KR101109740B1 - 고압용 스테인리스 합금 및 그 제조 방법 - Google Patents

고압용 스테인리스 합금 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고압용 스테인리스 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용 스테인리스 합금은, 10wt% 내지 25wt%의 크롬(Cr), 5wt% 내지 20wt%의 니켈(Ni), 0.1wt% 내지 5wt%의 알루미늄(Al), 0.1wt% 내지 5wt%의 실리콘(Si), 0.1wt% 내지 5wt%의 망간(Mn), 0.001wt% 내지 0.1wt%의 탄소(C), 0.1wt% 내지 5wt%의 몰리브덴(Mo), 0.1wt% 내지 3wt%의 붕소(B), 0.1wt% 내지 5wt%의 구리(Cu), 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함한다.
스테인리스 합금, 고압, 고강도, 고내식

Description

고압용 스테인리스 합금 및 그 제조 방법 {STAINLESS ALLOY FOR USING IN A HIGH PRESSURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 고압용 스테인리스 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 본 발명은 초고압용 용기 등에 사용할 수 있을 정도로 고압에 잘 견딜 수 있는 고강도 및 고내식 스테인리스 합금에 관한 것이다.
일반적으로, 스테인리스 금속은 Cr 원소를 함유하므로, 내식성이 우수하고, 고강도, 고내식성 및 고연신율 등의 특성을 가진다. 특히 스테인리스 금속은 산화를 방지하므로 쉽게 녹슬지 않으며, Cr 이외에 다량의 Ni 을 함유하여 강도가 우수하다. 따라서 18wt%의 Cr 및 8wt%의 Ni를 함유하므로 내식성이 우수한 304 스테인리스강이 많이 사용되고 있다.
그리고 17wt%의 Cr 및 4wt%의 Ni를 포함하고, 1% 내외의 Cu를 첨가한 STS 630 합금(17-4PH 합금)도 많이 사용되고 있다. STS 630 합금은 석출경화형 고강도 스테인리스 합금이다. 또한, STS 630 합금의 Cu 대신 Al를 첨가한 STS 631 합금(17-7PH 합금)도 사용되고 있다. STS 631 합금은 고강도용 소재로서 적용 가능하다.
고압용으로 사용될 수 있는 고강도 및 고내식 스테인리스 합금을 제공하고자 한다. 또한, 전술한 스테인리스 합금의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고압용 스테인리스 합금은 10wt% 내지 25wt%의 크롬(Cr), 5wt% 내지 20wt%의 니켈(Ni), 0.1wt% 내지 5wt%의 알루미늄(Al), 0.1wt% 내지 5wt%의 실리콘(Si), 0.1wt% 내지 5wt%의 망간(Mn), 0.001wt% 내지 0.1wt%의 탄소(C), 0.1wt% 내지 5wt%의 몰리브덴(Mo), 0.1wt% 내지 3wt%의 붕소(B), 0.1wt% 내지 5wt%의 구리(Cu), 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함한다.
몰리브덴(Mo)의 양은 0.5wt% 내지 2wt%이고, 상기 붕소(B)의 양은 0.2wt% 내지 1.0wt%이며, 상기 구리(Cu)의 양은 1.0wt% 내지 3.0wt%일 수 있다. 몰리브덴(Mo)의 양은 실질적으로 1.0wt%이고, 붕소(B)의 양은 실질적으로 1.0wt%이며, 구리(Cu)의 양은 실질적으로 1.0wt%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고압용 스테인리스 합금의 제조 방법은, i) 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 망간(Mn), 탄소(C), 몰리브덴(Mo), 붕소(B), 구리(Cu) 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함하는 모재 합금을 제공하는 단계, ii) 모재 합금에 몰리브덴(Mo), 붕소(B) 및 구리(Cu)를 첨가하여 스테인리스 합금을 제조하는 단계, iii) 스테인리스 합금을 900℃ 내지 1150℃에서 균질화 열처리하는 단계, iv) 스테인리스 합금을 550℃ 내지 750℃에서 어닐링하는 단계, 및 v) 스테인리스 합금을 350℃ 내지 570℃에서 열처리하여 석출 경화시키는 단계를 포함한다.
