KR101239517B1 - 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법 - Google Patents

표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101239517B1
KR101239517B1 KR1020100136487A KR20100136487A KR101239517B1 KR 101239517 B1 KR101239517 B1 KR 101239517B1 KR 1020100136487 A KR1020100136487 A KR 1020100136487A KR 20100136487 A KR20100136487 A KR 20100136487A KR 101239517 B1 KR101239517 B1 KR 101239517B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
stainless steel
rolling
duplex stainless
slab
Prior art date
Application number
KR1020100136487A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120074602A (ko
Inventor
김경석
신동익
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020100136487A priority Critical patent/KR101239517B1/ko
Publication of KR20120074602A publication Critical patent/KR20120074602A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101239517B1 publication Critical patent/KR101239517B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/58Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

본 발명은 후판 박물재의 압연 시 표면크랙 취약 구간에서 압하율을 제어함에 의해 목표두께까지 압연이 가능하면서도 표면결함을 저감할 수 있는 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.03 이하, Si : 0 초과 ~ 1.0 이하, Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하, P : 0 초과 ~ 0.04 이하, S : 0 초과 ~ 0.004 이하, Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하, Ni : 4.5 ~ 6.5, Cr : 22 ~ 23, Mo : 3.0 ~ 3.5, N : 0.14 ~ 0.20 및 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 두께가 35㎜ 이하의 박물재이다. 이러한 구성에 의하여, 후속 제조공정에서의 공정 부하를 저감하고, 생산성과 실수율을 향상시킬 수 있다.

