KR100821060B1

KR100821060B1 - 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계스테인리스강

Info

Publication number: KR100821060B1
Application number: KR1020060137088A
Authority: KR
Inventors: 이용득; 이용헌; 김광태; 이종석
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-04-08
Also published as: CN101573466B; WO2008082096A1; JP2010514924A; JP5372775B2; CN101573466A

Abstract

본 발명은 고가인 Ni을 함유한 오스테나이트계 강을 Cr, Cu, Ti, Nb 등의 원소로 각각 대체한 고Cr 페라이트계 스테인리스강으로서 내식성이 304강에 비교하여 동등수준 이상의 특성을 갖는 고내식 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 질량 %로 C; 0.01%이하, Si: 0.2~1.0%이하, Mn: 0.3%이하, Cr: 20~23%, Ni: 0.2~0.4%, N: 0.01%이하, Al: 0.03~0.10%, S: 0.002%이하, Cu: 0.3~0.5%, Zr: 0.02~0.06%, Ti: 0.2~0.4%(Ti/(C+N)≥20), Nb:0.06~0.45%(Nb/(C+N)≥28) 인 것을 만족하고 남은 성분이 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강과 이에 대한 냉연 표면연마의 마무리를 제한 규정하여 내식성과 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 요지로 한다.

니켈 절약, 페라이트계, 고내식 스테인리스강, 고온 내변색성, 표면연마

Description

내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강{Ferritic stainless steel with excellent corrosion resistance properties and excellent discoloration resistance properties}

도 1의 (a),(b)는 본 발명강의 표면 연마조건에 따른 광학현미경 사진도로서, (a)는 연마벨트 사용 후 표면사진(연마 불연속 길이 증가)이고, (b)는 브러쉬 롤 사용후 표면사진도(연마 불연속 길이 감소)이다.

본 발명은 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고가인 Ni 원소를 함유한 오스테나이트계 스테인리스강을 대체하기 위하여 Ni을 대체할 수 있는 다양한 내식성 향상 성분을 포함하는 고크롬 페라이트계 스테인리스강에서 건자재용 소재 등으로 사용되는 304 소재의 동등 수준의 내식성으로 개선하기 위하여 Ti, Nb, Cu, Ni, Si, Zr 성분 등을 조절한 고내식 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.

기존의 범용 오스테나이트계 스테인리스강인 304 강재는 합금의 주성분이 18% Cr-8% Ni으로서 고가인 Ni 함량이 높아 가격 경쟁력이 열위하다는 문제점을 가지고 있다. 또한 상기 304 강재와 동등의 내식성을 갖는 기존 생산제품인 페라이트계 436L강 등은 고가인 Mo 원소를 함유하고 있어 원료에 의한 제조원가가 상승되어 고내식 스테인리스강 소재로서 마찬가지로 가격 경쟁력이 열위하다는 문제점이 있다.

이와 같이 고가의 Ni이나 Mo의 성분을 다량 함유하여 생산원가가 높은 304 강재의 대체 또는 436L강을 대체하기 위하여 Ni을 저감하거나, Mo를 저감하기 위한 여러가지 제안들이 알려져 있다. 그러나 이와 같은 여러자기 제안들에서도 실질적으로 Ni 이나 Mo의 저감을 통하여 생산원가는 저감할 수 있으나, 반면에 상대적으로 수요자가 원하는 내식성을 얻기 어려운 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 기존 304(18Cr-8Ni)와 436L(18Cr-1.2Mo-0.2Ti)강에서 고가인 Ni과 Mo을 대체하기 위하여 새로운 합금 Cr, Cu, Si, Ni, Zr 등의 원소를 첨가하고 C, N 성분을 안정화 시키기 위하여 Ti과 Nb 성분을 복합첨가하여 (Ti+Nb)/(C+N) 분율이 20 이상으로 하여 내식성과 고온 내변색성, 가공성이 우수한 새로운 고크롬 페라이트계 스테인리스강의 성분계를 도출하여 가격경쟁력이 높으면서도 원하는 수준의 내식성을 얻을 수 있는 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉 본 발명은 고가인 Mo원소를 Cr 함량 증가로 대체하고 Cu, Si, Zr 원소 첨가와 Ti/(C+N), Nb/(C+N) 비율을 적절히 조정하여 내식성과 고온 내변색성 그리고 가공성을 개선한 저가의 대표적 합금성분계로서 21%Cr-0.3%Ti-0.06%Nb－0.5%Si-0.4%Cu-0.3%Ni-0.02%Zr-0.007%C-0.008%N 조성을 갖는 Ti, Nb 복합첨가와 Si 함유가 높은 강재이며 이 소재를 냉연 소둔과 표면연마 마무리의 제조기술을 제한하여 내식성과 고온 내변색성을 개선한 고Cr 페라이트계 스테인리스강 제조기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 질량 %으로 C; 0.01% 이하, N: 0.01%이하, Ti: 0.2~0.4%, Nb: 0.05~0.45%, Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.3% 이하, Cr: 20~23%, Ni: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~0.5%, Al: 0.03~0.10%, S: 0.002% 이하, Zr : 0.02~0.06% 이며, Ti/(C+N) : 20 이상 또는 Nb/(C+N) : 28 이상이고, 남은 성분이 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 Si은 0.5%인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 Cr은 21%, Si은 0.5% 이상 함유하며 ASTM D2244를 만족하는 색차계를 이용하여 색상을 측정함에 있어 500℃에서 90분 가열 후 a^* 값이 11 보다 작으며, b^* 값이 11 보다 큰 영역 내에 존재하는 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.