스테인리스 합금을 제조하는 단계에서, 스테인리스 합금은, 10wt% 내지 25wt%의 크롬(Cr), 5wt% 내지 20wt%의 니켈(Ni), 0.1wt% 내지 5wt%의 알루미늄(Al), 0.1wt% 내지 5wt%의 실리콘(Si), 0.1wt% 내지 5wt%의 망간(Mn), 0.001wt% 내지 0.1wt%의 탄소(C), 0.1wt% 내지 5wt%의 몰리브덴(Mo), 0.1wt% 내지 3wt%의 붕소(B), 0.1wt% 내지 5wt%의 구리(Cu), 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함한다.
몰리브덴(Mo)의 양은 0.5wt% 내지 2wt%이고, 붕소(B)의 양은 0.2wt% 내지 1.0wt%이며, 구리(Cu)의 양은 1.0wt% 내지 3.0wt%일 수 있다. 몰리브덴(Mo)의 양은 실질적으로 1.0wt%이고, 붕소(B)의 양은 실질적으로 1.0wt%이며, 구리(Cu)의 양은 실질적으로 1.0wt%일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용 스테인리스 합금의 제조 방법은 스테인리스 합금을 단조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
스테인리스 합금을 이용하여 고압용 제품을 제조할 수 있다. 따라서 고압용 제품의 내식성을 향상시키면서도 제조 비용을 절감할 수 있으며, 다양한 제품을 제조할 수 있다. 특히, 스테인리스 합금을 이용하여 고압용 용기를 제조할 수 있으며, 용기를 경량화시킬 수 있다. 여기서, 스테인리스 합금은 140MPa 이상의 높은 강도를 가지며, 그 내식성도 우수하다. 고압용 용기의 강도 및 경도는 첨가 원소, 단조 조건 및 열처리 조건에 따라 달라질 수 있으므로, 식료품 제조 장치, 생물체 배양 용기, 의학용품 등에 사용할 수 있다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서 사용되는 모재 합금은 스테인리스 합금을 의미할 수 있다. 따라서 모재 합금은 스테인리스 합금을 포함하는 의미로 해석된다.
첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스 합금의 제조 방법은, 모재 합금을 제공하는 단계(S10), 모재 합금에 몰리브덴(Mo), 붕소(B) 및 구리(Cu)를 첨가하여 스테인리스 합금을 제조하는 단계(S20), 스테인리스 합금을 균질화 열처리하는 단계(S30), 스테인리스 합금을 어닐링하는 단계(S40), 및 스테인리스 합금을 열처리하여 석출 경화시키는 단계(S50)를 포함한다. 이외에, 스테인리스 합금의 제조 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스 합금의 제조 방법은 스테인리스 합금을 1S 내지 5S의 단조비로 단조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 스테인리스 합금을 1S 내지 5S의 단조비로 단조하여 식료품 제조용 장치, 고압용기, 생물체 배양 용기 등을 용이하게 제조할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 단계(S10)에서는 모재 합금을 제공한다. 모재 합금은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 망간(Mn), 탄소(C), 몰리브덴(Mo), 붕소(B), 구리(Cu) 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함한다.
다음으로, 단계(S20)에서는 모재 합금에 몰리브덴(Mo), 붕소(B) 및 구리(Cu)를 첨가하여 스테인리스 합금을 제조한다. 원자반경, 전자친화도, 및 예상 석출상의 정량비 등을 고려하여 몰리브덴(Mo), 붕소(B) 및 구리(Cu)를 모재 합금에 첨가한다.
