KR100253543B1 - 가공성이 우수한 Fe-Cr합금 - Google Patents

가공성이 우수한 Fe-Cr합금 Download PDF

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    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium

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Abstract

Fe-Cr 합금에 있어서, C, N, O, P, S의 합계함유량을 100ppm이하로 하면 광범위한 Cr 함유량(예를들면 3-60중량%)에 있어서 우수한 가공성이 얻어진다.
이 기본조성의 Fe-Cr합금에 하기하는 ①-④의 원소군을 각종 조합해서 첨가하므로서 특성이 다른 Fe-CR 합금을 얻는다.
① Ni, Co, Cu의 군의 합계 함유량의 특정범위에서 내산성을 향상시킬 수가 있다.
② Al, Si, Mn의 합계 함유량의 특정범위 및/또는 Ca, Mg, REM군의 합계함유량의 특정범위에서 내산화성을 향상시킬 수가 있다.
③ Ti, Nb, Zr, V, Ta, W, B의 군의 합계함유량의 특정범위에서 고온강도를 향상시킬 수가 있가.
④ Mo의 특정범위 함유량으로 내공식성을 향상시킬 수가 있다.

Description

가공성이 우수한 Fe-Cr 합금
제1도는 C, N, P, O, S의 합계량과 인장특성의 관계를 나타내는 그래프.
제2도는 C, N, P, O, S의 합계량과 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제3도는 Cr량과 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제4도는 Ni+Co+2 Cu와 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제5도는 C, N, P, O, S의 합계량과 이상산화면적의 관계를 나타내는 그래프.
제6도는 Cr함량과 산화증량의 관계를 나타내는 그래프.
제7도는 3Aℓ+2Si+Mn의 값(중량%)와 이상산화면적의 관계를 나타내는 그래프.
제8도는 4Ca+4Mg+REM의 값(중량%)와 산화피막 박리면적율의 관계를 나타낸 그래프.
제9도는 Fe-18% Cr 합금에 관하여, C, N, O, P 및 S의 합계량과 인장특성의 관계를 나타내는 그래프.
제10도는 Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B와 고온내력의 증가와의 관계를 나타내는 그래프.
제11도는 C, N, P, O, S의 합계량과 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제12도는 Cr량과 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제13도는 Ni+Co+2Cu와 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제14도는 Ti+Nb+Zn+Ta+V+W+50B와 부식도의 관계를 나타내는 그래프.
제15도는 Cr함량과 내산화 시험후의 중량감의 관계를 나타내는 그래프.
제16도는 (3Aℓ+2Si+Mn)과 내산화성의 관계를 나타내는 그래프.
제17도는 (4Ca+4Mg+REM)과 내산화성의 관계를 나타내는 그래프.
제18도는 C, N, O, P 및 S의 합계량과 인장특성의 관계를 나타내는 그래프.
제19도는 Mo의 함유량과 공식전위의 관계를 나타내는 그래프.
제20도는 (Ni+Co+2 Cu)중량%와 내산성의 관계를 나타내는 그래프.
제21도는 (3Aℓ+2Si+Mn)과 내산화성의 관계를 나타내는 그래프.
제22도는 (4Ca+4Mg+REM)과 내산화성의 관계를 나타내는 그래프.
제23도는 C, N, O, P 및 S의 합계량과 인장 특성의 관계를 나타내는 그래프.
제24도는 Mo의 함유량과 공식전위의 관계를 나타내는 그래프.
제25도는 (Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50xB)중량%와 내입계 부식성의 관계를 나타내는 그래프.
제26도는 (Ni+Co+2Cu)중량%와 내산성의 관계를 나타내는 그래프.
제27도는 (3Aℓ+2Si+Mn)과 내산화성의 관계를 나타내는 그래프.
제28도는 (4Ca+4Mg+REM)과 내산화성의 관계를 나타내는 그래프.
본 발명은 현저히 가공성이 우수한 Fe-Cr합금에 관한 것으로, 그외에 내산성이 우수한 Fe-Cr합금, 가공성이 우수하고 내산성이 뛰어난 Fe-Cr합금 및, 가공성이 우수하고 내산성, 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금에 관한 것이다.
일반적으로, Fe-Cr합금은 내식성이 우수한 재료로 알려져 있으나, 내식성 및 가공성의 개선도 포함해 Fe-Cr합금의 물성개량이 아래에 예시하는 바와같은 여러 가지로 제안되고 있다.
일본국 특공소 63-58904호 공보에는, Cr 함량 11.0-16.0중량%의 Fe-Cr 합금으로, 특히 Ti 함량을 특정량으로한 접착성 및 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레그상을 제안하고 있다.
특공소 64-6264호 공보에는 Cr함량 8.0-35.0중량%의 Fe-Cr합금으로 특히 Si, Mn 및 Nb를 각각 특정량 함유하고 방청성이 우수한 스테인레스 강광휘소둔재를 제안하고 있다.
특공평 2-1902호 공보에는 Cr함량이 20.0중량%을 넘고, 25중량%이하인 Fe-Cr합금으로, 특히 Mo, Mn 및 Nb를 각각 특정량 함유시킨 용접시의 내고온갈라짐성 및 용접부 인성이 우수한 내식성 페라이트 스텐레스강을 제안하고 있다.
특개소 61-186451호 공보에는 Cr함량 25-50중량%인 Fe-Cr합금으로, 특히 Si, Mn 및 Mo를 특정량 함유시킨 내수성이 우수한 합금을 제안하고 있다.
특개소 62-267450호 공보에서 Cr함량 16-19중량%인 Fe-Cr계 합금으로써, 특히 Mo를 특정량 함유시킨 내입계 부식성이 우수한 고순도 페라이트계 스텐레스강을 제안하고 있다.
특개평 1-287253호 공보에서는 Cr함량 15-25중량%, Aℓ함량 4-6중량%의 Fe-Cr-Aℓ합금으로써, 희토류원소를 소량 특정량 함유시킨 내산화성 및 제조성이 우수한 Al함유 페라이트계 스테인레스강을 제안하고 있다.
특개평 2-232344호 공보에는 Cr함량 25.0-30.0중량%의 Fe-Cr계 합금으로써, 특히 Mo를 특정량 함유시킨 내생물 부착성 및 내해수성이 우수한 페라이트계 스테인레스강을 제안하고 있다.
특개평 3-2355호 공보에서는 Cr함량 16.0-25.0중량%의 Fe-Cr합금으로써, 특히 Nb를 C와 N의 합계량과 비율에서 특정량 함유시킨 냉간가공성, 인성, 내식성이 우수한 페라이트계 스테인레스강을 제안하고 있다.
(A)카테고리 A의 발명에 대해서,
이들 Fe-Cr합금은, 우선은 내식성을 중요시하므로서, Cr을 비교적 다량으로 사용한다.
그결과, 연성이 저하하여 가공성이 반드시 충분하다고는 볼수 없어 자동차 외장재, 건축용 외장재를 비롯한 성형가공성이 필요한 용도에 적용하는 경우, 가공시에 균열이 생기거나 가공조건이 나빠 가공이 매우 어렵다는 문제가 생거 가공성이 한층더 요구되고 있다.
즉, 본 발명의 목적은 가공성이 개선된 Fe-Cr합금을 제공하는 것이다.
본 발명은 가공성 외에 내산성, 내산화성을 더 갖은 Fe-Cr합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 이외에도 종래의 Fe-Cr합금에 잔존하고 있던 C, N, D, P, S등의 불순물이 극히 적은 Fe-Cr합금이 연성이 매우 우수하다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, Cr함량 3-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하이고 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 신규의 Fe-Cr합금을 제공한다.
본 발명은 Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppmd이하이고, Ni, Co 및 Cu에서 선택된 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성 및 내산성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공한다.
또한 본 발명은, Cr함량이 3-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하이고, Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 다시 Si,Mn 및 Al에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량 및/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공한다.
또한 본 발명은, Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하이며, Ni, Co 및 Al에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량 및/또는 Ca, mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공한다.
(B) 카테고리 B의 발명에 대하여,
이들 Fe-Cr 합금은, 우선은 내식성을 중요시하므로서 Cr을 비교적 다량으로 사용한다.
그결과, 연성이 저하하여 가공성이 충분하지 않고 용도에 따라 원하는 형상으로 마무리하기 곤란하게 되며, 결국 사용하지 못하는 경우도 없지 않다.
예를들면 파이프성형하고 굽힘가공을 해서 배관용도로 사용하는 경우, 굽힘가공시에 파단하는 등의 문제가 생겨 가공성의 한층 향상이 요구되고 있다.
또한, 고온에서의 강도도 충분하지 않고, 고온에 노출되는 경우, 예를들면 자동차 배기가스용 배출관에서는 고온강도나 고온피로특성등 한층 개성이 요망되고 있다.
즉, 본 발명의 목적은 가공성 및 고온에서의 강도가 개선된 Fe-Cr합금을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른목적은, 가공성 및 고온강도외에 내산성 및/또는 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공하는데 있다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 이외로도 종래의 Fe-Cr합금에 존재하고 있던 C, N, O, P, S등의 불순물성분이 극히 적은 Fe-Cr합금이 연성에 있어서 현저히 우수하다는 것을 발견하고, 또 불순물이 극히 적은 Fe-Cr합금에 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 특정량 첨가한 합금은 고온에서의 강도가 개선되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하는데 이르렀다.
본 발명에 따르면, Cr함량이 3-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성 및 고온 강도가 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, Cr 함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 다시 Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)을 만족하는 량을 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 고온강도 및 내산성이 우수한Fe-Cr합금이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, Cr함량이 3-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 다시 Aℓ, Si 및 Mn에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량 및/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(4)를 만족하는량 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 고온강도 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량, C, N, O, P의 합계량이 100ppm이하, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 다시 Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는량 함유하고, 또 Aℓ, Si 및 Mn에서 선택되는 1종이상을 하기식(30)을 만족하는 량 및/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(4)를 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 고온강도, 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
(C) 카테고리 C의 발명에 대하여,
이들 Fe-Cr 합금은, 우선은 내식성을 중요시하므로 Cr을 비교적 단량으로 사용한다. 그결과, 연성이 저하하여 가공성이 충분하지 않아 자동차 외장재, 건축용 외장재나 구조물등의 가공성이 필요한 용도에 적용하고자 하는 경우 가공시에 균열이 생기거나, 또는 가공조건이 까다롭고 가공하기 매우 어렵다는 문제가 생겨 가공성의 향상이 한층 요망되고 있다.
또한, 이들 Fe-Cr합금은 내식성이 우수하나, 특히 내공식성이 요청되는 자동차 외장재나 건축용 외장재의 용도, 또는 내산성이 요구되는 화학플랜트용 구조재로는 개선이 요망되고 있다.
또한, 이들 Fe-Cr합금은, 고온에서의 강도 및 내산성도 충분하지 않고, 고온에 노출되는 자동차 배기가스용파이프등의 용도에 사용하는 경우는 개선의 여지가 있다.
따라서, 본 발명의 주목적은 가공성이 개선되고, 내공식성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른목적은 상기 특성에 개선외에 내산성에 있어서도 개선된 Fe-Cr합금을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 가공성이 우수하고 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 이외에도 종래의 Fe-Cr합금에 존재하고 있던, C, N, O, P, S등의 불순물량이 극히 적은 Fe-Cr합금이 연성에 있어서 매우 우수하고 내식성에도 우수하다는 것을 알아냈다.
그리고, 상기 불순물량이 저하한 Fe-Cr합금에 특정량의 Mo를 첨가하여 내공식성이 현저하게 향상되는점, 또, Ni, Co, Cu의 1종이상을 특정량 가하여 내산성이 현저하게 향상되는 점을 알아냈다.
그리고, Aℓ, Si 및 Mn에서 선택되는 1종 이상을 특정량 및/또는 Ca, Mg 및 REM에서 선택되는 1종이상을 특정량 더 첨가하면 내산화성이 현저히 향상된다는 점을 알아내어 본 발명을 완성하는데 이르렀다.
즉, 본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%이고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 Fe-Cr합금이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, Cr 함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%, 또한 Ni, Cu, Co에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성 및 내식성의 우수한 Fe-Cr 합금이 제공된다.
0.01중량% ≤ Ni + Co 2Cu ≤ 6중량% ......(1)
또한, 본 발명에 따르면 Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%이고, Al, Si 및 Mn에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량 및/또는 Cu, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%, 또한 Ni, Cu, Co에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 또 Aℓ, Si 및 Mn에서 선택된 1종이상을 하기식(2)을 만족하는 량 및/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 재공식성, 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
(D) 카테고리 D의 발명에 대하여,
이들 Fe-Cr합금은, 우선은 내식성을 중요시하므로 Cr을 비교적 다량으로 사용한다.
