KR100554935B1

KR100554935B1 - 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강

Info

Publication number: KR100554935B1
Application number: KR1019980030126A
Authority: KR
Inventors: 로렁 쉐쓰레; 쟝-미셸 오제
Original assignee: 위지노르; 위진느 사브와
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2006-04-21
Also published as: CA2243796A1; FR2766843A1; CN1213013A; US6056917A; DK0896072T3; AU7733098A; DE69809853T2; ID20642A; PT896072E; AU742411B2; EP0896072A1; ZA986701B; FR2766843B1; DE69809853D1; ATE229094T1; BR9802669A; JP4498481B2; JPH1192885A; KR19990014209A; CA2243796C

Abstract

우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트 스텐인레스강은, 중량비로 다음의 조성을 갖는다.

탄소 < 0.1 %

0.1 % < 규소 < 1 %

5 % < 망간 < 9 %

0.1 % < 니켈 < 2 %

13 % < 크롬 < 19 %

1 % < 구리 < 4 %

0.1 % < 질소 < 0.40 %

5×10^-4 % < 붕소 < 50×10^-4 %

인 < 0.05 %

황 < 0.01 %

Description

우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강{LOW NICKEL CONTENT AUSTENITIC STAINLESS STEEL HAVING SUPERIOR MECHANICAL AND WELDING PROPERTIES}

본 발명은 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트 스텐인레스강에 관한 것이다.

스테인레스강은 이들의 야금 조직에 따라 큰 군으로 분류된다. 오스테나이트강은 일반적으로 중량비로 3% 를 초과하는 니켈 함량을 갖는 강이다. 예컨데, NF EN 10 088 공업 규격 제 1.4301 오스테나이트강(AISI 304)은 그 조성에서 8 % 를 초과하는 니켈을 함유한다.

강 제조자는 매우 높은 니켈 가격과 제어불가능한 가격변동으로 니켈을 함유하지 않거나 매우 소량 함유하는 조성의 오스테나이트강을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은, 특히, 높은 니켈 함량을 갖는 오스테나이트 강의 경우와 동등하거나 또는 그에 비해 우수한 기계적 특성 및 용접성을 가지며, "매우 낮은 니켈 함량을 갖는" 오스테나이트강을 제조하는 것이다.

국제적인 지향은 재료로부터, 특히 물과 피부 접촉 분야에서 니켈의 방출을 줄이는데 목표를 두고 있다.

본 발명의 목적은 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트 스텐인레스강이며, 중량비로 다음 조성과 같은 특징이 있다.

탄소 < 0.1 %

0.1 % < 규소 < 1 %

5 % < 망간 < 9 %

0.1 % < 니켈 < 2 %

13 % < 크롬 < 19 %

1 % < 구리 < 4 %

0.1 % < 질소 < 0.40 %

5×10^-4 % < 붕소 < 50×10^-4 %

인 < 0.05 %

황 < 0.01 %

본 발명의 다른 특징은 다음과 같다.

- 조성은 아래의 페라이트 인덱스(ferrite index) FI₁를 한정하는 관계를 만족시킨다.

FI₁ = 0.034 x² + 0.284 x - 0.347 < 20, 여기서 x = 6.903[-6.998 + Cr% - 0.972(Ni% + 21.31 N% + 20.04 C% + 0.46 Cu% + 0.08 Mn%)]

- 조성은 마르텐사이트 안정도 인덱스(stability index) SI 를 사용하는 다음의 관계를 만족시킨다.

SI = 0.0267 x² + 0.4332 x - 3.1459 < 20, 여기서 x = 250.4 - 205.4 C% - 101.4 N% - 7.6 Mn% - 12.1 Ni% - 6.1 Cr% - 13.3 Cu%.

- 강은 그 조성에 있어서, 1 % 미만의 니켈과, 15% 내지 17 %의 크롬과, 0.08 % 미만의 탄소와, 0.5 % 내지 0.7 % 의 규소와, 2 % 미만의 몰리브덴과, 0.0020 % 미만의 황을 함유하며, 또한 0.030 % 미만의 알루미늄, 바람직하게는 50 ×10^-4% 미만의 알루미늄을 함유하고 20 × 10^-4 % 미만의 칼슘, 바람직하게는 5 × 10^-4 % 미만의 칼슘을 함유한다.

