험을 행한 후, 시험편을 해체하고, 틈새부 및 모재부에서의 부식 발생의 유무를 육안으로 관찰한 것이다.

측정의 결과는 표 6A에 나타내었다. 표 5, 6A로부터 명백한 바와 같이 본 발명을 충족한 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강판은 에릭센 값이 12mm 이상이며 장출성형성이 높고, 또한, 폭로시험에 있어서도 내틈새부가 인정되었다. 한편, 표 6A에 있어서 내틈새부 내식성의 평가는 ○ 표시가 부식 없음, × 표시가 부식 있는 경우이다.

또한, 표 6B은 실시예1의 표 1 및 2의 강판의 강 No.1∼4에 대하여, 상기 실시예와 마찬가지의 방법으로, 장출성형성과 내틈새부식성을 평가한 것이다. 표 2에 나타난 성형성은 처음부터, 장출성형성과 내틈새부식성이 뛰어난 강판을 얻을 수 있었던 것을 나타낸다.

표 5의 No.3, No.4를 사용하여, 1.7㎜까지 열연한 열연판(마무리 온도 1000℃)， 혹은 또한 1050℃에서 1분간 소둔한 열연소둔판에 대하여도 상술한 냉연소둔판과 마찬가지의 방법으로, 오스테나이트상 체적분율, 장출성형성 및 내틈새부식성의 측정을 행하였다. 그 결과, 열연판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 48%，45%, 에릭센 값이 각각 14.5mm, 14.Omm이고, 열연소둔판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 47%，44%, 에릭센 값이 각각 14.6mm, 14.2mm이었다. 또한, 열연판과 열연소둔판 중 어느 쪽의 모재부 및 틈새부 모두 부식은 인정되지 않았다. 그 결과, 열연판과 열연소둔판이 냉연소둔판과 같은 성능이 인정되었다.

(3)성형성이 뛰어나고, 또한 용접부 내식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강

본 발명에 의한 강은 상기 (1)에서 설명한 조성의 강(C: 0.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 12mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 3mass% 이하, N: 0.05mass%∼O.6mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강. 또는 Mo: 4mass% 이하, Cu: 4mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종을 더 함유하는 강. 또는 V를 0.5mass% 이하 더 함유하는 강. 또는 A1을 0.1mass% 이하 더 함유하는 강. 또는 또한, B: 0.01mass% 이하, Ca: 0.01mass% 이하, Mg: 0.01mass% 이하, REM: 0.1mass% 이하, Ti: 0.1mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종이상을 더 함유하는 강(다만, 오스테나이트상의 C+N양의 규정은 없음))에 있어서, 특히, Si: 1.2mass% 이하, Mn: 4mass%∼12mass% 이하, Ni: 1mass% 이하를 가짐과 아울러, 그 금속조직이 조직 중의 오스테나이트상 체적분율이 10% 이상 85% 이하인 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강인 것을 필요로 한다.

이하에 규정 이유를 설명한다.

·Si: 1.2mass% 이하

Si 은 탈산재료로서 유효한 원소이다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그 함유량이 1.2mass%를 초과하면, 열간 가공성이 열화하므로 1.2mass% 이하, 바람직하게는 1.Omass% 이하로 제한한다. 한편, 예민화에 의한 내식성의 열화를 더 억제하기 위해서는 Si함유량을 0.4mass% 이하로 하는 것이 바람직하다.

·Mn: 4mass%∼12mass%

Mn은 뛰어난 용접부 내식성을 얻기 위하여 특히 중요한 원소이다. 도 9는 용접부, 열영향부 및 모재부를 포함하는 용접시험재를 0.035%(질량비)의 염화나트륨 용액 중에, 100∼300mV 대 SCE. 의 전위로 30분 유지하였을 때의 부식의 유무와 Mn함유량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 부식의 유무는 전류값이 1mA이상인 경우 「부식 있음」이라고 하고 1mA 미만의 경우는 「부식 없음」이라고 판정하였다.

