KR100825632B1 - Ferritic stainless steel having excellent formability of welded zone and corrosion resistance, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강과 그 제조방법이 제공된다.Provided are ferritic stainless steels excellent in workability of welds and corrosion resistance of steels, and methods for manufacturing the same.

이 페라이트계 스테인리스강은 질량%로, C : 0.01%이하, N : 0.01%이하, Si : 1.0%이하, Mn : 1.0%이하, Cr : 10.0~20.0%, Al : 0.15%이하, Ca : 0.0005~0.002%, Zr : 0.0018~0.01%, O : 0.004~0.008%, Ti : 0.01 ~ 0.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다. 또한, 이 페라이트계 스테인강의 제조방법이 제공된다. The ferritic stainless steel is mass%, C: 0.01% or less, N: 0.01% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 10.0 to 20.0%, Al: 0.15% or less, Ca: 0.0005 ~ 0.002%, Zr: 0.0018 ~ 0.01%, O: 0.004 ~ 0.008%, Ti: 0.01 ~ 0.5%, remaining Fe and other unavoidable impurities. Moreover, the manufacturing method of this ferritic stainless steel is provided.

본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 Ca, Zr의 복합첨가에 의해 용접부의 응고결정립을 미세화하여 용접부의 가공성을 개선하며, 강재의 내식성도 개선한다The ferritic stainless steel of the present invention refines the solidification crystal grains of the welded portion by the complex addition of Ca and Zr, thereby improving the workability of the welded portion, and also improving the corrosion resistance of the steel.

페라이트계 스테인리스강, 내식성, 2차가공성, Ca-Zr계 산화물 Ferritic Stainless Steel, Corrosion Resistance, Secondary Machinability, Ca-Zr Oxide

Description

용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법{Ferritic stainless steel having excellent formability of welded zone and corrosion resistance, and method for manufacturing the same}Ferritic stainless steel having excellent formability of welded zone and corrosion resistance, and method for manufacturing the same}

1. 철과강 (Vol.66, 1980, 110p)Iron and Steel (Vol. 66, 1980, 110p)

2. 일본 공개특허공보1997-1252092. Japanese Laid-Open Patent Publication 1997-125209

3. 일본 공개특허공보2000-1602993. JP 2000-160299

4. 일본 공개특허공보1997-217151 4. JP-A 1997-217151

5. 일본 공개특허공보1997-2719005. Japanese Laid-Open Patent Publication 1997-271900

6. 일본 공개특허공보1998-3249566. JP-A-1998-324956

7. 일본 공개특허공보2001-0200467. JP 2001-020046

8. 일본 공개특허공보2001-1818088. JP 2001-181808 A

9. 일본 공개특허공보2001-2885439. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-288543

10. 일본 공개특허공보2001-29499110. Japanese Laid-Open Patent Publication 2001-294991

11. 일본 공개특허공보2002-28529211. Japanese Laid-Open Patent Publication 2002-285292

12. 일본 공개특허공보2002-33699012. Japanese Laid-Open Patent Publication 2002-336990

13. 일본 공개특허공보2003-22165213. Japanese Laid-Open Patent Publication 2003-221652

본 발명은 용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 재료에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강재의 산화물의 성분과 크기를 제어하여 내식성을 개선하며, 또한 산화물의 응고핵생성 작용을 이용하여 용접부의 응고결정립을 미세화함으로서 용접부의 가공성을 개선할 수 있는 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to a material excellent in workability of the welded portion and corrosion resistance of the steel, and more particularly, to improve the corrosion resistance by controlling the component and size of the oxide of the steel, and further solidifying crystal grains of the welded portion by using the coagulation nucleation action of the oxide The present invention relates to a ferritic stainless steel capable of improving the workability of a welded part by miniaturizing it.

최근 자동차 산업은 배기가스 규제의 강화 및 경량화에 의한 연비향상이 요구되고 있으며, 자동차 제조사들은 배기계 부품에 기존의 주물 또는 알루미늄 도금강판을 대신하여 내열성, 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 채용하고 있다.Recently, the automobile industry is required to improve fuel efficiency by tightening and reducing exhaust gas regulations, and automobile manufacturers are adopting ferritic stainless steel having excellent heat resistance and corrosion resistance in place of existing castings or aluminum plated steel sheets.

배기계용 부품재는 크게 쉘(shell)과 파이프 형상으로 구성되어 있으며, 대부분 용접에 의해 제조 및 조립된다. 따라서 용접부의 품질특성을 확보하는 것이 배기계 부품의 성능을 좌우하는 매우 중요한 요소라고 말할 수 있다. 일례로서 배기계 재료는 강판 또는 용접파이프(고주파용접, TIG용접, 레이저용접등의 방법으로 제조한 파이프)를 소정의 형상으로 가공한 후에 다시 용접을 실시하여 제품이 된다. 배기계 형상은 상당히 복잡하기 때문에 성형시, 강판 또는 파이프는 가혹한 가공을 받는 부분이 발생한다. 페라이트계 스테인리스강 파이프재는 용접부가 벤딩 또는 확관과 같은 2차 가공이 적용되는 경우, 용접금속 또는 용접열영향부에 용접 균열이 발생하여, 모재의 가공성이 우수함에도 불구하고 용접부의 가공성 저하 때문에 모재의 우수한 가공성의 특성을 발휘할 수 없는 경우가 많다. 이러한 현상은 가공온도가 낮은 동절기 또는 가공속도가 빠른 조건에서 성형하면 파이프 용접부에서 취성적인 균열에 의해 현저하게 발생한다.Exhaust system parts are largely composed of a shell and a pipe, and are mostly manufactured and assembled by welding. Therefore, it can be said that securing the quality characteristics of the welded portion is a very important factor that determines the performance of the exhaust system components. As an example, the exhaust system material is a steel sheet or a welding pipe (pipe manufactured by a method such as high frequency welding, TIG welding, laser welding, etc.) into a predetermined shape, and then welded again to produce a product. Since the shape of the exhaust system is quite complicated, during forming, the steel sheet or pipe is subjected to harsh processing. The ferritic stainless steel pipe material has a crack in the weld metal or weld heat affected zone when secondary processing such as bending or expansion is applied to the welded part. In many cases, the excellent workability cannot be exhibited. This phenomenon is remarkably caused by brittle cracks in the pipe welds when forming in winter or at low processing temperatures.

