KR0144598B1 - The making method and same product of duplex stainless steel with resistance and antibrittleness - Google Patents
The making method and same product of duplex stainless steel with resistance and antibrittlenessInfo
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Abstract
본 발명은 국부부식 저항성 및 내취화성이 향상된 이상 스테인레스강 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명 국부부식 저항성 및 내취화성이 향상되고 초내식성 및 고강도를 지닌 텅스텐 함유이상 스테인레스강(duplex stainless steel) 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 이상 스테인레스강은 Fe 59.65 내지 65.8wt%, Cr 24.0 내지 27.0wt%, Ni 6.5 내지 7.5wt%, Mo 1.0 내지 1.9wt%, W 2.5 내지 3.5wt%, N 0.2 내지 0.35wt%, Si 0.5wt% 이하, Mn 0.5wt% 이하, C 0.03wt% 이하, P 0.02wt% 이하 및 S 0.004wt% 이하로 구성되고, Mo 및 W은 중량비로 1:2 인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 이상 스테인레스강 제조방법은 전기한 금속 조성물을 2000℃ 내지 2300℃에서 진공유도용해하는 공정; 전기 공정으로 부터 수득한 진공유도용해된 조성물을 1,190 내지 1,210℃에서 110분 내지 130분간 균질화처리하고, 전기 균질화처리 온도에서 시작하여 950℃이하로 떨어지기 전에 수행되는 열간압연하는 공정; 및, 전기 공정으로 부터 수득한 열간압연처리된 조성물을 1,040 내지 1,060℃에서 110분 내지 130분간 용체화처리하고 상온에서 냉각압연하고, 1,040 내지 1,060℃에서 110분 내지 130분간 다시 용체화처리하고 물에서 급냉시키는 공정을 포함한다.The present invention relates to an ideal stainless steel with improved local corrosion resistance and embrittlement resistance and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a tungsten-containing duplex stainless steel having a local corrosion resistance and embrittlement resistance and having super corrosion resistance and high strength and a method of manufacturing the same. Ideal stainless steel of the present invention is Fe 59.65 to 65.8wt%, Cr 24.0 to 27.0wt%, Ni 6.5 to 7.5wt%, Mo 1.0 to 1.9wt%, W 2.5 to 3.5wt%, N 0.2 to 0.35wt%, Si 0.5 wt% or less, Mn 0.5 wt% or less, C 0.03 wt% or less, P 0.02 wt% or less, and S 0.004 wt% or less, and Mo and W are characterized in that 1: 2 by weight ratio. In addition, the method for producing an abnormal stainless steel of the present invention comprises the steps of vacuum-induced dissolution of the aforementioned metal composition at 2000 ℃ to 2300 ℃; A process of homogenizing the vacuum-induced dissolved composition obtained from the electrical process at 1,190 to 1,210 ° C. for 110 minutes to 130 minutes, starting at the temperature of the electric homogenization temperature before falling below 950 ° C .; And, the hot-rolled composition obtained from the electrical process is solvated at 110 to 130 minutes at 1,040 to 1,060 ℃, cold-rolled at room temperature, the solution is further solution solution to 110 minutes to 130 minutes at 1,040 to 1,060 ℃ and water And quenching in the process.
Description
제1도는 본 발명의 이상 스테인레스강 및 종래기술에 따른 이상 스레인레스강에 대한 전류빌도에 따른 핏팅전위를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the fitting potential according to the current bill for the abnormal stainless steel and the abnormal strain steel according to the prior art of the present invention.
제2(a)도 내지 제2(c)도는 본 발명의 이상 스테인레스강 및 종래기술에 따른 이상 스테인레스강에 대한 인장응력에 따른 연신율을 나타낸 그래프이다.2 (a) to 2 (c) is a graph showing the elongation according to the tensile stress for the abnormal stainless steel of the present invention and the abnormal stainless steel according to the prior art.
제3도는 본 발명의 이상 스테인레스강 및 종래기술에 따른 이상 스테인레스강에 대한 시효처리 시간에 따른 충격에너지를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the impact energy according to the aging treatment time for the abnormal stainless steel of the present invention and the abnormal stainless steel according to the prior art.
본 발명의 국부구식 저항성 및 내취화성이 향상된 이상 스테인레스강 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 국부부식 저항성 및 내취화성이 향상되고 초내식성 및 고강도를 지닌 텅스텐 함유 이상 스테인레스강(duplex stainles s steel) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ideal stainless steel with improved localized resistance and embrittlement resistance, and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to tungsten-containing duplex stainles s steels having improved local corrosion resistance and embrittlement resistance, and having super corrosion resistance and high strength, and a method of manufacturing the same.
스테인레스강은 내부식성이 우수하여 다양한 분야에 사용되고 있으며, 이러한 스테인레스강은 스테인레스강의 결정구조에 따라 크게 오스테나이트(austenite) 스테인레스강과 페라이트(ferrite) 스테인레스강으로 분류된다.Stainless steel is used in various fields due to its excellent corrosion resistance. Such stainless steel is classified into austenite stainless steel and ferrite stainless steel according to the crystal structure of stainless steel.
