KR101587699B1 - 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세조직내 분포하는 크롬탄화물의 크기 및 분포를 최적화하여 내식성 및 가공성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일 실시형태에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.60 ~ 0.70%, Cu: 0.5 ~ 2%를 함유하는 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직 내에 80개/100㎛² 이상의 크롬탄화물이 분포하는 것을 특징으로 한다.

Description

마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법{MARTENSITIC STAINLESS STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미세조직내 분포하는 크롬탄화물의 크기 및 분포를 최적화하여 내식성 및 가공성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도물용강은 널리 사용되는 각종 칼, 가위, 면도날뿐만 아니라 의료용 기구인 메스 등을 제조하는 강종으로서 절삭성 및 내마모성을 유지하면서 고경도가 요구되는 강종이다. 또한, 도물용강은 수분과 쉽게 접촉하거나 습한 분위기에서 보관되기 때문에 부식저항성이 요구되기 때문에 일반적으로 고경도의 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강이 사용된다.

이러한 고탄소 마르텐사이트계 스텐인리스강은 중량%로 0.45~0.70% 탄소, 최대 1.0% 망간, 최대 1.0% 실리콘, 그리고 12.0~15.0% 크롬을 함유한 강으로, 그 중에서도 약 0.60~0.70% 탄소와 약 12.0~15.0% 크롬을 기반으로 한 성분계가 고경도를 요구하는 도물용 소재로 널리 사용되고 있다.

도물용 고경도 소재는 고경도를 요구하기 때문에 취성이 매우 강하다. 따라서 가공이 용이하도록 도물용 소재를 소정 수준으로 연화시킬 필요가 있고, 이를 위하여 취성재의 열처리 작업성이 용이한 상소둔(BAF; Batch Annealing Furnace) 공정을 포함하여 제조하게 된다.

상소둔을 진행하는 동안 소재는 페라이트 기지 내에 탄소와 크롬이 반응하여 크롬탄화물 형태의 미세한 입자들이 분산 석출되어, 기지내 고용 탄소함량이 낮아져 압연 및 산세와 같은 스테인리스강 제조프로세스 적용이 용이하게 된다. 뿐만 아니라 페라이트 기지의 조직 내에 균일하게 분포된 미세한 크롬탄화물의 분포는 도물류 제조사에서 행해지는 강화열처리 공정에서 고온의 오스테나이트상으로 크롬 및 탄소의 빠른 재고용을 가능케 하여, 급냉 후 마르텐사이트 조직의 경도 및 내식성을 향상시키는 중요 인자이다.

이에, 내식성이 우수한 고경도의 마르텐사이트 조직을 확보하기 위해서는 소둔재 페라이트 조직내 미세한 크롬탄화물을 형성시키는 것이 필수적이다. 하지만 종래 420계 마르텐사이트계 스테인리스강의 경우 0.5% 이상의 고탄소 첨가시 크롬탄화물의 입계 우선 석출 및 성장에 기인하여 국부적으로 입계에 조대한 크롬탄화물들이 석출하여 강화열처리시 오스테나이트상으로의 재고용율을 떨어뜨려 경도 및 내식성의 저하를 초래한다.

따라서 도물용 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 경도, 내식성이 우수한 소재를 확보하기 위해서는 미세한 크롬탄화물을 미세조직내 균일하게 분포시킬 수 있는 새로운 강재의 개발 및 소둔 패턴의 정립이 요구된다.

그래서, 본 출원인 페라이트 기지조직 내에 미세한 크롬탄화물을 균일하게 분포시키기 위하여 Mo와 W이 첨가된 고내식 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법(특허문헌 1)에 대해서 출원하였고, 특허문헌 1과 더불어 크롬탄화물을 페라이트 기지조직 내에 균일하게 분포시키기 위한 연구를 계속 진행하였다.

등록특허 10-1268736 (2013. 05. 22)

본 발명은 페라이트 기지 조직내에 미세한 크롬탄화물을 균일하게 분포시켜 경도 및 내식성을 향상시킬 수 있도록 Cu의 적정량 및 소재의 열처리 패턴을 정립한 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.60 ~ 0.70%, Cu: 0.5 ~ 2%를 함유하는 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직 내에 80개/100㎛² 이상의 크롬탄화물이 분포하는 것을 특징으로 한다.

