KR102067916B1 - 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

해염입자의 영향을 받는 워터프론트 환경에서도, 조기에 금속이 부식하지 않는, 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
연마눈을 스테인리스 강관의 표면에 가지고, 착색을 가지는 산화 피막이 상기 표면상에 존재하지 않고, 상기 표면상에서의 5㎛ 이상의 금속 소지의 겹침을 포함하는 표면 결함의 평균 개수가 0.01㎟당 5개 이내로 억제되어 있는, 내식성이 우수한 스테인리스 강관.

Description

내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법

본 발명은, 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

스테인리스강은, 내후성, 가공성, 용접성 등이 뛰어난 점에서, 지붕재, 벽재, 건축 부재 등의 건재 용도로 많이 이용되고 있다. 또, 스테인리스 강관은, 의장성도 우수하기 때문에, 표면 연마되어 난간, 펜스, 파이프 셔터 등의 용도로 사용되고 있다.

이 스테인리스 강관의 일반적, 공업적인 연마는, 우선 연마전 소관(素管)의 흠집 등을 제거하기 위해서, 흠집 제거 연마를 실시하고, 그 다음 마무리 연마 및 광택 연마 등을 실시하고 있다. 이 연마 작업에서의 황삭 연마, 마무리 연마에서는, 플랩 휠이나 연마 벨트 등을 사용한 건식 연마가 실시되고 있다. 또, 상기 공정 후, 원하는 표면을 얻기 위해서 버프 연마에 따른 습식 연마를 실시하는 경우가 있다.

종래부터, 스테인리스강은 소재로서 뛰어난 내후성을 가지고 있지만, 연마 마무리 상태에 따라서는, 본래 소재가 가지는 내후성을 발휘하지 않고, 현저하게 녹이 발생하는 경우가 있고, 스테인리스강의 내후성의 안정성(신뢰성)을 없애는 요인의 하나가 되고 있다. 예를 들면, 실외 난간 등에 시공한 후, 1개월 정도의 단기간에 금속이 부식되는 경우가 있다.

금속 부식에 대해서는, 스테인리스 강관 연마 후의 표면에 잔존하는 산화 피막이나 연마눈이 기점이 되어 있다고 생각되고 있다. 잔존하는 산화 피막이란, 연마시의 발열에 기인하여 생성된 피막으로서, 산화 피막의 바로 아래에는 Cr 결핍층이 형성되어 있다. 이 때문에, 산화 피막이 잔존하고 있으면, 이 산화 피막 및 그 바로 아래의 Cr 결핍층을 기점으로 금속 부식이 진행되고, 내식성이 열화 되기 쉬워진다. 또, 연마에 의해 스테인리스 강관 표면에 새겨진 흠집인 연마눈에 대해서도, 연마눈의 오목부가 깊을수록, 플랩 휠 연마 등으로 생성한 산화 피막이 버프 연마로 잘 제거되지 않게 되어 잔존할 가능성이 높아지고, 그 연마눈의 오목부가 금속 부식의 기점이 되는 점에서, 금속 부식이 진행되며 내식성이 열화 되기 쉬워진다.

특허문헌 1에서는, 실외 환경에서도 단기간에 금속 부식이 생기지 않는 표면 연마 상태로 하고, 장기간에 걸쳐서 광택성, 내후성을 유지할 수 있는 스테인리스관을 제안하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2003－56755호

특허문헌 1에 기재된 발명은, 최종 연마 후의 표면 거칠기가 Ry 0.6㎛ 이하이고, 잔존하는 산화 피막의 면적률이 7.0% 이하인 스테인리스 강관이다. 즉, 최종 연마 후의 표면 거칠기를 Ry 0.6㎛ 이하로 함에 따라서, 연마눈의 오목부에 잔존하는 산화 피막을 줄이려 하고 있다. 또, 잔존하는 산화 피막의 면적률이 7.0% 이하로 함에 따라서, 이 산화 피막 및 그 바로 아래의 Cr 결핍층을 기점으로 한 금속 부식의 진행 및 내식성의 열화를 억제하려고 한다.

