KR102672884B1 - Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판 및 제조 방법 및 플랜지 - Google Patents

Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판 및 제조 방법 및 플랜지 Download PDF

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Abstract

[과제] 인성이 우수한 Ti 함유 페라이트계 스테인리스강의 두꺼운 게이지 열연 강판을 제공한다.
[해결수단] 질량%로, C: 0.003 내지 0.030%, Si: 2.0% 이하, Mn: 2.0% 이하, P: 0.050% 이하, S: 0.040% 이하, Cr: 10.0 내지 19.0%, N: 0.030% 이하, Ti: 0.07 내지 0.50%, Al: 0.010 내지 0.20%, Mo: 0 내지 1.50% , B: 0 내지 0.0030%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 갖고, 다음 식; K 값 = -0.07×Cr-6790×Free(C+N)-1.44×d+267에 의해 정의되는 K 값이 150 이상이고, 판 두께가 5.0 내지 11.0mm인 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판. 여기서, Free(C+N)은 고용(C+N)농도(질량%)에 상당하고, d는 평균 결정 입자 직경(㎛)이다.

Description

Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판 및 제조 방법 및 플랜지
본 발명은, 인성(靭性)이 양호한 두꺼운 게이지의 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판, 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 상기 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판을 사용한 플랜지에 관한 것이다.
자동차 배기 가스 유로 부재에는, 내식성, 내열성, 강도 등의 특성이 요구된다. 이들 특성이 우수한 소재로서, 종래, 오스테나이트계 스테인리스 강판이 많이 사용되어 왔다. 최근, 오스테나이트계 강종 대신에, 열팽창 계수가 작고 원료 비용도 저렴한 페라이트계 강종을 채용하고 싶다는 요구가 높아지고 있다. 그러한 대체재로서 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판을 들 수 있다.
자동차 배기 가스 유로 부재는, 일반적으로, 냉연 소둔 강판에 프레스 가공을 실시하거나, 냉연 소둔 강판을 파이프 가공한 후에 다양한 가공을 실시하거나 하는 공정에 의해 제조된다. 최근의 자동차 배기 가스 유로 부재는 복잡한 형상으로 성형되는 경우도 많고, 그 소재인 냉연 소둔 강판에는 우수한 가공성이 요구된다. 가공성이 좋은 냉연 소둔 강판을 확보하기 위해서는, 냉간 압연율을 높이는 것이 유리하다. 충분한 냉간 압연율을 확보하기 위해서는, 두꺼운 게이지(예를 들어 판 두께 5.0mm 이상)의 열연 소둔 강판을 사용하는 것이 유효하다. 또한, 자동차 배기 가스 경로에 사용하는 플랜지 등에서는 두꺼운 게이지(예를 들어 판 두께 5.0 내지 11.0mm)의 강판에 대한 요구가 높다. 판 두께가 클수록 인성 저하의 영향은 현재화되기 쉬워진다.
두꺼운 게이지의 열연 소둔 강판 냉연 공정으로 진행하는 경우, 강판의 인성이 낮으면, 완만하게 판이 휘도록 직경이 큰 루퍼를 갖는 라인으로의 통판(通板)으로 한정하거나, 냉연 공정에서의 중간 소둔 횟수를 늘리거나 하는 대책이 필요해진다. 이들 대처법은 생산성이나 제조 비용의 증대를 동반한다. 또한, 두꺼운 게이지의 강판을 소재로 하여 플랜지를 제조할 때에도, 그 소재에는 양호한 인성이 요구된다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개소60-228616호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 특개소64-56822호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 특개2012-140688호
일반적으로 Ti 함유 페라이트계 스테인리스강의 두꺼운 게이지 강판에서는, 저온 인성이 저하되기 쉽다. Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판의 인성을 향상시키는 방법으로서, 특허문헌 1에는, 열간 압연 후에 급냉을 행하여, 450℃ 이하의 온도에서 권취하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 열연 마무리 온도를 조성에 따라 높게 하고, 권취 후에 급 수냉하는 수법이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 대책을 강구하여도, 판 두께가 두꺼워지면 라인 통판 시의 인성에 대한 신뢰성이 불충분해지는 경우가 있다. 특허문헌 3에는, 570℃ 이상에서 권취하여 코일로 하고, 코일 최외주의 표면 온도가 550℃인 시간을 5분 이상 확보한 후에 수조에 침지하는 수법이 개시되어 있다. 하지만, 열연 강판의 결정 입자 직경에 따라 서는, 저온 인성의 추가적인 향상이 요망되는 경우가 있다.
