KR101744432B1

KR101744432B1 - 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판

Info

Publication number: KR101744432B1
Application number: KR1020157028931A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 이노우에; 노부히코 히라이데; 아츠히사 야카와
Original assignee: 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-06-08
Also published as: EP2980244B1; CN105051233B; US20160032434A1; ES2667993T3; JP6190873B2; MX2015013607A; PL2980244T3; EP2980244A4; JPWO2014157655A1; EP2980244A1; CN105051233A; US9945016B2; WO2014157655A1; KR20150126053A

Abstract

이 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판은, 질량％로, C:0.05 내지 0.15％, Si:1.0 내지 3.5％, Mn:0.5 내지 2.0％, P:0.04％ 이하, S:0.01％ 이하, Cr:23.0 내지 26.0％, Ni:10.0 내지 15.0％, Mo:0.50 내지 1.20％, Ti:0.1％ 이하, Al:0.01 내지 0.10％, N:0.10 내지 0.30％를 함유하고, C와 N의 합계량(C＋N)이 0.25 내지 0.35％이며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 최고 온도 1100℃에 도달하는 고온 환경에서 사용 가능하다.

Description

내열 오스테나이트계 스테인리스 강판{HEAT-RESISTANT AUSTENITIC STAINLESS STEEL SHEET}

본 발명은, 최고 온도 1100℃에 도달하는 고온 환경에서 사용되는 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판에 관한 것이다.

본원은, 2013년 3월 28일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-069220호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

최근 자동차의 배기 가스 규제 강화에 수반하여, 엔진의 고효율화를 추구하는 경향으로 되고 있다. 엔진의 연소 효율을 향상시키고자 하면, 배기 가스 온도가 상승하는 경향이 있다. 또한, 터보 차저로 대표되는 과급기의 사용도 크게 증가하는 경향이 있다. 그로 인해, 배기 매니폴드나 터보 차저의 하우징 등의 부재에, 보다 우수한 내열성이 요구되고 있다. 앞으로의 동향으로서, 배기 가스 온도는 1100℃에 도달한다고 상정되고 있다. 종래, 이 온도 영역이 되면, 스테인리스 강판을 사용하지 않고, 주강이 사용되는 경우가 많지만, 이 경우, 중량이 무거워지는, 열용량이 크기 때문에 열효율이 저하되는, 하류의 배기 가스 정화 촉매 컨버터에서의 온도 저하가 커서 촉매 효율이 저하되는 등의 문제가 있다. 따라서, 최고 온도 1100℃에서 사용 가능한 스테인리스 강판이 요망되고 있었다.

내열 오스테나이트계 스테인리스강에는, 대표적인 강으로서, SUS310S(25Cr-20Ni)나 SUSXM15J1(19Cr-13Ni-3Si) 등이 알려져 있지만, 이들 강종은 최고 온도 1100℃의 환경에서 사용할 수 있을지는 의문이다.

SUS310S나 SUSXM15J1을 초과하는 내열성도 갖는 오스테나이트계 스테인리스강으로서, 특허문헌 1에 개시되어 있는 강이나 특허문헌 2에 개시되어 있는 강이 있지만, 이들도 1100℃까지의 사용을 상정한 것은 아니다. 따라서, 지금까지 최고 온도 1100℃에서 사용 가능한 스테인리스 강판은 없었던 것이다.

일본 특허 공고 소56-24028호 공보 일본 특허 공개 제2010-202936호 공보

종래의 오스테나이트계 스테인리스 강판에서는, 1100℃에서의 고온 강도 또는 내산화성이 충분하지 않고, 최고 온도가 1100℃에 도달하는 환경에서 사용하는 것은 곤란했다. 따라서 본 발명은, 최고 온도 1100℃에 도달하는 고온 환경에서 사용 가능한 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 1100℃에 도달하는 환경에서 사용 가능한 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판을 개발하기 위해, 먼저, 1100℃에서 필요한 오스테나이트계 스테인리스 강판의 특성을 조사했다. 그 결과, 고온 강도에 관해서는, 변형을 방지할 필요가 있기 때문에, 0.2％ 내력을 지표해서 평가해야 한다고 생각했다. 또한, 내산화성에 관해서는, 오스테나이트계 스테인리스 강판은, 페라이트계 스테인리스 강판과 비교해서 열팽창 계수가 크기 때문에, 자동차 배기계 등의 온도 변화가 심한 부위에서 사용하는 경우, 최고 온도에서의 보유 지지하는 연속 산화 시험보다도, 최고 온도, 실온을 반복하는 단속 산화 시험에 의해 평가하는 것이 적절하다고 생각하고, 1100℃와 실온에서의 반복된 단속 산화 시험에 의해 평가하는 것을 생각했다. 그 결과, 종래부터 1000℃의 환경 하에서 사용되는 스테인리스 강판에서는, 실제로는 1100℃에서의 내열성이 불충분한 것이 판명되었다.