상기 마르텐사이트계 스테인리스강은 중량%로, N: 0.03 ~ 0.06%, Si: 0.1 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 1.0% 및 Cr: 12 ~ 14%를 더 함유하고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 마르텐사이트계 스테인리스강은 연신율이 18% 이상인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법은 중량%로, C: 0.60 ~ 0.70%, Cu: 0.5 ~ 2%를 함유하는 스테인리스 용강을 주조하고 열간압연 한 다음 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직 내에 80개/100㎛² 이상의 크롬탄화물이 분포되도록 열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

상기 스테인리스 용강은 중량%로, N: 0.03 ~ 0.06%, Si: 0.1 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 1.0% 및 Cr: 12 ~ 14%를 더 함유하고, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.

상기 열처리는 상기 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직내에 Cu석출물을 균일하게 분포시키는 제 1 균열과정과, 상기 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직내에 크롬탄화물을 균일하게 분포시키는 제 2 균열과정, 및 상기 크롬탄화물의 미세 입자를 구상화시키는 제 3 균열과정을 포함한다.

상기 제 1 균열과정은 500 ~ 600℃에서 진행되고, 상기 제 2 균열과정은 800 ~ 900℃에서 진행되며, 상기 제 3 균열과정은 600 ~ 750℃에서 진행되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 균열과정은 5 ~ 15시간 동안 지속되고, 상기 제 2 균열과정은 15 ~ 25시간 동안 지속되며, 상기 제 3 균열과정은 5 ~ 15시간 동안 지속되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 균열과정 이후에 상기 제 2 균열과정에 이르기까지 40 ~ 200℃/h의 속도로 승온시키는 승온과정과, 상기 제 2 균열과정 이후에 상기 제 3 균열과정에 이르기까지 10℃/h 이상의 속도로 냉각시키는 냉각과정과, 상기 제 3 균열과정 이후에 공냉과정이 더 진행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마르텐사이트 기지조직 내에 미세한 크롬탄화물을 균일하게 분포시켜 고경도, 고내식성 및 가공성이 우수한 소재를 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법에 따른 열처리 과정을 보여주는 그래프이고,
도 2는 제 1 균열 조건에 따른 Cu 석출물의 미세조직을 보여주는 사진이며,
도 3은 Cu 함량에 따른 상소둔재의 미세조직을 보여주는 사진이고,
도 4는 Cu첨가량에 따른 탄화물 개수의 변화를 보여주는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법에 따른 열처리 과정을 보여주는 그래프이고, 도 2는 제 1 균열 조건에 따른 Cu 석출물의 미세조직을 보여주는 사진이며, 도 3은 Cu 함량에 따른 상소둔재의 미세조직을 보여주는 사진이고, 도 4는 Cu첨가량에 따른 탄화물 개수의 변화를 보여주는 그래프이다.

본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 중량%로, 탄소(C): 0.60 ~ 0.70%, 질소(N): 0.03 ~ 0.06%, 규소(Si): 0.1 ~ 0.6%, 망간(Mn): 0.1 ~ 1.0%, 크롬(Cr): 12 ~ 14% 및 구리(Cu): 0.5 ~ 2%를 함유하고 나머지는 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함한다.

먼저, 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스강을 구성하는 함급 원소의 기능 및 함량 한정 이유에 대하여 설명한다.

탄소(C)는 함량이 낮을 경우 마르텐사이트계 스테인리스강의 강화열처리후 경도가 저하되어 절삭성 및 내마모성 확보가 불가능하므로 0.60% 이상을 첨가한다. 반면에, 그 함량이 과도하게 많아지면 크롬탄화물이 과도한 형성되고 이에 기인하여 소재 자체의 내식성이 저하될 뿐만 아니라 탄소 편석에 기인한 소둔조직내 조대탄화물의 형성 우려가 있으므로 상한을 0.70%로 제한한다.

질소(N)는 내식성과 경도를 동시에 개선하기 위해 첨가되는 원소로써, 탄소(C) 대신 첨가하더라도 국부적인 미세 편석을 유발하지 않아 제품에 조대한 석출물을 형성시키지 않는 장점이 있다. 이러한 효과를 구현하기 위해 0.03% 이상을 첨가한다. 하지만 과도하게 첨가될 경우 주조시 질소에 의한 포어(pore)가 발생할 우려가 있으므로 상한을 0.06%로 제한한다.

