KR19990023274A

KR19990023274A - 내식성이 우수한 Fe-Cr-Si 강판 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19990023274A
Application number: KR1019980031146A
Authority: KR
Inventors: 시게아끼 다까죠; 다까꼬 야마시따; 아끼히로 마쓰자끼; 오사무 곤도
Original assignee: 에모또 간지; 가와사끼 세이데쓰 가부시키가이샤
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 1999-03-25
Also published as: US6207103B1; DE69802750D1; KR100334148B1; EP0894874A1; DE69802750T2; EP0894874B1

Abstract

본 발명은, 내식성이 우수하며 또한 높은 인성을 갖는 Fe-Cr-Si 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Cr : 10 ∼ 30 중량％, Si : 3.5 ∼ 10 중량％ 를 함유하고, C 및 N 의 합계량이 100 ppm 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지도록 함으로써 내식성 및 인성이 우수한 강판을 제조한다.

또한, 주편을, 열간압연하여 3 ㎜ 이하의 두께까지 압연함으로써 내식성 및 인성이 우수한 강판을 보다 효율적으로 제조할 수 있다. 당해 강판의 특징을 이용하여 열연강판을 소둔하지 않고 냉간압연 또는 온간압연할 수 있다.

Description

내식성이 우수한 Ｆｅ－Ｃｒ－Ｓｉ 강판 및 그 제조방법

본 발명은 내식성이 우수하며 또한 높은 인성을 갖는 Fe-Cr-Si 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Fe-Cr 합금은 내식성이 우수한 재료로서 알려져 있으나, 더 가혹한 조건하에서 한층 더 나은 내식성이나 내열성을 확보하기 위해, 판에 사용된 합금에 여러 가지의 원소가 첨가되어 왔다. 그 대표예로서 Mo, Co, Al 등을 들 수 있다. 이들 첨가된 원소들에 의해, 내식성의 대표적인 지표인 공식전위 (pitting corrosion potential) (3.5％ NaCl 수용액, 30℃, 전류밀도 10 ㎂/cm²) 가 500 mV 이상이 되는 매우 우수한 내식성도 실현된다. 그러나, 이들 원소는 모두 고가이기 때문에, 비용상의 제약에서, 내식성이나 내열성을 어느 정도 희생하여 첨가량을 억제하여야 한다.

한편, Si 는 Mo, Co, Al 에 비해 값이 싸며, 또한 내식성 또는 내열성을 개선하는 효과도 있기 때문에, Fe-Cr-Si 합금의 공업적인 활용이 기대된다. 그 예로서, 일본 공개특허공보 소57-134542 호에서는, Si : 0.01 ∼ 5.00 중량％, Mn : 0.01 ∼ 5.00 중량％, Nb : 0.20 ∼ 1.00 중량％ 를 함유하는 내식성이 우수한 페라이트계 스테인레스강 (ferritic stainless steel) 을 개시하고 있다.

그러나, Si 는 3.5 중량％ 이상의 함유량이 되면 철합금의 인성을 극단으로 저하시켜, 재료로서의 용도가 제한받을 뿐 아니라 압연이나 프레스성형 (press forming) 등의 가공조차도 곤란해지는 약점을 갖는다. 또한, Si 의 내식성 향상의 효과는 Mo, Co, Al 등에 비하면 뒤떨어지며, 또한 상기의 인성 저하때문에 Si 첨가량이 제한되면, Fe-Cr-Si 합금의 내식재료로서의 우위성을 확보할 수 없는 것이 실상이었다.

이러한 문제점중, 일반적으로 Fe-Cr 합금계에 있어서, 불순물을 저감시킴으로써, 주성분계를 바꾸지 않고 인성 내지 가공성을 개선할 수 있는 것이 알려져 있다. 일본 공개특허공보 평6-33197 호가 그 대표예로, Si 를 함유하는 경우에도 불순물의 저감에 따라 가공성이 향상되는 것이 기재되어 있다. 그러나, Si 를 다량으로 함유한 경우에는, 통상적인 Fe-Cr 합금과는 비교가 되지 않을 정도의 인성열화가 있어, 상기 공보에서 개시된 일반적인 Fe-Cr 합금의 인성향상의 수준으로는 보충할 수 없는 문제가 있었다. 또한, 내식성을 공식전위 500 mV 이상의 고수준으로 확보할 수 있을지도 검토하지 않았다.