본 발명자들은 더욱 검토를 진행시켜, 1100℃에 도달하는 환경에서 사용 가능한 오스테나이트계 스테인리스강의 고온 강도에 관해서는, C와 N 및 Mo의 첨가가 유효한 것을 알아내었다. 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서, C, N은 단독 첨가에서도 고온 강도를 향상시키지만, Mo와의 복합 첨가에 의해, 특히 1000℃ 이상에서의 고온 강도를 향상시키는 것이 판명되었다. 이것은, C, N과 Mo와 상호 작용, 예를 들어, 클러스터 형성에 의한 효과가 아닐까라고 추정하고 있다. 나아가서는, 오스테나이트계 스테인리스강에, C와 N 및 Mo에 추가하여, Nb, V, W 및 Co 중 어느 1종 이상의 원소를 첨가하는 것도 유효한 것이 판명되었다. Nb, V, W 및 Co 중 어느 1종 이상의 원소 오스테나이트계 스테인리스강에의 첨가는, C, N에 대한 Mo의 효과와 마찬가지의 작용을 발휘하고 있는 것으로 추정된다. 그러나, Nb, V, W 및 Co 중 어느 1종 이상의 원소를 오스테나이트계 스테인리스강에 과잉으로 첨가하면, 탄질화물이 형성되고, 조대화됨으로써 고온 강도 향상 효과가 감소하는 것도 확인되었다.

또한, 오스테나이트계 스테인리스강의 내산화성에 관해서는, Cr과 Si, Mn에 추가하여 Mo의 적정량을 첨가하는 것과, Ti의 첨가량의 억제하는 것이 필요한 것이 판명되었다. 특히, 오스테나이트계 스테인리스강에 Si, Mo를 첨가하는 것은 중요하고, 스케일의 성장 및 박리를 억제하고, 1100℃에서의 단속 산화 시험에서의 산화 감량(두께 감소량)을 현저하게 감소시키는 것을 알 수 있었다. 또한, 오스테나이트계 스테인리스강에 Ti를 첨가하면, 스케일 성장 및 박리를 촉진하므로, Ti의 첨가는 가능한 한 억제한 쪽이 좋은 것도 알 수 있었다.

본 발명은, 이들 지견에 기초하여 발명하는 것에 이른 것이며, 본 발명의 과제를 해결하는 수단, 즉, 본 발명의 오스테나이트계 스테인리스 강판은 이하와 같다.

(1) 질량％로, C:0.05 내지 0.15％, Si:1.0 내지 3.5％, Mn:0.5 내지 2.0％ P:0.04％ 이하, S:0.01％ 이하, Cr:23.0 내지 26.0％, Ni:10.0 내지 15.0％, Mo:0.50 내지 1.20％, Ti:0.1％ 이하, Al:0.01 내지 0.10％, N:0.10 내지 0.30％를 함유하고, C와 N의 합계량(C＋N)이 0.25 내지 0.35％이며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.

(2) 질량％로, Nb:0.01 내지 0.5％, V:0.01 내지 0.5％, W:0.01 내지 0.5％, Co:0.01 내지 0.5％ 중 어느 1종 또는 2종 이상을 더 함유하고, 또한, Mo와 Nb와 V와 W와 Co와의 합계량(Mo＋Nb＋V＋W＋Co)이 1.5％ 이하인 (1)에 기재된 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.

(3) 질량％로, Cu:0.1 내지 2.0％, B:0.0001 내지 0.0050％, Sn:0.005 내지 0.1％ 중 어느 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 (1) 또는 (2)에 기재된 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.

(4) 1100℃ 고온 강도가, 0.2％ 내력으로 20㎫ 이상인 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.

(5) 1100℃ 고온 강도가, 0.2％ 내력으로 30㎫ 이상인 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.

(6) 1100℃ 단속 산화 시험에 있어서의 중량감이 50㎎/㎠ 이하인 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.