종래의 공지기술에 의하면, 용접부의 가공성을 저하시키는 요인으로는 조관시의 잔류응력, 경화, C, N과 같은 불순물 원소 및 응고결정립의 조대화 등 크게 4가지로 요약할 수 있다. 잔류응력을 저감하는 방법으로서는 파이프 전체를 소둔하여 용접부 근방의 변형량을 제거하는 것이 가장 효과적이다. 일본 공개특허공보1997-125209에서는 용접에 의해 제조된 파이프를 850~1000℃의 온도범위에서 소둔하고, 1℃/sec 이상의 냉각속도로 냉각하는 방법을 제시하고 있다. 이 방법에 의하면 파이프의 가공성 및 인성을 냉연소둔판의 정도까지 향상시키는 일이 가능한 것으로 보고하고 있다. 그러나 소둔을 행하면 제조단가의 상승을 피할 수 없고 또한 내열성 및 내산화성을 높은 수준까지 확보하기 위해서 고합금화한 파이프의 경우에는 소둔에 의해서 충분한 품질특성을 확보할 수 없다.According to the prior art, there are four main factors that reduce the workability of welded parts, such as residual stress during hardening, hardening, coarsening of impurity elements such as C and N, and coagulation grains. As a method of reducing the residual stress, it is most effective to anneal the entire pipe to remove the deformation amount near the welded portion. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1997-125209 discloses a method of annealing a pipe manufactured by welding at a temperature range of 850 to 1000 ° C and cooling at a cooling rate of 1 ° C / sec or more. According to this method, it is reported that the workability and toughness of the pipe can be improved to the extent of the cold rolled annealing plate. However, when annealing is performed, an increase in the manufacturing cost is inevitable, and in the case of a high alloyed pipe for securing high heat resistance and oxidation resistance, sufficient quality characteristics cannot be secured by annealing.

용접부의 경화현상은 Si, Mn, Ti, Nb 등과 같은 합금원소와 C, N 등의 불순물 원소량과 밀접한 관계가 있다. 합금원소의 경우에는 제조공정 및 제품의 특성을 발휘하기 위한 기본원소로서 그 함량을 제어하기 곤란한 경우가 많다. 따라서 현재 불순물 원소인 C, N량을 감소시킬 수 있는 방법이 적극적으로 개발 및 적용이 이루 어 지고 있다. 불순물 C, N은 VOD (Vacuum Oxidation Decaburizaton) 정련기술과 같은 제강공정의 개선과 함께 안정화 원소인 Ti, Nb, Zr과 같은 원소를 첨가하여 질화물 또는 탄화물을 형성하는 기술들이 공지되고 있다. 현재 VOD공정으로는 C+N의 량이 100ppm 수준 정도이며 제강공정의 추가에 따른 생산성 및 제조단가의 상승이 문제점으로 지적되고 있다. Ti, Nb, Zr등 안정화 원소를 첨가하여 질화물 또는 탄화물을 형성함으로써 고용 C, N 량을 감소하기 위해서는 C+N의 8배이상을 첨가하는 것으로 기본으로 하고 용접금속의 경우에는 최근 20배까지 첨가하는 경우도 있다. The hardening phenomenon of the weld is closely related to the amount of alloying elements such as Si, Mn, Ti, Nb and the like, and the amount of impurity elements such as C and N. In the case of alloying elements, it is often difficult to control the content as a basic element for exhibiting the manufacturing process and the characteristics of the product. Therefore, a method of reducing the amount of C and N, which are impurity elements, is being actively developed and applied. Impurities C and N are known to form nitrides or carbides by adding elements such as Ti, Nb and Zr as stabilizing elements together with improvements in steelmaking processes such as VOD (Vacuum Oxidation Decaburizaton) refining techniques. At present, the amount of C + N in the VOD process is about 100 ppm, and the increase in productivity and manufacturing cost due to the addition of the steelmaking process is pointed out as a problem. To reduce the amount of solid solution C and N by forming nitrides or carbides by adding stabilizing elements such as Ti, Nb, and Zr, it is basically added at least 8 times of C + N. In some cases.

그러나, 다량의 Ti을 첨가하는 경우에는 조대한 산화 개재물 또는 석출물이 형성되어 연주편의 표면 균열 및 압연시에 표면결함이 발생하기 쉬우며, Zr의 경우에는 제강시에 노즐 막힘등이 발생하는 문제점을 나타내고 있다. 또한, 용접부와 같이 급가열 급냉각되는 경우에는 석출물이 생성할 수 있는 시간이 극히 짧기 때문에 단순히 Ti, Nb, Zr 함량이 증가시켜도, 충분한 석출물을 형성하지 못하고, 오히려 고용의 Ti, Nb, Zr과 C, N 등의 량이 증가하여 가공성이 확보되지 못하는 경우가 있다.However, when a large amount of Ti is added, coarse oxidized inclusions or precipitates are formed to easily cause surface cracks and rolling defects during rolling, and Zr causes nozzle clogging during steelmaking. It is shown. In addition, in the case of rapid heat quenching such as a welded part, since the time required for the formation of precipitates is extremely short, even if the content of Ti, Nb, Zr is simply increased, sufficient precipitates cannot be formed, but rather Ti, Nb, Zr and The amount of C, N, etc. increases, so workability may not be secured.

한편, 강재 및 용접금속부의 응고조직을 미세화하여 가공성을 향상시키는 방법들이 최근 제안되고 있다. 응고조직 제어방법은 크게 용강의 전자유도교반(철과강 제66권 1980년 제6호, 38page)과 같은 설비 개선과 합금성분의 첨가에 의한 개 재물의 페라이트 핵생성을 촉진시키는 기술로 구분할 수 있다. 전자유도교반에 의한 방법의 경우에는 응고도중에 용강의 교반위치를 적정화하는 것에 의해서 강재의 40~60%정도 등축정율을 확보하는 것으로 알려지고 있다. 상기 기술은 강재의 가공성은 개선할 수 있으나 용접과 같이 강재를 재용융시키는 경우에는 그 효과를 확보할 수 없는 것이 문제점으로 지적된다.On the other hand, methods for improving the workability by miniaturizing the solidification structure of the steel and weld metal parts have been recently proposed. The method of controlling the coagulation structure can be largely classified into techniques for improving ferrite nucleation of inclusions by improving the equipment and adding alloying elements such as electromagnetic induction stirring of molten steel (Vol. 66, No. 6, 1980, page 38). have. In the case of the method by electromagnetic induction stirring, it is known that the equiaxed crystallization rate of about 40 to 60% of the steel is secured by optimizing the stirring position of the molten steel during the solidification. The above technique can improve the machinability of the steel, but it is pointed out that a problem cannot be obtained when remelting the steel such as welding.

개재물을 이용한 응고조직 미세화는 TiN (1~2번)석출물과 산화물(3~10번)을 이용하는 방법 등이 공지되고 있다. 하기의 설명에 있어서 (%)는 wt%을 나타낸다.The microstructure of the coagulation structure using inclusions is known to use TiN (No. 1 and 2) precipitates and oxides (No. 3 and 10). In the following description, (%) represents wt%.

1. 철과강 (Vol.66, 1980, 110p) : 0.4%Ti와 0.016%N을 강에 함유하고, 용강 과열도 DT를 40℃이하로 관리하여 TiN을 생성하는 방법.1. Iron and steel (Vol. 66, 1980, 110p): A method of producing TiN by containing 0.4% Ti and 0.016% N in steel and managing molten steel superheat degree below 40 ℃.