여기서, 특허문헌 1의 실시예를 참조하면, 내후성 합격품의 잔존 산화 피막 면적률은 3.1~6.8%이고, 산화 피막은 잔존한다. 이 때문에, 잔존한 산화 피막 및 그 바로 아래의 Cr 결핍층을 기점으로 하여 금속 부식이 진행하고, 내식성이 열화 할 수 있다는 문제는 여전히 남아 있다.

게다가 최근 도시 재개발 등에 수반하여 건축 수요가 증가하고 있고, 워터프론트 환경의 건축 수요가 증가하고 있다. 워터프론트 환경에서는, 대기 중에 포함되는 에어로졸 입자의 일종으로서, 해수에 유래하는 염분으로 이루어지는 미립자인 해염입자의 영향을 건축 부재가 받기 쉽다는 문제가 있다. 이 때문에, 높은 내식성을 가지는 건축 부재의 요구가 더욱 높아지고 있다.

특허문헌 1에서는, 내후성이 우수한 스테인리스 강관의 강종의 하나로서, SUS 304를 들고 있다. 그러나 해염입자의 영향을 받는 워터프론트 환경에서는, SUS 304는 조기에 금속 부식되어, 유지 보수가 필요하게 된다는 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하고, 해염입자의 영향을 받는 워터프론트 환경에서도 조기에 금속이 부식되지 않는, 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 스테인리스 강관에 대해서 검토하였다. 특허문헌 1의 실시예에서는, 플랩 휠에 의한 건식 연마를 실시하고 있다. 이 연마 방법을 이용한 특허문헌 1의 실시예의 스테인리스 강관 표면에서의 산화 피막은, 면적율로 3.1% 이상 잔존하고 있다. 이 원인을 검토한 결과, 건식 연마인 플랩 휠 연마시에 스테인리스 강관 표면이 고온이 되어 산화 피막이 발생하는 점, 건식 연마에 의한 높은 연삭 저항에 의해 새겨진 흠집인 연마눈과 함께, 표면 결함이 생기는 점을 밝혀냈다. 여기서 말하는 표면 결함이란, 강관 표면을 연마할 때에 연마재나 연마지가 연속해서 강관 표면에 접촉하여 연마됨으로써 표면의 금속이 부분적으로 벗겨져서, 소지(素地) 부분에 덮인 형태를 가지는 결함이고, 「버(burr)」나 「겹침」으로 호칭되고 있다. 표면 결함은, 직사각형 모양이나 조릿대 잎 모양처럼 금속이 젖혀져 있는 부분을 포함하고, 소지에 접착하는 부분에서의 일방의 단부로부터 벗겨지는 선단에서의 타방의 단부까지의 최대 길이가 5㎛ 이상인 결함이다. 상기 표면 결함은, 스테인리스 강관의 표면 소지 부분과 미세한 틈새를 형성하는 점에서 틈새 부식을 일으키기 쉽고, 강관 내식성 저하의 요인이 된다.

본 발명자들은, 상기 분석 결과에 근거하여, 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법을 발견했다.

즉, 본 발명은, 이하 (1)~(3)의 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법을 제공한다.

(1) 연마눈을 스테인리스 강관 표면에 가지고, 착색을 가지는 산화 피막이 상기 표면상에 존재하지 않으며, 상기 표면상에서의 5㎛ 이상의 금속 소지의 겹침을 포함하는 표면 결함의 평균 개수가 0.01㎟당 5개 이내로 억제되어 있는, 내식성이 우수한 스테인리스 강관.

본 발명의 스테인리스 강관은, 연마눈을 스테인리스 강관의 표면에 가지는 점에서, 의장성과 방현성이 뛰어나다. 또, 착색을 가지는 산화 피막이 스테인리스 강관 표면상에 존재하지 않는 점에서, 산화 피막 및 그 바로 아래의 Cr 결핍층을 기점으로 하는 금속 부식이 잘 진행되지 않고, 내식성이 열화 되기 어렵다. 게다가 스테인리스 강관 표면상의 5㎛ 이상의 금속 소지의 겹침을 포함하는 표면 결함의 평균 개수가 0.01㎟당 5개 이내로 억제되어 있는 점에서, 틈새 부식을 억제하여 내식성이 우수한 스테인리스 강관이 된다.

