KR100419046B1 - 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법 - Google Patents

마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100419046B1
KR100419046B1 KR10-1999-0065110A KR19990065110A KR100419046B1 KR 100419046 B1 KR100419046 B1 KR 100419046B1 KR 19990065110 A KR19990065110 A KR 19990065110A KR 100419046 B1 KR100419046 B1 KR 100419046B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stainless steel
cooling
hot
martensitic stainless
annealing
Prior art date
Application number
KR10-1999-0065110A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010065238A (ko
Inventor
유병종
오경수
김용호
강태형
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR10-1999-0065110A priority Critical patent/KR100419046B1/ko
Publication of KR20010065238A publication Critical patent/KR20010065238A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100419046B1 publication Critical patent/KR100419046B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • C21D8/0263Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/663Bell-type furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명은 열간 압연된 마르텐사이트계 스테인레스 코일을 배치소둔로에서 열간가열한 후 2단 제어냉각으로 소둔하여 스테인레스강의 가공성을 향상시키는 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 0.15 ∼ 0.40wt%의 탄소(C)와 12 ∼ 14wt% 크롬(Cr)을 함유한 마르텐사이트계 스테인레스강을 소둔하는데 있어서 공석변태온도(Ac1)이상으로 가열하여 크롬 탄화물을 분해한 후, 냉각속도를 25℃/Hr이하로 냉각하는 동안에 650 ∼ 750℃ 구간에서 2 ∼ 6.3시간 항온 유지하고 다시 550℃이하까지 25℃/Hr이하의 속도로 제어냉각한 후 이후 통상적인 공냉을 실시하는 소둔방법에 관한 것이다.

Description

마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법{Method for Manufacturing Martensite Stainless Steel Coil by Batch Annealing Furnace}
본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스강의 소둔 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열간압연된 마르텐사이트계 스테인레스강 코일을 소둔하는데 있어서 2단 제어 항온소둔하여 가공성을 향상시키는 마르텐사이트계 스테인레스강의 제조방법에 관한 것이다.
스테인레스강의 기본 강종 중의 하나인 마르텐사이트계 스테인레스강은 고온에서는 안정한 오스테나이트 조직을 보유하나 공냉 또는 유냉에 의하여 마르텐사이트 변태를 일으켜 상온에서는 강자성의 완전한 마르탠사이트 조직을 갖게된다. 이러한 마르텐사이트계 스테인레스강은 내식성에 있어서 오스테나이트계 보다는 떨어지나 일반강에 비하여 매우 우수하며, 강도가 우수하고 열처리에 의하여 경화되어 강도와 경도가 동시에 요구되는 칼날, 수술용 기구, 파스너(fastener), 스핀들(spindle), 노즐, 샤프트, 및 스프링 등에 사용되며 일반적으로 봉재나 판재로도 사용이 가능하다.
마르텐사이트 계 스테인레스 강 중에서 대표적인 강으로는 STS420계열의 스테인레스강이 있다. STS420 계 스테인레스 강은 철(Fe)에 크롬(Cr)을 12 ∼ 14중량%, 탄소(C)를 0.16 ∼ 0.40중량 % 첨가된 것을 기본조성으로 하여 여기에 기계적 특성을 개선하기 위하여 황(S) 또는 납(Pb)이 선택적으로 첨가될 수 있다.
이와 같은 조성을 갖는 마르텐사이트계 스테인레스 강 중에서 판재로 제조할 경우의 제조공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 스테인레스 강의 원료와 부원료를 전기로에 장입하여 용융시키고 이를 정련로에서 정련한 다음 연속주조기에서 약 200mm 두께의 슬라브 상태로 주조한다. 주조된 슬라브는 가열로에 장입되어 열간압연에 필요한 재결정 이상의 온도인 1200 ∼ 1250℃의 온도로 가열하여 슬라브 내외부의 온도차이가 나지 않도록 충분히 유지한 다음 열간압연기에서 3-8mm 정도로 압연하여열연코일을 제조한다. 제조된열연코일은 열간압연시 발생한 금속내부의 불균일한 상태를 회복시켜주기 위하여 배치소둔로에서 장 시간 동안 열간소둔한다. 열간소둔된 코일은 산세척한 뒤, 냉간압연기에서 0.3-3mm 정도의 두께로 냉간압연하고 냉연소둔산세처리하거나 광휘소둔처리하고 조질압연과 형상을 교정하여 최종적으로 스테인레스 강판을 생산하게 된다.