또한, 일본 공개특허공보 평3-53025 호에서는, 강압하의 열간압연후에 급냉시킴으로써, 0.01 ∼ 0.50 중량％ 의 희토류 금속원소 (REM) 를 함유하는 Fe-Cr-Si 합금의 인성을 향상시키는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 통상과는 다른 압연 프로세스가 필요하고, 또한 내식성에 대해서는 종래의 Fe-Cr-Si 합금의 연장선상으로서, 공식전위 500 mV 미만에 머무르지 않을 수 없다고 예상된다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하여, 매우 우수한 내식성과 함께 높은 인성을 갖는 Fe-Cr-Si 합금을 제공하고, 그 높은 인성을 활용하여 냉간압연 내지 온간압연을 행하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명자들은, 인성의 확보에 대해서는, 고 Si 함유량이어도, C＋N 함유량을 저감시키는 데에, 통상 예상되는 바와 같이 Cr 량을 줄여 인성을 향상시키는 것이 아니라, 오히려 일정량 이상의 Cr 을 함유시킴으로써, 매우 높은 인성이 얻어지는 것을 발견하였다. 이어서 내식성에 대해서는, 일정량 이상의 Cr, Si 를 함유시키고, 또한 C＋N 량을 저감시킴으로써, 지금까지 Fe-Cr-Si 계에서는 불가능이라고 생각된 수준의 내식성이 얻어지는 것을 발견하였다.

본 발명은, Cr : 10 ∼ 30 중량％, Si : 3.5 ∼ 10 중량％ 를 함유하고, C 및 N 의 합계량이 100 ppm 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 고인성의 Fe-Cr-Si 강판에 관한 것이다. 또한, C 및 N 의 합계량을 40 ppm 이하로 하면, 내식성 및 인성의 개선이 현저하다.

또한, Cr : 10 ∼ 30 중량％, Si : 3.5 ∼ 10 중량％ 를 함유하고, C 및 N 의 합계량이 100 ppm 이하, 바람직하게는 40 ppm 이하인 강판에, 추가로 Mo, Co, Al 중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 각각 5 중량％ 이하 첨가하면, 내식성 및 인성이 더 개선된다.

이어서, 본 발명자들은, 고 Si 함유량이어도, 열간압연의 최종 두께를 일정치 이하로 함으로써, 매우 높은 인성 또는 가공성이 얻어지는 것을 발견하였다. 또한, Cr 함유량이 높으면, 그 유리한 효과가 보다 현저해지는 것을 발견하였다.

Cr : 10 ∼ 30 중량％, Si : 3.5 ∼ 10 중량％ 를 함유하고, C 및 N 의 합계량이 100 ppm 이하이고, 잔부가 주로 철 및 불가피적 불순물로 이루어진 주편(鑄片)을, 열간압연하여 3 ㎜ 이하의 두께까지 압연하면, 그 효과가 현저하다. 또한, Ni 를 10 중량％ 이내 함유하면, 효과가 촉진된다.

열간압연하여 3 ㎜ 이하의 두께까지 압연한 열연판은, 소둔하지 않고 냉간압연 또는 온간압연할 수 있다.

이하, 본 발명에 이른 실험결과에 대해 설명한다.

순도 99.99 ％ 이상의 Fe, Cr, Si 를 원료로 하고, 고진공 (1×10^-4Torr) 의 소형 용해로로, 고순도 Fe-Cr(0-30 중량％)-Si(5 중량％) 합금을, Cr : 0, 2, 10, 18, 30 ％ 로 10 ㎏ 씩 용제하였다. 여기에서, 탈산을 위해 0.01 중량％ 의 Al 을 첨가하였다. 얻어진 합금의 불순물 함유량은, C : 1 ∼ 4 ppm, P : 3 ∼ 7 ppm, S : 3 ∼ 5 ppm, N : 6 ∼ 15 ppm, Ｏ : 5 ∼ 11 ppm, C＋N : 8 ∼ 17 ppm 이었다. 이들 주괴 (鑄塊) 를 두께 60 ㎜ 로 잘라내, 1100℃ 로 가열하여 판두께 3.5 ㎜ 로 압연하였다. 이 강판으로부터, 판두께 2.5 ㎜, 폭 10 ㎜, 길이 55 ㎜, 2 ㎜ 의 V 노치를 갖는 샤르피 시험편 (Charpy impact test specimens) 을 압연방향과 평행하게 채취하고, 각 온도에서 충격치 (impact values) 를 측정하여, 취성파면율 (percent brittle fracture) 이 50 ％ 가 되는 온도, 즉 연성-인성 천이온도 (ductile-brittle transition temperature) 를 인성의 지표로 구하였다.

