KR101676243B1

KR101676243B1 - 고온 강도 및 내산화성이 우수한 내열주강

Info

Publication number: KR101676243B1
Application number: KR1020140170139A
Authority: KR
Inventors: 신호철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-12-02
Filing date: 2014-12-02
Publication date: 2016-11-30
Also published as: DE102015221959A1; CN105648356A; US20160153312A1; CN105648356B; KR20160066574A; DE102015221959B4; US9551267B2

Abstract

본 발명은 고온 강도 및 내산화성이 우수한 내열주강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전체 내열주강 중량에 대하여, 탄소(C) 0.2 ~ 0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.5 ~ 1.0 중량%, 망간(Mn) 0.3 ~ 0.8 중량%, 니켈(Ni) 0.7 ~ 1.0 중량%, 크롬(Cr) 17 ~ 23 중량%, 니오븀(Nb) 0.5 ~ 1.0 중량%, 텅스텐(W) 1.5 ~ 2.0 중량%, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.5 중량%, 세륨(Ce) 0.05 ~ 0.1 중량%, 질소(N) 0.05 ~ 0.1 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함함으로써, 고온 강도 및 내산화성 등의 물성이 우수하여, 가혹한 조건에서 우수한 물성이 요구되는 고출력 엔진의 배기매니폴드, 터빈하우징 및 배기매니폴드 일체형 터빈하우징에 적용될 수 있는 내열주강에 관한 것이다.

Description

고온 강도 및 내산화성이 우수한 내열주강{HEAT RESISTANT CAST STEEL HAVING SUPERIOR HIGH TEMPERATURE STRENGTH AND OXIDATION RESISTANT}

본 발명은 고온 강도 및 내산화성이 우수한 내열주강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온 강도와 내산화성 등을 개선하여 고성능 자동차의 배기매니폴드 등에 적용할 수 있는 내열주강에 관한 것이다.

통상적으로 배기 매니폴드(exhaust manifold)는 각 기통에서 배출되는 배출가스를 하나의 흐름으로 모으는 배기관을 말하며, 이러한 매니폴드는 가스킷의 내경과, 헤드의 내경 및 매니폴드의 내경이 서로 달라 심한 저항을 받게 된다.

배기 매니폴드는 실린더 헤드에서 나온 배기가스를 가장 먼저 받는 곳에 놓여져 있기 때문에 엔진의 출력에 따라 대단히 높은 열 충격을 받게 되며, 냉각수가 있는 엔진과 달리 상기 배기 매니폴드에는 냉각수 등의 쿨러가 없으므로, 엔진의 가속 시 고온의 배기 가스에 의해 온도가 약 800 ~ 900 ℃ 정도까지 올라가고, 엔진 정지 시 상온으로 급속히 공랭된다.

이러한 과정을 하루에도 몇 번씩 반복되므로, 배기 매니폴드의 열 충격은 매우 가혹한 정도이기 때문에, 엔진 내의 여러 부품 중에서 배기 매니폴드의 내구성이 높게 요구된다.

또한, 터빈하우징은 터보차저부품의 외부 케이스고, 상기 터빈하우징 안에는 터빈휠 등이 있다. 상기 터빈하우징 역시 배기매니폴드에서 나오는 배기가스의 고온에 노출되므로, 배기매니폴드와 마찬가지로 높은 내구성이 요구된다.

이와 같은 높은 내구성을 위하여, 현재 디젤엔진에 사용되는 배기 매니폴드 및 터빈하우징에 사용되는 소재는 고온 내산화 주철로 FCD-HS 및 SiMo 주철 등이 사용된다. 이러한 소재는 고온에서의 물성 향상과 내산화성을 위하여 기존 구상흑연 주철재에 실리콘(Si), 몰리브데넘(Mo) 등의 원소를 첨가하여 제조되고 있다.