(2) 스테인리스 강관의 표면을, 고형 연마제로 연마하는 연마 공정을 가지는, (1)의 스테인리스 강관의 제조 방법.

(3) 상기 연마 공정에 있어서, 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시켜서 스테인리스 강관의 표면을 연마하는, (2)의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 해염입자의 영향을 받는 워터프론트 환경에서도, 조기에 금속이 부식되지 않는, 내식성이 우수한 스테인리스 강관 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 스테인리스 강관의 표면을 광학 현미경으로 확대한 사진으로서, (a) 표면 결함이 억제된 표면과, (b) 표면 결함이 생긴 표면이다.
도 2는 표면 결함과 전류 밀도 변화의 관계를 나타내는 도면으로서, (a) 스테인리스 강관의 표면 결함을 나타내는 확대 사진과, (b) 공식 전위(pitting potential) 측정에서의 전류 밀도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 표면 결함과 전류 밀도 변화의 관계를 나타내는 도면으로서, (a) 스테인리스 강관의 표면 결함이 억제된 표면을 나타내는 확대 사진과, (b) 공식 전위 측정에서의 전류 밀도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 비교예 2의 스테인리스 강관의 표면을 광학 현미경으로 확대한 사진이다.
도 5는 참고예 1의 스테인리스 강관의 표면을 광학 현미경으로 확대한 사진이다.
도 6은 CCT 시험 후의 스테인리스 강관의 표면 사진으로서, (a) 실시예 1의 표면과, (b) 비교예 1의 표면이다.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명은 이 실시형태에 의해 한정적으로 해석되는 것은 아니다.

(스테인리스 강관)

본 발명의 스테인리스 강관은, 연마눈을 스테인리스 강관의 표면에 가지고, 착색을 가지는 산화 피막이 상기 표면상에 존재하지 않으며, 상기 표면상에서의 5㎛ 이상의 금속 소지의 겹침을 포함하는 표면 결함의 평균 개수가 0.01㎟당 5개 이내로 억제되어 있기 때문에, 내식성이 우수한 스테인리스 강관이다.

본 발명에 있어서, 스테인리스 강관은 표면에 요철이나 광택을 부여하기 위하여 표면의 연마 마무리 처리가 된 것이다. 이에 따라, 스테인리스 강관은 연마눈을 구비하여, 의장성이나 방현성이 뛰어난 스테인리스 강관이 된다. 연마눈이란, 연마에 의해 스테인리스 강관 표면에 새겨진 흠집이다.

연마 후의 표면의 연마눈은, 연마눈의 오목부가 깊을 수록, 플랩 휠 연마 등으로 생성한 산화 피막이 잔존할 가능성이 높아지고, 그 연마눈의 오목부가 금속 부식기점이 되어, 금속 부식이 진행되고, 내식성이 열화 하기 쉬워진다. 따라서, 본 발명에서의 스테인리스 강관 표면의 연마 후 표면 거칠기(Ra)는, 0.1~1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.2~0.5㎛인 것이 보다 바람직하다. 연마 후의 표면 거칠기는, JIS B 0601에 준거하여 측정된 것으로서, 예를 들면 접촉식 표면 조도계로 측정할 수 있다.

연마 마무리로는, 종래부터 플랩 휠 등에 의한 건식 연마가 실시되고 있지만, 건식 연마를 실시하면 스테인리스 강관의 표면이 고온이 되어, 산화 피막이 형성된다. 한편, 본 발명의 스테인리스 강관에서는, 착색을 가지는 산화 피막이 표면상에 존재하지 않는 것을 특징으로 한다. 그 이유로는, 본 발명의 스테인리스 강관은, 고형 연마제로 연마되어 표면의 산화 피막이 제거됨에 따른 것으로 본 발명자들은 생각하고 있다. 또, 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시킴으로써, 산화 피막의 발생이 더욱 억제된다.

