KR101982877B1

KR101982877B1 - Ni 저감형 고내열 주강

Info

Publication number: KR101982877B1
Application number: KR1020160116167A
Authority: KR
Inventors: 이정석; 최연창
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2019-05-28
Also published as: JP6833486B2; KR20180028629A; CN107805764B; CN107805764A; DE102016224333A1; JP2018040050A; US10337091B2; US20180073112A1

Abstract

본 발명은 자동차 터보차저 터빈하우징용 내열주강에 관한 것으로서, 고온에서의 높은 인장강도와 고내열성을 갖으며, 원가절감을 위해 Ni 함량을 최소로 한 Ni 저감형 고내열 주강에 관한 것이다.
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, X / Y의 값이 0.44 내지 0.47 인 것을 특징으로 하는 Ni 저감형 고내열 주강으로, 상기 X는 하기의 수학식 1에 의하여 산출되는 값이며, 수학식 1은 X = Cr의 wt% + 1.5×Si의 wt% + 0.5×Nb의 wt%이고, 상기 Y는 하기의 수학식 2에 의하여 산출되는 값이며, 수학식 2는 Y = Ni의 wt% + 0.5×Mn의 wt% + 30×C의 wt% + 30×N의 wt% 인 Ni 저감형 고내열 주강을 제공한다.

Description

Ni 저감형 고내열 주강{High Heat Resistant Steel with a Low Nickel}

본 발명은 자동차 터보차저 터빈하우징용 내열주강에 관한 것으로서, 고온에서의 높은 인장강도와 고내열성을 갖으며, 원가절감을 위해 Ni 함량을 최소로 한 Ni 저감형 고내열 주강에 관한 것이다.

환경 보전을 위하여 자동차 엔진의 고성능화, 연비 향상, 배기 가스의 삭감이 요구되고 있다. 따라서, 최근 자동차에는 연비 및 출력 향상, 배기가스 저감을 위해 터보차저를 장착한 고효율, 고성능 엔진이 확대 적용되는 추세이다.

이 중, 터보차저는 터보(Turbine)와 슈퍼차저를 합성하여 만든 단어로 터빈과 여기에 직결된 컴프레서로 구성되어 있어 배출가스의 에너지로 터빈 휠을 회전시키고 컴프레서에 의해 흡입된 공기를 압축하여 실린더로 보낸다. 터보차저의 본체는 블레이드(Blade)가 설치된 터빈 휠(Turbine Wheel)과 컴프레서 휠(Compressor Wheel)을 1개의 축에 연결하고 각각을 하우징으로 둘러싼 간단한 구조로 배기 매니폴드 집합부의 근방에 위치한다.

이러한 터빈하우징은 터빈차저의 중량 및 원가의 절반 가까이를 차지하며, 엔진 연소실로부터 배출되는 800 내지 950 ℃ 수준의 고온의 배기가스가 통과되는 부품으로, 높은 고온 인장강도와 내구성이 요구된다.

이처럼, 일반적인 엔진 배기가스 온도는 800 내지 950 ℃ 수준이나, 향후에는 터보차저의 성능 및 출력을 향상 시키기 위해, 1000 내지 1050 ℃ 수준으로 높아질 전망이다. 따라서, 배기가스 온도가 향상되면 터보차저의 터빈하우징에는 더 높은 내열성을 가진 소재의 적용이 필요한 것이다.

따라서, 종래 기술에서의 터빈하우징은 Ni(니켈)이 약 10 내지 20 wt% 가량 첨가된 주강 소재가 사용되며, 일부 엔진의 배기온도가 1000℃ 이상으로 이때는 Ni이 약 35 wt% 가량 첨가된 고내열 주강이 사용된다. 또한, 35 wt% Ni계 합금의 경우, 고온 인장강도가 900℃ 기준 180 내지 190MPa 수준으로, 10 내지 20 wt% Ni계 합금 대비 약 30 내지 40 % 고온강도가 우수하지만, 고가의 Ni 합금 원소의 다량 첨가로 원가경쟁력에 있어서 한계점이 있다.