단계(S20)에서 제조된 스테인리스 합금은 10wt% 내지 25wt%의 크롬(Cr), 5wt% 내지 20wt%의 니켈(Ni), 0.1wt% 내지 5wt%의 알루미늄(Al), 0.1wt% 내지 5wt%의 실리콘(Si), 0.1wt% 내지 5wt%의 망간(Mn), 0.001wt% 내지 0.1wt%의 탄소(C), 0.1wt% 내지 5wt%의 몰리브덴(Mo), 0.1wt% 내지 3wt%의 붕소(B), 및 0.1wt% 내지 5wt%의 구리(Cu) 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함한다.
스테인리스 합금에 포함된 크롬(Cr)의 양은 10wt% 내지 25wt%이다. 크롬의 양이 10wt% 미만인 경우, 스테인리스 합금의 내식성이 저하된다. 또한, 크롬의 양이 25wt%를 초과하는 경우, 소재 비용이 너무 높아진다. 따라서 크롬의 양을 전술한 범위로 조절한다.
스테인리스 합금에 포함된 니켈(Ni)의 양은 5wt% 내지 20wt%이다. 니켈의 양이 5wt% 미만인 경우, 스테인리스 합금의 내식성이 저하된다. 또한, 니켈의 양이 20wt%를 초과하는 경우, 소재 비용이 너무 높아진다. 따라서 니켈의 양을 전술한 범위로 조절한다.
스테인리스 합금에 포함된 알루미늄(Al)의 양은 0.1wt% 내지 5wt%이다. 알루미늄(Al)은 스테인리스 합금의 융점을 낮춘다. 알루미늄이 불순물로서 스테인리스 합금에 포함될 수 있으므로, 알루미늄의 양은 0.1wt% 이상일 수 있다. 알루미늄의 양이 5wt%를 넘는 경우, 스테인리스 합금의 열간 가공성이 저하된다. 따라서 알루미늄의 양을 전술한 범위로 조절한다.
스테인리스 합금에 포함된 실리콘(Si)의 양은 0.1wt% 내지 5wt%이다. 실리콘이 불순물로서 스테인리스 합금에 포함될 수 있으므로, 실리콘의 양은 0.1wt% 이상일 수 있다. 또한, 실리콘의 양이 5wt%를 넘는 경우, 스테인리스 합금 중에 SiO2 개재물을 형성하여 스테인리스 합금의 기계적 성질을 저하시킨다. 따라서 실리콘의 양을 전술한 범위로 제한한다.
스테인리스 합금에 포함된 망간(Mn)의 양은 0.1wt% 내지 5wt%이다. 망간(Mn)은 스테인리스 합금의 융점을 낮춘다. 망간의 양이 0.1wt% 미만이면 스테인리스 합금의 강도가 저하되어 고압에 잘 견딜 수 없다. 또한, 망간의 양이 5wt%를 넘는 경우, 스테인리스 합금 중에 MnS 개재물을 형성하여 스테인리스 합금의 내식성을 저하시킨다. 따라서 망간의 양을 전술한 범위로 제한한다.
스테인리스 합금에 포함된 탄소(C)의 양은 0.001wt% 내지 0.1wt%이다. 탄소의 양이 0.001wt% 미만이면 스테인리스 합금의 강도가 저하되어 고압에 잘 견딜 수 없다. 또한, 탄소의 양이 0.1wt%를 넘는 경우, 스테인리스 합금 중에 MnS 개재물을 형성하여 스테인리스 합금의 내식성을 저하시킨다. 따라서 망간의 양을 전술한 범위로 제한한다.
스테인리스 합금에 포함된 몰리브덴(Mo)의 양은 0.1wt% 내지 5wt%이다. 몰리브덴이 불순물로서 스테인리스 합금에 포함될 수 있으므로, 0.1wt% 이상의 몰리브덴이 스테인리스 합금에 함유된다. 또한, 몰리브덴의 양이 5wt%를 넘는 경우, 제조 원가가 너무 높다. 따라서 몰리브덴의 양을 전술한 범위로 조절한다.