여기서 마르텐사이트계 스테인레스강의 경우 탄소함량이 다른 스테인레스강보다 높고 그 고용도가 낮기 때문에 용강의 응고과정에서 탄소는 슬라브 중심부에 편석되어 편석된 탄소가 크롬탄화물을 형성하고, 이러한 크롬 탄화물은 열간압연을 위한 재가열이나, 열간압연 이후에도 분해되지 않고 도 1에서와 같이 슬라브내에 띠상으로 존재하는 라미네이트 현상이 발생하기 쉽다. 이와 같이 띠상으로 존재하는 크롬 탄화물이 내재된 코일을 냉간압연이나 조질압연 등의 2차 가공을 하게되면 도 2에서와 같이 크랙의 발생원인이 되어 제품의 생산율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다.
따라서, 마르텐사이트계 스테인레스강은 용강의 응고과정에서 발생하는 크롬탄화물의 중심부 편석을 분해하고 일정크기 이하로 제어하기 위한 열처리방법이 요구되고 있다.
이를 위하여 통상의 마르텐사이트계 스테인레스 강의 열간가공은 열간가열시 배치소둔로를 사용하고 있으며, 열간압연후의 열간소둔도 열간압연한 후 급냉으로 인해 생성된 고농도의 탄소가 과포화된 마르텐사이트상을 페라이트상과 크롬탄화물로 분해하여 재질을 연화시켜 주는 것을 주목적으로 하고 있다. 열간소둔의 또 다른 목적으로는 크롬탄화물을 분해하여 모재의 크롬(Cr) 함량을 높여 내식성을 향상시키고 탄소고용도를 높여 강의 경도를 높여주는 것이다.
종래의 열간소둔은 이러한 크롬탄화물 띠를 제어하기 위하여 공석변태점(Acl)보다 약 50℃ 높은 온도인 약 850℃에서 45-50 시간 소둔하여 열연강판 두께방향의 중심부에 띠형으로 존재하던 크롬탄화물중 탄소성분을 오스테나이트상에 고용시키므로서 구형의 크롬탄화물 형태로 변화시킨다. 그 후 10 ∼ 15℃/Hr의 냉각속도로 제어냉각하여 열간압연 및 소둔가열중에 생성된 오스태나이트상을 페라이트상과 크롬탄화물로 재 변태시킨다.
그러나 이러한 냉각방법은 총 냉각시간이 지나치게 길며 도 3에서와 같이 코일 내부와 외부에 따라 냉각속도가 차이가 발생하여 소둔 후 코일 선단부와 중간부간의 위치별 재질편차가 크게 발생하게 되고 특히 경도의 경우 부위별 편차가 심하게 발생한다.
또한 종래와 같이 연속냉각방법으로 코일을 10∼15℃/Hr 냉각할 경우에는 열간압연 및 소둔가열 중에 생성된 오스테나이트상이 페라이트상으로 변태할 때 고용되어 있던 탄소가 완전히 탄화물로 재 분해하지 못하여 탄소가 페라이트상 내에 고용되어 경도가 높고 가공성을 저하시키는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 냉각속도를 5℃/Hr이하로 더 늦게 하게 할 수도 있으나, 그러나 이렇게 냉각하게 되면, 페라이트상으로의 변태 시 탄소가 크롬탄화물로 완전히 석출되어 위의 문제점을 극복할 수는 있으나 소둔시간이 너무 증가하여 생산성을 극히 떨어져 실제 생산라인에 적용할 수 없게 된다.
