KR101536291B1 - 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관한 스테인리스 강판은 질량%로, C: 0.001 내지 0.03%, Si: 0.01 내지 1.0%, Mn: 0.01 내지 1.5%, P: 0.005 내지 0.05%, S: 0.0001 내지 0.01%, Cr: 12 내지 16%, N: 0.001 내지 0.03%, Nb: 0.05 내지 0.3%, Ti: 0.03 내지 0.15%, Al: 0.005 내지 0.5%, Sn: 0.01 내지 1.0%, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 1≤Nb/Ti≤3.5의 관계를 만족하는 페라이트계 스테인리스 강판이다. 또한, 해당 강 성분을 가진 스테인리스강 슬래브를 가열하여 추출 온도를 1080 내지 1190℃로 하고, 열간 압연 종료 후의 권취 온도를 500 내지 700℃로 하며, 열간 압연 후, 열연판 소둔을 실시 또는 생략하고 1회의 냉간 압연, 또는 중간 소둔을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연을 실시하고, 850 내지 980℃에서 마무리 소둔을 실시하여, 본원 발명에 관한 스테인리스 강판을 제조한다.
Description
본 발명은 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 합금원소 절약형 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
페라이트계 스테인리스 강판은 가전제품, 주방기기 등 옥내 환경에서 녹 방지성 및 표면 품위가 요구되는 분야에서 많이 사용되고 있다. 이 페라이트계 스테인리스 강판들의 예로서, JIS 규격으로 SUS430LX, SUS430J1L을 들 수 있다. 또한, 비특허 문헌 1에는 녹 방지성이 우수한 SUS430LX 및 SUS430J1L의 대표예가 기재되어 있다. 이 페라이트계 스테인리스들은 C나 N을 저감하고, Cr: 16 내지 20%, Nb: 0.3 내지 0.6%, 그리고 Ti나 미량의 Cu 및 Mo를 복합 첨가하여 공식이나 녹 발생에 의한 표면 성상의 열화(劣火)를 방지하고 있다.
오래전부터 전술한 Nb나 Ti 등을 첨가한 페라이트계 스테인리스 강판은 JISG4305, G4307에 규정된 No. 2D 마무리품 또는 No. 2B 마무리품에 있어서, 다른 페라이트계 스테인리스강(SUS430)과 비교하여, 표면 광택이 떨어지는 결점이 있었다. 특허 문헌 1에는 Ti, Nb 등을 첨가한 페라이트계 스테인리스강에 있어서 소둔에서의 산화 스케일 생성량을 제어한 표면 광택이 우수한 냉연 강대의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는 냉연 강대의 탈스케일 방법, 중성염 전해-질산 전해 공정을 규정한 광택과 내식성이 우수한 스테인리스 냉연 강대의 제조 방법, 특허 문헌 3에는 냉간 압연의 워크 롤의 조도나 윤활 조건을 제어한 고광택 스테인리스 강대의 제조 방법이 개시되어 있다.
전술한 페라이트계 스테인리스 강판은 최근 가격 상승이 현저한 Ni를 다량으로 함유하는 오스테나이트계 스테인리스 강판보다 경제성이 우수하다. 그러나 스테인리스강의 구성 원소인 Cr의 가격 변동이나 희소 원소인 Nb의 가격 폭등을 배경으로서 SUS430LX 및 SUS430J1L에 대하여도 장래에 걸쳐 충분한 경제성을 구비하고 있다고는 말하기는 어려운 현실이다.
상기 과제를 해결하는 수단으로서 미량 원소를 이용하여 내식성을 개선하는 방법을 생각할 수 있다. 특허 문헌 4 및 특허 문헌 5에는 P를 적극적으로 첨가하여 내후성, 녹 방지성, 내틈새부식성을 개선하는 페라이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 특허 문헌 4는 Cr: 20% 초과 내지 40%, P: 0.06% 초과 내지 0.2% 이하로 한, 고(高)Cr, P 첨가 페라이트계 스테인리스강이다. 특허 문헌 5는 Cr: 11% 내지 20% 미만, P: 0.04% 초과 내지 0.2% 이하로 한, P 첨가 페라이트계 스테인리스강이다. 그러나 P는 제조성, 가공성, 용접성을 저해하는 요인이 된다.