본 발명의 내열 오스테나이트계 스테인리스강에 의하면, 고온 강도, 내산화성이 우수한 데다가, 가공성이 우수하므로, 내열성이 우수한 스테인리스 강판을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 먼저, 본 실시 형태의 스테인리스 강판의 강 조성을 한정한 이유에 대해서 설명한다. 또한, 조성에 대한 ％의 표기는, 특별히 언급하지 않는 경우는, 질량％를 의미한다.

(C:0.05 내지 0.15％)

C는, 오스테나이트계 스테인리스강의 고온 강도 향상에 유효하다. 특히, 600℃를 초과하는 영역에서도 그 향상 효과는 존재한다. 이것은, C 단체의 효과가 아니라, N과 타합금 원소(Mo, Nb, V 등)와의 상호 작용에 의한 것이라고 생각하고 있다. 그러나, 과잉의 C는 Cr 탄화물을 형성하기 쉬워져, 성형성과 내식성, 열연판 인성을 열화시킨다. 그로 인해, 적정한 C의 첨가량을 0.05 내지 0.15％로 한다. C의 첨가량은 보다 바람직하게는 0.07％ 내지 0.15％이다.

(N:0.10 내지 0.30％)

N은, C와 마찬가지로 오스테나이트계 스테인리스강의 고온 강도 향상에 유효하다. 특히, 600℃를 초과하는 영역에서도 그 향상 효과는 존재한다. 이것은, N 단체의 효과가 아니라, N과 타합금 원소(Mo, Nb, V 등)와의 상호 작용에 의한 것이라고 생각하고 있다. 그러나, 과잉의 N은 Cr 질화물을 형성하기 쉬워져, 성형성과 내식성, 열연판 인성을 열화시킨다. 그로 인해, 적정인 N의 첨가량을 0.1 내지 0.30％로 한다. N의 첨가량은 보다 바람직하게는 0.15％ 내지 0.25％이다.

(C＋N:0.25 내지 0.35％)

C 및 N은 모두 고온 강도 향상에 효과는 있지만, 충분한 효과를 얻기 위해서는, C와 N의 합계량(C＋N)을 0.25％ 이상 첨가할 필요가 있다. 그러나, 과잉의 첨가는 조대한 탄질화물을 초래하고, 고온 강도의 향상 효과를 감소시킬 뿐만 아니라, 가공성을 저하시키므로, 0.35％를 상한으로 한다. C와 N의 합계량은 보다 바람직하게는 0.30％ 내지 0.35％이다.

(Si:1.0％ 내지 3.5％)

Si는, 탈산제로서도 유용한 원소임과 함께, 오스테나이트계 스테인리스강의 내산화성을 향상시키는 원소이며, 본 발명에서는 중요한 원소이다. 내산화성에 대해서는, Si량의 증가와 함께 향상된다.

그 효과는 Si의 함유량이 1.0％ 이상으로 발현하므로, 하한을 1.0％로 한다. 1.5％ 초과에서 효과는 보다 확실해진다. 그러나, Si는 인성을 크게 저하시키는 원소이며, 과도한 첨가는 인성 및 상온 연성을 저하시킨다. 그로 인해, Si의 함유량을 3.5％ 이하로 하고, 바람직하게는 2.0％ 이하로 한다. 보다 바람직한 Si의 함유량의 범위는, 1.60％ 내지 2.0％이다.

(Mn:0.5 내지 2.0％)

Mn은, 오스테나이트 안정화 원소이며, 탈산제로서 오스테나이트계 스테인리스강에 첨가되는 원소이다. 또한, 중온 영역에서의 고온 강도 상승에 기여하는 원소이다. 고가인 Ni를 절약하므로, Mn을 0.5％ 이상 첨가한다. 한편, Mn의 과도한 첨가는, MnS를 형성해서 내식성을 저하시키므로, Mn의 첨가량의 상한을 2.0％로 한다. Mn의 첨가량은 보다 바람직하게는 0.7％ 내지 1.6％이다.

(P:0.04％ 이하)

P는, 제조상 불가피하게 혼입되는 원소이지만, 용접성에 악영향을 주므로, 그 함유량은, 가능한 한 저감할 필요가 있다. 그로 인해, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 P의 함유량을 0.04％ 이하로 한다. 또한, 바람직하게는 0.03％ 이하이다. 또한, P의 함유량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만 0.015％ 불가피하게 혼입되는 경우가 있다.

