KR100445246B1 - High Pitting Resistant and High Ni bearing duplex stainless steel - Google Patents
High Pitting Resistant and High Ni bearing duplex stainless steel Download PDFInfo
- Publication number
- KR100445246B1 KR100445246B1 KR10-2001-0087512A KR20010087512A KR100445246B1 KR 100445246 B1 KR100445246 B1 KR 100445246B1 KR 20010087512 A KR20010087512 A KR 20010087512A KR 100445246 B1 KR100445246 B1 KR 100445246B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resistance
- stainless steel
- phase
- nickel
- alloy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
본 발명은 중량 %로 Cr : 19.0∼35.0, Ni : 10.1∼15.0%, Mo : 0.1∼3.0%, Mn : 3.5% 이하, Si : 3.5% 이하, C : 0.5% 이하, N : 0.12∼0.50%, Cu : 3.5% 이하, W : 0.1∼5.0%, Co : 0.1∼6.0%, 나머지가 불가피한 불순물과 철로 구성되는 것을 특징으로 하는 고니켈 및 저몰리브데늄의 내공식성 2상 스테인리스강을 제공한다.In the present invention, Cr: 19.0 to 35.0, Ni: 10.1 to 15.0%, Mo: 0.1 to 3.0%, Mn: 3.5% or less, Si: 3.5% or less, C: 0.5% or less, N: 0.12 to 0.50% And Cu: 3.5% or less, W: 0.1% to 5.0%, Co: 0.1% to 6.0%, and provide a high-resistance two-phase stainless steel of high nickel and low molybdenum, wherein the remainder is composed of inevitable impurities and iron.
Description
본 발명은 공식에 대한 저항성이 우수하며 페라이트 및 오스테나이트 2상 조직으로 구성된 고니켈 듀플렉스 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to high nickel duplex stainless steel composed of ferritic and austenitic two-phase structures with excellent resistance to formulation.
스테인리스강의 공식 저항성에 가장 큰 영향을 미치는 원소는 크롬, 니켈, 몰리브데늄, 텅스텐, 질소 등을 들 수 있으며, 이들 원소가 부식 저항성에 미치는 영향을 정량적으로 수식화한 것이 공식저항지수이다. 즉, 대표적인 공식저항지수(Pitting Resistance Equivalent, PRE)에 관한 수식은 %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 30%N와 같다. 특히 2상 스테인리스강은 미세조직을 오스테나이트상과페라이트상의 2상으로 구성되게 하기 위하여 기존의 오스테나이트계 스테인리스강의 니켈 함량을 매우 낮게 조절하고 몰리브데늄을 비교적 높게 첨가하여 내식성이 높은 2상 조직의 스테인리스강을 얻고 있다.The most influential elements in the formal resistance of stainless steels are chromium, nickel, molybdenum, tungsten, nitrogen, etc. The quantitative formulating of the effect of these elements on corrosion resistance is the official resistance index. In other words, the formula for the representative Pitting Resistance Equivalent (PRE) is equal to% Cr + 3.3 (% Mo + 0.5% W) + 30% N. In particular, two-phase stainless steel has a very low corrosion resistance by controlling the nickel content of the austenitic stainless steel very low and adding molybdenum relatively high so that the microstructure is composed of two phases of austenite and ferrite. To obtain stainless steel.
본 발명자가 기취득한 대한민국 특허등록번호 특10-0215727에 의하면, 오스테나이트-페라이트 2상 조직의 주요 합금조성은 몰리브데늄 3-5% 이하, 텅스텐 3-6.5%, 크롬 19-30%, 니켈 5-8.5%, 질소 0.2-0.45% 등으로 이루어져 있다. 이와 같이 기존의 내식성 2상 스테인리스강은 높은 내식성을 유지시키기 위하여 상기의 공식저항지수 식에 나타나 있듯이 몰리브데늄 또는 텅스텐을 다량 첨가시키고 있다.According to Korean Patent Registration No. 10-0215727 obtained by the inventor, the main alloy composition of the austenitic-ferrite two-phase structure is molybdenum 3-5% or less, tungsten 3-6.5%, chromium 19-30%, nickel 5-8.5%, nitrogen 0.2-0.45%. As described above, the conventional corrosion resistant two-phase stainless steel is added with molybdenum or tungsten in a large amount as shown in the formula resistance index formula above to maintain high corrosion resistance.