또한, 본 발명 상기 Nb를 0.1% 이하로 제한하고, 0.5%의 Si을 첨가하여 소둔 결정립 입도가 ASTM No. 7.5 이상인 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 상기 페라이트계 스테인리스강을 브러시 롤 타입의 헤어라인 연마를 #320 이상으로 적용하여 냉연 표면조도 Ra와 Rz 값의 크기는 각각 0.25, 1.70 이하로 제한하는 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 질량%로 C;0.01%이하, N;0.01%이하 Si:1.0%이하, Mn:0.3%이하, Cr:20~23%, Ni:0.2~0.4%, Ti: 0.20~0.40%, Nb: 0.1%, Cu:0.30~0.50%, Zr:0.02~0.06%, Al:0.02~0.06%, S: 0.002% 이하인 것을 만족하고 남은 성분이 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 Mo-Free형 고크롬 페라이트계 스테인리스강을 기본으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 페라이트계 스테인리스강의 조성에서 내식성을 향상시키기 위하여 고가인 Mo 대신 Cr 함량을 증가시켰으며 부식속도를 저하 시키기 위하여 Cu와 Ni을 미량 첨가 하였으며 가공성을 향상시키기 위하여 극저의 C, N 함량에 Ti/(C+N) 비율을 20 이상 또는 Nb/(C+N) 비율을 28 이상 첨가되어 열연 및 냉연 소둔시 Ti, Nb 석출물에 의한 내식성과 가공성이 향상되고 또한 Si 첨가량을 0.45%~0.5%로 증대시키므로 Si에 의한 표면 부동태 필름의 향상에 의해 가일층 내식성이 향상된 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 특징으로 하고 조업조건으로 냉연소둔시 결정입도를 제어하여 오렌지 필(Orange Peel) 현상을 방지함과 동시에 냉연 표면연마 조건을 개선하여 양호한 헤어라인(Hair Line) 표면을 만들어 내식성을 향상시켰다.

본 발명자는 고가인 Mo원소 대신 Cr원소로 적정량 대체된 21%Cr-Base 페라이트계 스테인리스강에 대하여 시험조사를 행한 결과 Ti/(C+N) 분율을 20 이상으로 또는 Nb/(C+N) 분율을 28이상으로 유지하여 열연 및 냉연 소둔열처리에서 Ti, Nb 탄화물 생성에 의해 크롬탄화물 석출을 방지하고 Cr, Si, Cu, Ni 원소를 첨가하여 내식성을 304 강 수준으로 이상으로 개선할 수 있었고 Zr 원소를 미량 첨가하여 용접부의 충격인성을 개선할 수 있었다. 또한 제조조업조건으로 냉연소둔시 결정입도를 ASTM No. 7.5 이상이 얻어지도록 하였으며 냉연 표면조건에 따른 내식성을 향상시키기 위하여 롤 타입의 헤어라인 연마방법을 적용하여 표면 결함이 적은 미려한 표면을 만들어 내식성을 개선할 수 있음을 밝혀냈다.

이하 본 발명의 특징을 작용과 함께 설명하기로 하며, 먼저 본 발명의 조성범위와 한정이유를 설명한다.