규소(Si)는 탈산을 위해 필수적으로 첨가되는 원소이므로, 0.1% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도한 Si첨가는 산세성을 저하시켜 소재의 취성을 높이므로 그 상한을 0.6%로 제한한다.

망간(Mn)은 탈산을 위해 필수적으로 첨가되는 원소이므로 0.5% 이상을 첨가한다. 그러나 과도하게 첨가될 경우 강의 표면품질을 저해하고 최종 열처리재의 잔류 오스테나이트 형성을 통해 고경도 물성확보를 억제하므로 상한을 1.0%로 제한한다.

크롬(Cr)은 내식성을 확보하는 기본 원소이므로 12% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도하게 첨가될 경우에 제조비용이 상승하며, 조직내 크롬 성분의 미세 편석이 증가하여 국부적으로 크롬탄화물의 조대화를 유발시켜 강화열처리재의 내식성 및 경도를 저하시킬 수 있기 때문에 상한을 14%로 제한한다.

구리(Cu)는 본 발명의 스테인리스강에 가장 중요한 합금원소로써, 미세한 크롬탄화물을 균일 분포로 확보하기 위해서는 Cu석출물을 크롬탄화물보다 우선적으로 석출시키는 것이 필요하고, 이에 따라 Cu 석출물을 용이하게 석출시키기 위하여 0.5% 이상의 Cu 함량이 요구된다. 하지만 Cu가 과도하게 첨가될 경우 제조성, 가공성, 내식성이 저하할 수 있는 우려가 있으므로 상한을 2.0%로 제한한다.

상기와 같은 조성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 연속주조 또는 강괴주조에 의해 주편을 제작한 다음 열간압연 처리하여 가공처리가 가능한 열연강판으로 제조한다. 이후 제조된 열연강판은 도물용으로 사용 가능한 두께로 정밀압연과 같은 가공을 진행하기 전에 양호한 가공성을 확보하기 위하여 상소둔 열처리를 통한 연질화 작업을 실시한다.

상소둔 열처리는 도 1에 도시된 바와 같이 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직내에 우선적으로 구형의 Cu석출물을 균일하게 분포시키는 제 1 균열과정과, 마르텐사이트계 스테인리스강(이하, "열연강판"이라 칭함)의 조직내에 크롬탄화물을 균일하게 분포시키는 제 2 균열과정, 및 크롬탄화물의 미세 입자를 구상화시키는 제 3 균열과정을 포함한다. 그리고, 제 1 균열과정 이후에 상기 제 2 균열과정에 이르기까지 열연강판의 온도를 온도를 상승시키는 승온과정과, 제 2 균열과정 이후에 상기 제 3 균열과정에 이르기까지 열연강판의 온도를 하강시키는 냉각과정과, 제 3 균열과정 이후에 열연강판을 냉각시키는 공냉과정이 더 이루어진다.

제 1 균열과정은 열연강판의 조직내에 Cu석출물을 균일하게 분포시키는 과정으로서, 열연강판을 500 ~ 600℃의 항온 분위기에서 5 ~ 15시간 동안 균일하게 가열하는 과정이다. 이 과정에서 미세한 Cu석출물은 도 2의 (a)와 같이 조직 내에서 균일하게 분포하며 수십 nm크기로 존재하게 된다. 이러한 Cu석출물은 일반적으로 입계에서 우선 석출하는 것으로 잘 알려진 크롬탄화물의 석출기점으로 작용하여 이후 제 2 균열과정에서 균일한 크롬탄화물의 석출을 유도한다. 제 1 균열과정에서 균열온도가 500℃ 미만이면 도 2의 (b)와 같이 Cu석출물이 형성되지 않으며, 600℃ 초과의 경우 Cu석출물과 동시에 크롬탄화물이 동시 석출됨에 따라 Cu석출물과 무관하게 크롬탄화물이 입계에 우선적으로 석출하여 미세한 탄화물의 균일 분포를 확보할 수 없다.

