KR101973309B1 - 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내식성 처리를 행하지 않고 대기 환경 중에서 사용되는 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판에 관해서, 전단 단면의 내식성을 향상시킨 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판을 제공하는 것이다. 본 발명의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판은, 질량％로, C: 0.03％ 이하, Si: 0.1 내지 1.0％, Mn: 0.5 내지 5.0％, P: 0.04％ 이하, Al: 0.015 내지 0.10％, Cr: 19.0 내지 24.0％, Ni: 0.60 내지 2.30％, Cu: 0.5 내지 1.5％, Co: 0.05 내지 0.25％, V: 0.01 내지 0.15％, Ca: 0.002％ 이하, N: 0.06 내지 0.20％, 및 S: 0.0002 내지 0.0040％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이며, Co+0.25V의 값이 0.10 이상 0.25 미만이고, 금속 조직이 페라이트상과 오스테나이트상만을 포함하고, 페라이트상의 평균 결정립 직경이 5 내지 20㎛이며, 오스테나이트상의 평균 결정립 직경이 2 내지 10㎛이며, 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물이 5㎟당 5 내지 20개의 양으로 존재하는 것을 특징으로 한다.

Description

전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판

본 발명은 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계(2상계) 스테인리스 강판에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대기 환경 중에서, 전단 가공된 상태 그대로이며 전단 단면의 내식성 처리를 행하지 않고 사용되는 용도에 제공하기 적합한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판에 관한 것이다.

본원은, 2015년 3월 26일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2015-065028호에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

페라이트·오스테나이트계(2상계) 스테인리스강은, 그의 우수한 강도와 내식성으로 인해 폭넓은 용도로 사용되고 있다. 태양 전지의 가대 등의 거의 가공이 필요가 없는 것부터, 옥외 배관 등의 지지 부품과 같은 가공이 엄격한 것까지, 그의 용도는 다양하다.

이러한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조 과정에서는, 그의 편리성으로 인해 전단 가공에 의한 강판의 잘라내기, 성형, 펀칭이 행해지는 경우가 많다. 그리고, 통상, 이 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판은, 전단 가공된 상태 그대로이며 전단 단면의 내식성 처리를 행하지 않고 사용된다.

페라이트·오스테나이트계 스테인리스강을 전단 가공하여 단면의 내식성 처리를 행하지 않고 사용한 경우, 평활한 표면과 비교하여 단면의 부식(단면 부식, 단면 녹)은 심하며, 단면의 부식은, 흘러내린 녹이나 녹슨 자국의 원인이 되어, 강판 전체의 내식성을 저하시키는 원인이 된다. 이 단면 녹의 문제는, 단면에서 지철이 노출되는 도금 강판 등과 달리, 단면이더라도 부동태화에 의해 내식성이 어느 정도 유지되는 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강에서는, 별로 중요시되고 있지 않았다.

그러나, 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강의 시장이 확대됨에 따라서 사용 환경도 확대되어, 평활한 표면과 단면 사이의 내식성의 차가 문제가 되게 되었다. 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판에서는, 상온에서 페라이트상과 오스테나이트상이 존재하고 있으며, 이 전단 단면에 존재하는 페라이트상이 녹의 원인이 된다.

페라이트계 스테인리스강의 단면의 녹은, 요철에 의한 미시적인 틈새 부식에 의해 일어난다고 말해지고 있다. 틈새 부식에 대해서는 예전부터 연구되고 있으며, 최근에도 특허문헌 1이나 특허문헌 2 등에 틈새 부식에 대한 내성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판이 개시되어 있다.

이들 페라이트계 스테인리스 강판은, 틈새 부식 등의 국부 부식에 대하여 효과가 있지만, 전단 단면에 있어서의 발수(發銹)(녹의 발생)를 억제하기 위해서는, 반드시 충분하다고는 할 수 없으며, 단면 부식이 발생하는 경우가 있었다.

이러한 배경으로부터, 단면의 버 성상에 착안한 특허문헌 3에서는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판이 개시되어 있다. 또한, 양호한 전단 단면의 형상을 얻기 위한 가공 방법이 특허문헌 4에 개시되어 있다.

상기한 바와 같이, 페라이트계 스테인리스강의 단면의 내식성을 개선하는 수법으로서, 지금까지 다양한 기술이 검토, 개발되고 있다.

그러나, 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강은, 페라이트계 스테인리스강과 비교하여 고강도인 특성을 갖고 있다. 이로 인해, 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강의 전단면의 성상은, 페라이트계 스테인리스강의 전단면의 성상과 크게 상이하다. 또한, 전단면의 형상에 추가하여, 오스테나이트상과 페라이트상의 강도차로부터 미소한 빈틈 형상이 형성되기 쉽고, 이것이 내식성에 크게 영향을 미친다. 이로 인해, 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강의 전단 단면의 내식성을 개선하기 위해서는, 상기 특허문헌에 기재된 종래의 방법만으로는 불충분하며, 전단 단면에 있어서의 녹 발생의 문제가 여전히 잔존하고 있다.

일본 특허 공개 제2005-89828호 공보 일본 특허 공개 제2006-257544호 공보 일본 특허 제5375069호 공보 일본 특허 공개 제2010-137344호 공보

본 발명은 상기 문제를 유리하게 해결하는 것이며, 내식성 처리를 행하지 않고 대기 환경 중에서 사용되는 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판에 대해서, 전단 단면의 내식성을 향상시킨 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판을 제안하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판의 전단 단면의 내식성의 개선을 도모하기 위해 다양한 검토를 거듭하였다. 특히, 전단 단면의 부식 상태에 대하여 면밀한 관찰을 행한 결과, 부식의 기점이 파단면에 있고, 이 파단면을 감소시키는 것, 및 파단면의 표면 조도를 경감시키는 것이, 부식의 방지로 이어진다는 것을 알아내었다.

여기서, 파단면이란, 강판을 전단 후에 가공면을 관찰하면 확인되는, 「늘어짐」, 「전단면」, 「파단면」 및 「버」라고 불리는 표면 상태 중 하나이다.

그래서, 상기 내식성의 개선에 관하여, 더욱 검토를 거듭한 결과, 발명자들은, 파단면의 개선에 대해서는, 페라이트상과 오스테나이트상의 결정립 직경을 적정한 범위로 제어하며, 또한 황화물을 적정하게 존재시키는 것이 유효하다는 지견을 얻었다. 또한, 발명자들은, 내식성을 개선하는 성분으로서 Co와 V를 미량 첨가함으로써, 오스테나이트상과 페라이트상의 각각의 내식성이 개선되고, 그 결과, 전단부의 내식성이 향상되는 것도 함께 알아내었다.

