KR100373682B1 - 304엘 스테인레스 열연강판의 제조방법_ - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적합한 재가열 조건을 설정하므로써, 열간가공성을 향상시키고, 표면결함을 저감시킬 수 있는 스테인레스 열연강판의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 내식성이 뛰어나고, 입계부식에 뛰어난 저항성을 보이며, 파이프라인(pipeline)용 이나 우주선 연료탱크의 부품용에 주로 사용되는 304L 스테인레스 열연강판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 그러한 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법은 중량 비율(%)로, 304엘 스테인레스의 기본 성분으로 제조된 슬래브(slab)를 재가열하고, 열간압연하는 것을 포함한다.그러한 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에서는 상기 슬래브의 제조시, 규소(Si) : 1.4% ∼ 2.2%를 첨가시키고, 상기 재가열 온도를 1240℃로 유지하므로써, 304L 스테인레스 열연강판의 열간가공성을 90% 이상 확보한다.
Description
본 발명은 304엘 스테인레스 열연강판의 제조방법에 관한 것이며, 특히 연료탱크나 파이프라인을 제작하기 위한 소재로서, 표면결함이 적은 스테인레스 열연강판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 스테인레스 열연강판에는 스테인레스 강종의 대표적인 것으로서, 304 스테인레스 열연강판과, 304엘(이하 304L) 스테인레스 열연강판이 있다.
304 스테인레스 열연강판은 상대적으로 탄소(C)함량이 많은 것으로서, 일반적인 스테인레스 열연강판을 의미한다.
그리고, 304L 스테인레스 열연강판은 중량 비율(wt%)로, 크롬(Cr) : 18% ∼ 20%, 니켈(Ni) : 9% ∼ 13%, 탄소(C) : 0.03% 이하의 기본 함량을 갖는 것으로서, 내식성이 뛰어나고, 입계부식에 뛰어난 저항성을 보이고 있다. 이런 304L 스테인레스 열연강판은 파이프라인(pipeline)용 이나 우주선 연료탱크의 부품용에 주로 사용된다.
종래 기술에 따른 304L 스테인레스 열연강판의 제조방법에서는 일반적인 열연강판의 제조방법과 동일하게 재가열, 열간압연을 통하여 제품을 생산하는데, 상기 재가열, 열간압연시에 많이 발생하는 표면결함을 제거하기 위해서, 반드시 연삭 공정 후에 완제품화 된다. 여기에서, 연삭 공정은 표면 결함을 제거할때 쓰이는 일반적인 기계 가공이다.
그러나, 종래의 304L 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조된 제품은 약 8%의 연삭율로서, 일반적인 제품에서 발생하는 연삭율 약 3% 에 비하여 높은 연삭율을 갖고 있기 때문에, 생산성 향상 및 제조원가에 막대한 악 영향을 미치고 있다.
또한, 종래의 304L 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조된 제품은 상대적으로 적은 탄소의 함량으로 인하여, 입계부식에 뛰어난 저항성을 보이고 있지만, 적층결함에너지가 낮기 때문에 크로스 슬립(cross slip)이 일어나기 힘들고, 전위들이 소멸되지 않고 엉키게 되어서, 회복 및 재결정이 힘들게 되며, 열간가공성을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 여기에서, 열간가공성이란 소재가 고온에서 소성변형을 받을때 균열이 발생하지 않고 변형될 수 있는 재료의 능력을 말하는 것으로서, 이러한 열연강판을 제조함에 있어서 재가열 온도 및 열간압연시 압하율은 열간가공성으로 판단하게 된다.
도 1에 보이듯이, 종래의 제조방법으로 만들어진 304L 강종은 온도 1240℃ 근처에서 최적의 열간가공성을 보이고 있다. 그리고, 304 강종은 상기 304L 강종에 비하여 온도 1270℃ 근처에서 최적의 열간가공성을 보이고 있다. 재가열조업조건은 압연에 필요한 최적의 열간가공성을 확보하는데 있다. 따라서, 종래의 제조방법으로 만들어진 304L 강종은 304 강종보다 약 30℃ 높기 때문에 그만큼 생산성이 떨어지고 크랙이 발생할 확률이 훨씬 높아진다. 그래서 이러한 재가열 온도를 낮추기 위하여 필수적인 소성변형에 대한 재료의 능력, 즉 우수한 열간가공성의 확보가 필수적이다. 소성변형 방식(mode)은 적층결함에너지와 관련이 깊은데 적층결함에너지가 감소하면 부분전위의 폭을 넓게 하고 전위들이 소멸하지 못하게 하여 재료의 회복 및 재결정을 지연시키고, 재료의 변형능력을 감소시켜 열간가공성을 감소시킨다.