모두가 비한정 예로 주어진 다음의 설명과 첨부된 도면은 본 발명을 더욱 명확하게 이해시킬 것이다.

도면은 여러 종류의 강에서 단면의 축소 특성을 온도함수로서 도시한다.

니켈함량이 한정된 조성을 갖는, 본 발명에 따른 오스테나이트강이 제련된다. 통상적으로 니켈 원소에 의해 기인되는 오스테나이트화 효과는, 망간, 구리, 질소 및 탄소와 같은 감마성 원소(gammagenic element)에 의해 반드시 보충될 필요가 있으며, 크롬, 몰리브덴 및 규소와 같은 알파성 원소(alphagenic element)의 함량을 가능하면 줄일 필요가 있다.

본 발명에 따른 강은 페라이트형 응고를 한다. 응고된 페라이트는 주조후 강이 냉각될 때 오스테나이트로 되돌아간다. 주조 단계에서 강이 냉각될 때, 잔여 페라이트 함량의 체적비는 다음의 실험적으로 확립된 인덱스로 주어진다.

FI₂ = 0.1106 x² + 0.0331 x + 0.403, 여기서 x = 2.52[-7.65 + Cr% + 0.03 Mn% - 0.864(Ni% + 16.10 C% + 19.53 N% + 0.35 Cu% )].

이 단계에서, 본 발명에 따른 강의 페라이트 함량은 5 % 미만이다.

다음으로, 강은 열간 압연되기 위해서 1240 ℃ 에서 30 분 동안 재가열된다. 페라이트 함량은 다음의 등식으로 주어진다.

FI₁ = 0.034 x² + 0.284 x - 0.347, 여기서 x = 6.903[-6.998 + Cr% - 0.972(Ni% + 21.31 N% + 20.04 C% + 0.46 Cu% + 0.08 Mn%)].

본 발명에 따른 강은 1240 ℃ 에서 30 분 동안 재가열된후 20 % 미만의 페라이트를 함유한다.

열간 압연후 1100 ℃에서 30 분 정도 과경화된후, 본 발명에 따른 강은 5 % 미만의 페라이트 함량을 갖는다. 열간 가공, 어닐링, 냉간 가공 및 어닐링 후, 근소한 잔여 페라이를 함유하는 강이 얻어진다.

오스테나이트/페라이트 비율은 포화 자화(saturation magnetization) 또는 X-선 회절 분석에 의해서 측정된다.

조성물에 함유된 원소의 역할 관점에서, 550 ℃ 와 800 ℃ 사이의 온도에서의 처리후 상기 강이 입계 부식(intergranular corrosion)에 민감해지는 것을 피하기 위해서 탄소는 0.1 % 미만 함량으로 한정된다. 탄소 함량은 상기 이유로 0.08 % 미만인 것이 바람직하다.

질소와 탄소는, 질소가 탄소보다 다소 높은 오스테나이트화 특성을 가질지라도, 응고 모드(solidification mode), 페라이트와 오스테나이트의 상평형 그리고 마르텐사이트 형성에 대한 오스테나이트의 안정도에 유사한 영향을 미친다.

망간은 질소의 용해도(solubility)를 증가시킨다. 충분한 질소를 용해시키고, 강이 오스테나이트 조직을 갖도록 보장하기 위해서 망간은 최소 5 % 의 함량이 필요하다. 본 발명의 강 조성에서 망간함량의 상한 9 % 는 본 발명에 따른 강의 제련시, 침탄된(carburized) 페로망간(ferro-manganese), 바람직하게는 조질화된(refined) 페로-망간의 사용과 관계가 있다. 페라이트의 양에 대한 망간의 효과는 5% 와 9% 사이에서 일정하다. 또한, 망간의 함량은 열간 연성(hot ductility)의 열화를 방지하기 위해서 제한되어야만 한다.