각 조성 (Cr : 0, 2, 10, 18, 30 중량％ 및 Si : 5 중량％) 에 대한 천이온도는 다음과 같았다.

Cr (중량％)	천이온도 (℃)
02101830	＋180＋160－20－40－30

예상밖으로, Cr 량이 10 중량％ 이상이면, 5 중량％ 의 Si 를 함유하고 있어도, 매우 낮은 천이온도, 즉 매우 높은 인성이 얻어지는 것이 밝혀졌다.

이어서, Cr(18 중량％)-Si(5 중량％) 의 조성에 대해, 상기한 바와 동일한 방법으로, 단, C 및 N 을 조절하기 위해 C 를 5 중량％ 를 함유한 모합금 (母合金) 및 질화철을 첨가하여, C＋N 함유량이 다른 합금을 제조하고, 동일한 방법으로 샤르피 시험을 행하여, 다음과 같은 결과를 얻었다.

C＋N (ppm)	천이온도 (℃)
11224386117	－40－10＋70＋90＋180

이와 같이, C＋N 량이 100 ppm 이하가 되면 인성은 현저히 향상되고, 또 40 ppm 이하가 되면 급격히 인성이 향상되는 것이 밝혀졌다.

또한, 이들 열연판으로부터, 온간압연 (warm rolling) 으로 0.35 ㎜ 두께의 박판을 제조하고, Ar 중 850℃ 에서 1 min 의 소둔후, 내식성을 측정하였다. 내식성의 지표는, 3.5％ NaCl 수용액, 30℃, 전류밀도 10 ㎂/cm²에서의 공식전위로 하여, 다음과 같은 결과를 얻었다.

C＋N (ppm)	공식전위 (mV)
11224386117	890660230190120

내식성에 대해서도, C＋N 량이 30 ppm 이하에서, 통상적인 페라이트계 스테인레스강을 훨씬 상회하는 500 mV 이상의 공식전위 (SUS430 의 경우 약 120 mV) 가 되어, 매우 우수하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명은, 상기 실험사실에 의거한 것으로, 성분계 및 순도의 선택이 중요한 역할을 담당한다. 이하, 이들의 한정이유에 대해 설명한다.

먼저, Cr 은 내식성을 향상시키는 기본적인 합금원소로, 매우 우수한 내식성을 얻는데에는, 최저한 10 중량％ 가 필요하다. 또한, 고 Si 함유량으로 고인성을 얻는데에 매우 유효하며, 그 때문에도 10 중량％ 이상을 요한다. 한편, 30 중량％ 를 초과하면 이들 효과가 포화됨과 동시에, 오히려 가공성을 손상시키고 비용상승을 초래하기 때문에, Cr 의 함유량은 10 ∼ 30 중량％ 로 규정한다. 바람직하게는 10 ∼ 25, 보다 바람직하게는 10 ∼ 20 중량％ 가 좋다.

Si 는, Cr 과 함께 내식성 및 내열성을 향상시키는 원소이다. 3.5 중량％ 미만에서는 매우 우수한 내식성은 얻을 수 없다. 한편, 10 중량％ 를 초과하면 높은 인성을 확보할 수 없기 때문에, Si 의 함유량은 3.5 ∼ 10 중량％ 로 규정한다. 바람직하게는 3.5 ∼ 8 중량％, 보다 바람직하게는 4 ∼ 7 중량％ 가 좋다.

C 및 N 은, Fe-Cr-Si 합금의 인성을 열화시킨다. 고인성을 확보하기 위해 합계량으로 100 ppm 이하로 억제할 필요가 있다. 바람직하게는 40 ppm 이하, 보다 바람직하게는 20 ppm 이하로 한다.

Mo, Co 및 Al 은, Fe-Cr 계의 합금에 추가로 첨가함으로써, 한층 더 내식성과 내열성을 부여하는 것이 알려져 있다. 이들 원소의 첨가에 따라, 본 발명법의 취지가 바뀌지는 않지만, 대량으로 첨가하면 비용상승을 초래하기 때문에, 5 중량％ 를 상한으로 한다. 바람직하게는 3 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 1.5 중량％ 이하가 좋다.