본 발명에 있어서, 착색을 가지는 산화 피막이 존재한다는 것은, 스테인리스 강관 표면의 임의의 10점을 광학 현미경으로 400배 배율로 관찰했을 때, 착색을 가지는 얼룩 모양 물질인 산화 피막이 50㎛ 사방에서 면적 비율로 5% 이상 존재하고 있는 경우를 말한다. 여기서, 착색은 특정해서 한정되지 않고, 스테인리스 강관의 금속 소지나 금속 광택과 목시로 구별할 수 있는 색이면 된다. 착색으로서 대표적인 색은 다갈색이다.

또, 연마 마무리로써 플랩 휠 등에 의한 건식 연마를 실시하면, 스테인리스 강관 표면에 연마재나 연마지가 연속해서 접촉하고, 표면의 금속이 부분적으로 벗겨져서 소지 부분에 겹쳐진 버나 겹침인 표면 결함이 생긴다. 상기 표면 결함은, 스테인리스 강관의 표면 소지 부분과 미세한 틈새가 생기는 점에서, 틈새 부식의 요인이 된다.

도 1은, 스테인리스 강관의 표면을 광학 현미경으로 확대한 사진으로서, (a) 표면 결함이 억제된 표면과, (b) 표면 결함이 생긴 표면이다. 도 1(a)는 본 발명의 스테인리스 강관의 표면으로서, 연마눈을 가지고 있지만 표면 결함은 억제되어 있다. 한편, 도 1(b)는 스테인리스 강관 표면을 건식 연마한 것으로서, 둘러싼 부분(1~9)은, 표면의 금속이 부분적으로 벗겨져서 소지 부분에 덮인 표면 결함을 나타내고 있다. 본 발명자들은, 도 1(a)와 같이 본 발명의 스테인리스 강관 표면이 연마 후에 표면 결함이 억제되어 있는 이유로써, 연마 시에 고형 연마제를 이용함에 따른 것으로 분석하고 있다. 또, 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시킴으로써, 표면 결함이 더욱 억제된다. 또한, 도 1 중의 백색 횡선은 연마 시에 생기는 볼록부를 나타내고, 볼록부인 백색 횡선과 옆의 백색 횡선 사이의 오목부가 연마눈이다.

본 발명에서 표면 결함은, 결함에 있어서의 최대 길이 부분이 5㎛ 이상인 크기의 금속 소지의 겹침을 가지는 것을 말한다. 또, 광학 현미경을 이용해서 연마된 스테인리스 강관 표면의 임의의 10점에서의 100㎛×100㎛(0.01㎟)의 범위를 200배로 확대해서 관찰한 경우, 측정한 표면 결함 수의 평균이 5개 이내인 경우는, 본 발명에서의 표면 결함이 억제된 상태로 한다. 연마된 스테인리스 강관 표면상의 표면 결함 수는, 100㎛×100㎛(0.01㎟)의 단위면적당 3개 이내가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2개 이내이다. 또한, 표면 결함의 최대 길이 부분에 상한은 없지만, 측정할 때의 기준으로서 상한을 50㎛로 해도 된다.

도 2 및 도 3은, 표면 결함과 전류 밀도 변화의 관계를 나타내는 도면으로서, 도 2(a)는 스테인리스 강관의 표면 결함을 나타내는 확대 사진, 도 3(a)는 스테인리스 강관의 표면 결함이 억제된 표면을 나타내는 확대 사진이고, 도 2(b) 및 도 3(b)는, 도 2(a) 및 도 3(a)의 스테인리스 강관의 공식 전위 측정에서의 전류 밀도 변화를 나타내는 그래프이다.

스테인리스강의 공식 전위 측정 방법은 JIS G 0577에 준거하여 B법을 이용한다. B법은 3.5질량% 염화 나트륨 수용액 중의 동전위법에 따르는 공식 전위 측정법이다. 상기 염화 나트륨 수용액의 pH는 7로 하고, 온도는 30℃로 한다. 또, 전위 소인 속도는 20mV/분으로 한다.

도 3(a) 및 (b)에 나타내는 것처럼, 표면 결함이 억제된 표면을 가지는 스테인리스 강관의 경우에는, 공식 전위 측정에서의 전류 밀도 변화에 있어서, 공식 전위 미만인 전위에서의 전류 밀도 값의 변화는 작고, 자연 전위부터 공식 전위까지의 사이, 즉 전위가 0.1~0.5의 범위(도 3(b)의 B부분)에서의 전류 밀도의 변화율(최대 전류 밀도/최소 전류 밀도)이 10 이상을 나타내는 부분은 인정되지 않는다.