Description

표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법{Duplex stainless steel and method for manufacturing the same with good surface quality}
본 발명은 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 표면결함을 저감할 수 있는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 듀플렉스 스테인리스강은 우수한 내식성 및 내응력 부식균열성을 갖는다. 이러한 듀플렉스 스테인리스강은 그 물리적 특성을 극대화시키기 위하여 합금 성분을 적절히 조절하여 페라이트상과 오스테나이트상이 약 50:50으로 유지되게 제조된다.
이와 같은 듀플렉스 스테인리스강은 고온에서 페라이트상이 쉽게 변형이 되고, 오스테나이트상은 변형이 잘 되지 않아 페라이트상과 오스테나이트상 간의 유동응력 차이가 크다. 이 때문에 압연 조건이 적절하지 못하면 압연 중 페라이트상과 오스테나이트상의 계면에서 크랙이 쉽게 발생되어 표면결함으로 발전된다. 이러한 경우에는 제품의 표면품질 확보를 위해 표면연마 등의 후처리가 별도로 필요하게 된다.
본 발명은 박물재 압연 시 표면크랙 취약 구간에서 압하율을 제어함에 의해 목표두께까지 압연이 가능하면서도 표면결함을 저감할 수 있는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.03 이하, Si : 0 초과 ~ 1.0 이하, Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하, P : 0 초과 ~ 0.04 이하, S : 0 초과 ~ 0.004 이하, Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하, Ni : 4.5 ~ 6.5, Cr : 22 ~ 23, Mo : 3.0 ~ 3.5, N : 0.14 ~ 0.20 및 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식으로 정의되는 니켈당량(Nieq)과 크롬당량(Creq)의 비(Creq/Nieq)가 2.2∼3.0의 성분 범위를 가지며, 두께가 35㎜ 이하의 박물재이다.
Nieq = %Ni + 30%C + 0.5%Mn + 0.33%Cu + 30(%N-0.045),
Creq = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.73%W
여기서, 상기 듀플렉스 스테인리스강은 Ca : 0 초과 ~ 0.02 이하, Ce : 0 초과 ~ 0.1 이하, B : 0 초과~ 0.005 이하 및 Ti : 0 초과 ~ 0.5 이하로 이루어지는 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.03 이하, Si : 0 초과 ~ 1.0 이하, Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하, P : 0 초과 ~ 0.04 이하, S : 0 초과 ~ 0.004 이하, Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하, Ni : 4.5 ~ 6.5, Cr : 22 ~ 23, Mo : 3.0 ~ 3.5, N : 0.14 ~ 0.20 및 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 두께가 35㎜ 이하의 박물재인 듀플렉스 스테인리스강 슬라브를 재가열하는 단계; 및 상기 슬라브를 압연하는 단계;를 포함하고, 상기 슬라브의 압연 시 표면결함 취약 구간에서 5% 이하의 압하율로 압연한다.
이때, 상기 표면결함 취약 구간은 슬라브의 표면적 증가량, 슬라브의 평균 온도 및 압연이 적용된 슬라브의 두께에 따라 설정될 수 있다.
여기서, 상기 표면결함 취약 구간은 슬라브의 표면적 증가량이 초기 대비 10㎡를 초과하는 구간을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 표면결함 취약 구간은 슬라브 평균 온도가 1200℃에 도달할 때까지의 구간을 포함할 수 있다.
이때, 상기 슬라브의 재가열 온도는 1200℃를 초과할 수 있다.
또한, 상기 표면결함 취약 구간은 압연이 적용된 슬라브의 두께가 초기 슬라브의 두께 대비 40%의 두께가 될 때까지의 구간을 포함할 수 있다.
게다가, 상기 표면결함 취약 구간을 제외한 표면결함 양호 구간에서는 5%를 초과하는 압하율로 압연할 수 있다.
본 발명에 의하면 박물재 압연 시 표면크랙 취약 구간에서 압하율을 제어함에 의해 목표두께까지 압연이 가능하면서도 표면결함을 저감함으로써, 후속 제조공정에서의 공정 부하를 저감하고, 생산성과 실수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 압연 시 온도 해석 결과.