이중에서도 일반적으로 가장 널리 사용되는 오스테나이트 스테인레스강은 면심입방 구조(face-centered cubic structure)의 오스테나이트상을 지니며 연성(ductility)과 인성(toughness)이 우수하고 용접성이 뛰어난 반면에, 항복강도가 낮고 염소 분위기하에서의 핏팅부식(pitting corrosion) 저항성 및 응력부식(stress corrosion) 저항성이 페라이트 스테인레스강에 비하여 상대적으로 낮다는 단점을 지니고 있다.Of these, the most widely used austenitic stainless steels have an austenitic phase with a face-centered cubic structure, which has good ductility, toughness and weldability, while yield strength. It has the disadvantage of low pitting corrosion resistance and stress corrosion resistance in comparison with ferritic stainless steel under chlorine atmosphere.
전기한 오스테나이트상이 지닌 염소 분위기하에서의 낮은 핏팅부식저항성 및 응력부식 저항성을 해결하기 위하여, 부이(N. Bui) 등은 오스테나이트 스테인레스강에 포함된 Mo의 일부를 W으로 대체하여 핏팅부식 저항성이 향상된 오스테나이트 스테인레스강을 개시한 바 있다[참조: N. Bui et al, Corrosion, 39:491(1983)].In order to solve the low pitting corrosion resistance and stress corrosion resistance in the chlorine atmosphere of the austenitic phase described above, N. Bui et al. Replaced the part of Mo contained in the austenitic stainless steel with W to improve the fitting corrosion resistance. Austenitic stainless steels have been disclosed (N. Bui et al, Corrosion, 39: 491 (1983)).
그러나, 전기한 종래기술에 따른 오스테나이트 스테인레스강은 항복강도가 낮고 극심한 부식 분위기하에서의 구조용 재로로 사용하기에는 낮은 내부식성을 지니고 있다는 한계를 지니고 있었다.However, the austenitic stainless steel according to the prior art had a low yield strength and had a low corrosion resistance to use as a structural material in an extreme corrosion atmosphere.
한편, 페라이트 스테인레스강은 체심입방 구조(body-centered cubic struct ure)의 페라이트상을 지니며 항복강도가 높고 오스테나이트 스테인레스강에 비하여 월등히 우수한 핏팅부식 저항성 및 응력부식 저항성을 지니지만, 인성과 연성이 낮으며 용접성이 떨어진다는 단점을 가지고 있었다.On the other hand, ferritic stainless steel has a ferritic phase of body-centered cubic structure, high yield strength and superior fitting corrosion resistance and stress corrosion resistance compared to austenitic stainless steel, but toughness and ductility It had a disadvantage of low weldability.
최근에 고강도와 고내식성이 요구되는 화학공정 설비, 석유 및 천연가스 시추설비 등의 수요가 증대됨에 따라, 전기한 오스테나이트 스테인레스강 및 페라이트 스테인레스강의 단점을 극복할 수 있는 이상 스테일레스강의 개발이 진행되어 왔다.Recently, as demand for chemical process equipment and oil and natural gas drilling facilities that require high strength and high corrosion resistance increases, development of stainless steel is in progress as long as it can overcome the disadvantages of the aforementioned austenitic stainless steel and ferritic stainless steel. Has been.
전기한 이상 스테인레스강은 약 50:50%의 오스테나이트 및 페라이트의 두 상으로 이루어진 강으로서, 이러한 이상 스테인레스강은 각각의 단일상으로 이루어진 스테인레스강이 지닌 장점을 동시에 지녀 부식 분위기에서 사용될 수 있는 적합한 재료로 주목을 받고 있으며, 현재에는 전 세계의 주요 철강회사에 의해 연구가 활발히 진행되고 있고, 다양한 종류의 상용제품이 시판되고 있다. 즉, 전기한 이상 스테인레스강은 페라이트상에 의해 304 또는 316 스테인레스강과 같은 오스테나이트 스테인레스강에 비하여 약 2배 이상의 높은 항복강도를 지니는 동시에 염소 분위기하에서의 우수한 핏팅부식 및 응력부식 저항성을 지니며, 오스테나이트상에 의해 페라이트 스테인레스강에 비하여 우수한 연성, 인성, 가공성 및 용접성 등을 지니게 되는데, 전기한 이상 스테인레스강과 관련된 종래기술에 대하여는 다음과 같은 문헌에 개시되어 있다:The above ideal stainless steel is a steel composed of about 50: 50% of austenite and ferrite in two phases. The ideal stainless steel has the advantages of each single phase stainless steel and can be used in a corrosive atmosphere. It is attracting attention as a material and is currently being actively researched by major steel companies around the world, and various kinds of commercial products are commercially available. That is, the above ideal stainless steel has a higher yield strength of about 2 times higher than that of austenitic stainless steel such as 304 or 316 stainless steel by ferritic phase, and has excellent fitting corrosion resistance and stress corrosion resistance under chlorine atmosphere. The phases have superior ductility, toughness, processability and weldability compared to ferritic stainless steels, and the related arts related to the above ideal stainless steels are disclosed in the following documents:
미합중국 특허 USP 4,765,953호에는 고내식성과 우수한 구조 안정성을 지니도록 다량의 질소(N)가 함유된 이상 스테인레스강에 대하여 개시되어 있다.US Pat. No. 4,765,953 discloses an ideal stainless steel containing a large amount of nitrogen (N) to have high corrosion resistance and good structural stability.
