KR100821059B1 - 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강및 그 제조방법 - Google Patents

내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연신율 계산식인 EL(1식) 및 내식성을 나타내는 피팅 인덱스 P.I.(2식)식을 이용하여 고가 원료인 Mo 첨가량을 줄이고 대신에 Cr함량을 높이고, 기타 다른 합금원소의 첨가량을 조절하고, 또한 C%+N%, C%/N% 및 Ti%/(C%+N%) 함량 및 비를 최적으로 조절하고, 슬라브의 가열온도와 마무리 압연온도, 열연 및 냉연소둔조건을 제어함으로써 내식성, 연신율 및 장출성형성이 우수한 저가의 고 Cr 페라이트계 스테인리스 냉연강판 및 그 제조방법을 요지로 한다.
EL= -162.1x(C+N)-0.2xCr-1.1xMo-0.2xTi/(C+N)+42.2······(1)
P.I.=Cr+3.3Mo············(2)
내식성, 장출성형성, 고Cr, Mo 저감, 페라이트계, 스테인리스

Description

내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법{Ferritic stainless steel with high corrosion resistance and stretchability and the method of manufacturing the same}
도 1은 20Cr-0.3Mo-Ti강에서 냉연소둔후 ASTM 결정입도 번호변화에 따른 연신율 변화를 나타낸 도면,
도 2는 20Cr-Ti 첨가강에서 C/N 비에 따른 연신율 변화를 나타낸 도면,
도 3은 20Cr-Ti 첨가강에서 C, N 함량에 따른 냉연소둔후 ASTM 결정입도 변화를 나타낸 도면,
도 4는 20Cr-Ti 첨가강에서 Ti/(C+ N) 비 변화에 따른 냉연소둔후 연신율 변화를 나타낸 도면,
도 5는 20Cr-Ti 첨가강에서 Ca, Mg, Zr 첨가량 변화에 따른 충격천이온도 (DBTT) 변화를 나타낸 도면이다.
본 발명은 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고내식 및 고성형 특성을 요구하는 자동차 배기계 콜드존(cold zone)의 각종 파이프 및 머펄러(Muffler) 등에 사용되는 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 페라이트계 스테인리스강에서는 내식성 향상을 위해 Mo를 첨가하게 된다. 그러나, 고가의 Mo를 첨가하면 제조원가가 상승하고, 또한 연신율 감소로 스템핑 타입의 머플러등의 성형시 장출성형성이 저하되어 파단이 발생하는 문제점과 겨울과 같이 기온이 낮은 경우 배기계 엔드 파이프(end pipe)등과 같이 TIG 용접후 파이프를 확관하는 경우등에 있어서 파단불량이 자주 발생된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래에 알려진 기술들을 살펴보면, EP 930375는 성분조성과 열간압연조건을 조합하여 딥드로잉성과 리징성을 향상시키는 제조방법이 개시되어 있고 또한 일본 공개특허 JP2000-328197은 적정량의 Al를 첨가하여 우수한 표면광택과 성형성을 개선하는 방법이 개시되어 있으며, 또한 유럽 특허EP 765741은 조성과 압연조건 및 소둔조건을 최적화하여 내리징성 및 면내이방성을 개선하는 방법에 관한 것이 개시되어 있다.