스테인리스 합금에 포함된 붕소(B)의 양은 0.1wt% 내지 3wt%이다. 붕소가 불순물로서 스테인리스 합금에 포함될 수 있으므로, 0.1wt% 이상의 붕소가 스테인리스 합금에 함유된다. 또한, 붕소의 양이 3wt%를 넘는 경우, 스테인리스 합금에 포함된 붕소의 고용량이 적어진다. 따라서 붕소의 양을 전술한 범위로 조절한다.
스테인리스 합금에 포함된 구리(Cu)의 양은 0.1wt% 내지 5wt%이다. 구리가 불순물로서 스테인리스 합금에 포함될 수 있으므로, 0.1wt% 이상의 구리가 스테인 리스 합금에 함유된다. 구리의 양이 5wt%를 넘는 경우, 스테인리스 합금 중에 CuS 개재물을 형성하여 스테인리스 합금의 내식성을 저하시킨다. 따라서 구리의 양을 전술한 범위로 제한한다.
다음으로, 단계(S30)에서는 스테인리스 합금을 균질화 열처리한다. 스테인리스 합금은 900℃ 내지 1150℃에서 균질화 열처리할 수 있다. 따라서 균일한 물성을 가지는 스테인리스 합금을 제조할 수 있다. 스테인리스 합금의 균질화 열처리 온도가 900℃ 미만인 경우, 스테인리스 합금이 잘 균질하게 되지 않는다. 또한, 스테인리스 합금의 균질화 열처리 온도가 1150℃를 넘는 경우, 제조 비용이 증가한다.
단계(S40)에서는 스테인리스 합금을 어닐링한다. 스테인리스 합금은 550℃ 내지 750℃에서 어닐링된다. 스테인리스 합금의 어닐링 온도가 550℃ 미만인 경우, 스테인리스 합금이 잘 어닐링되지 않는다. 또한, 스테인리스 합금의 어닐링 온도가 750℃를 넘는 경우, 제조 비용이 증가한다.
다음으로, 단계(S50)에서는 스테인리스 합금을 열처리하여 석출 경화시킨다. 스테인리스 합금은 350℃ 내지 570℃에서 열처리할 수 있다. 스테인리스 합금의 열처리 온도가 350℃ 미만인 경우, 스테인리스 합금의 석출 경화가 잘 이루어지지 않는다. 또한, 스테인리스 합금의 열처리 온도가 570℃를 넘는 경우, 제조 비용이 증가한다.
전술한 방법을 제조한 스테인리스 합금은 내식성도 우수하면서 높은 강도를 가지므로, 고압용 용기 등의 소재로서 적합하다. 또한, 내식성을 확보하기 위해 첨가되는 니켈(Ni)의 양이 그다지 많지 않으므로 제조 비용이 낮다. 그리고 제조 공정이 복잡한 STS 631 합금보다 좀더 쉽게 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실험예를 통하여 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
17wt%의 Cr, 7wt%의 Ni, 1wt%의 Si, 1wt%의 Mn, 1wt%의 Al, 및 잔부 Fe 및 불순물을 포함하는 모재 합금에 Mo, Cu 및 B를 일정량 첨가하여 스테인리스 합금 20kg을 용해하여 제조하였다. 실험예 1 내지 실험예 10에서는 첨가하는 Mo, Cu 및 B의 양을 서로 다르게 조절하였다. 스테인리스 합금을 1200℃에서 1시간 이상 열처리한 후 약 3S의 단조비를 가지도록 단조한 다음 그 인장강도 및 연신율을 측정하였다.
실험예 1
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중0.5wt%, 1.0wt%, 0.2wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예와 동일하였다.