도 2는 본 발명에 따른 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 표면결함 구분 기준을 나타내는 그래프.
도 3은 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 압연 제어 유무에 따른 표면결함을 비교한 사진.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 압연 시 온도 해석 결과이다.
일반적으로 듀플렉스 스테인리스강은 열간 가공성을 나타내는 지수 중 하나인 고온 연성이 좋지 않다. 이 때문에 압연에서의 표면크랙을 방지하기 위해 압연 초기 각 패스에서의 압하량과 변형률 속도를 일정 수준으로 제한한다. 이를 위해 압연 패스 수를 일반적인 탄소강이나 오스테나이트계 스테인리스강에 비해서 늘린다. 이 경우 패스 수가 적은 경우에 비하여 표면크랙의 발생에는 유리한 효과가 나타난다.
도 1은 유한요소 해석을 통해 150㎜ 슬라브(slab)를 가지고 8㎜t(두께)×3000㎜w(폭)을 후판 박물재를 압연하게 될 때의 중심부와 표층부 및 1/4t부의 온도 변화를 해석한 결과이다. 35㎜ 이하의 박물재의 경우 초기 두께 대비 96% 정도까지 압연되기 때문에 롤(roll)과의 과도한 접촉에 의해 표층부 온도는 400℃ 이상 하락하게 된다. 이와 같은 급격한 온도 하락은 표층부의 물성 및 α/γ 상분율에 변화를 가져오게 되어, 취성 파괴가 용이하도록 변화시킨다. 따라서, 표층부의 온도 하락을 저감시키기 위한 압연 조건 설정이 필요하다.
그러나, 박물재의 경우 압연 후기의 중심부 온도가 800℃ 이하로 하락되기 때문에 과도한 제어가 적용될 경우 목표 두께까지 압연이 불가능하게 된다. 따라서 목표두께를 확보할 수 있으면서도 표면크랙을 저감시킬 수 있는 압연 방법이 필요하다.
주조 조직은 압연 조직에 비해 조직의 방향성이 일정하지 않기 때문에 표면크랙의 발생 시 그 깊이가 더 깊게 된다. 또한, 박물재 압연의 경우 전체 압하량이 매우 크고, 길이가 수십배 길어지기 때문에 존재하는 표면크랙의 깊이가 압연 도중 얕아지는 효과가 발생한다. 따라서 듀플렉스 스테인리스강 박물재의 표면크랙 제어를 위해서는 압연 초기에 발생하는 표면크랙을 최대한 억제하여야 한다. 또한, 표면크랙이 발생하더라도 그 깊이가 최대한 얕게 발생하게 하여 압연 후기 강압하에 의해 제거될 수 있도록 해야 한다.
이를 위하여 본 발명에서는 후판 박물재의 압연 공정을 유한 요소 해석을 통해 표층부 및 중심부, 1/4t의 온도 변화를 유한 요소 해석을 통해 분석하였다. 그리고, 온도에 따라 표면크랙 취약 구간과 양호 구간을 나누어 압연 초기에는 표면크랙을 저감하고, 압연 후기에는 강압하를 하는 패스 스케줄을 제공한다. 이때, 압연 후기에서의 강압하는 압연 초기보다 더 큰 압하율로 압연함을 의미한다.
본 발명에 따른 35㎜ 이하 두께의 박물재인 듀플렉스 스테인리스강은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.03 이하, Si : 0 초과 ~ 1.0 이하, Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하, P : 0 초과 ~ 0.04 이하, S : 0 초과 ~ 0.004 이하, Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하, Ni : 4.5 ~ 6.5, Cr : 22 ~ 23, Mo : 3.0 ~ 3.5, N : 0.14 ~ 0.20 및 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
그리고, 하기 식으로 정의되는 니켈당량(Nieq)과 크롬당량(Creq)의 비(Creq/Nieq)가 2.2∼3.0의 성분 범위를 가질 수 있다.
Nieq = %Ni + 30%C + 0.5%Mn + 0.33%Cu + 30(%N-0.045),
Creq = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.73%W
또한, 본 발명에 따른 듀플렉스 스테인리스강은 Ca : 0 초과 ~ 0.02 이하, Ce : 0 초과 ~ 0.1 이하, B : 0 초과~ 0.005 이하 및 Ti : 0 초과 ~ 0.5 이하로 이루어지는 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 듀플렉스 스테인리스강의 조성범위와, 그 한정이유를 더욱 상세히 설명한다.
C : 0 초과 ~ 0.03 이하,
C는 페라이트와 오스테나이트 모두에서 제한된 용해성을 갖는다. 제한된 용해성이란 크롬 탄화물의 침전 위험을 의미하는 것이므로, 0.03% 이하로 한정한다.
Si : 0 초과 ~ 1.0 이하,
Si은 강 생성물에서 환원제로서 이용되며 생산과 용접 시 유동성을 향상시킨다. 그러나, Si을 과량 함유하는 것은 바람직하지 못한 금속 간 상의 침전을 초래하며, 이로 인해 함량은 1.0 이하로 한정한다.
Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하,