더불어, 이와 같은 높은 내구성을 위하여 종래기술에서의 터빈하우징에 사용되는 소재는 고온 내산화 주철 등이 있다. 이러한 소재는 고온에서의 물성 향상과 내산화성을 위하여 기존 구상흑연 주철재에 실리콘(Si), 몰리브데넘(Mo) 등의 원소를 첨가하여 제조되고 있다. 그러나 이러한 내열 주철이 사용되는 일반적인 사용 온도범위는 약 630 내지 760 ℃이고, 이를 배기가스 온도로 보면 약 700 내지 800 ℃이며, 이 온도범위에서 위의 재질들은 약 60 MPa 정도의 인장강도를 가지므로, 이보다 더 높은 고내열성이 요구된다. 따라서, 이를 적용하는 데에 있어 한계점을 갖게 되는 것이다.

이에, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 터빈하우징에 적용되는 고내열 주강에 관한 것으로, 원가절감을 위하여 Ni 함량을 낮춤과 동시에 고내열성 및 고온에서의 높은 인장강도를 갖는 Ni 저감형 고내열 주강에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 고온에서의 높은 인장강도를 확보하고, 고내열성을 갖으며, 나아가 Ni 함량을 줄여서 원가절감의 효과를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 Ni 저감형 고내열 주강을 터빈하우징에 적용할 시에, 경량화가 가능해지며, 더불어 고성능 및 고출력의 터보차저에 따른 높은 배기가스 온도에서 견딜 수 있는 높은 내열성을 확보할 수 있는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면, X / Y의 값이 0.44 내지 0.47 인 것을 특징으로 하고, 상기 X는 하기의 수학식 1에 의하여 산출되는 값이며, 수학식 1은 X = Cr의 wt% + 1.5×Si의 wt% + 0.5×Nb의 wt%이고, Y는 하기의 수학식 2에 의하여 산출되는 값이며, 수학식 2는 Y = Ni의 wt% + 0.5×Mn의 wt% + 30×C의 wt% + 30×N의 wt%인 것을 특징으로 하는 Ni 저감형 고내열 주강을 제공한다.

본 발명에서의 상기 C의 wt%는 0.5 내지 0.7 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 Si의 wt%는 1.3 내지 1.7 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 Mn의 wt%는 0.6 내지 1.0 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 Ni의 wt%는 24.0 내지 26.0 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 Cr의 wt%는 18.0 내지 20.0 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 Nb의 wt%는 1.0 내지 2.0 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 N의 wt%는 0.15 내지 0.20 wt% 인 것이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 C의 wt%는 0.5 내지 0.7 wt%이며, 상기 Si 의 wt%는 1.3 내지 1.7 wt%이고, 상기 Mn의 wt%는 0.6 내지 1.0 wt%이며, 상기 Ni 의 wt%는 24.0 내지 26.0 wt%이고, 상기 Cr의 wt%는 18.0 내지 20.0 wt%이며, 상기 Nb의 wt%는 1.0 내지 2.0 wt%이고, 상기 N의 wt%는 0.15 내지 0.20 wt% 인 것이 바람직하다.

한편, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의하면 상기 Ni 저감형 고내열 주강으로 제조된 자동차 터빈하우징을 제공한다.

본 발명의 Ni 저감형 고내열 주강에 의하면 고온에서의 높은 인장강도를 확보할 수 있으며, 고내열성을 갖으며, 나아가 Ni 함량을 줄여서 원가절감의 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 Ni 저감형 고내열 주강을 터빈하우징에 적용할 시에, 경량화가 가능해지며, 더불어 고성능 및 고출력의 터보차저에 따른 높은 배기가스 온도에서 견딜 수 있는 높은 내열성을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

터보차저는 터보(Turbine)와 슈퍼차저를 합성하여 만든 단어로 터빈과 여기에 직결된 컴프레서로 구성되어 있어 배출가스의 에너지로 터빈 휠을 회전시키고 컴프레서에 의해 흡입된 공기를 압축하여 실린더로 보낸다. 터보차저의 본체는 블레이드(Blade)가 설치된 터빈 휠(Turbine Wheel)과 컴프레서 휠(Compressor Wheel)을 1개의 축에 연결하고 각각을 하우징으로 둘러싼 간단한 구조로 배기 매니폴드 집합부의 근방에 위치한다.