본 발명의 내식성이 매우 우수하고 높은 인성을 갖는 Fe-Cr-Si 합금을 제조하는 데에는, 원료로서 순도 99.9 ％ 이상, 바람직하게는 99.99 ％ 이상의 고순도의 전해 철, 전해 크롬, 금속 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. Mo, Co, Al 을 첨가하는 경우에는, 이들도 고순도 원료를 사용한다. 용제는 고진공 (10^-4Torr 이하의 압력) 의 진공용해로를 사용하여 실시하며, 탈산을 위해 소량의 Al 을 첨가한다. 그 후의 열간압연은 통상적인 조건에서 실시할 수 있다. 또한, 인성이 높기 때문에, 추가로 냉간압연하여 박판으로 할 수 있다. 그 후의 소둔이나 표면 마무리는 통상적인 페라이트계 스테인레스강판과 동일한 공정을 적용할 수 있다. C, N 이외의 불순물량은 특별히 한정되어 있지 않지만, P : 40 ppm 이하, S : 20 ppm 이하, Ｏ : 50 ppm 이하가 바람직하고, 또는 불순물 C＋N＋P＋S＋Ｏ 의 합계량으로 160 ppm 이하가 바람직하다.

이어서, 압연방법에 관한 실험결과에 대해 설명한다.

실험용의 소형 진공용해로로, Fe-Cr(18 중량％)-Si(5 중량％) 합금을 10 ㎏ 용제하였다. 여기에서, 탈산은 Al 로 행하고, 또한 C, N 량을 조절하기 위해 C 를 5 중량％ 함유한 모합금 및 질화철을 첨가하며, 불순물로는 C : 21 ppm, Mn : 0.01 ％, P : 4 ppm, S : 3 ppm, N : 52 ppm, Ｏ : 15 ppm, Al : 30 ppm 이었다. 이들 강괴의 스케일을 제거한 후, 1100℃ 로 가열하여 판두께 5.0, 4.0, 2.0, 1.5 ㎜ 로 압연하였다. 이 강판으로부터, 판두께 1.0 ㎜, 폭 10 ㎜, 길이 55 ㎜, 2 ㎜ 의 V 노치를 갖는 샤르피 시험편을 압연방향과 평행하게 채취하고, 각 온도에서 충격치를 측정하여, 취성파면율이 50 ％ 가 되는 온도, 즉 연성-취성 천이온도를 인성의 지표로서 구하였다. 각 최종 두께에 의한 샤르피 천이온도는 다음과 같다.

열간압연 최종 두께 (㎜)	천이온도 (℃)
5.04.03.02.01.5	＋110＋100＋70－10－40

이와 같이 열간압연의 최종 두께를 3 ㎜ 이하로 함으로써 높은 인성을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다.

또한, 열간압연의 최종 두께를 2 ㎜ 이하로 하면, 그 후 냉간압연을 행하는 것도 가능하다.

본 발명은, 상기 실험사실에 의거한 것으로, 성분계, 순도 뿐 아니라 열연의 최종 두께도 중요한 역할을 담당한다. 이하, 이들의 한정이유에 대해 설명한다.

먼저, Cr 은 내식성을 향상시키는 기본적인 합금원소로, 높은 내식성을 얻고자 하는 경우에는 최저한 10 중량％ 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 고 Si 함유량으로 고인성을 얻는데에 매우 유효하며, 그 때문에도 10 중량％ 이상이 바람직하다. 한편, 30 중량％ 를 초과하면 이들 효과가 포화됨과 동시에, 오히려 가공성을 손상시키고 비용상승을 초래한다. 따라서, Cr 의 함유량은 30 중량％ 이하, 한층 더 내식성과 인성의 현격한 향상을 도모하는 데에는 10 중량％ 이상 30 중량％ 이하로 규정한다.

이어서, Si 는 Cr 과 함께 내식성 및 내열성을 향상시키고 개선시키는 원소이다. 3.5 중량％ 미만에서는 매우 우수한 내식성은 얻을 수 없다. 한편, 10 중량％ 초과하면 높은 인성을 확보할 수 없기 때문에, Si 의 함유량은 3.5 ∼ 10 중량％ 로 규정한다. 바람직하게는 3.5 ∼ 8 중량％, 보다 바람직하게는 4 ∼ 7 중량％ 가 좋다.