그러나, 상기의 특허들에서는 Mo 첨가량을 저감시키며 내식성과 동시에 성형성에 대하여 고객사 요구사양을 만족시키기 위한 방법으로 성분 및 제조조건에 대해서는 한정되어 있지 않아 고내식 및 고성형성을 요구하는 머플러용 및 파이프 확관용으로 사용되는 경우 냉연제품의 재질을 만족시킬수가 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 연신율 및 피팅 인덱스 계산식인 EL(1식) 및 P.I.(2식)식을 이용하여 고가 원료인 Mo 첨가량을 줄인 대신에 내식성 향상에 유익한 저가의 Cr 함량을 높이고, 첨가 합금원소중 C%+N%, C%/N% 및 Ti%/(C%+N%) 함량비를 최적으로 조절하고, TIG 용접부의 충격천이온도를 낮추고자 Ca, Mg, Zr 첨가량을 조절하고, 슬라브의 가열온도와 마무리 압연온도, 열연 및 냉연소둔조건을 제어함으로써 내식성, 연신율, 장출성형성 및 파이프 확관성이 우수한 저가의 고 Cr 페라이트계 스테인리스 냉연강판 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 중량%로, C;0.03이하, Si:0.5이하, Mn:0.5이하, P:0.035이하, S:0.01이하, Cr:18 ~ 21, Mo:0.5%이하, N:0.030%이하, Cu:0.5%이하, Al:0.05%이하, Ni:0.2%이하, C+N:0.014 이하, Ti:0.4이하 나머지 Fe 및 불가피하게 첨가되는 불순물로 조성되는 스테인리스강을 하기 수학식 (1)에 의하여 정의한 EL값을 31이상으로 제어하고, 하기 수학식 (2)에 의하여 정의한 P.I.값을 21 이상으로 조절하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 특징으로 한다.
EL= -162.1x(C+N)-0.2xCr-1.1xMo-0.2xTi/(C+N)+42.2·····(1)
P.I.=Cr+3.3Mo··········(2)
또한, 본 발명에서 중량%로, Ca:0.005이하, Mg:0.005이하, Zr:0.01이하로 이루어진 그룹에서 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다.
또한, 본 발명에서 C/N 비가 1.05 이하를 만족하고 Ti/(C+N) 비가 18~25를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 위와 같이 조성된 페라이트계 스테인리스강 슬라브를 제조시, 가열온도를 1230~1280oC, 마무리압연온도를 740~850oC로 열간압연후 900~1000℃에서 열연소둔하여 냉간압하율을 50% 이상하여 900~1000℃에서 냉연소둔하고, 냉연소둔후 소재의 입도가 ASTM 결정입도 번호가 6.3~7.5 범위로 조정하는 단계를 포함하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 연신율 및 피팅 인덱스 계산식인 EL(1식) 및 P.I.(2식)식을 이용하여 고가 원료인 Mo 첨가량을 줄인 대신에 Cr 함량을 높이고, 첨가 합금원소중 C%+N%, C%/N% 및 Ti%/(C%+N%)비를 최적으로 조절하고, 상기식을 이용하여 최적 합금원소 첨가량을 조절하고, 슬라브의 가열온도와 마무리 압연온도, 열연 및 냉연소둔조건을 제어함으로써 내식성, 연신율 및 장출성형성이 우수한 저가의 고 Cr 페라 이트계 스테인리스 냉연강판 제조가 가능하여 자동차 배기계 머플러용 및 저온에서 파이프 확관성이 우수하여 배기계 엔드 파트(end part)용 등으로 사용이 가능한 재질을 확보하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 자동차 배기계 엔드 파트용용 각종 파이프 및 머플러용으로 사용되는 강종은 STS436L강으로 고가 원료인 Mo을 1% 이상에서 1.2% 까지 첨가하여 제조원가가 높아 소재 확대 사용에 제약을 받아왔다. 따라서 Mo 함량을 줄이면서도 내식성, 장출성형성 및 저온에서 파이프 확관성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제조하는 방법으로 식(1)에 의해 정의한 EL 값을 31 이상 및 식(2)에 의해 정의한 P.I 값이 21 이상으로 조절하는 조건으로, 중량 %로 C;0.03% 이하, Si:0.5% 이하, Mn:0.5% 이하, P:0.035 이하, S:0.01 이하, Cr:18 ~ 21%, Mo:0.5% 이하, N:0.030% 이하, Cu:0.5% 이하, Al:0.05% 이하, Ni: 0.4% 이하, C+N: 0.014% 이하, Ti: 0.04% 이하, 나머지 Fe 및 불가피하게 첨가되는 불순물로 조성되는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판을 제공한다.