한편, 도 2(a) 및 2(b)에 나타내는 바와 같이, 표면 결함을 가지는 스테인리스 강관의 경우는, 공식 전위 측정에서의 전류 밀도 변화에 있어서, 공식 전위 미만의 전위에서의 전류 밀도 값의 변화가 크고, 자연 전위부터 공식 전위까지의 사이, 즉 전위가 0.1~0.3V의 범위(도 2(b)의 A부분)에서의 전류 밀도의 변화율이 10을 넘은 부분이 10곳 이상 있다. 이 전류 밀도의 큰 변화는, 부식이 생겼던 점에 기인한다. 따라서, 표면 결함이 존재함에 따라서 생긴 틈새 부식의 존재를 나타내는 것으로 본 발명자들은 추측하고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 공식 전위 측정에서의 전류 밀도 변화에서, 자연 전위부터 공식 전위까지의 범위에서의 전류 밀도의 변화율(최대 전류 밀도/최소 전류 밀도)이 10 이상이 되는 부분이 10곳 미만, 보다 바람직하게는 5곳 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 스테인리스 강관의 소재로서, 페라이트계 스테인리스강을 이용하는 경우의 조성으로는, 예를 들면, C는 강철의 강도를 얻기 위해서 유용한 원소이지만, 다량으로 포함하면 내식성을 저하시키는 경향이 있는 점에서, 0.02질량% 이하가 바람직하다. Si는 제강 공정에서의 탈산제 및 열원으로 유용한 원소이지만, 다량으로 포함하면 강철을 경화시키는 경향이 있는 점에서, 1.00질량% 이하가 바람직하다. Mn은 제강 공정에서의 탈산으로 유용한 원소이지만, 다량으로 포함하면 오스테나이트상을 형성하는 경향이 있는 점에서, 2.00질량% 이하가 바람직하고, 1.00질량% 이하가 보다 바람직하다. Cr은 내식성을 확보하기 위해서 유용한 원소이지만, 다량으로 포함하면 고비용일 뿐만 아니라 가공성이 저하하는 경향이 있는 점에서, 17.00~30.00질량%가 바람직하고, 20.00~24.00질량%가 보다 바람직하다. Mo는 Cr의 존재하에서 스테인리스강의 내식성을 향상시키기 위해 유용한 원소이지만, 다량으로 포함하면 고비용일 뿐만 아니라 가공성이 저하하는 경향이 있는 점에서, 1.00~2.50질량%가 바람직하고, 1.00~1.50질량%가 보다 바람직하다. P는 내식성을 저하시키기 때문에 적은 것이 바람직하고, 0.040질량% 이하가 바람직하다. S는 내식성을 저하시키기 때문에 적은 것이 바람직하고, 0.030질량% 이하가 바람직하다. Ni은 부식의 진행을 억제하는 효과나 페라이트계 스테인리스 강관의 인성 개선에 유효한 점에서 바람직하지만, 너무 많으면 오스테나이트상의 생성이나 고비용의 원인이 되는 점에서 0.6질량% 이하가 바람직하다. Ti 및 Nb는 이것들을 1종 또는 2종 포함하는 것이 바람직하다. Ti는, C, N와의 친화력이 강하고 페라이트계 스테인리스 강관의 입계 부식을 억제하는 점에서 바람직하지만, 다량의 Ti 함유는 강철의 표면 품질을 저하시키는 경향에 있는 점에서 0.05~0.5질량%가 바람직하다. Nb는, C, N와의 친화력이 강하고 페라이트계 스테인리스 강관의 입계 부식을 억제하는 점에서 바람직하지만, 다량의 Nb 함유는 인성을 저해하는 경향이 있는 점에서 0.1~0.6질량%가 바람직하다. N는, C와 마찬가지로 다량으로 포함하면 내식성을 저하시키는 경향이 있는 점에서, 0.025질량% 이하가 바람직하다. Al은, 탈산제로서 정련(精鍊)이나 주조에 유효한 원소이지만, 과도하게 첨가하면 표면 품질을 열화시키는 동시에, 강철의 용접성이나 저온 인성(靭性)을 저하시키는 점에서, 0.01~0.50질량%가 바람직하다. 잔부는 Fe과 불가피적 불순물인 것이 바람직하다. 또, 예를 들면, C가 0.02질량% 이하, Si가 0.40질량% 이하, Mn가 0.40질량% 이하, Cr이 21.00~23.00질량%, Mo가 1.00~1.50질량%, P가 0.040질량% 이하, S가 0.030질량% 이하, Ni가 0.60질량% 이하, Ti가 0.05~0.5질량%, Nb가 0.10~0.6질량%, N가 0.025질량% 이하, Al이 0.15질량% 이하, 잔부는 Fe인 것을 본 발명의 스테인리스 강관으로 사용할 수도 있다.