본 발명의 일 형태는, 상기 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 그 요건은 다음과 같다.

(1) 질량％로,

C: 0.03％ 이하,

Si: 0.1 내지 1.0％,

Mn: 0.5 내지 5.0％,

P: 0.04％ 이하,

Al: 0.015 내지 0.10％,

Cr: 19.0 내지 24.0％,

Ni: 0.60 내지 2.30％,

Cu: 0.5 내지 1.5％,

Co: 0.05 내지 0.25％,

V: 0.01 내지 0.15％,

Ca: 0.002％ 이하,

N: 0.06 내지 0.20％, 및

S: 0.0002 내지 0.0040％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 화학 성분을 갖고,

Co+0.25V의 값이 0.10 이상 0.25 미만이고,

금속 조직이 페라이트상과 오스테나이트상만을 포함하고,

상기 페라이트상의 평균 결정립 직경이 5 내지 20㎛의 범위이며, 상기 오스테나이트상의 평균 결정립 직경이 2 내지 10㎛의 범위이고,

강 중에 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물이 5㎟당 5 내지 20개의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.

(2) 이하의 군에서 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.

제1군:

질량％로,

Nb: 0.005 내지 0.2％,

Ti: 0.005 내지 0.2％,

W: 0.005 내지 0.2％, 및

Mo: 0.01 내지 1.0％

로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상.

제2군:

질량％로,

Sn: 0.005 내지 0.2％,

Sb: 0.005 내지 0.2％,

Ga: 0.001 내지 0.05％,

Zr: 0.005 내지 0.5％,

Ta: 0.005 내지 0.1％, 및

B: 0.0002 내지 0.0050％,

로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상.

(3) 상기 Co+0.25V의 값이 0.12 이상 0.25 미만인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.

(4) 상기 Co, V, S, N, Cr, 및 Ni 중 어느 1종 이상의 각각의 함유량이, 질량％로, 이하의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.

Co: 0.05 내지 0.12％,

V: 0.08 내지 0.12％,

S: 0.0003 내지 0.0010％,

N: 0.08 내지 0.17％,

Cr: 20.0 내지 23.0％,

Ni: 1.0 내지 1.5％.

(5) 상기 V의 함유량이, 질량％로, 이하의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.

V: 0.01 내지 0.05％ 미만.

(6) 상기 Co, S, N, Cr, 및 Ni 중 어느 1종 이상의 각각의 함유량이, 질량％로, 이하의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는 (5)에 기재된 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.

Co: 0.05 내지 0.12％,

S: 0.0003 내지 0.0010％,

N: 0.08 내지 0.17％,

Cr: 20.0 내지 23.0％,

Ni: 1.0 내지 1.5％.

본 발명의 일 형태에 의하면, 전단 단면에 대하여 내식성 처리를 행하지 않고 그대로의 상태로, 주로 대기 환경 중에서 사용되는 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판에 있어서, 전단 단면의 내식성의 향상을 도모할 수 있다. 이로 인해, 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판의 전체 내식성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 강판의 부식에 의한 미관의 손실, 수명의 저하 등을 억제하는 것이 가능하다.

도 1은 전단 가공 후의 내식성에 미치는 페라이트상과 오스테나이트상의 평균 결정립 직경의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 2는 전단 가공 후의 내식성에 미치는 황화물의 사이즈와 개수의 관계를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판(이하, 간단히 강판이라고도 칭함)의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.

먼저, 본 실시 형태에 따른 강판의 성분 조성을 한정한 이유에 대하여 설명한다. 또한, 강의 성분을 나타내는 ％에 대해서는, 특별히 언급이 없는 한 질량％를 의미한다.

C: 0.03％ 이하

C는 강 중에 불가피하게 혼입되는 원소이지만, C양이 0.03％를 초과하면, 오스테나이트상 및 페라이트상으로 Cr₂₃C₆이 석출되어 결정립계를 예민화하여 내식성을 저하시킨다. 따라서, C양은 적은 쪽이 바람직하지만, 0.03％까지는 허용할 수 있다. C양의 하한값은, 특별히 한정하지 않지만, 생산성 및 비용의 관점에서, 바람직하게는 0.002％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.008％ 이상이다. C양의 상한값은, 바람직하게는 0.025％ 이하이다.

Si: 0.1 내지 1.0％

Si는 탈산제로서 유용한 원소이다. 그러나, Si양(함유율)이 0.1％ 미만이면, 충분한 탈산 효과가 얻어지지 않고, 산화물이 다량으로 강 중에 분산되어, 프레스 가공 시의 깨짐 기점이 증가한다. 한편, 1.0％를 초과하여 Si를 첨가하면, 페라이트상이 경질화되어 가공성의 저하를 초래한다. 따라서, Si양을 0.1 내지 1.0％의 범위로 한정한다. Si양은, 바람직하게는 0.3％ 이상이며, 가공성의 저하를 보다 억제하기 위해서는 0.7％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Mn: 0.5 내지 5.0％

Mn은 탈산 작용이 있다. 또한 본 실시 형태에서는, MnS의 분산 상태를 제어함으로써, 전단 단면 중의 파단면의 부분에 있어서의 표면 조도의 증가를 방지한다는 효과가 있음을 알 수 있었다. 그 기구는 명백하지는 않지만, 이하와 같이 추정된다.

즉, 내식성에 영향을 주지 않을 정도의 비교적 미세한 MnS 입자의 존재가, 파단면의 균열의 전파를 용이하게 하여, 직선적인 파단면의 형상이 발생하기 쉬워진다는 것이다. 단, 그 효과는, S양이 적은 본 실시 형태의 강판에 있어서, Mn양이 0.5％ 미만이면 얻어지지 않는다. 한편, Mn양이 5.0％를 초과하면, 부동태 피막 내에 Mn 산화물이 생성되기 시작하고, 반대로 내식성의 저하를 초래한다. 따라서, Mn양을 0.5 내지 5.0％의 범위로 한정한다. 표면 조도의 저하를 방지하는 관점에서, Mn양을 바람직하게는 1.0％ 이상으로 한다. 부동태 피막 내의 Mn 산화물의 생성을 보다 억제하기 위해서는 Mn양을 4.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

P: 0.04％ 이하

P는 내식성을 저하시키는 원소이다. 또한, 결정립계에 P가 편석됨으로써 열간 가공성을 저하시키기 때문에, 과잉량의 P의 첨가는 제조를 곤란하게 한다. 따라서, P 함유량은 낮은 편이 바람직하지만, 0.04％ 이하까지는 허용할 수 있기 때문에, P양은 0.04％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 P양은 0.03％ 이하이다.