이상의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허출원 1997-046793호에서는 200mm의 슬라브 두께를 150mm로 감소시켜 연속주조 함으로서 띠상으로 존재하는 크롬탄화물의 감소시키는 방법을 제안하고 있으나, 슬라브 두께를 200mm에서 150mm로 감소시키게 되면, 연속주조시 생산성이 감소하고, 이 경우에도 부분별 재질편차가 심하게 발생하며, 경도 등의 재질의 연화 개선효과가 떨어지고, 소둔시간도 길어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 마르텐사이트계 스테인레스강 코일의 제조방법에 있어서, 열간소둔시 냉각방법을 2단 제어 항온냉각하여 용강의 응고과정에서 발생한 띠상의 크롬탄화물을 분해하고 일정크기 이하로 제어하여 가공성을 향상시킨 마르텐사이트계 스테인레스강 코일의 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1 은 열간압연 후 잔류하는크롬탄화물띠를 나타내는 사진이다.
도 2의 a와 b는크롬탄화물띠로 인해 발생한 가공균열을 나타낸 사진이다.
도 3 은 종래의 연속냉각법에 의한 소둔시 코일 내외부의 실온 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 4 는 STS 420 강종의 항온변태곡선 (TTT 곡선)을 나타낸 그래프이다.
도 5 는 STS 420 강종의 연속냉각변태곡선 (CCT 곡선)을 나타낸 그래프이다.
도 6의 a는 종래의 연속냉각법에 의하여 제조된 스테인레스 강의 조직을 나타내는 사진이고,
도 6의 b는 본 발명에 의한 항온 냉각방법에 의하여 제조된 스테인레스 강의 조직을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 2단 항온냉각법에 따라 열간소둔시 코일의 내외부의 실온을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스 강의 원료를 용융, 연속주조하여 슬라브를 생산하고, 상기 슬라브를 열간압연하여 코일을 생산하며, 상기 코일을 배치소둔로에서 균일하게 가열하여 열간소둔하고, 상기 열간소둔된 코일을 냉간압연하는 순서로 마르텐사이트계 스테인레스 강판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 배치소둔로에서 마르텐사이트계 스테인레스강의 공석변태온도(Ac1) 이상의 온도로 균일하게 가열된 열연코일을 25℃/Hr이하의 냉각속도로 1차 냉각하여 650 ∼ 750℃에서 2 ∼ 6.3시간 항온 유지한 다음 25℃/Hr이하의 냉각속도로 550℃ 이하까지 2차 냉각하고 공냉하여 페라이트상의 탄소를 크롬탄화물로 충분히 석출시켜 열간소둔하는 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법을 제공한다. 여기서 열연코일의 가열온도는 850 ∼ 870℃ 인 것이 바람직하다.열연 코일의 가열온도가 850℃ 미만인 경우에는 추가적인 탄화물의 분해가 불충분하며, 열연 코일의 가열온도가 870℃를 초과하게 되면 탄화물 분해가 더 이상 진전이 없고 에너지 손실망 초래하게 된다.
본 발명에서 사용한 마르텐사이트계 스테인레스 강판은 0.15 ∼ 0.40 중량%의 탄소와 12 ∼ 14 중량% 크롬 그리고 잔부는 철로 이루어지고 기타 불가피한 불순물을 포함한 STS420계 스테인레스 강이다.
이상과 같이 열처리 소둔조건을 특정한 것은 열연코일을 공석온도(Ac1)이상으로 가열한 후 냉각하는 과정에서 균질화된 오스테나이트 조직을 페라이트 조직과 구형의 크롬탄화물로 변태를 충분히 유도하기 위해 변태속도가 가장 빠른 온도구간에서 일정시간 유지함으로서 궁극적으로 마르텐사이트 조직을 페라이트조직과 크롬탄화물로 완전히 변태시키기 위함이다. 또한 냉각 중에 650 ∼ 750℃에서 2 ∼ 6.3시간 항온 유지시켜, 열연코일의 선단부와 중심부 사이에 온도 편차가 나지 않게 하여 코일 선단부와 중심부 사이에 재질편차를 감소시켜 균질한 제품을 생산할 수 있게 된다.
이하 본 발명에 의한 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 전체 제조공정은 종래의 일반적인 제조공정 중에서 열연소둔처리 이외에는 동일하다.