이러한 터빈하우징은 터빈차저의 중량 및 원가의 절반 가까이를 차지하며, 엔진 연소실로부터 배출되는 800 내지 950 ℃ 수준의 고온의 배기가스가 통과되는 부품이며, 나아가 터보차저의 성능 및 출력을 향상 시키기 위해 1000 내지 1050 ℃ 수준으로 높아짐에 따라, 터빈하우징의 소재는 더욱 높은 고온 인장강도와 내구성이 요구된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 터빈하우징에 적용되는 고내열 주강에 관한 것으로, 원가절감을 위하여 Ni 함량을 낮춤과 동시에 고온에서의 높은 인장강도 및 고내열성을 갖는 Ni 저감형 고내열 주강에 관한 것이다.

상기 기술한 효과를 얻기 위해, 본 발명에서는 Ni(니켈) 당량 대비 Cr(크롬) 당량비를 최적화한다. Cr, Ni 등의 합금 원소가 첨가되는 내열합금에서는 Cr 당량 및 Ni 당량의 값이 내열성을 나타내는 지표이기 때문이다. 이에 따라, 본 발명에서는 Cr 당량(Cr_eq)을 X라 하고, Ni 당량(Ni_eq)을 Y라 정의하며, X와 Y는 각각 하기 수학식 1 및 2에 의해 산출되는 값이다. 또한, X / Y 는 Ni 당량 대비 Cr 당량 비, 즉 당량비를 의미한다.

[ 수학식 1 ]

X = Cr의 wt% + 1.5×Si의 wt% + 0.5×Nb의 wt%

[ 수학식 2 ]

Y = Ni의 wt% + 0.5×Mn의 wt% + 30×C의 wt% + 30×N의 wt%

Cr은 원자 구조가 BCC(체심입방구조)이며, Ni은 FCC(면심입방구조)이다. BCC는 상온에서의 안장강도는 우수하지만 고온에서는 인장강도가 급격히 저하되는 구조이고, FCC는 상온에서는 인장강도가 BCC대비 다소 낮지만, 고온에서는 높은 인장강도를 유지한다. 따라서, 고온용 내열 합금에 적합한 구조는 FCC 구조이다.

또한, Cr은 BCC 구조를 안정화시키는 합금으로 이와 유사한 역할을 하는 합금원소로는 Mo(몰리브덴), Si(규소), Nb(니오븀)이 있다. 이에 반해, Ni은 FCC 구조를 안정화시키는 원소이며, 이와 유사한 역할을 하는 원소로는 Mn(망간), C(탄소), N(질소)가 있다.

즉, 내열성을 향상시키기 위해서는 X를 낮추거나 Y를 높여야 한다. 이처럼, Ni 당량 즉, 고온에서 높은 인장강도를 유지하는 Y 값을 높여야 하지만 본 발명에서는 Ni 합금원소의 함량을 낮추어 원가절감을 실현하고, Ni과 유사한 역할을 하는 합금원소들을 당량 식으로 조절하며, Cr 당량 값인 X와의 비 또한 적절하게 조절하여 X / Y의 값을 0.44 내지 0.47로 설정하여 합금을 제조한다.

보다 더 구체적으로, 본 발명에서의 당량비를 고려한 합금설계 범위는 C(탄소)는 0.5 내지 0.7 wt%, Si(규소)는 1.3 내지 1.7 wt%, Mn(망간)은 0.6 내지 1.0 wt%, Cr(크롬)은 18 내지 20 wt%, Nb(니오븀)은 1.0 내지 2.0 wt%, N(질소)는 0.15 내지 0.20 wt%, Ni(니켈) 24 내지 26 wt% 이라 할 수 있다.

상기 C는 내열성 및 주조성 향상 원소로, C의 함량은 0.5 내지 0.7 wt%인 것이 바람직하다. 0.5 wt% 미만일 경우, 내열성 향상 효과가 미미하며, 반면 0.7 wt% 초과일 경우에는 타 합금 원소와 결합하여 조대 탄화물을 형성해 오히려 강도를 떨어뜨리는 악영향이 있다.