2. JP2000-160299 : 단독의 TiN 개재물을 0.01%이상 함유하는 것으로서 슬라브 단계에서의 등축정율을 60%확보하는 기술.2. JP2000-160299: A technique for securing an equiaxed crystallization rate of 60% in the slab phase, containing 0.01% or more of TiN inclusions alone.

3. JP1997-217151, JP1997-271900 : 0.001~0.02%Mg과 0.001~0.2%Al을 각각 첨가하여 Mg-Al계 복합산화물을 형성하여 용접부의 응고조직을 미세화하는 기술.3. JP1997-217151, JP1997-271900: A technique for miniaturizing the solidification structure of a weld by adding Mg-Al composite oxide by adding 0.001-0.02% Mg and 0.001-0.2% Al, respectively.

4. JP1998-324956 : 용강중에 산소량을 0.01%이하로 탈산한 후, Mg을 0.0005~0.01%로 첨가하고, 180초 이내에 응고를 개시하는 방법으로 Mg계 산화물의 크기를 0.01~5mm, 3개/mm2의 분포로 강재 내에 함유하는 것.4.JP1998-324956: After deoxidizing the amount of oxygen to 0.01% or less in molten steel, Mg is added at 0.0005 ~ 0.01% and the solidification starts within 180 seconds. contained in steel in a distribution of mm 2 .

5. JP2001-020046 : 강중에 Mg과 Al의 함유량 비를 0.3~0.5으로 하여, Mg-Al계 산화물과 Ti계 질화물의 복합 개재물을 형성.5. JP2001-020046: A composite inclusion of Mg-Al-based oxide and Ti-based nitride was formed by setting the content ratio of Mg and Al in steel to 0.3 to 0.5.

6. JP2001-181808 : 0.0005~0.01%Mg을 첨가하고, Mg개재물을 이용하여 응고조직을 미세화하는 것과 함께 열간압연조건을 적정화하여 냉간압연을 실시하지 않고도 소재의 가공성을 향상시키는 방법.6. JP2001-181808: Method of improving workability of materials without adding cold rolling by adding 0.0005 ~ 0.01% Mg, minimizing coagulation structure with Mg inclusions and optimizing hot rolling conditions.

7. JP2001-288543 : Mg과 Ca의 함유량을 0.006%이하로 첨가하여 강재의 응고결정립을 미세하고 가공성, 표면특성 및 내식성을 개선하는 방법.7. JP2001-288543: A method for improving the coagulation grains of steel and improving the workability, surface properties and corrosion resistance by adding Mg and Ca content of 0.006% or less.

8. JP2001-294991 : Mg계 산화물과 TiN 석출물의 복합개재물이 0.01~5mm, 3개/mm2 이상의 분포로 강재 내에 함유하는 것.8. JP2001-294991: Composite inclusions of Mg-based oxides and TiN precipitates contained in the steel with a distribution of 0.01 to 5 mm, 3 / mm 2 or more.

9. JP2002-285292 : 희토류 금속인 Y을 0.001~0.05% 첨가하여, Al-Y, Mg-Y, Al-Mg-Y등의 개재물을 형성하고 응고결정립을 미세화하여 강판 제조공정 및 강관 제조공정에서의 취성균열을 방지하는 방법.9. JP2002-285292: Add 0.001 ~ 0.05% of rare earth metal Y to form inclusions such as Al-Y, Mg-Y, Al-Mg-Y and refine solidification crystal grains in steel sheet manufacturing process and steel pipe manufacturing process How to prevent brittle cracks.

10. JP2002-336990 : 0.01~0.3%Ti 및 0.01~0.2%Al을 첨가하고, 보호가스로서 Ar, O2, CO2, He등을 사용하여 용접금속내의 Ti 및 Al계 질화물을 0.3mm이상, 1.5×104개/mm2이상으로 분포시키는 방법.10.JP2002-336990: Add 0.01 ~ 0.3% Ti and 0.01 ~ 0.2% Al, and use Ti, Al-based nitride in welding metal more than 0.3mm by using Ar, O 2 , CO 2 , He, etc. How to distribute more than 1.5 × 10 4 / mm 2 .

11. JP2003-221652 : 0.0003~0.003%Ca과 0.01%이하의 O를 포함하고, O와 S의 함량을 S/1.25+O/5≥0.003범위로 제어하며, 선택적으로 Zr을 0.01~0.3%첨가하여, 강재내에 CaS 또는 CaO산화물을 형성하고 열간압연시에 페라이트 (111)면의 핵생성 역할를 촉진시키는 방법.11.JP2003-221652: Contains 0.0003 ~ 0.003% Ca and 0.01% or less of O, controls the content of O and S in the range of S / 1.25 + O / 5≥0.003, and optionally adds Zr by 0.01 ~ 0.3% Thereby forming CaS or CaO oxide in the steel and promoting the nucleation role of the ferrite (111) plane during hot rolling.

상기 기술중 1~2번은 TiN을 용탕중에 정출하여 강재 주편의 응고조직을 미세화하는 것이지만, 용접과 같이 용탕의 온도제어가 곤란한 경우에 적용이 어렵고, 또한 다량의 Ti 및 TiN은 강의 인성을 손상시키기 때문에 페라이트계 스테인리스강의 취성균열의 문제점을 한층 더 심화시킬 가능성이 있다.In the above technique, Nos. 1 and 2 are used to refine TiN in the molten metal to refine the solidification structure of the steel slab, but it is difficult to apply when the temperature control of the molten metal is difficult, such as welding, and a large amount of Ti and TiN impairs the toughness of the steel. Therefore, there is a possibility that the problem of brittle cracking of ferritic stainless steel is further exacerbated.

3~10번의 공지기술은 Mg, Y 등을 단독 또는 복합첨가하여 용탕중에 산화물을 생성하여 응고핵생성을 촉진하는 방법이나, 산화반응성이 우수한 Mg, Y 등은 용강중에 투입할 경우 회수율 예측이 곤란하여 강재별 품질편차가 자주 발생하고 폭발성등 취급상의 문제도 있어 산업현장에서 실시되기 어렵다.Known techniques 3 to 10 are methods to promote the coagulation nucleation by forming oxides in molten metal by adding Mg, Y, etc. alone or in combination, but it is difficult to predict the recovery rate when Mg, Y, etc. having excellent oxidation reactivity are added to molten steel. Therefore, quality deviations by steel materials frequently occur, and there are problems in handling such as explosiveness.

11번 공지기술은 용강중에 CaS, CaO를 생성하고 열간압연중에 가공성이 우수한 페라이트 (111)면의 생성을 촉진시키는 방법이다. 그러나, 이는 Ca의 장입후 Zr을 투입하고 후에 Zr을 투입하여 잔류산소를 제거하는 기술로 조대한 산화개재물 또는 황화물을 형성한다. 이러한 조대한 개재물은 강재의 표면품질을 저하시키고 개재물과 매트릭스 사이의 계면면적 증가 등에 따른 내식성 저하를 초래하며, 다량의 Zr 첨가로 제조단가가 상승하는 문제점도 있다.Known technology No. 11 is a method of producing CaS and CaO in molten steel and promoting the production of ferrite (111) plane having excellent workability during hot rolling. However, this is a technique of adding Zr after loading Ca and then adding Zr to remove residual oxygen to form coarse oxidation inclusions or sulfides. Such coarse inclusions lower the surface quality of the steel and cause corrosion resistance due to the increase in the interfacial area between the inclusions and the matrix, and also increase the manufacturing cost due to the addition of a large amount of Zr.