Al: 0.015 내지 0.10％

Al은 탈산을 위해 유효한 성분이기 때문에, 0.015％ 이상의 Al을 함유할 필요가 있다. 한편, Al양이 0.10％를 초과하면, Al계의 비금속 개재물에 의한 표면 상처가 증가함과 함께, Al계의 비금속 개재물이 깨짐의 기점이 된다. 따라서, Al양을 0.015 내지 0.10％로 한다. 탈산 효과를 충분히 향수하는 관점에서, Al양을 바람직하게는 0.02％ 이상으로 한다. Al계의 비금속 개재물의 생성을 보다 억제하기 위해서는 Al양을 0.05％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Cr: 19.0 내지 24.0％

Cr은 스테인리스강의 내식성을 정하는 중요한 원소이다. 본 실시 형태에서는, 페라이트상과 오스테나이트상이 각각 약 50％로 혼재하는 조직이며, 2상으로 분리되었을 경우, 페라이트상에는 Cr이 농축된다. 한편, 오스테나이트상에서는, Cr양이 저하되지만, 오스테나이트 생성 원소인 N이 농축된다. 오스테나이트상의 내식성을 확보하기 위해, 19.0％ 이상의 Cr을 함유시킨다. Cr양은, 바람직하게는 20.0％ 이상이다.

한편, Cr양이 24.0％를 초과하면, 페라이트상에 σ상이 생성되기 쉬워져, 재료의 경화, 내식성의 저하로 이어진다. 따라서, Cr양을 24.0％ 이하로 한다. Cr양은, 바람직하게는 23.0％ 이하이다.

Cu: 0.5％ 내지 1.5％

Cu는 부식 발생 후의 스테인리스강의 표면에 피막을 형성하고, 애노드 반응에 의한 지철의 용해를 억제하는 효과가 있다. 따라서, 녹 발생에 대한 내성의 향상 및 틈새 부식에 대한 내성의 향상에도 유용한 원소이다.

이 효과는, Cu양이 0.5％ 미만이면 별로 기대할 수 없다. 한편, Cu양이 1.5％를 초과하면, 고온에서 취화를 촉진하여, 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Cu양을 0.5％ 내지 1.5％의 범위로 한정한다. 녹 발생에 대한 내성 및 틈새 부식에 대한 내성의 향상의 관점에서, Cu양을 바람직하게는 0.7％ 이상으로 한다. 열간 가공성의 저하를 보다 억제하기 위해서는, Cu양을 1.2％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Ni: 0.60 내지 2.30％

Ni는 산에 의한 애노드 반응을 억제하고, 더 낮은 pH에서도 부동태의 유지를 가능하게 하는 원소이다. 즉 Ni는, 틈새 부식에 대한 내성에 대한 효과가 높아, 활성 용해 상태에 있어서의 부식의 진행을 현저하게 억제한다. Ni양이 0.60％ 미만이면, 틈새 부식에 대한 내성을 향상시키는 효과가 얻어지지 않고, 또한, 오스테나이트상의 비율이 저하되어, 가공성을 현저하게 저하시킨다. 한편, Ni양이 2.30％를 초과하면, 오스테나이트상의 비율이 증가하고, 열간 가공성을 저하시킨다. 따라서, Ni양을 0.60 내지 2.30％의 범위로 한정한다. 또한, Ni양의 하한값은, 바람직하게는 1.0％ 이상이며, 보다 바람직하게는 1.5％ 이상이다. Ni양의 상한값은, 바람직하게는 1.5％ 이하이다.

N: 0.06 내지 0.20％

N은 오스테나이트상을 안정시키고, 또한, 내식성을 향상시키는 중요한 원소이다. N양이 0.06％ 미만이면, 오스테나이트상의 비율이 소량이며 가공성이 저하됨과 함께 오스테나이트상의 내식성이 저하된다. 한편, N양이 0.20％를 초과하면, 반대로 오스테나이트상이 다량으로 생성되고, 열간 가공성이 현저하게 저하된다. 따라서, N양을 0.06 내지 0.20％로 한다. 오스테나이트상의 안정화의 관점에서, N양을 바람직하게는 0.08％ 이상으로 한다. 열간 가공성의 저하를 보다 억제하기 위해서는 N양을 0.17％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Co: 0.05 내지 0.25％

Co는 Ni와 마찬가지의 거동을 나타내고, 오스테나이트상을 안정시키는 원소이다. Ni와의 공존에 의해 미량의 Co를 첨가해도, 그 효과를 발현하지만, Co양이 0.05％ 미만이면, 그 효과는 확인되지 않는다. 또한, Co는, 고온 영역에서 오스테나이트상의 석출을 안정화시키기 때문에, 오스테나이트상에의 N의 농축이 촉진되고, 페라이트상의 N양을 대폭으로 저하시킨다. 이로 인해, Co는, Cr 탄질화물(특히 Cr 질화물)의 석출의 억제에 작용한다. 본 실시 형태의 강판의 내식성이 저하되는 요인은, Cr 탄질화물의 석출에 따라 Cr 탄질화물의 주변 Cr 농도가 저하되는 것이다. 이로 인해, Co는, 특히 Cr 탄질화물의 석출의 억제에 작용함으로써, 페라이트 입계 혹은 페라이트상과 오스테나이트상 사이의 계면에 있어서의 내식성의 열화를 억제한다. 한편, 과잉량의 Co의 첨가는, 오스테나이트상의 비율을 상승시키고, 열간 가공성의 저하를 초래한다. 또한, Co는 희소한 원소이며 고가인 점에서, 다량의 Co의 첨가는 과대한 비용 증가를 초래한다. 그로 인해, Co양의 상한을 0.25％ 이하로 한다. 오스테나이트상 안정화의 관점에서, Co양을 바람직하게는 0.08％ 이상으로 한다. 열간 가공성의 저하를 보다 억제하기 위해서는, Co양의 상한값은, 바람직하게는 0.20％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.12％ 이하이다.