따라서, 스테인레스 용강을 연속주조기에서 약 200mm 두께의 슬라브 상태로 주조하고, 이를 1200 ∼ 1250℃의 온도로 가열한 후 열간압연기에서 3-8mm 정도로 압연하여열연코일을 제조한 다음, 열간소둔산세하고 냉간압연하여 0.3-3mm 두께의 냉간코일 상태로 스테인레스 강판을 생산하게 된다. 본 발명의 특징인 열간소둔방법은 배치소둔로에서 마르텐사이트계 스테인레스강의 공석변태온도(Ac1) 이상의 온도, 바람직하게는 850 ∼ 870℃, 로 균일하게 가열하고 가열된 열연코일을 25℃/Hr이하의 냉각속도로 1차 냉각하여 650 ∼ 750℃에서 2 ∼ 6.3시간 항온 유지한 다음 25℃/Hr이하의 냉각속도로 550℃ 이하까지 2차 냉각하는 것이다.
여기서 본 발명에서 이와 같은 냉각조건으로 열연코일을 소둔처리하는 이유를 상세히 설명한다.
균일하게 가열된 열연코일을 냉각시킬 때의 항온 유지온도 및 유지시간을 결정하기 위하여 STS420계 스테인레스 강을 1100℃에서 10분간 유지하여 완전한 오스테나이트상으로 변태시킨 후 각 온도별로 등온유지 시키면서 팽창계(dilatometer)를 이용하여 항온변태곡선(TTT 곡선)을 작성하였다. 이러한 실험 결과는 도 4에 나타나 있다.
도 4에서와 같이 오스테나이트상이 페라이트상과 크롬탄화물로 가장 빠르게 변태되는 온도는 650 ∼ 750℃ 사이 임을 알 수 있다. 이것은 항온 유지온도가 650℃이하 및 750℃이상일 경우에는 변태를 완료하는 시간이 크게 증가하여 에너지 손실만을 초래한다는 것을 의미한다. 또한 변태가 종료되는 시간은 700℃에서 1.9시간으로 2시간 이상동안 유지시키면 변태가 완료되고 가장 변태속도가 느린 750℃의 경우에도 변태종료시간이 6.3시간이라는 것을 알 수 있다. 따라서 650℃이상 750℃이하의 온도범위에서 6.3시간 이상 항온 유지시킨다는 것은 변태가 완전히 종료된 이후이므로 에너지 손실만 초래하게 된다.
본 발명에 의한 열처리방법의 1차 냉각속도를 결정하기 위해 STS420계 스테인레스 강을 1100℃에서 10분간 유지하여 오스테나이트상으로 변태시킨 후 냉각속도를 조절하면서 팽창계(dilatometer)를 이용하여 연속냉각변태곡선(CCT 곡선)을 작성하였다.
작성된 연속냉각변태곡선은 도 5에 나타나 있다.
도 5에 나타나 있는 바와 같이 가열된 스테인레스강을 연속냉각하는 경우 25℃/Hr이하의 냉각속도에서는 마르텐사이트상이 페라이트상과 크롬탄화물로 완전히 분해된다. 이러한 실험결과에 따라 1차 냉각속도를 25℃/Hr이상으로 냉각하는 경우 오스테나이트가 페라이트와 탄화물로 완전히 분해되지 않고 마르텐사이트로 변태하여 결과적으로 소재는 경도가 높고 가공성이 저하되게 된다.
이러한 결과로부터 2차 냉각속도의 경우 역시 오스테나이트상을 페라이트상과 크롬탄화물로 완전히 변태시키기 위해서는 상기와 같은 이유로 25℃/Hr이하로 냉각시키는 것이 바람직하다.
이상과 같은 제어냉각 프로그램은 550℃이하까지만 실시하고 그 이 후부터는 통상적인 방법으로 냉각(공냉)한다. 이와 같이 550℃ 까지만 제어냉각하는 것은 이미 조직이 안정한 상으로 변태가 완료되어 그 이하의 온도에서는 소재의 연화효과를 기대할 수 없고 단지 소둔시간만 길어지기 때문이다.