EL= -162.1x(C+N)-0.2xCr-1.1xMo-0.2xTi/(C+N)+42.2 ·····(1)
P.I.=Cr+3.3Mo··········(2)
그리고 기타 합금조성이 Ca:0.005% 이하, Mg: 0.005% 이하, Zr: 0.01% 이하 중 1종, 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인레스 강판에 C/N 비가 1.05이하를 만족하고 Ti/(C+N) 비가 18~25를 만족하는 조건의 페라 이트계 스테인리스 강판에서 스라브 가열온도를 1230~1280oC, 마무리압연온도를 740~850oC로 열간압연후 냉간압하율을 50% 이상하여 냉연소둔하고, 냉연소둔후 소재의 입도가 ASTM 결정입도 번호가 6.3~7.5 범위로 조정하는 단계로 제조한다.
다음은 본 발명의 조성범위 한정이유를 더욱 상세히 설명한다.
상기 C 및 N는 Ti(C, N) 탄질화물 형성원소로 침입형으로 존재하며, C, N 함량이 높아지면 Ti(C,N) 탄질화물 형성되지 않는 고용 C, N는 소재의 연신율 및 장출성형성을 저하시키기 때문에 그 함량은 C의 경우는 0.03% 이하, N은 0.03% 이하로, 동시에 C+N 함량이 높아지면 Ti 함량을 높게 첨가하여 제강성 개재물 증가로 스켑(scab)과 같은 표면결함이 많이 발생하고 또한 연주시 노즐 막힘 현상이 발생하는 문제점과 고용 C, N 증가에 의한 연신율이 저하하기 때문에 C+N 함량을 0.014% 이하로 한정한다.
Si은 페라이트상 형성원소로 함량 증가시 페라이트 상의 안정성이 높아지게 되고 내산화성이 향상되나 0.5%를 초과하여 첨가하면 제강성 Si 개재물 증가로 표면결함이 발생하기 쉽고, 경도, 항복강도, 인장강도를 높이고 연신율을 저하시키기 때문에 가공성에 불리하여 0.5% 이하로 한정한다.
Mn은 함량이 높아지면 MnS를 용출하여 내공식성을 저하시키기 때문에 0.5% 이하로 한정한다.
Ni은 감마(g)상 생성원소로 많이 첨가하면 g 상이 증가하여 열간압연 후 코일을 공냉하면 마르텐사이트상 생성이 촉진되어 강도 및 경도가 증가되어 연신율이 저하된다. 따라서 Ni 첨가량은 0.2% 이하로 한정한다.
P 및 S는 MnS등 개재물을 형성하여 내식성 및 열간가공성을 저해하므로 가능한 낮게 관리하는 것이 좋기 때문에 P :0.035% 이하, S : 0.01% 이하로 한정한다.
Cr은 함량이 낮으면 내식성이 저하하고 함량이 너무 높아지면 내식성은 향상이 되나 강도가 높고 연신율이 낮아 가공성을 저하시키기 때문에 그 함량은 18 ~ 21%로 한정한다.
고가인 Mo 함량이 증가하면 내식성은 현저하게 향상시키지만 소재의 제조원가가 높아지는 문제점과 강도를 높여 연신율이 저하되기 때문에 가공성이 나빠진다. 따라서 내식성 및 가공성을 고려하여 Mo 함량을 0.5% 이하로 한정한다.
Al은 탈산제로 첨가되는 원소로 다량 첨가하면 표면결함을 발생시키기 때문에 0.05% 이하로 한정한다.
Cu는 감마(g)상 생성원소로 많이 첨가하면 g 상이 증가하여 열간압연 후 코일을 공냉하면 마르텐사이트상 생성이 촉진되어 강도 및 경도 증가로 연신율이 저하되기 때문에 Cu는 0.5% 이하로 한정한다
Ti는 첨가량이 너무 높게 첨가되면 제강성 개재물이 증가하여 스켑(scab)과 같은 표면결함이 많이 발생하고 또한 연주시 노즐 막힘 현상이 발생하는 문제점과 고용 Ti 함량 증가로 연신율이 저하하고, C+N 함량 대비 너무 Ti 첨가량이 낮아 Ti/(C+N)비가 낮아지면 입계부식이 발생하여 내식성이 저하되는 문제점이 발생하기 때문에 Ti 첨가량은 0.4% 이하로 한정하고 Ti/C+N 비 값은 내식성 및 성형성을 고려하여 18~25 범위로 한정한다.