V: 0.01 내지 0.15％

V는 강력한 탄질화물 생성 원소이다. 페라이트상 중에 V가 존재함으로써, 고온 영역에서 용이하게 탄질화물이 생성된다. 본 실시 형태의 강판의 내식성이 저하되는 요인은, Cr 탄질화물의 석출에 수반하여 Cr 탄질화물 주변의 Cr 농도가 저하되는 것이다. 이로 인해, 고온 영역에서 V의 탄질화물이 석출됨으로써, 저온 영역에서의 Cr 탄질화물의 석출을 억제하는 것이 가능하게 된다. 이 효과는, 0.01％ 이상의 V의 첨가에 의해 확인되기 때문에, V양의 하한을 0.01％ 이상으로 한다. 한편, 과잉량의 V의 첨가는 경질화를 초래하기 때문에, V양의 상한을 0.15％ 이하로 한다. V계 탄질화물의 생성을 촉구하고, Cr 탄질화물의 석출을 억제하는 관점에서, V양을, 바람직하게는 0.05％ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 0.08％ 이상으로 한다. 경질화를 보다 억제하기 위해서는 V양을 0.12％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 소량의 V양에 의해, 상기 효과를 발현시킬 경우에는, V양을 0.05％ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

Ca: 0.002％ 이하

Ca는 탈산을 위해 유효한 성분이다. 또한, Ca는, 황화물을 생성하는 원소이며, 전단 파면의 양호한 성상에 기여하는 황화물을 안정시키기 위해 Ca는 유효한 원소이다. 이 효과를 향수하기 위해서는, Ca양을 0.0003％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, Ca양이 0.002％를 초과하면, 조대한 CaS가 생성되어 녹의 기점이 된다. 따라서, Ca양을 0.002％ 이하로 한다.

S: 0.0002 내지 0.0040％

S는 본 실시 형태에 있어서 중요한 원소이다. 종래, S는, 스테인리스강 중에서 Mn이나 Ca 등과 황화물을 형성하고, 내식성을 저하시키는 요인이 되기 때문에, S양을 저감하는 것이 바람직하다고 여겨지고 있었다. 그러나, 발명자들의 연구에서는, 종래 바람직하지 않다고 여겨지고 있었던 MnS나 CaS이더라도, 그의 입경 및 분산 상태를 적정하게 제어하면, 전단 단면의 표면 성상을 안정적으로 고위로 유지하는 것이 가능하게 되어, 내식성을 저하시키지 않는 것이 명확해졌다.

S 함유량을 0.0002％ 미만으로 하기 위해서는, 원료를 엄선할 필요가 있고, 또한 탈황 공정의 부하를 증대시키므로, S양의 하한을 0.0002％ 이상으로 한다. 한편, S양이 0.0040％를 초과하면, 황화물의 조대화가 확인되고, 녹의 원인이 된다. 따라서, S양을 0.0002 내지 0.0040％의 범위로 한정한다. S양의 하한값은, 보다 바람직하게는 0.0003％ 이상이며, S양의 상한값은, 보다 바람직하게는 0.0010％ 이하이다. 따라서, S양의 보다 바람직한 범위는 0.0003 내지 0.0010％이다.

Co+0.25V의 값: 0.10 이상 0.25 미만

본 실시 형태의 강판의 내식성이 저하되는 요인은, Cr 탄질화물의 석출에 수반하여 Cr 탄질화물 주변의 Cr 농도가 저하되는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, Cr 탄질화물, 특히 Cr 질화물의 생성을 억제하기 위해서, Cr 질화물의 석출 온도의 상한까지 충분한 양의 오스테나이트상을 석출시켜, 페라이트상 중의 N양을 저감해 두는 것이 중요하다. 그러기 위해서는, Co의 첨가에 의해, 오스테나이트상의 석출을 촉진하는 것, 및 페라이트상 중에 잔존하는 N을 V에 의해 고정하는 것이 유효하다. Co+0.25V의 값이 0.10 미만인 경우에는, 페라이트상 내의 N양을 저감하는 효과가 없다. 이로 인해, 페라이트/페라이트 입계에 있어서, Cr 질화물이 생성되고, 내식성을 열화시킨다. 따라서, Co+0.25V의 값의 하한값을 0.10 이상으로 한다. Co+0.25V의 값을 0.12 이상으로 함으로써, Cr 질화물의 생성량의 저하가 명확해진다. 이로 인해, Co+0.25V의 값의 하한값은, 바람직하게는 0.12 이상이다. 한편, Co+0.25V의 값이 너무 크면, 오스테나이트상의 비율이 과도하게 상승하여, 열간 가공성의 저하를 초래할 우려가 있다. 이로 인해, Co+0.25V의 값의 상한값을 0.25 미만으로 한다.

또한, Co+0.25V 중, Co, V는, 각각의 원소의 함유량(질량％)을 나타낸다.

이상, 본 실시 형태의 강판의 기본 성분에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태에서는 그 밖에도 내식성 개선을 위해, 이하에 설명하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

Nb: 0.005 내지 0.2％

Nb는 C, N을 고정하여 Cr 탄질화물에 의한 예민화를 방지하고, 내식성을 향상시키는 원소이다. 그러나 Nb양이 0.005％ 미만이면, 그의 첨가 효과가 부족하다. 한편, Nb양이 0.2％를 초과하면, 고용 강화에 의해 페라이트상이 경질화되어 가공성을 저하시킨다. 이로 인해, Nb양을 0.005 내지 0.2％이 범위로 하는 것이 바람직하다.

Ti: 0.005 내지 0.2％

Ti는 C, N을 고정하여 Cr 탄질화물에 의한 예민화를 방지하고, 내식성을 향상시키는 원소이다. 그러나 Ti양이 0.005％ 미만이면, 그의 첨가 효과가 부족하다. 한편, Ti양이 0.2％를 초과하면, 페라이트상의 경질화를 초래하고, 인성을 저하시킨다. 또한 Ti계 석출물에 의해 표면 조도의 저하를 초래한다. 따라서, Ti양을 0.005 내지 0.2％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

W: 0.005 내지 0.2％

W도 Ti와 마찬가지로 C, N을 고정하여 Cr 탄질화물에 의한 예민화를 방지하는 효과가 있다. 그러나, W양이 0.005％ 미만이면, 그의 효과는 확인되지 않는다. 한편, W양이 0.2％를 초과하면, 경질화를 초래하여, 가공성을 저하시킨다. 따라서, W양을 0.005 내지 0.2％의 범위로 하는 것이 바람직하다.