한편 대한민국 특허등록번호 특0143481에 의하면, 내식성, 고온내산화특성, 열간가공성 및 충격인성이 우수한 오스테나이트+페라이트의 2상 스테인리스강의 주요합금조성은 니켈 5-8%, 크롬 22-27%, 몰리브데늄 1-2%, 텅스텐 3-5%, 질소 0.13-0.27% 등으로 이루어져 있다. 또한 대한민국 특허공개번호 특2000-0043778에 의하면, 대입열량 용접이 가능한 2상 스테인리스강의 주요합금조성은 니켈 5-8%, 크롬 22-24%, 몰리브데늄 1.6-2%, 텅스텐 2-2.7%, 질소 0.13-0.27% 등으로 이루어져 있다. 또한 대한민국 특허공개번호 특1999-0072736에 의하면, 부식성 소다에 저항적인 2상 스테인리스강의 주요합금조성은 니켈 3-10%, 크롬 28-35%, 몰리브데늄 1-4%, 텅스텐 2% 이하, 질소 0.2-0.6% 등으로 이루어져 있다. 또한 미국특허 US4391635의 2상 스테인리스강 주요합금조성은 니켈 3-6%, 크롬 22-30%, 몰리브데늄 0.5-1.5%, 질소 0.1% 이하 등으로 이루어져 있다. 또한 미국특허 US5284530의 2상 스테인리스강 주요합금조성은 니켈 3-9%, 크롬 26-30%, 몰리브데늄 3-4.5%, 질소 0.25-0.35% 등으로 이루어져 있다. 또한 미국특허 US6048413의 2상 스테인리스강 주요합금조성은 니켈 3-9%, 크롬 20-30%, 몰리브데늄 3-8%, 질소 0.2-0.5% 등으로 이루어져 있다. 또한 미국특허 US5733387의 2상 스테인리스강 주요합금조성은 니켈 5-8%, 크롬 22-27%, 몰리브데늄 1-2%, 텅스텐 2-5%, 질소 0.13-0.3% 등으로 이루어져 있다. 이와 같이 기존의 2상 스테인리스강에는 2상 조직을 얻기 위하여 니켈을 낮게 첨가하여 페라이트+오스테나이트의 듀플렉스 스테인리스강을 제조하고 있다.Meanwhile, according to Korean Patent Registration No. 0143481, the main alloy composition of austenitic + ferritic two-phase stainless steel having excellent corrosion resistance, high temperature oxidation resistance, hot workability and impact toughness is 5-8% nickel, 22-27% chromium, and mol It consists of 1-2% of ribdenium, 3-5% of tungsten and 0.13-0.27% of nitrogen. In addition, according to the Republic of Korea Patent Publication No. 2000-0043778, the main alloy composition of two-phase stainless steel capable of high heat input welding is 5-8% nickel, 22-24% chromium, 1.6-2% molybdenum, 2-2.7% tungsten , 0.13-0.27% nitrogen. In addition, according to Korean Patent Publication No. 1999-0072736, the main alloy composition of two-phase stainless steel resistant to corrosive soda is 3-10% nickel, 28-35% chromium, 1-4% molybdenum, 2% or less tungsten, It consists of 0.2-0.6% nitrogen. In addition, the main alloy composition of the two-phase stainless steel of the US patent US4391635 is 3-6% nickel, 22-30% chromium, 0.5-1.5% molybdenum, 0.1% or less nitrogen. In addition, the main alloy composition of the two-phase stainless steel of the US patent US5284530 is 3-9% nickel, 26-30% chromium, 3-4.5% molybdenum, 0.25-0.35% nitrogen. In addition, the main alloy composition of the two-phase stainless steel of the US patent US6048413 is 3-9% nickel, 20-30% chromium, 3-8% molybdenum, 0.2-0.5% nitrogen. In addition, the main alloy composition of the two-phase stainless steel of the US patent US5733387 is 5-8% nickel, 22-27% chromium, 1-2% molybdenum, 2-5% tungsten, 0.13-0.3% nitrogen. As such, the conventional two-phase stainless steel is made of ferrite + austenite duplex stainless steel by adding low nickel to obtain a two-phase structure.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술들에서는 제시되지 않았던 니켈 함량이 높으면서도 페라이트상과 오스테나이트상의 2상으로 이루어진 스테인리스강으로서 염화물 이온이 다량 포함된 부식 환경에 대한 공식저항성이 우수한 2상 스테인리스강을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a stainless steel consisting of two phases of ferrite phase and austenite phase, which is not shown in the prior arts as described above, and is a two-phase stainless steel having excellent formal resistance to a corrosive environment containing a large amount of chloride ions. The purpose is to provide.
도 1. 합금 2001, 2301, 2701, 2901, 3301의 공식저항지수와 임계공식온도Figure 1. Official resistance index and critical formula temperature for alloys 2001, 2301, 2701, 2901, 3301
도 2. 비교합금의 공식저항지수 및 임계공식온도Figure 2. Official resistance index and critical formula temperature of the comparative alloy
도 3. 도 1의 합금의 공식저항성과 합금성분 중 니켈함량의 비례적 관계3. Proportional relationship between the formula resistance of the alloy of Figure 1 and the nickel content of the alloy component
도 4. 합금 2002, 2302, 2702, 2902, 3302의 임계공식온도와 공식저항지수Fig. 4. Critical formula temperature and formula resistance index of alloys 2002, 2302, 2702, 2902, 3302
도 5. 도4의 합금의 공식저항성과 니켈간의 비례적 관계5. Proportional relationship between the formula resistance and nickel of the alloy of FIG.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중량 %로 Cr : 19.0∼35.0, Ni : 10.1∼15.0%, Mo : 0.1∼3.0%, Mn : 3.5% 이하, Si : 3.5% 이하, C : 0.5% 이하, N : 0.12∼0.50%, Cu : 3.5% 이하, W : 0.1∼5.0%, Co : 0.1∼6.0%, 나머지가 불가피한 불순물과 철로 구성되는 것을 특징으로 하는 고니켈 및 저몰리브데늄의 내공식성 2상 스테인리스강을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a weight% of Cr: 19.0 to 35.0, Ni: 10.1 to 15.0%, Mo: 0.1 to 3.0%, Mn: 3.5% or less, Si: 3.5% or less, and C: 0.5% In the following, N: 0.12 to 0.50%, Cu: 3.5% or less, W: 0.1 to 5.0%, Co: 0.1 to 6.0%, and the pneumatic resistance of high nickel and low molybdenum is characterized by consisting of inevitable impurities and iron. Provides two-phase stainless steel.