Ca, Mg, Zr은 단독 또는 2종 복합 첨가하면 TIG 용접시 열영향부의 결정입도를 미세화시켜 충격천이온도(DBTT) 온도를 낮추어 겨울과 같은 낮은 온도에서 TIG 용접 파이프의 확관성을 높인다. 그러나 첨가량이 너무 많아지면 Ca, Mg, Zr 산화성 개재물 생성량 증가로 내식성이 저하하는 문제점이 발생되기 때문에 각 원소의 첨가량은 Ca: 0.005% 이하, Mg: 0.005% 이하, Zr: 0.01% 이하로 한정한다.
본 발명에서 연신율 개선을 위해 구한 EL 계산식(1식)에서 이 값이 31 미만이 되면 스템핑 타입의 머플러용 소재로는 연신율 및 장출성형성 부족으로 성형시 파단불량이 발생되기 때문에 이 값은 31 이상으로 한정한다.
EL= -162.1x(C+N)-0.2xCr-1.1xMo-0.2xTi/(C+N)+42.2 ·····(1)
또한 식 2의 P.I.(Pitting Index) 값이 높아지면 내식성이 향상된다. 따라서 이 값을 높이기 위해서는 Cr이나 고가 원소인 Mo 함량을 높이면 연신율 및 장출성형성이 저하하고, 제조원가가 상승하는 문제점이 발생한다. 또한 너무 낮아지면 내식성이 저하되기 때문에 기존에 사용되는 STS436L강(1%Mo 첨가강)과 동등한 내식성을 갖기 위해서는 (2식)의 P.I.값은 21 이상으로 한정한다.
P.I.=Cr+3.3Mo··········(2)
C%/N% 비에 대해서는 C%+N% 함량이 동일한 조건에서 C%/N% 값이 1.05를 초과하면, 즉 C 함량이 N 함량에 비해 현저하게 높아지면 연신율 저하 및 용접부 입계부식이 발생되기 때문에 C%/N% 비는 1.05 이하로 한정한다.
Ti%/(C%+N%) 비에 대해서는 Ti%/(C%+N%)비가 너무 낮아지면 용접후 용접부 입계부식이 발생되고, Ti%/(C%+N%)비가 너무 높아지면 고용 Ti 함량이 높아져 연신율 등 성형성이 저하되기 때문에 Ti%/(C%+N%)비는 18~25 범위로 한정한다.
다음은 본 발명의 제조조건에 대한 한정 이유를 설명한다.
제조조건 범위의 한정 이유에 대해 설명하면 열간압연조건은 슬라브 가열온도가 높을수록 열연조업중 재결정에 유리하지만 가열온도가 너무 높으면 표면결함 이 다발하기 때문에 슬라브 가열온도는 1230~1280℃로 한정한다.
열간압연시 마무리압연온도는 낮을수록 열간압연중 변형축적에너지가 높아 소둔시 재결정에 도움을 주기 때문에 연신율 향상에 유리하지만 마무리 압연온도가 너무 낮아지면 압연롤과 소재가 붙어 발생하는 스티킹(Sticking) 결함이 생기기 때문에 마무리 압연온도범위는 740~850℃로 한정한다.
소재의 냉간압하율이 너무 낮아지면 표면결함 제거 및 표면특성 확보가 어렵고, 또한 냉간압하율이 높아지면 성형성 향상에는 유리하기 때문에 소재 제조시 냉간압하율은 50% 이상으로 한정한다.