본 발명의 스테인리스 강관의 소재로서, 내(耐)공식 지수(PI)가 20 이상인 것이 바람직하다. PI는 이하의 식(1)에서 주어진다.

PI=Cr＋3Mo　　식(1)

내공식지수(PI)가 20 이상인 본 발명의 스테인리스 강관은 내식성이 우수한다. 이 때문에, 내공식지수가 19로 낮은 SUS304는, 해염입자의 영향을 받는 워터프론트 환경에서는 조기에 금속이 부식하는데 반해서, 본 발명의 스테인리스 강관은 금속 부식을 억제할 수 있다. 내공식지수(PI)는, 내식성의 관점에서는 24 이상이 보다 바람직하고, 30 이상이 더욱 바람직하다.

(제조 방법)

본 발명의 스테인리스 강관의 제조 방법은, 스테인리스 강관의 표면을 고형 연마제로 연마하는 연마 공정을 가지는 제조 방법이다.

고형 연마제로서는, 지방산 및 광물성 유지를 함유하는 것이면 특히 제한되지 않고 이용할 수 있다.

고형 연마제는, SiO₂, Al₂O₃, CrO₂ 등의 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. SiO₂, Al₂O₃, CrO₂ 등 산화물의 함유량은, 50~80질량%인 것이 바람직하고, 55~75질량%인 것이 보다 바람직하며, 60~70질량%인 것이 특히 바람직하다.

지방산으로서는, 스테아린산, 미리스트산 등을 이용하는 것이 바람직하다. 광물성 유지로서는, 팔미트산 등을 이용하는 것이 바람직하다.

본 스테인리스 강관의 제조 방법에 있어서는, 연마 공정에서, 연마 플랩 휠로 스테인리스 강관의 표면을 연마하고, 상기 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시키는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 연마 마무리로써 플랩 휠 등에 의한 건식 연마를 실시하면, 스테인리스 강관 표면에 연마재나 연마지가 연속으로 접촉하고, 표면의 금속이 부분적으로 벗겨져서 소지 부분에 덮인 버(burr)나 겹침인 표면 결함이 생긴다. 이에 대해서, 본 발명의 스테인리스 강관의 제조 방법에서는, 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시켜서 습식 연마를 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 스테인리스 강관 표면에 연마재나 연마지가 연속해서 접촉한 경우에도 연마 저항을 낮게 할 수 있고, 표면의 금속이 부분적으로 벗겨져서 소지 부분에 덮인 버나 겹침인 표면 결함의 발생을 보다 억제하기 쉬워진다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 의해 제한되지 않는다. 예를 들면, 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시킴으로써 습식 연마를 실시한 후, 고형 연마제를 이용한 버프 연마를 실시해도 좋다. 또, 고형 연마제를 도포해서 습식 연마를 실시한 후, 부직포를 장착한 연마 장치(에어 선더)를 이용하여 편심 운동과 회전 운동을 맞춘 움직임에 따른 연마를 수작업으로 실시해도, 랜덤인 연마눈을 스테인리스 강관의 표면에 가지고, 착색을 가지는 산화 피막이나 표면 결함이 억제된 스테인리스 강관을 제조할 수 있다.