그러나 이러한 내열 주철을 사용하는 배기계의 일반적인 사용 온도범위는 약 630 ~ 760 ℃이고, 이를 배기가스 온도로 보면 약 700 ~ 800 ℃이며, 이 온도범위에서 위의 재질들은 약 60 MPa 정도의 인장강도를 가진다.

그러나, 최근 자동차 출력 증대 및 배기규제 강화의 추세를 만족시키기 위한 고성능 엔진의 개발로 배기가스 온도가 지속적으로 상승되고 있으며, 내구성 및 품질에 대한 기준도 강화되면서 배기계가 받게 되는 부하는 점점 더 커지고 있다.

이에, 본 발명자는 고온에서의 강도 및 내산화성 등이 우수하여, 고성능 엔진의 배기 매니폴드 및 터빈하우징 등에 사용할 수 있는 내열주강을 개발하고자 하였다.

일본공개특허공보 2007-254884 (2007.10.4. 공개) 일본공개특허공보 특개평5-59498 (1993.3.9. 공개)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 철(Fe), 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 텅스텐(W), 바나듐(V), 세륨(Ce) 및 질소(N) 등을 최적의 함량으로 포함함으로써, 고온 강도 및 내산화성 등이 우수한 내열주강을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전체 내열주강 중량에 대하여, 탄소(C) 0.2 ~ 0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.5 ~ 1.0 중량%, 망간(Mn) 0.3 ~ 0.8 중량%, 니켈(Ni) 0.53 ~ 0.94 중량%, 크롬(Cr) 17 ~ 23 중량%, 니오븀(Nb) 0.5 ~ 1.0 중량%, 텅스텐(W) 1.5 ~ 2.0 중량%, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.5 중량%, 세륨(Ce) 0.05 ~ 0.1 중량%, 질소(N) 0.05 ~ 0.1 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탄소(C)는 0.27 ~ 0.38 중량%, 실리콘(Si)은 0.65 ~ 0.95 중량%, 망간(Mn)은 0.35 ~ 0.72 중량%, 니켈(Ni)은 0.53 ~ 0.94 중량%, 크롬(Cr)은 17.5 ~ 22.8 중량%, 니오븀(Nb)은 0.53 ~ 0.92 중량%, 텅스텐(W)은 1.52 ~ 1.86 중량%, 바나듐(V)은 0.25 ~ 0.43 중량%, 세륨(Ce)은 0.06 ~ 0.09 중량%, 질소(N)는 0.05 ~ 0.07 중량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄소(C)는 0.38 중량%, 실리콘(Si)은 0.83 중량%, 망간(Mn)은 0.41 중량%, 니켈(Ni)은 0.93 중량%, 크롬(Cr)은 22.8 중량%, 니오븀(Nb)은 0.85 중량%, 텅스텐(W)은 1.79 중량%, 바나듐(V)은 0.43 중량%, 세륨(Ce)은 0.08 중량%, 질소(N)는 0.07 중량%인 것이 보다 바람직하다.

한편, 상기 내열주강은 자동차용 배기매니폴드, 터빈하우징 또는 배기매니폴드 일체형 터빈하우징 등에 적용되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 내열주강은 고온 강도 및 내산화성 등의 물성이 우수하여, 가혹한 조건에서 우수한 물성이 요구되는 고출력 엔진의 배기매니폴드, 터빈하우징 및 배기배니폴드일체형 터빈하우징 등에 적용될 수 있는 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 우수한 고온 강도 및 내산화성을 갖는 내열주강에 관한 것이다.