도 9로부터 명백한 바와 같이 Mn양이 4mass% 이상에서는 용접재의 내식성이 현저하게 향상하는 것이 명확하다. 발명자들의 견해에 따르면, 이 원인은 Mn함유량이 4mass% 이상으로 향상시킬 수 있으면, 크롬 질화물의 석출온도가 떨어지고, 용접부 및 용접부 근방의 열영향부에서의 크롬 질화물의 생성 나아가서는 크롬 결핍 영역의 발생이 억제되기 때문이다. 그러나, 도 9로부터 명백한 바와 같이 Mn양이 12mass%를 초과하면 뛰어난 내식성을 얻을 수 없게 된다. 이것은 Mn함유량이 12mass%를 초과하면 모재부에 다수의 MnS 등의 부식 기점이 형성되기 때문이라고 생각된다. 따라서, Mn량은 4mass% 이상 12mass% 이하, 바람직하게는 5.2mass% 이상 10mass% 이하, 더욱 바람직하게는 6.8mass% 미만으로 제한된다.

·Ni: 1mass% 이하

Ni는 오스테나이트 형성 촉진 원소이며, 페라이트·오스테나이트계 조직을 생성하는 데에 유용하다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그러나, 고가의 합금원소이며, 자원보호상 극력 저감할 필요도 있다. 이들의 관, 점에서 Ni함유량은 1mass% 이하, 바람직하게는 0.9mass% 이하로 제한된다. 그러나, Ni의 함유량이 0.10mass% 이하이면, 모재 및 용접부의 인성이 저하한다. 따라서, 용접부를 포함하는 인성의 향상을 위해서는 Ni는 적어도, 0.10mass% 초과 함유시키는 것이 바람직하다(실시예6 참조).

도 10은 모재부를 포함하는 용접재의 내식성에 미치는 오스테나이트상 체적분율의 영향을 나타내는 그래프이다. 내식성의 측정방법은 도 9의 경우와 마찬가지이다. 도 10으로부터 명백한 바와 같이 오스테나이트상 체적분율이 10% 이상으로 되면, 용접부 내식성이 현저하게 향상한다.

이 이유는 본 발명의 기술적 범위의 해석에 영향을 주는 것이 아니지만, 발명자들은 아래와 같이 추측하고 있다. 즉, 일반적으로는 M함유량이 낮고 N함유량이 높은 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에서는 용접후 냉각시에 Cr 및 N의 확산속도가 빠르기 때문에, 페라이트상을 포함하는 결정입계로 크롬 질화물이 석출하고, 그 때문에 크롬 결핍 영역이 발생하기 쉽다고 여겨지고 있다. 그러나, 본 발명과 같이 10%이상, 특히 15% 이상의 오스테나이트상을 갖는 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에서는 오스테나이트상 생성능(生成能)이 높기 때문에, 페라이트상을 포함하는 결정입계로 Cr이 감소하여도, 그 부분이 오스테나이트상으로 변태하여 크롬 질화물의 용해도가 높고, 결과적으로서 크롬 결핍 영역이 감소하는 것이다.

그러나, 오스테나이트상 체적분율이 85%를 초과하면, 응력부식 균열 감수성이 현저하게 높아진다. 상기 이유에 의해, 본 발명에서는 오스테나이트상 체적분율을 10∼85%, 바람직하게는 15∼85%로 한다.

또한, 연성, 심인발성을 더 확보하기 위해서는 또한, 본 발명의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에 있어서는 강조직의 오스테나이트상에 포함되는 C +N양을 0.16mass% 이상 2mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 강조직의 오스테나이트상에 포함되는 C+N양이 0.16mass% 미만에서는 충분한 연성, 심인발성을 얻을 수 없고, 한편, 2mass%를 초과하여 함유하면 곤란하기 때문이다. 한편 바람직하게는 0.2mass%∼2mass%의 범위에서 함유시키는 것이 좋다.