다음은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
Fe-12.3wt%Cr-0.2wt%C 조성을 갖는 스테인레스 강을 200mm두께 슬라브로 연속주조한 다음 통상의 방법으로 열간압연한 것을 850℃로 가열하여 소둔하였다. 이때 가열된 스테인레스강은 아래 표1에서와 같은 조건으로 냉각을 실시하여 시편을 제조하였다.
구분 1차 냉각속도(℃/Hr) 700℃유지시간(Hr) 2차 냉각속도(℃/Hr) 제어냉각온도(℃)
실시예 1 20 2 20 550
실시예 2 20 4 20 550
실시예 3 25 4 25 550
비교예 1 5 0 - 550
비교예 2 15 0 - 550
비교예 3 20 1.5 20 550
비교예 4 20 4 20 600
비교예 5 30 4 30 550
비교예 6 20 10 20 550
표1에서와 같은 조건으로 제조된 각 시편에 대하여 연신율과 경도 그리고 항복강도와 인장강도를 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구 분 항복강도(Kg/mm2) 인장강도(Kg/mm2) 연신율(%) 경도(HRB) 냉각시간(Hr)
실시예 1 30.9 55.5 32 81.7 17
실시예 2 30.8 55.2 32 81.2 19
실시예 3 30.2 55.4 33 80.3 16
비교예 1 31.7 56.6 30 82.5 60
비교예 2 36.2 59.8 22 88.1 20
비교예 3 33.1 58.1 26 85.4 16.5
비교예 4 34.9 58.1 24 87.2 16.5
비교예 5 34.8 58.8 23 87.5 14
비교예 6 29.9 55.0 33 79.8 22
상기 표1과 2에 나타낸 바와 같이 비교예 1과 같은 종래의 연속냉각방법으로 낮은 냉각속도로 냉각을 한 경우 마르텐사이트상에 고용되어 있던 탄소가 페라이트상에서 충분히 석출되어 경도 및 가공성이 향상되나, 냉각시간은 60시간 가까이 소요되어 지나치게 길어 생산성이 감소하며, 아울러 코일위치 별 재질편차가 큰 문제점이 있다. 또한 비교예 2와 같은 종래의 연속냉각방법으로 빠른 냉각속도로 냉각을 한 경우에는 크롬탄화물이 충분히 석출되지 못하고 페라이트상에 고용되어 경도가 상승하여 가공성이 저하된다.
그러나 본 발명의 실시예 1과 실시예 2에서와 같이 냉각과정 중에 700℃에서 2시간이상 유지하는 경우에는 크롬탄화물이 충분히 석출되어 경도등의 기계적 성질이 개선되어 가공성 등이 현저히 좋아지게 된다.
여기서 냉각과정 중에 항온유지 시간에 따른 효과를 살펴보면 비교예 3 에서와 같이 1.5시간 유지한 경우에는 크롬탄화물이 충분히 석출되지 못하여 경도가 증가하여 가공성이 저하되며, 반대로 비교예 6에서와 같이 7시간을 유지한 경우에는 기계적 성질 개선효과는 실시예와 동일하나 냉각시간이 길어져서 생산성이 감소한다.
한편 비교예 4에서와 같이 제어냉각 프로그램을 600℃까지만 실시하여 제조한 시편의 경우, 경도가 높은 것으로 보아 오스테나이트에서 크롬탄화물로의 석출변태가 충분히 이루어지지 않는다는 것을 알 수 있다.
또한 냉각속도에 따른 기계적성질의 변화는 실시예 2 와 3에서와 같이 25℃/Hr이하로 냉각을 실시한 경우 크롬탄화물이 충분히 분산석출되어 소재 연화에 따른 가공성 향상이 두드러 지지만, 비교예 5에서와 같이 냉각속도를 그 이상 증가한 경우에는 탄화물이 충분히 석출할 수 있는 시간적 여유가 없어서 경도가 높고 가공성이 저하된다.
이상의 실시예 실험결과에서 알 수 있듯이 본 발명에 의한 제어냉각 열처리 방법은 총 냉각시간을 감소시킬 수 있으면서도 경도를 감소시키고 연신율을 증가시켜 가공성이 우수한 마르텐사이트계 스테인레스 강판을 생산할 수 있게 한다.