본 발명에 따른 내열주강은 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 텅스텐(W), 바나듐(V), 세륨(Ce), 질소(N), 철(Fe) 및 불가피한 불순물 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게, 전체 내열주강 중량에 대하여, 상기 탄소(C)의 함량은 0.2 ~ 0.4 중량%, 실리콘(Si)의 함량은 0.5 ~ 1.0 중량%, 망간(Mn)의 함량은 0.3 ~ 0.8 중량%, 니켈(Ni)의 함량은 0.53 ~ 0.94 중량%, 크롬(Cr)의 함량은 17 ~ 23 중량%, 니오븀(Nb)의 함량은 0.5 ~ 1.0 중량%, 텅스텐(W)의 함량은 1.5 ~ 2.0 중량%, 바나듐(V)의 함량은 0.2 ~ 0.5 중량%, 세륨(Ce)의 함량은 0.05 ~ 0.1 중량% 및 질소(N)의 함량은 0.05 ~ 0.1 중량%이고 철(Fe)은 잔부의 함량을 갖는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성성분을 포함하는 내열주강은 특히, 탄소(C), 실리콘(Si), 니오븀(Nb), 텅스텐(W), 바나듐(V), 세륨(Ce) 및 질소(N) 등을 포함함으로써 고온 강도 등의 물성을 향상시킬 수 있으며, 크롬(Cr), 바나듐(V) 및 세륨(Ce) 등을 포함함으로써 내산화성 등의 물성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 내열주강은 페라이트 기지를 갖는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 페라이트는 오스테나이트보다 열팽창계수가 작아, 고온에서의 사용이 유리하며, 온도 상승 또는 냉각 중에 펄라이트가 분해되어 상변태로 인한 팽창을 방지할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 따른 내열주강은 페라이트 기지에 탄화물이 형성된 조직인 것이 보다 바람직하며, 이와 같은 특징으로 인하여, 본 발명에 따른 내열주강을 자동차의 배기매니폴드 등에 적용할 경우, 상기 배기매니폴드 등의 고온물성 등을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 내열주강이 적용된 배기매니폴드 등은 최대 약 800 ℃의 온도에서 사용이 가능하며, 약 850 ~ 900 ℃ 온도를 갖는 고온의 배기가스를 견딜 수 있다.

보다 상세하게, 본 발명에 따른 내열주강을 구성하는 성분의 수치 한정 이유는 다음과 같다.

(1) 탄소(C) 0.2 ~ 0.4 중량%

상기 탄소(C)는 용탕의 유동성 등을 향상시키고, 니오븀(Nb)과 공정탄화물을 형성하여 주조성 등을 향상시키는 역할 등을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 탄소(C)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.2 ~ 0.4 중량%인 것이 바람직하다.

(2) 실리콘(Si) 0.5 ~ 1.0 중량%

상기 실리콘(Si)은 페라이트 기지의 안정성을 높이고, 탈산제로서 핀홀의 형성을 억제하는 역할 등을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 실리콘(Si)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.5 ~ 1.0 중량%인 것이 바람직하다.

(3) 망간(Mn) 0.3 ~ 0.8 중량%

상기 망간(Mn)은 상기 실리콘(Si)과 마찬가지로 탈산제로서 핀홀의 형성을 억제하고, 주조시 용탕의 흐름성을 향상시키는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 망간(Mn)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.3 ~ 0.8 중량%인 것이 바람직하고, 특히, 상기 망간(Mn)의 함량이 약 0.8 중량% 초과일 경우, 내열주강의 연성 등의 저하로 인해, 가공성 등이 저하되고, 취성 등이 증가될 수 있는 문제가 있다.

(4) 니켈(Ni) 0.53 ~ 0.94 중량%

상기 니켈(Ni)은 내열주강의 고온물성 등을 향상시키기 위한 주요 원소 중 하나로서, 내열주강의 고온 강도뿐만 아니라, 연신율 및 연성 등의 물성을 향상시키는 역할을 한다.

그러나 니켈(Ni)의 가격이 매우 고가이며, 최근 니켈(Ni) 등의 원자재의 가격이 더욱 증가하면서, 상기 니켈(Ni)을 포함한 내열주강의 제조비용이 니켈(Ni) 등의 가격에 따라 빈번히 변동되는 문제가 발생하고 있다.