지금까지 본 발명자들도, 경제성의 관점에서, Cr이나 Mo의 합금화에 의하지 않고, 미량 원소를 이용하여 녹 방지성을 개선한 페라이트계 스테인리스강에 대하여 개시하고 있다. 특허 문헌 6은 Cr: 13 내지 22%, Sn: 0.001 내지 1%로, C, N, Si, Mn, P를 저감하고, 안정화 원소로서 Ti를 0.08 내지 0.35% 첨가한 페라이트계 스테인리스강이다. 그러나 이들 문헌에서는 전술한 것과 같은 표면 광택으로의 영향에 대하여는 전혀 검토되어 있지 않다.
비특허 문헌 1: 스테인리스강 편람, 제3판, P.532
전술한 바와 같이, 16% 이상의 Cr을 함유하고 Nb 등의 안정화 원소를 첨가한 SUS430LX 및 SUS430J1L은 장래에 걸쳐서 경제성에는 과제를 안고 있다. 한편, 미량 원소를 이용하여 녹 방지성을 향상시킨 페라이트계 스테인리스강은 제조성이나 표면 광택의 관점에서 과제가 있다. 최근, 가전제품, 주방기기 등에 사용되는 스테인리스 강판은 표면 광택의 향상에 대한 요구가 높아지고 있다.
이에, 본 발명은 합금 원소 절약형의 페라이트계 스테인리스 강판에 있어서, Cr량 16% 미만에서 SUS430LX나 SUS430J1L과 비교하여도 손색 없는 녹 방지성을 가지고, 표면 광택을 비약적으로 향상시키는 것을 과제로 하여, 이를 실현한 합금원소 절약형 페라이트계 스테인리스 강판과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, Cr량 16% 미만의 페라이트계 스테인리스강에 있어서, Sn 첨가에 의한 녹 방지성 향상 효과에 추가하여, 안정화 원소인 Nb나 Ti의 첨가와 표면 광택의 관계에 있어서 이하의 새로운 지견을 얻고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
(a) 미량 Sn 첨가에 의한 녹 방지성 향상 효과를 발현시키려면 12% 이상의 Cr량이 필요하다. 또한, Cr과 미량 Sn으로 이루어지는 부동태 피막의 안전성을 유지하려면 C, N, Si, Mn, P, S를 저감하고, Nb나 Ti의 안정화 원소를 첨가하는 것이 효과적이다.
(b) Nb는 녹 방지성에 추가하여 표면 광택의 향상 작용을 발현시키는 유효한 안정화 원소이다. 미량 Sn 첨가 강에 있어서, 그 작용은 0.05%로부터 발현한다. 다만, 0.3% 이상 첨가하면, 강재의 열연 가열 온도 및 소둔 온도의 상승에 의하여 산화 스케일에 기인하는 표면 광택의 저하를 초래한다.
(c) Ti는 C, N을 고정하는 안정화 원소로서의 작용에 추가하고, 열연 가열시에 Ti계 탄황화물(예를 들면, Ti4C2S2)을 생성하여, 녹 발생 기점이 되는 MnS나 CaS의 생성을 억제한다. 미량 Sn 첨가 강에 있어서, 그 작용은 0.03%로부터 발현한다. 단, 0.15% 이상 첨가하면, 개재물에 기인하는 박리와 산화 피막 내로의 Ti 농화에 의하여 표면 광택의 저하를 초래한다.
(d) 상기한 미량 Sn 첨가 강에 있어서의 Nb와 Ti의 효과는 1≤Nb/Ti≤3.5의 범위에서 복합 첨가하였을 경우에 표면화하는 것을 밝혀내었다. 즉, 미량 Sn 첨가 강의 녹 방지성과 표면 광택 향상에는 표면 광택의 향상 작용이 큰 Nb를 주체로 첨가하고, 녹 발생 기점을 억제하여 부동태 피막의 안전성을 유지하기 위하여 미량 Ti의 복합 첨가로 하는 것이 효과적이라는 것을 밝혀내었다.