이와 같이, 강재의 용접부 가공성을 확보하고 또한 내식성을 동시에 확보할 수 있는 페라이트계 스테인리스강에 대한 필요성이 부각되고 있으나, 그 대안은 제시되고 있지 않은 실정이다.As such, there is a need for a ferritic stainless steel that can secure weldability of steel and at the same time ensure corrosion resistance, but no alternative has been proposed.

본 발명은 용접부의 가공성과 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강과 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a ferritic stainless steel excellent in workability of the welded portion and corrosion resistance of the steel material and a method for producing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 질량%로, C : 0.01%이하, N : 0.01%이하, Si : 1.0%이하, Mn : 1.0%이하, Cr : 10.0~20.0%, Al : 0.15%이하, Ca : 0.0005~0.002%, Zr : 0.0018~0.01%, O : 0.004~0.008%, Ti : 0.01 ~ 0.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성된다.Ferritic stainless steel of the present invention for achieving the above object is by mass%, C: 0.01% or less, N: 0.01% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 10.0-20.0%, Al : 0.15% or less, Ca: 0.0005 ~ 0.002%, Zr: 0.0018 ~ 0.01%, O: 0.004 ~ 0.008%, Ti: 0.01 ~ 0.5%, remaining Fe and other unavoidable impurities.

또한 본 발명의 페라이트계 스테인리스강의 제조방법은 전기로에서 스테인리스 용탕을 제조하는 단계, 상기 제조된 스테인리스 용탕을 정련하는 단계, 상기 정련된 용탕을 연속주조하는 단계, 상기 주조된 강괴를 압연하는 단계, 상기 압연된 압연재를 소둔하는 단계로 제조되어,In addition, the method of manufacturing a ferritic stainless steel of the present invention comprises the steps of manufacturing a stainless molten metal in an electric furnace, refining the prepared stainless molten metal, continuous casting the refined molten metal, rolling the cast ingot, Manufactured by the step of annealing the rolled rolled material,

질량%로, C : 0.01%이하, N : 0.01%이하, Si : 1.0%이하, Mn : 1.0%이하, Cr : 10.0~20.0%, Al : 0.15%이하, Ca : 0.0005~0.002%, Zr : 0.0018~0.01%, O : 0.004~0.008%, Ti : 0.01 ~ 0.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되고,By mass%, C: 0.01% or less, N: 0.01% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 10.0 to 20.0%, Al: 0.15% or less, Ca: 0.0005 to 0.002%, Zr: 0.0018 ~ 0.01%, O: 0.004 ~ 0.008%, Ti: 0.01 ~ 0.5%, remaining Fe and other inevitable impurities,

상기 정련 단계는 산소를 0.01%이하로 제어한 다음에 용탕에 Zr을 투입한 후 Ca을 장입하는 단계를 포함한다.The refining step includes controlling the oxygen to 0.01% or less, and then charging Zr into the molten metal and then charging Ca.

이하 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 페라이트계 스테인리스강 용접부의 저온 가공성 및 내식성의 개선을 위하여 용접부의 응고 결정립을 미세화하고, 충분한 탄질화물을 형성하여 잔류 C, N 량을 저감시키는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the solidified crystal grains of the weld portion is refined in order to improve the low-temperature workability and corrosion resistance of the ferritic stainless steel weld portion, to form a sufficient carbonitride to reduce the amount of residual C and N.

이하, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강의 성분 한정 이유를 설명한다. Hereinafter, the reason for component limitation of the ferritic stainless steel of this invention is demonstrated.

C, N : C, N은 모재 및 용접부의 가공성을 저하시키는 원소이므로, 가능한 극소량으로 하는 것이 바람직하나, 제강기술상의 제조 가격의 상승을 고려해서 C : 0.01%이하, N : 0.01%이하로 한다.C, N: Since C and N are elements that degrade the workability of the base metal and the welded part, it is preferable to use them in the smallest amount possible. However, C: 0.01% or less and N: 0.01% or less in consideration of the increase in manufacturing cost in steelmaking technology. .

Si, Mn, Al, P, S : 이러한 원소는 불가변적으로 강 중에 존재하지만, 다량으로 존재하면 가공성을 저하시키고, 스테인리스강의 특징인 내식성을 저하시키기 때문에 Si: 1.0%이하, Mn: 1.0%이하, Al : 0.15%이하, P : 0.040%이하, S : 0.010%이하로 하는 것이 타당하다.Si, Mn, Al, P, S: These elements are invariably present in steel, but when present in a large amount, they lower workability and lower corrosion resistance, which is characteristic of stainless steel, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less , Al: 0.15% or less, P: 0.040% or less, S: 0.010% or less is appropriate.

Cr : Cr은 10%미만에서는 스테인리스강의 기본특성인 내식성이 부족하기 때문에 Cr량은 10%이상으로 한다. 또한 Cr량이 높으면 용접부의 인성이 악화하는 경우가 있기 때문에 Cr은 20%이하로 한다.Cr: Cr is less than 10% and the amount of Cr is 10% or more because the corrosion resistance, which is the basic characteristic of stainless steel, is insufficient. If the Cr content is high, the toughness of the weld section may deteriorate, so the Cr content is 20% or less.

Ca : Ca은 본 발명에서 과제로 되고 있는 용접성을 향상시키는 것에 대한 필수적인 원소이다. 용접성을 향상시키기 위해서는 0.0005%이상의 첨가가 필요하다. 그러나 0.002%을 초과하여 첨가되는 경우에는 산화개재물의 크기가 증가하여 내식성에 악영향을 미치기 때문에 상한은 0.002%로 한다.Ca: Ca is an essential element for improving the weldability which becomes a subject in this invention. In order to improve weldability, addition of 0.0005% or more is required. However, if it is added in excess of 0.002%, the upper limit is set to 0.002% because the size of the oxidation inclusion increases and adversely affects the corrosion resistance.

Zr : Zr은 Ca과 같이 본 발명에서 과제로 되고 있는 용접성을 향상시키는 것에 대한 필수적인 원소이다. 또한 Zr은 산화물 입자의 크기를 최소화하여 강재의 내식성도 개선하는 역할을 한다. 또한 Zr은 질화물 또는 탄화물을 형성하여 산화물과 복합 개재물을 형성하기도 한다. 용접성 및 내식성을 향상시키기 위해서는 0.002%이상의 첨가가 필요하다. 그러나 0.01%을 초과하여 첨가되는 경우에는 첨가량 증가에 따른 원가 상승과 함께 제강공정중의 노즐막힘등의 문제점이 있어 상한은 0.01%로 한다Zr: Zr is an essential element for improving the weldability which becomes a subject in this invention like Ca. In addition, Zr serves to improve the corrosion resistance of steel by minimizing the size of oxide particles. Zr also forms nitrides or carbides to form complexes with oxides. In order to improve weldability and corrosion resistance, addition of 0.002% or more is required. However, if it is added in excess of 0.01%, there is a problem such as cost increase due to the addition amount and nozzle clogging during the steelmaking process, so the upper limit is 0.01%.