이밖에, Mo, Co, Al 등의 내식성 향상을 위한 원소를 함유하는 것도, 가공성을 방해하는 것은 아니다. 단, 과잉으로 함유하면 비용상승의 문제가 있는 것 이외에, 특성향상도 포화되기 때문에 각각 5 중량％ 이하로 한다. 바람직하게는, 각각, Mo : 0.03 ∼ 3.0 중량％, Co : 0.03 ∼ 3.0 중량％, Al : 0.5 ∼ 5.0 중량％ 로 한다.

강재의 불순물량은 C 및 N 의 합계로 100 ppm 이하, C, N, O, S, P 의 합계로 160 ppm 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, Mn 은 0.2 ％ 이하가 바람직하다.

또한, 열간압연의 최종 두께를 3 ㎜ 이하로 함으로써 급격하게 인성을 개선시킬 수 있다. 이것은 열간가공할 때에 도입된 전위가, 열연 두께를 얇게 함으로써 판두께의 급격한 하강에 의해 완화되지 않고 잔존하며, 미세한 서브그레인 (subgrains) 을 형성하기 때문이라고 생각된다. 이들은, 열간압연의 최종 두께 1.5 ㎜ 의 시료의 박막/투과 전자현미경 관찰로 확인하였다. 따라서, 최종 두께를 3 ㎜ 이하로 규정하였다. 이 값은 압하율 85 ％ 이상에 상당한다.

이 때, 추가로 Ni 을 10 중량％ 이하 첨가하면, 결정립의 세립화가 촉진되며, 인성이 한층 더 향상됨과 동시에, 내식성에도 좋은 영향을 미친다. 단, 10 중량％ 를 초과하면 효과가 포화됨과 동시에 비용이 비싸지기 때문에, 상한을 10 중량％ 이하, 바람직하게는 5.0 중량％ 이하로 한다. 이와 같은 Ni 의 효과를 유효하게 활용하기 위해서는, 0.5 중량％ 이상이 필요하고, 따라서 Ni 의 바람직한 범위는 0.5 중량％ 부터 5 중량％ 이다.

그러나, 이들 효과는 소둔을 행하면 상실된다. 이것은 가공으로 형성된 미세한 서브그레인이 재결정에 의해 완화되어 버리기 때문이라고 생각된다. 그래서, 고인성을 확보하는 데에는 열연 및 냉연후의 소둔은 피하는 것이 바람직하다. 따라서, Fe-Cr-Si 강의 열연판은, 소둔하지 않고 냉간 내지 온간압연하여 Fe-Cr-Si 강판을 제조하는 것이 바람직하다. 여기에서, 온간 이란 50 ∼ 350 ℃ 의 범위를 말한다.

실시예

(실시예 1)

순도 99.99 ％ 의 전해 철 및 전해 크롬, 순도 99.999 ％ 의 금속 실리콘, 및 순도 99.99 ％ 의 금속 알루미늄, 금속 코발트, 금속 몰리브덴을 원료로 하고, 고진공 (1×10^-4Torr) 의 소형 용해로로, 표 1 에 나타낸 합금을 10 ㎏ 씩 용제하였다. 여기에서, Al 을 주성분으로 함유하지 않는 경우에는, 탈산을 위해 0.01 중량％ 상당 (1 g) 의 알루미늄 포일을 탈지시켜 첨가하였다. 이들의 주괴를 40×60×100 ㎜ 로 잘라내, Ar 중에서 1100℃ 로 가열하여 30 min 유지한 후, 60 ㎜ 를 20 ㎜ 로 조압연하고, 추가로 1100℃ 로 재가열하여 15 min 유지하고서, 판두께 3.5 ㎜ 까지 압연하였다.

이 강판으로부터, 판두께 2.5 ㎜, 폭 10 ㎜, 길이 55 ㎜, 2 ㎜ 의 V 노치를 갖는 샤르피 시험편을 압연방향과 평행하게 채취하고, 25 ℃ 간격의 온도에서 샤르피 충격치를 측정하여, 취성파면율이 50 ％ 가 되는 온도, 즉 연성-인성 천이온도를 인성의 지표로서 구하였다.