(e) Nb 첨가에 의한 표면 광택 향상 작용에 대하여는 아직도 밝혀지지 않은것도 많기는 하지만, 표면 광택의 저하 요인인 열연 가열이나 소둔시의 내부 산화와 입계 산화는 고용 Sn에 추가하여, 고용 Nb의 존재에 의하여 한층 억제된다. 따라서, Nb 첨가에 의한 광택 향상 효과는 고용 Sn과의 중첩에 의하여 발현되는 것으로 추측된다.
(f) 열연 가열 후의 추출 온도는 표면 광택 향상의 관점에서, 박리를 유발하는 주조편 표층의 개재물을 제거하기 위한 스케일 생성량을 확보하고, Ti계 탄황화물(예를 들면, Ti4C2S2)을 생성하여 녹 발생 기점이 되는 MnS나 CaS의 생성을 억제하는 온도로 한다. Cr량 16% 미만의 미량 Sn 첨가 강에서는 1080 내지 1190℃로 하는 것이 효과적이다.
(g) 열간 압연 후의 권취는 표면 광택 향상의 관점에서, 권취 시의 표면 결함을 억제하고, 광택 저하를 초래하는 내부 산화물이나 입계 산화를 억제하는 온도로 한다. Cr량 16% 미만의 미량 Sn 첨가 강에서는 500 내지 700℃로 하는 것이 효과적이다. 또한, 소둔 온도는 광택을 담보하는 관점에서 980℃ 이하로 하는 것이 효과적이다.
상기 (a) 내지 (g)의 지견에 기초하여 이루어진 본 발명의 요지는 이하와 같다.
(1) 질량%로,
C: 0.001 내지 0.03%,
Si: 0.01 내지 1.0%,
Mn: 0.01 내지 1.5%,
P: 0.005 내지 0.05%,
S: 0.0001 내지 0.01%,
Cr: 12 내지 16%,
N: 0.001 내지 0.03%,
Nb: 0.05 내지 0.3% 미만,
Ti: 0.03 내지 0.15% 미만,
Al: 0.005 내지 0.5%,
Sn: 0.01 내지 1.0%,
잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
1≤Nb/Ti≤3.5의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.
(2) 상기 스테인리스 강판이, 질량%로,
Ni: 0.01 내지 0.5%,
Cu: 0.01 내지 0.5%,
Mo: 0.01 내지 0.5%,
V: 0.01 내지 0.5%,
Zr: 0.01 내지 0.5%,
Co: 0.01 내지 0.5%,
Mg: 0.0001 내지 0.005%,
B: 0.0003 내지 0.005%,
Ca: 0.0003 내지 0.005%
의 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 강 성분을 가지는 스테인리스강의 슬래브를 가열하고, 추출 온도 1080 내지 1190℃에서 가열로로부터 추출 후 열간 압연을 하고, 권취 온도를 500 내지 700℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
(4) 상기 열간 압연의 권취 후, 냉간 압연을 실시하고, 그 후, 850 내지 980℃에서 마무리 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
(5) 상기 열간 압연의 권취 후, 중간 소둔을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연을 실시하고, 그 후, 850 내지 980℃에서 마무리 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 (3)에 기재된 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
(6) 상기 열간 압연의 권취 후, 냉간 압연 전에, 열연판 소둔을 재결정 온도 이상 1050℃ 이하의 소둔 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 (4) 또는 (5)에 기재된 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 합금 비용이나 제조 비용의 상승을 초래하지 않고 경제성이 우수하고, SUS430LX나 SUS430J1L과 비교해도 손색 없는 녹 방지성을 가지고, 표면 광택을 비약적으로 향상시킨, 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 합금원소 절약형 페라이트계 스테인리스 강판을 얻을 수 있다고 하는 현저한 효과를 제공하는 것이다.
도 1은 Nb/Ti량과 표면 광택도의 관계 Ga45°(0°)를 나타내는 도면이다.
도 2는 Nb/Ti량과 표면 광택도의 관계 Ga45°(90°)를 나타내는 도면이다.