실험예 2
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중0.5wt%, 2.0wt%, 0.5wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 3
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중0.5wt%, 3.0wt%, 1.0wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 4
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중1.0wt%, 2.0wt%, 0.2wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 5
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중1.0wt%, 3.0wt%, 0.5wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 6
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중1.0wt%, 1.0wt%, 1.0wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 7
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중2.0wt%, 3.0wt%, 0.2wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 8
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중2.0wt%, 1.0wt%, 0.5wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 9
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중2.0wt%, 2.0wt%, 1.0wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
실험예 10
첨가한 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 붕소(B)의 양은 각각 스테인리스 합금 중2.0wt%, 3.0wt%, 0.2wt%이었다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예 1과 동일하였다.
전술한 실험예 1 내지 실험예 10에 따라 제조한 스테인리스 합금에 포함된 각 원소들의 양(wt%)을 다음의 표 1에 나타낸다.
Figure 112008089011843-pat00001
실험 결과
전술한 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도 및 연신율을 측정하였다. 실험예 1 내지 실험예 10에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도 및 연신율은 다음과 같다.
실험예 1
실험예 1에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 819.1MPa이었고, 연신율은 24.9%이었다.
실험예 2
실험예 2에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 812.4MPa이었고, 연신율은 9.6%이었다.
실험예 3
실험예 3에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 776.3MPa이었고, 연신율은 14.8%이었다.
실험예 4
실험예 4에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 715.7MPa이었고, 연신율은 33.7%이었다.
실험예 5
실험예 5에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 602.2MPa이었고, 연신율은 11.3%이었다.
실험예 6
실험예 6에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 1145.2MPa이었고, 연신율은 5.7%이었다.
실험예 7
실험예 7에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 672.2MPa이었고, 연신율은 16.8%이었다.
실험예 8
실험예 8에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 748.7MPa이었고, 연신율은 14.6%이었다.
실험예 9
실험예 9에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 788.6MPa이었고, 연신율은 12.1%이었다.
실험예 10
실험예 10에 따른 방법으로 제조한 스테인리스 합금의 인장강도는 697.2MPa이었고, 연신율은 48.7%이었다.
전술한 실험예 1 내지 실험예 10에 따른 실험 결과를 하기의 표 2에 나타낸다.
Figure 112008089011843-pat00002
도 2는 본 발명의 실험예 1 내지 실험예 10에 따라 제조한 스테인리스 합금의 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 실험예 6에 따라 제조한 스테인리스 합금의 인장강도가 다른 실험예들에 따라 제조한 스테인리스 합금의 인장강도보다 훨씬 큰 것을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 실험예 1 내지 실험예 10에 따라 제조한 스테인리스 합금의 연신율을 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 실험예 6에 따라 제조한 스테인리스 합금의 연신율이 다른 실험예들에 따라 제조한 스테인리스 합금의 연신율보다 훨씬 작은 것을 알 수 있다. 전술한 실험 결과에 기초하여 실험예 6에 따라 제조한 스테인리스 합금에 대해서 실험예 11을 통하여 좀더 면밀한 실험을 진행하였다.
실험예 11
표 1의 실험예 6의 조성을 가지는 1톤의 스테인리스 합금을 제조하였다. 제조한 스테인리스 합금을 963℃에서 30분 동안 균질화 열처리를 실시하였다. 균질화 열처리한 스테인리스 합금을 670℃에서 90분 동안 열처리하여 미세조직의 상변태가 잘 이루어지도록 제어하였다. 마지막으로, 열처리된 스테인리스 합금을 475℃에서 60분 동안 열처리하여 스테인리스 합금에 미세한 석출상이 생성되도록 하였다.
제조한 스테인리스 합금을 DSC(differential scanning calorimetry, 시차주사열량계) 및 팽창계(dilatometer) 등의 열분석 실험을 통하여 용융점을 측정하였다. 또한, 고온 인장 및 압축 시험을 통하여 최적의 단조 가능 온도도 실험하였다. 그리고 글리블(gleeble) 실험을 통하여 최적 단조 조건을 도출하였다.