상기 Si는 주조성을 향상시키는 원소이다. 따라서 상기 Si의 함량은 1.3 내지 1.7 wt%인 것이 바람직하다. 1.3 wt% 미만인 경우, 주조성이 낮아져 주조 제품 제작 시, 미스런(misrun, short run) 및 기포 등 주조 결함이 발생하기 쉽다. 상기 미스런이라는 것은 주조할 때, 탕이 매우 과냉각하여 주형에 완전히 주입되기 전에 응고하여 사용할 수 없는 주조품이 되는 것을 말한다. 더불어, 1.7 wt% 초과일 경우에는 Cr 당량인 X의 값을 높이기 때문에 내열성이 낮아지는 단점이 있다. 따라서 주조성을 높이면서도 내열성이 낮아지지 않도록 Si의 함량은 1.3 내지 1.7 wt%인 것이 바람직하다.

상기 Mn은 고온 안정상인 오스테나이트 안정화 원소로, Ni 당량비인 Y 값을 높여 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.6 내지 1.0 wt%인 것이 바람직하다. 0.6 wt% 미만일 경우에는 내열성을 향상시키는 그 효과가 미미하며, 1.0 wt% 초과일 경우에는 주조성이 악화되는 단점이 있다. 이로 인해, 내열성 향상 및 주조성 저하 방지를 위해 상기 Mn의 함량은 0.6 내지 1.0 wt% 인 것이 바람직하다.

나아가, 상기 Ni도 고온 안정상인 오스테나이트 안정화 원소로 Ni 당량비인 Y 값을 높여 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 이처럼, Ni 첨가량을 높이면 내열성 향상에는 유리하지만, 고가의 원소이므로 원가 측면을 고려하여 종래기술의 고내열재와 동등 수준의 내열성을 갖도록 최소 첨가량인 24 내지 26 wt%로 첨가량을 설정하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 24 wt% 미만 첨가 시에는 내열성에 있어서 종래기술 수준으로 맞추기 어려우며, 26 wt% 초과 첨가 시에는 원가 상승이 과다해져 상업상 이용 가능성에 제약이 따를 수 있다.

상기 Cr은 C와 결합하여 고온 안정 탄화물을 형성하는 내열성 향상 원소이다. 따라서 Cr의 함량은 18 내지 20 wt% 인 것이 바람직하다. 18 wt% 미만인 경우, 고온 안정 탄화물 형성량이 충분하지 않으며, 20 wt% 초과인 경우에는 오히려 Cr 당량인 X 값을 높여 내열성이 낮아지는 단점이 있다.

상기 Nb는 C와 결합하여 고온 안정 탄화물을 형성하는 내열성 향상 원소로, Nb의 함량은 1.0 내지 2.0 wt% 인 것이 바람직하다. 1.0 wt% 미만일 경우, 고온 안정 탄화물 형성량이 충분하지 않으며, 2.0 wt% 초과 시에는 탄화물이 내열성 향상원소인 모재 내의 C를 다량 소비해 오히려 내열성이 낮아질 수 있다.

상기 N은 본 발명의 주요 핵심 원소로, Ni 당량 비인 Y 값을 향상시키는 주요 합금 원소이다. 적정량을 첨가 시, 상당히 우수한 내열성을 확보할 수 있다. 따라서 상기 N의 함량은 0.15 내지 0.20 wt% 인 것이 바람직하다. 0.15 wt% 미만일 경우, 목표 당량비를 맞출 수 없으며, 0.20 wt% 초과 첨가 시에는 목표 당량비보다 높은 내열성을 확보할 수 있지만, 주조 시 가스 결함 제어가 어려워질 수 있다. 따라서, 내열성 확보가 가능하면서도 주조 결함이 발생하지 않는 수준으로, 상기 N의 함량을 0.15 내지 0.20 wt% 로 범위를 제한하는 것이 바람직하다.

결국, 본 발명에 따르면 상기 원소의 첨가량을 조합하여 당량비(X / Y)를 0.44 내지 0.47 범위로 설정하고, Ni을 저감한 원가 경쟁력이 우수하면서도 고내열성을 지닌 우수한 주조 합금이 제조될 수 있다.