도 2는 Nb/Ti량과 표면 광택도의 관계 Ga45°(90°)를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 각 요건에 대하여 자세하게 설명한다.
또한, 각 원소의 함유량의「%」표시는「질량%」를 의미한다.
[Ⅰ] 성분의 한정 이유를 이하에 설명한다.
C는 녹 방지성을 열화시키기 때문에, 그 함유량의 상한을 0.03%로 한다. 녹 방지성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋고, 그 상한은 바람직하게는 0.02%, 더 바람직하게는 0.01%, 한층 더 바람직하게는 0.005%로 한다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 그 함유량의 하한을 0.001%로 한다. 녹 방지성이나 제조 비용을 고려하면, 그 하한은 바람직하게는 0.002%로 한다.
Si는 탈산 원소로서 첨가되는 경우가 있다. 그러나 Si는 고용 강화 원소이어서, 가공성의 저하를 억제하기 위하여 상한을 1.0%로 한다. 가공성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋은데, 그 상한을 바람직하게는 0.6%, 더 바람직하게는 0.3%, 한층 더 바람직하게는 0.2%로 한다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, Si 함유량의 하한을 0.01%로 한다. 가공성이나 제조 비용을 고려하면, 그 하한을 바람직하게는 0.05%로 한다.
Mn는 녹 발생의 기점이 되는 MnS를 생성하여 녹 방지성을 저해하는 원소이기 때문에, 그 함유량은 적을수록 바람직하다. 녹 방지성의 저하를 억제하기 위하여, 그 함유량의 상한을 1.5%로 한다. 녹 방지성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋고, 그 상한은 바람직하게는 1.0%, 더 바람직하게는 0.3%, 한층 더 바람직하게는 0.2%로 한다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, Mn의 함유량의 하한을 0.01%로 한다. 바람직하게는 녹 방지성과 제조 비용을 고려하면, 그 하한을 0.05%로 한다.
P는 제조성이나 용접성을 저해하는 원소이기 때문에, 그 함유량은 적을수록 좋다. 제조성이나 용접성의 저하를 억제하기 위하여 그 함유량의 상한을 0.05%로 한다. 제조성이나 용접성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋고, 그 상한은 바람직하게는 0.04%, 더 바람직하게는 0.03%로 한다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, P의 함유량의 하한을 0.005%로 한다. 더 바람직하게는 제조 비용을 고려하여 0.01%로 한다.
S는 불순물 원소이며, 녹 방지성이나 열간 가공성을 저해하기 때문에, 그 함유량은 적을수록 좋다. 녹 방지성이나 열간 가공성을 확보하기 위하여, S의 함유량의 상한은 0.01%로 한다. 녹 방지성이나 열간 가공성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋고, 그 상한은 바람직하게는 0.005%, 더 바람직하게는 0.003%, 한층 더 바람직하게는 0.002%로 한다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 바람직하게는 그 함유량의 하한을 0.0001%로 한다. 더 바람직하게는 녹 방지성이나 제조 비용을 고려하여 0.0002%로 한다.
Cr은 페라이트계 스테인리스강의 구성 원소이며 녹 방지성을 확보하기 위한 필수 원소이다. 본 발명의 녹 방지성을 확보하기 위하여 하한은 12%로 한다. 상한은 SUS430LX와 비교한 경제성의 관점에서 16%로 한다. 녹 방지성과 Sn 첨가량을 고려하여, 바람직하게는 13 내지 15%로 한다.
N은 C와 마찬가지로 녹 방지성을 열화시키기 때문에, 그 함유량은 적을수록 좋기 때문에, 상한을 0.03%로 한다. 녹 방지성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋고, 그 상한은 바람직하게는 0.02%, 더 바람직하게는 0.012%로 한다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 바람직하게는 하한을 0.001%로 한다. 더 바람직하게는 녹 방지성이나 제조 비용을 고려하여 0.005%로 한다.