이어서, 앞의 3.5 ㎜ 두께의 열연판의 표면을 쇼트 블라스트 (shot blast) 처리하고서, 0.35 ㎜ 까지 냉간압연하였다. 단, 천이온도가 실온을 초과하는 경우에는, 300℃ 로 예열하여 온간압연하였다. 계속해서, 이들 박판을 Ar중 850℃ 에서 1 min 의 소둔후, 3.5％ NaCl 수용액, 30℃, 전류밀도 10 ㎂/cm²에서의 공식전위를 측정하였다.

표 2 에 각 강종의 천이온도와 냉간 또는 온간압연의 방법 및 공식전위를 나타낸다.

강종 1 은, Cr 이 부족한 비교예로, 인성, 내식성 모두 통상적인 스테인레스강에도 미치지 않는다. 강종 2 는 본 발명의 조성범위에 있으며, 매우 높은 인성과 매우 높은 내식성을 함께 갖는다. 강종 3 은 Si 가 부족한 예로, 인성은 양호하지만 내식성은 통상적인 SUS304 나 SUS430 의 수준에 머물러 있다. 강종 4 는 Si 량이 과잉이며 인성이 열화되어 있다.

강종 5 및 6 은, 본 발명에서 Al, Co, Mo 을 더 추가하여 첨가한 예로, 모두 매우 높은 인성과 내식성을 나타내고 있다.

강종 7 및 8 은, 강종 2 에 비해 C＋N 량이 특히 강종 8 은 C＋N 량이 본 발명법의 범위를 초과하여 높기 때문에, 저 Cr 고 Si 함유의 강종 1 에 가까운 인성과 내식성밖에 얻을 수 없다. 강종 2 에 비해 C＋N 량이 너무 높은 경우, 인성과 내식성 모두 열화되어 있다.

강종 9 는, 본 발명법의 범위내에서 순도를 더 높인 예로, 인성도 내식성도 더 향상되어, 매우 우수한 내식재료가 되는 것을 나타내고 있다.

강종	C(ppm)	Si(％)	Mn(％)	P(ppm)	S(ppm)	Cr(％)	Al(％)	N(ppm)	Ｏ(ppm)	C＋N(ppm)	기타(％)	비고
1	4	5.0	0.005	4	3	2.0	0.007	7	11	11	-	비교예
2	3	5.1	0.004	3	4	17.8	0.009	9	10	12	-	발명예
3	3	2.9	0.006	4	5	18.0	0.008	10	10	13	-	비교예
4	3	10.8	0.003	3	4	17.9	0.005	8	13	11	-	비교예
5	1	4.6	0.005	3	4	18.1	1.3	9	9	10	-	발명예
6	5	4.5	0.008	6	6	18.0	0.006	11	13	16	Mo:1.5Co:0.8	발명예
7	32	5.0	0.006	5	4	18.0	0.005	11	9	43	-	발명예
8	49	5.0	0.08	3	2	18.3	0.02	68	10	117	-	비교예
9	1	4.9	0.002	2	3	17.8	0.010	4	4	5	-	발명예

강종	천이온도 (℃)	냉간/온간압연	공식전위 (mV)	비고
1	＋160	온간	10	비교예
2	－40	냉간	890	발명예
3	－40	냉간	310	비교예
4	＋190	온간	900	비교예
5	－50	냉간	＞1000	발명예
6	－50	냉간	＞1000	발명예
7	＋70	온간	230	발명예
8	＋180	온간	120	비교예
9	－80	냉간	＞1000	발명예

(실시예 2)

실험용의 소형 진공용해로로, 표 3 에 나타낸 합금을 10 ㎏ 씩 용제하였다. 여기에서, 탈산은 Al 로 행하고, 또한 C, N 량을 조절하기 위해 Fe-5 중량％ C 모합금 및 질화철을 첨가하며, 불순물로는 C : 10 ∼ 30 ppm, Mn : 0.01 ％, P : 8 ∼ 10 ppm, S : 5 ∼ 10 ppm, N : 50 ∼ 70 ppm, Al : 30 ppm, Ｏ : 10 ∼ 30 ppm 였다. 이들 강괴를 40×60×100 ㎜ 로 잘라내, Ar 중에서 1100℃ 로 가열하여 30 분 유지한 후, 60 ㎜ 를 20 ㎜ 로 조열연하고, 추가로 1100℃ 로 재가열하여 15 분 유지하고서, 판두께 4.0, 3.0, 2.0, 1.5 ㎜ 까지 압연하였다.