더불어, 본 발명에서의 합금을 자동차 터빈하우징에 적용할 경우, 내열성이 높으므로 터빈하우징의 두께를 축소하여 경량화가 가능하다.

구분	C	Si	Mn	Ni	Cr	Nb	N	X/Y
종래기술의 소재-일반재(20%Ni계)	0.3~0.5	1.0~2.5	2.0 Max.	19~22	24~27	-	-
종래기술의 소재-고내열재(35%Ni계)	0.3~0.5	1.0~2.5	1.5 Max.	36~39	17~19	1.2~1.8	-	0.46
본 발명의 소재	0.5~0.7	1.3~1.7	0.6~1.0	24~26	18~20	1.0~2.0	0.15~0.2	0.45

상기 표 1은 종래기술의 일반 소재(약 20 wt%의 Ni 함량), 종래기술의 고내열 소재(약 35 wt%의 Ni 함량), 본 발명의 소재(24 ~ 26 wt%의 Ni 함량)의 합금원소 함량을 나타낸 것이다.

본 발명의 기술은 종래기술의 고내열재와 대비하여 Ni 함량을 줄임으로 인해, 약 30%의 원가절감이 가능하며, 종래기술의 일반 내열 주조재와 대비하여 고온 인장강도는 약 30% 향상한다. 또한, 본 발명인 Ni 저감형 고내열 주강을 터빈하우징에 적용할 경우, 약 30%의 경량화가 가능하다.

구분	C	Si	Mn	Ni	Cr	Nb	N	X/Y	고온인장강도(900℃)	주조성
실시예1	0.51	1.32	0.61	24.2	18.2	1.01	0.15	0.47	191 MPa	양호
실시예2	0.69	1.69	0.98	25.8	19.9	1.97	0.20	0.44	195 MPa	양호
실시예3	0.62	1.49	0.83	25.2	18.9	1.55	0.17	0.44	193 MPa	양호
비교예1	0.45	1.61	0.76	25.3	19.5	1.49	0.18	0.51	169 MPa	불량
비교예2	0.76	1.55	0.78	24.5	19.1	1.53	0.17	0.42	173 MPa	양호
비교예3	0.58	1.24	0.81	24.7	18.8	1.38	0.18	0.45	193 MPa	불량
비교예4	0.55	1.75	0.79	25.1	18.9	1.46	0.16	0.48	171 MPa	양호
비교예5	0.52	1.57	0.56	25.3	19.3	1.48	0.18	0.48	172 MPa	양호
비교예6	0.57	1.62	1.05	25.2	18.7	1.55	0.17	0.46	192 MPa	불량
비교예7	0.58	1.61	0.68	23.6	19.2	1.63	0.19	0.48	171 MPa	양호
비교예8	0.61	1.43	0.75	26.5	18.6	1.57	0.18	0.43	195 MPa	양호
비교예9	0.62	1.52	0.77	24.8	17.6	1.47	0.17	0.42	178 MPa	양호
비교예10	0.60	1.44	0.82	25.2	20.4	1.54	0.16	0.48	175 MPa	양호
비교예11	0.58	1.51	0.79	25.1	19.1	0.95	0.19	0.45	168 MPa	양호
비교예12	0.54	1.56	0.83	24.7	19.3	2.05	0.18	0.49	179 MPa	양호
비교예13	0.53	1.60	0.76	24.6	19.0	1.58	0.13	0.50	169 MPa	양호
비교예14	0.58	1.47	0.69	24.9	18.9	1.70	0.22	0.45	193 MPa	불량
비교예15	0.34	1.03	0.81	10.5	21.2	1.45	-	1.11	135 MPa	양호
비교예16	0.41	1.83	1.05	21.2	25.3	-	-	0.82	144 MPa	양호
비교예17	0.35	2.21	0.75	37.1	18.3	1.67	-	0.47	191 MPa	양호
비교예18	0.50	1.70	0.60	24.0	20.0	2.0	0.15	0.54	151 MPa	양호

상기 표 2는 본 발명의 실시예 및 비교예를 보여주는 것으로서, 실시예 및 비교예의 합금원소 함량, 고온(900℃)에서의 인장강도, 주조성을 나타낸다. 상기 합금원소 함량의 단위는 wt%, 즉 중량%이다.