이 오스테나이트상 중의 C, N양은 강의 조성과 소둔조건(온도, 시간)을 조정함으로써 행할 수 있다. 강조직 및 소둔조건과 오스테나이트상 중의 C, N양의 관계는 일률적으로 말할 수 없지만, 강조직 중의 Cr, C, N양이 많을 때에는 오스테나이트상 중의 C, N양이 높은 경우가 많고, 또한, 강의 성분조성이 동일한 경우에는 소둔조건에 의해 결정된 오스테나이트상 체적분율이 낮을수록, 오스테나이트상 중의 C, N양이 높아지는 경우가 많은 것 등 경험적으로 얻어진 지식에 근거하여 적량의 C, N을 함유하도록 할 수 있다. 한편, 오스테나이트상 중의 C, N의 함유량의 측정은 예컨대 EPMA에 의해 행할 수 있다.

실시예4

표 7, 8에 나타내는 조성을 갖는 각종 강을 진공용해 혹은 질소분압을 최대 0.9기압(882hPa)까지의 범위에서 제어한 분위기 중에 용제하여, 강 슬래브(또는 강괴, 주괴)로 한 후, 1250℃ 가열 후, 열간압연(10∼11 패스로 판두께 4∼6㎜까지 열연), 소둔(1100℃에서 1분), 냉간압연(실온∼300℃ 가열 후, 냉연)하고, 그 후 900∼1300℃의 온도에서 마무리 소둔을 행하여, 판두께 2.25mm인 냉연소둔판을 얻었다. 얻어진 냉연소둔판에 대하여 오스테나이트상 체적분율을 측정하고, 또한 TIG용접기를 이용하여, 투입전력 900W, 속도 30cm/분의 조건에서, 약 5mm폭의 용접 비드를 배치하였다. 한편, 조직관찰(오스테나이트상 체적분율의 측정)은 실시예1과 마찬가지로 행하였다.

용접부의 내식성 시험은 얻어진 용접 비드, 열영향부 및 모재부를 포함하는 한 변(邊)이 25mm인 시험편에 대하여, 표면 스케일을 연마한 후, 0.035%(질량비) 염화나트륨 수용액 중에 100, 200 및 300mV 대 SCE.의 전위로 30분간 유지하여, 1mA 이상의 전류가 발생한 시료를 「부식 있음」, 1mA 이상의 전류가 발생하지 않은 시료를 「부식 없음」이라고 평가하였다. 시험결과를 표 9A에 나타낸다. 표 9A에 있어서, ○ 표시는 「부식 없음」, × 표시는 「부식 있음」의 경우이다. 본 발명 강의 용접재는 200mV 대 SCE.의 전위까지는 부식이 발생하지 않고, 용접부의 내식성이 뛰어나다는 것이 명확하다.

또한, 표 9B는 실시예1의 표 1 및 2의 강판의 강 No.12∼29에 대하여, 상기 실시예와 마찬가지의 방법으로, 용접부의 내식성을 평가한 것이다. 표 2에 제시한 성형성은 처음부터, 용접부의 내식성이 뛰어난 강판이 얻어졌음을 나타낸다.

표 8의 No.15, No.16, No.17을 사용하여, 2.25㎜까지 열연한 열연판(마무리 온도 1000℃)，혹은 또한 1050℃에서 1분간 소둔한 열연소둔판에 대하여도 상술한 냉연소둔판과 마찬가지의 방법으로, 오스테나이트상 체적분율 및, 용접부의 내부식성시험을 행하였다. 그 결과, 열연판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 20%，31%，52%, 열연소둔판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 18%，30%，51%, 열연판과 열연소둔판의 모두 용접부에 부식은 인정되지 않고 냉연소둔판과 같은 성능이 인정되었다.

실시예5

실시예4와 마찬가지로 하여, 표 10에 나타내는 성분 조성을 갖는 강을 용제하여, 강 슬래브(또는 강괴, 주괴)로 한 후, 1250℃ 가열 후, 열간압연(10∼11패스로 판두께 4∼6㎜까지), 소둔(1100℃에서 1분), 냉간압연(실온∼300℃ 가열 후, 냉연)하고, 그 후 1050℃의 온도에서 마무리 소둔을 행하여, 판두께 2.25mm인 냉연소둔판을 얻었다. 얻어진 냉연소둔판에 있어서 오스테나이트상 체적분율을 측정하였다. 한편, 오스테나이트상 체적분율의 측정은 실시예1과 마찬가지로 행하였다.

상기에 의해 얻어진 냉연판에, TIG용접기를 이용하여, 투입전력 900W, 속도 30cm/분의 조건에서, 약 5mm폭의 용접 비드를 압연 방향에 대하여 직각방향으로 배치하고, 모재부 및 용접부로부터 압연방향에 평행하게 폭 10mm, 길이 75mm인 시편(試片)과 이것을 굽힘반경 10mm인 U 밴드 시험편으로 하였다. 용접부로부터 잘라내어진 시편으로는 U 밴드 시험편의 바닥부가 용접부로 되도록 하였다. 이렇게 조정된 U 밴드 시험편은 농도 42mass%인 염화 마그네슘 수용액(온도 80℃) 중에 침지(浸漬)하고, 24시간 마다 육안으로 균열의 유무를 조사하였다. 조사결과는 표 11에 나타낸다. 표 5로부터 명백한 바와 같이 C함유량을 0.1mass% 미만으로 함으로써, 모재 및 용접부의 내응력부식 균열성이 현저하게 향상한다.

실시예6

실시예4와 마찬가지로 하여, 표 12에 나타내는 성분 조성을 갖는 강을 용제하여, 강 슬래브(또는 강괴, 주괴)로 한 후, 1250℃ 가열 후, 열간압연(10∼11패스로 판두께 4∼6㎜까지), 소둔(1100℃에서 1분), 냉간압연(실온∼300℃ 가열 후, 냉연)하고, 그 후 1050℃의 온도에서 마무리 소둔을 행하고, 판두께 2.25mm의 냉연소둔판를 얻었다. 얻어진 냉연소둔판에 있어서 오스테나이트상 체적분율을 측정하였다. 한편, 조직관찰(오스테나이트상 체적분율의 측정)은 실시예1과 마찬가지로 행하였다.

상기에 의해 얻어진 냉연판에, TIG용접기를 이용하여, 투입전력 900W, 속도 30cm/min의 조건에서, 약 5mm폭의 용접 비드를 압연방향에 대하여 직각방향에 배치하였다. 용접 비드가 배치된 냉연판으로부터 샤르피 충험편을, 2mmV 노치(notch)가 압연방향에 대하여 직각방향으로 되도록 잘라내기 시작하여, 0℃에서 충격시험을 행하였다. 충격시험 결과는 표 13에 나타낸다. 표 13으로부터 명백한 바와 같이 Ni함유량을 0.1mass% 이상으로 함으로써, 모재 및 용접부의 충격흡수 에너지가 현저하게 향상한다.

(4)내(耐)입계부식성이 뛰어난 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강

본 발명에 의한 강은 상기 (1)에서 설명한 조성의 강(C: 0.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 12mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15mass%∼35mass%, Ni: 3mass% 이하, N: 0.05mass%∼0.6mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강. 또는 Mo: 4mass% 이하, Cu: 4mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종을 더 함유하는 강. 또는 V를 0.5mass% 이하 더 함유하는 강. 또는 A1을 0.1mass% 이하 더 함유하는 강. 또는 B: 0.01mass% 이하, Ca: 0.01mass% 이하, Mg: 0.01mass% 이하, REM: 0.1mass% 이하, Ti: 0.1mass% 이하 중 어느 쪽인가 일종 또는 이종 이상을 더 함유하는 강(다만, 오스테나이트상의 C+N양의 규정은 없음))에 있어서, Si: 0.4mass% 이하, Mn: 2mass%∼4mass% 이하, Ni: 1mass% 이하로 함과 아울러, 본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판의 조직은 오스테나이트상 체적분율을 전체 조직에 대하여 10∼85%로 한다.

이하에 규정 이유를 설명한다.

·Si: 0.4mass% 이하

Si의 한정은 본 발명에 있어서, 중요한 요건 중 하나이다. Si는 탈산재로서 유효한 원소이며, 적당히 첨가할 수 있다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.01mass% 이상이 바람직하다. 그러나, Si양이 0.4mass%를 초과하면 N의 고용도가 저하하기 때문에, 상술한 배경기술에서 설명한 예민화에 의한 내식성의 열화가 여기저기 보여지게 된다. 따라서, Si양은 0.4mass% 이하, 바람직하게는 0.38mass% 이하로 한다.