Mo: 0.01 내지 1.0％

Mo는 내식성을 향상시키는 원소이다. 그러나 Mo양이 0.01％ 미만이면, 그의 첨가 효과가 부족하다. 한편, Mo양이 1.0％를 초과하면, 경질화를 초래하여, 가공성을 저하시킨다. 따라서, Mo양을 0.01 내지 1.0％로 하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, 또한 이하에 설명하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

Sn, Sb: 0.005 내지 0.2％

Sn, Sb는 내식성을 향상시키는 원소이지만, 페라이트상의 고용 강화 원소이기도 하다. 이로 인해, Sn, Sb의 각각의 양의 상한을 0.2％로 한다. Sn, Sb 중 어느 한쪽의 양이 0.005％ 이상인 경우, 내식성을 향상시키는 효과가 발휘되기 때문에, Sn, Sb의 각각의 양을 0.005 내지 0.2％로 한다. Sn, Sb의 각각의 양의 하한값은, 바람직하게는 0.03％ 이상이다. Sn, Sb의 각각의 양의 상한값은, 바람직하게는 0.1％ 이하이다.

Ga: 0.001 내지 0.05％

Ga는 내식성 향상에 기여하는 원소이다. Ga양이 0.001％ 이상에서 효과가 발현된다. Ga양이 0.05％ 초과이면, 효과가 포화된다. 이로 인해, 0.001 내지 0.05％의 범위의 양으로 Ga를 함유시킬 수 있다.

Zr: 0.005 내지 0.5％

Zr은 내식성 향상에 기여하는 원소이다. Zr양이 0.005％ 이상에서 효과가 발현된다. Zr양이 0.5％ 초과이면, 효과가 포화된다. 이로 인해, 0.005 내지 0.5％의 범위의 양으로 Zr을 함유시킬 수 있다.

Ta: 0.005 내지 0.1％

Ta는, 개재물의 개질에 의해 내식성을 향상시키는 원소이며, 필요에 따라 함유되어도 된다. 0.005％ 이상의 양의 Ta에 의해 효과가 발휘되기 때문에, Ta양의 하한을 0.005％ 이상으로 하면 된다. 단, Ta양이 0.1％ 초과이면, 상온의 연성의 저하나 인성의 저하를 초래한다. 이로 인해, Ta양의 상한은, 바람직하게는 0.1％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.050％ 이하이다. 소량의 Ta양에 의해, 상기 효과를 발현시키는 경우에는, Ta양을 0.020％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

B: 0.0002 내지 0.0050％

B는 2차 가공 취화나 열간 가공성 열화를 방지하는 데 유용한 원소이며, 내식성에는 영향을 주지 않는 원소이다. 이 때문에 0.0002％ 이상을 B양의 하한으로 하여 B를 함유시킬 수 있다. 그러나, B양이 0.0050％를 초과하면, 오히려 열간 가공성이 열화되므로, B양의 상한을 0.0050％ 이하로 하는 것이 좋다. B 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.0020％ 이하이다.

본 실시 형태의 강판에서는, 상술한 원소 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이지만, 상술한 각 원소 이외의 다른 원소도, 본 실시 형태의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 함유시킬 수 있다.

이상, 성분계에 대하여 설명했지만, 본 실시 형태의 강판은, 성분 조성을 상기 범위로 하는 것만으로는 불충분하며, 페라이트상과 오스테나이트상의 평균 결정립 직경 및 MnS의 석출 상태를 이하의 범위로 하는 것이 중요하다.

<페라이트상의 평균 결정립 직경: 5 내지 20㎛>

<오스테나이트상의 평균 결정립 직경: 2 내지 10㎛>

페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판의 금속 조직은, 페라이트상과 오스테나이트상만을 포함한다. 페라이트상과 오스테나이트상의 각각의 결정립 직경은, 기계적 성질이나 전단 단면의 표면 성상에 과대한 영향을 준다.

페라이트상과 오스테나이트상의 재결정 온도는 상이하고, 오스테나이트상의 재결정 온도 영역에서는 페라이트상은 입성장이 발생한다. 따라서, 페라이트상의 평균 결정립 직경은 오스테나이트상의 평균 결정립 직경보다도 커지지만, 페라이트상과 오스테나이트상의 입경 차가 커지면, 강도차도 확대되어 간다(커진다). 강도차가 크면, 전단 가공 시에 페라이트상과 오스테나이트상의 계면에서 깨짐이 발생하여, 빈틈 부식의 기점이 된다.

그래서, 전단 가공 시에 깨짐이 발생하지 않는 평균 결정립 직경의 한계치를 조사하였다. 그 결과를 도 1에 나타낸다.

도 1은, 전단 가공 후의 내식성에 미치는 페라이트상과 오스테나이트상의 평균 결정립 직경의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 1로부터 명백해진 바와 같이, 페라이트상과 오스테나이트상의 평균 결정립 직경에는 적정한 조합이 존재한다. 도 1의 결과로부터, 페라이트상의 평균 결정립 직경의 상한을 20㎛로 한다.

여기서, 페라이트상의 평균 결정립 직경이 5㎛ 미만인 경우, 오스테나이트상의 재결정이 완료되지 않았기 때문에, 강도가 향상되어 버는 형성되기 어려워진다. 그러나 파단면의 면적이 대폭으로 증가하여, 내식성이 저하되어 버린다. 오스테나이트상의 평균 결정립 직경이 2㎛ 미만인 경우에도, 강도의 상승이 현저해서, 마찬가지의 이유로 내식성이 저하된다.

한편, 오스테나이트상의 평균 결정립 직경이 10㎛ 초과이면, 연질화의 영향에 의해 버가 증가하고, 파단면의 조도가 저하되며, 또한 미시적인 간극이 형성된다. 또한, 페라이트상의 일부에 조대 입자가 생성되어, 계면 깨짐을 조장한다. 이상에 의해, 내식성의 저하가 크다.

따라서, 페라이트상의 평균 결정립 직경을 5 내지 20㎛로 하고, 오스테나이트상의 평균 결정립 직경을 2 내지 10㎛로 한다.

<황화물: 긴 직경이 1 내지 5㎛인 입자(황화물)가 5㎟당 5 내지 20개의 양으로 존재함>

이하, 강판 중의 황화물의 석출 상태를 상기 범위로 한정한 이유에 대하여 설명한다.