실시예 1, 2 및 3은 본 발명에서의 주조합금의 성분 각각에 대한 하한치, 상한치, 중간치를 나타낸 것이고, X / Y 값은 0.44 내지 0.47 의 범위이며, 고온에서의 높은 인장강도를 나타낸다.

더불어, 비교예 15, 16 및 17은 각각 기존에 범용적으로 사용되고 있는 약 10 wt%의 Ni 함량, 약 20 wt%의 Ni 함량, 약 35 wt%의 Ni 함량을 포함하는 주조 합금의 평가 결과를 보여주는 것이다. 비교예 15 및 16의 고온인장강도가 실시예 대비 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 나아가, Ni 첨가량이 약 35 wt% 수준으로 가장 높은 비교예 17의 경우, 주조성도 양호하며 고온 인장강도도 190MPa 수준으로 상당히 높게 나타난다. 하지만 Ni 첨가량이 높아 원가절감에 있어서 제약이 따를 수 있다. 한편, 실시예 1, 2 및 3의 경우 비교예 17 대비 Ni 첨가량이 현저히 적으면서도 고온인장강도는 동등 이상의 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

비교예 1 내지 14는 발명재의 첨가 성분별 발명 범위를 벗어난 경우를 나타낸 것이며, 이러한 경우 주조성이 양호하지 못하거나 고온에서의 낮은 인장강도를 보여준다.

보다 더 구체적으로, 비교예 1, 2, 4, 5, 7, 9 내지 13과 같이 합금성분 범위를 벗어난 경우, 고온에서 낮은 인장강도를 보여준다. 한편, 비교예 3, 6, 8 및 14의 경우에는 고온에서의 인장강도가 실시예 1, 2 및 3과 유사 수준을 나타내지만, 비교예 3, 6 및 14의 경우, 주조성이 악화되는 단점이 있으며, 비교예 8의 경우에는 주조성도 양호하나, Ni 첨가량이 증가해 원가경쟁력이 낮아질 수 있다.

상기의 실시예 및 비교예를 통하여 본발명의 합금 성분 범위 및 당량비(X / Y)는, C(탄소)는 0.5 내지 0.7 wt%, Si(규소)는 1.3 내지 1.7 wt%, Mn(망간)은 0.6 내지 1.0 wt%, Cr(크롬)은 18 내지 20 wt%, Nb(니오븀)은 1.0 내지 2.0 wt%, N(질소)는 0.15 내지 0.20 wt%, Ni(니켈)은 24 내지 26 wt%, X / Y는 0.44 ~ 0.47 인 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 Ni 저감형 고내열 주강에 의하면 고온에서의 높은 인장강도를 확보할 수 있으며, 고내열성을 갖고, 나아가 Ni 함량을 줄임으로 인해 원가절감의 효과를 제공한다.

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

0.5 내지 0.7 wt%의 C, 1.3 내지 1.7 wt%의 Si, 0.6 내지 1.0 wt%의 Mn, 24.0 내지 26.0 wt%의 Ni, 18.0 내지 20.0 wt%의 Cr, 1.0 내지 2.0 wt%의 Nb, 0.15 내지 0.20 wt%의 N 및 잔부의 Fe를 포함하며,
X / Y의 값이 0.44 내지 0.47 인 것을 특징으로 하는 Ni 저감형 고내열 주강;
상기 X는 하기의 수학식 1에 의하여 산출되는 값이며;
[수학식 1]
X = Cr의 wt% + 1.5×Si의 wt% + 0.5×Nb의 wt%

상기 Y는 하기의 수학식 2에 의하여 산출되는 값.
[수학식 2]
Y = Ni의 wt% + 0.5×Mn의 wt% + 30×C의 wt% + 30×N의 wt%
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제 1 항의 Ni 저감형 고내열 주강으로 제조된 자동차 터빈하우징.