이하, 본 발명의 수치한정의 이유에 대하여 설명한다.Hereinafter, the reason for numerical limitation of this invention is demonstrated.
(1) 탄소 0.50% 이하 :(1) Carbon 0.50% or less:
오스테나이트상을 안정화시키는 대표적인 원소로서 기계적 강도 유지에 매우 중요하다. 고니켈 첨가로 인한 기계적 성질의 약화를 방지하기 위해서는 탄소함량을 증가시켜 첨가하는 것이 좋다. 그러나 다량 첨가할 경우 탄화물 등이 석출하게 되어 부식 저항성을 약화시킬 수 있으므로 0.50%이하로 제한한다.As a representative element to stabilize the austenite phase, it is very important for maintaining mechanical strength. In order to prevent the deterioration of mechanical properties due to the addition of high nickel, it is preferable to increase the carbon content. However, if a large amount is added, carbides are precipitated, which may weaken the corrosion resistance, so it is limited to 0.50% or less.
(2) 니켈 10.1~15.0 % :(2) Nickel 10.1 ~ 15.0%:
강력한 오스테나이트 안정화 원소로서 내식성의 측면에서 유용한 원소이며 페라이트상과 오스테나이트상에 유용한 합금원소의 분포를 고르게 하기 위하여 적어도 10.1% 이상을 함유하여 2상 스테인리스강에서의 페라이트/오스테나이트 분율을 조절할 필요가 있다. 크롬 당량 및 니켈 당량 관계를 고려하여 첨가하여야 하며 상비율과의 관계 및 가격의 저렴화를 고려하여 최대 15.0%로 제한한다.It is a strong austenite stabilizing element that is useful in terms of corrosion resistance and contains at least 10.1% or more to adjust the ferrite / austenite fraction in two-phase stainless steel in order to evenly distribute the alloying elements useful in the ferritic and austenite phases. There is. It should be added in consideration of chromium equivalent and nickel equivalent relationship, and limited to maximum 15.0% in consideration of relationship with ordinary ratio and cost reduction.
(3) 크롬 19.0 - 35.0 % :(3) Chromium 19.0-35.0%:
스테인리스강의 내식성 유지에 가장 중요하고 기본이 되는 원소이며 최소한의 내식성을 위해서는 12% 이상이 필요하나, 본 발명 합금에서는 오스테나이트-페라이트 2상 조직을 얻어야 하기 때문에 크롬 당량과 니켈 당량을 고려하여 19% 이상의 크롬을 함유하여야 한다. 그러나 다량 첨가할 경우, 금속간화합물 등이 생성되어 부식특성 및 기계적 성질을 현저히 약화시킬 수 있으므로 최대 35.0%로 제한한다.The most important and basic element for maintaining the corrosion resistance of stainless steel, but at least 12% is required for the minimum corrosion resistance, 19% in consideration of chromium equivalent and nickel equivalent because the austenitic-ferrite two-phase structure must be obtained in the alloy of the present invention It should contain at least chromium. However, when a large amount is added, an intermetallic compound is generated, which may significantly weaken the corrosion characteristics and mechanical properties, so it is limited to a maximum of 35.0%.
(4) 몰리브데늄 0.1~3.0 % :(4) Molybdenum 0.1-3.0%:
크롬과 함께 내식성 유지에 중요한 원소로서 페라이트상을 안정화시키는 작용을 한다. 소둔 상태에서는 기계적 성질 및 내식성의 측면에서 매우 유용하므로최소 0.1% 이상 첨가되어야 하며, 시효 열처리 또는 열간 압연 및 용접 등을 행할 경우에 악영향을 주는 금속간화합물을 생성시키는 대표적인 원소이므로 크롬 당량과 니켈 당량 그리고 내식성 및 상안정성의 측면에서 3.0 % 이하로 제한한다.Together with chromium, it acts to stabilize the ferrite phase as an important element for maintaining corrosion resistance. In the annealing state, it is very useful in terms of mechanical properties and corrosion resistance, so it should be added at least 0.1%. Chromium equivalent and nickel equivalent as it is a representative element to generate intermetallic compounds adversely affected by aging heat treatment or hot rolling and welding. And it is limited to 3.0% or less in terms of corrosion resistance and phase stability.