O : Zr, Ca계 산화물을 형성하는 원소이며, 0.004%이하로 되면 산화물 형성이 곤란하고, 0.008%을 초과하여 첨가되면 품질개선 효과가 적은 것으로 확인되었다. 용접부의 가공성을 극도로 요구하는 경우에는 산소 함량을 0.005%이하로 하는 것이 바람직하다.O: Zr, Ca-based oxides, the oxide is difficult to form if less than 0.004%, it was confirmed that the effect of improving the quality is less than 0.008%. If the workability of the weld is extremely demanded, the oxygen content is preferably 0.005% or less.

Ti : 가공성을 향상시키는 원소로서 첨가한다. Ti: 0.01%이상 첨가시키는 것에 의해 효과가 나타난다. 그러나 Ti: 0.5%을 초과하여 첨가하는 경우에는 고용 Ti량의 증가에 의해서 가공성이 악화되는 문제점이 있다.Ti: It adds as an element which improves workability. Ti: The effect is exhibited by adding 0.01% or more. However, when Ti is added in excess of 0.5%, there is a problem in that workability deteriorates due to an increase in the amount of solid solution Ti.

상기한 성분계로 조성되는 강에 요구되는 물성에 따라 합금원소가 포함될 수 있다. 예를 들어 내식성을 향상하고자 하는 경우에는 Mo, Ni, Cu의 적어도 1종을 0.1-2.0%의 조성범위로 추가로 첨가할 수 있다. Mo, Ni, Cu의 적어도 1종의 함량이 0.1%이상 되는경우 내식성 향상효과를 얻을 수 있으며, 2.0% 초과할 경우에는 가공성이 악화되고 제조가격도 상승된다. 또한, Nb의 경우에는 0.5%까지 포함될 수 있다. Nb의 함량이 0.5%을 초과하는 경우에는 고용 Nb량의 증가에 의해서 가공성이 악화되는 문제점이 있다. Nb를 첨가하여 NbN, NbC등을 형성하여 가공성을 개선하고자 하는 경우에는 0.01-0.5%로 포함되는 것이 바람직하다.The alloying element may be included according to the properties required for the steel formed from the above component system. For example, in order to improve corrosion resistance, at least one of Mo, Ni, and Cu may be further added in a composition range of 0.1-2.0%. When the content of at least one of Mo, Ni, and Cu is 0.1% or more, the effect of improving corrosion resistance can be obtained. If the content exceeds 2.0%, the workability is deteriorated and the manufacturing price is increased. In addition, Nb may be included up to 0.5%. If the content of Nb exceeds 0.5%, there is a problem that the workability deteriorates due to the increase in the amount of solid solution Nb. When Nb is added to form NbN, NbC, or the like to improve workability, it is preferably included as 0.01-0.5%.

본 발명에 따른 조성범위를 만족하는 강에는 Ca-Zr계 또는 Ca-Zr-Ti계 산화 물이 존재한다. 이들 산화물은 1~3㎛크기로 5-10개/㎟을 포함하는 것이 바람직하다. 1㎛이하의 Ti계 또는 Nb계 석출물이 39,000개/㎟이상을 포함한다. In the steel satisfying the composition range according to the present invention, Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxides are present. It is preferable that these oxides contain 5-10 piece / mm <2> in 1-3 micrometers size. Ti-based or Nb-based precipitates of 1 µm or less contain 39,000 particles / mm 2 or more.

본 발명의 강의 제조방법에 대하여 설명한다. The manufacturing method of the steel of this invention is demonstrated.

상기한 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 다음과 같은 과정을 통해 제조된다. 먼저, 전기로에서 스테인리스 용탕을 제조하고, 제조된 스테인리스 용탕을 정련한 다음, 상기 정련된 용탕을 연속주조하여 강괴를 얻고, 강괴를 압연하여 압연재를 얻는다. 이 압연재는 소둔된다. Ferritic stainless steel of the present invention described above is manufactured through the following process. First, a molten stainless steel is produced in an electric furnace, and the molten stainless steel is refined. Then, the refined molten metal is continuously cast to obtain a steel ingot, and the steel ingot is rolled to obtain a rolled material. This rolled material is annealed.

본 발명에서는 원하는 Ca-Zr, Ca-Zr-Ti계 산화물을 얻기 위하여 정련 단계에서 산소를 0.01%이하로 제어한 다음에 용탕에 Zr을 투입한 후 Ca을 장입하는 과정으로 구성된다. 종래에는 Ca의 장입후 Zr을 투입하고 후에 Zr을 투입하여 잔류산소를 제거하는 기술이 있는데, 이 경우에는 조대한 CaO 또는 CaS을 형성하여 강재 표면품질 및 내식성 저하를 초래하고 다량의 Zr 첨가로 제조단가가 상승하는 문제점이 있었다.In the present invention, in order to obtain the desired Ca-Zr, Ca-Zr-Ti-based oxide, oxygen is controlled to 0.01% or less in the refining step, and then Zr is added to the molten metal and then charged with Ca. Conventionally, there is a technique of removing residual oxygen by adding Zr after charging Ca and then adding Zr. In this case, coarse CaO or CaS is formed, which results in deterioration of steel surface quality and corrosion resistance, and is manufactured by adding a large amount of Zr. There was a problem that the unit price increased.

Ca와 산소가 반응하여 단독으로 CaO를 이루는 경우에는 산화물의 크기가 과도하여 상기 문제가 있으며, ZrO의 경우에는 크기가 작아 응고핵으로 작용할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 Ca와 Zr의 복합 산화물을 형성하여 산화물의 크기를 응고핵으로 작용하기 적합한 크기로 제어하는 것을 목적으로 한다.When Ca and oxygen react with each other to form CaO alone, the size of the oxide is excessive, which causes the above problem. In the case of ZrO, the size of ZrO is small and cannot act as a solidification nucleus. Therefore, an object of the present invention is to form a complex oxide of Ca and Zr to control the size of the oxide to a suitable size to act as a coagulation nucleus.

다만 Ca의 경우 Zr보다 산소와의 반응성이 크기 때문에 Ca를 먼저 투입하고 Zr을 나중에 투입하는 경우 또는 동시에 투입하는 경우에는 Zr을 다량 투입해야 본 발명과 같은 효과를 거둘 수 있기 때문에 다량의 Zr 투입에 의한 ZrO, ZrN의 다량 생성에 의해 취성균열의 문제점과 단가상승의 문제가 발생하게 된다.However, in the case of Ca, since the reactivity with oxygen is greater than that of Zr, when Ca is added first and then when Zr is added later or simultaneously, a large amount of Zr must be added in order to achieve the same effect as the present invention. Due to the large amount of ZrO, ZrN generated by the brittle crack and problems of unit cost rise.