그결과, 연성이 저하하여 가공성이 충분하지 못하고, 가정용 싱크대, 건축용 외장재나 자동차용 외장재등에 적용하고자 하는 경우, 가공시에 균열이 생기거나 가공시에 엄한조건이 필요한 경우에는 가공이 곤란하게 되는 문제점이 있어 가공성의 향상이 한층요망 되고 있다.
또한, 이들 Fe-Cr합금은 내식성이 우수하나, 특히 내공식성, 용접부내식성(내입계 부식성)이 요청되는 온수기 캔통이나, 자동차 머플러용재등의 용도, 또는 내산성이 요구되는 화학플랜트등의 용도에는 이들 특성의 개선이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명의 제1의 목적은, 가공성이 개선되고, 내공식성 및 용접부 내식성이 우수한 Fe-Cr합금을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2의 목적은 상기 특성의 개선외에 내산성 및/또는 내산화성에서도 개선된 Fe-Cr합금을 제공하는데 있다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 의외에도 종래의 Fe-Cr합금에 존재하고 있던, C, N, O, P, S등의 불순물량이 극히 적은 Fe-Cr합금이 연성이 현저히 우수하고, 내식성에 있어서도, 우수하다는 것을 알아냈다.
0그리고, 상기 불순물량이 저하한 Fe-Cr합금에 특정량의 Mo를 첨가하여 내공식성이 현저하게 향상하는 점, 또 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B의 1종이상을 특정량 첨가하여 용접부내식성(내입계 부식성)이 현저히 향상하는 점을 알아냈다.
또한, 상기 원소외에 Ni, Co, Cu의 1종이상을 특정량 가하여 내산성이 현저하게 향상된 일련의 사실을 발견했다.
또한, 상기 원소외에 Si, Mn, Aℓ의 1종이상 및/또는 Ca, Mg, REM의 1종이상을 특정량가하여 내산화성이 현저히 향상되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하는데 이르렀다.
즉, 본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%이고, 또 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 재공식성 및 용접부 내식성이 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%이고, 또한, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하고, 또 Ni, Cu 및 Co에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량을 함유하고 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성 및 내식성의 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
또한 본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%이고, 또한, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 다시 Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)를 만족하는 량 및/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(4)를 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성, 용접부 내식성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하, Mo함량이 0.5-20중량%이며, 또한, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 다시 Ni, Cu 및 Co에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량을 함유하고, 또한, Si, Mn 및 Al에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량 및/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(4)를 만족하는 량을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성 및 내식성의 우수한 Fe-Cr합금이 제공된다.
본 발명은 4개의 카테고리로 대별되는 발명으로 구성된다.
각 카테고리의 발명은 하기와 같고, 각 카테고리마다 순차적으로 설명한다.
또한, 발명의 개시부분, 실시예 부분, 산업상이용 가능성에 대해서도 이해하기 쉽도록 마찬가지로 각 카테고리마다 설명한다.
[카테고리 A의 설명]
본 발명은 특원평 4-111014호, 특원평 4-117358호 및 특원평 4-128751호를 우선권주장하는 발명으로, 청구의 범위 1∼4, 또면 1∼8도에 개시된 것이다.
[카테고리 B의 발명]
본 발명은 특원평 4-128751호, 특원평 4-141653호 및 특원평 4-141655호를 우선권주장하는 발명으로, 청구의 범위 5-8, 제9-17도에 개시된 것이다.
[카테고리 C의 발명]
본 발명은 특원평 4-111430호 및 특원평 4-141656호를 우선권주장하는 발명으로 청구의 범위 9-12, 도면 제18-22도에 개시된 것이다.
[카테고리 D의 발명]
본 발명은, 특원평 4-112522호를 우선권주장하는 발명으로, 청구의 범위 13-16, 도면 제23-28도에 개시된 것이다.
(A)카테고리 A의 발명에 대하여,
이하에 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
(I)우선, 가공성이 우수한 본 발명의 Fe-CR합금에 대해 설명한다.
제1도에 Fe-18% Cr합금의 냉연소둔판에 관히여, 인장시험(JIS Z-2241)으로 얻은 신장도변화 및 내력(항복강도)변화에 미치는 C, N, O, P, S의 합계량이 영향을 나타낸바, C, N, O, P 및 S의 총량이 100ppm이하인 경우 연성에서 현저히 우수하다는 것임 명백하다.
제1도중, 신장도의 변화(%), 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)란, 각 합금성분에 대하여 C+N+O+S+P=500ppm의 것과의 인장특성의 차를 나타낸다.
기본으로되는 인장특성은 아래와 같다.
Fe-18Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 30%, 내력 330N/mm2,
Fe-30Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 25%, 내력 450N/mm2.
본 발명의 Fe-Cr합금에 있어서는, C, N, O, P 및 S의 합계량은 100ppm이하이다.
전술한 바와같이, 100ppm이하에서 연성, 즉, 가공성이 현저히 우수하다.
한편, 100ppm을 넘음에 따라 연성이 저하하고 저하하고 가공성이 저하한다.
또한, 본 발명의 Fe-Cr합금에 있어서는 Cr함량은 3-60중량%, 바람직하게는 5-30중량%이다. 3중량%미만에서는 내식성이 나쁘고, 60중량%를 넘으면 예컨데 C, N, O, P, S를 삭감하여도 충분한 가공성이 얻어지지 않기 때문이다.
결국, C, N, O, P, S의 총량이 100ppm이하이고, Cr 함량이 30-60중량%를 만족하는 Fe-Cr합금은 현저히 우수한 가공성을 갖고 내식성은 우수하다.
또한, 필요에 따라서 Aℓ, Mo, Nb, B, Si, Mn, Cu, Ni, Co, Ca등의 다른 원소를 첨가할 수도 있다.
본 발명의 가공성이 우수한 Fe-Cr합금을 제조한데는 원료로서 고순도 전해철과 전해 Cr을 사용하면 좋다.
또한, 필요에 따라서 첨가되는 원소도 그 원료로서 고순도의 원소가 사용된다.
모든 원료도 주된 불순물은 산소이며, 이 산소를 제거하기 위해 10-7torr보다 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본 발명의Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명 성분계는, 열연소둔판이나 냉연소둔판으로도 충분히 그 효과가 얻어지고, 도 냉연소둔판의 표면마무리, Ba, 2B, 2D, HL, 연마등으로도 충분히 그 특성이 유지되는 것은 두말할 필요없다.
(II) 그다음, 가공성 외에 내산성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대하여 설명한다.
제2도는 Fe-36%, Cr-3.2%, Co합금에 관하여 C, N, P, O 및 S의 합계량과 부식도와의 관계를 나타낸 그래프로서, 그 합계량이 100ppm이내에서는 부식도가 극히 낮은 것이 명백하다.
제3도는 Fe-Cr-1.6%, Ni-1.4%, Co합금에 관하여, Cr합계량과 부식도와의 관계를 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하인 경우와 100ppm을 넘는 경우에 대해 그래프로 나타낸 것이다.
제3도로부터 C+N+O+P+S가 100ppm이하의 합금은 100ppm을 넘는 합금에 비하여 부식도가 현저히 낮고 Cr량이 5중량%이상이면 그 경항은 현저한 것이 명백하다.
제4도는 Fe-38%, Cr합금(단, C+N+O+P+S=62ppm)에 대해서, Ni+Co+2Cu와 부식도와의 관계를 나타내는 도면으로 Ni+Co+2Cu의 값이 0.01중량%이상이 되면 부식도가 저하하는 것이 명백하다.
이하, 본 발명의 합금조성의 성분에 대해 설명한다.
Cr 5-60중량%, 바람직하게는 10-40중량%이다. Cr함량이 이범위에 있어 상기에서 설명한 바와같이 내산성이 우수한 합금이 얻어진다.
과잉의 Cr의 함유는 가공성저하의 원인이 되는 바람직하지 않다.
또한, 내산성의 개선에 대한 효과도 포화한다.
C, N, O, P, S: 이들 원소의 합계량도 100ppm이하, 바람직하겐 85ppm이하이다.
전술한 바와같이, 100ppm이하여서 다른조건과 결합하여 우수한 내산성을 나타냄과 동시에 가공성이우수하다.
Cu, Ni, Co: 이들 원소는 모두 합금의 내산성향상 작용을 갖는 중요하고 유용한 원소이다.
본 발명합금에 있어서는, 이들원소에서 선택되는 1종이상이 함유되어 있고, 그량은 하기식을 만족하는 범위이다.
Ni, Co, Cu의 배합량이 상기범위보다 적으면 내식성이 나쁘고 많으면 합금제조성이 열화한다.
또한, Ni, Co, Cu의 각각의 바람직한 함량은 이하와 같고, 그 이유는 상기와 같다.
Ni 0.05-5.0중량%
Co 0.05-5.0중량%
Cu 0.05-2.5 중량%
이상의 조건을 만족하는 Fe-Cr합금은, 가공성이 우수함과 동시에 내식성이 현저히 우수한 성질을 나타낸다.
본 발명의 가공성 및 내산성이 우수한 Fe-Cr합금은 원료로서 초고순도 전해 Fe, 전해 Cr, 전해Ni, 전해 Cu, 전해Co, 요화물법 Ti, 전해환원 Nb, 융해염젼해 Zr, 환원V, 전해Ta, 전해환원 W, 고순도 페로보론등을 사용하여 제조할 수 있다.
모든 함량도 주된 불순물은 산소이며, 이 산호를 제거하기 위해 10-5torr, 바람직하게는 10-7torr를 넘는 초고진공하에 용해, 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.(Щ) 그다음 가공성 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제5도는 Fe-24%, Cr-0.1%REM(Y 0.05%, La 0.03%, Ce 0.02%)합금에 관하여 C, N, O, P 및 S의 합계량과 연속산화시험후의 이상산화면적과의 관계를 나타내는 그래프이며, C, N, O, P. S의 합계량이 100ppm 이하에서 이상산화면적이 극히 적은 것이 명백했다.
제6도는 Fe-Cr Aℓ합금DP 관하여 Cr함량과 산화시험후의 산화증량과의 관계를 나타낸 그래프이며, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하이며, Cr함량이 3.0중량%이상의 경우에 현저하게 산화증량이 적게되는 것이 명백하다.
제7도는 C, N, P, O 및 S의 합계량이 51ppm인 Fe-28% Cr합금에 관하여, (3Aℓ+2Si+Mn)의 값이 연속산화시험후의 이상 산화면적에 미치는 영향을 나타내는 그래프로서, 상기값이 0.1중량%이면 이상산화 면적의 값이 저하것이 명백하다.
제8도는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 72ppm인 Fe-26% Cr합금에 관하여, (4Ca+4Mg+REM)의 값과 반복하는 가열시험후의 산화피막박리 면적율과의 관계를 나타낸 것으로 상기 값이 0.001%이상으로 되면 산화피막 박리면적율이 현전하게 저하하는 것을 명백하다.
이하, 본 발명의 합금조성의 성분 및 태양에 대해 설명한다.
본 발명의 가공성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금에 대해서는 하기의 3태양이 있고 각각에 대해 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 태양
Cr 3-60중량%, 바람직하게는 10-40중량%를 함유한다.
Cr함량이 이 범위에서 다른 조건과 결합하여 내산화성이 우수한 합금으로된다.
과잉의 Cr의 함유는 가공성 저하의 원인이 됨과 동시에, 내산화성 개선의 대한 효과도 포화되어 바람직스럽지 않다.
C, N, O, P, S: 이들 원소의 합계량은 100ppm이하, 바람직하게는 85ppm이하이다.
이 조건을 만족하여 이상 산화가 억제된다. 그리고 이조건과 다른 조건이 결합하여 우수한 내산화성을 띠는 합금으로 됨과 동시에 연성이 우수하고 가공성이 양호한 합금으로 된다.
Si, Mn, Aℓ; 본 태양의 합금은 이들원소의 1종이상을 함유하며, 함유량은 하기식(2), 바람직하게는(2a)를 만족한다.
바람직하게는,
이범위에 있어, 다른조건과 결합하여, 내산화성이 현저하게 우수한 합금으로 된다.
이들원소를 과잉함유시켜, 3Al+2Si+Mn의 값이 식(2)의 범위를 넘으면 합금을 제조하는 것이 곤란하게 되므로 이들 원소의 과잉함유는 피해야 한다.
각 개별의 원소의 바람직한 함유량 및 그유유를 하기한다.
Si 0.2-1.0중량%,
0.1중량%미만이면 효과가 현저하지 않고, 10.0중량%를 넘으면 제조성 저하가 보인다.
Mn 0.1-5.0중량%,
0.1중량%미만이면 효과가 현저하지 않고, 5중량%를 넘으면 제조성 저하가 보인다.