(S:0.01％ 이하)

S는, 제조상 불가피하게 혼입되는 원소이지만, 용접성에 악영향을 준다. 또한, MnS를 형성하고, 내식성, 내산화성을 열화시킨다. 그로 인해, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 S의 함유량은, 가능한 한 저감할 필요가 있고, 0.01％ 이하로 한다. 또한, 바람직하게는 0.002％ 이하이다. 또한, S의 함유량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만 0.0010％ 불가피하게 혼입되는 경우가 있다.

(Cr:23.0 내지 26.0％)

Cr은, 오스테나이트계 스테인리스강의 내산화성, 내식성 확보를 위해 필수적인 원소이다. 그러나, 과잉으로 첨가시키면 σ 취성이 일어나기 쉬워지는 원소이기도 하다. 그로 인해, Cr의 첨가량의 적정 범위를 23.0 내지 26.0％로 한다. Cr의 첨가량은 보다 바람직하게는 23.0％ 내지 25.0％이다.

(Ni:10.0 내지 15.0％)

Ni는, 오스테나이트 안정화 원소이며, 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성을 향상시키는 원소이다. Ni가 적으면 오스테나이트상이 안정적으로 형성되지 않으므로, Ni는 10.0％ 이상 첨가한다. 그러나, Ni는 고가인 원소이므로, 과잉으로 첨가하면 고비용이 된다. 따라서, Ni의 첨가량의 상한을 15.0％로 한다. Ni의 첨가량은 보다 바람직하게는 11.0％ 내지 14.0％이다.

(Mo:0.50 내지 1.20％)

Mo는, 본 발명에서 중요한 원소이다. 오스테나이트계 스테인리스강의 고온 강도를 향상시키는 원소이다. 이 작용은 고용 강화라고 생각할 수 있지만, 본 발명에 있어서, Mo가 C, N과 공존하는 경우, 단순히 고용 강화 이상의 강화능을 발현하고 있다. 그 기구는 명확하지 않지만, Mo와, C 또는 N과의 상호 작용, 특히, 클러스터의 형성에 의해 강화되어 있을 가능성이 있다고 생각하고 있다. 한편, Mo의 과도한 첨가는, σ상을 형성하기 쉬워진다. 따라서, Mo의 첨가의 적정 범위는, 0.50 내지 1.20％로 한다. 특히 고온 강도가 필요한 경우는, Mo의 첨가량은 1.0％ 내지 1.2％가 보다 바람직하다.

(Ti:0.1％ 이하)

Ti는, N과 결합해서 조대한 질화물(TiN)을 형성하기 쉬운 원소이다. 본 발명에서는, N을 고온 강화에 사용하고 있으므로, 조대한 TiN의 형성은 고온 특성의 저하를 초래한다. 또한, 내산화성에도 악영향을 주는 원소이기도 하다. 따라서, 본 발명에서는, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 Ti량을 가능한 한 저감할 필요가 있고, 그 상한을 0.1％로 한다. 또한, Ti의 함유량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 0.010％ 불가피하게 혼입되는 경우가 있다.

(Al:0.01 내지 0.10％)

Al은 탈산 원소로서 유용하고, 그 효과는, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 첨가량이 0.005％ 이상으로 발현한다. 그러나, 과도한 첨가는, 상온 연성의 저하, 인성의 저하를 초래하므로, 첨가량의 상한을 0.10％로 한다. Al의 첨가량은 보다 바람직하게는 0.02％ 내지 0.07％이다.

또한, 고온 특성을 향상시키기 위해, 오스테나이트계 스테인리스강에, Nb:0.01 내지 0.5％, V:0.01 내지 0.5％, W:0.01 내지 0.5％, Co:0.01 내지 0.5％ 중 어느 1종 또는 2종 이상을 첨가해도 좋다. 이들 원소는 고온 강도를 향상시킨다. 특히 고온 강도를 필요로 하는 경우는, 각각의 원소의 첨가량은, Nb:0.1 내지 0.5％, V:0.1 내지 0.5％, W:0.1 내지 0.5％, Co:0.1 내지 0.5％인 것이 보다 바람직하다. 이 효과도 Mo와 마찬가지로, 고용 강화라고 생각할 수 있지만, 그뿐만 아니라, C 또는 N과의 상호 작용도 존재한다고 추정된다. 따라서, 큰 탄질화물이 형성되는 다량 첨가는 바람직하지 않으므로, Mo, Nb, W, V 및 Co의 합계량(Mo＋Nb＋W＋V＋Co)을 1.5％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, Mo, Nb, W, V 및 Co의 합계량의 하한값은 특별히 한정되지 않지만 0.1％이면 좋다. 특히 고온 강도를 필요로 하는 경우는, Mo, Nb, W, V 및 Co의 합계량은, 1.0％를 초과하면 보다 바람직하다. 그러나, 다량으로 첨가하면 조대한 탄질화물을 형성하고, 오히려 고온 강도를 저하시키므로, 고온 강도를 필요로 하는 경우라도, 1.2％ 미만이 보다 바람직하다.