규소는 산세(pickling) 중에 페라이트의 형성을 방지하고 강의 만족스러운 거동을 위하여 계획적으로 1 % 미만으로, 바람직하게는 0.7 % 미만으로 한정된다. 제련시 최소 0.1 % 의 함량이 필요하며, 올리빈-타입 (olivine-type) 산화물의 형성을 방지하기 위해서 최소 0.5 % 함량이 바람직하다. 이는 열간 압연에 의해서 강을 변형하는 동안에, 예컨데 0.5 % 미만의 단지 낮은 규소 함량을 함유하는 본 발명에 따른 강을, 올리빈(FeO/SiO₂/MnO) 타입의 저융점 산화물이 형성하기 때문이다.

규소 함량이 0.5 % 미만이라면, 액체 상태의 이러한 산화물을 함유하는 금속 매트릭스를 갖는 혼성 영역(hybrid zone)이 열간 압연중에 형성된다. 이는 특히 산세후에 강 스트립(strip)의 불량한 표면 마무리를 야기한다.

이러한 저융점 산화물의 형성을 방지하기 위해서, 강의 조성에서 규소를 0.5 % 이상의 수준으로 높이는 것이 필요하다고 판명되었다. 그후에 열간 압연중에 표면 마무리 문제를 더 이상 야기하지 않는 고융점 산화물이 형성된다.

규소는 그 함량이 높을 때 오스테나이트 조직의 형성에 기여하지 않으므로 조성의 다른 원소를 고려하여 2 % 미만으로 한정되며, 바람직하게는 1 % 미만으로 한정된다.

니켈은 일반적으로 오스테나이트강에서 필수적인 원소이며, 특히 본 발명이 처한 문제가 소량의 니켈을 함유하는 오스테나이트강을 얻는 것이지만, 니켈은 그 가격이 매우 변동적이고 제어 불가능하며, 그 가격의 변동 때문에 강을 제조하는 기업의 적절한 가동을 어렵게 한다. 니켈은 또한 오스테나이트강의 응력부식(stress corrosion)에 대한 민감도를 증가시키는 단점을 갖는다. 니켈 함량을 제한하면 개선된 특성을 갖는 새로운 강을 제조할 수 있으며, 아래에 이를 설명한다.

크롬의 함량은 13% 를 초과하며, 특히 15 % 를 초과하는 것이 스테인레스강의 내부식성을 보증하기 위해서 필요하다.

19 %, 바람직하게는 17 % 의 크롬 함량의 한계는, 본 발명에 따른 강이 과경화 처리후 5 % 미만의 페라이트 함량을 유지해야만 한다는 사실에 관련이 있다. 19 % 을 초과한 크롬의 함량은 충분한 인장 연신(tensile elongation)을 보장할 수 없는 과도하게 높은 페라이트 함량을 이끈다.

니켈 함량의 감소 때문에 오스테나이트형 조직을 보장하기 위해서는 최소한 1 % 의 구리가 필요하다. 4 % 이상의 구리 함량은, 강의 단조성(forgeability)을 매우 나쁘게 하며 상기 강의 열간 변형이 어렵게 된다. 구리는 니켈의 오스테나이트화 효과의 약 40 % 정도를 갖는다.

또한 본 발명에 따른 강의 오스테나이트 조직을 보장하기 위해서는 최소 0.1 % 의 질소 함량이 필요하다. 질소 함량이 0.4 % 를 초과하면, 강이 응고하는 동안에 "기공(blowhole)" 인 질소 가스의 기포가 강에 발생한다.

내부식성을 개선하기 위해서 2 % 미만 함량의 몰리브덴이 강의 조성에 공급될 때 필요한 질소의 함량은 높아질 수도 있다. 몰리브덴의 함량이 2 % 를 초과하면, 페라이트의 존재를 피하기 위해서 0.4 % 를 초과하는 질소를 첨가하는 것이 필요하며, 이는 보통의 압력에서 강을 제련할때는 실현되지 않는다.

본 발명에 따른 강의 조성물은 5 × 10^-4 % 와 50 × 10^-4 % 사이 함량의 붕소를 함유한다. 온도의 함수로서 단면의 열간 인장 감소 특성에 의해 도시된 바와 같이, 조성물에 붕소를 첨가하면 열간 연성을 개선시키는데, 특히 900 ℃ 와 1150 ℃ 사이에서 열간 연성을 개선한다. 붕소가 50 ×10^-4 % 이상이면 연소점이 너무 크게 감소하며, 즉 압연전 재가열하는 동안에 발생하는 액상 금속의 면적에 대한 위험이 있다.

황은, 강이 만족할만한 피팅 부식(pitting corrosion) 거동을 갖도록 보장하기 위해서 0.01 % 미만 함량으로 강에 공급된다.

바람직하게는, 황 함량은 20 × 10^-4 % 미만인데, 황은 1000 ℃ 이상에서 열간 연성을 매우 개선시킨다.

낮은 황 함량은, 0.03 % 미만, 바람직하게는 50 × 10^-4 % 미만 또는 30 × 10^-4 % 미만의 최종 알루미늄 함량과 10 × 10^-4 % 미만, 바람직하게는 5 × 10^-4 % 미만의 최종 칼슘 함량을 생성하는 칼슘과 알루미늄의 제어된 사용에 의해서 얻어질 수도 있고, 이 결과로써 산소 함량은 일반적으로 20 × 10^-4 내지 60 × 10^-4 % 가 된다.

용접물의 응고중의 편석(segregation) 그리고 용접물이 냉각되는 동안에 그 결과로써 발생할 수도 있는 고온 균열(hot tearing) 현상을 방지하기 위해서 대부분의 오스테나이트계 스테인레스강에서 인 함량은 0.05 % 로 한정된다.

본 발명에 따른 강은, "기준(reference)" 강인 AISI 304 타입 강과 설명시 비교된다. 본 발명에 따른 강 조성은 표 1 과 2 에 주어진다.

설명시, 본 발명에 따른 강 조성은 별표(*)에 의해 지시된다.

표 1

표 2

아래의 표 3 은 다양의 강의 인덱스(index) FI₁, FI₂및 SI 의 계산값이다.

표 3

강	FI₁	FI₂	SI
*567	5.1	6.3	5.1
*569	0.9	3.6	15.1
570	43.6	25.7	15.1
571	25.1	18.3	5.6
572	19.0	12.1	75.9
*574	2.7	5.7	2.8
*577	13.1	12.8	-4.9
578	2.9	4.9	32.4
*579	-0.9	2.4	1.5
*580	8.6	9.0	3.7
*583	-0.2	4.4	4.1
*584	5.7	7.5	4.3
*585	-0.6	2.4	1.7
*587	0.9	0.5	-1.9
*588	11.8	11.8	-2.1
*590	7.5	9.5	4.0
*592	-0.8	2.2	-2.6
*594	1.5	0.5	-4.4
*596	-0.7	2.5	-4.8
*653	6.5	7.9	4.2
*654	6.3	7.9	4.3
662	24.2	17.6	7.6
667	40.4	24.5	13.7
*720	0.3	4.1	-4.8
*723	3.5	6.0	7.1
768	0.2	3.6	3.4
*769	0.8	4.1	5.8
*771	2.6	5.5	5.1
774	-0.4	3.0	0.3
*775	1.6	4.5	5.8
*783	1.0	4.3	4.9

표 4 는 FI₁, FI₂ 의 측정값 그리고 30 % 의 인장 변형(tensile strain) 후 형성된 마르텐사이트의 SI 측정값을 제공한다.

표 4

강	FI₂	FI₁	경화후의페라이트(%)	인장후의 마르텐사이트(%)
*567	2.7	9.9	0.2	2.6
*569	0.7	0.3	0.2	13.3
570	17.1	42.8	0.2	-
571	9.9	25.5	10.9	-
572	6.7	21.0	4.4	75.8
*574	0.9	1.4	0.2	1.2
*577	4.9	12.0	4.6	1.2
578	0.7	1.3	0.3	37.8
*579	0.2	0.2	0.2	0.4
*580	3.4	9.0	0.6	2.6
*583	0.8	0.8	0.2	0.1
*584	2.0	6.8	0.3	1.5
*585	0.3	0.2	0.2	0.3
*587	0.2	0.2	0.2	0.9
*588	3.9	12.9	2.9	-
*590	2.2	7.0	0.2	2.4
*592	0.4	0.2	0.2	0.4
*594	0.2	0.2	0.2	0.2
*596	0.3	0.2	0.2	0.2
*671	3.3	3.7	0.2	7.0

- 본 발명에 따른 강의 열간 특성

열간 인성은 열간 인장 테스트(test)에서 측정된다. 측정은 응고된 강과 가공되고 어닐링된(worked-and-annealed) 강에서 수행되었다.

가공강은 1250 ℃ 의 시작 온도에서 단조함으로써 얻어진다. 상기 강은 1100 ℃에서 30 분 동안 어닐링된다. 인장 테스트의 열 싸이클(thermal cycle) 은 1240 ℃까지 20 ℃/s 의 속도로 열을 상승시키고, 1240 ℃ 1 분 동안 온도를 유지한 후 변형 온도까지 2℃/s 의 속도로 냉각시키는 것으로 구성된다. 단면의 직경 감소가 측정되고, 이는 초기 직경과 초기 직경에 대한 최종 직경의 차이의 % 로 표시된 비율에 대응한다.

도 1 은 저-황(low sulphur) 강 774-(D), 붕소가 없는 강 768-(A) 및 "기준" 강 (AISI 304) 인 강 671 과 비교된 본 발명에 따른 강 769-(B) 및 771-(c) 의 단면 감소 거동을 변형 온도 함수로서 도시한다.

30 × 10^-4 % 황을 함유하며 붕소를 함유하지 않는 강 768-(A) 는 기준 강보다 현저하게 낮은 열간 연성을 갖는다. 이는 9 × 10^-4 % 의 황을 함유하며 붕소를 함유하지 않는 강 774 - (D) 에서도 동일하다. 도면에 도시된 바와 같이, 황을 첨가하면 900 ℃ 와 1050 ℃ 사이에서 연성을 개선한다.

또한, 붕소가 있을 때 20 × 10^-4 % 미만의 황 함량을 갖는 강 771-(C) 는 900 ℃ 와 1250 ℃ 사이의 전 온도에 걸쳐서 우수한 열간 연성 특성을 갖고 기준 강 671 의 연성에 접근한다.

- 대기 온도에서 본 발명에 따른 강의 기계적 강도

기계적 특성은 어닐링된 가공강(worked steel)에서 측정되었다. 강은 1250 ℃ 온도에서 시작하는 단조에 의해서 가공된다. 강은 염탕(salt bath)에서 1100 ℃ 온도로 30 분 동안 어닐링된다. 인장 테스트에 사용된 시편은, 직경이 5 mm 인 원형 단면부이며 길이가 50 mm 인 게이지부(gauge part;표점부)를 갖는다. 시편은 20 mm/분의 속도로 인발된다. 본 발명에 따른 강은 55 % 와 67 % 사이로 연신된다. 비교를 위하여, 아래의 표 5 에 본 발명에 따른 강과 본 발명 이외의 저(low) 니켈 함량 강과 AISI 304 타입의 기준 강의 측정된 특성을 제공한다.

표 5(기계적 특성)

열	R_p0.2(MPa)	Rm(MPa)	A %
*567	282	623	66.0	0.479
*569	309	747	62.7	0.615
570	393	657	54.8	0.319
571	376	703	57.5	0.395
572	294	1010	33.7
*574	323	679	66.0	0.483
*577	348	688	59.4	0.395
578	331	800	55.9	0.59
*579	343	690	62.5	0.438
*580	330	681	61.9	0.42
*583	345	651	58.8	0.378
*584	325	686	64.2	0.454
*585	342	679	61.3	0.403
*587	287	528	62.0	0.434
*588	365	705	57.6	0.357
*590	380	757	62.9	0.457
*592	330	660	60.6	0.397
*594	266	599	58.5	0.387
*596	316	660	63.7
*654	341	700	65.0	0.467
662	375	830	42.4
667	375	700	61.4	0.423
671	232	606	67.0	0.587
AISI 304	230	606	67

30 % 의 진성(true) 인장 변형후에 마르텐사이트의 함량이 측정되었다(표4). 본 발명에 따른 강의 경우에, 그 함량은 20 % 미만이다.

파단된 본 발명에 따른 강의 시편에서 ε-마르텐사이트의 어떠한 흔적도 발견되지 않았다. 본 발명에 따른 강, 20 미만의 SI 인덱스 및 20 미만의 FI₁ 인덱스는 상기 변형후에 55 % 이상의 인장 연신을 갖는다. 이러한 연신은 적절한 냉간 연성(cold ductility)을 얻기 위하여 필요하다.

- 내부식성

입계 부식 분야에서, ASTM 206 E 공업규격에 따른 테스트가, 다양한 탄소 및 질소 함량을 갖는 강에 수행된다. 테스트가 수행되는 강은 1100 ℃ 에서 어닐링된 3 mm 두께의 열간 압연된 스트립 형태의 강이다(과경화).

다음에, 다음의 두가지 예민화 처리(sensitizing treatment)를 강에 시행한다.

a) 700 ℃ 온도에서 30 분간 어닐링한후 물 담금질(water quench)을 행한다.

b) 650 ℃ 온도에서 10 분간 어닐링한후 물 담금질을 행한다.

테스트 결과는 아래의 표 6 에 주어진다.

표 6

	a			b
강	700 ℃/30분 + 물 담금질			650 ℃/30분 + 물 담금질
	질량 감소(mg)	균열(㎛)	시험	질량 감소(mg)	균열(㎛)	시험
721	4.6	0	양호	2.7	-	양호
567	4.8	20	양호	-	-	양호
592	4.95	65	양호	-	-	양호
584	27.7	2500	불량	3.3	0	양호
594	70.6	2500	불량	5.4	22	불량
596	68.9	2500	불량	9.4	1250	불량

강 594 및 596 과 같이, 0.1 % 초과하는 탄소를 함유하는 본 발명 이외의 강은 받아들일수 있는 특성을 갖지 않는다.

강 567, 592 및 584 와 같이 조성에서 0.1 % 미만의 탄소를 함유하는 본 발명에 따르는 강은 테스트 b 의 경우에서 입계 부식의 관점에서 AISI 304 강에 필적한다.

조성에서 0.080 % 미만의 탄소를 함유하는 본 발명에 따르는 강만이 테스트 a 의 경우에서 AISI 304 강에 필적한다. 따라서 본 발명에 따른 탄소 함량은 0.1 % 미만으로, 바람직하게는 0.08 % 미만으로 한정된다.

가변성의 알루미늄, 칼슘, 산소 및 황 함량을 갖는, 표 7 에서의 조성에 따른 강은 AOD 와 함께 전기로에서 제조되며, 이러한 함량들은 칼슘인 경우에는 원자 흡수 분광기(atom absorbtion spectroscopy)그리고 알루미늄인 경우에는 글로 방전 (glow-discharge)과 같은 매우 정교한 방법을 사용하여 측정되며, 가공된 제품을 사용하여, 피팅 부식 테스트가 온도 23 ℃, pH 6.6, 0.02 M NaCl에서 수행되었고, 그 결과가 표 8 에 주어진다. 포텐셜(potential) E1 은 ㎠ 당 1 피트(pit)의 확률에 대응한다.

피팅 포텐셜(pitting potential)은, 그 조성이 50 × 10 ^-4 % 을 초과하지 않는 알루미늄의 함량을 가지며 또한 10 × 10 ^-4 % 미만의 칼슘, 60 × 10 ^-4 % 미만의 산소 및 20 × 10 ^-4 % 미만의 황을 함유하는 강에서 매우 높다는 것을 알수 있다. 주사형 전자 현미경(scanning electron microscopy)을 사용하여, 조성에서 110 ×10^-4 % 의 알루미늄과 115 × 10^-4 % 의 [레큐나(lacuna)]를 갖는 강 A 와 B 는 석회 알루미나물 타입과 알루미나-마그네시아 타입의 개재물(inclusion)을 함유하며, 이러한 개재물은 칼슘 황화물(calcium sulphide)에 의해서 둘러싸지며 칼슘 황화물의 크기는 수 마이크로미터일 수도 있다는 것이 발견되었다. 30 ×10^-4 % 미만의 알루미늄과 10 ×10^-4 % 미만의 칼슘을 함유하는 강 C 와 D 에서 칼슘 황화물은 발견되지 않았다.

표 7

강	C%	Si%	Mn%	Ni%	Cr%	Mo%	Cu%	S ppm	P%	N₂%	V%	Co%	Alppm	Cappm	O₂ppm	Bppm
A	0.050	0.774	7.58	1.6	16.75	0.039	3.02	3	0.021	0.200	0.110	0.029	110	11	30	25
B	0.049	0.794	7.47	1.59	16.32	0.080	2.88	5	0.025	0.193	0.059	0.037	115	11	25	21
C	0.052	0.805	7.65	1.58	16.45	0.075	3.11	8	0.023	0.186	0.088	0.075	20	4	35	22
D	0.047	0.786	7.61	1.59	16.54	0.068	3.04	3	0.025	0.195	0.081	0.044	15	2	30	27

표 8

강	피팅 포텐셜 E₁(mV/SCE)
A	280
B	305
C	450
D	475

상기한 바와 같이, 본 발명으로 기계적 특성 및 용접 특성이, 니켈 함량이 높은 오스테나이트강의 특성과 동등하거나, 더욱 우수한 오스테나이트강을 제조할 수 있다.

도 1 은 여러 종류의 강에서 단면의 축소 특성을 온도함수로서 도시하는 그래프이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

304 : 기준강(AISI 304) A: 강 768

B : 강 769 C : 강 771

D : 강 774

Claims

탄소 < 0.1 %

0.1 % < 규소 < 1 %

5 % < 망간 < 9 %

0.1 % < 니켈 < 2 %

13 % < 크롬 < 19 %

1 % < 구리 < 4 %

0.1 % < 질소 < 0.40 %

5×10^-4 % < 붕소 < 50×10^-4 %

인 < 0.05 %

황 < 0.01 %

몰리브덴 < 2 %

및 잔부 Fe와 불가피한 불순물과 같은 조성을 가지며,

마르텐사이트 안정도 인덱스 SI 를 사용하고, x = 250.4 - 205.4 C% - 101.4 N% - 7.6 Mn% - 12.1 Ni% - 6.1 Cr% - 13.3 Cu% 라 할 때, 상기 조성이 SI = 0.0267 x² + 0.4332 x - 3.1459 < 20 의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항에 있어서,

페라이트 인덱스 FI₁ 을 사용하고, x = 6.903[-6.998 + Cr% - 0.972( Ni% + 20.04 C% + 21.31 N% + 0.46 Cu% + 0.08 Mn%)] 라 할 때, 상기 조성이 FI1 = 0.034 x² + 0.284 x - 0.347 < 20 의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조성에서 0.1 % 초과, 1 % 미만의 니켈을 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조성에서 15 % 내지 17 % 의 크롬을 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조성에서 0.08 % 미만의 탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조성에서 0.5 내지 0.7 % 의 규소를 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조성에서 0.0020 % 미만의 황을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

조성에서 0.030 % 미만의 알루미늄, 20 × 10^-4 % 미만의 칼슘을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 8 항에 있어서,

조성에서 50 × 10^-4 % 미만의 알루미늄을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.
제 8 항에 있어서,

조성에서 5 × 10^-4 % 미만의 칼슘을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 우수한 기계적 특성 및 용접성을 갖는 니켈 함량이 낮은 오스테나이트계 스테인레스강.