또한, 제 1 균열과정에서 균열시간이 5시간 미만인 경우 Cu석출이 발생하지 않아 크롬탄화물의 균일 분포의 확보가 불가능하며, 15시간을 초과할 경우 도 2의 (c)와 같이 Cu석출물의 크기는 증가하는 반면 개수가 감소하여 국부적으로 Cu석출물이 분포하는 문제점이 발생하며 결과적으로 크롬탄화물의 균일 분포 확보가 어려워진다. 이에 제 1 균열과정은 500 ~ 600℃의 항온 분위기에서 5 ~ 15시간동안 균열처리하는 것이 바람직하다.

승온과정은 제 1 균열과정 이후 제 2 균열과정까지 열연강판을 40 ~ 200℃/h 의 속도로 승온시키는 과정이다. 승온과정에서 승온 속도가 40℃/h 미만인 경우에는 크롬 탄화물이 조대해지는 온도 구간, 예를 들어 700 ~ 750℃를 경유하는 시간이 증가하는바, 크롬 탄화물의 크기가 조대해져 미세 조직 내에 분포하는 크롬 탄화물의 밀도가 감소될 수 있다. 반면, 승온 속도가 200℃/h 초과이면, 크롬 탄화물이 조대화되는 온도 구간의 경유 시간이 감소되어 미세한 크롬 탄화물을 확보할 수 있는 장점은 있지만, 탄화물 확산 시간이 감소되어 크롬 탄화물이 분포 불균형이 초래되는 단점이 존재한다. 따라서, 승온과정에서의 승온 속도는 40℃/h 이상이고, 200℃/h 이하 범위로 조절하는 것이 바람직하다.

제 2 균열과정은 승온과정에 이어서 진행되어 열연강판의 조직내에 크롬탄화물을 균일하게 분포시키는 과정으로서, 열연강판을 800 ~ 900℃의 항온 분위기에서 15 ~ 25 시간동안 균일하게 가열하는 과정이다. 이 과정에서 크롬탄화물은 조직 내에서 균일하게 분포된다. 균열 온도가 800℃ 미만이면 균열 처리시에 입계에서 국부적으로 석출되는 크롬 탄화물로 인하여 응집부가 형성될 수 있으며, 900℃ 초과하면 결정 입계 부근에 조대한 크롬 탄화물이 형성되는바, 이러한 크롬 탄화물 응집부 및 조대한 크롬 탄화물은 소재의 국부적인 재질 불균형을 초래하여 연성 확보를 곤란하게 하며, 최종 열처리시 소재 품질 저하를 유발한다.

또한, 제 2 균열과정에서의 균열 시간이 15시간 미만이면, 미세한 크롬 탄화물 형성에는 유리하지만 크롬 탄화물이 균일하게 분포되지 않고, 군집되어 분포될 수 있으며, 25시간 초과하면 과소둔에 의해 이웃한 크롬 탄화물이 합체, 국부적 크롬 탄화물 조대화가 진행되는 것은 물론, 열처리 시간 증가로 공정 효율이 감소하고, 제조비용이 증가하는 단점이 있다. 따라서, 제 2 균열과정은 800 ~ 900℃의 항온 분위기에서 15 ~ 25시간 동안 균열처리하는 것이 바람직하다.

냉각과정은 제 2 균열과정 이후 제 3 균열과정까지 열연강판을 600 ~ 750℃로 냉각하는 과정으로서, 10℃/h 이상 속도로 열연강판을 냉각하는 것이 바람직하다. 냉각 속도가 10℃/h 미만이면, 크롬 탄화물 미세 조직의 크기가 조대화되는 온도 범위를 경유하는 시간이 증가되는바, 이로 인해 미세 조직 내에서의 크롬 탄화물 미세 조직이 조대화되어, 강화 열처리시 내식성 및 고경도 확보가 곤란해진다.

제 3 균열과정은 냉각과정 이어서 진행되어 열연강판 조직 내 크롬탄화물의 미세 입자를 저온으로 구상화시키는 과정으로서, 600 ~ 750℃에서 열연 코일을 5 ~ 15시간 동안 항온으로 유지, 균일하게 가열하는 과정이다. 크롬탄화물이 구상화하기 위한 최소 온도 조건이 600℃이며, 750℃를 초과하면 구상화된 크롬 탄화물이 과도하게 성장하여 크롬 탄화물 개수가 감소하고 연성이 저하된다.