또한, 오스테나이트계 스테인리스강의 중온 영역(600 내지 800℃)의 고온 강도를 향상시키므로, 오스테나이트계 스테인리스강에, Cu, B, Sn의 1종 또는 2종 이상을 첨가해도 좋다.

(Cu:0.1 내지 2％)

Cu는 오스테나이트 안정화 원소임과 함께 오스테나이트계 스테인리스강의 중온 영역의 고온 강도를 향상시키는 효과를 갖는다.

그 효과는, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 첨가량이 0.1％ 이상으로 발현한다. 그러나, 과도하게 첨가하면 열연 가열 시에 이상 산화를 발생시켜 표면 손상의 원인으로도 되므로, 그 첨가량은 2％를 상한으로 한다. 바람직하게는, 0.1 내지 1％이며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5％이다.

(B:0.0001 내지 0.01％)

B는 오스테나이트계 스테인리스강의 중온 영역의 고온 강도를 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 그 효과는, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 첨가량이 0.0001％로 발현한다. 그러나, 과도하게 첨가하면 열간 가공성을 열화시키므로, 그 첨가량은 0.01％를 상한으로 한다. B의 첨가량은 보다 바람직하게는 0.0003％ 내지 0.0050％이다.

(Sn:0.005 내지 0.1％)

Sn은, 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성이나 중온 영역의 고온 강도의 향상에 유효한 원소이다. 또한, 오스테나이트계 스테인리스강의 상온의 기계적 특성을 크게 열화시키지 않는 효과도 있다. 내식성에의 효과는, 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서의 첨가량이 0.005％ 이상으로 발현하므로, Sn은 0.005％ 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 0.01％ 이상이다. 한편, 과도하게 첨가하면 제조성이나 용접성이 현저하게 열화되므로, Sn을 0.1％ 이하로 한다.

이들 성분의 규정에 의한 본 발명에 관한 스테인리스강은, 매우 우수한 내열성을 갖는다.

본 발명에 관한 스테인리스강은 1100℃에 있어서의 사용을 상정하고 있고, 1100℃에 있어서의 평가를 지표로 한다. 먼저, 1100℃ 고온 강도가, 0.2％ 내력으로 20㎫ 이상이면 좋다. 1100℃ 고온 강도는, 0.2％ 내력으로 30㎫ 이상이면 보다 바람직하다. 또한, 1100℃ 단속 산화 시험에 있어서의 중량감이 50㎎/㎠ 이하라고 하는 우수한 내열성을 나타낸다. 또한, 1100℃ 단속 산화 시험은, 1100℃까지 가열한 후의 유지 시간을 30분으로 하고, 1100℃로부터 실온에의 냉각 시간을 15분으로 하는 사이클을 300회 반복하는 시험이다.

본 발명 강은, 용해, 주조, 열연, 어닐링, 냉연, 어닐링, 산세정의 공정을 거쳐서 제품이 된다. 설비에 특별한 제한은 없으며, 통상의 방법의 제조 설비를 사용할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명의 효과를 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예에서 사용한 조건에 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

본 실시예에서는, 먼저, 표 1A 및 표 1B에 나타내는 성분 조성의 강을 용제해서 슬래브에 주조했다. 이 슬래브를 1150 내지 1250℃로 가열 후, 마무리 온도를 850 내지 950℃의 범위 내로 하여, 판 두께 3 내지 5㎜까지 열간 압연했다. 그 후, 1000 내지 1200℃에서 어닐링하고, 산세정한 후, 냉간 압연으로, 1.5㎜까지 압연하고, 그 후, 1000℃ 내지 1200℃에서 어닐링ㆍ산세정하고, 공시강으로 했다. 표 1A 및 표 1B에 있어서, 본 발명 범위로부터 벗어난 수치에는 언더라인을 부여했다.