따라서, 고가의 니켈(Ni) 함량을 최소화하는 동시에, 고온 강도와 같은 물성을 효과적으로 향상시키기 위하여, 상기 니켈(Ni)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.53 ~ 0.94 중량%로 한정하는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 니켈(Ni)의 함량은 내열주강의 고온물성 향상에 필요한 최소의 함량이며, 최소함량의 니켈(Ni)로 인하여 발생할 수 있는 그밖에 내부식성 및 내열성 등이 저하되는 문제는 상대적으로 니켈(Ni)의 가격보다 약 20 ~ 40% 정도 저렴한 크롬(Cr)의 함량을 증가시킴으로써 보완하는 것이 바람직하다.

(5) 크롬(Cr) 17 ~ 23 중량%

상기 크롬(Cr)은 내열주강의 내산화성 등의 물성을 향상시키는 역할을 하고, 상기 니켈(Ni)의 역할을 보완하여, 고온 강도는 물론이고, 내부식성 및 내열성 등의 물성을 향상시키는 역할과 기지조직을 페라이트로 안정화시키는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 크롬(Cr)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여 약 17 ~ 23 중량%인 것이 바람직하다.

(6) 니오븀(Nb) 0.5 ~ 1.0 중량%

상기 니오븀(Nb)은 탄소(C)와 반응하여 내열주강 내에 미세한 탄화물을 형성함으로써, 고온에서 내열주강의 인장강도 등을 향상시키는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 니오븀(Nb)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.5 ~ 1.0 중량%인 것이 바람직하다.

(7) 텅스텐(W) 1.5 ~ 2.0 중량%

상기 텅스텐(W)은 페라이트 기지 조직을 강화하고 고온 강도 등의 물성을 향상시키는 역할을 하며, 이와 같은 역할을 위하여, 상기 텅스텐(W)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 1.5 ~ 2.0 중량%인 것이 바람직하다.

(8) 바나듐(V) 0.2 ~ 0.5 중량%

상기 바나듐(V)은 탄소(C)와 반응하여 내열주강 내에 미세한 탄화물을 형성함으로써, 고온 인장강도 및 내열 피로성 등을 향상시키고, 크롬(Cr) 탄화물의 생성을 억제하여, 내산화성 및 절삭성 등을 향상시키는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 바나듐(V)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.2 ~ 0.5 중량%인 것이 바람직하다.

(9) 세륨(Ce) 0.05 ~ 0.1 중량%

상기 세륨(Ce)은 내열주강의 고온 내산화성 등을 향상시키는 역할을 하고, 상온에서는 결정립을 미세화하여 인성 등의 물성을 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 핀홀 및 가스홀 등의 형성을 방지하는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 세륨(Ce)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.05 ~ 0.1 중량%인 것이 바람직하다. 이때, 상기 세륨(Ce)의 함량이 약 0.05 중량% 미만일 경우, 결정립 미세화 효과 등이 미미하다.

(10) 질소(N) 0.05 ~ 0.1 중량%

상기 질소(N)는 탄소(C)와 같이 고온 강도를 향상시키는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 위하여, 상기 질소(N)의 함량은 전체 내열주강 중량에 대하여, 약 0.05 ~ 0.1 중량%인 것이 바람직하다. 이때, 상기 질소(N)의 함량이 약 0.1 중량%를 초과하면, 크롬(Cr)의 질화물 석출을 유도하여, 내열주강의 취성을 증가시킬 수 있는 문제 등이 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 내열주강은 고온 강도 및 내산화성 등의 물성이 종래의 페라이트 주강 또는 주철보다 우수하기 때문에, 가혹한 조건에서 우수한 물성이 요구되는 자동차 부품 등에 적용하는 것이 바람직하며, 특히 고출력 엔진의 배기매니폴드, 터빈하우징 또는 배기매니폴드 일체형 터빈하우징 등에 적용하는 것이 보다 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 내열주강은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 공지된 주조 방식에 의해 적절히 제조될 수 있으며, 보다 구체적으로, 탄소(C) 0.2 ~ 0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.5 ~ 1.0 중량%, 망간(Mn) 0.3 ~ 0.8 중량%, 니켈(Ni) 0.53 ~ 0.94 중량%, 크롬(Cr) 17 ~ 23 중량%, 니오븀(Nb) 0.5 ~ 1.0 중량%, 텅스텐(W) 1.5 ~ 2.0 중량%, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.5 중량%, 세륨(Ce) 0.05 ~ 0.1 중량%, 질소(N) 0.05 ~ 0.1 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물 등이 포함될 수 있도록 제조되는 것이 바람직하다.