·Mn: 2mass% 초과 4mass% 미만

Mn은 2mass% 초과로 N의 용해도를 향상시키고, 제강시의 N첨가를 쉽게 한다. 동시에 Mn의 첨가는 γ상 체적분율을 향상시킨다. 그러나 4mass% 이상에서는 γ상을 생성하는 효과가 포화한다. 따라서, 2mass% 초과 4mass% 미만으로 한다. 바람직한 범위는 2.2mass% 이상, 3.8mass% 이하이다.

·Ni: 1mass% 이하

Ni양은 경제적 이유 및 Ni 자원보호의 이유에 의해, 1mass% 이하로 제한된다. 바람직하게는 0.9% 이하이다. 한편, 뛰어난 인성을 얻기 위해서는 0.1mass% 이상이 바람직하다.

·오스테나이트상 체적분율: 10% 이상 85% 이하

오스테나이트상 체적분율이 10% 미만에서는 Si 저감에 의한 뛰어난 내식성이 발휘되지 않는다. 한편, 85%를 초과하면, 응력부식 균열 감수성이 현저하게 높아진다. 따라서, 오스테나이트상 체적분율은 10% 이상 85% 이하로 하고, 바람직하게는 15% 이상 80%로 한다.

그러나, 연성, 심인발성을 더 확보하기 위해서는 또한, 본 발명의 페라이트·오스테나이트계 스테인레스 강에 있어서는 강조직의 오스테나이트상에 포함되는 C+N양을 0.16mass% 이상 2mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 강조직의 오스테나이트상에 포함되는 C+N양이 0.16mass% 미만에서는 충분한 연성, 심인발성을 얻을 수 없고, 한편, 2mass%를 초과하여 함유하면 곤란하기 때문이다. 한편 바람직하게는 0.2∼2mass%의 범위에서 함유시키는 것이 좋다.

이 오스테나이트상 중의 C, N양은 강의 조성과 소둔조건(온도, 시간)을 조정함으로써 행할 수 있다. 강조직 및 소둔조건과 오스테나이트상 중의 C, N양의 관계는 일률적으로 말할 수 없지만, 강조직중의 Cr, C, N양이 많을 때에는 오스테나이트상 중의 C, N양이 높아지는 경우가 많고 또한, 강의 성분조성이 동일한 경우에는 소둔조건에 의해 결정된 오스테나이트상 체적분율이 낮을수록, 오스테나이트상 중의 C, N양이 높은 경우가 많은 것 등 경험적으로 얻어진 지식에 따라 적량의 C, N을 함유하도록 할 수 있다. 한편, 오스테나이트상 중의 C, N의 함유량의 측정은 예컨대 EPMA에 의해 행할 수 있다.

실시예7

표 14A에 나타내는 성분 조성을 갖는 각종 강을 진공용해 혹은 질소분압을 최대 0.9기압까지의 범위에서 제어한 분위기하에서 용제하여, 강 슬래브(또는 강괴, 주괴)로 한 후, 1250℃ 가열 후, 열간압연(10∼11패스)에 의해 6㎜ 두께의 열연판을 제작하였다. 그 다음에, 1100℃의 소둔, 표면절삭에 의한 탈스케일 후, 냉간압연(실온)에 의해 4.5mmt의 냉연판을 제작하였다. 얻어진 냉연판에 대하여 1050℃에서 마무리 소둔(공냉)을 행하고, 냉연소둔판을 작성하였다.

작성한 냉연소둔판에 대하여, 조직관찰, 내식성의 측정을 하였다. 얻어진 결과를 표 14A에 함께 기록한다. 한편, 조직관찰(오스테나이트상(γ상)분율의 측정)은 실시예1과 마찬가지로 행하였다. 내입계부식성의 측정·평가 방법은 아래 와 같다.

<내입계부식성의 측정 및 평가>

냉연소둔판을 에메리 #300번으로 표면연마 후, 평가하였다.