도 6에서는 표1의 냉각조건으로 제조한 시편 실시예 1과 비교예2의 조직사진을 나타내고 있다.
실시예 1에 따라 제조된 시편의 조직을 나타내는 도 6b와 비교예 2의 조직사진인 도 6a를 비교해 보면, 도 6a에 나타나 있는 띠 상의 크롬탄화물은 도 6b에서는 결정입내에 완전히 구상의 형태로 분산 석출되어 있음을 알 수 있다. 이것은 냉각과정 중에 탄소의 고용도가 큰 마르텐사이트상이 페라이트상으로 변태할 때 변태시간을 충분히 유지시켜 주므로써 페라이트상 내의 탄소가 크롬탄화물로 석출하였다는 것을 의미한다.
도 7은 코일의 내외부 부분별 온도편차에 따른 코일의 기계적 특성 분포를알아보기 위하여 소둔처리시 코일의 실온을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 도 7의 실험 조건은 본 발명 실시예 2의 방법과 동일하다.
도 7을 종래의 제조방법인 비교예 2에 따라 제조된 시편의 열처리 조건을 나타낸 도 3과 비교하여 보면, 도 7의 경우 코일위치별 냉각속도의 차이가 현격히 감소하며 특히 항온 유지 온도인 650-750℃에서 코일 내외부가 모두 변태를 완료할 수 있는 충분한 시간동안 유지됨을 알 수 있다.
이와 같은 결과는 실시예 2와 비교예 2에 따라 제조된 코일의 위치별기계적 성질을 측정한 표 3에 의해서도 확인할 수 있다.
구 분 항복강도(Kg/mm2) 인장강도(Kg/mm2) 연신율(%) 경도(HRB) 냉각시간(Hr)
비교예 2 코일외부 37.1 58.8 21 92.5 20
코일내부 36.2 59.8 22 88.1
실시예 2 코일외부 31.2 54.6 32 82.1 19
코일내부 30.8 55.2 32 81.2
표 3에서 알 수 있듯이 본 발명의 일 실시예인 실시예 2의 경우 비교예 2보다 총 냉각시간이 짧으면서도 연신율등의 기계적 성질은 크게 개선되었을 뿐만 아니라 코일 내외간의 편차도 거의 나타나지 않고 있으므로 본 발명에 의한 2단 항온 냉각방법은 코일 상태의 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리하는데 매우 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스강의 공석변태온도(Ac1) 이상으로 가열하여 띠 상의 크롬탄화물을 탄소의 고용도가 큰오스테나이트상 내에 균일하게 고용시킨 다음, 2단 항온냉각방법으로 소둔처리하므로써 구상의 미세한 크롬탄화물을 페라이트 결정입내에 분산석출하여 기계적 성질을 개선하여 2차 가공시 균열(crack)을 억제할 수 있게 한다.
아울러 본 발명에 의한 2단 항온 냉각에 의한 열간소둔방법을 적용하여 총 열처리시간을 감소시켜 생산성을 향상 시켰다.
또한 이러한 열처리방법을 적용함으로써 배치소둔시 코일 내외부 사이의 재질편차도 감소하게 된다.

Claims (3)

  1. 마르텐사이트계 스테인레스 강의 원료를 용융, 연속주조하여 슬라브를 생산하고, 상기 슬라브를 열간압연하여 코일을 생산하고, 상기 코일을 배치소둔로에서 균일하게 가열하여 열간소둔하고, 상기 열간소둔된 코일을 냉간압연하여 마르텐사이트계 스테인레스 강판을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 마르텐사이트계 스테인레스 강판은 0.15 ∼ 0.40 중량%의 탄소와 12 ∼ 14 중량% 크롬 그리고 잔부는 철로 이루어지고 기타 불가피한 불순물을 포함한 STS420계이며,
    상기 배치소둔로에서 상기 마르텐사이트계 스테인레스강의 공석변태온도 이상의 온도로 균일하게 가열된 열연코일을 25℃/Hr이하의 냉각속도로 1차 냉각하여 650 ∼ 750℃에서 2 ∼ 6.3시간 항온 유지한 다음 25℃/Hr이하의 냉각속도로 550℃ 이하까지 2차 냉각하고 공냉하여 페라이트상의 탄소를 크롬탄화물로 충분히 석출시켜 열간소둔하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열연코일의 가열온도는 850 ∼ 870℃ 인 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법.