C: 오스테나이트 형성원소이며 첨가시 고온강도를 향상시키지만 과다 첨가시 Cr과 반응하여 크롬탄화물을 생성시키어 내식성을 저하시킴과 동시에 페라이트계 강에서 연신율과 용접성을 저하시키므로 가능한 낮은 함량인 0.01% 이하가 바람직하다.

N: 오스테나이트상을 안정화시키는 원소로서 Ni원소를 대체하는 원소로서 강도와 내공식성을 향상시키는 이점은 있으나 연신율 등 가공성이 저하되는 단점이 있으므로 본 발명강에서는 0.01%이하로 제한한다.

Ti: C, N 원소를 Ti(C, N) 석출물로 안정화시키어 고온에서 크롬탄화물 석출을 억제하여 내식성이 향상되며 소둔 열처리 시 재결정 집합조직을 제어하여 가공성을 향상 시키지만 과다 첨가 시 가공성 저하와 표면결함이 발생되는 문제가 있으므로 0.2%~0.4%로 억제하며, 특히 Ti/(C+N) 은 20 이상으로 한다.

Nb: C, N 원소를 Nb(C, N) 석출물로 안정화시키어 고온에서 크롬탄화물 석출을 억제하여 내식성이 향상되며 소둔 열처리 시 재결정 집합조직을 제어하고 결정립을 미세화하여 엘리베이터용 소재로서 가공 시 Orange Peel 발생을 방지하는 효과가 있지만 과다 첨가 시 가공성 저하와 Ridging이라는 표면결함이 발생되는 문제가 있으므로 0.05%~0.45% 로 조절하며, 특히 Nb/(C+N)은 28이상으로 한다.

Mn: 질소와 마찬가지로 오스테나이트상 안정화 원소로서 Ni를 대체하는 원소로서 오스테나이트상을 준안정화 시키어 페라이트강에서 첨가되는 경우 강도가 증가되고 가공성이 저하되므로 0.3% 이하로 제한한다.

Cr: 스테인리스강의 산화 피막형성을 촉진하는 원소로서 내식성을 304강 동등수준으로 증가시키며 436L강의 Mo원소를 대체하기 위하여 21%이상의 Cr첨가가 필요하며 과다하게 첨가하는 경우 열연 시 치밀한 산화 스케일 생성으로 Sticking 결함이 증가되는 문제가 있으므로 23%을 상한으로 한다.

Ni: C, N와 같이 오스테나이트상을 안정화 시키는 원소로서 부식속도를 늦추어 내식성을 향상시키는 원소이나 고가이므로 경제성을 고려하여 0.2%~0.4% 범위로 조절한다.

Si: 고온 내산화성을 향상 시키며 스테인리스강에서 부동태 피막을 강화하여 내식성을 향상시키므로 0.2% 이상으로 하고 과대 첨가시 연신율을 저하시키므로 1.0% 이하로 제한한다.

S: 미량의 불순물원소로서 결정입계에 편석되어 열간압연 시 가공크랙을 일으키는 주 원소이기 때문에 가능한 낮은 함량인 0.002%이하로 제한한다.

Cu: 부식 전파속도를 저하시키어 내식성을 향상시키는 원소이며 다량 첨가하면 고온 내산화성과 열간가공성을 저하시키는 원소이므로 0.3%~0.5% 로 제한한다.

Al: 결정입도 제어 및 탈산제 원소이며 과다 첨가시 연주공정에서 개재물에 의한 노즐 막힘 가능성이 있어 최대 0.10%이하로 제한한다.

Zr: 용접시 용접부의 충격인성을 향상시키는 원소이며 과다 첨가시 개재물에 의한 연주의 노즐막힘 가능성이 있어 0.06% 이하로 제한한다.

(실시예)

다음은 하기의 조성으로 이루어진 본 발명에 관한 강재로서 21%Cr-0.3%Ti-0.00%C-0.008%N-0.3%Ni-0.5%Si-0.4%Cu의 기본 성분계에 Ti/(C+N) 분율을 변화시키고 304, 436L 수준의 내식성을 얻기 위하여 Ni, Mo을 Cr, Cu 원소 등으로 대체한 고크롬 페라이트 스테인리스강으로서 각각의 성분을 미량 변화시킨 강종을 439, 304강과 비교하여 표 1에 나타내였고 이것을 참조로 하여 설명한다. 표 1과 같이 강종은 21%Cr-0.3%Ti-0.3%Ni-0.5%Si-0.006%C-0.006%N-0.4%Cu을 기본조성으로 하고 Ti/(C+N) 분율을 변화시키어 발명재와 비교 시험재등 10강종의 성분계를 용해하여 잉코트(Ingot)로 주조하여 열간 및 냉간압연, 소둔산세를 행하여 1.0mm 두께의 냉연판으로 만들어 내식성 시험을 평가하여 표 1에 표기하였다.

