KR20000034396A - 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도를 가지면서 변형시에 균열발생을 억제할 수 있도록 탄화물을 미세하게 분산시킬 수 있는 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, C가 0.1 ∼ 0.5%, Cr이 11 ∼ 15%이고, 그 나머지가 Fe 및 불순물로 조성된 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법에 있어서, 오스테나이트(γ) 단상영역에서 용체화 처리하여 C를 오스테나이트(γ) 기지 중에 완전 고용시키고 급냉하여 과포화 마르텐사이트상(σ')을 형성하는 완전 용체화 처리단계(S1)와, 완전 용체화 처리단계(S1)의 급냉에 의해 생성된 마르텐사이트상(σ')의 기지에 탄화물이 미세하게 석출되도록 800℃이하의 온도에서 템퍼링(tempering) 하는 탄화물 분사처리단계(S2) 및, 완전 용체화 처리단계(S1)의 급냉에 의해 조대해진 결정립을 γ+M23C6의 온도범위에서 용체화 처리하여 결정립을 미세화하는 부분 용체화 처리단계(S3)를 수행한다.
Description
본 발명은 스테인레스강의 열처리방법에 관한 것이며, 특히, 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법에 관한 것이다.
마르텐사이트계 스테인레스강(martensite type stainless steel)은 고온도에서 오스테나이트(austenite)조직이고, 그 상태에서 공냉 또는 유냉할 경우 마르텐사이트 조직이 되는 강이다. 이런 마르텐사이트계 스테인레스강은 우수한 내식성과 높은 강도를 동시에 가지고 있어서, 발전설비 또는 화학공업 플랜트 등의 구조용강으로 많이 이용되고 있다. 또한, 마르텐사이트계 스테인레스강은 저합금탄소강에 비해 담금질 시 우수한 강도와 취약하지 않은 우수한 담금질(quenching)성을 가지고 있어 냉각속도가 늦은 대형구조물의 적용이 기대되고 있는 재료이다.
현재, 구조용강으로 널리 이용되고 있는 마르텐사이트계 스테인레스강의 대표강으로서 Fe-12%Cr-0.1%C (type 410)강이 사용되고 있지만, 보다 높은 강도를 얻기 위해서는 C(탄소)함량을 증가시킨 Fe-12%Cr-0.25∼0.4%C (type 420J2)강이 실용화되고 있다.
그러나, 공석(eutectoid)조성 이상의 높은 C 함량에서는 조대한 탄화물이 생성되어 변형시의 균열의 원인이 되므로 변형응력이 큰 대형구조물에의 적용은 제한되고 있다. 이렇듯, 변형응력이 큰 대형구조물에 사용될 수 있도록 고강도를 가지면서 변형시에 균열발생을 억제하는 두 가지의 목적을 동시에 달성할 수 있는 방법은 탄화물을 미세하게 분산시키는 것이다.
따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고강도를 가지면서 변형시에 균열발생을 억제할 수 있도록 탄화물을 미세하게 분산시킬 수 있는 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법을 설명하기 위한 개략도 및 Fe-13%Cr-C 3원계 상태도이고,
도 2는 본 발명의 열처리방법을 설명하기 위한 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
S1 : 완전 용체화 처리단계 S2 : 탄화물 분사처리단계
S3 : 부분 용체화 처리단계
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, C가 0.1 ∼ 0.5%, Cr이 11 ∼ 15%이고, 그 나머지가 Fe 및 불순물로 조성된 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법으로서, 오스테나이트(γ) 단상영역에서 용체화 처리하여 C를 오스테나이트(γ) 기지 중에 완전 고용시키고 급냉하여 과포화 마르텐사이트상(σ')을 형성하는 완전 용체화 처리단계를 수행한다. 그런 다음, 상기 완전 용체화 처리단계의 급냉에 의해 생성된 마르텐사이트상(σ')의 기지에 탄화물이 미세하게 석출되도록 800℃이하의 온도에서 템퍼링(tempering) 하는 탄화물 분사처리단계를 수행한다. 그리고 나서, 상기 완전 용체화 처리단계의 급냉에 의해 조대해진 결정립을 γ+M23C6의 온도범위에서 용체화 처리하여 결정립을 미세화하는 부분 용체화 처리단계를 수행한다.