Nb는 본 발명의 미량 Sn 첨가 강에 있어서 녹 방지성의 향상에 추가하여, 표면 광택을 향상시키는 필수 원소이다. 상기 효과는 0.05% 이상으로부터 발현한다. 그러나 과도한 첨가는 강의 재결정 온도를 상승시키고, 반대로 표면 광택의 저하를 가져온다. 따라서, 상한을 0.3%로 한다. 바람직하게는 녹 방지성과 표면 광택 및 제조성을 고려하여 0.1 내지 0.2%로 한다.
Ti는 C, N을 고정하는 안정화 원소로서의 작용에 추가하여, 녹 방지성을 향상시키는 필수 원소이다. 상기 효과는 0.03%로부터 발현한다. 그러나 과도한 첨가는 개재물에 기인하는 박리나 산화 피막 내로의 Ti 농화에 의하여 표면 광택의 저하를 초래한다. 따라서, 상한을 0.15%로 한다. 바람직하게는 녹 방지성과 표면 광택 및 제조성을 고려하여 0.05 내지 0.1%로 한다.
Al은 탈산 원소로서 유효한 원소이기 때문에, 그 함유량의 하한을 0.005%로 하였다. 그러나 과도한 첨가는 가공성이나 인성 및 용접성의 열화를 초래하기 때문에, Al의 함유량의 상한을 0.5%로 하였다. 가공성, 인성이나 용접성의 관점에서 그 함유량은 적을수록 좋고, 그 상한은 바람직하게는 0.1%, 더 바람직하게는 0.05%, 한층 더 바람직하게는 0.03%로 한다. 또한, 정련 비용을 고려하여, 그 함유량의 하한은 더 바람직하게는 0.01%로 한다.
Sn은 Cr이나 Mo의 합금화 및 희소 원소인 Ni나 Co 등의 첨가에 의지하지 않고, 본 발명이 목표로 하는 녹 방지성을 확보하기 위한 필수 원소이다. 본 발명이 목표로 하는 녹 방지성을 얻기 위하여, Sn의 함유량의 하한을 0.01%로 하였다. 녹 방지성을 더 확보하기 위하여, 바람직하게는 0.05% 이상, 더 바람직하게는 0.1% 이상으로 한다. 그러나 과도한 첨가는 표면 광택이나 제조성의 저하로 이어지는 동시에, 녹 방지성 향상 효과도 포화된다. 그 때문에, 상한을 1.0%로 하였다. 녹 방지성이나 표면 광택을 고려하면, 그 함유량의 상한을 0.5% 이하, 더 바람직하게는 0.3%, 한층 더 바람직하게는 상한을 0.2%로 한다.
Nb와 Ti는 상기한 범위에서 첨가하고, 또한 그 첨가량은 본 발명이 목표로 하는 녹 방지성과 표면 광택을 얻기 위하여, 1≤Nb/Ti≤3.5를 만족하는 것으로 한다. Nb/Ti＜1의 경우, Ti계 개재물이나 Ti계 산화물에 기인하는 표면 광택의 저하를 초래한다. 한편, 3.5＜Nb/Ti의 경우, 열연 가열 온도 및 소둔 온도의 상승에 의한 내부 산화나 입계 산화에 기인하는 표면 광택의 저하를 초래한다. 더 바람직한 범위는 본 발명이 목표로 하는 녹 방지성과 표면 광택을 고려하여 1.5≤Nb/Ti≤3로 한다.
Ni, Cu, Mo, V, Zr, Co는 Sn과의 상승 효과에 의하여 녹 방지성을 향상시키는 원소이며, 필요에 따라서 첨가하여도 좋다. 첨가하는 경우에는 그 효과가 발현하는 0.01% 이상, 바람직하게는 0.02% 이상으로 한다. 더 바람직하게는 효과 발현이 현저하게 되는 0.05% 이상으로 한다. 다만, 0.5%를 넘으면, 재료 비용의 상승이나 표면 광택의 저하를 초래하기 때문에, 각각의 함유량의 상한을 0.5%로 한다. 이 원소들은 희소하기 때문에, 첨가하는 경우, Ni, Cu의 바람직한 범위는 0.1 내지 0.4%, Mo의 바람직한 범위는 0.1 내지 0.3%이다. V, Zr, Co의 바람직한 범위는 0.02 내지 0.3%이다.