본 발명자들에 의하면, 전단 가공이 실시된 단면의 부식의 기점은, 전단면과 파단면의 경계부 및 파단면인 것이 확인되었다. 전단면과 파단면의 경계부에서 빈틈이 형성되기 쉬우므로, 부식 인자가 퇴적되기 쉽다. 또한, 딤플 파면에 기인한 요철에 의한 미세한 간극 형상이, 부착 용액의 저pH화, 고염분화를 촉진한다(부착 용액의 pH를 낮추고, 또한 부착 용액 중의 염분을 농화함). 이로 인해, 전단면과 파단면의 경계부 및 파단면은, 부식이 일어나기 쉬운 환경으로 되어 있으며, 부식의 기점이 된다고 생각된다. 따라서, 전단면과 파단면의 경계부에 빈틈이 형성되는 것을 억제함으로써, 부식이 일어나기 어려운 전단 단면이 형성될 것으로 예상된다. 여기서 황화물이란, CaS, MnS, CrS, TiCS, CuS 등을 나타내고 있다.

그래서 본 발명자들은, 제조 조건을 변화시킨 시험편을 사용하여 내식성 시험을 실시하였다. 그리고, 내식성이 양호한 시험편, 및 비교로서 내식성이 열위였던 시험편을 수개 추출하여, 시험편의 마이크로 조직을 해석하였다. 그 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2는, 전단 가공 후의 내식성에 미치는 황화물의 사이즈와 개수의 관계를 나타낸 그래프이다. 여기서, 도 2 중의 황화물의 크기(사이즈)는 늘려 펴진 황화물의 긴 직경의 최댓값이다. 도 2 중의 황화물의 개수는, 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물의 개수(5㎟당 개수)이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 황화물의 석출 형태와 전단 단면의 성상에 상관이 있고, 부식의 발생이 적은 조건이 존재하는 것이 명확해졌다. 즉, 강 중에 있어서 1 내지 5㎛의 긴 직경을 갖는 황화물을 5㎟당, 5 내지 20개의 양으로 존재시키는 것이 중요한 것이 명확해졌다. 여기서, 긴 직경이 1㎛ 미만인 황화물(도 2에 있어서 황화물의 크기(긴 직경의 최댓값)가 1㎛ 미만인 경우)이면, 파단 시에 발생하는 균열의 진전을 억제하는 효과가 작다. 한편, 긴 직경이 5㎛를 초과하는 황화물(도 2에 있어서 황화물의 크기(긴 직경의 최댓값)가 5㎛ 초과인 경우)이면, 표면에 드러난 황화물이 결락되어 보다 큰 균열을 형성한다. 이로 인해, 대상으로 하는 황화물의 긴 직경을 1 내지 5㎛의 범위로 한다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물을 제어의 대상으로 한다. 여기서, 제어의 대상이 되는 황화물의 긴 직경이란, 개개의 황화물의 긴 직경을 의미한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 황화물의 긴 직경의 최댓값이 1 내지 5㎛인 것이 바람직하다.

이어서, 이러한 황화물의 석출 상태에 대하여 조사한 결과, 이하의 사항이 판명되었다. 단위 면적: 5㎟당 석출물(황화물)의 개수가 5개 미만이면, 균열의 진전을 억제하는 효과가 부족하다는 것이 판명되었다. 5㎟당 석출물(황화물)의 개수가 20개 초과이면, 빈틈이 다량으로 형성되어 내식성을 저하시키는 것이 판명되었다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물을 5㎟당 5 내지 20개의 양으로 존재시킨다. 바람직하게는, 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물을 5㎟당 6개 이상, 15개 이하의 양으로 존재시킨다.

이어서, 본 실시 형태의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 페라이트상 및 오스테나이트상의 평균 결정립 직경 및 황화물의 석출 분산의 상태가 중요하고, 그 때문에 이하의 조건에서 강판의 제조를 실시하는 것이 긴요하다.

페라이트상과 오스테나이트상의 평균 결정립 직경을 상기 범위로 제어하기 위해서는, 열간 압연 및 냉간 압연 공정의 압연율이 중요하다. 열간 압연의 조압연 공정에 있어서, 적어도 1패스에 있어서의 압하율을 30％ 이상으로 하고, 또한 조압연 공정에서는 5패스 이상의 가공을 1000℃ 이상의 온도에서 행할 필요가 있다. 또한 냉간 압연의 압하율을 75％ 이상으로 하고, 냉간 압연 시의 판 온도를 최종 패스 종료 시에 150℃ 이상으로 할 필요가 있다.

냉간 압연 시에 도입되는 변형은 재결정립의 생성 핵이 되지만, 본 실시 형태와 같은 고강도강에서는, 가공 경화가 진행되면 냉연 공정에 다대한 부하가 발생한다. 그래서, 냉간 압연 시의 판 온도를 상승시킴으로써 부하를 경감한다. 이 효과는, 냉연 공정의 부하를 저감할 뿐만 아니라, 재결정의 생성 핵을 과대로 하지 않기 때문에, 결정립 직경의 제어에 있어서도 유용하다. 페라이트상의 평균 결정립 직경을 5 내지 20㎛로 하고, 또한 오스테나이트상의 평균 결정립 직경을 2 내지 10㎛로 하기 위해서는, 최종 패스 후의 판 온도를 150℃ 이상으로 제어할 필요가 있다. 또한, 최종 패스 후의 판 온도는 1패스당 압연율이나 압연 속도를 변경함으로써 제어하는 것이 가능하다.

황화물의 사이즈 및 석출 개수를 상기 범위로 제어하기 위해서는, 열연판의 어닐링 및 냉연판의 어닐링의 각각의 공정의 처리 온도가 중요하다. 그 조건을, 열연판의 어닐링 온도: 1000 내지 1100℃, 냉연판의 어닐링 온도: 950 내지 1050℃로 하는 것이 바람직하다.

또한, 기타의 공정에 대해서는, 특별히 제한은 없고 종래 공지된 방법을 적용할 수 있다. 덧붙여, 대표적인 제조 조건을 나타내면 이하와 같다.

먼저 상기 성분 조성을 갖는 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강을 1150 내지 1250℃로 가열하고, 이어서 마무리 온도를 950℃ 이상으로 하여 판 두께가 3.0 내지 6㎜가 되도록 열간 압연을 실시한다. 이때 조압연 공정의 적어도 1패스의 압하율을 30％ 이상으로 한다. 마무리 압연 후에 통상의 냉각 속도로 냉각하면, 오스테나이트상의 석출이 불충분해진다. 이로 인해, 마무리 압연의 온도를 950℃ 이상으로 하고, 그 후에는 적극적으로 냉각하는 일 없이 열연판을 권취한다. 500℃ 이하까지 완냉각(완만하게 냉각)하고, 이어서, 열연판을 수조에 넣어서 급랭한다.

권취 후의 냉각 속도는 특별히 규정하지 않는다. 그러나, 475℃ 부근에서 소위 475℃ 취성에 의한 인성의 저하가 일어나기 때문에, 425 내지 525℃의 범위의 냉각 속도는 100℃/h 이상이 바람직하다.