[실시예]

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

본 발명에 따른 내열주강의 고온 인장강도 및 고온 내산화성의 물성을 알아보기 위하여, 하기 표 1에 기재한 바와 같은 성분을 갖는 실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 5를 제조하였다.

구분	C	Si	Mn	Ni	Cr	Nb	W	V	Ce	Mo	N	Fe
실시예1	0.35	0.72	0.35	0.78	21.5	0.65	1.67	0.27	0.08	-	0.06	잔부
실시예2	0.35	0.74	0.38	0.62	20.0	0.75	1.52	0.35	0.07	-	0.05	잔부
실시예3	0.31	0.65	0.40	0.53	18.5	0.53	1.58	0.29	0.06	-	0.06	잔부
실시예4	0.38	0.83	0.41	0.93	22.8	0.85	1.79	0.43	0.08	-	0.07	잔부
실시예5	0.28	0.95	0.67	0.85	21.5	0.85	1.68	0.38	0.07	-	0.06	잔부
실시예6	0.30	0.62	0.53	0.71	17.5	0.56	1.59	0.25	0.09	-	0.05	잔부
실시예7	0.31	0.85	0.58	0.85	21.5	0.92	1.78	0.38	0.06	-	0.06	잔부
실시예8	0.29	0.79	0.65	0.78	19.8	0.75	1.83	0.33	0.08	-	0.06	잔부
실시예9	0.27	0.89	0.72	0.94	22.0	0.86	1.86	0.43	0.07	-	0.07	잔부
비교예1	0.30	0.62	0.53	0.71	17.5	0.56	1.56	0.25	-	-	0.05	잔부
비교예2	3.10	3.45	0.50	0.25	-	-	-	-	-	0.58	-	잔부
비교예3	3.15	4.30	0.20	-	-	-	-	-	-	0.90	-	잔부
비교예4	2.10	4.95	0.55	36.6	1.85	-	-	-	-	-	-	잔부
비교예5	0.2	2.1	0.8	2.0	25	18	-	-	-	-	-	-
단위: 중량%

상기 표 1은 본 발명에 따른 구성성분 및 함량 범위를 만족하는 실시예 1 내지 9와 상기 실시예 6과 구성성분 및 함량이 동일하지만 세륨(Ce)이 포함되지 않은 비교예 1과 종래 내열주철의 구성성분 및 함량을 만족하는 비교예 2 내지 4와 종래 내열주강의 구성성분 및 ?t량을 만족하는 비교예 5의 구성성분 및 함량을 비교한 표이다.

구분	고온 인장강도 (800℃)	산화량 (800℃ / 200시간)
실시예1	170 MPa	34 mg/㎤
실시예2	180 MPa	36 mg/㎤
실시예3	165 MPa	30 mg/㎤
실시예4	188 MPa	28 mg/㎤
실시예5	168 MPa	34 mg/㎤
실시예6	160 MPa	41 mg/㎤
실시예7	173 MPa	36 mg/㎤
실시예8	168 MPa	39 mg/㎤
실시예9	178 MPa	36 mg/㎤
비교예1	150 MPa	45 mg/㎤
비교예2	45 MPa	250 mg/㎤
비교예3	60 MPa	200 mg/㎤
비교예4	130 MPa	70 mg/㎤
비교예5	140 MPa	47 mg/㎤

상기 표 2는 상기 표 1에 기재된 실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 5의 고온 인장강도와 산화량을 비교한 표이다.