또한, 일본국 특허공고 소 5-132741호에는 우수한 내식성과 고강도를 지닌 이상 스테인레스강에 대하여 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Publication No. 5-132741 discloses an ideal stainless steel having excellent corrosion resistance and high strength.
일반적으로, 기본적인 이상 스테인레스강의 화학조성은 오스테나이트 함량이 50% 정도가 되도록 조절하지만, 전기한 종래기술을 포함한 최근의 이상 스테인레스강은 용접성 등을 고려하여 오스테나이트 함량을 약 60% 정도가 되도록 조성하고 열처리 조건을 설정하고 있다. 전기한 종래의 이상 스테인레스강의 대표적인 조성은 Fe를 주재로 하고, 20 내지 27wt%의 Cr, 4 내지 7wt%의 Ni, 1.5 내지 4.5wt%의 Mo 및 0.1 내지 0.35wt%의 N이 함유되며, Si, Cu, Mn 및 Al 등이 소량 첨가된다.In general, the chemical composition of the basic abnormal stainless steel is adjusted to have an austenite content of about 50%, but the recent abnormal stainless steel including the prior art is about 60% of the austenite content in consideration of weldability. And heat treatment conditions are set. Representative compositions of the above conventional stainless steels are based on Fe, containing 20 to 27 wt% Cr, 4 to 7 wt% Ni, 1.5 to 4.5 wt% Mo, and 0.1 to 0.35 wt% N, and Si , Cu, Mn, Al and the like are added in small amounts.
전기한 이상 스테인레스강은 일반적인 304 또는 316계열의 스테인레스강에 비하여 Cr 및 Mo의 첨가량이 상당히 증가되며, 크롬 탄화물의 생성을 억제하기 위하여 C의 함량을 0.03% 이하로 제한하고, 오스테나이트상의 국부부식 및 응력부식 저항성과 기계적 성질을 향상시키기 위하여 상당량의 N을 첨가시켜 형성되며, 이상 스테인레스강에 포함된 Mo은 국부부식 및 응력부식 저항성을 증대시키는데 크게 기여하는 원소로 알려져 있다.Above-mentioned stainless steel is significantly increased in the amount of Cr and Mo added compared to the general 304 or 316 stainless steel, limiting the C content to 0.03% or less in order to suppress the formation of chromium carbide, local corrosion of austenite And it is formed by adding a considerable amount of N in order to improve the stress corrosion resistance and mechanical properties, Mo contained in the above stainless steel is known as an element that greatly contributes to increase the local corrosion and stress corrosion resistance.
그러나, 종래의 이상 스테인레스강은 600 내지 950℃의 온도에서 이사 스테인레스강 내에 매우 취약한 화합물인 시그마상(σ phase)이 석출되어 특정온도에서 열처리시 취화가 매우 쉽게 발생한다는 문제점을 지니고 있었다. 특히, 최근에는 보다 극심한 부식 분위기하에서 견딜 수 있는 이상 스테인레스강을 얻기 위하여 Cr 및 Mo의 첨가량을 증가시키는 추세에 있으나, 오스테나이트/페라이트 경계면이나 페라이트/페라이트 경계면에서 주로 석출되어 성장하는 시그마상에는 Cr 및 Mo 등이 비교적 다량 함유되어 있으므로, 시그마상의 석출에 의해 전기한 이상 스테인레스강은 내부식성에도 악영향이 발생하는 것으로 알려져 있다[참조: Y. Maehara et al, Metal Science, 17:541(1983)].However, the conventional abnormal stainless steel had a problem that the sigma phase (σ phase), which is a very weak compound, was precipitated in the moving stainless steel at a temperature of 600 to 950 ° C., so that embrittlement occurred very easily during heat treatment at a specific temperature. In particular, in recent years, the amount of Cr and Mo is increasing in order to obtain an ideal stainless steel that can withstand a more severe corrosion atmosphere. Since a relatively large amount of Mo or the like is contained, it is known that abnormal stainless steels, which have been electrically transmitted by sigma phase precipitation, also adversely affect corrosion resistance (Y. Maehara et al, Metal Science, 17: 541 (1983)).
또한, 전기한 이상 스테인레스상의 페라이트 안정화 원소로 작용하는 Cr, Mo 및 Si 등이 시그마상 형성을 촉진시키는 것으로 알려져 있어 Cr 및 Mo의 함유량이 증가하는 방향으로 이상 스테인레스강의 개발이 이루어짐에 따라 시그마상의 석출문제는 더욱 심각해지고, 전기한 구성원소중에서도 Mo이 시그마상의 형성을 가장 촉진시키며, 전기한 시그마상은 이상 스테인레스강의 기지 내에 약 1% 정도만 석출되어도 상온에서의 충격인성을 용체화처리 상태의 50% 수준까지 저하시키는 것으로 알려져 있다[참조: L.A. Norstrom et al. Z. Werkstofftech, 12:229(1981)].In addition, Cr, Mo, and Si, which act as ferrite stabilizing elements of the above abnormal stainless phase, are known to promote sigma phase formation. As the development of the abnormal stainless steel in the direction of increasing Cr and Mo contents, sigma phase precipitation The problem becomes more serious, and Mo promotes the formation of the sigma phase most of the above-mentioned members, and the aforementioned sigma phase is about 50% of the solution toughening state at room temperature even when only about 1% is deposited in the base of the abnormal stainless steel. Known to degrade to [LA: LA] Norstrom et al. Z. Werkstofftech, 12: 229 (1981).