Mn은 탈산 및 안정된 오스테나이트 조직을 얻기 위해 함유되는 원소로, 2.0을 초과하여 함유시키면 녹 방지 및 페라이트 체적분율이 감소하고, 인장 강도가 상승한다. 그로 인해, 상한을 2.0으로 한정한다.
P : 0 초과 ~ 0.04 이하,
P은 보통의 불순물 원소이다. P이 대략 0.04를 초과하여 존재하면 고온 연성, 용접성 및 내식성에 역효과를 초래할 수 있다. 그러므로, 합금에서 P의 양은 0.04 이하로 한정한다.
S : 0 초과 ~ 0.004 이하,
S는 가용성 S을 형성함으로써 내식성에 부정적으로 영향을 미친다. 또한, 고온 작업성의 열화의 관점에서 S의 함량이 최대 0.004 이하로 한정한다.
Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하,
Cu는 황산과 같은 산 환경에서 일반적인 내식성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 동시에 Cu 는 구조적 안정성에 영향을 미친다. 그러나, Cu 의 고함량은 고용도를 능가할 것이라는 것을 의미한다. 따라서, Cu는 0.5 이하로 한정한다.
Ni : 4.5 ~ 6.5,
Ni는 오스테나이트 조직을 안정화시키므로 4.5 이상 함유시킨다. 그러나, 6.5를 초과하여 함유시켜도 그 효과는 포화되고, 반대로 페라이트상의 체적분율이 적어지게 된다. 또한, 고가이므로 경제성이 떨어진다. 그로 인해, 상한을 6.5로 한정한다.
Cr : 22 ~ 23,
Cr은 굉장히 활성적인 원소이며, 이로써 대다수의 부식 타입에 대한 내성을 향상시킨다. 또, Cr의 고함량은 재료에서 매우 양호한 N 용해성을 얻을 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 내식성을 향상시키기 위해 Cr 함량을 최대한 높게 유지시키는 것이 바람직하다. 내식성에 대한 양호한 양에 대하여, Cr의 함량은 적어도 22 이상이어야 한다. 그러나, Cr의 고함량이 금속 간 침전 위험성을 증가시킬 수 있으므로, Cr의 함량은 최대 23으로 한정한다.
Mo : 3.0 ~ 3.5,
Mo은 염화물 환경에서, 그리고 산을 환원할 때 내식성을 향상시키는 활성 원소이다. 고함량의 Cr과 결합된 과량의 Mo은 금속 간 침전을 증가시키는 위험을 의미한다. 따라서, Mo의 함량은 3.0 ~3.5로 한정한다.
N : 0.14 ~ 0.20
N는 내식성, 구조적 안정성, 및 재료의 강도를 향상시키는 매우 활성적인 원소이다. 또, N의 고함량은 용접 후의 오스테나이트의 회복을 향상시키고 이로써 용접 조인트 내에 양호한 특성을 제공한다. N의 양호한 효과를 얻기 위해 적어도 0.14의 N이 첨가되어야 한다. N의 고함량임과 동시에 특히 Cr 함량이 클 때 질화 크롬의 침전에 대한 위험성은 증가한다. 또한, N 고함량은 용융물에서의 N의 과도한 용해성으로 인해 다공성의 위험이 증가된다는 것을 의미한다. 이러한 이유로, N은 0.14 ~ 0.20으로 한정한다.
Ca : 0 초과 ~ 0.02 이하,
Ca은 강 생산에서 환원제로서 사용되고, 고온 연성에 유리한 효과를 미친다. 그러나, Ca 함량은 바람직하지 않은 양의 슬래그를 회피할 수 있도록 최대 0.02로 한정한다.
Ce : 0 초과 ~ 0.1 이하,
Ce은 합금의 고온 작업 능력을 증가시키기 위하여, 미쉬(misch)-금속의 형성의 경우에 합금에 첨가된다. 망간 황화물에 반하여, Ce은 내식성을 악화시키지 않는 산소 함유 황화물을 형성한다. 그러므로, Ce은 최대치 0.1 이하로 합금에 첨가될 수 있다.
B : 0 초과~ 0.005 이하
B는 재료의 고온 작업성을 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. B의 과량에 의해 용접성 및 내식성이 저해될 수 있으므로, B의 상한을 0.005로 한정한다.
Ti : 0 초과 ~ 0.5 이하
Ti은 N에 대한 높은 친화력을 갖는다. 그러므로, Ti은 예를 들어 주조시 용융물에서의 N의 용해를 향상시키고 N 기포의 형성을 예방하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 재료에서의 Ti의 과량은 주조 시에 주조 공정을 방해할 수 있는 질화물의 침전을 일으킬 수 있으며, 이로써 생성된 질화물은 내식성, 인성 및 연성의 감소를 일으킬 수 있는 결함으로서 작용할 수 있다. 따라서, Ti은 0.5 이하로 한정한다.
도 2는 본 발명에 따른 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 표면결함 구분 기준을 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 표면적 증가량이 10㎡가 넘어가는 순간부터 평균 온도가 급격하게 하락하기 시작하고 있음을 알 수 있다. 이때, 입측 평균 계산온도는 1163℃였다. 따라서 박물재의 경우 이 구간 이후로 계속 압하율 제어를 하게 되면 후단 온도가 너무 낮아져서 목표두께까지 압연이 불가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