발명재와 비교 시험재의 물성치

강종

Cr

Si

Cu

Ni

Mn

C

N

Ti

Nb

Zr

Ti,Nb/(C+N)

CPT

304

18.3

0.49

0.2

8.1

1.06

0.049

0.043

-

25.0

29.4

비교강1

18.5

0.44

-

0.2

0.015

0.01

-

0.47

-

25.0

20.1

비교강2

21.0

0.10

-

0.2

0.006

0.30

-

25.0

비교강3

21.0

0.45

-

0.2

0.006

0.30

-

25.0

25.6

비교강4

21.0

0.10

0.4

0.3

0.2

0.006

0.30

-

25.0

28.1

비교강5

21.0

0.10

0.4

0.3

0.2

0.006

-

0.34

-

28.3

29.8

비교강6

21.0

0.45

-

0.4

0.2

0.006

0.30

-

25.0

30.5

비교강7

21.0

0.45

0.4

0.3

0.2

0.006

0.30

-

25.0

35.1

비교강8

21.0

0.45

0.4

0.3

0.2

0.006

-

0.34

-

28.3

34.3

발명강

21.0

0.45

0.4

0.32

0.21

0.005

0.0051

0.27

0.06

0.02

32.4

35.3

* CPT: Critical Pitting Temperature

공식발생온도(CPT)는 1M NaCl 용액에 시험편을 넣고 감홍전극(SCE)대비 +300mV를 시험편에 인가하여 시험편의 전류밀도가 100㎂/㎠에 도달하는 온도를 의미한다. 표 1 결과를 보면 일반 건축 내외장재로 사용되는 니켈을 8% 첨가하여 가격이 매우 높은 오스테나이트계 304강의 CPT는 29.4℃인 것을 알 수 있다. 통상적으로 건축 내외장재로 사용되기 위해서는 외부 부식환경에 의해서 표면에 이물질이 부착되어 부식을 유발 할 수 있다. 따라서 주기적인 세척을 해주어야 한다. 이러한 세척제에 대한 충분한 저항성을 갖기 위해서는 ISO 14993에 근거한 반복염수분무시험에서 녹이 발생하지 않아야 한다. 이러한 기준에 적합하기 위해서는 CPT가 32℃를 넘어야 한다. 본 특허에서는 고가의 니켈을 첨가하지 않고 크롬 함량을 21%이하로 첨가하면서 미량원소를 조절하여 통상의 304강이 사용되는 환경에 사용될 수 있는 고내식 페라이트계 스테인리스강을 제조하는 것이다. 표 1에서 알 수 있듯이 크롬함량이 19% 이하인 비교강 1의 경우 CPT는 20.1℃로 304강 대비 상당히 낮은 것을 알 수 있다. 비교강 2, 3과 같이 Cr 함량을 21%로 높이는 경우 CPT가 25℃로 상당히 높이지고 있다. 비교강 4와 비교강 5는 안정화 원소로서 각각 Ti과 Nb를 각각 첨가한 강으로 비교강 2와 비교 시 Cu와 Ni이 미량 첨가되면 CPT가 28.1℃ 및 29.8℃로 증가함을 보이지만 Si 함량이 0.1% 수준으로 낮아 304강 이상의 내식성 확보에는 미흡하여, Cu, Ni의 미량 첨가와 동시에 Si 함량을 증가시 키어 내식성을 향상시켜야 함을 알 수 있다. Si 함량이 0.45% 수준인 비교강 6은 비교강 3에 비교하여 Ni을 소량 첨가함으로써 CPT를 30.2℃ 로 증가 시킬 수 있지만 여전히 내식성이 304강에 비교하여 미흡하다. 반면 발명강은 안정화 원소로써 Ti과 Nb을 복합첨가한 강으로 0.3% Ti과 0.06% Nb이 함유되고 Si 함량을 0.45%로 증가 시킨 경우 발명강의 공식발생온도(CPT)는 34~35℃ 수준으로 매우 높은 내식성을 확보할 수 있음을 보여 준다. 이는 21% Cr 강에서 Si함량을 0.45%로 높이면서 Cu와 Ni을 첨가할 경우 내식성은 현저하게 향상되는 것을 알 수 있다. 이와 같이 발명강의 경우 Si 함량이 0.45%이며 Ti과 Nb를 복합 첨가하여 (Ti+Nb)/(C+N) 분율이 20이상으로 유지하면 내식성 값 CPT가 32.3℃ 로 304강 이상의 내식성을 보유할 수 있다.