·시험용액: 황산동 5수화물 100mg 및 황산 100m1을 물에 첨가하여 1000m1 황산 황산동용액을 작성하였다.

·시험방법: 시험편을 상기의 비등용액에 8시간 침지하고, 취득 후, 굽힘반 경 4.5mm, 굽힘각도 90°에서 굽힘을 행하여, 굽힘부의 균열을 관찰하였다.

표 14A로부터, 본 발명 강의 No.1 과 2는, 입계에는 부식에 의한 균열이 없고, 내입계부식성이 뛰어나다. 한편, 비교예의 No.3 과 4에서는, 입계에는 부식에 의한 균열이 관찰되었다.

또한, 표 14B는 실시예1의 표 1 및 2의 강판의 강 No.5∼8에 대하여, 상기 실시예와 같은 방법으로, 내입계부식성을 평가한 것이다. 어느 쪽의 강판도 표 2에서 나타낸 성형성은 처음부터, 내입계부식성이 뛰어난 강판을 얻을 수 있었던 것을 나타낸다.

또한, 표 14A의 No.1, No.2를 사용하여, 4.5㎜까지 열연한 열연판(마무리 온도 1000℃)，혹은 1050℃에서 1분간 더 소둔한 열연소둔판에 대하여도 상술한 냉연소둔판과 마찬가지의 방법으로, 오스테나이트상 체적분율 및, 내입계부식성의 측정 및 평가를 행하였다. 그 결과, 열연판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 60%，60%, 열연소둔판의 오스테나이트상 체적분율은 각각, 58%，59% 이었다. 또한, 열연판과 열연소둔판의 어느 쪽도, 입계에는 부식에 의한 균열이 없고, 내입계부식성이 뛰어났다. 그 결과, 열연판과 열연소둔판 모두, 냉연소둔판과 같은 성능이 인정되었다.

본 발명의 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강에 관한 기술은 강판에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 두꺼운 널판지나 형강, 선봉, 관 등에 적용한 경우에 있어서도, 본 발명 조건을 충족시킴으로써, 뛰어난 연성, 심인발성에 더하여, 또한, 뛰어난 장출성 및 틈새부식성, 뛰어난 용접부 내식성, 뛰어난 내입계부식성 을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명 강판은 자동차 부재나 주방기기, 건축금구용 등의 소재로서 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 각종 자동차부품이나, 주방기기, 건축금구용 이외의 용도에서도, 뛰어난 연성, 심인발성, 뛰어난 장출성 및 틈새부식성, 뛰어난 용접부 내식성, 뛰어난 내입계부식성이 요구되는 분야의 재료로서 적합하다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
C: 0.2mass% 이하, Si: 4mass% 이하, Mn: 10mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 1.22∼3mass%, N: 0.05∼0.6mass%, V: 0.005∼0.5mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 오스테나이트상과 페라이트상과의 2상 스테인레스 강판에 있어서, 상기 오스테나이트상 중의 (C+N)을 0.16∼2mass%로 하고, 그 오스테나이트상의 체적분율을 10∼85%로 하고, 인장시험에서의 전체 신장이 48% 이상이며, 또한 다음의 식에 의해 얻어지는,오스테나이트상의 가공유기 마르텐사이트 지수 Md(γ)가 -30∼90인 것을 특징으로 하는 심인발 성형성이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.

Md(γ) = 551-462(C(γ)+N(γ))-9.2Si(γ)-8.1Mn(γ)-13.7Cr(γ)-29Ni(γ) -29Cu(γ)-18.5Mo(γ)

(여기서, C(γ), N(γ), Si(γ), Mn(γ), Cr(γ), Ni(γ), Cu(γ) 및 Mo(γ)는 각각 오스테나이트상 중의 C양(mass%), N양(mass%), Si양(mass%), Mn양(mass%), Cr양(mass%), Ni양(mass%), Cu양(mass%), Mo양(mass%)을 나타냄)
C: 0.05mass% 이하, Si: 1.2mass% 이하, Mn: 1.91mass% 이하, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 0.9mass% 이하, N: 0.05∼0.6mass%, V: 0.005∼0.5mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 금속조직중의 오스테나이트상의 체적분율이 10∼85%이고, 인장시험에서의 전체 신장이 48% 이상이며, 또한 다음의 식에 의해 얻어지는, 오스테나이트상의 가공유기 마르텐사이트 지수 Md(γ)가 -30∼90인 것을 특징으로 하는 장출성형성과 내틈새부 부식성이 좋은 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.