(5) 텅스텐 0.1 - 5.0 % :(5) Tungsten 0.1-5.0%:
페라이트 안정화 원소로서 내식성에 미치는 효과는 몰리브데늄보다 약 50% 정도 작으나 유사한 경향을 갖고 있으며 최소 0.1% 이상 첨가되어야 한다. 크롬과 몰리브데늄 함량에 따라서 그 양을 조절하여야 하며, 다량 첨가시 유해한 금속간 화합물의 생성을 촉진시킬 수 있으므로 상안정성, 기계적 성질 및 내식성의 측면에서 5.0 % 이하로 제한한다.(6) 규소 3.5% 이하 :The effect on corrosion resistance as ferrite stabilizing element is about 50% smaller than that of molybdenum but has a similar tendency and should be added at least 0.1%. The amount should be adjusted according to the content of chromium and molybdenum, and it is limited to 5.0% or less in terms of phase stability, mechanical properties and corrosion resistance since it may promote the formation of harmful intermetallic compounds when a large amount is added. 3.5% or less:
페라이트 조직을 안정화시키는 원소로서 용해 정련시 탈산 효과가 있고 내산화성을 증가시키는 원소이나 3.5% 이상 첨가하면 강의 인성과 연성이 저하하고 내식성 또한 급격히 감소하므로 최대 3.5% 이하로 제한한다.As an element to stabilize the ferrite structure, it has a deoxidation effect during dissolution and refining, and an element that increases oxidation resistance, but when added more than 3.5%, the toughness and ductility of the steel decreases and the corrosion resistance also decreases rapidly, so it is limited to a maximum of 3.5% or less.
(7) 망간 3.5% 이하 :(7) Manganese 3.5% or less:
오스테나이트 조직을 안정화시키는 원소이며, 질소의 고용량을 증가시키는 원소이다. 질소 함량을 증가시켜 내식성을 향상시키고자 할 때 적정한 양의 망간은 필수적인 원소이다. 또한 강 중의 황과 화합하여 황화망간을 생성시켜 열간 취성의 발생을 방지하고 용해 정련시 탈산 효과가 있지만 다량 첨가시 내식성이 저하하므로 3.5% 이하로 제한한다.It is an element that stabilizes austenite structure and is an element that increases the high capacity of nitrogen. In order to improve the corrosion resistance by increasing the nitrogen content, an appropriate amount of manganese is an essential element. In addition, it forms a manganese sulfide by combining with sulfur in the steel to prevent the occurrence of hot brittleness and deoxidation effect during refining, but the corrosion resistance is reduced when added a large amount is limited to less than 3.5%.
(8) 질소 0.12~0.5% :(8) Nitrogen 0.12-0.5%:
공식에 대한 저항성을 향상시키는 유용한 원소이며 그 효과는 크롬의 약 30배 이상이다. 강력한 오스테나이트 안정화 원소로서 내식성의 측면에서 가장 중요한 원소 중의 하나이다. 몰리브데늄과 동시에 존재하면 상승 효과에 의하여 내식성을 크게 향상시킨다. 입계 부식 저항성의 향상을 목적으로 탄소를 저하시킬 때 질소를 첨가하여 기계적 성질의 보상을 얻을 수 있다. 탄소, 크롬, 니켈, 몰리브데늄, 텅스텐 등과의 균형과 오스테나이트-페라이트 상비율을 고려하여 첨가하여야 하며, 내식성의 측면에서 0.12% 이상이 바람직하며 다량 첨가시 압연성 저하 및 기공의 형성 등이 가능하므로 최대 0.5% 이하로 제한한다.It is a useful element that improves the resistance to formulas, and its effect is about 30 times more than chromium. As a strong austenite stabilizing element, it is one of the most important elements in terms of corrosion resistance. When present simultaneously with molybdenum, the synergistic effect greatly improves the corrosion resistance. Compensation of mechanical properties can be obtained by adding nitrogen when carbon is lowered for the purpose of improving the intergranular corrosion resistance. It should be added in consideration of balance with carbon, chromium, nickel, molybdenum, tungsten, and austenite-ferrite phase ratio. More than 0.12% is preferable in terms of corrosion resistance. If possible, limit the maximum to 0.5% or less.
(9) 구리 3.5% 이하 :(9) Copper 3.5% or less:
내산성을 크게 향상시키는 효과가 있으며, 오스테나이트 안정화 원소로서 기지 조직을 강화시켜 강도를 향상시킨다. 상비율과 크롬, 몰리브데늄 등의 원소와의 적정한 비율이 맞지 않으면 공식에 대한 저항성을 약화시킬 수 있으므로 최대 3.5% 이하로 제한한다.It has the effect of greatly improving acid resistance, and enhances the strength by strengthening the matrix structure as an austenite stabilizing element. If the ratio is not appropriate, the ratio of element to chromium and molybdenum may be reduced, so the resistance to the formula may be weakened.
(10) 코발트 0.1~6.0% :(10) Cobalt 0.1-6.0%:
코발트는 오스테나이트 안정화원소이며, 기계적 성질과 내식성을 향상시키는 원소이므로 최소 0.1% 이상 첨가되어야 하며, 다량 첨가 시 비용의 상승을 초래하므로 최대 6.0% 이하로 제한한다.Cobalt is an austenite stabilizing element and should be added at least 0.1% since it is an element that improves mechanical properties and corrosion resistance.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated in detail.