Aℓ 0.1-4.0중량%,
0.1중량%미만이면 효과가 현저하지 않고, 4중량%를 넘으면 제조성 저하가 보인다.
이상의 조건을 만족하는 Fe-Cr합금은 내산화성 및 가공성이 우수하므로, 자동차배기 가스계부재, 고온반복 산화환경에서 사용되는 파이프등에 적절히 사용할 수 있다.
(2) 본 발명의 제2의 태양
Cr함량, C, N, O, P 및 S의 함량, Fe의 바람직한 함량에 관해서는 제1도의 태양에서 기재한 것이 본 태양에 있어서도 적용된다.
제2의 태양의 합금에 있어서는, Ca, Mg 및 REM에서 선택되는 1종이상을 함유시킨다.
그리고 이들 원소의 함유량은 하기식(3), 바람직하게는(3a)를 만족하다.
바람직하게는
이조건을 만족하여 다른조건과 결합하여 우수한 내산화성 및 양호한 가공성을 가는 Fe-Cr합금이 얻어진다.
이들 원소는 본 태양의 합금표면에 형성되는 산화피막의 보호성을 현저히 개선하고, 극히 얇은 재료에 발생하기 쉬운 이상산화를 억제하고, 산화피막과 모재의 밀착성을 양호하게 하는 기능을 갖는다.
그러나, 이들 원소를 과잉으로 함유시켜(4Cu+4Mg+REM)의 값이 0.2둥량%를 넘으면 합금표면 결함을 일으키기 쉬워 바람직스럽지 않다.
Ca, Mg, REM의 각각의 바람직한 함유량 및 그 이유는 이하와 같다.
Ca 0.002-0.01중량%,
0.002중량% 미만이면 효과는 있으나, 현저하지 않고, 0.01중량%를 넘으며 재조성의 저하가 보인다.
Mg 0.02-0.01중량%,
0.002중량% 미만이면 효과는 있으나 현저하지 않고, 0.01중량%를 넘으면 재조성의 저하가 보인다.
REM 0.005-0.1중량%,
0.005중량% 미만이면 효과는 있으나 현저하지 않고, 0.1중량%를 넘으면 효과가 포화되어 비용만 상승한다.
이러한 본 발명의 제2의 태양의 합금은 제1의 태양의 합금과 같은 용도에 사용할 수 있다.
(3) 본 발명의 제3의 태양
앞서 상술한 본 발명의 제1의 태양의 합금조건 및 제2의 태양의 합금조건 모두 만족하는 합금, 즉 Cr함량이 3-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이고, 또한 Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이상을 전기한 식(2)를 만족하는 량을 함유하고, 더구나 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 전기한 식(3)을 만족하는 량을 함유하는 Fe-Cr합금도 1층 우수한 내산화성 및 가공성을 갖는 합금으로 전기한 용도에 바람직하게 사용된다.
이들 3종의 태양을 포함하는 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조하는 데는 원료로서 초고순도전해철, 전해크롬, 존멜트법실리콘, 융해염전해망간, 융해염전해알루미늄, 융해염전해칼슘, 전해환원마그네슘, 전해환원희토류금속을 사용한다.
모든 원료도 불순물은 산소이며, 이 산호를 제거하기 위해 10-5torr 보다 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(IV)최후에, 가공성외에 내산성 및 내산화성이 우수한 본발여의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
본 발명의 이 합금은 (II)에서 서술한, 특히 내산성이 우수한 합금조성외에 (III)에서 서술한, 특히 내산화성이 우수한 합금조성을 가미한 것이다. 따라서 이하에는 그 태양만을 나타내고 상세한 설명은 (II) 및 (III)에서 설명한 내용이므로 생략한다.
본 발명에는 (III)의 발명과 같이 3태양이 있고, C+N+O+S+P100ppm이고, Cr-60중량%인 외에, 변화하는 부분만을 이하에 각 태양마다 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이상으로 하기식(2)를 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
(2)본 발명의 제2의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택된 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
(3) 본 발명의 제3의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이상으로 하기식(2)를 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유한다.
바람직하게는,
또한, 본 발명합금의 제법등에 대해서는 상기와 같으므로, 상세한 설명은 생략한다.
(B)카테고리 B의 발명에 대하여, 이하에 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
(I)우선, 가공성 및 고온강도가 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제9도는 Fe-18% Cr합금에 관하여 C, N, O, P 및 S의 합계량과 실온에서의 인장시험결과를 상기 합계량이 500ppm 정도인 종래 합금을 기준으로 하여 나타낸 것이다. 종래합금과 비교하여 그 함유량이 100ppm 이하로 되면, 신장도 값이 향상되고, 항복강도의 저하가 현리하며, 연성의 개선이 여실히 엿보인다. 제9도중, 신장도변화(%), 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)란, 각 합금성분에 대해서 C+N+O+S+P=500ppm의 것의 인장성의 차를 나타낸 것이다.
기본이되는 인장특성은 아래와 같다.
Fe-18Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 30%, 내력 330N/mm2,
Ee-30Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 25%, 내력 450N/mm2
제10도는 (Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B)의 값과 고온내력(900℃의 증가와의 관계를 나타내는 그래프이며, 상기 값이 0.01중량% 이상으로 되면, 고온강도의 증가분은 0.1N/mm2이상으로 되어, 고온에서의 강도가 향상하는 것이 명백하다.
그 다음, 본 발명합금의 조성에 대해 설명한다.
Cr 3-60중량%, 바람직하게는 5-45중량% 함유한다. 상기 범위이면 본 발명의 다른조건과 결합하여 내산화성이 우수한 합금으로 되나, 60중량%를 넘는 과잉의 함유는 비용상승으로 되어 바람직스럽지 않다.
C, N, O, P, S : 이들 원소의 합계량은 100ppm 이하, 바람직하게는 85ppm 이하이다. 이로 인해 합금의 연성, 즉 가공성이 개선됨과 동시에 앞서 규정한 Cr 함량 조건과 결합하여 내산화성이 우수하다. 이 량이 100ppm을 넘으면 이러한 우수한 효과를 보이지 않는다.
Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B : 이들원소의 1종이상을 함유하고 그 함량은 하기식(1), 바람직하게는 식(1a)를 만족하도록 첨가된다.
이들 원소를 상기 범위량 함유하여 고온에서의 강도가 개선된다. 그러나 이들 원소를 과잉으로 배합하고, 식(1)의 범위를 이탈하면 고온강도는 유지되나 재료가 부서지는 성질이 조장되어 불리하다.
또한, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 또는 B의 함유량은 각각 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
Nb : 0.01-1중량%
Zr : 0.01-1중량%
V : 0.02-1중량%
Ta : 0.01-1중량%
W : 0.03-1중량%
B : 0.0003-0.3중량%
이상의 조건을 충족하는 본 발명의 합금은 가공성이 우수하고, 더구나 고온강도가 우수하여 파이프성형과 그후의 굼힘가공을 수반하는 자동차배기가스용 파이프등의 용도에 매우 적합하다.
본 발명의 (1)에 대한 상술한 Fe-Cr합금을 제조하는 데는 원료로서 우선 초고순도 전해철과 전해 Cr을 사용한다.
모든 원료도 주된 불순물은 산소이며, 이 산소를 제거하기 위해 예컨대 10-5torr 이상의 초고진공하에 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(II)그다음 가공성, 고온강도 및 내산성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제9도는 Fe-18% Cr합금에 관하여 C, N, O, P 및 S의 합계량과 실온에서의 인장시험결과를 상기 합계량이 500ppm 정도의 종래 합금을 기준으로 하여 나타낸 것이다. 종래 합금과 비교하여 그 함유량이 100ppm 이하로 되면, 신장도의 값이 향상되고 항복강도의 저하가 현저하게 되어 연성의 개선이 여실하다.
제10도는 (Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B)의 값과 고온내력(900℃)의 증가와 의 관계를 나타낸 그래프로, 상기 값이 0.01중량% 이상으로 되면, 고온내력의 증가분은 0.1N/mm2이상으로 되어 고온에서의 강도가 향상하는 것이 명백하다.
제11도는 Fe-36%, Cr-3.2%, Co 합금에 관하여 C, N, P, O 및 S의 합계량과 부식도와의 관계를 나타내는 그래프로써, 그 합계량이 100ppm 이내에서는 부식도가 극히 낮은 것이 명확하다.
제12도는 Fe-Cr-1.6%, Ni-1.4%, Co 합금에 관하여 Cr 함유량과 부식도와의 관계를 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하인 경우와 100ppm을 넘는 경우에 대해 그래프로 나타낸 것이다. 제2도에서 C+N+O+P+S가 100ppm 이하인 합금은 100ppm을 넘는 합금과 비교하여 부식도가 현저히 낮고, 더구나 Cr량이 5중량%이상이면, 그 경향은 현저한 것이 명백하다.
제13도는 Fe-38% Cr 합금(단, C+N+O+P+S=62ppm)에 대하여 Ni+Co+2Cu와 부식도의 관계를 나타내는 도면으로 Ni+Co+2Cu의 값이 0.01중량% 이상으로 되면 부식도가 저하하는 것이 명백하다.
제14도는 Fe-46%, Cr-3.0%, Co-1.2%, Cu 합금(단, C+N+O+P+S=64ppm)에 대해, Ti+Nb+Zr+Ta+V+W+50B의 값(중량%)와 부식도와의 관계를 나타내는 도면으로 상기 값이 0.01중량% 이상이면 부식도가 낮은 것이 명확하다.
그다음, 본 발명합금의 조성에 대해 설명한다.
Cr : 5-60중량%, 바람직하게는 10-40중량%이다. Cr함량이 이 범위여서 전술한 바와 같은 내산성이 우수한 합금이 얻어진다. 과잉의 Cr의 함유는 가공성저하의 원인이 되어 바람직하지 않다. 또한 내산성개선에 대한 효과도 포화한다.
C, N, O, P, S : 이들 원소의 합계량은 100ppm 이하, 바람직하게는 85ppm이하이다. 전술한 바와 같이, 100ppm 이하여서 다른 조건과 결합하여 우수한 고온강도, 내산성을 나타냄과 동시에 가공성이 우수하다.
Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B : 이들원소의 1종이상을 함유하고 그 함량은 하기식(1), 바람직하게는 식(1a)을 만족하도록 첨가된다.
상기 범위의 함유하여 고온에서의 강도가 개선된다. 그러나 이들원소를 과잉으로 배합하고, 식(1)의 범위를 넘으면 고온강도는 유지되나 재료가 깨질위험이 있다. 또한 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 또는 B의 함유량은 각각 이하의 범위인 것이 바람직하다.
(C중량%+N중량%)
Nb : 0.01-1중량%
Zr : 0.01-1중량%
V : 0.02-1중량%
Ta : 0.01-1중량%
W : 0.03-1중량%
B : 0.0003-0.3중량%
Cu, Ni, Co : 이들 원소는 모두 합금의 내산성향상작용을 갖는 중요하고 유용한 원소이다. 본 발명합금에 있어서는, 이들 원소에서 선택되는 1종이상이 함유되어 있고 그량은 하기식을 만족하는 범위이다.
바람직하게는,
Ni, Co, Cu의 배합량이 상기범위보다 적으면 내식성이 나쁘고, 많으면 합금의 제조성이 열화한다. 또한 Ni, Co, Cu의 각각의 바람직한 함량을 이하와 같고, 그이유는 상기한 바와 마찬가지다.
Ni : 0.05-5중량%
Co : 0.05-5중량%
Cu : 0.05-2.5중량%
이상의 조건을 만족하는 Fe-Cr합금은 가공성, 고온강도에 있어서 우수함과 동시에 내산성이 매우 우수한 성질을 나타낸다.
본 발명의 (II)에서 서술한 Fe-Cr합금은 원료로서 초고순도 전해 Fe, 전해 Cr, 전해 Ni, 전해 Cu, 전해 Co, 요화물법 Ti, 전해환원 Nb, 융해염전해 Zr, 환원 V, 전해 Ta, 전해환원 W, 고순도 페로보론등을 사용하여 제조할 수 있다.
모든 함량도 주된 불순물은 산소로, 이 산소를 제거하기 위해 10-5torr, 바람직하게는 10-7torr를 넘는 초고진공하에 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(III)그다음, 가공성, 고온강도 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제9도는 Fe-18% Cr합금에 관하여 C, N, O, P 및 S의 합계량과 실온에서의 인장시험결과를, 상기 합계량이 500ppm 정도의 종래 합금을 기준으로 하여 나타낸 것이다. 종래합금과 비교하여 그 함유량이 100ppm 이하로 되면, 신장도 값이 향상하고 항복강도의 저하가 현저하게 되며, 연성의 개선이 여실히 엿보인다.
제10도는 (Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50B)의 값과 고온내력(900℃)의 증가와의 관계를 나타내는 그래프이며, 상기의 값이 0.01중량% 이상으로 되면 고온내력의 증가분은 0.1N/m2이상으로 되어 고온에서의 강도가 향상하는 것이 명백하다.
제15도는 C+N+O+P+S의 합계량이 100ppm 이상과 100ppm 이하의 Fe-Cr합금에 대해서의 내산화성시험결과(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)을 나타내는 그래프이다. Cr 함유량이 12중량% 이상인 종래의 스테인레스강과 동등이상의 특성이 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하인 경우, Cr 함유가 3중량% 이상으로 얻어지고, 고순도화에 의해 저 Cr 화가 달성되어 자원이 절약되는 것이 명백하다.
제16도는 Fe-(15-30)% Cr합금에 관하여, 내산화성시험(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)의 결과를 나타내는 그래프이다. (3Aℓ+2Si+Mn)이 0.1중량% 이상에서 내산화성이 우수한 것이 명백하다.
제17도는 Fe-(15-30)% Cr합금에 관하여, 내산화성시험(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)의 결과를 나타내는 그래프이다. (4Ca+4Mg+REM)이 0.001중량% 이상에서 내실화성이 우수한 것이 명백하다.
그다음, 본 발명 합금의 조성 및 태양에 대해서 설명한다. 본 발명의 가공성, 고온강도 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금에 대해서는 하기의 3태양이 있고, 각각에 대해서 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 태양
Cr : 3-60중량%, 바람직하게는, 5-45중량% 함유한다. 상기 범위이면, 본 발명의 다른조건과 결합하여 내산화성이 우수한 합금으로 되나, 60중량%를 넘는 과잉의 함유는 비용상승이 되어 바람직스럽지 않다.
C, N, O, P, S : 이들 원소의 합계량은 100ppm 이하, 바람직하게는 85ppm 이하이다. 이와 같이 이들 원소의 함량을 저감하여 합금의 연성, 즉 가공성이 개선됨과 동시에 전기에서 규정한 Cr 함량의 조건과 결합하여 내산화성이 우수한 합금으로 된다. 이 량이 100ppm을 넘으면 이러한 효과를 나타내지 않는다.
Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B : 이들 원소의 1종이상을 함유하고 그 함량은 하기식(1), 바람직하게는 식(1a)를 만족하도록 첨가된다.
상기한 범위의 량을 함유하여, 고온에서의 강도가 개선된다. 그러나 이들원소를 과잉으로 배합하여 식(1)의 범위를 벗어나면, 고온강도는 유지되나 재료가 깨져 좋지 않다.
또한, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 또는 B의 함유량은 각각 이하의 범위가 바람직하다.
(C중량%+N중량%)
Nb : 0.01-1중량%
Zr : 0.01-1중량%
V : 0.02-1중량%
Ta : 0.01-1중량%
W : 0.03-1중량%
B : 0.0003-0.3중량%
Aℓ, Si, Mn : 이들원소의 1종 이상을 함유하고, 그 함량은 하기식(3), 바람직하게는 (3a)를 만족하도록 첨가된다.
이들 원소를 상기한 범위를 함유하여 내산화성이 현저히 향상된다. 그러나 과잉으로 첨가하여 3Aℓ+2Si+Mn의 값이 50중량%를 넘으면 가공성이 열화되어 바람직스럽지 않다. 또한 Aℓ, Si 또는 Mn의 함유량은 각각 이하의 범위인 것이 바람직하다.
Aℓ : 0.1-4중량%
Si : 0.3-3중량%
Mn : 0.5-10중량%
(2) 본 발명의 제2의 태양
Cr함량, C, N, O, P 및 S의 함량, Ti등의 바람직한 함량에 관해서는 제1의 태양에서 기재한 것이 본 태양에 있어서도 적용된다. 제2의 태양의 합금에 있어서는 Ca, Mg 및 REM에서 선택되는 1종 이상을 하기와 같이 함유시킨다.
Ca, Mg, REM : 이들 원소는, 본 발명의 합금에 있어서, 필수성분은 아니나, 하기식(4)를 만족하도록 함유시킴으로서 한층 내산화성이 향상되고, 바람직한 결과를 얻는다. 그러나 이들 원소를 과잉으로 함유시켜(4Ca+4Mg+REM)의 값이 0.2중량%를 넘으면 합금의 표면결함을 일으키기 쉽게 되어 바람직하지 않다.
또한, Ca, Mg 또는 REM의 함유량은 이하의 범위가 바람직하다.
Ca : 0.0002-0.03중량%
Mg : 0.003-0.03중량%
REM : 0.005-0.15중량%
이상의 조건을 만족하는 본 발명의 합금은 가공성이 우수하고, 더구나 고온강도 및 내산화성이 우수하므로 자동차 배기가스용 파이프등의 용도에 적합하다.
본 발명의 Fe-Cr합금을 제조하는데는 원료로서 우선 초고순도전해철과 전해 Cr을 사용한다.
모든 원료도 주된 불순물은 산소이며, 이 산소를 제거하기 위해 107torr 보다 더 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(3) 본 발명의 제3의 태양
전술한 본 발명의 제1의 태양의 합금조건 및 제2태양의 합금조건 모두를 만족한 합금, 즉 Cr 함량이 3-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, 또한 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B에서 선택되는 1종이상을 전기한 식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 또 Si, Mn 및 ℓ에서 선택되는 1종이상을 전기한 식(1)을 만족하는 량을 함유하고, 더구나 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종 이상을 전기한 식(4)을 만족하는 량을 함유하는 Fe-Cr합금도 한층 우수한 내산화성 및 가공성을 갖는 합금으로서, 전기한 용도에 바람직하게 사용된다.
이들 3종의 태양을 포함하는 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조하는 데따라 원료로서 초고순도전해철, 전해크롬, 존멜트법실리콘, 융해염전해망간, 융해염전해알루미늄, 융해염전해칼슘, 전해환원마그네슘, 전해환원희토류금속을 사용한다. 이들 원료도 주된 불순물은 산소로서, 이산소를 제거하기 위해 10-5torr 보다 더 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(IV)마지막으로 가공성, 고온강도외에 내산성 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
본 발명의 이 합금은, (II)에서 서술한, 특히 내산성이 우수한 합금조성외에 (III)에서 서술한, 특히 내산화성이 우수한 합금조성을 가미한 것이다. 따라서 이하에는 그 태양만을 나타내고, 상세한 설명은 (II) 및 (III)에서 설명한바와 같아서 생략한다.
이 발명에는 (III) 의 발명과 같이 3태양이 있고, C+N+O+P100ppm 이고, Cr : 5-60중량% 이며, 0.01%Ti+Nb+Zr+V+W+50B6%인 외에, 변화하는 부분만을 이하에 각 태양마다 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종 이상을 하기식(2)을 만족하는 량을 함유한다.
Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이 이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유한다.
(2) 본 발명의 제2의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량을 함유한다.
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 하기식(4)를 만족하는 량을 함유한다.
(3) 본 발명의 제3의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(2)를 만족하는 량을 함유한다.
Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유한다.
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종 이상을 하기식(4)를 만족하는 량을 함유한다.
또한, 이 발명합금의 제법등에 대해서는 전기한 것과 같으므로 상세한 설명은 생략한다.
(C)카테고리 C의 발명에 이하에 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
(I)우선, 가공성 및 내공식성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제18도에 Fe-18% Cr합금의 냉연소둔판에 관하여, JIS Z-2241에 규정된 인장시험으로 얻어진 신장도의 변화 및 항복강도의 변화에 미치는 C, N, O, P, S의 합계량의 영향을 나타낸바, C, N, O, P 및 S 의 합계량이 100ppm 이하인 경우 연성에 있어서 현저히 우수하고, YS도 낮아 연질화되는 것이 명백하다.
제18도중, 신장도의 변화(%), 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)를, 각 합금성분에 대하여 C+N+O+S+P=500ppm의 것과의 인장특성의 차를 나타내는 것이다.
기본으로되는 인장특성은 아래와 같다.
Fe-18Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 30%, 내력 330N/mm2,
Fe-30Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 25%, 내력 450N/mm2
제19도에서는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하인 Fe-Cr합금의 냉연소둔판에 관하여 Mo의 함유량과 공식전위(JIS GO577에 준하여 측정)의 관계를 나타낸 바, Mo 함유량이 0.5중량% 이상으로 되면 공식전위가 현저히 향상하고, 내공식성이 우수한 것이 명백하다.
그 다음, 본 발명 합금의 조성에 대해 설명한다.
Cr : 5-60중량%, 바람직하게는 10-40중량%이다. Cr함량이 이 범위여서 내식성이 우수하다. 과잉의 Cr 함유는 내식성개선효과가 포화하여 경제적으로 불리하거나, 예를 들면 (S+P+O+N+C)100ppm으로서도 가공성의 저하가 Cr 자신의 고용강화에 의해 용이하게 되어 바람직스럽지 않다.
C, N, O, P, S : 이들 원소의 합계량은 100ppm 이하이다. 상기에서 설명한 바와 같이 100ppm 이하여서 우수한 강성을 나타내고 가공성이 우수하다.
Mo : 0.5-20중량%, 바람직하게는 0.5-5중량%이다. 5중량% 이상이면 내식성이 우수하나, 과잉의 함유는 비경제적이어서 바람직하지 않다.
이상의 조건을 충족하는 Fe-Cr합금은 가공성이 우수하고, 더구나 내공식성이 우수하다.
(II)그다음, 가공성, 내공식성 및 내산성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제20도에는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이고, Fe-16% Cr합금판의 0.3중량% HcL 수용액중에서의 부식속도와 (Ni+Co+2Cu)중량%와의 관계를 나타냈다. 이 그래프로부터 ( Ni+Co+2Cu)의 값이 0.01중량% 이상으로 되면 부식도가 저하하고 내산성이 향상하는 것이 분명하다.
Cr, C, N, O, P, S, Mo의 함유량에 관해서는 (I)에 기재한 것이 그대로 적용된다. (II)의 태양의 합금은 다시 Ni, Cu, Co의 적어도 1종을 함유하고, 그 함유량이 하기의 (1)식을, 바람직하게는 식(1a)을 만족함으로써, 내산성에 있어서도 우수한 합금이다.
Ni, Co, Cu의 (1)식을 넘는 과잉의 배합은, 이들원소는 오스테나이트안정화원소이므로 최종적으로 페라이트 단상조직을 얻는데 불리할 수 있어 바람직하지 않다. 이상의 조건을 만족하는 (II)태양의 합금은 가공성이 우수함과 동시에 내공식성, 내산성이 현저히 우수하다.
본 발명의 (I) 및 (II)에 기재한 Fe-Cr합금을 제조하는데는 원료로서 우선 고순도전해철, 전해Cr, 금속Mo, 전해Ni, 전해Cu, 금속Co를 사용한다. 이들 원료도 주된 불순물은 산소이며, 이산소를 제거하기 위해 10-7torr 보다 더 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명합금은 열연소둔판, 냉연소둔판에서의 그 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다. 또한 최종적인 표면처리는 BA, 2B, 2D, HL, 연마등으로 충분히 그 효과가 생긴다.
(III) 그다음, 가공성, 내공식성 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제21도는 Fe-(15-30)%Cr합금에 관하여, 내산화성시험(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)의 결과를 나타내는 그래프이다. (3Aℓ+2Si+Mm)이 0.1중량% 이상에서 내산화성이 우수하다는 것이 명백하다.
제22도는 Fe-(15-30)% 합금에 관하여, 내산화성시험(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)의 결과를 나타내는 그래프이다.(4Ca+4Mg+REM)이 0.001 중량% 이상에서 내산화성이 우수하다는 것이 명백하다.
이하, 본 발명의 합금조성 및 태양에 대해 설명한다. 본 발명의 가공성, 내공식성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금에 대해서는 하기의 3태양이 있고, 각각에 대해 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 태양
Cr : 5-60중량%, 바람직하게는 5-45중량% 함유한다. 상기범위이면 본 발명의 다른조건과 결합하여 내산화성이 우수한 합금으로 되나 60중량%를 넘는 과잉의 함유는 비용상승으로 바람직스럽지 않다.
C, N, O, P, S : 이들 원소의 합계량은 100ppm 이하, 바람직하게는 85ppm 이하이다. 이 조건으로 합금의 연성, 즉 가공성이 개선됨과 동시에 앞서 규정한 Cr함량의 조건과 결합하여 내산화성이 우수하다. 합계량이 100ppm을 넘으면 우수한 효과를 내지 못한다.
Mo : Mo 함량은 0.5-20중량%, 바람직하게는 0.4-5중량%이다. Mo를 이 범위에서 합금중에 함유시켜 내공식성이 향상된다. 20중량%를 넘는 과잉의 함유는 비용상승으로 바람직하지 않다.
Aℓ, Si, Mn : 이들 원소의 1종이상을 함유하는데, 그 함량은 하기식(2), 바람직하게는 (2a)를 만족하도록 첨가한다.
이들 원소를 상기범위로 함유시켜 내산화성이 현저히 향상한다. 그러나 과잉으로 첨가하여 3Aℓ+2Si+Mn의 값이 50중량%를 넘으면 가공성이 열화되어 바람직하지 않다. 또한 Aℓ, Si 또는 Mn의 각각의 바람직한 함량은 이하와 같다.
Aℓ : 0.1-4중량%
Si : 0.3-3중량%
Mn : 0.5-10중량%
(2) 본 발명의 제2의 태양
Cr 함량, C, N, O, P 및 S의 함량, Mo의 함량에 관하여는 제1의 태양에서 기재한 것이 본태양에서도 적용된다. 제2의 태양의 합금에 있어서는 Ca, Mg 및 REM에서 선택되는 1종이상을 함유시킨다.
Ca, Mg, REM : 이들 원소는 본 발명의 합금에서 하기식(3)을 만족하도록 함유시켜 1층 내산화성이 향상하여, 바람직한 결과를 얻는다.
또한, Ca, Mg 또는 REM의 각각의 바람직한 함량은 이하와 같다.
Ca : 0.0002-0.03중량%
Mg : 0.0003-0.03중량%
REM : 0.0005-0.15중량%
이상의 조건을 만족하는 (II)에 기재된 본 발명의 합금은 가공성이 우수하고, 더구나 내공식성 및 내산화성이 우수하여 자동차배기가스용 파이프등의 용도에 매우 적합하다.
본 발명의 Fe-Cr합금을 제조하는 데는 원료로서 우선 초고순도전해철과 전해 Cr을 사용한다. 이들 원료도 주된 불순물은 산소이며, 이 산소를 제거하기 위해 10-7torr보다 더 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(3) 본 발명의 제3의 태양
전술한 본 발명의 제1의 태양의 합금조건 및 제2의 태양의 합금조건 모두 만족하는 합금, 즉 Cr함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo 함량이 0.5-20중량% 이고, Si, Mn 및 Sℓ에서 선택되는 1종이상을 전기한 식(2)를 만족하는 량을 함유하고, 더구나 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종이상을 전기한식(3)을 만족하는 량을 함유하는 Fe-Cr합금도 한층 우수한 내산화성 및 가공성을 갖는 합금이며, 전기한 용도에 바람직하게 사용된다.
이들 3종의 태양을 포함하는 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조하는데는 원료로서 초고순도전해철, 전해크롬, 존멜트법실리콘, 융해염전해망간, 융해염전해알루미늄, 융해염전해칼슘, 전해환원마그네슘, 전해환원희토류금속을 사용한다.
이들 원료도 주된 불순물은 산소이며, 이 산소를 제거하기 위해 10-5torr 보다도 더 높은 초고진공하에서 용해, 주조하여 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(IV) 마지막으로, 가공성, 내공식성외에 내산성 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
본 발명의 이 합금은, (II)에서 서술할때에 내산성이 우수한 합금조성외에 (III)에서 서술할 때 내산화성이 우수한 합금, 조성을 가미한 것이다. 따라서 이하에는 그 태양만을 나타내고 상세한 설명은 (II) 및 (III)에서 설명한바와 같이 생략한다.
본 발명에는 (III)의 발명과 같이 3태양이 있고,이며,
Cr : 5-60중량%이며, Mo : 0.5-20중량% 이고,인외에 변화하는 부분만을 이하에 각 태양마다 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유한다.
Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종 이상을 하기식(2)을 만족하는 량을 함유한다.
(2) 본 발명의 제2의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종 이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유한다.
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종 이상을 하기식(3)을 만족하는 량을 함유한다.
(3) 본 발명의 제3의 태양
Ni, Co 및 Cu에서 선택되는 1종 이상을 하기식(1)을 만족하는 량을 함유한다.
Si, Mn 및 Aℓ에서 선택되는 1종 이상을 하기식(2)를 만족하는 량으로 함유한다.
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)에서 선택되는 1종 이상을 하기식(3)을 충족하는 량을 함유한다.
또한, 이 발명합금의 제법등에 대해서는 상기와 같아서 상세한 설명은 생략한다.
[D] 카테고리 D의 방법에 대해
다음에 본 발명을 다시 상세히 설명한다.
(I)우선 가공성 내공식성 및 용접부 부식성이 우수한 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제23도에 Fe-18% Cr합금에 대해 C, N, O, P 및 S의 합계량과 실온에서의 인장시험의 결과를 상기 합계량이 500ppm 정도의 종래합금을 기준으로해서 나타낸 것이다.
종래합금과 비교해서 그함유량이 100ppm 이하가 되면 신장도의 값이 향상되고, 항복강도의 저하가 현저하게 되고, 여실히 연성의 개선되는 것을 알 수 있다.
또한, 시험편의 조제법 및 측정법 다음과 같이했다.
시험편 : 10kg 진공로에서 용해 주조하여 열간에서 4mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 탈스케일후 냉간에서 0.8mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 시험재료로 했다.
측정방법 : 일본공업규격(JIS) Z-2241에 준거한 인장시험에 의해 평가했다.
시험편은 L 방향, X 방향, C 방향으로부터 채취하여(L+C+2x X)/4로 산출했다.
제23도중 신장도의 변화(%) 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)와는 각 합금성분에 대해 C+N+O+S+P=500ppm의 것과의 인장특성의 차이를 나타낸다.
기본이 되는 인장특성은 다음과 같다.
Fe-18c, C+N+O+S+P=500ppm으로 신장도 30% 내력 330N/mm2
Fe-30Cr, C+N+P+P=500PPM으로 신장도 25%, 내력 450N/mm2
제45도에는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하의 Fe-16% 합금의 냉연소둔판에 관해서 Mo의 함유량과 공식전위의 관계를 나타냈으나, Mo 함유량이 0.5 중량% 이상이되면 공식전위가 급격히 향상하고, 내공식성이 우수한 것이 명백하다.
또한, 시험편의 조제법 및 측정법은 다음과 같이했다.
시험편 : 10kg 진공로에서 용해 주조하여 열간에서 4mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 탈스케일후 냉간에서 0.8mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하고 표면은 에메리 #800 연마하여 시험편으로 했다.
측정방법 : 1000 ppm Cℓ-1용액중에서 일본공업규격(JIS) G0577에 준거하여 아노드 분극곡선을 구하여 Vc 10μA를 공식발생 전위로 했다.
제25도에는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하의 Fe-20% Cr합금에 관해서 TIG 용접부의 입계부식시험결과를(Ti+Nb+Zr+V+Ta+W+50x B)의 값(중량%)를 변화시킨 경우에 대해 나타나 있다.
이것에 의하면 상기한 값이 0.01% 이상이면 현저히 용접부 내식성(내입계부식성)에 개선되는 것이 명백해 졌다.
또한, 시험편의 조제방법 및 측정방법은 다음과 같다.
시험편 : 10kg 진공로에서 용해 주조하여 열간에서 4mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 탈스케일후 냉간에서 0.8mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 표면을 에메리 #500 연마한 시료에 TIG 용접(비이드온)을 시행하여 시험재료 했다.
측정방법 : 일본공업규격(JIS) G-0572에 준거한 황산-황산동 시험후의 용접부 굴곡시험(r=2T 180℃ 굴곡)의 갈라짐의 유무에 의해 평가했다.
제26도는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하로서 Fe-(25-45)% Cr 합금판의 5중량% HCℓ 수용액 중에서 침지시험에 의해 구한 부식속도와(Ni+Co+2Cu)중량 %와의 관계를 나타낸다.
이 그래프로부터(Ni+Co+2Cu)의 값이 0.01 중량%이상이 되면 부식속도가 급격히 저하하고, 내산성이 향상되는 것이 명백해 졌다.
또한, 시험편의 조제법 및 측정방법은 다음과 같다.
시험편 : 10kg 진공로에서 용해 주조하여 열간에서 4mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 탈스케일후 냉간에서 0.8mm 두께까지 압연후 재결정 소둔하여 표면을 에메리 #500 연마하여 시험편으로 했다.
다음에 본 발명 합금의 조성에 대해 시험편으로 설명한다.
Cr : 5-600 중량%, 바람직하게는 10-35중량% 함유한다.
Cr 함량이 이 범위에 있으므로서 합금의 내식성이 우수하다.
60중량%를 초과하여 과잉의 Cr의 함유는 내식성 개선의 효과가 거의 포화되어 경제적으로 불합리하게 될뿐 아니라 가공성도 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
C, N, O, P, S : 이들 원소의 합계량은 100ppm 이하이다.
전술한 바와같이 100ppm이하인 것 때문에 우수한 연성을 나타내고 가공성에 있어서 우수하다.
Mo : 0.5-20중량%, 바람직하게는 1-10중량% 함유한다.
0.5 중량% 이상이면 내공식성이 우수하지만 과잉의 함유는 불경제적이 되어 바람직하지 않다.
Ti, Nb, Zr, V, Ta, W, B : 본 발명의 합금은 이들 원소를 1종이상 함유하고, 그 함유량은 하기식(1)을 만족시킨다.
바람직하게는 식(1a)를 만족시키는 것이 바람직하다.
이식을 만족시키므로서 용접부 내식성(내입계부식성)이 현저하게 우수한 본 발명의 합금이 얻어진다.
그러나, 이들 원소의 과잉의 함유는 첨가 원소자체의 고용강화에 의해 가공성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
또, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 또는 B의 함유량은 각각 다음의 범위인 것이 바람직하다.
Ti : Ti5 (C% +N%)
Nb : 0.01-0.5중량%
Zr : 0.01-0.5중량%
V : 0.01-0.5중량%
Ta : 0.01-0.5중량%
W : 0.01-0.5중량%
B : 0.0003-0.01 중량%
이상의 조건을 만족시키는 Fe-Cr합금은 가공성이 우수하고, 더구나 내공식성 및 용접부 내식성(내입계부식성)이 우수하고 온수기캔체, 자동차 머플러 재료등을 위시해서 각종용도에 바람직하게 사용할 수가 있다.
(II) 다음에 가공성 내공식성 용접부 부식성 및 내식성이 우수한 본 발명이 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
상기한(I)의 조건에 추가해서 다시 또 Ni, Cu, Co의 적어도 1종을 함유하고, 그리고 그 함유량이 하기의 (2)식을 만족시키므로서 내산성에 있어서도 우수한 합금이 된다.
바람직하게는 (2a)를 만족시키는 것이 좋다.
Ni, Co Cu의 (2)식을 초과해서의 과잉의 배합은 이들 원소가 오스트나이트 안정화 원소이며 본 발명과 같이 최정적으로 페라이트 단상을 얻기 위해서는 다량의 Cr, Mo의 첨가가 필요하게 되어 바람직하지 않다.
또, Ni, Co, Cu의 각각의 바람직한 함량은 다음과 같고, 그 이유는 상기와 마찬가지이다.
Ni : 0.05-5.0중량%
Co : 0.05-5.0중량%
Cu : 0.05-2.5중량%
이상의(1) 또는 (II)에 기재한 조건을 만족시키는 합금은 가공성이 우수함과 동시에 내공식성 용접부 내식성(내입계부식성)내산성에 있어서 현저히 우수하고, 자동차 머플러재료, 온수기 캔체나 화학공장의 재료를 위시한 각종 용도에 아주 적당하다.
본 발명의 (I)또는 (II)에 기재한 Fe-Cr합금을 제조하기 위해서는 원료로서 우선 고순도 전해철 전해 Cr, 금속 Mo, 금속 Ti, 금속 Nb, 금속Zr, 금속 V, 금속Ta, 금속W, 고순도(Fe-B)전해Ni, 전해Cu와 금속Co를 사용한다.
어느것의 원료나 주된 불순물은 산소이며 이 산소를 제거하기 위해 10torr 이상의 초고진공하에서 용해 주조하므로서 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수 있다.
(III) 다시 또 가공성 내공식성 용접부부식성 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
제27도는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하인 Fe-(15-30)% Cr 합금에 관한 것이며 내산화성시험(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)의 결과를 나타내는 그래프이다.
(3Aℓ+Si+Mn)이 0.1중량% 이상에서 내산화성이 우수한 것이 명백하다.