여기서, 고온 강도는 자동차의 배기계 온도와 유사한 약 800 ℃의 온도에서 ASTM E21 'Elevated Temperature Tension Tests of Metallic Materials'에 입각한 고온 인장시험을 통해 비교하였으며, 상기 고온 인장시험이 값이 높을 수록 고온 강도가 높다는 것을 뜻한다.

또한, 고온 내산화성은 배기계 온도와 유사한 약 800 ℃의 온도에서 약 200 시간 동안 ASTM G111-97 'Guide for Corrosion Tests in High Temperature or High-Pressure Environment, or Both'에 입각한 산화량을 통해 비교하였으며, 상기 산화량의 값이 작을수록 내산화성이 우수한 것을 뜻한다.

상기 고온 인장시험과 산화량을 비교한 결과, 실시예 1 내지 9의 고온 인장강도 평균은 약 172.2 MPa로서, 약 105.0 MPa인 비교예 1 내지 5의 고온 인장강도 평균보다 약 64 % 높다는 것을 알 수 있으며, 실시예 1 내지 9의 산화량 평균은 약 34.9 mg/㎤로서, 약 122.4 mg/㎤인 비교예 1 내지 5의 산화량 평균보다 약 71.5 % 적다는 것을 알 수 있었다.

이와 같은 결과를 근거로, 실시예 1 내지 9의 고온 강도는 비교예 1 내지 5보다 약 64 % 우수하다는 것을 확인할 수 있었으며, 실시예 1 내지 9의 내산화성은 비교예 1 내지 5보다 약 71.5 % 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

특히, 상기 실시예 4의 고온 인장강도 및 산화량의 값이 나머지 실시예와 비교예보다 높기 때문에, 상기 실시예 4가 본 발명에 따른 내열주강의 가장 바람직한 구성성분 및 함량을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 상기 비교예 1은 세륨(Ce)을 포함하지 않는 다는 점만 제외하면, 나머지 구성성분의 함량은 실시예 6와 동일하다. 그러나 비교예 1의 고온 인장강도는 실시예 6보다 약 7 % 낮으며, 산화량 역시 실시예 6보다 약 9% 높아, 세륨(Ce)을 포함하지 않은 비교예 1은 실시예 6보다 고온 강도가 낮으며, 특히 내산화성이 더 낮다는 것을 알 수 있었으므로, 상기 세륨(Ce)은 내열주강의 고온 강도 특히 내산화성을 향상시키는 원소라는 것을 확인할 수 있었다.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

Claims

전체 내열주강 중량에 대하여, 탄소(C) 0.2 ~ 0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.74 ~ 0.83 중량%, 망간(Mn) 0.3 ~ 0.8 중량%, 니켈(Ni) 0.53 ~ 0.94 중량%, 크롬(Cr) 20 ~ 23 중량%, 니오븀(Nb) 0.5 ~ 1.0 중량%, 텅스텐(W) 1.5 ~ 2.0 중량%, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.5 중량%, 세륨(Ce) 0.05 ~ 0.1 중량%, 질소(N) 0.05 ~ 0.1 중량%, 잔부의 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하며, 800℃에서의 인장강도 및 산화량은 180MPa 이상, 39mg/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 내열주강.
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제1항에 있어서,
상기 탄소(C)는 0.38 중량%, 실리콘(Si)은 0.83 중량%, 망간(Mn)은 0.41 중량%, 니켈(Ni)은 0.93 중량%, 크롬(Cr)은 22.8 중량%, 니오븀(Nb)은 0.85 중량%, 텅스텐(W)은 1.79 중량%, 바나듐(V)은 0.43 중량%, 세륨(Ce)은 0.08 중량%, 질소(N)는 0.07 중량%인 것을 특징으로 하는 내열주강.
제1항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내열주강은 자동차용 배기매니폴드, 터빈하우징 또는 배기매니폴드 일체형 터빈하우징에 적용되는 것을 특징으로 하는 내열주강.