이렇게 하여 제작된 열간 압연 강대에 대하여 1000 내지 1100℃의 온도에서 열연판의 어닐링을 실시하고, 이어서 산세를 행한다.

이어서, 압하율이 75％ 이상인 냉간 압연을 실시할 때, 냉연에 의해 발생한 가공 발열이 실온까지 냉각되지 않도록 연속적으로 리버스 압연을 실시하고, 최종 패스 출측의 판 온도가 160℃ 이상이 되도록 냉연을 실시한다. 얻어진 냉연판에 대하여 950 내지 1050℃의 온도에서 냉연판의 어닐링을 실시하고, 이어서 산세를 행해 냉연 제품으로 한다.

이상 설명한 제법에 의해, 본 실시 형태의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강을 얻을 수 있지만, 상술한 각 공정, 각 조건에 의해 본 실시 형태를 한정하는 것이 아니다.

이어서, 본 실시 형태의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판을 전단할 때, 파단면을 저감할 수 있는 전단 가공 방법에 대하여 설명한다. 또한, 파단면을 저감하는 수단은 특별히 이것에 한정되지 않고, 강판을 전단 가공할 때 적절히 조정·설정해도 된다. 이하에, 파단면을 저감할 수 있는 가공 방법의 일례를 든다.

발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해, 전단 가공의 조건을 다양하게 변경하여 수많은 실험을 행한 결과, 파단면율의 저감에는, 클리어런스의 제어가 특히 유효하다는 것이 판명되었다. 여기서, 클리어런스란, 강판의 두께 d에 대한 날과 대의 간극 x의 비율을 말한다.

전단 가공 시의 클리어런스는, 전단 단면 중의 파단면의 면적, 및 버의 높이에 영향을 미친다. 각종 클리어런스를 검토한 결과, 본 실시 형태의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강의 경우, 클리어런스를 5 내지 20％로 하면, 파단면의 면적 및 버의 높이가 작게 억제되고, 내식성이 향상되는 것이 명확해졌다. 전단 가공 시의 클리어런스는 10 내지 15％로 하는 것이 바람직하다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 하나의 조건 예이며, 본 발명은 이하의 실시예에서 사용한 조건에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요건을 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.

또한, 표 중의 밑줄은 본 실시 형태의 범위로부터 벗어나 있음을 나타낸다.

표 1, 2에 나타내는 화학 조성을 갖는 페라이트·오스테나이트계 스테인리스강을 용제하였다. 이어서 1200℃의 온도로 가열하고, 이어서 마무리 온도: 980℃에서 열간 압연을 행하여, 판 두께: 4㎜의 열연판으로 하였다. 열간 압연의 조압연 공정 중 적어도 1패스의 압하율을 30％ 이상으로 하였다. 또한, 열연판으로 한 후에 권취하고, 500℃ 이하까지 완냉각하고, 이어서 급랭하였다.

그 후, 표 3, 5에 기재된 어닐링 온도에서 열연판의 어닐링을 행하고, 산세하였다. 이어서, 냉간 압연으로 판 두께: 0.6 내지 1.2㎜로 하였다. 냉간 압연 시에는, 초기 패스의 물림 온도를 60℃로 하고, 판 온도가 저하되지 않도록 연속하여 압연을 행하였다. 냉연율, 최종 패스 후의 판 온도(최종 패스 온도)는 표 3, 5에 나타내는 값으로 하였다. 얻어진 냉연판에 대하여 냉연판 어닐링을 실시하고, 산세 마무리에 의해 표면을 정돈하여 시험편으로 하였다.

이와 같이 하여 얻어진 시험편의 황화물의 사이즈와 개수를, 광학 현미경과 SEM-EDS법에 의해 측정하였다. 측정 방법을 이하에 나타낸다. 먼저 시험편의 표면을 #600으로 연마하고, 이어서 경면 연마하여 마무리하였다. 이어서, 5㎜×5㎜의 정사각형을 시험편의 표면에 선으로 표시했다. 선으로 표시한 범위 내에 있어서, 광학 현미경을 사용하여 개재물을 관찰하고, 그 범위 내에 존재하는 1㎛ 정도 이상의 개재물을 마킹하였다. 이와 같이, 관찰에 의해, 개재물의 대략의 사이즈를 파악하고, 또한 측정하는 개재물을 골라 냈다.

이어서, 개재물의 총수가 5개를 초과한 경우에만, SEM-EDS법에 의해 그 개재물의 조성을 2군데/개의 지점에서 측정하였다. S의 농도가 50％ 이상이 되는 조성이 1군데에서라도 확인되면, 그 개재물을 황화물이라 판정하였다.

이하의 방법에 의해, 황화물이라 판정된 개재물의 긴 직경을 측정하였다. 황화물은, 비교적 연질인 특성을 갖고 있다. 이로 인해, 많은 황화물은, 압연 방향으로 늘려 펴진 형태로 존재한다. 따라서, 압연 방향의 길이를 긴 직경으로 하고, 황화물의 선단으로부터 후단까지의 길이(최대의 길이)를 긴 직경으로 하여 측정하였다. 또한, 황화물의 긴 직경의 측정값은, 소수점 첫번째 자리에서 반올림하여, 정수로서 산출하였다. 얻어진 긴 직경의 측정값 중 최댓값을 표 4, 6의 "황화물의 긴 직경"의 란에 기재하였다.

또한, 긴 직경의 측정값이 1 내지 5㎛인 황화물의 개수를 측정하고, 그 5㎟당 개수를 구하였다. 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물의 개수(5㎟당 개수)를 표 4, 6의 "황화물의 개수"에 기재하였다.

또한, 니혼덴시 가부시키가이샤 제조의 전계 방출형 주사 전자 현미경 JSM-7000F를 사용하여 전자선 후방 산란 회절(EBSD)법에 의해, 페라이트상과 오스테나이트상을 분리하고, 페라이트상과 오스테나이트상의 결정립 직경을 측정하였다. 측정 시의 가속 전압을 25kV로 하고, 스텝 사이즈를 0.5㎛로 하고, 측정 위치를, 시험편 폭의 중앙 위치에서 압연 방향의 단면에 있어서의 판 두께의 중심부로 하였다. 방위 해석에는, (주)TSL 솔루션즈의 OIM 소프트웨어를 사용하여, 인접하는 결정립의 방위 차가 15° 이상인 결정립의 경계를 결정립계로 하고, 페라이트상과 오스테나이트상의 결정립 직경을 측정하였다. 페라이트상과 오스테나이트상 각각에 대해서, 측정된 결정립 직경의 평균값을 산출하고, 평균 결정립 직경을 얻었다.