건축 내외장재의 경우 일반적으로 벤딩(bending)작업을 실시한다. 이때 결정립이 클 경우 오렌지 필(orange peel) 현상이 발생하여 의장성의 손상을 가져온다. 본 특허에서는 발명강들의 결정립 크기에 따른 벤딩 후의 표면을 조사하여 오렌지 필(Orange peel) 발생 여부를 조사하여 결과를 표 2에 나타내었다.

발명재의 결정립도에 따른 오렌지 필 발생 정도

결정립도 발명강	6	6.5	7.0	7.5	등축정율 (연주 Slab)
비교강 4 (21 Cr -0.10 Si )	X	X	△	O	약 30 %
발명강 (21 Cr - Nb +0.45 Si )	X	X	O	O	약 40 %

o:orange peel 미발생, △:orange peel 불명확, x:orange peel 발생

표 2의 결과를 보면 결정립 크기에 따라서 오렌지 필 발생에 차이가 있음을 보여주고 있다. 결정립 크기가 ASTM No. 기준으로 7.5 이상일 때 오렌지 필이 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 Nb을 0.06% 이상 첨가하면 고온에서 NbC 석출물이 TiC보다 안정화하여 결정립 성장을 억제하는 효과가 커서 소둔시 미세한 결정립을 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한 발명강의 경우 Si 함량이 0.45%로서 기존강(비교강4: 0.10% Si)보다 높을 경우 연주시 슬라브의 등축정율이 약 40%가 얻어져 벤딩 가공시 등 가공성이 크게 향상시킨다.

건자재용으로 사용시 표면의 헤어라인연마는 반드시 포함되는 공정으로 표면연마 방법에 따른 발명강의 내식성을 비교 평가하였다. 발명강의 표면연마 조건에 따른 결과를 표 3에 나타내었다. 표면연마를 브러쉬 롤 사용으로 표면조도 Ra 값을 0.25 이하로 하여야 우수한 내식성을 확보 할 수있다. 여기서 표면결함 길이 측정은 1000배 광학현미경하에서 3군데를 무작위로 촬영하여 연마면의 표면결함 길이의 합을 의미한다.

발명재의 표면 연마조건에 따른 내식성 변화

부식환경 발명강	표면조도		표면결함	ISO 14993 시험방법	0.1MHCl 침적시험 (60℃, 3일)
부식환경 발명강	Ra	Rz	표면결함	ISO 14993 시험방법	0.1MHCl 침적시험 (60℃, 3일)
연마벨트(#180) 사용	0.37	2.42	2.58 mm	전체 녹발생	부분 녹발생
브러쉬 롤 사용 (320 mesh)	0.24	1.69	0.67 mm	녹 미발생	녹 미발생

연마벨트를 사용하는 경우 표면조도가 거칠게 되고 결함길이가 증가하는 이유는 연마벨트 사용시 연마 도중에 부식을 유발할 수 있는 표면 결함이 발생하기 때문이다. 이러한 이유로 페라이트계 강의 표면연마는 브러쉬 롤을 사용하여 부드럽게 제조 해주어야 한다. 도 1은 연마벨트를 사용하여 표면을 연마한 경우와 브러쉬 롤을 사용하여 표면을 연마한 후의 표면사진을 보여주고 있다. 여기서 (a)는 연마벨트 사용후 표면사진도로서 연마 불연속 길이가 증가한 것을 알 수 있고, (b)는 브러쉬 볼 사용후 표면사진으로서 연마 불연속 길이가 감소한 것을 나타낸다.

연마벨트를 사용할 경우 표면에 많은 찢어짐 현상이 발생되는 것을 알 수 있다. 연마벨트를 적용하여 표면을 연마할 경우 결함길이가 2.58mm가 넘고 브러쉬 롤을 사용할 경우 결함길이가 0.67mm로 현저하게 감소하고 연마 Mesh를 #320으로 하는 경우 내식성은 매우 향상되는 것을 알 수 있다. 또한 냉간압연 시 냉연 압하율을 70% 이하로 하는 경우 사진 2와 같이 흠이 잔존하여 내식성이 저하되므로 내식성을 향상시키기 위해서는 초기 열연판 두께를 두껍게 하여 압하율을 70% 이상 적용하여야 한다.