실험예 11의 실험 결과
실험예 11에 따라 제조한 스테인리스 합금의 용융점을 측정한 결과, 종래의 STS 631 합금의 용융점에 비해 100℃ 정도 저하되었다. 또한, 최적 단조 가능 온도는 1150℃ 이하 약 100℃ 구간임이 확인되었다. 즉, 단조 온도가 1200℃ 이상인 종래의 STS 631 합금과 다른 최적 단조 가능 온도를 나타내었다. 단조 실험시 온도 구간대가 약 10℃만 벗어나도 단조시 많은 균열을 동반하여 단조가 어려웠다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압용 스테인리스강의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실험예 1 내지 실험예 10에 따른 인장강도 실험결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실험예 1 내지 실험예 10에 따른 연신율 실험결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (8)

10wt% 내지 25wt%의 크롬(Cr),
5wt% 내지 20wt%의 니켈(Ni),
0.1wt% 내지 5wt%의 알루미늄(Al),
0.1wt% 내지 5wt%의 실리콘(Si),
0.1wt% 내지 5wt%의 망간(Mn),
0.001wt% 내지 0.1wt%의 탄소(C),
0.5wt% 내지 2wt%의 몰리브덴(Mo),
0.2wt% 내지 1.0wt%의 붕소(B),
1.0wt% 내지 3.0wt%의 구리(Cu), 그리고
잔부 Fe 및 불순물
을 포함하는 고압용 스테인리스 합금.
삭제
제1항에 있어서,
상기 몰리브덴(Mo)의 양은 1.0wt%이고, 상기 붕소(B)의 양은 1.0wt%이며, 상기 구리(Cu)의 양은 1.0wt%인 고압용 스테인리스 합금.
크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 망간(Mn), 탄소(C), 몰리브덴(Mo), 붕소(B), 구리(Cu) 그리고 잔부 Fe 및 불순물을 포함하는 모재 합금을 제공하는 단계,
상기 모재 합금에 몰리브덴(Mo), 붕소(B) 및 구리(Cu)를 첨가하여 스테인리스 합금을 제조하는 단계,
상기 스테인리스 합금을 900℃ 내지 1150℃에서 균질화 열처리하는 단계,
상기 스테인리스 합금을 550℃ 내지 750℃에서 어닐링하는 단계, 및
상기 스테인리스 합금을 350℃ 내지 570℃에서 열처리하여 석출 경화시키는 단계를 포함하되,
상기 스테인리스 합금을 제조하는 단계에서,
상기 스테인리스 합금은,
10wt% 내지 25wt%의 크롬(Cr),
5wt% 내지 20wt%의 니켈(Ni),
0.1wt% 내지 5wt%의 알루미늄(Al),
0.1wt% 내지 5wt%의 실리콘(Si),
0.1wt% 내지 5wt%의 망간(Mn),
0.001wt% 내지 0.1wt%의 탄소(C),
0.1wt% 내지 5wt%의 몰리브덴(Mo),
0.1wt% 내지 3wt%의 붕소(B)
0.1wt% 내지 5wt%의 구리(Cu), 및
잔부 Fe 및 불순물
을 포함하는 고압용 스테인리스 합금의 제조 방법.
삭제
제4항에 있어서,
상기 몰리브덴(Mo)의 양은 0.5wt% 내지 2wt%이고, 상기 붕소(B)의 양은 0.2wt% 내지 1.0wt%이며, 상기 구리(Cu)의 양은 1.0wt% 내지 3.0wt%인 고압용 스테인리스 합금의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 몰리브덴(Mo)의 양은 1.0wt%이고, 상기 붕소(B)의 양은 1.0wt%이며, 상기 구리(Cu)의 양은 1.0wt%인 고압용 스테인리스 합금의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 스테인리스 합금을 1S 초과 5S의 단조비로 단조하는 단계를 더 포함하는 고압용 스테인리스 합금의 제조 방법.
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