실시예

스테인리스 강관의 조관(造管), 형상의 수정을 실시하여, 장식용 연마 마무리를 하였다. 스테인리스 강관은 이하의 2종류를 이용했다. 조성(질량%) 및 치수는 이하와 같다.

강종 1(SUS445J1)　Cr：22%, Mo：1.05%, Ti：0.2%, Nb：0.2%, Al：0.09%, 잔부 Fe

강종 2(SUS304)　Cr：18%, Ni：8%, Si：0.6%, Mn：0. 8%, 잔부 Fe

치수：직경 34㎜×두께 1.5㎜×길이 4000㎜.

연마는, 이하와 같이 라인 1~4에서 실시했다. 또 연마 조건은 이하와 같다.

라인 1은, 5개의 플랩 휠(＃240,＃240,＃240,＃400,＃600)이, 강관 표면의 원주 방향을 연마(원주 방향의 연마눈을 부여)하도록 나열한 라인이다.

라인 2는, 4개의 플랩 휠(＃240,＃240,＃240,＃400)이, 강관 표면의 길이 방향을 연마(길이 방향의 연마눈을 부여)하도록 나열한 라인이다.

라인 3은, 4개의 플랩 휠(＃150,＃150,＃150,＃320)이, 강관 표면의 길이 방향을 연마(길이 방향의 연마눈을 부여)하도록 나열한 라인이다.

라인 4는, 강관 표면의 길이 방향을 연마(길이 방향의 연마눈을 부여)하도록 나열한 3개의 플랩 휠(＃320,＃400,＃600), 및 강관 표면의 원주 방향을 연마(원주 방향의 연마눈을 부여)하도록 나열한 2개의 면 버프(＃400,＃400)로 이루어지는 라인이다.

여기서, 라인 1 및 라인 4에서는 고형 연마제를 플랩 휠에 도포했다. 한편, 라인 2 및 라인 3에서는 고형 연마제를 도포하지 않았다. 또한, 「＃240」 등은 메시 입도를 나타낸다.

(연마 조건)

라인 속도：1.8m/min

관의 회전수：380rpm

휠 회전수：1500rpm

휠 직경：400㎜

(고형 연마제)

고형 연마제는, SiO₂ 함유량이 75질량%이고, 지방산인 스테아린산의 함유량이 16질량%이며, 광물성 유지인 팔미트산의 함유량이 3.8질량%였다.

(실시예 1)

강종 1에 대해서, 라인 1(고형 연마제 도포 있음)에서 연마를 실시했다.

(실시예 2)

강종 1에 대해서, 라인 3(고형 연마제 도포 없음)에서 연마를 실시한 후, 라인 4(고형 연마제 도포 있음)에서 연마를 실시했다. 그 후, 부직포(＃80)를 부착한 연마 장치(에어 선더)를 이용하여, 고형 연마제를 도포하지 않고, 편심 운동과 회전운동을 맞춘 움직임에 따라서, 랜덤인 연마눈을 균일하게 붙이는 연마를 수작업으로 하였다.

(비교예 1)

강종 1에 대해서, 라인 2(고형 연마제 도포 없음)에서 연마를 실시했다.

(비교예 2)

강종 2에 대해서, 라인 2(고형 연마제 도포 없음)에서 연마를 실시했다.

(참고예 1)

강종 2에 대해서, 라인 1(고형 연마제 도포 있음)에서 연마를 실시했다.

(표면 결함)

광학 현미경을 이용해서 연마된 스테인리스 강관 표면을 200배로 확대하여, 100㎛×100㎛(0.01㎟)의 범위를 관찰했다. 5㎛ 이상의 금속 소지의 겹침을 가지는 표면 결함이 5개 이내인 경우에는 표면 결함이 억제된 상태로서 「○」으로 평가하고, 5개보다 많은 경우에는 표면 결함이 억제된 상태로서 「×」로 평가했다(표 1 참조).

