KR100681669B1 - 가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중량%로, C:0.030%이하, N:0.02%이하, C+N:0.04%이하, Si:0.3~0.7%, S:0.010%이하, Cr:16~18%, Ni:0.5%이하, Mo:0.5%이하, Cu:0.5%이하, Nb:0.2~0.4% 및 8.67 [%C] + 5.68[%N] -[%Nb]<0.104인 조성범위를 가지고 있으며, 기타 불가피한 불순물로 이루어진, 내식성 및 가공성이 개선된 400계 스테인레스강을 요지로 한다.

스테인레스, 400계, 페라이트, 가공성, Nb

Description

가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강의 제조방법{Manufacturing method of a ferritic stainless steel with good workability and good corrosion resistance}

도 1은 본 발명에 따른 성분조성에 따른 오스테나이트 상 생성 영향도를 도시한 그래프도.

도 2는 본 발명의 가열온도에 따른 리징품질 영향을 도시한 그래프도.

도 3은 본 발명과 비교예의 성형성 한계 곡선(FLD 곡선)을 도시한 그래프도.

도 4는 본 발명과 비교예의 염수분무 시험 평가 결과를 도시한 사진도.

본 발명은 가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강에 관한 것으로, 더욱 상세히는 가공성 및 내식성 개선을 위하여 기존의 페라이트계 430 강종 대비 C, N 하향 및 Nb 첨가를 통해 리징성 개선을 통한 가공성을 개선하고, 또한 배치소둔을 생략하고 연속소둔을 실시함으로서 생산성향상을 도모하여 심가공품 적용의 품질을 확보하기 위한 페라이트계 스테인레스강 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 페라이트계 강종 중 430강종의 경우 강종 특성상 세탁조 등의 심가공품에 적용시 성형성이 부족하여 430 강종을 적용하는데 부분적 제한이 있었다. 또한, 이 강종은 기존에 제강-열연-배치 소둔(BAF)-산세-냉연공정을 거쳐 생산되었다. 그러나, 이와 같은 배치소둔을 거치는 경우 통상적으로 20여 시간 이상 동안 소둔을 실시함으로 인하여 소둔 처리 능력에 한계가 있었으며 가열 및 냉각에 장시간이 소요되어 이로 인한 생산성 향상 및 납기 지연등의 문제점이 있었다.

또한, 주로 BA용도로 사용되며 표면 고광택을 요구하는 용도 특성상 열연 작업시 산세의 균일성 여부가 주요한 품질 인자이나, 배치소둔의 특성상 Cr 결핍존이 생성되지 않아 배치소둔이 아닌 연속소둔을 실시하는 강종에 비하여 산세성이 열위하며, 스케일을 녹이는 양이 증가함에 따라 NOx 발생량이 증가하여 이를 처리하는 탈질 설비의 부하등의 문제가 발생할 수 있다 . 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 C+N을 하향하고 Ti를 첨가하는 경우가 많았으나, Ti첨가의 경우에는 Ti-Oxide 계열의 제강성 표면결함을 야기할 수 있기 때문에 VOD라는 추가공정을 거쳐서 원가가 상승하는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 페라이 트계 스테인레스강, 특히 430강종에서도 AOD공정만으로 제조가능할 정도로 C,N을 하향하며, 또한 Nb를 첨가하여 C,N을 안정화시켜 배치소둔을 생략하고 연속소둔과정을 거치게 하여 성형성을 개선하고 생산성을 향상시키기 위한 400계 페라이트계 스테인레스강 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 중량%로, C:0.030%이하, N:0.02%이하, C+N:0.04%이하, Si:0.3~0.7%, S:0.010%이하, Cr:16.2~16.8%, Ni:0.5%이하, Mo:0.5%이하, Cu:0.5%이하, Nb:0.2~0.4% 및 8.67 [%C] + 5.68[%N] -[%Nb]<0.104의 조성범위를 만족하고 기타 불가피한 불순물로 이루어진 페라이트계 스테인레스강을 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기의 상기 조성으로 이루어진 강을 AOD를 통한 제강공정을 거친 후 조압연 초기 강압하를 통한 열연과정 및 소둔을 실시하여 제조하며, 상기 소둔은 바프(BAF) 대신 연속소둔을 실시하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명은 중량 %로 C:0.03% 이하, N:0.02%이하로 조성된다. 이는 기존의 430 강종 대비 가공성을 개선하기 위하여 C, N의 함량을 하향한다. N성분을 0.02%로 규제하는 이유는 질소는 높을 경우 핀홀(Pin Hole)성 결함을 유발하기 쉽기 때문이다. C는 0.03%이하로 제한하여 성형성을 좋게한다.

Nb는 0.2%이하로 낮을 경우C, N 의 안정화 효율이 감소하여 고온에서 오스테나이트상이 생성되어 연속소둔이 불가능할 수 있으며, 0.4% 이상으로 너무 높은 경우 고용량 증가로 인한 가공성 저하 및 투입 원가가 증가하므로 0.2~ 0.4%로 한정한다.

또한 본 발명에서는 C, N, Nb함량에 따라 고온에서 오스테나이트 상이 생성되기 때문에 8.67 [%C] + 5.68[%N] -[%Nb]<0.104 로 되어야 안정적으로 연속소둔을 할 수 있다. 이는 도 1의 성분에 따른 오스테나이트상 생성 영향도를 도시한 그래프에서 명확히 알 수 있다.

Si은 제강 조업시 탈산을 위해 첨가하는 것으로 너무 낮은 경우 탈산이 효율적으로 되지 않아 제강성 결함이 증가할 수 있으며, 너무 높은 경우 Si 성분에 의해 제조공정 중 산세성이 열위하게 하므로 0.3~0.7%으로 제한한다.

Cr은 당 발명이 430의 품질개선을 목적으로 하였기 때문에 430 강종에 준하는 16~18%로 한정한다.

이하, 본 발명의 제조공정을 설명한다..

본 발명은 상기의 조성으로 이루어진 강을 통상의 AOD 및 연주조건으로 제조한 슬래브를 열간압연 공정에서 1240℃ ~ 1280℃의 온도범위로 가열하여 조압연 및 사상압연을 거쳐 블랙코일(Black coil)로 제조한 후 열처리 실시 후 냉간압연 및 재열처리를 실시하여 제조한다.

열간압연 가열온도를 제한하는 이유는 너무 낮은 경우 조압연에서 압연 도중의 재결정이 제한되어 동일한 등축정에서도 리징품질이 좋지 않으며, 너무 높은 경우에는 슬래브의 처짐으로 인해 작업성이 열위하여 제한하였다. 이와 같은 경향을 도 2의 가열온도에 따른 리징품질 영향을 도시한 그래프도에서 명확히 알 수 있다.

온도 하한은 세탁조 가공 후 별도의 가공없이 외관 상으로 품질 보증이 가능한 14 마이크로미터 이하를 기준으로 하였다.

또한 통상의 조압연 조건보다는 재결정을 촉진하기 위하여 조압연 강압하를 적용하는 경우가 리징품질에 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다.

표 1에 나타난 성분의 강을 실제 220mm 두께 슬라브를 이용하여 등축정율을 측정하고, 1270℃로 가열한 후 조압연 강압하 열간압연을 실시한 후 연속소둔 후 0.5mmt까지 냉간압연후 1000℃에서 소둔을 실시하였다. 얻어진 냉연 제품으로 인장시험 및 r값, 리징 높이를 측정하였다.

비교재인 경우 오스테나이트상 생성으로 인해 연속소둔이 불가능하므로 열간압연 후 820℃에서 배치소둔 후 냉간압연 후 900℃ 부근에서 소둔을 실시하였다.

구분	C	Si	Mn	Cr	Ni	N	Nb	g 생성여부
발명재-A 발명재-B 발명재-C	0.012 0.025 0.014	0.5 0.5 0.6	0.23 0.24 0.22	16.4 16.3 16.4	0.2 0.2 0.3	0.014 0.012 0.019	0.31 0.35 0.29	X X X
비교재-D 비교재-E 비교재-F	0.035 0.035 0.025	0.6 0.6 0.4	0.25 0.24 0.22	16.4 16.5 16.4	0.2 0.3 0.1	0.025 0.035 0.021	0.19 - 0.10	O O O

표 2에서는 발명재 A와 통상의 430 성분계를 갖는 비교재 E의 재질 특성값을 비교하였다. 연신율의 경우 2~4% 증가하며, 리징은 유사수준임을 알 수 있다. 또한 Erischen Height 및 LDR 값도 증가함을 알 수 있다.

또한 도 3에서는 본 발명의 성형성 한계 곡선(FLD)을 도시하고 있는바, 이를 통하여 본 발명강종의 가공성이 현저히 개선되는 것을 확인할 수 있다.

또한 본 발명에서는 내식성을 평가하기 위해 3.5% NaCl용액에서 염수분무 (35℃, 4시간) - 건조(60℃, 30% 2시간) - 습윤(35℃, 98% 2시간) 의 총 9cycle한 후의 외관을 도 4에 도시하였다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 관한 강종의 내식성이 기존의 430 강종에 비해 개선된 것을 확인할 수 있다.

구 분	El (%)	LDR	Erichsen (mm)	Hv	리징 (㎛)
비교예	27	1.86	8.2	146.8	10~14
발명예	30	1.94	8.7	145.9	7~16

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 Nb를 첨가하고 C, N을 하향 조정함과 동시에 상기 강종을 배치소둔을 생략하고 연속소둔과정을 거치게 함으로써, 성형성을 더욱 개선하고, 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 중량%로, C:0.030%이하, N:0.02%이하, C+N:0.04%이하, Si:0.3~0.7%, S:0.010%이하, Cr:16~18%, Ni:0.5%이하, Mo:0.5%이하, Cu:0.5%이하, Nb:0.2~0.4% 및 8.67 [%C] + 5.68[%N] -[%Nb]<0.104의 조성을 갖고, 기타 불가피한 불순물로 이루어진 가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강을 AOD를 통한 제강공정을 거친 후 조압연 초기 강압하를 통한 열연과정 및 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 열연과정에서 1240℃~1280℃의 온도범위에서 가열하여 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강의 제조방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 소둔은 연속소둔인 것을 특징으로 하는 가공성 및 내식성이 개선된 페라이트계 스테인레스강의 제조방법.

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