먼저 본 발명의 실시예에 사용된 합금은 순수한 상업용 품위를 갖는 전해철, 크롬, 몰리브데늄, 니켈, 텅스텐, 구리, Fe-Si, Fe-Mn, 코발트, Fe-Cr-N 등을 주 재료로 하여 고주파 유도로를 이용하여 대기 분위기하의 마그네시아 도가니에서 용해하였다.First, the alloys used in the embodiments of the present invention are electrolytic iron, chromium, molybdenum, nickel, tungsten, copper, Fe-Si, Fe-Mn, cobalt, Fe-Cr-N, etc., which have pure commercial grades. And dissolved in a magnesia crucible under an atmospheric atmosphere using a high frequency induction furnace.
그 뒤 충분히 예열된 4각 금형 또는 사형에 용탕을 주입하여 30 kg의 잉고트를 제조하였고, 상기 열연용 잉고트를 연삭 또는 기계 가공을 행하여 적정한 크기로 잉고트를 가공한 뒤, 적정한 소둔 열처리 조건으로 소둔 열처리를 행한 뒤 평가하였다.After injecting molten metal into a fully preheated quadrilateral mold or sand mold, an ingot of 30 kg was manufactured, and the hot rolled ingot was subjected to grinding or machining to process the ingot to an appropriate size, followed by annealing heat treatment under an appropriate annealing heat treatment condition. And evaluated.
상기와 같이 제작된 시편으로 다음의 시험을 행하였다.The following test was done with the specimen produced as mentioned above.
* PREW = %Cr + 3.3(%Mo + 0.5%W) + 30%N* PREW =% Cr + 3.3 (% Mo + 0.5% W) + 30% N
* Creq = Cr + 2Si + 1.5Mo + 0.75W + 5V + 5.5Al + 1.75Nb + 1.5Ti* Creq = Cr + 2Si + 1.5Mo + 0.75W + 5V + 5.5Al + 1.75Nb + 1.5Ti
* Nieq = Ni + 0.5Mn + 30C + 0.3Cu + 25N + Co* Nieq = Ni + 0.5Mn + 30C + 0.3Cu + 25N + Co
상기의 표 1은 본 발명합금과 비교합금의 화학성분을 나타낸 것이고, 도 1은 합금 2001, 2301, 2701, 2901, 3301을 1150oC에서 30분간 소둔열처리를 행한 뒤 수냉한 시편에 대하여 ASTM G 48-00 C법에 의하여 6% FeCl3+1% HCl 수용액 중에서 구한 임계공식온도를 보여주고 있다. 공식 시험 용기는 1리터 용량의 유리 반응조를 사용하였으며 상부에 콘덴서를 설치하여 용액의 증발을 방지하여 주었다. 시편은 고무 튜빙으로 절연된 전선을 이용하여 45o의 각도로 기울인 상태에서 실험을 행하였으며, 매 시험마다 새로운 용액으로 교체하여 주었다. 시편의 표면을 #600번까지 SiC연마지로 습식 연마한 다음 시험 전까지 데시케이터에 보관하였다.Table 1 shows the chemical composition of the alloy and the comparative alloy of the present invention, Figure 1 shows the alloys 2001, 2301, 2701, 2901, 3301 annealing heat treatment for 30 minutes at 1150 o C after the water-cooled specimens ASTM G It shows the critical formula temperature obtained in 6% FeCl 3 + 1% HCl aqueous solution by 48-00 C method. The official test vessel used a 1 liter glass reactor and a condenser was installed on top to prevent evaporation of the solution. The specimens were tested at an angle of 45 o using wires insulated with rubber tubing and replaced with fresh solution at each test. The surface of the specimen was wet ground with SiC abrasive up to # 600 and then stored in a desiccator until testing.
합금 2001의 공식저항지수(PREW)는 42.6이며 임계공식온도는 70oC로 평가되었다. 합금 2301의 PREW는 44.4이며 임계공식온도는 65oC로 평가되었다. 합금 2701의 PREW는 47.1이며 임계공식온도는 80oC로 평가되었다. 합금 2901의 PREW는 46.2이며 임계공식온도는 85oC로 평가되었다. 합금 3301의 PREW는 45.8이며 임계공식온도는 90oC로 평가되었다.The alloy resistance index (PREW) of alloy 2001 was 42.6 and the critical formula temperature was estimated to be 70 ° C. The PREW of alloy 2301 was 44.4 and the critical formula temperature was 65 o C. The PREW of alloy 2701 is 47.1 and the critical formula temperature is 80 o C. The PREW of alloy 2901 was 46.2 and the critical formula temperature was 85 o C. Alloy 3301 had a PREW of 45.8 and a critical formula temperature of 90 o C.
일반적으로는 스테인리스강의 공식 저항성과 공식 저항 지수의 관계는 선형적인 비례 관계가 있는 것으로 알려져 있다(M. B. Rockel, W. Herda, and U. Brill, Proceedings of International Conference on Stainless Steels,p.78(1991)). 그런데 본 발명합금은 도 1에서 보는 바와 같이 공식저항지수와 공식저항성, 즉 임계공식온도와의 비례성이 적음을 알 수 있다.In general, the relationship between the formal resistance of stainless steel and the index of resistance is known to be linearly proportional (MB Rockel, W. Herda, and U. Brill, Proceedings of International Conference on Stainless Steels, p. 78 (1991)). ). However, as shown in FIG. 1, the present invention alloy may have a low proportionality between the official resistance index and the official resistance, that is, the critical formula temperature.
한편 도 2는 비교합금의 공식저항지수와 임계공식온도를 나타낸 그림이다. 비교합금 1000의 공식저항지수는 51.1이며, 임계공식온도는 75oC로 평가되었다. 비교합금 1001의 공식저항지수는 42.7이며, 임계공식온도는 60oC로 평가되었다. 비교합금 1002의 공식저항지수는 51이며, 임계공식온도는 75oC로 평가되었다. 비교합금 1003의 공식저항지수는 48.4이며, 임계공식온도는 70oC로 평가되었다. 도 1과 도 2를 비교하면, 본 발명합금의 공식저항지수가 비교합금보다 더 작은 경우라도 본 발명합금의 임계공식온도, 즉 공식저항성이 더 우수하게 평가되었다는 것을 알 수 있다.2 is a diagram showing the formula resistance index and the critical formula temperature of the comparative alloy. The official resistance index of the comparative alloy 1000 was 51.1, and the critical formula temperature was estimated at 75 ° C. The official resistance index of the comparative alloy 1001 was 42.7, and the critical formula temperature was evaluated at 60 ° C. The official resistance index of the comparative alloy 1002 was 51, and the critical formula temperature was estimated at 75 ° C. The official resistance index of comparative alloy 1003 was 48.4, and the critical formula temperature was estimated to be 70 ° C. Comparing FIG. 1 and FIG. 2, it can be seen that the critical formula temperature, that is, the formula resistance of the alloy of the present invention was better evaluated even when the formula resistance index of the alloy of the present invention was smaller than that of the comparison alloy.
그 원인은 도 3에 나타낸 바와 같이 합금성분 중 니켈과 관련이 있는 것으로 나타났다. 즉, 도 3은 본 발명합금의 임계공식온도, 즉 공식저항성을 합금성분 중 니켈함량에 따라 나타낸 그림이다. 그림에서 알 수 있는 바와 같이, 합금성분 중 니켈함량이 증가할수록 공식저항성이 향상되고 있다. 도 1에 나타낸 공식저항성은 합금의 공식저항지수와 비례적인 관계를 보이고 있지 않으나, 도 3에서는 비례적인 관계를 유지하고 있다는 것이다. 이것은 본 발명의 합금이 (오스테나이트 + 페라이트) 2상의 조직을 갖는 2상 스테인리스강으로서, 이 두 상의 비율은 크롬당량과 니켈당량에 의해서 제어될 수 있다. 지금까지는 내식성을 향상시키기 위해서 접근된방법은 크롬당량의 크롬, 몰리브데늄, 텅스텐 등을 상향 제어하여 공식저항지수를 높이는 방식으로 공식저항성을 개선시키거나, 니켈당량의 질소를 상향 제어하여 공식저항지수를 높이는 방식으로 공식저항성을 개선시켜왔다. 특히, 질소는 2상 스테인리스강에서 페라이트 함량을 조절하는데 중요하게 작용되는 오스테나이트 안정화 원소이면서, 공식저항성을 크롬보다 30배 이상 높일 수 있는 원소이므로 많은 발명이 질소에 집중되어 왔다. 반면에 니켈은 질소와 같이 오스테나이트 조직을 안정화시키는 원소이면서도 공식저항성에는 다소 적은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 따라서 많은 발명들이 오스테나이트 스테인리스강에서 니켈함량을 줄여서 페라이트 조직을 도입시켜 2상 조직을 만들고 값이 비싼 니켈 함량을 줄일 수 있는 장점이 있는 것으로 초점이 이루어져왔다. 그러나 도 3에서 보는 바와 같이 (오스테나이트 + 페라이트) 2상 조직을 얻을 수 있는 합금성분 범위 내에서 기존의 2상 스테인리스강 중의 니켈 함량보다 더 많은 양의 니켈이 첨가되면 공식저항성이 크게 향상됨을 알 수 있다.The cause was shown to be related to nickel in the alloying components as shown in FIG. That is, Figure 3 is a diagram showing the critical formula temperature, that is, the official resistance of the alloy according to the nickel content of the alloy composition. As can be seen from the figure, as the nickel content of the alloying components increases, the formal resistance is improved. The official resistivity shown in FIG. 1 does not show a proportional relationship with the official resistance index of the alloy, but in FIG. 3, it maintains a proportional relationship. It is a two-phase stainless steel in which the alloy of the present invention has a two-phase structure of (austenite + ferrite), and the ratio of these two phases can be controlled by the chromium equivalent and the nickel equivalent. Up to now, the approach to improve the corrosion resistance has been to improve the official resistance by increasing the chromium equivalent of chromium, molybdenum, tungsten, etc. to increase the official resistance index, or to increase the official resistance of nickel equivalent nitrogen by increasing the official resistance Increasing the index has improved formula resistance. In particular, since nitrogen is an austenite stabilizing element which plays an important role in controlling the ferrite content in two-phase stainless steel, and an element capable of increasing the formal resistance by 30 times or more than chromium, many inventions have been concentrated on nitrogen. Nickel, on the other hand, is an element that stabilizes austenite structure, such as nitrogen, but has little effect on formal resistance. Therefore, many inventions have been focused on the advantages of reducing the nickel content in austenitic stainless steel to introduce a ferrite structure to create a two-phase structure and reduce the expensive nickel content. However, as shown in Figure 3 (austenite + ferrite) when the amount of nickel is added in the alloy composition to obtain a two-phase structure than the nickel content of the conventional two-phase stainless steel, it is found that the formal resistance is greatly improved. Can be.
<실시예 1><Example 1>
표 1의 화학 조성을 갖는 합금에 대하여 1x2 in의 크기로 절단하여 소둔 열처리를 행하였다. 소둔 열처리 조건은 1,150oC의 온도에서 30분간 유지한 뒤 물로 냉각하여 시편을 제작하였다.The alloy having the chemical composition of Table 1 was cut to a size of 1 × 2 in and subjected to annealing heat treatment. Annealing heat treatment conditions were maintained for 30 minutes at a temperature of 1,150 ° C and cooled to water to prepare a specimen.
공식 시험 용기는 1리터 용량의 유리 반응조를 사용하였으며 상부에 콘덴서를 설치하여 용액의 증발을 방지하여 주었다. 시편은 고무 튜빙으로 절연된 전선을 이용하여 45o의 각도로 기울인 상태에서 실험을 행하였으며, 매 시험마다 새로운 용액으로 교체하여 주었다. 시편의 표면을 #600번까지 SiC연마지로 습식 연마한 다음 시험 전까지 데시케이터에 보관하였다.The official test vessel used a 1 liter glass reactor and a condenser was installed on top to prevent evaporation of the solution. The specimens were tested at an angle of 45 o using wires insulated with rubber tubing and replaced with fresh solution at each test. The surface of the specimen was wet ground with SiC abrasive up to # 600 and then stored in a desiccator until testing.
ASTM G48-00 C법에 의거하여 6% FeCl3+ 1% HCl 용액에서 임계공식온도를 구하였다. 전체 소둔 조건의 비교 합금과 발명 합금 모두 50oC에서는 무게 감량이 나타나지 않았다. 그래서 각 조건의 임계 공식 온도를 구하였다. 도 4는 코발트 또는 구리를 소량 첨가한 합금 2002, 2302, 2702, 2902, 3302에 대한 공식저항지수와 임계공식온도를 나타낸 그림이다. 그림에서 알 수 있듯이, 공식저항성이 합금의 공식저항지수와 선형적인 비례관계가 적음을 보이고 있으며, 도 2의 비교합금의 공식저항성보다 훨씬 우수함을 알 수 있다. 스테인리스강에서 공식저항성이 우수하기 위해서는 기본적으로 합금성분의 함량으로 이루어진 공식저항지수(PREW)가 높아야 한다. 그러나 2상 스테인리스강은 오스테나이트상과 페라이트상의 2상으로 이루어져 있고, 더구나 오스테나이트상에는 내식성을 높이는 질소가 대부분 고용되어 있는 반면, 페라이트상에서는 내식성을 높이는 크롬과 텅스텐, 몰리브데늄 등이 농축되어 있다. 질소는 페라이트상에는 거의 고용되지 않고(최대 0.05% 가량 고용), 오스테나이트상에 나머지 함량이 농축되어 있어 상간의 합금원소 편석이 매우 심한 특성을 보이고 있다. 그러나 니켈은 질소와 동일하게 오스테나이트상을 안정화시키는 원소이지만, 페라이트상에도 다량 고용되면서 분포되어 있는 점이 질소와 다른 특성이다.Critical formula temperature was determined in 6% FeCl 3 + 1% HCl solution according to ASTM G48-00 C method. No weight loss was found at 50 ° C. for both the comparative alloy and the inventive alloy at all annealing conditions. Thus, the critical formula temperature of each condition was obtained. 4 is a graph showing the formula resistance index and critical formula temperature for alloys 2002, 2302, 2702, 2902, and 3302 to which cobalt or copper is added in small amounts. As can be seen from the figure, the formal resistivity shows a low linear proportional relationship with the formula resistance index of the alloy, and it can be seen that it is much better than the formula resistivity of the comparative alloy of FIG. In order to have excellent formal resistance in stainless steel, the formula resistance index (PREW), which is basically composed of alloying elements, must be high. However, two-phase stainless steel is composed of two phases of austenite and ferritic phase. Moreover, austenite phase contains mostly nitrogen to increase corrosion resistance, whereas ferrite phase is concentrated with chromium, tungsten and molybdenum. . Nitrogen is hardly dissolved in the ferritic phase (up to 0.05% solid solution), and the remaining content is concentrated in the austenite phase, which shows very high segregation of alloying elements between phases. However, nickel is an element that stabilizes an austenite phase like nitrogen, but is different from nitrogen in that it is distributed with a large amount of solid solution in the ferrite phase.
또한 도 5에 나타낸 바와 같이 합금 2002, 2302, 2702, 2902, 3302의 공식저항성을 니켈함량에 대하여 나타낸 결과, 도 3과 유사한 경향을 보이고 있어 고니켈 2상 스테인리스강의 특징을 뒷받침해주고 있다.In addition, as shown in Figure 5, the official resistance of the alloys 2002, 2302, 2702, 2902, 3302 as a result of showing the nickel content, showing a similar tendency to Figure 3 to support the characteristics of high nickel two-phase stainless steel.
상기와 같은 본 발명에 의하여 기존의 2상 스테인리스강보다 니켈 함량이 높고 몰리브데늄 함량이 낮음에도 불구하고 페라이트상과 오스테나이트상이 적절하게 균형을 이루며, 오스테나이트상과 페라이트상에 합금성분을 균일하게 분포시키므로써 공식에 대한 저항성을 극대화시킨 2상 스테인리스강을 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, despite the higher nickel content and lower molybdenum content than the conventional two-phase stainless steel, the ferrite phase and the austenite phase are properly balanced, and the alloy components are uniform in the austenitic phase and the ferrite phase. This results in a two-phase stainless steel that maximizes resistance to the formulation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0087512A KR100445246B1 (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | High Pitting Resistant and High Ni bearing duplex stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0087512A KR100445246B1 (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | High Pitting Resistant and High Ni bearing duplex stainless steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20030057135A KR20030057135A (en) | 2003-07-04 |
KR100445246B1 true KR100445246B1 (en) | 2004-08-21 |
Family
ID=32215255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2001-0087512A KR100445246B1 (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | High Pitting Resistant and High Ni bearing duplex stainless steel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100445246B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018133255A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Voestalpine Böhler Edelstahl Gmbh & Co Kg | Super austenitic material |
DE102018133251A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Schoeller-Bleckmann Oilfield Technology Gmbh | Drill string component with high corrosion resistance and process for their manufacture |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR960703178A (en) * | 1993-06-21 | 1996-06-19 | 레나르트 태퀴스트 | Ferritic-Austenite Stainless Steels (FERRITIC-AUSTENITIC STAINLESS STEEL AND USE OF THE STEEL) |
-
2001
- 2001-12-28 KR KR10-2001-0087512A patent/KR100445246B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR960703178A (en) * | 1993-06-21 | 1996-06-19 | 레나르트 태퀴스트 | Ferritic-Austenite Stainless Steels (FERRITIC-AUSTENITIC STAINLESS STEEL AND USE OF THE STEEL) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030057135A (en) | 2003-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101533514B1 (en) | Low-alloy duplex stainless steel wherein weld heat-affected zones have good corrosion resistance and toughness | |
KR100444248B1 (en) | High manganese duplex stainless steel having superior hot workabilities and method for manufacturing thereof | |
JP5335502B2 (en) | Martensitic stainless steel with excellent corrosion resistance | |
EA012333B1 (en) | An austenitic steel and a steel product | |
KR100545301B1 (en) | A ferritic-austenitic steel alloy | |
KR101379079B1 (en) | Lean duplex stainless steel | |
JP5046398B2 (en) | High nitrogen martensitic stainless steel | |
JPH08170153A (en) | Highly corrosion resistant two phase stainless steel | |
KR20150074697A (en) | Low-nickel containing stainless steels | |
KR100445246B1 (en) | High Pitting Resistant and High Ni bearing duplex stainless steel | |
KR20130034349A (en) | Lean duplex stainless steel excellent in corrosion resistance and hot workability | |
JP2002212684A (en) | Martensitic stainless steel having high temperature strength | |
AU758316B2 (en) | High Cr steel pipe for line pipe | |
KR101844573B1 (en) | Duplex stainless steel having excellent hot workability and method of manufacturing the same | |
CN112458366B (en) | Stainless steel with high tissue stability in marine environment and manufacturing method thereof | |
KR101746404B1 (en) | Lean duplex stainless steel with improved corrosion resistance and formability and method of manufacturing the same | |
KR970009523B1 (en) | High strength & high corrosion resistance of martensite stainless steel | |
KR100418973B1 (en) | Low Mo bearing austenitic stainless steels with high pitting corrosion resistance | |
KR101514601B1 (en) | Lean duplex stainless steel excellent in corrosion resistance and hot workability | |
JPH10130785A (en) | Martensitic stainless steel for oil well use, excellent in hot workability | |
KR100215727B1 (en) | Super duplex stainless steel with high wear-resistance | |
KR100310757B1 (en) | Free-machining austenitic stainless steel | |
JP2019127613A (en) | High hardness precipitation hardening stainless steel having excellent hot workability and requiring no sub-zero treatment | |
JP5329634B2 (en) | Duplex stainless steel, duplex stainless steel cast, and duplex stainless steel | |
JPH04354852A (en) | High hardness shank material or barrel material for high speed steel tool |
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: 20110725 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120801 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |