KR101322972B1 - 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 - Google Patents

고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중량%로, C:0.60~0.70%, N:0.02~0.08%, Si:0.1~0.6%, Mn:0.1~0.64%, Cr:12~15%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한 냉연강판 소둔재의 미세조직이 페라이트 기지조직과 70개/100㎛2 이상의 구상화된 크롬탄화물로 이루어지고 상기 소둔재의 연신율이 18%를 초과하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강에 관한 것이다.

Description

고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법{Martensitic stainless steel and method for manufacturing the same}
본 발명은 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마르텐사이트계 스테인리스강 냉연코일의 열처리 시 균열조건을 최적화시킴으로써 소재의 가공성 확보 및 소재의 내식성과 경도를 확보할 수 있는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법에 관한 것이다.
고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강들은 중량 백분율로 0.45~0.65%탄소, 최대 1.0%망간, 최대 1.0% 실리콘, 그리고 12.0~15.0%의 크롬을 함유한 강으로, 그 중에서도 약 12.0~15.0% 크롬을 기반으로 한 성분계가 면도날 소재로 늘리 사용되고 있다.
고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 소둔재는 약 7%의 크롬 농도를 가지는 페라이트 기지조직 내에 균일하게 분포된 미세한 크롬탄화물로 구성된 미세조직을 갖는다. 이러한 소재는 최종형상으로 가공된 후 강화열처리(hardening) 공정을 거쳐 내식성과 경도를 확보하게 된다.
본 발명은 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강에서 소재 내 분포되어 있는 크롬탄화물의 성장을 억제하여 소재의 내식성과 경도를 확보할 수 있는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 소둔열처리 패턴을 새로이 정립하여 냉간압연 시 도입되는 내부응력을 제거하는 연질화를 통해서 가공성을 확보하기 위한 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 중량%로, C:0.60~0.70%, N:0.02~0.08%, Si:0.1~0.6%, Mn:0.1~0.64%, Cr:12~15%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한 냉연강판 소둔재의 미세조직이 페라이트 기지조직과 70개/100㎛2 이상의 구상화된 크롬탄화물로 이루어지고 상기 소둔재의 연신율이 18%를 초과하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강을 제공한다.
삭제
또한, 본 발명에서 상기 미세조직 내 존재하는 구상화된 크롬탄화물의 길이가 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 중량%로, C:0.60~0.70%, N:0.02~0.08%, Si:0.1~0.6%, Mn:0.1~0.64%, Cr:12~15%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한 마르텐사이트계 스테인리스강을 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연강판 소둔재의 온도편차 저감을 위하여 1단 균열 열처리를 실시하는 단계를 포함하되, 상기 1단 균열 열처리 단계에서 균열온도는 600℃~ 800℃ 로 제어하여 상기 냉연강판 소둔재의 연신율이 18%를 초과하도록 제어하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 균열온도 범위까지 50℃/시간 미만의 범위로 승온열처리를 실시한다.
또한, 본 발명에서 상기 균열온도 범위에서 2시간 초과 20시간 미만 동안 균열처리를 실시한다.
또한, 본 발명에서 상기 1단 균열 열처리는 상소둔로(batch annealing furnace)를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 냉연강판 소둔재의 미세조직은 페라이트 기지조직과 70개/100㎛2 이상의 구상화된 크롬탄화물로 이루어지고, 상기 미세조직 내 존재하는 구상화된 크롬탄화물의 길이가 5㎛ 이하가 되도록 제어한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강 냉연코일에 대하여 연신율이 향상된 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 소둔 열처리를 제어하여 소재내 분포하는 미세한 크롬탄화물의 성장을 억제함으로써 소재 내부식성 확보 및 고경도화를 통하여 면도날 최종재의 품질을 향상시킬 수 잇는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 냉간압연시 압하율에 따른 경도와 연신율의 변화를 도시한 그래프도.
도 2는 본 발명에 관한 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강 냉연재의 열처리방법을 나타낸 그래프도.
도 3는 고탄소 마르텐사이트강에서 냉간압연 후 열처리를 실시하지 않은 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 사진도.
도 4는 고탄소 마르텐사이트강에서 800℃에서 10시간 균열처리를 실시한 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 사진도.
도 5는 고탄소 마르텐사이트강에서 600℃에서 10시간 균열처리를 실시한 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 사진도.
도 6은 고탄소 마르텐사이트강에서 700℃에서 2시간 균열처리를 실시한 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 사진도.
도 7는 고탄소 마르텐사이트강에서 700℃에서 20시간 균열처리를 실시한 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 사진도.
도 8은 고탄소 마르텐사이트강에서 700℃에서 10시간 균열처리를 실시한 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 사진도이다.
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 발명은 중량%로, C:0.60~0.70%, N:0.02~0.08%, Si:0.1~0.6%, Mn:0.1~0.64%, Cr:12~15%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한 냉연강판 소둔재의 미세조직이 페라이트 기지조직과 70개/100㎛2 이상의 구상화된 크롬탄화물로 이루어지고 상기 소둔재의 연신율이 18%를 초과하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강과 상기 미세조직 내 존재하는 구상화된 크롬탄화물의 길이를 5㎛ 이하로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 중량%로, C:0.60~0.70%, N:0.02~0.08%, Si:0.1~0.6%, Mn:0.1~0.64%, Cr:12~15%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한 마르텐사이트계 스테인리스강을 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계; 상기 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및 상기 냉연강판 소재재의 온도편차 저감을 위하여 1단 균열 열처리를 실시하는 단계를 포함하되, 상기 1단 균열 열처리 단계에서 균열온도는 600℃ 이상 800℃ 이하로 제어하여 상기 냉연강판 소둔재의 연신율이 18%를 초과하도록 제어하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법을 특징으로 한다.
본 발명에서는 특히 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 열처리 조건을 적절히 변화시켜 재질을 연화시킴과 동시에 소재 내에 분포하는 미세한 크롬탄화물의 성장을 억제시키도록 한다. 본 발명에서 사용되는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강은 면도날용 소재로 흔히 사용되는 중량 백분율로 약 0.60~0.70%의 탄소와 약 12~15%의 크롬을 기반으로 한 성분계를 지칭한다.
이하에서는 본 발명에 관한 고탄소 마르텐사이트강의 각 합금성분의 역할과, 합금성분 조성범위의 한정 이유에 관하여 기재한다. 아울러, 이하에서 설명되는 %는 모두 중량%이다.
C는 함량이 낮을 경우 마르텐사이트 스테인리스강의 경도가 저하되어 절삭성 확보가 용이하지 않음을 감안하여 최소 0.60% 이상을 첨가한 강종을 대상으로 한다. 그러나, 그 함량이 과도하게 많아지면 카바이드 형성을 통해 소재의 내식성이 저하되며, 주조 시 탄소 편석에 의한 조대한 주조 탄화물 형성 우려가 있으므로 상한을 0.70%로 제한한다.
N는 강도와 내식성에 기여하므로 0.02% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도하게 첨가될 경우 주조 시 질소에 의한 포어(pore)가 발생될 우려가 있으므로 상한을 0.08%로 제한한다.
Si은 탈산을 위해 필수적으로 첨가되는 원소이므로, 0.1% 이상을 첨가한다. 그러나, 높은 함량의 Si 첨가는 산세성을 떨어뜨리며, 소재의 취성을 높이므로 상한을 0.6%로 제한한다.
Mn은 탈산을 위해 필수적으로 첨가하는 원소이므로 0.1% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도하게 첨가될 경우 강의 표면품질을 저해하고 최종 열처리재의 잔류 오스테나이트 형성을 통해 경도상승을 억제하므로 상한을 0.64%로 제한한다.
Cr은 내식성을 확보하는 기본 원소이므로 12% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도한 첨가 시 제조비용이 상승하며, 카바이드 형성을 통해 최종 열처리재의 고용 카본을 저하시킬 수 있기 때문에 상한을 15%로 제한한다.
Mo은 내식성 향상에 우수한 효과가 있으므로 0.1% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도한 첨가는 제조비용의 상승을 초래하기 때문에 상한을 2%로 제한한다.
W은 내식성 향상을 위해 0.1% 이상을 첨가한다. 그러나, 과도한 첨가 시 제조비용의 상승과 조업성을 저해하므로 상한을 2%로 제한한다.
본 발명에서는 상기 W과 Mo을 선택적으로 1종 또는 2종을 첨가할 수 있다.
V은 탄화물의 미세화를 위해 선택적으로 0.1% 이상을 첨가한다. 그러나, V은 탄화물 형성 원소이기 때문에 모재 합금성분의 손실을 방지하기 위해 상한을 0.3%로 제한한다.
이러한 본 발명에 따른 마르텐사이트계 스테인리스강은 연속주조 또는 강괴 주조에 의해 주편을 제작하고 압연 또는 단조의 과정을 거쳐 원하는 형상의 제품을 제조하게 된다. 그리고, 사용 용도에 맞는 적정 물성을 얻기 위해 고유한 방법의 열처리 과정을 거치게 된다. 본 발명에서는 상기의 조성으로 이루어진 마르텐사이트계 스테인리스강 슬라브를 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계와, 상기 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계 및 상기 냉연강판을 열처리를 실시하되, 상기 냉연강판 소재재의 온도편차 저감을 위하여 1단 균열 열처리를 실시하는 단계를 포함하도록 한다.
상기 1단 균열 열처리 단계에서 균열온도는 600℃ 이상, 800℃ 이하로 제어하여 상기 냉연강판 소둔재의 연신율이 18%를 초과하도록 제어한다.
보통 상기 마르텐사이트계 스테인리스강 소재의 경우 최종 형상으로 가공된 후에 강화열처리(hardening) 공정을 거쳐서 내식성과 경도를 확보하도록 한다. 강화열처리 공정은 소재를 약 1000℃~1200℃의 고온에서 단시간 유지한 후 상온으로 급냉시키는 공정으로써 고온의 오스테나이트상에서 크롬탄화물을 재고용시켜 기지의 크롬의 농도를 약 12% 정도로 높이게 되고 이로 인하여 소재 표면에 얇은 크롬산화물을 치밀하게 생성시켜 소재의 부식저항성을 향상시킨다.
또한 급냉시 재고용된 탄소를 함유하고 있는 오스테나이트상이 마르텐사이트상으로 변태함에 따라 경도를 높이는 결과를 초래한다. 이때 기지조직 내에 분포하는 탄화물의 크기가 클 경우 고온의 오스테나이트상에서 크롬탄화물의 재고용이 어렵기 때문에 기지조직 내에 존재하는 크롬 및 탄소의 농도가 감소하게 되고 결과적으로 내부식성 및 경도의 저하를 초래하게 된다. 반면 미세한 크롬탄화물이 분포할 경우 재고용이 용이하여 기지조직 내에 크롬 및 탄소의 농도가 증가하게 되어 내부식성 및 경도의 향상을 가져올 수 있다. 따라서 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 내부식성 확보 및 고경도화를 위해서 강화열처리 공정 이전의 소재에서 미세한 크롬탄화물을 분포시키는 것이 요구된다.
고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강을 이용하여 최종제품을 생산하기 위해서는 두께 0.1~0.075mm인 소재가 요구되며 이를 위하여 소둔재는 수차례의 냉간압연 공정 및 열처리 공정을 거치게 된다.
도 1은 냉간압연 시의 압하율과 경도 및 연신율의 변화를 나타내는 결과로써 냉간압연 작업시 도입되는 내부응력의 증가에 의해서 50% 압하율로 작업시 경도값은 소둔재 경도인 220Hv 에서 330Hv수준으로 증가하며 연신율 또한 20%에서 2%수준으로 저하되는 취성이 매우 강한 재질을 나타낸다. 따라서 냉간압연 작업 후에 연신율 향상 및 경도 하향을 위한 연질화 열처리가 요구된다. 또한 이러한 열처리는 취성재의 열처리 작업성이 용이한 상소둔로(batch annealing furnace)를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 이러한 상소둔로에서의 열처리는 열원과 코일 간의 간접가열방식으로 열처리가 진행되기 때문에 코일 각 부위별로 온도편차를 유발시키는 문제가 발생한다. 특히 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 경우, 상소둔 시 유발되는 코일 내의 온도편차로 인해 크롬탄화물의 성장을 초래하여 강화열처리 후 재질(부식저항성, 경도)의 열화를 초래할 가능성이 높다. 따라서 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 내부식성 확보 및 고경도화를 위해서는 적정조건에서 크롬탄화물의 성장 없이 코일을 균일하게 연화시킬 수 있는 새로운 형태의 소둔 패턴이 요구된다.
도 2는 본 발명의 면도날용 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강 냉연재의 열처리방법을 나타낸 개념도이다. 본 발명은 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 상기 냉연코일을 600℃ ~ 800℃의 온도범위까지 50℃/시간 미만, 바람직하게는 30℃/시간 미만의 속도로 승온 열처리를 실시한다. 상기의 승온시 속도가 50℃/시간 이상일 경우, 상소둔로를 이용한 코일의 열처리시 필연적으로 발생하는 코일 부위별 온도편차가 증가하게 되며 결과적으로 소둔조직에 영향을 미쳐 코일 내의 재질편차를 유발시킬 수 있기 때문이다.
특히 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강은 빠른 승온속도에 의해 발생되는 코일 부위별 온도편차는 소재의 재질(부식저항성, 경도, 연성) 불균일성을 초래할 수 있다. 승온속도를 빠르게 할 경우 코일 외권부(Hottest point)는 소둔시간 동안 고온에서 장시간 노출됨에 따라 과소둔의 양상을 나타내며 이로 인하여 탄화물 조대화를 유발할 수 있다. 또한 상대적으로 승온속도가 느린 최냉점(coldest point)의 경우 소둔시간이 짧아짐에 따른 미소둔에 의해 연신율 저하로 인하여 가공성이 저하될 수 있기 때문이다. 따라서 승온 시 코일 부위별 온도편차를 줄여 재질의 불균일성을 방지하기 위해서 상기 승온속도는 50℃/시간 미만으로 제한하는 것이 바람직하다.
이후 600℃ ~ 800℃ 온도범위에서 균열 열처리를 실시한다. 균열 열처리의 경우 바람직하기로는 최소 2시간을 초과하되 20시간을 넘지 않는 범위 내에서 균열처리를 실시하는 것이 좋다. 이는 취성이 매우 강한 재질을 나타내는 냉연재의 연신율 향상 및 경도를 하향시키는 연질화의 목적에 기인한다.
도 3은 냉간압연 후 열처리를 실시하지 않은 시편의 미세조직을 나타내는 SEM 결과이다. 도 3에 도시된 바와 같이 냉간압연에 의해 파쇄된 크롬탄화물을 소둔을 통하여 구형으로 변화시켜 소재의 연성을 개선시킬 수 있다. 상기에서 온도범위를 제한한 이유는 다음과 같다. 600℃ 미만에서 소둔열처리를 행할 경우 냉간압연에 의해 파쇄된 탄화물의 구상화 등으로 인하여 크롬탄화물의 개수는 증가하나 소재의 미소둔에 의해서 연신율의 저하를 가져온다. 반면 800℃을 초과할 경우 구상화 탄화물이 과도하게 성장하여 크롬탄화물 개수 감소 및 연성의 저하를 유발시킨다. 또한 균열시간의 경우 2시간 미만은 크롬탄화물 구상화의 진행이 부족 및 불충분한 연질화로 인하여 연성의 저하를 초래하며, 20시간을 초과하면 구상화 탄화물이 과도하게 성장하여 조대한 미세조직을 형성하기 때문에 바람직하지 않다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
(실시예)
하기 표 1은 두께 1㎜의 고탄소 마르텐사이트 스테인리스 냉연코일의 대표적인 합금조성을 나타낸 자료이다.
조성 (중량%)
C Si Mn P S Cr N Fe 및 불순물
0.67 0.42 0.64 0.023 0.004 13.4 0.04 나머지
상기 조성의 시편을 이용하여 1단 균열처리의 적용을 통한 재질편차 개선 여부를 판단하기 위하여 하기 표 2의 조건으로 열처리한 후 각각의 연신율을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
시편
 단계별 소둔 조건 탄화물수
(ea/100㎛2)		 연신율(%)
승온속도 균열온도 균열시간 냉각속도
비교예 1 - - - - 70 2.4
비교예 2 30 850 10 30 62 20.7
비교예 3 30 580 10 30 117 17.8
비교예 4 30 700 2 30 86 18
비교예 5 30 700 20 30 54 20.8
발명예 1 30 700 10 30 82 20.2
발명예 2 30 650 10 30 90 20.1
발명예 3 30 800 15 30 75 20.9
표 2의 비교예 1은 50% 냉간압연된 소재에 대한 탄화물개수 및 연신율을 나타내는 결과로써 100㎛2에서 약 70개의 탄화물개수를 가지며 약 2.4%의 낮은 연신율을 나타내는 것을 알 수 있다. 이러한 냉간압연된 직후 소재의 미세조직사진을 도 3에 나타내었으며 냉간압연에 의해 파쇄된 탄화물들이 분포되어있는 것을 확인할 수 있다.
표 2의 비교예 2, 3은 냉간압연 직후 소재인 비교예 1을 이용하여 균열 온도를 850℃, 580℃로 변화시켜 10시간 소둔 모사한 시편의 결과이다. 도 4, 5는 각각 상기 온도에서 균열처리한 모사재의 미세조직사진을 나타낸다. 850℃의 온도에서 균열처리 한 시편의 경우 20%이상의 상대적으로 높은 연신율을 나타내나 탄화물 개수가 냉연재 대비 62개/100㎛2 로 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 도 4에서 보여지듯이 850℃의 온도에서 균열처리 한 시편에서는 미세한 크롬탄화물뿐만 아니라 크롬탄화물의 성장에 의한 조대한 크롬탄화물이 분포되어 있는 것이 확인되었다. 반면 580℃의 온도에서 균열처리 한 시편의 경우, 도 5에 나타낸 것과 같이 미세한 크롬탄화물들이 분포되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 이 경우 낮은 소둔온도에 의한 미소둔의 영향으로 17.8%의 상대적으로 낮은 연신율을 나타내는 것을 알 수 있다. 이 결과로부터 열처리 동안의 크롬탄화물의 성장 억제와 동시에 연화효과 의한 연성의 향상을 위해서 균열온도가 적어도 600℃ 이상, 800℃ 이하로 제한되어야 함을 알 수 있다.
표 2의 비교예 4, 5는 냉간압연 직후 소재인 비교예 1을 이용하여 균열온도 700℃에서 균열 시간을 2시간~20시간으로 변화시켜 소둔 모사한 시편의 결과로 미세조직을 도 6, 7에 나타내었다. 도 6과 7에서 보여지듯이 2시간의 비교적 짧은 균열시간 동안 열처리 시 크롬탄화물 미세화에는 유리하나 미소둔에 의해서 18%의 상대적으로 낮은 연신율을 나타낸다. 반면 균열시간이 20시간으로 상대적으로 길 경우 구상화된 크롬탄화물이 과도하게 성장하여 국부적으로 조대화가 진행되는 것을 확인하였다. 따라서 연성의 확보 및 미세한 크롬탄화물의 형성을 위해서 균열시간이 2 시간 초과, 20시간 미만으로 제한되어야 함을 알 수 있다.
한편, 발명예 1, 2, 3의 경우에는 각각 700℃, 650℃, 800℃ 온도에서 10시간, 10시간, 15시간씩 균열처리된 시편에 대한 결과로써 충분한 연화처리를 통해서 20% 이상의 연신율을 나타냄과 동시에 도 8에 나타난 바와 같이 약 70개/100㎛2 의 미세한 탄화물 분포를 나타내는 것이 확인되었다.
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 (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 중량%로, C:0.60~0.70%, N:0.02~0.08%, Si:0.1~0.6%, Mn:0.1~0.64%, Cr:12~15%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한 마르텐사이트계 스테인리스강을 열간압연하여 열연강판을 제조하는 단계;
    상기 열연강판을 냉간압연하여 냉연강판을 제조하는 단계; 및
    상기 냉연강판 소둔재의 온도편차 저감을 위하여 1단 균열 열처리를 실시하는 단계를 포함하되,
    상기 1단 균열 열처리 단계에서 균열온도는 600℃~ 800℃로 제어하여 상기 냉연강판 소둔재의 연신율이 18%를 초과하도록 제어하며,
    상기 냉연강판 소둔재의 미세조직은 페라이트 기지조직과 70개/100㎛2 이상의 구상화된 크롬탄화물로 이루어지고, 상기 미세조직 내 존재하는 구상화된 크롬탄화물의 길이가 5㎛ 이하가 되도록 제어하며,
    상기 균열온도 범위까지 50℃/시간 미만의 범위로 승온열처리를 실시하고,
    상기 균열온도 범위에서 2시간 초과 내지 20시간 미만 동안 균열처리를 실시하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 1단 균열 열처리는 상소둔로(batch annealing furnace)를 이용하는 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강의 제조방법.
  8. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665639A (ja) * 1992-08-19 1994-03-08 Nippon Steel Corp 均一微細な炭化物組織を有し衝撃靭性に優れた高炭素含有ステンレス鋼帯の製造方法
JPH10121210A (ja) * 1996-10-16 1998-05-12 Nachi Fujikoshi Corp 高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼
JP2002155316A (ja) 2000-11-16 2002-05-31 Nisshin Steel Co Ltd 高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665639A (ja) * 1992-08-19 1994-03-08 Nippon Steel Corp 均一微細な炭化物組織を有し衝撃靭性に優れた高炭素含有ステンレス鋼帯の製造方法
JPH10121210A (ja) * 1996-10-16 1998-05-12 Nachi Fujikoshi Corp 高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼
JP2002155316A (ja) 2000-11-16 2002-05-31 Nisshin Steel Co Ltd 高炭素マルテンサイト系ステンレス鋼板の製造方法
KR20110071516A (ko) * 2009-12-21 2011-06-29 주식회사 포스코 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강 및 그 제조방법

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