본 발명에서는 Ca투입 전에 Zr을 투입하는 것을 특징으로 한다. 미량의 Zr을 선투입하는 경우 ZrO를 형성하여 산소의 농도를 낮추게 되고 그 후 Ca의 투입에 의해 Zr과 복합산화물을 형성하여 산화물의 크기를 적정화하여 가공성 및 내식성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, Zr is added before Ca injection. When a small amount of Zr is pre-injected, ZrO is formed to lower the concentration of oxygen, and then Ca is added to form a complex oxide with Zr to optimize the size of the oxide to improve workability and corrosion resistance.

또한 Ti는 질소와 반응하여 TiN을 이루어 질소농도를 낮추어 가공성을 개선한다. Ti는 정련단계 전에 투입되어 Ca, Zr보다 먼저 투입되나 TiN의 경우 융점이 Ca-Zr계, 또는 Ca-Zr-Ti계 산화물보다 낮아 Ca-Zr계, 또는 Ca-Zr-Ti계 산화물이 형성된 후에 그 복합산화물 중 일부의 주위를 TiN이 둘러싸는 형태로 형성되어 복합 게재물을 형성한다. Nb의 경우 Ti와 동일하게 질화물을 형성하여 Ca-Zr계, 또는 Ca-Zr-Ti계 산화물과 복합 게재물을 형성하는 바, Ti와 선택적으로 또는 함께 투입이 가능하다.In addition, Ti reacts with nitrogen to form TiN, thereby lowering the nitrogen concentration to improve processability. Ti is added before the refining step, but before Ca and Zr, but in the case of TiN, the melting point is lower than that of Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxides, and then Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxides are formed. TiN is formed around a part of the composite oxide to form a composite inclusion. In the case of Nb, nitride is formed in the same manner as Ti to form a composite inclusion with Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxide, so that it can be selectively or combined with Ti.

상기 산화물과 복합 게재물의 경우, 융점이 높기 때문에 용탕단계에서 형성된 후에 다시 용접을 거친 경우라도 새로 응고되는 조직에 존재하여 응고핵으로 작 용하기 때문에 본 발명은 특히 용접부의 가공성, 내식성 향상에 유효하다.In the case of the oxide and the composite inclusion, since the melting point is high, the present invention is particularly effective in improving the workability and corrosion resistance of the welded part because it exists in the newly solidified tissue and acts as a solidification nucleus even when it is formed in the molten stage and then welded again. .

Ti계 또는 Nb계 석출물 : Ti 또는 Nb는 용탕내에서 탄소와 반응하여 TiC 또는 NbC형태로 석출물을 형성하여 가공성을 개선한다. 석출물의 주 성분은 탄화물이나 일부의 질화물도 존재할 수 있다. Ti-based or Nb-based precipitates: Ti or Nb reacts with carbon in the molten metal to form precipitates in the form of TiC or NbC to improve workability. The main component of the precipitate may be carbides or some nitrides.

본 발명에 따른 정련방법의 일례를 나타내면 아래 표 1과 같다. An example of the refining method according to the present invention is shown in Table 1 below.

투입순서Input order 질화물Nitride 산화물oxide 석출물Precipitate 복합개재물Composite inclusions Ti→Ca→ZrTi → Ca → Zr TiNTiN CaO, ZrOCaO, ZrO TiCTiC 없음none Ti→Zr→CaTi → Zr → Ca TiNTiN Ca-Zr계 또는 Ca-Zr-Ti계 복합산화물Ca-Zr or Ca-Zr-Ti Composite Oxide TiCTiC Ca-Zr계 또는 Ca-Zr-Ti계 산화물과 질화물의 복합개재물Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxide and nitride complex

표 1에서 Ca를 Zr 보다 먼저 투입한 경우에는 Zr보다 산소와의 반응성이 크므로 CaO, ZrO의 단독 형태의 산화물이 형성된다. 반면, Ca의 투입 전에 Zr를 투입한 경우에는 Ca-Zr계와 같은 복합산화물이 형성된다. 이 경우에는 Zr의 회수율을 향상된다. When Ca is added before Zr in Table 1, since the reactivity with oxygen is greater than that of Zr, an oxide of a single form of CaO and ZrO is formed. On the other hand, when Zr is added before Ca is added, a complex oxide such as Ca-Zr system is formed. In this case, the recovery rate of Zr is improved.

본 발명에 있어서 용접성은 용접방법의 종류에 관계없이 GTA용접, 레이저용접, 플라즈마 용접과 같이 용융응고의 프로세스를 경유하는 용접방법이면 어떠한 방법으로도 용접성은 향상된다. 용접조건은 소재의 성분, 강판 두께, 목적 등의 다양한 조건에 대응하여 선택될 수 있다. In the present invention, weldability is improved by any method as long as it is a welding method via a melt-solidification process such as GTA welding, laser welding, or plasma welding regardless of the welding method. Welding conditions may be selected corresponding to various conditions such as the material composition, steel sheet thickness, purpose.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하나, 이는 본 발명의 바람직한 실시예일뿐 본 발명의 범위가 이러한 실시예의 기재범위에 의하여 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples, which are only preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the description of these embodiments.

(실시예)(Example)

표 2에 표시한 페라이트계 스테인리스강 10종을 용제하고 열연, 소둔, 산세, 냉연, 소둔, 산세 등에 의해 두께 1.5mm의 판재를 제작하고, GTA 용접을 실시하였다. No.1은 STS409L의 기본합금 조성을 나타낸 것이고, No.2~3은 Ca만을 단독으로 첨가한 것이며, No4~9는 C+N함량을 변경한 경우의 Ca과 Zr을 복합 첨가한 것을 나타낸다. No10은 산소의 양을 제어하지 않은 경우의 비교예이다. Nb의 경우 실시예 4에서는 0.014%, 실시예 9에서는 0.012%, 나머지 실시예에서는 0.013%가 존재한다.Ten types of ferritic stainless steels shown in Table 2 were dissolved, and a 1.5 mm thick plate was produced by hot rolling, annealing, pickling, cold rolling, annealing, and pickling, and GTA welding was performed. No. 1 shows the basic alloy composition of STS409L, Nos. 2 to 3 are added to Ca alone, and Nos. 4 to 9 show the combined addition of Ca and Zr when the C + N content is changed. No10 is a comparative example when the amount of oxygen is not controlled. In the case of Nb, 0.014% in Example 4, 0.012% in Example 9, and 0.013% in the other examples.