아래에서, 본 발명에 따른 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법을 설명하기 위한 개략도 및 Fe-13%Cr-C 3원계 상태도이고, 도 2는 본 발명의 열처리방법을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 마르텐사이트계 스테인레스강은 C가 0.1 ∼ 0.5%, Cr이 11 ∼ 15%이고, 그 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로 조성되어 있다.
이렇게 조성된 마르텐사이트계 스테인레스강을 열처리하는 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하겠다.
도 1 및 도 2에 보이듯이, 본 발명의 열처리방법은 완전 용체화 처리단계(S1)와 탄화물 분산 처리단계(S2) 및 부분 용체화 처리단계(S3)로 구분된다.
먼저, 완전 용체화 처리단계(S1)는 오스테나이트(γ)단상영역으로 가열하여 C를 γ기지내에 완전고용 시킨 후 급냉시키는 것이다. 이런 완전 용체화 처리의 목적은 인성을 저하시키는 조대한 미고용 탄화물(M23C6)을 제거하기 위한 것이다. 그러나, 이런 완전 용체화 처리는 고온에서 용체화 처리함으로 γ결정립을 조대화시킨다. 여기에서, 용체화 처리(solution treatment)란 고온조직인 γ조직을 급냉하여 상온에서도 균일한 γ조직을 얻는 처리를 의미한다.
이렇듯, 완전 용체화 처리단계(S1)가 완료되면, 완전 용체화 처리후 급냉으로 얻어진 마르텐사이트상(σ')의 기지 중에 탄화물을 미세하게 석출시키기 위한 탄화물 분사처리단계(S2)를 수행한다. 이런 탄화물 분사처리단계(S2)는 800℃이하의 온도에서 템퍼링(tempering) 처리하는 것으로서, 탄화물을 기지 중에 미세하게 분산시켜 강의 강도를 증가시키는 것이다.
이와 같이, 탄화물 분산처리단계가(S2) 완료되면, 완전 용체화 처리단계(S1)에서 조대해진 결정립을 γ+M23C6의 온도범위에서 가열하여 σ'을 γ로 역변태시켜 결정립을 미세화시키는 부분 용체화 처리단계(S3)를 수행한다.
앞서 설명한 바와 같은 일련의 단계(S1, S2, S3)를 따라, C가 0.1 ∼ 0.5%, Cr이 11 ∼ 15%이고, 그 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로 조성된 본 발명의 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리가 완료된다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법은 C함량이 증대함에 따라 조대하게 생성되는 탄화물을 미세하게 분산시켜 결정립을 미세화할 수 있으므로 강의 인성을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 열처리방법에 의해 제조된 마르텐사이트계 스테인레스강은 높은 강도를 가지면서 인성이 높아 대형구조물 등에 쉽게 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
Claims (1)
- C가 0.1 ∼ 0.5%, Cr이 11 ∼ 15%이고, 그 나머지가 Fe 및 불순물로 조성된 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법에 있어서,오스테나이트(γ) 단상영역에서 용체화 처리하여 C를 오스테나이트(γ) 기지 중에 완전 고용시키고 급냉하여 과포화 마르텐사이트상(σ')을 형성하는 완전 용체화 처리단계와,상기 완전 용체화 처리단계의 급냉에 의해 생성된 마르텐사이트상(σ')의 기지에 탄화물이 미세하게 석출되도록 800℃이하의 온도에서 템퍼링(tempering) 하는 탄화물 분사처리단계 및,상기 완전 용체화 처리단계의 급냉에 의해 조대해진 결정립을 γ+M23C6의 온도범위에서 용체화 처리하여 결정립을 미세화하는 부분 용체화 처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법.
Priority Applications (1)
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| KR1019980051725A KR20000034396A (ko) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법 |
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| KR1019980051725A KR20000034396A (ko) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 고강도 마르텐사이트계 스테인레스강의 열처리방법 |
Publications (1)
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| KR20000034396A true KR20000034396A (ko) | 2000-06-26 |
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| KR (1) | KR20000034396A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101121749B1 (ko) * | 2009-10-21 | 2012-03-22 | (주)지앤지텍 | 고강도 마르텐사이트계 쾌삭 스테인레스강 제조 방법 |
-
1998
- 1998-11-30 KR KR1019980051725A patent/KR20000034396A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101121749B1 (ko) * | 2009-10-21 | 2012-03-22 | (주)지앤지텍 | 고강도 마르텐사이트계 쾌삭 스테인레스강 제조 방법 |
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