제28도는 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하인 Fe-(15-30)% Cr 합금에 관해 내산화성 시험(대기중 1350K, 12hr 스케일 제거후의 중량감)의 결과를 나타내는 그래프이다. (4Ca+4Mg+REM)이 0.001중량% 이상으로 내산화성이 우수한 것이 명백하다.
다음에 본 발명의 합금조성의 성분 및 양태에 대해 설명한다.
본 발명의 가공성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr합금에 대해서는 하기의 3양태가 있고 각각에 대해 설명한다.
(1) 본 발명의 제1양태
Cr : 5-60중량%, 바람직하게는 10-40중량%를 함유한다.
Cr 함량이 이 범위에 있으므로서 다른 조건과 결합해서 내산화성이 우수한 합금이 된다.
과잉의 Cr의 함유는 가공성의 저하의 원인이 됨과 동시에 내산화성의 개선에 대한 효과도 포화되기 때문에 바람직하지 못하다.
C, N, O, P : 이들 원소의 합계량은 100ppm이하 바람직하게는 85ppm 이하이다.
이 조건을 만족시키므로서 이상 산화가 억제된다.
이 조건과 다른 조건과가 결합해서 우수한 내산화성을 나타내는 합금이 됨과 동시에 연성에 있어서 우수하고 가공성 양호한 합금이 된다.
Mo : 0.5-20중량%, 바람직하게는 1-10중량% 함유한다.
0.5중량% 이상이면 내공식성이 우수하지만 과잉의 함유는 불경제적이 되어 바람직하지 않다.
Ti, No, Zr, V, Ta, W, B : 본 발명의 합금은 이들 원소를 1종이상 함유하고 그 함유량은 하기식(I)을 만족시킨다.
바람직하게는 (1a)를 만족시킨다.
이식을 만족시키므로서 용접부 내식성(내입계 부식성)이 현저히 우수한 본 발명의 합금이 얻어진다.
그러나 이들 원소의 과잉의 함유는 첨가 원소 자체의 고용강화에 의해 가공성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
이상의 조건을 만족시키는 Fe-Cr합금은 가공성이 우수하고, 더구나 내공식성 및 용접부 내식성(내입계 부식성)이 우수하고 온수기 캔체자동차 머플러 재료등을 위시한 각종 용도에 바람직하게 사용할 수가 있다.
Si, Mn, Aℓ : 본 합금의 양태는 이들 금속의 1종 이상을 함유하고 함유량은 하기식(3), 바람직하게는(3a)를 만족시킨다.
이와같은 범위에 있으므로서 다른 조건과 결합해서 내산화성에 있어서 현저히 우수한 합금이 된다.
이들 원소를 과잉으로 함유시켜서 3Aℓ+2Si+Mn의 값이 식(3)의 범위를 초과하면 합금을 제조하는 것이 곤란하게 되기 때문에 이들 원소의 과잉의 함유는 피해야한다.
각 개별의 원소의 바람직한 함유량 침 그 이유를 하기한다.
Si : 0.1-10중량%
0.1중량% 미만에서는 효과는 있으나, 현저하지 않다.
10중량%를 초과하면 저조성 저하가 현저하게 된다.
Mn : 0.1-5.0중량%
0.1중량% 미만에서는 효과는 있으나 현저하지 않다.
5중량%를 초과하면 제조성의 저하가 현저해 진다.
Aℓ : 0.1-4.0중량%
0.1중량% 미만에서는 효과는 있으나 현저하지 않다.
4.0중량%를 초과하면 제조성의 저하가 현저해진다.
이상의 조건을 만족시키는 Fe-Cr합금은 내산화성 및 가공성이 우수하기 때문에 자동차 배기가스계부재 및 고온 반복 산화환경에서 사용되는 파이프등에 적절히 사용할 수가 있다.
(2) 본 발명의 제2의 양태
Cr 함량 C, N, O, P 및 S의 함량 Fe의 바람직한 함량에 관해서는 제1의 양태에서 기재한 것이 본 양태에서도 적용된다.
제2의 양태의 합금에 있어서는 Ca, Mg 및 REM으로부터 선택되는 1종 이상을 함유시킨다.
그리고 이들 원소의 함유량은 하기식(4), 바람직하게는 (4a)를 만족시킨다.
이 조건을 만족시키므로서 다른 조건과 결합해서, 우수한 내산화성 및 양호한 가공성을 갖는 Fe-Cr합금이 얻어진다.
이들 원소는 본 양태의 합금의 표면에 형성되는 산화피막의 보호성을 현저히 개선하고 극박막재료에 발생하기 쉬운 이상 산화를 억제하고 산화피막과 모재와의 밀착성을 양호하게 하는 기능을 갖는다.
그러나, 이들 원소를 과잉으로 함유시켜서(4Ca+4Mg+REM)의 값이 0.2중량%를 초과하면 합금의 표면 결합을 발생시키기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.
Ca, Mg, REM의 각각의 보다 바람직한 함유량 및 이유는 다음과 같다.
Ca : 0.002-0.01 중량%
0.002 중량% 미만에서도 효과는 있으나 현저하지 않다.
0.01중량%를 초과하면 재조성의 저하가 현저하다.
Mg : 0.002-0.01중량%
0.002중량% 미만에서도 효과는 있으나 현저하지 않다.
0.01중량%를 초과하면 제조성이 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
REM : 0.005-0.1중량%
0.005 중량 5 미만에서도 효과는 있으나 현저하지 않다.
0.1중량% 초과해도 효과는 포화되고, 또한 비용의 상승이 된다.
이와같은 본 발명의 제2의 양태의 합금은 제1의 양태의 합금과 같은 용도에 사용할 수 있다.
(3) 본 발명의 제3의 양태
상기에 상세히 기술한 본 발명의 제1의 양태의 합금의 조건 및 제2의 양태의 조건의 어느것도 만족시키는 합금 즉 Cr 함량이 5-60중량%, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo 함량이 0.5-20중량5이며 다시 또 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B 로부터 선택되는 1종 이상을 상기식(1)을 만족시키는 양 함유하고, 또한 Si, Mn 및 Aℓ로부터 선택되는 1종 이상을 상기식(2)를 만족시키는 양 함유하고 더구나 Ca, Mg 및 히토류원소(REM)으로부터 선택되는 1종 이상을 상기식(3)을 만족시키는 양 함유하는 Fe-Cr합금도 일층 우수한 내산화성 및 가공성을 갖는 합금이며 상기한 용도에 바람직하게 사용된다.
이들 3종의 양태를 포함하는 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조하는데에는 원료로서 초고순도 전해철 전헤크롬, 존멜트법 실리콘 용해염 전해망간 융해염 전해 알루미늄, 용해염 전해칼슘, 전해환원 마그네슘, 전해환원 희토류금속을 사용한다.
어느원료도 주된 불순물은 산소이며 산소를 제거하기 위해 10torr보다도 높은 초고 진공하에서 용해 주조하므로서 본 발명의 Fe-Cr합금을 제조할 수가 있다.
(IV)최후에 가공성 내공식성 용접부부식성에 추가하여 내산성 및 내산화성이 우수한 본 발명의 Fe-Cr합금에 대해 설명한다.
본 발명의 이 합금은(II)에서 기술한 특히 내산성이 우수한 합금 조성에 추가하여(III)에서 기술한 특히 내산성이 우수한 합금조성을 가미한 것이다.
따라서, 다음은 그 양태만을 나타내고 상세한 설명은(II) 및 (III)에 있어서 설명한 바와같기 때문에 생략된다.
본 발명은 (III)의 발명과 같은 모양으로 3양태가 있고, C+N+O+P100ppm이며, Cr : 5-60중량%이며, Mo : 0.5-20중량%이며, 0.01Ti+Nb+Zr+V+50B1%인 것에 추가해서 변화하는 부분에 대해서만 각 양태마다에 설명한다.
(1) 본 발명의 제1의 양태
Ni, Co 및 Cu로부터 선택되는 1종 이상을 하기식(2)를 만족시키는 양함유한다.
Si, Mn 및 Aℓ로부터 선택된 1종 이상을 하기식(3)을 만족시키는 양 함유한다.
바람직하게는
(2) 본 발명의 제2의 양태
Ni, Co 및 Cu로부터 선택된 1종 이상을 하기식(2)만족시키는 양 함유한다.
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)으로부터 선택된 1종 이상을 하기식(4)를 만족시키는 양 함유한다.
바람직하게는
(3) 본 발명의 제3의 양태
Ni, Co 및 Cu로부터 선택되는 1종 이상을 하기식(2)를 만족시키는 양함유한다.
Si, Mn 및 Aℓ으로부터 선택된 1종을 하기식(3)을 만족시키는 양 함유한다.
또는,
Ca, Mg 및 희토류원소(REM)으로부터 선택된 1종 이상을 하기식(4)를 만족시키는 양 함유한다.
또는,
또, 본 발명의 합금의 제조법에 대해서는 상기한 바와 전혀 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
[A]카테고리 A의 발명에 대해
다음에 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
발명합금 1-13, 비교합금 1-12에 대응 및 청구항 1에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 화학조성을 갖는 합금을 10kg 진공 용해로에서 용해주조하여 열간 압연에 의해 판의두께 4mm 이 열간 압연판으로하고 재결정을 목적으로 한 열간압연판 소둔을 실시하고 탈스케일후 냉각압연에 의해 판의두께 0.7mm의 냉간 압연판으로 하고 최종적으로 재결정 소둔하여 냉간 압연소둔판으로 했다.
이와같이 해서 얻어진 냉각 압연소둔판을 사용해서 일본공업규격(JIS) 흑-2241에 준거한 인장시험에 의해 신장도의 값과 50% 냉간압연후 C 방향으로 180°밀착 굴곡시험을 행한때의 갈라짐의 상태를 표 2에 나타낸다.
또한, 신장도는 L방향, X 방향, C방향의 평균 신장도(E1+E1c+2xE1x)/4를 표 2에 기재했다.
또, 가공굴곡성은 다음과 같이 평가했다.
○ 갈라짐 없음
△ 미소한 갈리짐
× 갈라짐이 큼
또, 모든 실시여에서 얻어진 시험재료에 대해 신장도의 변화 및 내력(항복강도)의 변화를 조사했다.
신장도의 변화(%), 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)와는 각 합금성분에 대해 C+N+O+S+P=500ppm의 것과의 인장특성의 차이를 나타낸다.
기본이 되는 인장특성은 다음과 같다.
Fe-18Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서
신장도 30%, 내력 330N/mm2
Fe-30Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서
신장도 25%, 내력 450N/mm2
종래에 불순물로서 잘 알려져 있는 C, N, O, P, S를 합계로 100ppm이하로 하므로서 Cr량의 대소에 의하지 않고, 50% 냉간압연후의 C방향밀착 굴곡 시험에서도 갈라짐이 발생하지 않고, 우수한 가공성을 갖고 있는 것을 알 수 있다.
한편, 상기한 양이 100ppm을 초과하여 200ppm이하의 경우에는 정 Cr 합금의 미소한 갈라짐이 발생하고(비교합금 1, 2, 3, 4) 다시 또 200ppm을 초과하는 경우나 고 Cr 로서 100ppm을 초과하면 큰 갈라짐이 생기고 비교합금(5,6,7,8,9)가공성이 저하하는 것을 알 수 있다.
한편 동일 Cr 양으로 비교하면 C, N, O, P 및 S의 합계량을 100ppm이하로 하므로서 신장도가 현저히 향상되는 것을 알 수가 있다.
표 1의 합금판과 같이 제조한 Fe-11 중량% Cr-0.003%, Si-0.005%, Mn-0.007% Aℓ의 조성으로 C, N, O, P, S의 합계량을 각종 변화시킨 합금판에 에메리 #600번 연마끝마무리를 시행하고, 50℃에서 5% NaCℓ을 사용한 염수분무시험(24hr)후의 녹발생의 정도를 표 2에 나타낸다.
(평점 A : 전혀 녹발생없음, B : 약간 녹발생, C : 녹발생 적음, D : 녹발생 많음).
C, N, O, P 및 S의 합계량을 100ppm이하로 하므로서 현저히 내녹성이 개선되고 전혀 녹발생이 생기지 않는 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
발명합금14-20, 비교합금 13,14에 대응하고 청구항 2에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 성분범위의 시험재료를 100kg 고주파 유도가 열초고 진공용해로에서 제조했다.
이들 시험재료를 단조, 절삭, 열간 압연을 행한후 소둔 냉각 압연을 행한후 1.0mm두께의 강판을 제조했다.
그후, 이 재료로부터 1mm x 50mm x 50mm의 시험편을 제조하여
① 5% HC ℓ 중 40℃ 24시간 침지시험
② 40% H2SO450℃ 24시간 침지시험
을 행하고 부식도(8/m2, hr)를 측정했다.
그 결과를 표 2에 모아서 나타낸다.