Md(γ) = 551-462(C(γ)+N(γ))-9.2Si(γ)-8.1Mn(γ)-13.7Cr(γ)-29Ni(γ) -29Cu(γ)-18.5Mo(γ)

(여기서, C(γ), N(γ), Si(γ), Mn(γ), Cr(γ), Ni(γ), Cu(γ) 및 Mo(γ)는 각각 오스테나이트상 중의 C양(mass%), N양(mass%), Si양(mass%), Mn양(mass%), Cr양(mass%), Ni양(mass%), Cu양(mass%), Mo양(mass%)을 나타냄)
C: 0.2mass% 이하, Si: 1.2mass% 이하, Mn: 4.10∼12mass%, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 1mass% 이하, N: 0.05∼0.6mass%, V: 0.005∼0.5mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 오스테나이트상의 체적분율이 10∼85%이고, 인장시험에서의 전체 신장이 48% 이상이며, 또한 다음의 식에 의해 얻어지는, 오스테나이트상의 가공유기 마르텐사이트 지수 Md(γ)가 -30∼90인 것을 특징으로 하는 용접부 내식성이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.

Md(γ) = 551-462(C(γ)+N(γ))-9.2Si(γ)-8.1Mn(γ)-13.7Cr(γ)-29Ni(γ) -29Cu(γ)-18.5Mo(γ)

(여기서, C(γ), N(γ), Si(γ), Mn(γ), Cr(γ), Ni(γ), Cu(γ) 및 Mo(γ)는 각각 오스테나이트상 중의 C양(mass%), N양(mass%), Si양(mass%), Mn양(mass%), Cr양(mass%), Ni양(mass%), Cu양(mass%), Mo양(mass%)을 나타냄)
C: 0.2mass% 이하, Si: 0.38mass% 이하, Mn: 2∼4mass%, P: 0.1mass% 이하, S: 0.03mass% 이하, Cr: 15∼35mass%, Ni: 1mass% 이하, N: 0.05mass%∼0.6mass%, V: 0.005∼0.5mass%를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 오스테나이트상의 체적분율이 10∼85%이고, 인장시험에서의 전체 신장이 48% 이상이며, 또한 다음의 식에 의해 얻어지는, 오스테나이트상의 가공유기 마르텐사이트 지수 Md(γ)가 -30∼90인 것을 특징으로 하는 내입계부식성이 뛰어난 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.

Md(γ) = 551-462(C(γ)+N(γ))-9.2Si(γ)-8.1Mn(γ)-13.7Cr(γ)-29Ni(γ) -29Cu(γ)-18.5Mo(γ)

(여기서, C(γ), N(γ), Si(γ), Mn(γ), Cr(γ), Ni(γ), Cu(γ) 및 Mo(γ)는 각각 오스테나이트상 중의 C양(mass%), N양(mass%), Si양(mass%), Mn양(mass%), Cr양(mass%), Ni양(mass%), Cu양(mass%), Mo양(mass%)을 나타냄)
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 성분조성에 더하여, 하기 (A), (C), (D)의 성분조성 중 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.

(A) Mo: 4mass% 이하, Cu: 4mass% 이하 중 어느 1종 또는 2종 이상

(C) Al: 0.1mass% 이하

(D) B: 0.01mass% 이하, Ca: 0.01mass% 이하, Mg: 0.01mass% 이하, REM: 0.1mass% 이하, Ti: 0.1mass% 이하 중 어느 1종 또는 2종 이상
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

오스테나이트상 중의 (C+N)함유량이 0.16mass% 이상 2mass% 이하인 것을 특징으로 하는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.
제21항에 있어서,

오스테나이트상 중의 (C+N)함유량이 0.16mass% 이상 2mass% 이하인 것을 특징으로 하는 오스테나이트·페라이트계 스테인레스 강판.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제