이와 같이 하여 얻어진 냉연 어닐링판에 대해, 상온 및 고온의 인장 시험, 단속 산화 시험을 실시했다. 상온의 인장 시험은 가공성을 평가하는 것이며, JIS Z 2201(대응 국제 규격:ISO 6892, 1984)에 준거하여 압연 방향과 평행 방향을 길이 방향으로 하는 JIS13B호 시험편을 사용해서, JIS Z 2241(대응 국제 규격:ISO 6892, 1984)에 준거하여 인장 시험을 행했다. 전체 신장을 가공성 지표로 하고, 전체 신장 40％ 이상을 합격(A)으로 하고, 40％ 미만을 불합격(C)으로 했다.

또한, 고온의 인장 시험은, 플랜지 장착 시험편을 사용해서, JIS G 0567(대응 국제 규격:ISO 6892-2, 2011)에 준거하여 평가했다. 1100℃의 0.2％ 내력을 고온 강도의 지표로 하고, 고온 강도 20㎫ 미만의 강을 불합격(C)으로 하고, 20㎫ 이상의 강을 합격(B)으로 하고, 또한, 30㎫ 이상의 강을 우량 강(A)으로 했다.

내산화성은 단속 산화 시험을 사용해서 평가했다. 각 강판으로부터, 20㎜×20㎜의 샘플을 채취하고, 단면을 #600 버프 연마해서 산화 시험편으로 하고, 대기 중에서, 1100℃까지 가열한 후의 유지 시간을 15분으로 하고, 1100℃로부터 실온까지의 냉각 시간을 15분으로 하는 사이클을 1 사이클로 하고, 이를 300 사이클까지 실시하고, 산화 감량(스케일의 생성ㆍ탈락에 의한 두께 감소량)을 측정했다. 이 산화 감량이, 50㎎/㎠ 이하인 경우를 합격(A)으로 하고, 50㎎/㎠ 초과하는 경우를 불합격(C)으로 했다. 평가 결과를 표 2A 및 표 2B에 나타낸다.

[표 1A]

[표 1B]

[표 2A]

[표 2B]

표 1A 내지 표 2B로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명을 적용한 성분 조성의 강판은, 가공성, 고온 강도, 내산화성, 모두 우수한 특성을 나타냈다. 한편, 본 발명으로부터 벗어난 비교예에서는, 가공성, 고온 강도, 내산화성 중 어느 1개 이상 불합격이었다. 이에 의해, 본 발명 강이 비교예의 오스테나이트계 스테인리스강에 대해 우수한 것을 알 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 내열 오스테나이트계 스테인리스강에 의하면, 고온 강도, 내산화성이 우수한 데다가, 가공성이 우수하므로, 내열성이 우수한 스테인리스 강판을 제공 가능하게 된다. 즉, 본 발명을 적용한 재료를, 특히 자동차의 배기관 등의 배기계 부재에 적용하는 것이 가능하게 되고, 자동차 등의 엔진 효율화를 달성할 수 있는 배기관을 제공할 수 있다. 본 발명은 산업상, 매우 유익하다.

Claims

질량％로, C:0.05 내지 0.15％, Si:1.5 내지 3.5％, Mn:0.5 내지 2.0％, P:0.04％ 이하, S:0.01％ 이하, Cr:23.0 내지 26.0％, Ni:10.0 내지 15.0％, Mo:0.50 내지 1.20％, Ti:0.1％ 이하, Al:0.01 내지 0.10％, N:0.10 내지 0.30％를 함유하고,
C와 N의 합계량(C＋N)이 0.25 내지 0.35％이며,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.
제1항에 있어서,
질량％로, Nb:0.01 내지 0.5％, V:0.01 내지 0.5％, W:0.01 내지 0.5％, Co:0.01 내지 0.5％ 중 어느 1종 또는 2종 이상을 더 함유하고,
또한, Mo와 Nb와 V와 W와 Co와의 합계량(Mo＋Nb＋V＋W＋Co)이 1.5％ 이하인 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
질량％로, Cu:0.1 내지 2.0％, B:0.0001 내지 0.005％, Sn:0.005 내지 0.1％ 중 어느 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
1100℃ 고온 강도가, 0.2％ 내력으로 20㎫ 이상인 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.
제1항에 있어서,
1100℃ 고온 강도가, 0.2％ 내력으로 30㎫ 이상인 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
1100℃ 단속 산화 시험에 있어서의 중량감이 50㎎/㎠ 이하인 내열 오스테나이트계 스테인리스 강판.