발명재 용접부의 충격 인성에 미치는 Zr 원소 효과

구분	에릭센 값 (mm)	충격 에너지(Joule, -40℃)
Zr 미첨가강	10.3	19
0.02% Zr 첨가강	10.6	22

Zr 첨가강인 발명재를 추운 지방에서 파이프로 제작 사용하는 경우 용접을 실시하여야 하므로 용접시 저온에서 용접부의 충격인성이 우수하여야 하므로 발명재의 경우 0.02% Zr 원소를 함유하고 있으므로 표 4의 결과와 같이 Zr 미첨가강에 비교하여 우수한 충격인성 에너지 값을 보여주는데 이러한 이유로는 용접시 응고조직이 Zr 석출물에 의해 등축정 핵생성이 증가되어 결정립 미세화 효과로 우수한 충격 인성을 갖게 되는 이유이다.

발명재의 고온 내변색성에 미치는 Cr, Si 원소 효과

강종	표면변색도(△E*,500℃, 90분)		판정
강종	a*	b*	판정
304	9.27	13.55	O
비교강 1 (18Cr-0.4Si-0.45Nb)	14.17	5.38	X
비교강 2(18Cr-0.4Si-0.25Ti)	11.04	10.92	X
비교강 3(21Cr-0.15Si-0.3Nb)	11.88	10.95	X
발명강(21Cr-0.45Si-0.3Ni-0.27Ti-0.06Nb)	8.78	11.52	O

가스 그릴용도로 사용되는 경우 고온가열 시 304강 보다 페라이트계 439강의 표면변색이 빠르게 되는 문제점이 있는 반면 발명강의 경우 표 5와 같이 Cr과 Si을 높이므로서 우수한 고온 내변색성을 갖게 됨을 알 수 있다. 따라서 가공을 심하게 요구하지 않는 가스 그릴용도로 발명재(21Cr-Ti,Nb-0.45Si)를 사용하는 경우 304강과 동등의 내변색성을 확보 할 수 있다. 표면마무리 형태에 상관없이 ASTM D2244를 만족하는 색차계를 이용하여 색상을 측정함에 있어 500℃에서 90분 가열 후 a^* 값이 11 보다 작으며, b^* 값이 11 보다 큰 영역 내에 존재하는 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 오스트나이트계 강인 304강을 대체하기 고가인 Ni 대신 저가의 크롬(Cr)과 구리(Cu)와 티타늄(Ti) 또는 나이오비윰(Nb), 실리콘(Si), 지르코늄(Zr)을 첨가하여 304 동등 수준의 내식성을 향상시킨 고내식 페라이트계 스테인리스강을 개발하고 이 소재를 적절한 냉간압연과 소둔조건을 제어하고 롤타입의의 표면연마 마무리를 실시하여 냉연강판의 표면조도를 제한하여 우수한 내식성을 갖는 건재용 냉연강판 소재개발이 가능하다.

Claims

질량 %으로 C; 0.01% 이하, N: 0.01%이하, Ti: 0.2~0.4%, Nb: 0.05~0.45%, Si: 0.2~1.0%, Mn: 0.3% 이하, Cr: 21~23%, Ni: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~0.5%, Al: 0.03~0.10%, S: 0.002% 이하, Zr : 0.02~0.06% 이며, Ti/(C+N) : 20 이상 또는 Nb/(C+N) : 28 이상이고, 남은 성분이 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지며, ASTM D2244를 만족하는 색차계를 이용하여 색상을 측정함에 있어 500℃에서 90분 가열 후 a^* 값이 11 보다 작으며, b^* 값이 11 보다 큰 영역 내에 존재하는 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.는 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
제1항에 있어서,

상기 Si은 0.45~0.5%인 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
삭제
제1항에 있어서,

상기 Nb를 0.1% 이하로 제한하고, 0.45%~0.5%의 Si을 첨가하여 소둔 결정립 입도가 ASTM No. 7.5 이상인 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
제4항에 있어서,

상기 페라이트계 스테인리스강을 브러시 롤 타입의 헤어라인 연마를 #320 이상으로 적용하여 냉연 표면조도 Ra와 Rz 값의 크기는 각각 0.25, 1.70 이하로 제한하는 내식성 및 고온 내변색성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.