표 2의 결과로부터 본 발명의 성분범위에서는 비교예의 성분범위의 재료에 비해 산 침지시험에서의 부식이 대폭 억제되는 것이 명백하다.
또, C, N, O, P 및 S의 합계가 100ppm 이하의 재료에 대해서는 Co+Ni+2Cu가 0.01%이상에서 그 효과가 현저하다.
이들 결과로부터 Fe-Cr 계()합금에서 C, N, O, P, S를 함유량을 합계로 100ppm이하로 하고, 또한, Ca, Ni, Co이 1종 또는 2종 이상을의 범위에서 함유하므로서 내산성이 우수한 합금이 얼어지는 것이 명백하다.
[실시예 3-1]
발명합금 21-33, 비교합금 15-18에 대응하고, 청구항 3에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 성분의 시험재료를 100kg 고주파 유도 가열초고진공 용해로에서 제조했다.
이들 시험재료를 단조, 절삭, 열간압연을 행한후 소둔 냉간 압연을 반복해서 50㎛ 두께, 폭 200mm의 박막띠를 제조했다.
그후 이들 재료로부터 제조한 박막띠 시험편(50㎛tx 50mm x 50mm)에 대해 하기하는 방법으로 연속산화 시험 및 반복 가열시험을 행했다.
그 결과를 표 2에 나타낸다.
(1) 연속산화시험
대기중 1150℃에 시험편을 300시간 쬐인후 이상 산화 면적을 측정했다.
평가는 다음과 같이했다.
◎ 이상 산화면적 0
○ 이상 산화면적 5%이내
△ 이상 산화면적 5-20%
× 이상 산화면적 20-40%
×× 이상 산화면적 40% 이상
(2)반복 가열시험
내기중에서 시험편에 대해 1150℃ x 30분 가열 → 30분 냉각을 반복하여 50회 행한후 시험편의 산화피막의 박리면적을 측정했다.
평가는 다음과 같이했다.
◎ 이상 산화면적 0
○ 이상 산화면적 10%이내
△ 이상 산화면적 10-30%
× 이상 산화면적 30-50%
×× 이상 산화면적 50% 이상
본 발명의 성분범위에서는 비교예의 성분범위에 비해 이상산화의 발생이 억제되고, 건전하고 밀착성이 우수한 산화피막이 덮여져 있었다.
이에 대해 비교합금에서의 산화피막은 밀착성이 나쁘고, 이상 산화의 형태를 나타냈다.
또, C, N, O, P 및 S의 합계가 100ppm이하의 재료에 대해서는 3Aℓ+2Si+Mn이 0.1%이상에서 그효과가 현저했다.
이들 결과로부터 Fe-CR 계()합금에서 S, P, O, N, C를 합계로 100ppm이하로 하고, 또한 Si, Al, Mn 중의 1종 또는 2종 이상을의 범위에서 첨가하므로서 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금이 얻어지는 것이 명백하다.
또, 상기한 성분에 다시 또 Ca, Mg, REM을 1종 이상을 0.001 중량% 4Ca+4Md+REM0.2중량% 로된 범위에서 첨가하므로서 다시 또 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금이 얻어지는 것이 명백하다.
[실시예 3-2]
발명합금 34-41, 비교합금 19-20에 대응하고, 청구항 3에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 성분범위의 시험재료를 100kg, 고주파 유도가열초고진공용해로를 사용해서 제조하여 이들 시험재료를 단조, 절삭, 열간 압연을 행한후, 소둔 압연을 냉간압연을 반복해서 50㎛ 의 판의두께 폭 200㎛의 박막띠를 제조했다.
이들 재료로부터 제조한 박막띠 시험편(50㎛tx50mm x 50mm)에 대해 온도 1100℃로 한 것 이외는 실시예 3-1과 같은 연속산화시험 및 반복가열시험을 행했다.
그 결과를 표 2에 모아서 나타낸다.
각 시험의 평가는 다음과 같이했다.
(1) 연속산화시험
○ 이상 산화면적 5%이내
△ 이상 산화면적 5-20%
× 이상 산화면적 20이상
(2) 반복가열시험
○ 이상 산화면적 10%이내
△ 이상 산화면적 10-30%
× 이상 산화면적 30%이상
본 발명 합금의 성분 범위에서는 비교합금의 성분범위의 재료에 비해서 이상 산화가 발생하지 않고, 건전하고 밀착성이 양호한 산화피막이 덮여있었다.
이에 비해 비교합금의 산화피막을 밀착성이 나쁘고, 이상 산화의 형태를 나타냈다.
이들 결과로부터 Fe-Cr계()합금에서 S, P, O, N, C를 합계로 100ppm 이하로하고, 다시 또, Ca, Mg, REM을 1종 또는 복합으로로 하므로서 내산화성이 우수한 합금이 얻어지는 것이 명백하다.
[실시예 4]
발명합금 42-44, 비교합금 21에 대응하고 청구항 4에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 성분의 시험재료를 100kg 고주파 유도가열초진공 용해로를 사용하여 제조하고, 이들 시험재료를 단조, 절삭, 열간압연을 행한후 소둔, 냉간 압연을 반복해서 50㎛의 판의두께 폭 200㎛의 박막띠를 제조했다.
얻어진 시료에 대해 상기한 실시예에서 행한것과 같은 ① 5%HCℓ, 40℃ 부식도, ② 40%H2SO4,50℃ 부식도 ③ 연속산화시험 ④반복가열 시험을 행하여 같은 모양으로 평가하여 그 결과를 표 2에 나타낸다.
본 발명의 범위에 들어가는 것은 우수한 특성을 나타내는 것이 명백히 나타나 있다.
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 1-3]
[표 1-4]
[표 1-5]
[표 1-6]
[표 2-1]
[표 2-2]
[표 2-3]
[표 2-4]
[표 2-5]
기본적으로 가공성이 우수한 Fe-Cr합금이 제공되고, 여기에 내산성 및/또는 내산화성이 우수한 합금이 제공된다.
이것에 의해 넓은 분야에 걸처 Fe-Cr 합금이 이용된다.
[B] 카테고리 B의 발명에 대해
다음에 본 발명을 실시예를 기초해서 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
발명합금 1-6, 비교합금 1-6에 대응하고, 청구항 1에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 조성의 합금을 초고순도 전해철과 전해법 등에 의한 고순도 금속소재를 사용해서 10-5torr 이상의 초고 진공용 해로서 제조했다.
이것을 약 1200℃로 가열후 열간 압연으로 약 5mm 두께로 끝마무리하여 최종적으로 1.0-2.0tmm 로 냉간압연후 재결정과 결정 입자직경의 조정을 위한 소둔을 500-1100℃에서 시행했다.
그리고, 실온 및 고온에서의 인장시험편을 절단하여 일본공업규격(JIS)에 준거해서 각각의 시험을 행했다.
[실온인장시험은 일본공업규격(JIS) 5호로하고 고온인장은 일본공업규격(JIS) GO567에 따랐다.]
또 산화시험은 고순도 금속을 고진공하에서 제조한 표 1의 견본에 대해 1350℃에서 12시간 대기 분위기의 전기도에서 가열하고 그후 실온까지 공냉시키고, 시험편 표면의 스케일을 제거한때의 중량감을 측정하여 내산화성의 지표로 했다.
결과를 제2표에 나타낸다.
표 2의 결과로부터 본 발명의 성분범위에서는 비교예의 성분범위의 재료에 비해 가공성 고온강도 모두 현저히 향상된 것이 명백해졌다.
[실시예 2]
발명합금 7-12, 비교합금 7-9에 대응하고, 청구항 2에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 성분범위의 시험재료를 100kg 고주파 유도가열초진공 용해로에서 제조했다.
이들 시험재료를 단조, 절삭, 열간압연을 행한후 소둔, 냉각 압연을 행하여 1.0mm 두께의 강판을 제조했다.
그후 이들 재료로부터 1mmtx50mm x 50mm 의 시험편을 제조하여,
① 5% HCℓ 중에서 40℃ 24시간 침지시험
② 40% H2SO4로 50℃ 24시간 침지시험을 향하여 부식도(g/m2. hr)를 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2의 결과로부터 본 발명의 성분 범위에서는 비교예의 성분범위의 재료에 비해 산침지시에서의 부식도 대폭 억제되는 것이 명백하다.
이들 결과로부터 Fe-Cr 계() 합금에서 C, N, O, P, S의 합유량의 합계를 100 ppm 이하로 하고, 또한 Ca, Ni, Co 의 1종 또는 2종 이상을의 범위를 함유하므로서 내산성이 우수한 합금이 얻어지는 것이 명백하다.
또, 상기성분계에 추가해서 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W, B중의 1종 또는 2종 이상을의 범위를 함유하므로서 다시 또 내산성이 우수한 합금이 얻어지는 것이 명백하다.
[실시예 3]
발명합금 13-26, 비교합금 10-12에 대응하고 청구항 3에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 조성의 합금을 초고순도 전해철과 전해 Cr 및 고순도 금속소재를 사용해서 10-7torr 이상의 초기진공용해로 제조했다.
이것을 약 1200℃로 가열후 열간 압연으로 약 5mm 두께로 끝마무리하고, 최종적으로 1.0-2.0tmm로 냉간압연후 재결정과 결정 입자직경의 조정을 위한 소둔을 500-1100℃로 실시했다.
그로부터 실온 및 고온에서의 인장시험편을 절단하여 일본공업규격(JIS)에 준거해서 각각의 시험을 행했다(실온인장 시험편은 JIS 5호로 하고, 고온인장은 JIS GO567에 다르고, 900℃에서 행했다)
또, 산화시험은 1350k에서 12시간 대기분위기의 전기로에서 가열하고 그후 실온까지 공냉시키고 시험편 표면의 스케일을 제거한때의 중량감을 측정하여 내산화성의 지료로 했다.
표 2에 시험결과를 나타낸다.
표 2로부터 본 발명의 성분범위에서는 비교예의 성분범위에 비해 대폭내산화성이 향상되는 것이 명백하다.
[실시예 4]
발명합금 28-29 청구항 4에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 조성의 합금을 초고순도 전해철과 전해 Cr 및 고순도 금속소재를 사용해서 10-7torr 이상의 초고진공 용해로 제조했다.
이것을 약 1200℃로 가열후 열간압연으로 약 5mm 두께로 끝마무리 하여 최종적으로 1.0-2.0tmm로 냉간 압연후 재결정과 결정 입자직경의 조정을 위한 소둔을 500-1100℃로 시행했다.
얻어진 시험재료에 대해 상기한 실시예와 같은
① 5% HCℓ, 40℃ 부식도
② 40% H2SO450° 부식도
③ 900℃ 고온인장시험을 행하여 같은 모양으로 평가하여 그 결과를 표 2에 나타낸다.
본 발명의 범위에 들어있는 것은 우수한 특성을 갖는 것이 명백하다.
[신장도 및 내력의 변화]
상기한 모든 실시예에서 얻어진 시험재료에 대해 신장도의 변화 및 내력(항복강도)의 변화를 조사했다.
신장도의 변화(%)내력(항복강도)의 변화(N/mm2)란 각 합금성분에 대해 C+N+O+S+P=500ppm의 것과의 인장특성의 차이를 나타낸다.
기본이 되는 인장특성은 다음과 같다.
Fe-18Cr, C+N+O+S+P=550ppm에서 신장도 30%, 내력 330N/mm2
Fe-30Cr, C+N+O+S+P=550mm에서 신장도 25%, 내력 450N/mm2
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 1-3]
[표 1-4]
[표 1-5]
[표 1-6]
[표 1-7]
[표 2-1]
[표 2-2]
[표 2-3]
본 발명의 합금은 가공성 고온에 있어서의 강도 혹은 이들에 추가해서 내산성 및/또는 내산화성이 우수하기 때문에 자동차 배기가스용의 파이프등의 용도에 아주 적당하게 사용된다.
[C] 카테고리 C의 발명에 대해
다음에 본 발명을 실시예에 기초해서 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
발명합금 1-10, 비교합금 1-7에 대응하고, 청구항 1, 2에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 화학조성을 갖는 합금을 10kg 진공용해로로 용해하여 주조하고, 열간압연에 의해 판의두께 4mm의 열간압연판으로하고 재결정을 목적으로한 열간 압연판 소둔을 시행하고 탈스케일후 냉간압연에 의해 판의두께 0.7mm의 냉간 압연판으로하고, 최종적으로 재결정 소둔하고, 냉낙 압연 소둔판으로 했다.
이와같이 해서 얻어진 합금판에 대해 다음의 시험을 행했다.