또한, 제 3 균열과정의 항온 유지 시간이 5시간 미만이면 크롬 탄화물의 구상화 진행이 미흡하며, 15시간 초과이면 구상화 탄화물이 과도하게 성장하여 조대한 미세 조직을 형성하게 된다. 따라서 제 3 균열과정은 600 ~ 750℃의 항온 분위기에서 5 ~ 15시간 동안 균열처리하는 것이 바람직하다.

제 3 균열과정 이후에 열연강판을 대기 중에서 공냉시켜 상소둔 열처리 과정을 완료한다.

이하, 본 발명을 실시예와 비교예를 비교하여 설명한다.

먼저, 표 1과 같은 조성을 함유하고 나머지 철(Fe)와 불가피한 불순물을 함유(중량%)하는 실시예 및 비교예에 따른 열연강판을 제조하였다.

구분	C	Si	Mn	Cr	Cu	N
비교예1	0.683	0.408	0.693	13.21	0	0.03
비교예2	0.695	0.391	0.701	13.16	2.52	0.04
실시예1	0.687	0.402	0.730	13.24	0.51	0.04
실시예2	0.651	0.4	0.688	13.3	1.02	0.06
실시예3	0.700	0.380	0.638	12.76	1.46	0.03
실시예4	0.692	0.424	0.722	13.55	1.98	0.05

열연강판은 각 비교예 및 실시예의 조성을 갖는 마르텐사이트계 스테인리스강으로 주편을 제조하고 열간압연을 통하여 두께 3mm로 제조하였다. 그리고, 각 비교예 및 실시예에 따른 열연강판의 표면 및 에지 품질을 확인하였다.

이후 제조된 열연강판은 하기의 상소둔 열처리 조건을 이용하여 열처리를 행한 후 공냉시켜 미세조직 관찰 및 연신율 평가를 진행하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[상소둔 열처리 조건]

- 제 1 균열과정: 500℃에서 10시간

- 승온과정: 승온속도 100℃/hr

- 제 2 균열과정: 850℃에서 20시간

- 냉각과정: 온도하강속도 10℃/hr

- 제 3 균열과정: 650℃에서 7시간

구분	Cu 함량 (Wt%)	열연강판 품질		재질
		표면부	에지부	경도(Hv)	연신율(%)	탄화물양상
비교예1	0	양호	양호	198	21.1	균일
비교예2	2.52	크랙발생	크랙발생	231	17.5	균일
실시예1	0.51	양호	양호	203	20.8	균일
실시예2	1.02	양호	양호	215	19.3	균일
실시예3	1.46	양호	양호	218	19.2	균일
실시예4	1.98	양호	양호	224	19.2	균일

열연강판 내 Cu함량이 0 ~ 2%인 경우(비교예1, 실시예1 내지 실시예4) 열간압연 후에 소재의 표면 및 에지부 품질상태가 양호하게 관찰되었으며, 상소둔 이후에도 약 200Hv의 양호한 경도와 18% 이상의 연신율의 확보가 가능한 것을 확인하였다.

반면 Cu함량이 2.5% 이상인 경우(비교예2)는 열간압연 이후 소재의 표면 및 에지부에 다량의 크랙이 발생되는 것이 확인되며, 이는 다량의 Cu첨가에 따른 열간가공성의 열위에 기인하는 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 상소둔 이후에도 연신율이 18% 미만으로 평가되었으며, 이는 열간압연시 도입되는 표면 크랙에 기인하는 것으로 판단된다. 이상의 결과를 바탕으로 양호한 가공성 확보를 위해서는 Cu함량이 2% 이하로 제한되어야 하는 것을 알 수 있다.

Cu함량이 0 ~ 2.0% 첨가된 상소둔재를 이용하여 탄화물 조직관찰을 행하였으며, 그 대표적인 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3은 Cu첨가강과 Cu미첨가강을 이용하여 상소둔을 완료한 소재의 미세조직 사진을 나타내는 결과로써 도 3의 (a)는 Cu가 첨가되지 않은 비교예1에 대한 미세조직 사진이며, 도 3의 (b)는 Cu가 약 2% 첨가된 실시예4에 대한 미세조직사진을 나타내었다.