이 강판으로부터, 판두께 1.0 ㎜, 폭 10 ㎜, 길이 55 ㎜, 2 ㎜ 의 V 노치를 갖는 샤르피 시험편을 압연방향과 평행하게 채취하고, 25 ℃ 간격의 온도에서 샤르피 충격치를 측정하여, 취성파면율이 50 ％ 가 되는 온도, 즉 연성-취성 천이온도를 인성의 지표로서 구하였다.

이어서, 앞의 각 최종 두께의 열연판의 표면을 쇼트 블라스트 처리하고서 0.35 ㎜ 까지 냉간압연하였다. 단, 천이온도가 실온을 초과하는 경우에는, 300 ℃ 로 예열하여 온간압연하였다. 이 때의 압연후의 판의 균열 유무를 현미경으로 관찰하고, 냉간 내지 온간압연성의 지표로 하였다.

표 3 에 각 강종의 최종 열연 두께, 천이온도, 냉연성을 동시에 나타낸다.

강종 A, B 에 있어서, 열연의 최종 두께를 3 ㎜ 이하로 한 것과 하지 않은 것에서는 인성이 크게 다르며, 본 발명의 규정을 만족하는 압연을 행하면 인성이 비약적으로 개선되는 것이 분명하다. 또한, 본 발명의 규정을 만족하는 강종은 냉간압연이 가능해진다.

또한, 강종 C 는 고 Si 함유량이지만, Cr 을 약 18 중량％ 함유하고, 열연의 최종 두께를 2 ㎜ 로 함으로써 천이온도 50℃ 를 확보하고 있다. 또한, 강종 D ∼ F 는 강내식성을 더 얻기 위해서 Ni, Mo, Al, Co 라는 원소를 각각 첨가한 것이나, 모두 2 ㎜ 의 열연을 실시함으로써 인성의 열화는 보이지 않는다.

강종 G, H 는 Si 량이 과잉이며, 인성이 열화되어 있다.

조성,특성청구범위강종	화학조성 (중량％)	C＋N(ppm)	열간압연최종 두께	재료특성
	Si	C＋N(ppm)	열간압연최종 두께	Cr	Ni,Mo,Co,Al	천이온도	냉연성
	3.5∼10	10 ∼30	∼10중량％	∼100	㎜	℃	냉간	온간
A	본발명	5.1	18.0	-	78	1.5	-110	○	○
B	비교예	5.1	18.2	-	83	3.5	150	×	○
C	본발명	6.5	17.5	-	88	2.0	50	×	○
D	본발명	5.0	17.8	Al:1.3	66	2.0	25	○	○
E	본발명	6.5	17.5	Ni:8.0	70	2.0	25	○	○
F	본발명	5.1	17.8	Mo:1.5Co:0.8	79	2.0	25	○	○
G	비교예	10.8	17.9	-	84	3.5	250	×	×
H	비교예	11.0	15.0	-	81	2.0	200	×	×

이렇게 해서, 본 발명에 의하면, 종래의 일반적 스테인레스강 (SUS430 이나 SUS304) 에 비해 우수한 내식성을 높은 인성과 함께 확보할 수 있다. 또한, 합금 비용을 낮게 억제할 수 있다. 압연이후의 공정도 배려하면, 본 발명은 총합적으로 매우 우수한 내식재료를 부여한다.

Claims

Cr : 10 ∼ 30 중량％, Si : 3.5 ∼ 10 중량％ 를 함유하고, C 및 N 의 합계량이 100 ppm 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 강판.
제 1 항에 있어서, C 및 N 의 합계 함유량이 40 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 강판.
제 1 항에 있어서, 추가로, Mo, Co, Al 중에서 선택되는 1 종 이상의 원소를 각각 5 중량％ 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 강판.
Cr : 10 ∼ 30 중량％, Si : 3.5 ∼ 10 중량％ 를 함유하고, C 및 N 의 합계량이 100 ppm 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진 주편을, 열간압연하여 3 ㎜ 이하의 두께까지 압연하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 강판.
제 4 항에 있어서, 추가로, Ni 을 10 중량％ 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 강판.
제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 열연 강판을 소둔하지 않고 냉간압연 또는 온간압연하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 강판의 제조 방법.