Mg는 용강 중에서 Al와 함께 Mg 산화물을 형성하여 탈산제로서 작용하는 이외에, TiN의 정출 핵으로서 작용한다. TiN는 응고 과정에 있어서 페라이트상의 응고 핵이 되고, TiN의 정출을 촉진시킴으로써, 응고시에 페라이트 상을 미세 생성시킬 수 있다. 응고 조직을 미세화시킴으로써, 제품의 리징(ridging)이나 로핑(roping) 등의 조대 응고 조직에 기인한 표면 결함을 방지할 수 있는 이외에, 가공성을 향상시키므로, 필요에 따라서 첨가하여도 좋다. 첨가하는 경우에는 이 효과들을 발현하는 0.0001% 이상으로 한다. 단, 0.005%를 넘으면 제조성이 열화하기 때문에, 상한을 0.005%로 한다. 바람직하게는 제조성을 고려하여, 그 함유량을 0.0003 내지 0.002%로 한다.
B는 열간 가공성이나 2차 가공성을 향상시키는 원소인데, 페라이트계 스테인리스강으로의 첨가는 유효하기 때문에, 필요에 따라서 첨가하여도 좋다. 첨가하는 경우에는 이 효과들을 발현하는 0.0003% 이상으로 한다. 그러나 과도한 첨가는 연신의 저하를 초래하기 때문에, 상한을 0.005%로 한다. 바람직하게는 재료 비용이나 가공성을 고려하여, 그 함유량을 0.0005 내지 0.002%로 한다.
Ca는 열간 가공성이나 강의 청정도를 향상시키는 원소이며, 필요에 따라서 첨가하여도 좋다. 첨가하는 경우에는 이 효과들을 발현하는 0.0003% 이상으로 한다. 그러나 과도한 첨가는 제조성의 저하나 CaS 등의 수용성 개재물에 의한 내식성의 저하로 이어지기 때문에, 상한을 0.005%로 한다. 바람직하게는 제조성이나 녹 방지성을 고려하여, 그 함유량을 0.0003 내지 0.0015%로 한다.
[Ⅱ] 제조 방법에 관한 한정 이유를 이하에 설명한다.
상기 [I]항에서 설명한 성분을 가지고, SUS430LX나 SUS430J1L과 비교하여도 손색이 없는 녹 방지성 및 그것을 능가하는 표면 광택을 얻기 위하여 필요한 제조 방법의 일례를 나타낸다.
상기 [Ⅰ]항에서 나타내는 성분을 가진 강의 슬래브를 열연 가열로에 삽입하고, 가열한다. 해당 슬래브의 열연 가열로로부터의 추출 온도를 1080℃ 이상으로 하는 것은 박리 하자를 유발하는 주조편 표층의 개재물을 제거하기 위한 스케일 생성량을 확보하기 위한 것이다. 스케일 생성량은 스케일 두께로 환산하여 0.2 mm 이상이면 좋다. 또한, 추출 온도의 상한을 1190℃로 하는 것은 녹 발생 기점이 되는 MnS나 CaS의 생성을 억제하여 Ti계 탄황화물(예를 들면, Ti4C2S2)을 안정화하기 위해서이다. 본 발명이 목적으로 하는 녹 방지성과 표면 광택의 확보를 고려하면, 추출 온도는 1140 내지 1180℃로 하는 것이 바람직하다.
열간 압연 후의 권취 온도를 500℃ 이상으로 하는 것은 권취시의 표면 결함을 억제하기 위한 것이다. 권취 온도를 500℃ 미만으로 하면, 열간 압연 후의 주수(注水)에 의하여 열연 강대의 형상 불량을 초래하여, 코일 전개나 통판시에 표면 결함을 유발한다. 권취 온도를 700℃ 이하로 하는 것은 광택 저하를 초래하는 내부 산화물이나 입계 산화의 성장을 억제하기 위한 것이다. 700℃ 초과에서는 Ti나 P를 포함하는 석출물이 석출하기 쉽고, 녹 방지성 저하로 이어질 우려가 있기 때문이다. 본 발명이 목적으로 하는 표면 광택과 녹 방지성의 확보를 고려하면, 권취 온도는 550 내지 650℃로 하는 것이 바람직하다.