따라서, 전기한 종래의 이상 스테인레스강은 고강도와 고내식성이 요구되는 화학공정 설비, 석유 및 천연가스 시추설비 등의 구조재료로 효과적으로 사용될 수 없으며, 최근 에너지 소비의 급격한 증대에 따라 수요가 증대되고 있는 도시 쓰레기 소각로, 각종 발전소 및 석유화학관련 산업설비의 구조용 재로로서는 사용될 수 없다는 문제점을 지니고 있었다. 즉, 에너지 및 환경설비 산업에 사용되는 대부분의 재료는 소위 사우어 가스(sour gas) 분위기라 일컬어지는 CO2, H2S 및 CI2의 혼합가스 분위기에 매우 극심한 부식성 분위기에 노출되어 핏팅부식 및 응력부식 저항성에 대한 요구가 더욱 절실한 실정으로, 전기한 종래의 이상 스테인레스강은 이러한 부식성 분위기에서는 사용될 수 없다는 한계를 지니고 있었다.Therefore, the above-mentioned conventional abnormal stainless steel cannot be effectively used as structural materials such as chemical process equipment, petroleum and natural gas drilling equipment which require high strength and high corrosion resistance, and the demand is increasing due to the rapid increase in energy consumption. It had a problem that it could not be used as a structural ash for urban waste incinerators, various power plants and petrochemical-related industrial facilities. That is, most of the materials used in the energy and environmental facilities industry are exposed to a very corrosive atmosphere in the mixed gas atmosphere of CO 2 , H 2 S and CI 2 , so-called sour gas atmospheres, so that they are not suitable for corrosion and stress. As the demand for corrosion resistance is more urgent, the above-mentioned conventional abnormal stainless steel has a limitation that it cannot be used in such a corrosive atmosphere.
한편, 전기한 이상 스테인레스강이 지닌 문제점을 해결하기 위하여 이상 스테인레스강의 제조시 이상 스테인레스 조성물을 1000℃ 이상의 용체화처리 온도에서 열처리한 다음, 시그마상이 급속히 석출되는 700 내지 900℃의 온도구간을 ㅓ신속한 냉각속도로 지나치도록 하는 방법이 일부에서 사용되어 왔으나, 전기한 방법으로는 비교적 용량이 큰 대형 주조물이나 두께가 두꺼운 판재를 제조할 경우 재료의 내부까지 전기한 열처리 조건을 만족시킬 수 없으므로, 재료 내부에서 발생되는 시그마상의 형성을 피할 수 없다는 문제점을 지니고 있었다.On the other hand, in order to solve the problem of the above-mentioned abnormal stainless steel, during the manufacturing of the abnormal stainless steel heat treatment at a solution treatment temperature of 1000 ℃ or more, and then rapidly rapid temperature range of 700 to 900 ℃ sigma phase is rapidly precipitated Although some methods have been used to pass the cooling rate, some of the above-mentioned methods can not satisfy the heat treatment conditions described above to the inside of the material when manufacturing large castings or thick plates with relatively large capacities. There was a problem in that the formation of sigma phase that can not be avoided.
결국, 볼 발명은 전기한 종래기술의 이상 스테인레스강이 지닌 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주된 목저근 국부부식 저향성이 우수하고, 시그마상의 형성에 의한 취성을 크게 지연시킴으로써, 내취화성을 향상시킨 이상 스테인레스강을 제공함에 있다.As a result, the ball invention is intended to solve the problems of the above-described conventional stainless steels, and is excellent in the main root root corrosion resistance of the present invention, and greatly delays brittleness due to the formation of a sigma phase, resulting in embrittlement resistance. An improved stainless steel is to provide.
본 발명의 또 다른 목적은 전기한 이상 스테인레스강을 간단하면서도 경제적으로 제조할 수 있는 제조방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a manufacturing method capable of producing a simple stainless steel as described above simply and economically.
본 발명의 이상 스테인레스강은, Fe 59.65 내지 65.8wt%, Cr 24.0 내지 27.0wt%, Ni 6.5 내지 7.5wt%, Mo 1.0 내지 1.9wt%, W 2.5 내지 3.5wt%, N 0.2 내지 0.35wt%, Si 0.5wt% 이하, Mn 0.5wt% 이하, C 0.03wt% 이하, P 0.02wt% 이하 및 S 0.004wt% 이하로 구성된다.Ideal stainless steel of the present invention, Fe 59.65 to 65.8wt%, Cr 24.0 to 27.0wt%, Ni 6.5 to 7.5wt%, Mo 1.0 to 1.9wt%, W 2.5 to 3.5wt%, N 0.2 to 0.35wt%, Si 0.5 wt% or less, Mn 0.5 wt% or less, C 0.03 wt% or less, P 0.02 wt% or less, and S 0.004 wt% or less.