냉연소둔후 소둔판내 결정입도 번호는 6.3≤(소재의 ASTM 결정입도 번호) ≤7.5 에서 연신율이 가장 우수하기 때문에 이 범위내로 한정한다
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(실시예)
하기 표 1과 같이 조성된 페라이트계 스테인레스강을 50Kg 진공용해설비에서 용해하여 120mm 두께의 잉고트를 제조하였다. 이와같이 제조된 잉고트를 1250℃에서 가열하고, 800℃ 마무리 압연온도로 열간압연하여 3.0mm 두께의 열연판을 제조하고, 950℃에서 열연소둔후 산세하여 1.5mmt 및 0.6mmt 두께로 냉간압연후 950℃에서 냉연소둔후 산세하여 인장시험, 에릭션시험 및 image analyzer을 이용하여 냉연소둔판의 결정입도를 측정하였다. 그리고 냉연소둔판의 공식전위는 KS D 0238방 법으로 시험하여 V'c10 에서의 값으로 5회 측정하여 평균값으로 나타내었다.
충격천이온도(DBTT) 측정은 1.5mm 두께의 냉연소둔판(Ca, Zr, Mg 첨가강 및 미첨가강)을 서버 사이즈의 V 노치 충격시편을 가공하여 충격시험온도를 +20 ~-70°범위에서 10℃ 간격으로 측정하여 충격천이온도를 구하였다.
이하 시험결과에 대해 설명하면 표 1은 "시편별 화학성분, EL 및 P.I. 계산값, 내식성(공식전위) 및 장출성형성(에릭션값) 등을 나타낸 표에서 P.I. (2식)을 사용하여 P.I.값이 21 이상이 되도록 Cr, Mo 함량을 조절한 본 발명강은 종래 고가의 Mo를 1% 함유한 비교재(시편 No.8)에 비해 Mo 함량이 0.5% 이하로 낮아도 비교재와 동일한 수준의 내식성(공식전위 ≥ 277mV) 값을 나타내고 있다. 또한 EL 값 계산식인 (1식)을 사용하여 EL 값이 31이상이 되도록 C, N, Cr, Mo, Ti/(C+N) 함량을 적정하게 조절한 본 발명강은 내식성도 우수하고, 동시에 측정한 연신율이 31.7% 이상으로 높고, 또한 장출성형성을 나타내는 에릭션값도 9mm이상 높은 것을 알 수 있다. 그리고 C/N비가 1.05이하로 낮고, Ti/(C+N)비 값이 19~25 범위로 조절된 본발명강은 이 범위를 벗어난 비교재에 비해 연신율 및 에릭션 값이 높은 것을 알 수 있다.
도 1은 20Cr-0.3Mo-Ti(시편 No.7)강에서 냉연소둔 후 소둔판의 ASTM 결정입도 변화에 따른 연신율 변화를 나타낸 도면이다. 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 냉연소둔시 ASTM 결정입도 번호가 6.3 ≤ (입도번호) ≤ 7.5 범위내에서 연신율이 가장 우수함을 알 수있다.
도 2는 20Cr-Ti 첨가강에서 C, N 함량에 따른 연신율 변화를 나타낸 도면이다. C+N 함량이 120ppm으로 일정한 조건에서 C/N 함량비를 0.39, 1.05 및 2로 변화시킨 경우 C/N 비가 1.05 이상으로 높아지면 연신율이 저하되는 것을 알 수 있다.
도 3은 20Cr-Ti 첨가강에서 C/N비 변화에 따른 냉연소둔후 ASTM 결정입도 변화를 나타낸 도면으로 C/N비 값이 높을수록 동일한 냉연소둔조건에서는 냉연소둔후, 결정입도가 미세하여 연신율이 저하 함을 알 수 있다. 따라서 연신율 등 성형성 개선을 위해서는 C/N 비가 1.05이하로 조절하면 연신율 및 장출성형성 우수함을 알 수 있다.
도 4는 20Cr-Ti 첨가강에서 Ti/(C+ N) 비 변화에 따른 냉연소둔후 연신율 변화를 나타낸 도면으로 Ti/(C+ N) 비가 낮을수록 연신율이 우수하지만 Ti/(C+ N) 비가 18 이하가 되면 용접부 입계부식이 발생하기 때문에 용접부 입계부식 및 연신율을 고려하여 Ti/(C+N) 비는 18~25 범위로 조절하여 Ti 첨가하는 것이 필요하다.