열간 압연에서 권취한 후, 냉간 압연을 실시한다. 이 때, 냉간 압연 전에, 열연판 소둔을 실시하여도 좋다. 또한, 냉간 압연은 1회 실시하거나 또는 2회 이상 실시하여도 좋다. 다만, 2회 이상의 냉간 압연을 실시하는 경우, 각 냉간 압연 사이에 중간 소둔을 실시한다.
열연판 소둔을 실시하는 경우는 광택 저하를 초래하는 내부 산화물이나 입계 산화의 성장을 억제하기 위하여, 소둔 온도는 1050℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또 소둔 온도의 하한은 강의 재결정 온도(850℃ 정도)로 하는 것이 바람직하다. 여기서 재결정 온도란, 압연된 가공 조직으로부터 변형이 없는 새로운 결정립이 형성되는 온도이다.
냉간 압연시에 중간 소둔을 실시하는 경우에도 동일한 온도 범위로 하는 것이 바람직하다.
냉간 압연의 조건은 특별히 한정하지 않는다. 냉간 압연 후의 마무리 소둔은 표면 광택을 고려하여, 980℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 소둔 온도가 낮을수록 내부 산화·입계 산화가 억제되기 때문에 표면 광택을 향상시키는데 유리하다. 이 때문에, 하한은 재결정 온도인 850℃로 하는 것이 바람직하다. 산세 방법은 특별히 규정하는 것이 아니고, 공업적으로 상용되고 있는 방법으로 실시하여도 문제 없다. 예를 들면, 알칼리염 배스 침지＋전해 산세＋초불산 침지, 알칼리염 배스 침지＋전해 산세가 있고, 전해 산세는 중성염 전해나 질산 전해 등을 실시하면 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.
표 1의 성분을 가진 페라이트계 스테인리스강을 용제하고, 추출 온도 1050 내지 1220℃로 열간 압연을 실시하고, 권취 온도 480 내지 750℃로 판 두께 4.0 내지 6.0 mm의 열연 강판으로 하였다. 열연 강판은 열연판 소둔을 실시하거나 또는 생략하고, 1회 또는 중간 소둔을 사이에 둔 2회의 냉간 압연을 실시하여, 0.4 내지 1.0 mm 두께의 냉연 강판을 제조하였다. 얻은 냉연 강판은 모두 재결정이 완료되는 온도 870 내지 1020℃에서 마무리 소둔을 실시하고, 상용의 산세 처리를 실시하고, 표면 사양은 JIS G 4307에 규정된 No.2B품으로 하였다. 상용의 산세 처리는, 예를 들면, 알칼리염 배스 침지(430℃) 후, 중성염 전해(50℃, Na2SO4) 처리로 하면 좋다.
강의 성분은 본 발명에서 규정하는 범위와 그 이외의 범위에서도 실시하였다. 제조 조건은 본 발명에서 한정하는 조건과 그 이외 조건으로도 실시하였다. 비교강에는 SUS430LX(17%Cr-0.3%Ti)를 사용하였다.
표면 광택도는 JIS Z 8741에 규정되고 있는 광택도 45°Gloss값(Gs45°)을 강판의 압연 방향(0°)과 압연 직각 방향(90°)에서 측정하였다. 녹 방지성은 No.2B 표면 및 ＃600 연마 표면의 강판 시료(판 두께×100 mm각(角))를 작성하고, 80℃, 0.5% NaCl 수용액 중에서 168 hr 침지 시험과 JIS Z 2371에 준거하는 염수 분무 시험(168 hr 연속 분무 시험)에 의하여 평가하였다. 녹 발생의 정도는 SUS430LX와 비교하여, 얼룩이나 점 형태의 녹 발생이 없이 양호한 경우를「◎」, 동등하고 손색이 없는 경우를「○」, 긴 녹이 발생하는 경우 등 양호하지 않은 경우를「×」로서 평가하였다.
표 2에 각 시험 결과를 정리하여 나타낸다.