이에 본 발명자는 1997년, 출원한 대한민국 특허 출원 제70825호에 이어서, 304L 스테인레스강의 소성변형에 대한 재료의 능력인 열간가공성을 심도 있게 연구하여 본 발명을 제안하게 이르렀다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적합한 재가열 조건을 설정하므로써, 열간가공성을 향상시키고, 표면결함을 저감시킬 수 있는 스테인레스 열연강판의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조한 제품들의 열간가공성을 설명하기 위한 그래프.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조한 제품에서 규소(Si) 함량에 따른 적층결함에너지를 나타낸 그래프.
도 3은 도 1에 도시된 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조한 제품의 열간가공성을 규소(Si) 함량별로 나타낸 그래프.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 중량 비율(%)로, 304L 스테인레스의 기본 성분으로 제조된 슬래브(slab)를 재가열하고, 열간압연하는 것을 포함한 304L 스테인레스 열연강판의 제조방법이 제공된다. 그러한 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에서는 상기 슬래브의 제조시, 규소(Si) : 1.4% ∼ 2.2%를 첨가시키고, 상기 재가열 온도를 1240℃로 유지하므로써, 304L 스테인레스 열연강판의 열간가공성을 90% 이상 확보한다.
아래에서, 본 발명에 따른 스테인레스 열연강판의 제조방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조한 제품에서 규소(Si) 함량에 따른 적층결함에너지를 나타낸 그래프이고, 도 3은 도 1에 도시된 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용하여 제조한 제품의 열간가공성을 규소(Si) 함량별로 나타낸 그래프이다.
도 2에 있어서, 본 발명의 한 실시예에 따른 스테인레스 열연강판의 제조방법은 재가열 공정 및 열간압연시 필요한 열간가공성의 확보를 통한 재가열 온도로 크랙을 방지하는 것이다.
그러한 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에서는 열간가공성을 향상시키기 위하여 304L 강종의 입계부식에 대한 내식성을 그대로 유지시키면서, 적층결함에너지를 증가시킬 수 있게 규소(Si)의 함량을 제한하였다.
본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에서는 규소(Si)가 중량 비율(%)로 1% 첨가된 종래 304L강 보다, 규소(Si)가 1.5% ∼ 2.2%까지 첨가될때, 적층결함에너지가 급격히 증가됨을 알 수 있었다.
그러나, 규소(Si)가 2.2% 이상 첨가되면 변화가 없는 것으로 관찰되었다. 즉, 규소(Si) 첨가에 의한 적층결함에너지의 증가로 인하여 열간가공성의 향상을 가져온 것이다.
또한, 도 3에 보이듯이, 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법을 적용한 제품에서 열간가공성(reduction area)은 규소(Si)를 1.5% 와 2.2% 첨가했을 때, 종래강보다 10% 정도 향상되었다. 그리고, 규소(Si)를 1.4% 첨가했을때는 별 효과가 없는 것으로 나타났다. 또한 1.5.% 와 2.2% 첨가했을때는 최적의 열간가공성의 온도가 1240℃를 나타내고 있는 것을 알 수 있다.
아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법의 실험결과를 설명하겠다.
먼저, 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에서는 규소(Si) 1.8%의 첨가하여 두께 200㎜의 슬래브(slab)를 통상적인 스테인레스강 슬래브 제조 방식으로 제조하고, 온도 1240℃에서 재가열 및 열간압연을 실시하였다.
그런 다음, 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에 의해서 제조된 제품의 표면결함 발생율을 통상적인 업계에 널리 알려진 표면결함 측정방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
상기 포 1에 보이듯이, 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에 의해서 제조된 제품의 표면결함 발생율은 종래의 스테인레스 열연강판의 제조방법에 의해서 제조된 제품의 표면결함 발생율보다 상대적으로 매주 작은 것을 알 수 있다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법은 304L 스테인레스 열연강판의 표면결함을 크게 저감시키므로써, 연삭공정을 생략할 수 있기 때문에, 제품 실수율 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 스테인레스 열연강판의 제조방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
Claims (1)
- 중량 비율(%)로, 304엘 스테인레스의 기본 성분으로 제조된 슬래브(slab)를 재가열하고, 열간압연하는 것을 포함한 304엘 스테인레스 열연강판의 제조방법에 있어서,상기 슬래브의 제조시, 규소(Si) : 1.4% ∼ 2.2%를 첨가시키고,상기 재가열 온도를 1240℃로 유지하므로써,304엘 스테인레스 열연강판의 열간가공성을 90% 이상 확보하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 열연강판의 제조방법.
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