시험용해 페라이트계 스테인리스강 화학성분 (wt%)Test Solution Ferritic Stainless Steel Chemical Composition (wt%) NoNo CC NN OO SiSi MnMn PP SS CrCr TiTi ZrZr CaCa 1One 0.0060.006 0.0060.006 0.00530.0053 0.450.45 0.300.30 0.010.01 0.0020.002 11.311.3 0.230.23 -- -- 22 0.0060.006 0.0060.006 0.00560.0056 0.450.45 0.310.31 0.010.01 0.0020.002 11.311.3 0.230.23 -- 0.00090.0009 33 0.0060.006 0.0060.006 0.0050.005 0.450.45 0.300.30 0.010.01 0.0020.002 11.311.3 0.230.23 -- 0.00140.0014 44 <0.005<0.005 0.00670.0067 0.0050.005 0.5180.518 0.3260.326 0.010.01 <0.002<0.002 11.2511.25 0.210.21 0.00180.0018 0.00090.0009 55 <0.005<0.005 0.00670.0067 0.0050.005 0.4850.485 0.2810.281 0.010.01 <0.002<0.002 11.4111.41 0.260.26 0.00220.0022 0.00070.0007 66 <0.005<0.005 0.00600.0060 0.0050.005 0.4430.443 0.2910.291 0.010.01 <0.002<0.002 11.3911.39 0.2560.256 0.00500.0050 0.00100.0010 77 0.0080.008 0.0100.010 0.0050.005 0.4590.459 0.3030.303 0.010.01 <0.002<0.002 11.3111.31 0.2380.238 0.00250.0025 0.00120.0012 88 0.0070.007 0.00880.0088 0.0050.005 0.4720.472 0.2950.295 0.010.01 <0.002<0.002 11.3211.32 0.2330.233 0.00460.0046 0.00140.0014 99 0.0060.006 0.00990.0099 0.0050.005 0.4400.440 0.2950.295 0.010.01 <0.002<0.002 11.3411.34 0.2330.233 0.0090.009 0.00150.0015 1010 <0.005<0.005 0.00600.0060 0.0110.011 0.4800.480 0.2900.290 0.010.01 <0.002<0.002 11.3111.31 0.2530.253 0.00250.0025 0.00120.0012

본 발명의 제조 방법은 상기 조성의 용탕을 전기로에서 스테인리스 용탕을 제조하는 단계, 상기 제조된 스테인리스 용탕을 정련하는 단계, 상기 정련된 용탕을 연속주조하는 단계, 상기 주조된 강괴를 압연하는 단계, 상기 압연된 강괴를 소둔하는 단계로 제조되며,The manufacturing method of the present invention comprises the steps of producing a stainless molten metal in an electric furnace of the composition, refining the prepared stainless molten metal, continuous casting the refined molten metal, rolling the cast ingot, It is prepared by the step of annealing the rolled steel ingot,

상기 정련 단계는 산소를 O : 0.004~0.008%로 제어하는 단계와 연속주조하기 직전에 용탕에 Zr을 투입한 후 Ca을 장입하는 단계를 포함하였다.The refining step included controlling oxygen to O: 0.004% to 0.008% and charging Zr to the molten metal immediately before continuous casting.

산소의 제어는 AOD 또는 VOD단계에서 Si 또는 Al탈산제로 수행되었으며 Ca와 Zr의 경우 휘발성이 있어 전기로 공정이나 AOD 또는 VOD공정에서 투입시 잔류되는 양이 줄어드는 문제가 있는바, 연속주조공정의 직전에 투입하였다. Ca은 Fe-Ca계, Zr은 순금속의 판재를 이용하였다.The control of oxygen was carried out with Si or Al deoxidizer in the AOD or VOD step, and Ca and Zr are volatile, so there is a problem that the amount remaining in the electric furnace process or the AOD or VOD process is reduced. Was put in. Ca is Fe-Ca-based, Zr is a pure metal plate.

GTA 용접은 DC 타입 용접기(최대용접전류 350A)를 사용하였으며, 비드 온 플레이트(bead on plate)로 실시하였다. 용접조건은 용접전류 : 110A, 용접속도 : 0.32m/min, 텅스텐 전극경 : 2.5mm, 전극선단각 : 100°, Arc length 1.5mm, 보호가스 Ar (15l/min)이었다.GTA welding was performed using a DC type welding machine (maximum welding current 350A), and a bead on plate. Welding conditions were welding current: 110A, welding speed: 0.32m / min, tungsten electrode diameter: 2.5mm, electrode tip angle: 100 °, Arc length 1.5mm, protective gas Ar (15l / min).

용접부의 결정립 크기는 광학현미경을 이용하여 측정하였다. 용접부 단면을 사포 및 연마제를 사용하여 연마하고, 나이탈(Nital) 용액으로 전해에칭한 후 관찰하였다. 용접부의 경도 분포는 마이크로비커스 경도기를 이용하였고, 하중 200g, 유지시간 10s으로 하여 0.2mm간격으로 측정하였다.Grain size of the weld was measured using an optical microscope. Weld sections were polished using sandpaper and abrasive, and observed after electroetching with a Nital solution. The hardness distribution of the welded part was measured using a MicroVickers hardness tester with a load of 200 g and a holding time of 10 s at 0.2 mm intervals.

산화물 및 석출물 입자의 분포를 측정하는 방법은 1㎛이상의 크기에 대해서는 EPMA에서 경면연마한 시험편을 5000배 10시야에서 상기 산화물 및 석출물을 형성하는 원소를 맵핑하여 그 개수 및 크기를 측정하고, 점유율을 산출하였다. 또한 1㎛미만의 산화물 및 석출물 입자에 관해서는 레프리카를 메쉬에 뜨고, 투과형 전자현미경을 이용하여 10000~100000의 10시야에서 분석을 실시하였다.The method for measuring the distribution of oxide and precipitate particles is to measure the number and size of specularly polished test specimens in EPMA for the size of 1 μm or more by mapping the elements forming the oxides and precipitates at 5000 times 10 o'clock, Calculated. Further, oxides and precipitates of particles smaller than 1 μm were suspended on a mesh and analyzed using a transmission electron microscope at 100,000 to 100,000 fields.

용접부의 DBTT특성은 시험온도는 -60~ 100℃의 범위에서 1/4Sub-size (1.5㎜t×10㎜w×55㎜l) 시험편에 대하여 샤르피 충격시험(Charpy impact test)을 적용하여 조사하였다. 공식시험은 Ø15 디스크 시편을 사포 #600으로 연마한 후, 부동태 피막형성을 위해 공기 중에 5시간 이상 방치한 후 용액은 NaCl 3.5% 800㎖을 이용하였다.The DBTT characteristics of the weld were investigated by applying the Charpy impact test on a 1/4 Sub-size (1.5mmt × 10mmw × 55mml) test specimen in the test temperature range of -60 ~ 100 ℃. . The official test was to polish the Ø15 disc specimens with sandpaper # 600, and then leave it in air for at least 5 hours to form a passivation film.