페라이트상의 평균 결정립 직경을 표 4, 6의 "페라이트상의 입경"의 란에 기재하였다. 오스테나이트상의 평균 결정립 직경을 표 4, 6의 "오스테나이트상의 입경"의 란에 기재하였다.

이상의 제조 조건에서 얻어진 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판의 시험편을, 120㎜×75㎜의 크기로 잘라내고, 절단면에 실리콘 테이프를 부착하여 사방 단면의 영향을 무해화하였다. 다양한 직경을 갖는 펀칭 공구의 암형을 사용함으로써, 펀칭 공구의 수형과 암형의 빈틈(전단 클리어런스)을 조정하였다. 다양한 전단 클리어런스로, 샘플의 중앙부에 대하여 원형의 전단 가공을 실시하였다. 여기서, 전단 클리어런스(％)는 이하의 식으로 산출되는 값이다.

{(펀칭 공구의 수형의 직경과 암형의 직경의 차)/시험편(강판)의 두께}×100

잘라낸(전단 가공한) 후, 아세톤에 의한 탈지를 행하였다. 버가 나와 있는 면을 위로 하여 기울기: 75°로 사이클 부식 시험기에 샘플을 배치하였다. 그리고, JASO M 609-91에 준거한 사이클 부식 시험을 6사이클 행하였다. 시험 후, 전단 단면에 있어서 부식이 발생하지 않은 샘플을 "녹 발생 없음"이라 평가하고, 부식의 발생이 보인 샘플을 "녹 발생 있음"이라 평가하였다.

얻어진 결과를 표 4, 6에 나타낸다.

시험 No. 1, 2, 4, 5, 8 내지 11, 13, 14, 16, 19 내지 27의 결과로부터, 본 실시 형태의 범위를 만족시키고 있으면, 전단 단면의 내식성이 좋은 것을 알 수 있다.

시험 No. 3, 6, 7, 17, 22의 결과로부터, 페라이트상의 평균 결정립 직경 및 오스테나이트상의 평균 결정립 직경 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 본 실시 형태의 범위로부터 벗어나 있었을 경우에는, 전단 단면에 녹이 발생하였다. 특히 시험 No. 22에서는, 냉간 압연 시의 최종 패스 후의 판 온도가 160℃보다도 낮았다. 이로 인해, 냉연에 의한 변형의 도입이 매우 많고, 변형이 재결정의 핵이 될 수 있었기 때문에, 미세한 결정립이 되어 녹의 원인이 되었다.

시험 No. 12, 15, 17, 18의 결과로부터, 황화물의 개수 및 황화물의 긴 직경 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 본 실시 형태의 범위로부터 벗어나 있었을 경우, 전단 단면에서 녹이 발생하였다.

시험 No. 28 내지 46의 결과로부터, 화학 성분이 본 실시 형태의 범위로부터 벗어나 있었을 경우, 전단 단면에 녹이 발생하였다.

본 실시 형태의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판에 의하면, 전단 단면의 내식성 처리를 행하지 않고 대기 환경 중에서 사용해도, 전단 단면의 내식성이 우수하다. 이로 인해, 본 실시 형태의 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판은, 파워컨(파워 컨디셔너, PV(Photovoltaic) 인버터)의 하우징, 덕트 후드, 태양 전지의 가대, 배수구 및 그의 덮개 등의 다양한 용도에 대하여 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (7)

1. 질량％로,
   C: 0.03％ 이하,
   Si: 0.1 내지 1.0％,
   Mn: 0.5 내지 5.0％,
   P: 0.04％ 이하,
   Al: 0.015 내지 0.10％,
   Cr: 19.0 내지 24.0％,
   Ni: 0.60 내지 2.30％,
   Cu: 0.5 내지 1.5％,
   Co: 0.05 내지 0.25％,
   V: 0.01 내지 0.15％,
   Ca: 0.002％ 이하,
   N: 0.06 내지 0.20％, 및
   S: 0.0002 내지 0.0040％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 화학 성분을 갖고,
   Co+0.25V의 값이 0.10 이상 0.25 미만이고,
   금속 조직이 페라이트상과 오스테나이트상만을 포함하고,
   상기 페라이트상의 평균 결정립 직경이 5 내지 20㎛의 범위이며, 상기 오스테나이트상의 평균 결정립 직경이 2 내지 10㎛의 범위이고,
   강 중에 긴 직경이 1 내지 5㎛인 황화물이 5㎟당 5 내지 20개의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
2. 제1항에 있어서, 이하의 군에서 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
   제1군:
   질량％로,
   Nb: 0.005 내지 0.2％,
   Ti: 0.005 내지 0.2％,
   W: 0.005 내지 0.2％, 및
   Mo: 0.01 내지 1.0％
   로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상.
   제2군:
   질량％로,
   Sn: 0.005 내지 0.2％,
   Sb: 0.005 내지 0.2％,
   Ga: 0.001 내지 0.05％,
   Zr: 0.005 내지 0.5％,
   Ta: 0.005 내지 0.1％, 및
   B: 0.0002 내지 0.0050％
   로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상.
3. 제1항에 있어서, 상기 Co+0.25V의 값이 0.12 이상 0.25 미만인 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
4. 제2항에 있어서, 상기 Co+0.25V의 값이 0.12 이상 0.25 미만인 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Co, V, S, N, Cr, 및 Ni 중 어느 1종 이상의 각각의 함유량이, 질량％로, 이하의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
   Co: 0.05 내지 0.12％,
   V: 0.08 내지 0.12％,
   S: 0.0003 내지 0.0010％,
   N: 0.08 내지 0.17％,
   Cr: 20.0 내지 23.0％,
   Ni: 1.0 내지 1.5％.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 V의 함유량이, 질량％로, 이하의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
   V: 0.01 내지 0.05％ 미만.
7. 제6항에 있어서, 상기 Co, S, N, Cr, 및 Ni 중 어느 1종 이상의 각각의 함유량이, 질량％로, 이하의 범위를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전단 단면의 내식성이 우수한 페라이트·오스테나이트계 스테인리스 강판.
   Co: 0.05 내지 0.12％,
   S: 0.0003 내지 0.0010％,
   N: 0.08 내지 0.17％,
   Cr: 20.0 내지 23.0％,
   Ni: 1.0 내지 1.5％.

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