본 발명은, 인성이 우수한 Ti 함유 페라이트계 스테인리스강의 두꺼운 게이지 강판, 및 그것을 사용한 플랜지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명자들의 연구에 의하면, Ti 함유 페라이트계 스테인리스강의 두꺼운 게이지 강판의 인성은, 페라이트상의 매트릭스 중에 고용하고 있는 C양 및 N양을 저감함으로써 향상되는데, 그 향상의 정도는 페라이트 결정 입자 직경에 크게 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성한 것이다.
상기 목적은, 이하의 발명에 의해 달성된다.
[1] 질량%로 C: 0.003 내지 0.030%, Si: 2.0% 이하, Mn: 2.0% 이하, P: 0.050% 이하, S: 0.040% 이하, Cr: 10.0 내지 19.0%, N: 0.030% 이하, Ti: 0.07 내지 0.50%, Al: 0.010 내지 0.20%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 갖고, 하기 (1)식에 의해 정의되는 K 값이 150 이상이고, 판 두께가 5.0 내지 11.0mm인 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판.
K 값 = -0.07×Cr-6790×Free(C+N)-1.44×d+267 …… (1)
여기서, (1)식의 Cr의 개소에는, 강 중 Cr 함유량(질량%)의 값이 대입된다. Free(C+N)은, 강 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)에서 전해 추출법으로 회수되는 추출 잔사 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)를 뺀 값(질량%)이다. d는, 압연 방향 및 판 두께 방향에 평행한 단면(L 단면)을 연마한 관찰면에 대하여, JIS G0551: 2013의 부속서 C에 규정되는 직선 시험선에 의한 절단법에 의해 구해지는 평균 결정 입자 직경(㎛)이다.
[2] 질량%로, 또한 Mo: 1.50% 이하를 함유하는 화학 조성을 갖는 상기 [1]에 기재된 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판.
[3] 질량%로, 또한 B: 0.0030% 이하를 함유하는 화학 조성을 갖는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판.
[4] 상기 화학 조성을 갖는 강의 슬라브를 가열로에서 가열한 후 950 내지 1120℃의 온도에서 로(爐)에서 꺼내어, 조압연기(粗壓延機)에 의해 압연하여 판 두께 20 내지 50mm, 표면 온도 700 내지 850℃의 중간 슬라브로 하고, 그 다음에 상기 중간 슬라브에 열간 압연을 실시하여 판 두께 5.0 내지 11.0mm로 한 후 표면 온도 650 내지 800℃에서 권취함으로써 열연 강판을 얻는 공정,
상기 열연 강판을 800 내지 1100℃에서 소둔하는 공정
을 갖는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.
[5] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판을 사용한 플랜지.
[6] 상기 플랜지가 배기 가스 경로용 플랜지인 상기 [5]에 기재된 플랜지.
[7] 상기 플랜지가 자동차 배기 가스 경로용 플랜지인 상기 [5]에 기재된 플랜지.
본 발명에 의하면, 인성이 우수한 Ti 함유 페라이트계 스테인리스강의 두꺼운 게이지 강판을 안정적으로 실현할 수있다. 이 강판은 특히 저온 인성이 향상되어 있으므로, 통판 조건이나 제조 조건의 제약을 완화하는 것도 가능해진다. 두꺼운 게이지 강판을 소재로 하여 각종 부품(자동차 배기 가스 경로의 플랜지 등)으로 가공하는 경우도, 인성에 관한 신뢰성이 높다.
[화학 조성]
본 발명에서는, 이하에 나타내는 성분 원소를 함유하는 페라이트계 스테인리스강을 대상으로 한다. 강판의 화학 조성에 관한 「%」는 특별히 언급하지 않는 한 질량%를 의미한다.
C는, 강철을 경질화시켜, 열연 소둔 강판의 인성을 저하시키는 요인이 된다. C 함유량(고용 C와 화합물로서 존재하는 C의 총량)은 0.030% 이하로 제한된다. 0.020% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.015% 이하로 관리해도 좋다. 과잉의 저(抵)C화는 제강에 대한 부하를 증대시켜, 비용 상승이 된다. 여기서는, C 함유량 0.003% 이상의 강판을 대상으로 한다.
Si 및 Mn은, 탈산제로서 유효한 것 외에, 내고온산화성을 향상시키는 작용을 갖는다. Si에 대해서는 0.02% 이상, Mn에 대해서는 0.10% 이상의 함유량을 확보하는 것이 보다 효과적이다. 이들 원소는, 다량으로 함유하면 강의 취화(脆化)를 초래하는 요인이 된다. Si 함유량은 2.0% 이하로 제한되고, 1.0% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. Mn 함유량도 2.0% 이하로 제한되고, 1.0% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
P 및 S는, 다량으로 함유하면 내식성 저하 등의 요인이 된다. P 함유량은 0.050%까지 허용할 수 있고, S 함유량은 0.040%까지 허용할 수 있다. 과잉의 저P화, 저S화는 제강에 대한 부하를 증대시켜 비경제적이 된다. 통상, P 함유량은 0.010 내지 0.050%, S 함유량은 0.0005 내지 0.040%의 범위에서 조정하면 좋다.
Cr은, 스테인레스강으로서 내식성을 확보하기 위해 중요하다. 내고온산화성의 향상에도 유효하다. 이들 작용을 발휘시키기 위해, 10.0% 이상의 Cr 함유량이 필요하다. 다량으로 Cr을 함유하면 강이 경질화되어, 두꺼운 게이지 열연 소둔 강판의 인성 개선에 지장을 초래하는 경우가 있다. 여기서는 Cr 함유량이 19.0% 이하의 강을 대상으로 한다.
N은, C와 마찬가지로, 열연 소둔 강판의 인성을 저하시키는 요인이 된다. N 함유량(고용 N과 화합물로서 존재하는 N의 총량)은 0.030% 이하로 제한된다. 0.020% 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.015% 이하로 관리해도 좋다. 과잉의 저N화는 제강에 대한 부하를 증대시켜, 비용 상승이 된다. 통상, N 함유량은 0.003% 이상의 범위에서 조정하면 좋다.
Ti는, C, N과 결합하여 Ti 탄질화물을 형성함으로써, Cr 탄질화물의 입계 편석을 억제하고, 강의 내식성 및 내고온산화성을 높게 유지하는 데 극히 유효한 원소이다. Ti 함유량은 0.07% 이상으로 할 필요가 있다. 0.09% 이상으로 하는 것이 보다 효과적이고, 0.15% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. Ti 함유량이 과대해지면, 열연 소둔 강판의 인성 저하를 조장하므로 바람직하지 않다. 여러가지로 검토한 결과, Ti 함유량은 0.50% 이하로 제한되고, 0.40% 이하의 범위로 함유시키는 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 명세서에서 「탄질화물」이란, C, N의 1종 이상이 금속 원소와 결합한 화합물을 말한다. Ti 탄질화물의 예라면, TiC, TiN 및 Ti(C, N)가 이에 해당한다.
Al은, 탈산제로서 유효하다. 그 작용을 충분히 얻기 위해, 0.010% 이상의 Al 함유량이 되도록 첨가하는 것이 효과적이다. 다량의 Al 함유는 인성 저하의 요인이 된다. Al 함유량은 0.20% 이하로 제한된다.
Mo는, 내식성의 향상에 유효하며, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그 경우, 0.01% 이상의 Mo 함유량으로 하는 것이 보다 효과적이다. 다량의 Mo 함유는 인성에 악영향을 미치는 경우가 있다. Mo 함유량은 0 내지 1.50%의 범위로 한다.
B는, 2차 가공성 향상에 유효하며, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 그 경우, 0.0010% 이상의 함유량을 확보하는 것이 보다 효과적이다. 단, B 함유량이 0.0030%를 초과하면 Cr2B의 생성에 의해 금속 조직의 균일성이 손상되어, 가공성이 저하되는 경우가 있다. B 함유량은 0 내지 0.0030%의 범위로 한다.