표 2에 있어서, 시험 번호 1 내지 21은 본 발명에서 한정하는 성분을 모두 만족하는 페라이트계 스테인리스강이다. 이 강판들은 SUS430LX에 비하여 높은 표면 광택도(SUS430LX의 Ga45°(0°)에서의 광택도=610 이상, Ga45°(90°)에서의 광택도=520 이상)를 가지는 한편, 녹 방지성에 대하여도 SUS430LX와 비교하여 손색이 없는 정도 또는 그것을 능가하는 양호한 것임을 알 수 있다.
시험 번호 8, 9, 15, 16은 본 발명에서 규정하는 성분을 가지지만, 본 발명과 관련되는 제조 방법(추출 온도, 권취 온도, 마무리 소둔 온도)으로부터 벗어난 것이다. 이 강판들은 본 발명에서 목표로 하는 녹 방지성이나 광택도는 만족하지만, 광택도가 다른 본 발명예에 비하여 약간 떨어졌다.
시험 번호 22 내지 29는 본 발명으로 규정하는 제조 방법을 실시하고 있으나, 본 발명의 성분으로부터 벗어나 있는 것이다. 이 강판들은 본 발명에서 목표로 하는 표면 광택과 녹 방지성의 양자를 겸비할 수 없었다.
도 1 및 도 2에, 실시예에 있어서의 Nb/Ti량과 표면 광택도의 관계를 나타낸다. 본 발명이 목표로 하는 표면 광택인 SUS430LX 상당의 Gs45°(0°)에서 610 이상을, Gs45°(90°)에서 520 이상을 얻으려면, 본 발명에서 규정하는 성분 범위인 1≤Nb/Ti≤3.5로 하는 것이 중요하다.
산업상 이용 가능성
본 발명에 의하면, 합금 비용이나 제조 비용의 상승을 초래하지 않고 경제성이 우수하고, SUS430LX나 SUS430J1L과 비교하여도 손색이 없는 녹 방지성을 가지며, 표면 광택을 비약적으로 향상시킨, 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 합금원소 절약형 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.
Claims (7)
- 질량%로,
C: 0.001 내지 0.03%,
Si: 0.01 내지 1.0%,
Mn: 0.01 내지 1.5%,
P: 0.005 내지 0.05%,
S: 0.0001 내지 0.01%,
Cr: 12 내지 16%,
N: 0.001 내지 0.03%,
Nb: 0.05 내지 0.3% 미만,
Ti: 0.03 내지 0.15% 미만,
Al: 0.005 내지 0.5%,
Sn: 0.01 내지 1.0%,
잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
1≤Nb/Ti≤3.5의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판. - 제1항에 있어서,
상기 스테인리스 강판이, 질량%로,
Ni: 0.01 내지 0.5%,
Cu: 0.01 내지 0.5%,
Mo: 0.01 내지 0.5%,
V: 0.01 내지 0.5%,
Zr: 0.01 내지 0.5%,
Co: 0.01 내지 0.5%,
Mg: 0.0001 내지 0.005%,
B: 0.0003 내지 0.005%,
Ca: 0.0003 내지 0.005%
의 1종 또는 2종 이상을 추가로 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판. - 제1항 또는 제2항에 기재된 강 성분을 가진 스테인리스강의 슬래브를 가열하고, 추출 온도 1080 내지 1190℃에서 가열로로부터 추출 후 열간 압연을 하고, 권취 온도를 500 내지 700℃에서 권취하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
- 제3항에 있어서,
상기 열간 압연의 권취 후, 냉간 압연을 실시하고, 그 후, 850 내지 980℃에서 마무리 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 열간 압연의 권취 후, 중간 소둔을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연을 실시하고, 그 후, 850 내지 980℃에서 마무리 소둔을 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
상기 열간 압연의 권취 후, 냉간 압연 전에 열연판 소둔을 재결정 온도 이상 1050℃ 이하의 소둔 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 열간 압연의 권취 후, 냉간 압연 전에 열연판 소둔을 재결정 온도 이상 1050℃ 이하의 소둔 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 표면 광택과 녹 방지성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
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