미세조직 관찰 결과 Cu가 첨가되지 않은 도 3의 (a) 대비 Cu가 첨가된 도 3의 (b) 조직내에 분포하는 크롬탄화물의 개수가 상대적으로 많은 것을 알 수 있다.

이러한 Cu함량에 따른 크롬탄화물의 밀도 변화를 정량적으로 분석하기 위하여 두께 3mm 소재를 수차례 냉연 및 소둔 작업을 진행하여 0.2mm로 압연한 후 소재 전 두께에 대한 크롬탄화물 평가를 진행하였고 그 결과를 도 4에 나타내었다.

평가결과 Cu함량이 0 ~ 0.5%의 경우 크롬탄화물의 개수가 약 60 ~ 70개/100㎛² 인 반면에, 0.5% 이상의 Cu를 함유한 경우 크롬탄화물 개수가 기존 대비 약 20% 이상 증가한 90 ~ 100개/100㎛² 의 탄화물 분포를 나타내는 것이 확인되었다.

이러한 결과는 상술한 것과 같이 초기 500 ~ 600℃의 온도에서 제 1 균열과정에서 형성되는 Cu석출물의 영향에 기인하는 것으로써 크롬탄화물 대비 우선 석출 성장한 Cu석출물이 크롬탄화물의 석출기점으로 작용하여 미세한 탄화물을 균일하게 석출시킨 결과로 판단된다.

이상의 결과로부터 본 발명에 따른 중량%로, C: 0.60 ~ 0.70%, N: 0.03 ~ 0.06%, Si: 0.1 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 1.0%, Cr: 12 ~ 14% 및 Cu: 0.5 ~ 2%를 함유하고 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 마르텐사이트계 스테인리스강에 대하여 본 발명에서 제시한 조건의 상소둔을 적용시킬 경우 조직내에 80개/100㎛² 이상의 크롬탄화물이 분포하며, 연신율이 18% 이상이 되는 고경도 및 내식성과 가공성이 우수한 도물용 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조가 가능함을 알 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

Claims (9)

1. 중량%로, C: 0.60 ~ 0.70%, Cu: 0.5 ~ 2%, N: 0.03 ~ 0.06%, Si: 0.1 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 1.0%, Cr: 12 ~ 14%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하는 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직 내에 80개/100㎛² 이상의 크롬탄화물이 분포하는 마르텐사이트계 스테인리스강.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 마르텐사이트계 스테인리스강은 연신율이 18% 이상인 마르텐사이트계 스테인리스강.
   
4. 중량%로, C: 0.60 ~ 0.70%, Cu: 0.5 ~ 2%, N: 0.03 ~ 0.06%, Si: 0.1 ~ 0.6%, Mn: 0.5 ~ 1.0%, Cr: 12 ~ 14%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하는 스테인리스 용강을 주조하고 열간압연 한 다음 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직 내에 80개/100㎛² 이상의 크롬탄화물이 분포되도록 열처리를 실시하되,
   상기 열처리는 500 ~ 600℃에서 5 ~ 15시간 동안 지속하여 상기 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직내에 Cu석출물을 균일하게 분포시키는 제 1 균열과정과, 800 ~ 900℃에서 15 ~ 25시간 동안 지속하여 상기 마르텐사이트계 스테인리스강의 조직내에 크롬탄화물을 균일하게 분포시키는 제 2 균열과정, 및 600 ~ 750℃에서 5 ~ 15시간 동안 지속하여 상기 크롬탄화물의 미세 입자를 구상화시키는 제 3 균열과정을 포함하는 마르텐사이트계 스테인리스강 제조방법.
   
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9. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 1 균열과정 이후에 상기 제 2 균열과정에 이르기까지 40 ~ 200℃/h의 속도로 승온시키는 승온과정과,
   상기 제 2 균열과정 이후에 상기 제 3 균열과정에 이르기까지 10℃/h 이상의 속도로 냉각시키는 냉각과정과,
   상기 제 3 균열과정 이후에 공냉과정이 더 진행되는 마르텐사이트계 스테인리스강 제조방법.
   

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