[K 값]
하기 (1)식으로 표시되는 K 값은, 상기 화학 조성 범위의 Ti 함유 페라이트계 스테인리스강의 두꺼운 게이지 강판(판 두께 5.0 내지 11.0mm)에서의 U 노치 충격 시험편(충격 방향이 압연 방향과 판 두께 방향에 수직인 방향)을 사용한 20℃에서의 샤르피 충격값(J/㎠)을, 강 중 Cr 함유량, 고용 C+N량, 평균 결정 입자 직경으로부터 정밀하게 추정하는 지표이다.
K 값 = -0.07×Cr-6790×Free(C+N)-1.44×d+267 …… (1)
여기서, (1)식의 Cr의 개소에는 강 중 Cr 함유량(질량%)의 값이 대입된다. Free(C+N)는, 강 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)에서 전해 추출법으로 회수되는 추출 잔사 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)을 뺀 값(질량%)이다. d는, 압연 방향 및 판 두께 방향에 평행한 단면(L 단면)을 연마한 관찰면에 대하여, JIS G0551: 2013의 부속서 C에 규정되는 직선 시험선에 의한 절단법에 의해 구해지는 평균 결정 입자 직경(㎛)이다.
발명자들의 상세한 검토에 의하면, 두꺼운 게이지 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판의 상온 부근의 인성은, Cr 함유량, 고용 C+N량, 및 페라이트 평균 결정 입자 직경의 영향을 크게 받는 것을 알 수 있었다. 상기 화학 조성을 충족하고, 또한 K 값이 150 이상이 되도록 Cr 함유량, 고용 C+N량 및 평균 결정 입자 직경이 조정되어 있으면, 두꺼운 게이지 강판을 강관이나 각종 부재로 가공할 때나, 냉간 압연을 실시하여 얇은 게이지 강판을 얻을 때의 인성에 관한 신뢰성이 충분히 확보되는 것이 확인되었다. 따라서 본 명세서에서는 상기 K 값이 150 이상인 것을 요건으로 한다. 열연 소둔 강판에서의 고용 C+N량과 페라이트 평균 결정 입자 직경은, 후술하는 열연 조건에 의해 컨트롤할 수 있고, K 값이 150 이상의 열연 소둔 강판을 나누어서 만들 수 있다.
상기 (1)식의 Free(C+N), 고용(C+N) 농도(질량%)에 상당하는 것이다. 이하의 방법으로 Free(C+N)을 구할 수 있다.
[Free(C+N)을 구하는 방법]
10질량%의 아세틸아세톤, 1질량%의 테트라메틸암모늄클로라이드, 89질량%의 메틸알코올로 이루어진 비수계 전해액 중에서, 강판에서 채취한 질량 기지(質量旣知)의 샘플에, 포화 감홍(甘汞) 기준 전극(SCE)에 대하여 -100mV 내지 400mV의 전위를 부여하고, 샘플인 매트릭스(금속 소지)를 전부 용해시킨 후, 미용해물을 포함하는 액을 구멍 직경 0.05μm의 멤브레인 필터로 여과하고, 필터에 남은 고형분을 추출 잔사로서 회수한다. 추출 잔사 중의 C 및 N을, C에 대해서는 적외선 흡수식-고주파 연소법으로, N에 대해서는 임펄스 가열 융해-열전도법으로 각각 분석하고, 추출 잔사 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량 Insol(C+N)(강 중에서 차지하는 질량%)을 산출한다. Free(C+N)(질량%)는 하기 (2)식에 의해 구해진다.
Free(C+N) = Total(C+N)-Insol(C+N) …… (2)
여기서, Total(C+N)은 강 중에 존재하는 C와 N의 합계량(질량%), Insol(C+N)은 추출 잔사 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)이다.
[판 두께]
Ti 함유 페라이트계 스테인리스강은 내식성, 내열성 등의 재료 특성면에 있어서, 자동차 배기 가스 유로 부재 용도에 유용한 강종의 하나이다. 자동차 배기 가스 유로 부재로 가공하는 소재 강판에는 우수한 가공성이 요구된다. 그 가공성의 지표가 되는 랭크포드 값(r 값)을 향상시키기 위해서는, 냉간 압연율을 증대시키는 것이 효과적이다. 높은 냉간 압연율을 얻기 위해서는, 두꺼운 게이지의 열연 강판을 채용하는 것이 유리해진다. 한편, Ti 함유 페라이트계 스테인리스강은 상온 부근으로부터 저온측에서 강판의 인성 저하를 일으키기 쉬운 강종이다. 두꺼운 게이지의 강판에서는 인성 저하의 영향이 보다 현재화되기 쉽다.
여러 가지로 검토한 결과, 냉연 강판의 r 값을 향상시키기 위해서는 판 두께 5.0mm 이상의 열연 강판을 적용하는 것이 극히 유효하다. 그래서, 본 발명에서는 판 두께 5.0mm 이상의 열연 강판을 대상으로 하여 인성 향상을 도모하는 것으로 하였다. 판 두께 5.5mm 이상의 열연 강판을 대상으로 하는 것이 보다 효과적이다. 판 두께가 너무 두꺼워지면, 냉연 공정에서의 일반적인 통판 라인에서는 부하가 과대해지는 경우가 있다. 여기서는 판 두께 11.0mm 이하의 강판을 대상으로 한다. 판 두께 9.0mm 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
[제조 방법]
인성이 우수한 상기의 두꺼운 게이지 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 열연 강판은, 종래 일반적인 스테인리스 열연 강판 제조 설비에서 제조할 수 있다. 이하에, 제조 방법을 예시한다.
[용제]
연속 주조법에 의해 주조 슬라브를 제조한다. 조괴법(造塊法)에 의해 주괴(鑄塊)를 만들고, 단조 혹은 분괴 압연으로 슬라브를 제조해도 좋다. 슬라브 두께는 200 내지 250mm로 하는 것이 바람직하다.
[슬라브 가열]
상기 슬라브를 가열로에 넣고, 950℃ 이상의 온도로 가열한다. 가열 시간(재료 온도가 950℃ 이상으로 유지되는 시간)은 예를 들어 50 내지 120분의 범위에서 설정할 수 있다. 950℃ 이상의 온도로 가열함으로써, 주조시에 생성된 조대한 TiC가 Ti+C로 분해되어, TiC가 거의 소실된 조직 상태를 실현할 수 있다. TiN에 대해서는 1150℃에서도 아직 완전히는 분해되지 않지만, N의 완전 고용화에는 특별히 집착할 필요는 없다. 재료의 최고 도달 온도는 1120℃ 이하의 범위에서 설정할 수 있는데, 로에서 꺼낼 때의 재료 온도(추출 온도)는 후술하는 온도 범위로 조정할 필요가 있다.
[조압연]
가열 후의 슬라브를 추출 온도 950 내지 1120℃에서 로에서 꺼내어, 조압연기에 의해 압연한다. 추출 온도가 이것보다 높으면, 재결정 페라이트상의 평균 결정 입자 직경이 조대화하기 쉽고, 상술한 K 값이 150 이하인 열연 강판을 얻는 것이 어려워진다. 조압연은 1 패스 또는 복수 패스의 압연으로 행하고, 판 두께 20 내지 50mm의 중간 슬라브를 제조한다. 그 때, 조압연에 의해 얻어지는 중간 슬라브의 표면 온도가 700 내지 850℃가 되도록 컨트롤하는 것이 중요하다. 즉, 적어도 조압연의 최종 패스 온도가 700 내지 850℃의 범위가 되도록 추출 온도 및 조압연 패스 스케줄을 설정한다. 이 온도 범위는 TiC의 재석출이 생기는 온도역에 겹친다. 미고용의 TiC가 거의 잔존하고 있지 않은 상태에서, 조압연 중에 TiC를 재석출시키면, 많은 사이트에서 미세한 TiC가 발생한다. 중간 슬라브 중에는, 이들 수많은 TiC 혹은 이미 석출되어 있는 TiN을 핵으로서 생성한 Ti 탄질화물이 미세 분산된 상태가 된다. 미세 분산된 Ti 탄질화물은, 플럭스 피닝(flux pinning)에 의해 페라이트 재결정립의 조대화를 억제하는 작용을 발휘한다. 중간 슬라브의 표면 온도가 850℃를 초과하도록 고온에서 조압연을 행하면, TiC가 활발하게 재석출하는 온도보다 고온도에서의 조압연이 되므로, 상기 플럭스 피닝이 충분히 발휘되지 않고, 조대 결정립이 생성되어, 결정립 미세화 효과가 불충분해진다. 한편, 중간 슬라브의 표면 온도가 700℃를 밑돌면, 후술하는 마무리 열간 압연에서의 변형 저항이 증대하거나, 권취 온도가 너무 낮아지거나 하는 요인이 된다. 조압연의 합계 압연율은 80 내지 90%로 하는 것이 바람직하다.
[마무리 열간 압연]
상기 중간 슬라브에 대하여 권취까지의 사이에 실시하는 일련의 열간 압연을, 여기서는 「마무리 열간 압연」이라고 부른다. 마무리 열간 압연은, 리버스식 압연기를 사용하여 행하여도 좋고, 탠덤식의 연속 압연기를 사용하여 행하여도 좋다. 최종 패스 후의 판 두께가 5.0 내지 11.0mm가 되고, 또한 후술하는 권취 온도를 실현할 수 있도록 패스 스케쥴을 설정한다. 마무리 열간 압연 중에도 플럭스 피닝에 의해 재결정립의 성장이 억제된다. 마무리 열간 압연의 합계 압연율은 예를 들어 65 내지 85%로 할 수 있다.
[권취]
마무리 열간 압연을 마친 강판은, 표면 온도가 650 내지 800℃인 상태에서 코일상으로 권취하여, 열연 강판으로 한다. 650℃보다 저온에서 권취하면, 고온 강도가 상승하기 때문에, 정상적인 형태로 코일상으로 권취되지 않은 상태가 생기기 쉽다. 이러한 권취 이상이 발생하면, 재권취 공정을 통판(通板)할 필요가 있기 때문에 생산 비용 상승으로 이어진다. 800℃보다 고온에서 권취하면 동적인 2차 재결정화가 촉진되어, 결정립 조대화가 진행되기 쉽다. 이 경우, K 값의 저하(즉 인성 저하)로 이어질 우려가 있다. 권취 후에는, 그대로 대기 중에 방랭하면 좋다. 수냉 등의 냉각 처리를 행하지 않아도, 상기의 플럭스 피닝에 의해 초래되는 효과는 유지된다. 저온 인성 개선은 결정립 미세화에 의한 바가 크다. 또한, 고용 C, N의 저감에 의한 매트릭스의 연질화도 저온 인성 개선에 기여하고 있다고 생각된다.
[소둔]
상기와 같이하여 얻어진 열연 강판에, 800 내지 1100℃에서의 소둔(열연판 소둔)을 실시함으로써, 인성이 우수한 두꺼운 게이지의 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판을 얻을 수 있다. 소둔 시간은 예를 들어 균열(均熱) 0 내지 5분으로 할 수 있다. 여기서, 균열 0분이란 재료 온도가 소정의 온도에 도달한 후 즉시 냉각하는 경우를 말한다.
실시예
표 1의 강을 용제하고, 두께 약 200mm의 연속 주조 슬라브를 얻었다. 강의 화학 조성은 모두 본 발명의 규정을 만족하고 있다. 각 연속 주조 슬라브를 가열로에 넣어, 강종에 따라 표 2의 슬라브 가열 온도에서 약 50 내지 100분간 유지한 후 로에서 꺼내어, 즉시 조압연기에 의한 조압연을 행하였다. 추출 온도는 슬라브 가열 온도와 동일하게 하였다. 조압연은 마무리 목표 판 두께에 따라 7 내지 9패스로 행하여, 두께 20 내지 50mm의 중간 슬라브를 제작하였다. 조압연기의 최종 패스출측에서 중간 슬라브의 표면 온도를 측정하였다. 그 온도를 표 2 중에 「중간 슬라브 온도」로서 표시하였다. 얻어진 중간 슬라브에 대하여, 즉시 6스탠드의 밀을 구비하는 연속 열간 압연기 또는 코일러 퍼니스를 갖는 가역식 열간 압연기에 의해 마무리 열간 압연을 실시하고, 그 후, 귄취하여 표 2에 나타내는 판 두께의 열연 강판을 얻었다. 권취 온도는 권취기 직전의 판 표면 온도를 측정함으로써 구하였다. 얻어진 열연 강판에 표 2에 나타내는 온도에서 균열 0분의 열연판 소둔을 실시하였다.
각 열연 소둔 강판에서 샘플을 채취하여, 상술한 방법으로 Free(C+N), 평균 결정 입자 직경(d)을 구하고, (1)식에 의해 K 값을 구하였다. 또한, 각 열연 강판에서 U 노치 충격 시험편을 제작하고, JIS Z2242: 2005에 따라 20℃에서의 샤르피 충격 시험을 행하였다. 해머에 의한 충격 부여 방향(즉 U 노치의 깊이 방향)은, 압연 방향과 판 두께 방향에 수직인 방향(즉 열연 소둔 강대(鋼帶)의 판폭 방향)으로 하였다. 이러한 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112018106907657-pct00001
Figure 112018106907657-pct00002
본 발명에 따라 K 값이 150 이상이 되는 조건에서 제조한 열연 강판(본 발명 예)은, 모두 20℃의 U 노치 충격 시험편에 의한 충격값이 150J/㎠ 이상이 되고, 양호한 인성을 갖고 있다.
비교예인 No.21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28은 슬라브 가열 온도, 중간 슬라브 온도, 권취 온도가 본 발명예에서 높게 벗어나 있기 때문에 TiC 등에 의한 석출물의 플럭스 피닝을 얻지 못하고, 평균 결정 입자 직경이 커지고, 그 결과, 인성이 저하되었다. No.29에서는 슬라브 가열 온도, 중간 슬라브 온도는 본 발명의 조건을 만족하지만, 권취 온도가 낮기 때문에 권취한 코일의 형상이 나빠졌다. 또한, 강 중의 C, N 함유량이 높은 것에 비해 Ti 첨가량이 적으므로, Free(C+N)가 높아져서, 인성이 저하되었다.

Claims (7)

  1. 질량%로, C: 0.003 내지 0.030%, Si: 0.02 내지 2.0%, Mn: 0.10 내지 2.0%, P: 0.050% 이하, S: 0.040% 이하, Cr: 10.0 내지 19.0%, N: 0.030% 이하, Ti: 0.07 내지 0.50%, Al: 0.010 내지 0.20%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 화학 조성을 갖고, 하기 (1)식에 의해 정의되는 K 값이 150 이상이고, 판 두께가 5.0 내지 11.0mm인 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판.
    K 값 = -0.07×Cr-6790×Free(C+N)-1.44×d+267 …… (1)
    여기서, (1)식의 Cr의 개소에는 강 중 Cr 함유량(질량%)의 값이 대입된다. Free(C+N)는, 강 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)에서 전해 추출법으로 회수되는 추출 잔사 중에 존재하는 C와 N의 합계 함유량(질량%)을 뺀 값(질량%)이다. d는, 압연 방향 및 판 두께 방향에 평행한 단면(L 단면)을 연마한 관찰면에 대하여, JIS G0551: 2013의 부속서 C에 규정되는 직선 시험선에 의한 절단법에 의해 구해지는 평균 결정 입자 직경(㎛)이다.
  2. 제1항에 있어서, 질량%로, 또한 Mo: 1.50% 이하를 함유하는 화학 조성을 갖는 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판.
  3. 제1항에 있어서, 질량%로, 또한 B: 0.0030% 이하를 함유하는 화학 조성을 갖는 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법으로서,
    상기 화학 조성을 갖는 강의 슬라브를 가열로에서 가열한 후 950 내지 1120℃의 온도에서 로 밖으로 꺼내고, 조압연기에 의해 압연하여 판 두께 20 내지 50mm, 표면 온도 700 내지 850℃의 중간 슬라브로 하고, 그 다음에 상기 중간 슬라브에 열간 압연을 실시하여 판 두께 5.0 내지 11.0mm로 한 후 표면 온도 650 내지 800℃에서 권취함으로써 열연 강판을 얻는 공정,
    상기 열연 강판을 800 내지 1100℃에서 소둔하는 공정
    을 갖는, 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 Ti 함유 페라이트계 스테인리스 강판을 사용한 플랜지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 플랜지가 배기 가스 경로용 플랜지인 플랜지.
  7. 제5항에 있어서, 상기 플랜지가 자동차 배기 가스 경로용 플랜지인 플랜지.
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