표 3는 시험용재 10종에 대하여 용접부의 충격특성과 강재의 내식성을 평가한 결과이다. 발명예인 실시예 4내지 9는 실시예 1내지 3의 무첨가재 및 Ca 단독 첨가재에 비해 Ca, Zr을 복합첨가한 경우 용접부의 결정립 크기와 경도가 감소하고, 용접부의 DBTT 특성 및 충격에너지 편차도 개선되었다. 또한 Ca+Zr첨가재의 경우에는 공식전위값도 증가하여 강재의 내식성도 동시에 개선할 수 있는 것을 알 수 있다. 특히 Ca, Zr을 복합첨가한 경우에는 C와 N함량이 180ppm 수준에서도 용접부의 저온 충격특성 및 강재의 내식성을 확보할 수 있기 때문에 정련공정의 조업시간을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 또한 산소의 농도를 0.01%이하로 제어한 발명예는 산소의 농도를 제어하지 않은 실시예10보다 용접성이 개선되고 내식성 우수하였다.Table 3 shows the results of evaluating the impact characteristics of the weld and the corrosion resistance of the steel for 10 test specimens. Examples 4 to 9, which are inventive examples, show that the grain size and hardness of the welded portion are reduced, and the DBTT characteristics and impact energy variation of the welded portion are reduced when Ca and Zr are added in combination with the additives and the Ca added additives of Examples 1 to 3. It became. In addition, in the case of Ca + Zr additive, the official potential value is also increased, it can be seen that the corrosion resistance of the steel can be improved at the same time. In particular, when Ca and Zr are added in combination, low temperature impact characteristics and corrosion resistance of steel can be secured even at 180ppm of C and N contents, and thus, the operation time of the refining process can be shortened. do. In addition, the invention example in which the oxygen concentration was controlled to 0.01% or less improved weldability and corrosion resistance than Example 10, in which the oxygen concentration was not controlled.

Figure 112006075708715-pat00001
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상술한 바와 같이, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 Ca, Zr을 복합첨가에 의해 용접부의 응고결정립을 미세화하여 용접부의 가공성을 개선하였으며, 강재의 내식성도 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공할 수 있는 유용한 효과가 있다.As described above, the ferritic stainless steel of the present invention is improved by the addition of Ca and Zr to refine the solidified crystal grains of the weld to improve the workability of the weld, and can provide a ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance of the steel. It works.

Claims (8)

질량%로, C : 0.01%이하, N : 0.01%이하, Si : 1.0%이하, Mn : 1.0%이하, Cr : 10.0~20.0%, Al : 0.15%이하, Ca : 0.0005~0.002%, Zr : 0.002~0.01%, O : 0.004~0.008%, Ti : 0.01 ~ 0.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되며,By mass%, C: 0.01% or less, N: 0.01% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 10.0 to 20.0%, Al: 0.15% or less, Ca: 0.0005 to 0.002%, Zr: 0.002 ~ 0.01%, O: 0.004 ~ 0.008%, Ti: 0.01 ~ 0.5%, remaining Fe and other unavoidable impurities. Ca-Zr-Ti계 산화물을 포함하는 Ca-Zr계 산화물 및 Ti계 석출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.A ferritic stainless steel having excellent workability of welded parts and corrosion resistance of steel, comprising Ca-Zr-based oxide and Ti-based precipitate including Ca-Zr-Ti-based oxide. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 스테인리스강에는 Ca-Zr계 또는 Ca-Zr-Ti계 산화물이 1~3㎛크기로 5-10개/㎟을 포함하고, 1㎛이하의 Ti계 석출물이 39,000개/㎟이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부의 가공성 상기 스테인리스강 The method of claim 1, wherein the stainless steel is composed of Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxide of 1 to 3㎛ size 5-10 pieces / mm2, and the Ti-based precipitates of less than 1㎛ 39,000 pieces / Processability of the welded part characterized in that it comprises at least 2 mm 2 제 1 항에 있어서, 상기 스테인리스강은 용접이 적용되는 경우에 용접부의 결정립이 300㎛이하, 용접부의 경도가 145Hv이하인 것을 특징으로 하는 용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.The ferritic stainless steel of claim 1, wherein when the welding is applied, the weld grain has a grain size of 300 μm or less, and the weld portion has a hardness of 145 Hv or less. 전기로에서 스테인리스 용탕을 제조하는 단계, 상기 제조된 스테인리스 용탕을 정련하는 단계, 상기 정련된 용탕을 연속주조하는 단계, 상기 주조된 강괴를 압연하는 단계, 상기 압연된 압연재를 소둔하는 단계로 제조되어,Manufacturing a molten stainless steel in an electric furnace, refining the molten stainless steel, continuously casting the refined molten metal, rolling the cast ingot, and annealing the rolled rolled material. , 질량%로, C : 0.01%이하, N : 0.01%이하, Si : 1.0%이하, Mn : 1.0%이하, Cr : 10.0~20.0%, Al : 0.15%이하, Ca : 0.0005~0.002%, Zr : 0.002~0.01%, O : 0.004~0.008%, Ti : 0.01 ~ 0.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 스테인리스강이고,By mass%, C: 0.01% or less, N: 0.01% or less, Si: 1.0% or less, Mn: 1.0% or less, Cr: 10.0 to 20.0%, Al: 0.15% or less, Ca: 0.0005 to 0.002%, Zr: 0.002 ~ 0.01%, O: 0.004 ~ 0.008%, Ti: 0.01 ~ 0.5%, stainless steel composed of remaining Fe and other unavoidable impurities, 상기 정련 단계는 산소를 0.01%이하로 제어한 다음에 용탕에 Zr을 투입한 후 Ca을 장입함으로써 Ca-Zr-Ti계 산화물을 포함하는 Ca-Zr계 산화물 및 Ti계 석출물을 형성하는 단계를 포함하는 용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조방법.The refining step includes forming Ca-Zr-based oxides and Ti-based precipitates including Ca-Zr-Ti-based oxides by controlling oxygen to 0.01% or less and then adding Zr to the molten metal and then charging Ca. Method for producing a ferritic stainless steel excellent in workability of the weld and corrosion resistance of the steel. 제 6 항에 있어서, 상기 스테인리스강은 용접이 적용되는 경우에 용접부에 1~3㎛크기의 Ca-Zr계 또는 Ca-Zr-Ti계 산화물이 5개/㎟이상을 포함하고, 1㎛이하의 Ti계 석출물이 39,000개/㎟이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the stainless steel has a Ca-Zr-based or Ca-Zr-Ti-based oxide having a size of 1 to 3 µm or more than 5 / mm 2 and less than 1 µm when welding is applied. A Ti-based precipitate comprising 39,000 pieces / mm 2 or more, the manufacturing method of ferritic stainless steel excellent in the workability of a welded part and corrosion resistance of steel materials. 제 6 항에 있어서, 상기 스테인리스강은 용접이 적용되는 경우에 용접부의 결정립이 300㎛이하, 용접부의 경도가 145Hv이하인 것을 특징으로 하는 용접부의 가공성 및 강재의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스의 제조방법.The method for manufacturing ferritic stainless steel according to claim 6, wherein the stainless steel has a grain size of 300 μm or less and weld hardness of 145 Hv or less when welding is applied.
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