이때, 바람직하게는, Mo 및 W이 중량비로 1:2(원자분율로는 약 1:1)일 때, 전기한 두 원소의 상호작용에 의해 국부부식 저항성 및 내취화성이 보다 우수한 이상 스테인레스강을 얻을 수 있다.At this time, preferably, when Mo and W is 1: 2 (about 1: 1 by atomic fraction) by weight ratio, the above-described stainless steels having better local corrosion resistance and embrittlement resistance are formed by the interaction of the two elements described above. You can get it.
상기한 본 발명의 이상 스테인레스강 조성에서, Cr, Mo 및 W의 함량이 전기한 조성비보다 큰 경우에는 시그마상의 석출이 촉진되며, Mo 및 W의 함량이 전기한 조성비보다 큰 경우에는 시그마상의 석출이 촉진될 뿐만 아니라, 용체화처리에 필요한 온도가 상승되고 합금 내의 페라이트 양이 증가하므로 용접성 등이 나빠지게 된다. 한편, Mo 및 W의 함량이 전기한 조성비보다 작은 경우에는 이상 스테인레스강의 국부부식 및 응력부식 저항성이 저하된다. 또한, N의 함량이 전기한 조성비보다 낮은 경우에는 이상 스테인레스강의 기계적 성질이 저하된다. 한편, Si의 함량은 불순물의 제거의 역할을 하는데 있어서 최대치이며, Mn의 함량이 전기한 조성비보다 큰 경우에는 내식성이 나빠지게 된다. 또한, C의 함량이 전기한 조성비보다 큰 경우에는 크롬탄화물이 생성되며, P과 S은 스테인레스강의 제조에 있어서 일반적으로 포함되는 불순물로서, 전기한 조성비는 의미가 없는 것이다.In the above-described stainless steel composition of the present invention, when the content of Cr, Mo, and W is greater than the composition ratio described above, the sigma phase is promoted, and when the content of Mo and W is greater than the composition ratio, the sigma phase is precipitated. Not only is it accelerated, but also the temperature required for the solution treatment is increased and the amount of ferrite in the alloy is increased, so that the weldability and the like become worse. On the other hand, when the content of Mo and W is smaller than the aforementioned composition ratio, local and stress corrosion resistance of the abnormal stainless steel is lowered. In addition, when the content of N is lower than the aforementioned composition ratio, the mechanical properties of the abnormal stainless steel are lowered. On the other hand, the content of Si is the maximum in the role of removing impurities, corrosion resistance is worse when the content of Mn is greater than the above composition ratio. In addition, when the content of C is larger than the above-mentioned composition ratio, chromium carbide is produced, and P and S are impurities generally included in the production of stainless steel, and the above-mentioned composition ratio is meaningless.
즉, 본 발명에 이상 스테인레스강의 조성을 상기와 같이 한정한 것은 내식성이 증진시킴과 동시에 시그마 상의 형성에 의한 취성을 지연시켜 내취화성을 향상시키기 위함이다.That is, the composition of the abnormal stainless steel is limited in the present invention as described above to improve the corrosion resistance and at the same time delay the brittleness by the formation of the sigma phase to improve the embrittlement resistance.
한편, 본 발명의 이상 스테인레스강의 제조방법은,On the other hand, the manufacturing method of the abnormal stainless steel of the present invention,
Fe 59.65 내지 65.8wt%, Cr 24.0 내지 27.0wt%, Ni 6.5 내지 7.5wt%, Mo 1.0 내지 1.9wt%, W 2.5 내지 3.5wt%, N 0.2 내지 0.35wt%, Si 0.5wt% 이하, Mn 0.5wt% 이하, C 0.03wt% 이하, P 0.02wt% 이하 및 S 0.004wt% 이하로 구성되고, Mo 및 W은 중량비로 1:2인 것을 특징으로 하는 금속 조성물을 2000℃ 내지 2300℃에서 진공유도용해하는 공정; 전기 공정으로 부터 수득한 진공유도용해된 조성물을 1,190 내지 1,210℃에서 110분 내지 130분간 균질화처리하고, 전기 균질화처리 온도에서 시작하여 950℃이하로 떨어지기 전에 열간압연하는 공정; 및, 전기 공정으로 부터 수득한 열간압연처리된 조성물을 1,040 내지 1,060℃에서 110분 내지 130분간 용체화처리하고 상온에서 냉각압연하고 1,040 내지 1,060℃에서 110분 내지 130분간 다시 용체화처리하고 물에서 급냉시키는 공정을 포함한다.Fe 59.65 to 65.8 wt%, Cr 24.0 to 27.0 wt%, Ni 6.5 to 7.5 wt%, Mo 1.0 to 1.9 wt%, W 2.5 to 3.5 wt%, N 0.2 to 0.35 wt%, Si 0.5 wt% or less, Mn 0.5 The metal composition is composed of wt% or less, C 0.03wt% or less, P 0.02wt% or less and S 0.004wt% or less, and Mo and W are in a weight ratio of 1: 2 in a vacuum composition at 2000 ° C to 2300 ° C. Melting process; Homogenizing the vacuum-induced dissolved composition obtained from the electrical process at 1,190 to 1,210 ° C. for 110 minutes to 130 minutes, and hot rolling before starting at the electric homogenization temperature and falling below 950 ° C .; And, the hot-rolled composition obtained from the electrical process is solvated 110 minutes to 130 minutes at 1,040 to 1,060 ℃, cold-rolled at room temperature, and again solution solution to 110 minutes to 130 minutes at 1,040 to 1,060 ℃ and in water Quenching.
전기한 본 발명의 이상 스테인레스강의 제조방법에 있어서, 진공유도 용해공정의 온도는 상기한 본 발명의 이상 스테인레스강 조성 금속원소의 용융온도를 고려하여 결정된 것이며, 균질화처리 온도는 상기한 본 발명의 이상 스테인레스강 조성 금속원소가 용융되지 않는 최대의 온도로서, 온도가 높을수록 금속원자의 확산이 빨라지므로 균질화처리 온도는 금속이 용융되지 않는 한 높을수록 유리하다. 한편, 열간압연공정은 950℃이하로 떨어지기 전에 수행되어야 하는데, 이는 950℃이하에서는 유해한 이차 금속간화합물의 생성이 용이해지기 때문이다. 또한, 용체화처리 온도가 상기한 온도보다 큰 경우에는, 페라이트상의 양이 증가되고 특정원소의 국부화가 심화되어 내식성이나 기계적 성질의 측면에서 바람직하지 못하며, 용체화처리 온도가 상기한 온도보다 작은 경우에는 시그마상이 석출되기 쉽다.In the above-described manufacturing method of the abnormal stainless steel of the present invention, the temperature of the vacuum induction melting process is determined in consideration of the melting temperature of the abnormal stainless steel composition metal element of the present invention described above, and the homogenization treatment temperature is the ideal of the above-described present invention. As the maximum temperature at which the stainless steel composition metal element does not melt, the higher the temperature, the faster the diffusion of the metal atoms, the higher the homogenization treatment temperature is, unless the metal is melted. On the other hand, the hot rolling process should be carried out before falling below 950 ° C, since it is easy to produce harmful secondary intermetallic compounds below 950 ° C. In addition, when the solution treatment temperature is larger than the above-mentioned temperature, the amount of ferrite phase is increased and localization of specific elements is intensified, which is undesirable in terms of corrosion resistance or mechanical properties, and the solution treatment temperature is smaller than the above-mentioned temperature. The sigma image is easy to precipitate.
상기한 본 발명의 이상 스테인레스강은 종래의 W이 첨가되지 않은 이상 스테인레스강에 비하여 염화물 분위기하에서 높은 핏팅부식 저항성을 지니므로 보다 극심한 국부부식 분위기하에서도 합금의 부식손상없이 장시간 사용이 가능하여 에너지 및 환경설비 구조재료로서 적합하고, 본 발명의 이상 스테인레스강은 시그마상의 형성속도가 종래의 이상 스테인레스강보다 현저히 느려 대형 주조물 및 파이프 등의 제조 후 냉각과정에서 시그마상의 형성으로 인한 취화 경향이 줄어들기 때문에 종래의 이상 스테인레스강으로는 제조가 어려운 대형 주조물 및 두꺼운 파이프의 제조가 가능하다. 또한, 본 발명의 이상 스테인레스강은 시그마상의 형성속도가 느리고 적정량의 Mo 및 W의 첨가로 인하여 보다 많은 오스테나이트상을 지니기 때문에 용접시 열 영향부에서의 시그마상의 생성 및 크롬질화물 생성에 의한 취화발생의 우력가 적다.The abnormal stainless steel of the present invention has a high fit corrosion resistance in chloride atmosphere compared to the stainless steel without the addition of conventional W, so that it can be used for a long time without corrosion damage of the alloy even in a more severe local corrosion atmosphere. It is suitable as a structural material for environmental facilities, and the ideal stainless steel of the present invention is significantly slower than the conventional ideal stainless steel, so that the tendency of embrittlement due to the formation of sigma phase in the cooling process after the manufacture of large castings and pipes is reduced. It is possible to produce large castings and thick pipes that are difficult to manufacture with conventional abnormal stainless steels. In addition, the abnormal stainless steel of the present invention has a slower formation rate of sigma phase and has more austenite phase due to the addition of an appropriate amount of Mo and W, so that embrittlement occurs due to the formation of sigma phase and chromium nitride in the heat affected zone during welding. Less power
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명의 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only intended to describe the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples according to the gist of the present invention.
[실시예1 내지 2][Examples 1 to 2]
하기 표1의 조성에 따라, 금속 조성물을 2200℃에서 진공유도용해하여 25㎏의 잉곳(ingot)으로 제조하였다. 용해된 잉곳을 1200℃에서 2시간 동안 균질화처리하고 온도가 950℃이하로 떨어지기 전에 12㎜까지 열간압연한 다음, 1,050℃에서 2시간 동안 용체화 처리하고 다시 3㎜까지 상온에서 냉각압연하여 1050℃에서 2시간 동안 다시 용체화처리한 후 물에 급냉하여 본 발명의 이상 스테인레스강을 제조하였다.According to the composition of Table 1 below, the metal composition was vacuum inductively dissolved at 2200 ° C. to prepare a 25 kg ingot. The molten ingot was homogenized at 1200 ° C. for 2 hours, hot rolled to 12 mm before the temperature dropped below 950 ° C., then solution-treated at 1,050 ° C. for 2 hours, and then cold rolled to 3 mm at room temperature to 1050. After solution treatment for 2 hours at ° C. and then quenched in water to prepare an ideal stainless steel of the present invention.
[비교예 1]Comparative Example 1
하기 표1의 조서에 따라 상용이 2507 스테인레스강과 유사한 금속 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 전기 실시예1 내지 2와 동일하게 실시하여 이상 스테인레스강을 제조하였다.Except for using a metal composition similar to 2507 stainless steel commercially in accordance with the following Table 1, the above-described stainless steels were prepared in the same manner as in Examples 1-2.
[이상 스테인레스강의 성능평가][Performance Evaluation of Abnormal Stainless Steel]
(1)핏팅부식 저항성:(1) Fitting corrosion resistance:
상기 실시예1 내지 2와 비교예 1에서 제조된 이상 스테인레스강을 탈기 분위기하에서 80℃의 4M NaCl 용액에서 0.5㎷의 주사속도로 양극분극시험(anodic polariza ion test)를 실시하였으며, 전류밀도(current density)에 따른 핏팅전위(pitting poten tial)에 대한 결과를 제1도에 나타내었다. 제1도에서, 일점쇄선()은 실시예 1의 이상 스테인레스강에 대한 핏팅전위 곡선이고, 점선(-------)은 실시예 2의 이상 스테인레스강에 대한 핏팅전위 곡선이며, 실선()은 비교예 1의 이상 스테인레스강에 대한 핏팅전위 곡선이다.The ideal stainless steels prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 were subjected to an anodic polariza ion test at a scanning speed of 0.5 Pa in a 4M NaCl solution at 80 ° C. under a degassing atmosphere, and a current density (current The results of the fitting poten tial according to the density are shown in FIG. In FIG. 1, the dashed dashed line ( ) Is the fitting potential curve for the ideal stainless steel of Example 1, the dashed line (-------) is the fitting potential curve for the ideal stainless steel of Example 2, ) Is a fitting potential curve for the ideal stainless steel of Comparative Example 1.
제1도에서 보듯이, Mo 및 W이 중량비로 1:2로 함유된 실시예 1의 이상 스테인레스강의 핏팅전위는 758㎷(SCE)로 가장 높은 핏팅부식 저항성을 나타내었으며, 비교예 1의 이상 스테인레스강에 대한 핏팅전위는 515㎷(SCE)로 가장 낮은 핏팅부식 저항성을 나타내었다. 따라서, 본 발명의 이상 스테인레스강은 종래의 이상 스테인레스강에 비하여 우수한 핏팅부식 저항성을 지니고 있음을 알 수 있었다.As shown in FIG. 1, the fitting potential of the ideal stainless steel of Example 1 containing Mo and W in a weight ratio of 1: 2 was 758 ㎷ (SCE), showing the highest fitting corrosion resistance, and the ideal stainless steel of Comparative Example 1 The fitting potential for steel was 515 ㎷ (SCE), the lowest fitting corrosion resistance. Therefore, it was found that the abnormal stainless steel of the present invention has superior fitting corrosion resistance as compared with the conventional abnormal stainless steel.
(2)내취화성:(2) embrittlement resistance:
상기 실시예 1 내지 2와 비교예 1에서 제조된 이상 스테인레스강에 대하여 고온 노출시 시그마상 형성에 따른 취화특성을 평가하기 위하여 850℃에서 각각 0, 0.5, 1 및 10시간 동안 시효처리(aging)한 다음, 인장시험을 실시하였다. 이와 같이 850℃의 온도에서 시효처리를 한 것은 전기한 온도에서 시그마상의 형성속도가 가장 빠른 것으로 알려져 있기 때문이다. 인장응력에 따른 연신율(elongation)에 대한 결과를 제2(a)도 내지 제2(c)도에 나타내었는데, 제2도(a)도는 실시예 1의 이상 스테인레스강에 대한 시험결과이고, 제2도(b)도는 실시예 2의 이상 스테인레스강에 대한 시험결과이여, 제2도(c)도는 비교예 1의 이상 스테인레스강에 대한 시험결과이다. 제2도에서, 실선()은 용체화처리 직후의 이상 스테인레스강에 대한 결과를 나타낸 그래프이고, 원()은 850℃에서 0.5시간 동안 시효처리한 이상 스테인레스강에 대한 결과를 나타낸 그래프이며, 삼각형()은 850℃에서 1시간 동안 시효처리한 이상 스테인레스강에 대한 결과를 나타낸 그래프이고, 사각형()은 850℃에서 10시간 동안 시효처리한 이상 스테인레스강에 대한 결과를 나타낸 그래프이다.In order to evaluate the embrittlement characteristics according to the sigma phase formation at high temperature with respect to the abnormal stainless steels prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, aging at 0, 0.5, 1 and 10 hours at 850 ° C., respectively. Then, a tensile test was performed. The aging treatment at the temperature of 850 ° C is because the formation rate of the sigma phase is known to be the fastest at the aforementioned temperature. Results of elongation according to tensile stress are shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), which are the test results for the abnormal stainless steel of Example 1, and (B) is a test result for the abnormal stainless steel of Example 2, FIG. 2 (c) is a test result for the abnormal stainless steel of Comparative Example 1. In Figure 2, the solid line ( ) Is a graph showing the results for the abnormal stainless steel immediately after the solution treatment. ) Is a graph showing the results for abnormal stainless steels aged at 850 ° C. for 0.5 hours. ) Is a graph showing the results for abnormal stainless steels aged at 850 ° C. for 1 hour. ) Is a graph showing the results for the abnormal stainless steel aged for 10 hours at 850 ℃.
제2도에서 보듯이, 종래의 이상 스테인레스강은 0.5시간 동안만 시효처리하여도 연신율이 용체화처리 직후의 이상 스테인레스강에 대한 연신율의 50% 정도록 대폭 감소하는 반면에, 본 발명의 이상 스테인레스강은 0.5시간 동안 시효처리한 경우에는 거의 연신률의 감소가 나타나지 않았으며, 1시간 동안 시효처리 한 후에도 30%에 가까운 비교적 높은 연신율을 유지하고 있음을 할 수 있었다.As shown in FIG. 2, the conventional abnormal stainless steel has a significantly reduced elongation of 50% of the elongation for the abnormal stainless steel immediately after the solution treatment, even when aged for only 0.5 hours. The steel showed little decrease in elongation after aging for 0.5 hours, and maintained relatively high elongation of nearly 30% even after aging for 1 hour.
(3)충격인성:(3) Impact Toughness:
전기한 실시예 1내지 2와 비교예 1에서 제조된 이상 스테인레스강에 대한 12㎜ 열간압연 판재를 1050℃에서 30분간 용체화처리한 다음, 850℃에서 각각 0, 0.5, 1 및 10시간 동안 시효처리후 상온에서 충격시험을 실시하였으며, 시효처리 시간에 따른 충격에너지에 대한 결과를 제3도에 나타내었다. 제3도에서, 원()은 실시예 1의 이상 스테인레스강에 대한 충격에너지 곡선이고,삼각형() 은 실시예 2의 이상 스테인레스강에 대한 충격에너지 곡선이며, 사각형()은 비교예 1의 이상 스테인레스강에 대한 충격에너지 곡선이다.The 12 mm hot rolled sheet for the abnormal stainless steels prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 described above was solution treated at 1050 ° C. for 30 minutes and then aged at 850 ° C. for 0, 0.5, 1 and 10 hours, respectively. The impact test was performed at room temperature after the treatment, and the results of the impact energy according to the aging treatment time are shown in FIG. 3. In Figure 3, the circle ( ) Is the impact energy curve for the abnormal stainless steel of Example 1, ) Is the impact energy curve for the abnormal stainless steel of Example 2, the square ( ) Is the impact energy curve for the abnormal stainless steel of Comparative Example 1.
제3도에서 보듯이, 본 발명의 이상 스테인레스강은 0.5시간 동안 시효처리한 후에도 충격인성치가 103J 정도의 비교적 높은 값을 지닌 반면에, 종래의 이상 스테인레스강은 0.5시간만 시효처리하여도 충격인성치가 32J의 매우 낮은 값으로 저하되는 것을 알 수 있엇다.As shown in FIG. 3, the abnormal stainless steel of the present invention has a relatively high value of impact toughness of 103J even after aging for 0.5 hours, whereas conventional abnormal stainless steel has impact toughness even after aging for 0.5 hours. The value is lowered to a very low value of 32J.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명의 이상 스테인레스강은 종래의 W이 첨가되지 않은 이상 스테인레스강에 비하여 염화물 분위기하에서 높은 핏팅 저항성을 지니고, 우수한 내취화성과 충격인성을 지니므로, 보다 극심한 국부부식 분위기하에서 합금의 부식손상없이 장시간 사용이 가능하여 에너지 및 환경설비 구조재로로서 적합하고 종래의 이상 스테인레스강으로는 제조가 어려운 대형 주조물 및 두꺼운 파이프으 제조가 가능하다는 것이 확인되었다.As described and demonstrated in detail above, the abnormal stainless steel of the present invention has a higher fitting resistance in a chloride atmosphere, and has excellent embrittlement resistance and impact toughness, compared to conventional stainless steels without the addition of W, and thus more severe local corrosion. It was confirmed that it can be used for a long time without corrosion damage of the alloy under the atmosphere, so that it is possible to manufacture large castings and thick pipes, which are suitable as structural materials for energy and environmental facilities and difficult to manufacture with conventional abnormal stainless steel.
Claims (2)
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| KR1019950019683A KR0144598B1 (en) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | The making method and same product of duplex stainless steel with resistance and antibrittleness |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019950019683A KR0144598B1 (en) | 1995-07-05 | 1995-07-05 | The making method and same product of duplex stainless steel with resistance and antibrittleness |
Publications (2)
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Family
ID=19419878
Family Applications (1)
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| KR970006533A (en) | 1997-02-21 |
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