[가공성]
발명합금 1, 6과 비교합금 1, 6을 사용해서 일본공업규격(JIS) Z2241에 준거한 인장시험에 의해 신장도의 값을 측정하고 50% 냉간압연후 C방향으로 180° 밀착 골국시험을 행한때의 갈라짐의 상태 관찰을 행했다. 평가는 다음과 같이 했다.
○ 전혀 갈라짐 없음
△ 미소한 갈라짐 있음
× 갈라짐이 큼
그 결과를 표 2에 나타낸다.
C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하에서는 50% 냉간압연후의 C방향 밀착 굴곡에 의해 전해 갈라짐이 생기지 않는 것에 대해 100ppm을 초과하면 갈라짐이 생기고 가공성이 저하하는 것을 알 수 있다.
또, 신장도도 동일 Cr, 동일 Mo 량으로 비교하면 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm을 초과하면 7-8%정도 저하하는 것을 알수 있다.
[내공식성 및 내산성]
비교합금 2, 발명합금 1, 7의 시험편 표면을 에메리 #500으로 연마하여 내공식성을 30℃ (2% Fe Cℓ3+1/20HCℓ)수용액 중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 부식속도록 평가하고 내산성을 0.1중량% HCℓ수용액 중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 부속도로 평가했다. 표 2에 결과를 나타낸다.
비교합금 5, 발명합금 10, 6에 대해 상기와 같은 견본을 재작하여 내공식성을 30℃(5% Fe Cℓ3+1/20N CHℓ)수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량에 의해 산출한 부식속도로 평가하고 내산성을 0.3중량% HCℓ 수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 부식속도로 평가했다. 표 2에 결과를 결과를 나타낸다.
비교합금 4, 발명합금 4, 발명합금 5에 대해 상기와 같은 견본을 제작하여 내공식성을 30℃ (5% Fe Cℓ3+1/20N HCℓ)수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량에 의해 산출한 부식속도로 평가하고 내산성을 0.3중량% HCℓ수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 부식속도로 평가했다. 표 2에 결과를 나타낸다.
비교합금 3, 발명합금 2, 8에 대해 상기와 같은 견본을 제작하여 내공식성을 80℃(5%Fe C℃3+1/20N HCℓ)수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량에 의해 산출한 부식속도로 평가하고 내산성은 5중량%HCℓ 수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 부식속도로 평가했다. 표 2에 결과를 나타낸다.
비교합금 7, 발명합금 3, 9에 대해 상기와 같은 견본을 제작하여 내공식성을 80℃(10%Fe cℓ3+1/20N HCℓ)수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량에 의해 산출한 부식속도로 평가하고 내산성을 5중량HCℓ 수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 부식속도로 평가했다. 표 2에 결과를 나타낸다.
Mo를 본 발명의 범위에서 함유시키므로서 내공식성이 현저히 개선되고 다시 또 Ni, Co, Cu를 본 발명의 범위로 함유시키므로서 또 다시 내산성이 개선된 것을 알 수 있다.
[실시예 2]
발명합금 11-25, 비교합금 8-11에 대응하고 청구항 3에 대응하는 것이다.
표 1에 나타내는 조성의 합금을 초고순도 전해철과 전해 Cr 및 고순도 금속소재를 사용해서 10-7torr 이상의 초고진공 중에서 용해 제조했다.
이것을 약 1200℃로 가열후 열간 압연으로 약 5mm 두께로 끝마무리하여 최종적으로 0.1-2.0tmm로 냉간 압연후 재결정과 결정 입자직경의 조정을 위한 소둔을 500-1100℃에서 시행했다.
그리고, 실온 및 고온에서의 인장시험편을 절단하여 일본공업규격(JIS)에 준거해서 각각의 시험을 행했다.
(실온인장시험편을 JIS 5호로 하고 고온인장은 JIS GO567에 따랐다)
또, 산화시험은 1350k로 12시간 대기분위기의 전기로에서 가열하고 그후 실온까지 공냉시키고 시험편 표면의 스케일을 제거한때의 중량감을 측정하고 내산화성의 지표로 했다.
Aℓ, Si, Mn 또는 Ca, mg, REM또는 그 양자를 본 발명 범위에서 함유시키므로서 내산화성이 현저히 향상되는 것을 알 수 있다.
[실시예 3]
발명합금 26,27 청구항 4에 대응한다.
표 1에 나타내는 조성의 합금을 초고순도 전해철과 전해 Cr 및 고순도 금속소재를 사용해서 10-7torr 이상의 초기진공 중에서 용해 제조했다.
이것을 약 1200℃로 가열후 열간압연으로 약 5mm두께로 끝마무리하고 최종적으로 1.0-2.0tmm로 냉간 압연후 재결정과 입자직경의 조정을 위한 소둔을 500-1100℃에서 행했다.
상기한 실시예와 마찬가지로 내산성과 내산화성을 평가했다.
본 발명 합금은 우수한 특성을 나타내는 것이 명백해 졌다.
[신장도 및 내력의 변화]
상기한 모든 실시예에서 얻은 시험재료에 대해 신장도의 변화 (%), 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)를 각 합금성분에 대해 C+N+O+S+P=500ppm의 것과의 인장특성은 다음과 같았다.
Fe-18Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서 신장도 30%, 내력 330 N/mm2
Fe-30Cr, C+N+O+S+P=500ppm에서의 신장도 25%, 내력 450 N/mm2
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 1-3]
[표 1-4]
[표 2-1]
[표 2-2]
[표 2-3]
[표 2-4]
본 발명은 합금은 가공성 내공식성이 우수하고 다시 또 이에 추가해서 내산성 및/또는 내산화성이 우수하기 때문에 자동차 배기가스용의 파이프등의 용도에 아주 적당하게 사용된다.
[D]카테고리 D의 발명에 대해
다음에 실시예로서 본 발명을 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 합금을 10kg 진공 용해로에서 용해주조하여 열간 압연에 의해 판의두께 4mm의 열간 압연판으로하고 재결정을 목적으로한 열간압연과 소둔을 시행하고 탈스케일후 냉간압연에 의해 판의두께 0.7mm의 냉간 압연 소둔판으로 했다.
이와같이해서 얻어진 합금판에 대해 다음의 시험을 행하였다.
[가공성]
발명합금 1, 2와 비교합금 1, 2를 사용해서 일본공업규격(JIS) Z 2241에 준거한 인장시험에 의한 신장도의 값의 측정과 50% 냉간압연후 C 방향으로 180℃ 밀착 굴곡시험을 행한때의 갈라짐의 상태 관찰을 행하였다.
○ 전혀 갈라짐 없음
△ 미소한 갈라짐 있음
× 갈라짐이 큼
그 결과를 표 2에 나타낸다.
C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm이하에서는 50% 냉간 압연후의 C방향 밀착 굴곡에 의해 전혀 갈라짐이 발생하지 않는 것에 대해 100ppm을 초과하면 갈라짐이 생기고 가공성이 저하하는 것을 알 수 있다.
또, 신장도도 동일Cr, 동일Mo 량으로 비교하면 C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm을 초과하면 5-6% 정도 저하하는 것을 알 수 있다.
[내공식성 및 내입계부식성]
시험편 표면을 에메리 #500으로 연마한 시료를 사용하고 내공식성은 표 2에 나타내는 FeCℓ3+HCℓ수용액중에서 4시간 침지한후의 부식감량으로부터 산출한 속도로 평가하고 내입계 부식성은 상기한 시료에 TIG 용접(비이드온)을 시행하여 일본공업규격(JIS) G-0572에 준거한 황산-황산동 시험후의 용접부 굴곡시험(r-2t 180° 굴곡)에 의한 갈라짐의 유무에 의해 평가했다.
○ 전혀 갈라짐 없음
△ 미소한 갈라짐 있음
× 큼 갈라짐
결과를 표 2에 나타낸다.
[내입계 부식성, 내산성]
상기와 같은 시료를 제작하여 내입계 부식성은 상술한 바와같은 평가로 행했다.
또, 내산성은 표 2에 나타내는 HCℓ 수용액 중에서 24시간 침지한후의 부식감량에 의해 산출한 부식속도로 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[산화시험]
산화시험은 대기중에서 1350k로 12시간 열처리후 스케일 제거후의 중량 감소에 의해 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[신장도 및 내력의 변화]
얻어진 시험재료에 대해 신장도의 변화 및 내력(항복강도)의 변화를 조사했다.
신장도의 변화(%) 내력(항복강도)의 변화(N/mm2)란 각 합금성분에 대해 C+N+O+P=500ppm의 것과의 인장특성의 차이를 나타낸다.
기본이 된 인장특성은 다음과 같다.
Fe-18Cr, C+N+O+P=500ppm에서 신장도 30%, 내력 330N/mm2
Fe-30Cr, C+N+O+P=500ppm에서 신장도 25%, 내력 450N/mm2
Mo를 본 발명의 범위 첨가하므로서 내공식성이 현저히 개선되고, Ti, Nb, V, Ta, Zr, B를 적정량 첨가하면 용접부에서의 내입계 부식성이 개선되는 것을 알 수 있다.
다시 또 Ni, Co, Cu의 적정량 첨가에 의해 내산성도 현저히 개선 되는 것이 명백하다.
다시 또, Si, Mn, Aℓ의 1종 이상 및/또는 Ca, Mg, REM의 1종이상을 첨가하면 내산화성이 향상되는 것이 명백하다.
[표 1-1]
[표 1-2]
[표 1-3]
[표 1-4]
[표 1-5]
[표 1-6]
[표 2-1]
[표 2-2]
[표 2-3]
[표 2-4]
[표 2-5]
[표 2-6]
본 발명의 C, N, O, P, S의 합계량을 100ppm이하로하고, Mo 및 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W, B의 1종이상을 특정량 함유하는 Fe-Cr합금은 가공성에 있어서 우수함과 동시에 내공식성 및 용접부 내식성((내입계부식성)에 있어서 현저히 우수하다.
다시 또 Ni, Co, Cu의 1종 이상을 특정량 함유하는 Fe-Cr합금은 내산성에 있어서 현저히 우수하다.
다시 또 Si, Mn, Aℓ의 1종이상 및/또는, Ca, Mg, REM의 1종 이상을 첨가하므로서 내산화성이 일층 향상된다.
이들 각종 용도에 유용하다.

Claims (16)

  1. Cr의 함량이 3-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  2. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Ni, Co 및 Cu중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성 및 내산성이 우수한 Fe-CR 합금.
  3. Cr의 함량이 3-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Si, Mn 및 Al 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족하는 양으로서 함유하고, 또한/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  4. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O,P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Ni, Co 및 Cu 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 또한 Si, Mn 및 Al 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족하는 양으로서 함유하고 또한/또는Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-CR 합금.
  5. Cr의 함량이 3-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성 및 고온강도가 우수한 Fe-Cr 합금.
  6. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Ni, CO 및 Cu중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족시키는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 고온강도 및 내산성이 우수한 Fe-CR 합금.
  7. Cr의 함량이 3-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Al, Si 및 Mn중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고 또한/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(4)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 고온강도 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  8. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Ni, Co 및 Cu중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족시키는 양으로서 함유하고, 다시또 Al, Si 및 Mn 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고 또한/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(4)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 고온강도, 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  9. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성 및 내공식성이 우수한 Fe-CR 합금.
  10. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 다시또 Ni, Co 및 Cu 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로시 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성 및 내산성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  11. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 다시또, Al, Si 및 Mn중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족하는 양으로서 함유하고, 또한/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 내공식성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  12. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 다시또 Ni, Co 및 Cu 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 또한 Al, Si 및 Mn 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족하는 양으로서 함유하고 또한/또는 Ca, mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로 하는 가공성, 내공식성, 내산성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  13. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 또한 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B의 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 내공식성 및 용접부내식성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  14. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 또한 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Ni, Cu 및 Co 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족시키는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 재공식성, 용접부내식성 및 내산성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  15. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 또한 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Si, Mn 및 Al 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식93)을 만족하는 양으로서 함유하고 또한/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(4)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 내공식성, 용접부내식성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
  16. Cr의 함량이 5-60중량%이고, C, N, O, P 및 S의 합계량이 100ppm 이하이며, Mo의 함량이 0.5-20중량%이고, 또한 Ti, Nb, Zr, V, Ta, W 및 B중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(1)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Ni, Cu 및 Co 중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(2)을 만족하는 양으로서 함유하고, 다시또 Si, Mn 및 Al중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(3)을 만족하는 양으로서 함유하고 또한/또는 Ca, Mg 및 희토류원소(REM)중에서 선택되는 1가지 이상을 하기식(4)을 만족하는 양으로서 함유하고, 잔여부가 Fe 및 불가피한 불순물로된 것을 특징으로하는 가공성, 내공식성, 용접부내식성 및 내산화성이 우수한 Fe-Cr 합금.
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