표 1은 본 발명의 듀플렉스 스테인리스강 박물재의 성분 조성 범위에 따른 니켈당량(Nieq)과 크롬당량(Creq)의 비(Creq/Nieq)를 나타내었다.
구분 C Si Mn Cr Ni Mo Cu N Nieq Creq Nieq/Creq
실시예1 0.029 0.58 1.447 22.6 5.9 3.39 0.18 0.168 11.2473 26.89 2.39079601
실시예2 0.0252 0.57 1.46 22.7 5.88 3.33 0.16 0.17 11.1538 26.9 2.41173411
실시예3 0.0244 0.46 1.47 22.6 5.95 3.33 0.11 0.167 11.1223 26.63 2.39428895
표 1에서 보는 바와 같이 실시예1 내지 실시예3의 니켈당량(Nieq)과 크롬당량(Creq)의 비(Creq/Nieq)는 모두 2.2~3.0의 범위를 만족한다. 즉, 실시예1의 니켈당량(Nieq)과 크롬당량(Creq)의 비(Creq/Nieq)는 2.39079601이고, 실시예2는 2.41173411이며, 실시예3은 2.39428895이다.
표 2에는 5% 압하율 제어 적용 구간 및 초기 두께 대비 압하량에 따른 표면결함 발생 여부를 비교하였다. 여기서는 표 1의 실시예1 및 실시예2에 대하여 표면크랙 발생여부를 실험하였다.
구분 5% 압하율 제어 적용구간 출측두께(㎜) 입측평균온도(℃) 초기 두께 대비 압하량(%) 표면크랙
발생여부
비교예1 적용 안함 - - 0 발생
비교예2 1패스 136 1223 7 발생
비교예3 2패스 117 1216 21 발생
비교예4 3패스 97 1208 34 발생
실시예1 4패스 78 1193 47 미발생
실시예2 5패스 58 1160 61 미발생
표 2의 내용으로부터 어느 정도의 압연조직까지 압하율 제어를 해야 하는지 기준을 정할 수 있다. 표 2는 두께 150㎜t의 슬라브 시편을 8㎜t 까지 압연할 때 5% 압하율 제한을 적용하는 구간에 차등을 두어 압연 테스트를 하여 표면크랙의 발생 유무를 관찰한 결과이다. 초기 두께 대비 두께가 47%가 되는 지점까지 적용하였을 때 최종 제품에서 표면 크랙이 발생하지 않거나 발생하더라도 그 깊이가 매우 얕았다. 그때의 입측 평균 계산온도는 1193℃였다.
따라서, 이러한 결과를 바탕으로 40% 압연되는 두께에 도달하는 지점과 압연시 증가하는 표면적 증가량이 10㎡ 이하가 되는 지점을 모두 포함하는 구간을 표면 결함 취약 구간으로 설정하고, 그 이후의 구간은 양호 구간으로 설정하였다. 설정 근거는 40% 압연 구간 이전에는 슬라브 조직이 충분하게 층상 구조로 발전되지 않아 크랙 발생 시 깊은 표면크랙이 발생하게 된다.
그리고, 도 2에서 알 수 있듯이 표면적 증가량이 10㎡ 이전까지는 슬라브 평균 온도 값의 하락폭이 작기 때문에 압하율 제어를 하더라도 온도 하락에 의한 영향이 크지 않기 때문이다. 이 조건을 그대로 설비에 적용시키기에는 무리가 있으므로 두 조건을 모두 만족시키는 구간의 온도를 역으로 찾아내 적용하였으며, 그 때의 온도는 1200℃ 부근이었다.
도 3은 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 압연 제어 유무에 따른 표면결함을 비교한 사진이다.
본 발명의 적용을 통해 듀플렉스 스테인리스강의 박물재 표면 정정 횟수를 기존의 3패스 이상에서 1패스 혹은 부분 그라인딩(Grinding)만으로 정정 처리 가능하도록 줄였다. 이와 같이 본 발명에서의 압연 조건을 사용하면 듀플렉스 스테인리스강의 박물재의 표면크랙을 크게 줄일 수 있다.
표 3에는 5% 압하율 제어를 적용하는 온도 구간 및 압하율 제어량에 따른 표면크랙 발생여부를 나타낸다.
구분 5% 압하율 제어 적용 구간 압하율 제어량(%) 표면크랙 발생여부
실시예1 1200℃ 이상 4 미발생
실시예2 1200℃ 이상 5 미발생
비교예1 1200℃ 이상 10 발생
비교예2 적용 안함 - 발생
표 3에서의 실시예의 결과를 바탕으로 S 성분 제어가 적어도 5ppm 이하로 설정되어 있는 UNS ASTMS31803 듀플렉스 스테인리스강의 연속주조 슬라브를 1210 ~ 1220℃의 온도에서 재가열한 다음 후판 압연기를 통해 압연할 때 1200℃ 구간까지는 다양한 압하율로 공정을 제어하고, 그 이후 구간에 대해서는 제어를 하지 않았다. 그리고 그때의 실적을 비교해 본 결과 5% 이하의 압하율로 제어하는 것이 표면크랙에 유리하다는 결론을 내릴 수 있었다. 즉, 표면크랙이 발생하지 않았다. 이 기준값을 바탕으로 유한요소 해석을 통해 약압하 적용 전후의 표층부 온도 변화를 해석해 본 결과 1200℃ 이상 고온 구간에서 표층부 온도가 620℃에서 743℃로 123℃ 상승하는 효과가 발생하여 목표두께까지 압연하는데 영향을 주지 않으면서 표면크랙 발생이 저감될 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

Claims (9)

  1. 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.03 이하, Si : 0 초과 ~ 1.0 이하, Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하, P : 0 초과 ~ 0.04 이하, S : 0 초과 ~ 0.004 이하, Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하, Ni : 4.5 ~ 6.5, Cr : 22 ~ 23, Mo : 3.0 ~ 3.5, N : 0.14 ~ 0.20 및 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식으로 정의되는 니켈당량(Nieq)과 크롬당량(Creq)의 비(Creq/Nieq)가 2.2∼3.0의 성분 범위를 가지며, 두께가 35㎜ 이하의 박물재인 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강.
    Nieq = %Ni + 30%C + 0.5%Mn + 0.33%Cu + 30(%N-0.045),
    Creq = %Cr + %Mo + 1.5%Si + 0.73%W
  2. 제1항에 있어서,
    Ca : 0 초과 ~ 0.02 이하, Ce : 0 초과 ~ 0.1 이하, B : 0 초과~ 0.005 이하 및 Ti : 0 초과 ~ 0.5 이하로 이루어지는 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강.
  3. 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.03 이하, Si : 0 초과 ~ 1.0 이하, Mn : 0 초과 ~ 2.0 이하, P : 0 초과 ~ 0.04 이하, S : 0 초과 ~ 0.004 이하, Cu : 0 초과 ~ 0.5 이하, Ni : 4.5 ~ 6.5, Cr : 22 ~ 23, Mo : 3.0 ~ 3.5, N : 0.14 ~ 0.20 및 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 두께가 35㎜ 이하의 박물재인 듀플렉스 스테인리스강 슬라브를 재가열하는 단계; 및
    상기 슬라브를 압연하는 단계;를 포함하고,
    상기 슬라브의 압연 시 표면결함 취약 구간에서 5% 이하의 압하율로 압연하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표면결함 취약 구간은 슬라브의 표면적 증가량, 슬라브의 평균 온도 및 압연이 적용된 슬라브의 두께에 따라 설정되는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표면결함 취약 구간은 슬라브의 표면적 증가량이 초기 대비 10㎡를 초과하는 구간을 포함하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 표면결함 취약 구간은 슬라브 평균 온도가 1200℃에 도달할 때까지의 구간을 포함하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬라브의 재가열 온도는 1200℃를 초과하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 표면결함 취약 구간은 압연이 적용된 슬라브의 두께가 초기 슬라브의 두께 대비 40%의 두께가 될 때까지의 구간을 포함하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 표면결함 취약 구간을 제외한 표면결함 양호 구간에서는 5%를 초과하는 압하율로 압연하는 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.
KR1020100136487A 2010-12-28 2010-12-28 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법 KR101239517B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136487A KR101239517B1 (ko) 2010-12-28 2010-12-28 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136487A KR101239517B1 (ko) 2010-12-28 2010-12-28 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120074602A KR20120074602A (ko) 2012-07-06
KR101239517B1 true KR101239517B1 (ko) 2013-03-05

Family

ID=46708699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100136487A KR101239517B1 (ko) 2010-12-28 2010-12-28 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101239517B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101668533B1 (ko) 2014-12-26 2016-10-24 주식회사 포스코 표면 품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강
JP6510714B1 (ja) * 2018-08-08 2019-05-08 日本冶金工業株式会社 低温靭性に優れる二相ステンレス鋼

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0143481B1 (ko) * 1995-06-05 1998-08-17 김만제 2상 스테인레스강 및 이를 이용한 강판의 제조방법
KR100286643B1 (ko) 1996-05-21 2001-04-16 이구택 2상 스테인레스강의 슬라브 제조방법
KR20010047965A (ko) * 1999-11-24 2001-06-15 이구택 2상 스테인레스 후강판의 압연방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0143481B1 (ko) * 1995-06-05 1998-08-17 김만제 2상 스테인레스강 및 이를 이용한 강판의 제조방법
KR100286643B1 (ko) 1996-05-21 2001-04-16 이구택 2상 스테인레스강의 슬라브 제조방법
KR20010047965A (ko) * 1999-11-24 2001-06-15 이구택 2상 스테인레스 후강판의 압연방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120074602A (ko) 2012-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101988144B1 (ko) 재질 균일성이 우수한 후육 고인성 고장력 강판 및 그 제조 방법
KR101838424B1 (ko) 후육 고인성 고장력 강판 및 그 제조 방법
EP3246426B1 (en) Method for manufacturing a thick high-toughness high-strength steel sheet
JP5349015B2 (ja) Ni節約型オーステナイト系ステンレス熱延鋼板の製造方法並びにスラブおよび熱延鋼板
JP5942916B2 (ja) Pwht後の板厚中心部の低温靭性に優れた厚肉厚鋼板およびその製造方法
EP3184662A1 (en) Austenitic stainless steel sheet and metal gasket
EP3239332A1 (en) High-strength steel having superior brittle crack arrestability, and production method therefor
CA3015441C (en) Ti-containing ferritic stainless steel sheet, manufacturing method, and flange
EP3239330A1 (en) High-strength steel having superior brittle crack arrestability, and production method therefor
US10995888B2 (en) Ti-containing ferritic stainless steel sheet for exhaust pipe flange member, production method, and flange member
EP3239331A1 (en) High-strength steel having superior brittle crack arrestability, and production method therefor
KR101239517B1 (ko) 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법
KR102255825B1 (ko) 형상이 우수한 극저온용 오스테나이트계 고망간 강재 및 그 제조방법
KR20100069875A (ko) 열간가공성이 우수한 고망간 오스테나이트계 스테인리스강
JP5176599B2 (ja) 建材用極薄冷延鋼板およびその製造方法
KR101419878B1 (ko) 듀플렉스강의 냉간압연 방법
JP6134553B2 (ja) 耐酸性良好な二相ステンレス鋼
KR101239560B1 (ko) 표면품질이 우수한 듀플렉스 스테인리스강 및 이의 제조방법
KR20150074668A (ko) 오스테나이트계 스테인리스 열연강판 및 그 제조방법
KR102112172B1 (ko) 플럭스 코어드 와이어용 냉연강판 및 그 제조방법
JP6984320B2 (ja) 靭性に優れた低温用ニッケル含有鋼板およびその製造方法
KR102134310B1 (ko) 플럭스 코어드 와이어용 냉연강판 및 그 제조방법
KR101356946B1 (ko) 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법
KR101650258B1 (ko) 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법
KR102305429B1 (ko) 피로저항성이 우수한 고강도 강재, 이의 제조방법 및 이를 이용한 용접 강관

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160222

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170125

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180221

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190227

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200226

Year of fee payment: 8