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 스테인리스 강관 표면은 도 1(a)와 같이 표면 결함이 없었다. 한편, 비교예 1의 스테인리스 강관 표면은, 도 1(b)와 같이 표면 결함이 적어도 9개 있고, 표면 결함이 억제된 상태는 아니었다. 또, 비교예 2의 스테인리스 강관 표면은, 도 4와 같이 표면 결함이 적어도 6개 이상 있고, 표면 결함이 억제된 상태는 아니었다. 또한, 참고예 1은 도 5와 같이 표면 결함이 없었다.

(산화 피막)

스테인리스 강관의 표면을 광학 현미경으로 400배의 배율로 관찰하고, 다갈색 얼룩 모양 물질인 산화 피막이 50㎛ 사방에서 면적비율로 어느 정도 존재하고 있는지 산출했다. 잔존 산화 피막의 면적비율이 3% 이상 5% 미만인 경우는, 착색을 가지는 산화 피막이 존재하지 않는다고 하여 「○」, 잔존 산화 피막의 면적비율이 3% 미만인 것보다 바람직한 상태의 경우는 「◎」라고 평가하고, 면적비율이 5% 이상인 경우는 착색을 가지는 산화 피막이 존재한다고 하여 「×」라고 평가했다(표 1 참조).

표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서는 산화 피막의 면적비율이 1% 이하이고, 실시예 2에서는 산화 피막의 면적비율이 3%이며, 착색을 가지는 산화 피막이 존재하지 않았다. 한편, 비교예 1 및 2에서는 산화 피막의 면적비율이 15%, 20%이고, 착색을 가지는 산화 피막이 존재하는 스테인리스 강관 표면이었다. 또한, 참고예 1은 산화 피막의 면적비율이 2%이고, 착색을 가지는 산화 피막이 존재하지 않았다.

(내식성 시험)

실시예 1, 2, 비교예 1, 2 및 참고예 1의 스테인리스 강관에 대해서, 이하의 조건으로 내식성 시험(염건습 복합 사이클 시험(CCT 시험))을 실시했다.

조건：

(1) 소금물 분무(35℃, 5% NaCl, 15분)

(2) 건조(60℃, 30% RH, 60분)

(3) 습윤(50℃, 95% RH, 3시간)

상기 조건 (1)~(3)을 1사이클로 하여 30사이클 반복했다.

평가：시험 후의 금속 부식 면적이, 강관 표면 전체의 5% 이내일 때에 내식성이 양호하여 「○」라고 평가하고, 5%보다 크고 15% 이하인 경우는 「△」, 15%보다 큰 경우는 내식성 불량으로 「×」라고 평가했다(표 1 참조).

실시예 1, 비교예 1의 CCT 시험 후의 표면 사진을 도 6에 나타낸다. 실시예 1에서는, 도 6(a)와 같이 CCT 시험 후에도 표면에 금속 부식이 생기지 않고, 내식성이 우수한 것을 나타냈다. 한편, 비교예 1에서는 도 6(b)와 같이 CCT 시험 후에 표면에 금속 부식이 생겼고, 내식성이 뒤떨어져 있었다. 또한, 참고예 1은, 모재 그 자체의 내식성 레벨이 낮기 때문에, 내식성이 △가 되었다. 해염입자의 영향을 받는 워터프론트 환경에서의 모재 내식 레벨은, 내공식지수(PI)가 24 이상인 것이 바람직하다.

[표 1]

1~9···표면 결함
A, B···전류 밀도의 변화 영역

Claims (3)

1. 연마눈을 스테인리스 강관 표면에 가지고,
   착색을 가지는 산화 피막이 상기 표면상에 존재하지 않으며,
   상기 표면상에서의 5㎛ 이상의 금속 소지의 겹침을 포함하는 표면 결함의 평균 개수가 0.01㎟당 5개 이내로 억제되어 있는, 내식성이 우수한 스테인리스 강관.
2. 청구항 1에 따른 내식성이 우숙한 스테인리스 강관의 제조 방법에 있어서,
   스테인리스 강관의 표면을 고형 연마제로 연마하는 연마 공정을 가지는, 스테인리스 강관의 제조 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연마 공정에 있어서, 연마 플랩 휠에 고형 연마제를 부착시켜서 스테인리스 강관의 표면을 연마하는, 스테인리스 강관의 제조 방법.

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