도 5는 20Cr-Ti 첨가강에서 Ca, Mg, Zr 첨가 및 미첨가에 따른 충격천이온도 변화를 나타낸 도면으로 Ca 또는 Ca+Mg, Ca+Zr 복합첨가하면 충격천이온도가 -50℃이하로 낮아 겨울과 같이 작업온도가 낮은 경우 TIG pipe 확관성이 우수해지는 것을 알 수 있다.
편별 화학성분, El, P.I., 공식전위 및 장출성형성(에릭션값)을 나타낸 표
구분 번호 C N C+N Si Mn P S Cu Al Nb Ni Cr Mo Ti
본발명 1 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.13 0.171
2 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.13 0.225
3 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.39 0.171
4 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.13 0.247
5 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.39 0.247
C/N 비 6 0.0035 0.0088 0.0123 0.071 0.15 0.024 0.0005 0.035 0.046 0.003 0.12 19.98 0.30 0.30
C/N 비 7 0.0062 0.0059 0.0121 0.076 0.14 0.023 0.0006 0.027 0.053 0.007 0.12 20.14 0.30 0.29
Ca 8 0.0035 0.0088 0.0123 0.071 0.15 0.024 0.0005 0.035 0.046 0.003 0.12 19.98 0.30 0.30
Ca+Mg 9 0.0035 0.0088 0.0123 0.071 0.15 0.024 0.0005 0.035 0.046 0.003 0.12 19.98 0.30 0.30
Ca+Zr 10 0.0035 0.0088 0.0123 0.071 0.15 0.024 0.0005 0.035 0.046 0.003 0.12 19.98 0.30 0.30
비교재 436L강 11 0.0046 0.0099 0.0124 0.328 0.435 0.0263 0.0013 0.075 0.027 0.002 0.25 17.81 1.05 0.272
12 0.0035 0.0088 0.0123 0.071 0.15 0.024 0.0005 0.035 0.046 0.003 0.12 19.98 0.30 0.30
13 0.0020 0.0050 0.0070 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0.26 0.154
14 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.13 0.171
15 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.13 0.225
16 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.39 0.171
17 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.39 0.225
18 0.0030 0.0060 0.0090 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.39 0.225
19 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 17.8 0.26 0.242
20 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0 0.242
21 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0.26 0.176
22 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0.26 0.242
23 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0.26 0.308
24 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0.52 0.242
25 0.0040 0.0070 0.0110 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 21.8 0.26 0.242
26 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.13 0.247
27 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.13 0.325
28 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.39 0.247
29 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 18.8 0.39 0.325
30 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.13 0.325
31 0.0050 0.0080 0.0130 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 20.8 0.39 0.325
32 0.0060 0.0090 0.0150 0.1 0.15 0.024 0.0008 0.027 0.047 0.0048 0.12 19.8 0.26 0.33
33 0.0050 0.0062 0.0112 0.084 0.152 0.027 0.0021 0.43 0.053 0 0.306 20.98 0 0.311
34 0.0051 0.0058 0.0109 0.07 0.142 0.027 0.002 0.43 0.052 0 0.307 20.91 0.13 0.337
35 0.0053 0.0071 0.0124 0.096 0.15 0.024 0.0009 0.027 0.045 0.006 0.12 17.74 0.51 0.215
36 0.0059 0.0073 0.0132 0.098 0.15 0.024 0.0009 0.027 0.047 0.006 0.12 17.79 0.59 0.266
37 0.0057 0.0068 0.0125 0.102 0.15 0.024 0.0009 0.027 0.046 0.004 0.12 17.82 0.5 0.308
38 0.0056 0.0069 0.0125 0.1 0.15 0.023 0.0009 0.027 0.046 0.006 0.12 17.8 0.97 0.324
39 0.0058 0.0070 0.0128 0.09 0.15 0.025 0.0009 0.028 0.045 0.004 0.12 15.12 0.324
40 0.0069 0.0061 0.0130 0.11 0.142 0.0219 0.0011 0.021 0.035 0 0.15 17.76 0.5 0.316
C/N 비 41 0.0080 0.0040 0.0120 0.086 0.14 0.023 0.0007 0.026 0.042 0.005 0.12 20.03 0.31 0.29
42 0.0063 0.0058 0.0121 0.081 0.15 0.023 0.0005 0.42 0.045 0.003 0.12 20.8 0 0.3
구분 　 번호 Ca Mg Zr Ti/(C+N) C/N비 EL 계산값 연신율(%) 에릭션값(mm) P.I.계산값 공식전위(mV) 충격천이온도(°C)
본발명 　 1 0 0 0 19 0.50 32.64 32.3 9.45 21.23 291 　
　 2 　 　 　 25 0.50 31.44 32.4 9.46 21.23 297 　
　 3 　 　 　 19 0.50 32.35 32.6 9.48 22.09 302 　
　 4 　 　 　 19 0.63 31.99 32.6 9.48 21.23 297 　
　 5 　 　 　 19 0.63 31.70 31.7 9.05 22.09 297 　
C/N 비 6 　 　 　 24.4 0.40 31.00 32 9.23 21.00 277 　
C/N 비 7 　 　 　 24 1.05 31.08 32.5 9.53 21.10 277 　
　 Ca 8 0.0011 　 　 24.4 0.40 31.00 32 9.23 21.00 278 -56
　 Ca+Mg 9 0.0012 0.0020 　 24.4 0.40 31.00 32 9.23 21.00 279 -57
　 Ca+Zr 10 0.0012 　 0.0020 24.4 0.40 31.00 32 9.23 21.00 279 -57
비교재 436L강 11 0 0 0 18.76 0.46 31.38 31.2 8.76 21.28 280 　
　 12 0 0 0 24.4 0.40 31.00 32 9.23 21.00 278 -10
　 13 0 0 0 22 0.40 32.42 33.5 10.2 20.66 229 　
　 14 0 0 0 19 0.50 33.04 31.9 9.17 19.23 214 　
　 15 0 0 0 25 0.50 31.84 31.8 9.16 19.23 215 　
　 16 0 0 0 19 0.50 32.75 32.5 9.54 20.09 208 　
　 17 0 0 0 25 0.50 31.55 33.1 9.85 20.09 240 　
　 18 0 0 0 25 0.50 31.15 31.6 8.97 22.09 294 　
　 19 0 0 0 22 0.57 32.17 32.4 9.42 18.66 153 　
　 20 0 0 0 22 0.57 32.06 32.5 9.5 19.80 194 　
　 21 0 0 0 16 0.57 32.97 33.6 10.3 20.66 271 　
　 22 0 0 0 22 0.57 31.77 32.5 9.54 20.66 273 　
　 23 0 0 0 28 0.57 30.57 28.3 8.2 20.66 276 　
　 24 0 0 0 22 0.57 31.48 31.8 9.1 21.52 290 　
　 25 0 0 0 22 0.57 31.37 31.3 8.8 22.66 328 　
　 26 0 0 0 19 0.63 32.39 33.2 10.1 19.23 234 　
　 27 0 0 0 25 0.63 31.19 33.2 10.2 19.23 237 　
　 28 0 0 0 19 0.63 32.10 32.5 9.53 20.09 246 　
　 29 0 0 0 25 0.63 30.90 30.5 8.92 20.09 253 　
　 30 0 0 0 25 0.63 30.79 31 8.64 21.23 297 　
　 31 0 0 0 25 0.63 30.50 31.7 9.05 22.09 294 　
　 32 0 0 0 22 0.67 31.12 30.5 8.3 20.66 302 　
　 33 0 0 0 27.77 0.81 30.63 31.1 8.7 20.98 300 　
　 34 0 0 0 30.92 0.88 29.92 31 8.68 21.34 300 　
　 35 0 0 0 17.3 0.75 32.62 29.7 8 19.42 179 　
　 36 0 0 0 20.2 0.81 31.81 34.4 11.2 19.74 238 　
　 37 0 0 0 24.6 0.84 31.14 34.1 11 19.47 266 　
　 38 0 0 0 25.9 0.81 30.37 31.1 8.67 21.00 277 　
　 39 0 0 0 25.3 0.83 32.04 34.2 9.25 15.12 133 　
　 40 0 0 0 24.3 1.13 31.13 32 9.25 19.41 216 　
C/N 비 41 0 0 0 24.2 2.00 31.07 30.8 8.4 20.99 272 　
　 42 0 0 0 24.8 1.09 31.12 31.9 9.2 20.80 302 　
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연신율을 나타내는 지표와 내식성을 나타내는 지표로서 연신율 및 피팅 인덱스 계산식인 EL 및 P.I.식을 이용하여 고가 원료인 Mo 첨가량을 줄인 대신에 Cr 함량을 높이고, 첨가 합금원소중 C%+N%, C%/N% 및 Ti%/(C%+N%)비를 최적으로 조절하고, 상기식을 이용하여 최적 합금원소 첨가량을 조절하고, 슬라브의 가열온도와 마무리 압연온도, 열연 및 냉연소둔조건을 제어함으로써 내식성, 연신율 및 장출성형성이 우수한 저가의 고 Cr 페라이트계 스테인리스 냉연강판 제조가 가능하다. 따라서, 자동차 배기계 머플러용 및 저온에서 파이프 확관성이 우수하여 배기계 엔드 파트(end part)용 등으로 사용이 가능한 재질을 확보할 수 있다.

Claims (6)

  1. 중량%로, C;0.03이하, Si:0.5이하, Mn:0.5이하, P:0.035이하, S:0.01이하, Cr:18 ~ 21, Mo:0.5이하, N:0.030이하, Cu:0.5이하, Al:0.05이하, Ni:0.2이하, C+N:0.014 이하, Ti:0.4이하 나머지 Fe 및 불가피하게 첨가되는 불순물로 조성되는 스테인리스강을 하기 수학식 (1)에 의하여 정의한 EL값을 31이상으로 제어하고, 하기 수학식 (2)에 의하여 정의한 P.I.값을 21 이상으로 조절하는 것을 특징으로 하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    EL= -162.1x(C+N)-0.2xCr-1.1xMo-0.2xTi/(C+N)+42.2·····(1)
    P.I.=Cr+3.3Mo···············(2)
  2. 제1항에 있어서,
    중량%로, Ca:0.005이하, Mg:0.005이하, Zr:0.01이하로 이루어진 그룹에서 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 C/N 비가 1.05 이하를 만족하고 Ti/(C+N) 비가 18~25를 만족하는 것을 특징으로 하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
  4. 중량%로, C;0.03이하, Si:0.5이하, Mn:0.5이하, P:0.035이하, S:0.01이하, Cr:18 ~ 21, Mo:0.5이하, N:0.030이하, Cu:0.5이하, Al:0.05이하, Ni:0.2이하, C+N:0.014 이하, Ti:0.4이하 나머지 Fe 및 불가피하게 첨가되는 불순물로 조성되는 스테인리스강을 하기 수학식 (1)에 의하여 정의한 EL값을 31이상으로 제어하고, 하기 수학식 (2)에 의하여 정의한 P.I.값을 21 이상으로 조절하는 것을 특징으로 하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 슬라브의 가열온도를 1230~1280oC, 마무리압연온도를 740~850oC로 열간압연후 900~1000℃에서 열연소둔하여 냉간압하율을 50% 이상하여 900~1000℃에서 냉연소둔하고, 냉연소둔후 소재의 입도가 ASTM 결정입도 번호가 6.3~7.5 범위로 조정하는 단계를 포함하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 제조방법.
    EL= -162.1x(C+N)-0.2xCr-1.1xMo-0.2xTi/(C+N)+42.2·····(1)
    P.I.=Cr+3.3Mo···············(2)
  5. 제4항에 있어서,
    중량%로, Ca:0.005이하, Mg:0.005이하, Zr:0.01이하로 이루어진 그룹에서 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 제조방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 C/N 비가 1.05 이하를 만족하고 Ti/(C+N) 비가 18~25를 만족하는 것을 특징으로 하는 내식성 및 장출성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 제조방법.
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