KR10-1999-0065110A 1999-12-29 1999-12-29 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법 KR100419046B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0065110A KR100419046B1 (ko) 1999-12-29 1999-12-29 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-1999-0065110A KR100419046B1 (ko) 1999-12-29 1999-12-29 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010065238A KR20010065238A (ko) 2001-07-11
KR100419046B1 true KR100419046B1 (ko) 2004-02-19

Family

ID=19632314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0065110A KR100419046B1 (ko) 1999-12-29 1999-12-29 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100419046B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100434882B1 (ko) * 1999-12-30 2004-06-07 주식회사 포스코 상소둔과정을 생략한 마르텐사이트계 스테인레스강의제조방법
KR100523107B1 (ko) * 2000-06-23 2005-10-19 주식회사 포스코 420계열 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의열처리방법
KR100515604B1 (ko) * 2001-12-21 2005-09-16 주식회사 포스코 크롬계 스테인리스강 열연 제품의 표면 품질 향상 방법
CN112280942A (zh) * 2020-09-01 2021-01-29 山西太钢不锈钢股份有限公司 马氏体不锈钢2Cr13线材退火工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186008A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Sumitomo Metal Ind Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
JPH04329824A (ja) * 1991-04-27 1992-11-18 Aichi Steel Works Ltd 冷間鍛造用マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
JPH08311536A (ja) * 1995-05-17 1996-11-26 Daido Steel Co Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼の焼なまし方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186008A (ja) * 1984-10-04 1986-05-01 Sumitomo Metal Ind Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
JPH04329824A (ja) * 1991-04-27 1992-11-18 Aichi Steel Works Ltd 冷間鍛造用マルテンサイト系ステンレス鋼の製造方法
JPH08311536A (ja) * 1995-05-17 1996-11-26 Daido Steel Co Ltd マルテンサイト系ステンレス鋼の焼なまし方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010065238A (ko) 2001-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101128942B1 (ko) 열처리 특성이 우수한 미세구상화 강판 및 그 제조방법
MXPA97008775A (en) Process to produce steel pipe without seams of great strength having excellent resistance to the fissure by tensions by sulf
RU2463359C1 (ru) Способ производства толстолистового низколегированного штрипса
KR101074297B1 (ko) 강재의 제조 방법
JPH0432514A (ja) 圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法
KR101318383B1 (ko) 열연 강판 및 그 제조방법
KR20210108002A (ko) 냉간압조용 선재 및 그 제조방법에 있어 열처리생략
KR100419046B1 (ko) 마르텐사이트계 스테인레스 강판의 제조방법
KR101819431B1 (ko) 냉간압조용 고탄소강 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법
KR20200054420A (ko) 구상화 열처리성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR20110066281A (ko) 고강도 철근의 제조방법 및 이를 이용한 고강도 철근
JPH0643605B2 (ja) 熱間鍛造用非調質鋼の製造方法
JP7229827B2 (ja) 高炭素鋼板の製造方法
KR100268852B1 (ko) 구상화 열처리성이 우수한 냉간압조용 선재의 제조방법
KR101353551B1 (ko) 성형성이 우수한 고탄소 강판 및 그 제조방법
JPH0112815B2 (ko)
JPS63223125A (ja) 高靭性高張力鋼板の製造方法
KR100946068B1 (ko) 고강도 과공석강 및 이를 이용한 과공석강 선재의 제조방법
KR100370584B1 (ko) 저항복비를 가진 고강도 후강판의 제조방법
KR100523107B1 (ko) 420계열 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의열처리방법
JPH1088237A (ja) 高炭素冷延鋼帯の製造方法
KR20240056258A (ko) 1차 탄화물 품질이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법
KR940007365B1 (ko) 고장력볼트용 강선재의 제조방법
KR20170110773A (ko) 냉간압조용 고탄소강 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법
JPS6367524B2 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130121

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140128

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150130

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170120

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180205

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee