KR20020034905A - 휨에 대한 저항성이 개선된 디스크 브레이크용 강판 및 이강판으로 제조된 디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휨에 대한 저항성이 개선된 디스크 브레이크용 강판 및 이 강판으로 제조된 디스크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 질량 %로 C: 0.05 내지 0.15%, Si: 1.0% 이하, Mn: 2.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Cr: 9.0 내지 15.0%, Cu: 0.5 내지 4.0%, Mo: 0.10 내지 2.0%, N: 0.10% 이하, Nb: 0.05 내지 1.0% 이하로, 나머지 부분은 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 화학조성을 가지고, γ_max값은 γ_max= 420C + 470N + 23Ni + 7Mn + 9Cu - 11.5Cr - 11.5Si - 12Mo - 3.5Nb + 189로 정의되며 80이하이다. 또한 상기 강판으로부터 얻어지는 브레이크 디스크는 [승온 속도 5 내지 20℃/sec로 600℃까지 승온 → 600℃로 10초간 유지 → 수냉]의 반복적인 가열/냉각 500 사이클을 거친 후의 디스크 외주의 휨의 높이가 0.3mm 이내로 유지한다.

Description

휨에 대한 저항성이 개선된 디스크 브레이크용 강판 및 이 강판으로 제조된 디스크{Steel sheet for disk brake with improved anti-warp property and disk made thereof}

본 발명은 디스크 브레이크용 마르텐사이트계 스테인리스 강재에서, 특히 휨에 대한 저항성을 개선한 강재 및 이 강재로 이루어진 디스크에 대한 것이다.

종래에, 2륜차 등의 디스크 브레이크를 구성하는 디스크 브레이크에는 SUS420J1(C: 0.16 내지 0.25% 레벨)이나 SUS420J2(C: 0.26 내지 0.40% 레벨) 등의 마르텐사이트계의 스테인리스 강이 사용되어 왔다. 이 종류의 강은 고온의 오스테나이트 단상 영역(austenite single phase region)에서 1000℃ 전후의 온도로부터 담금질(quenching)되어 거의 마르텐사이트 단상으로 변형되고, 또한 풀림(annealing)에 의해 인성이 확보되는 것이다.

이 종류의 강은 C 함유량이 높기 때문에, 담금질된 그대로서는 디스크 브레이크에 요구되는 충분한 인성을 얻을 수 없다. 그러므로, 담금질 및 뜨임(tempering)의 2가지 열처리를 행하는 것이 필수적이다. 또한, C 함유량이 높기 때문에, 담금질 도중의 예민화(sensitization)에 의한 내식성 저하나, 대형 탄화물(carbide)의 존재로 인한 인성 저하의 문제가 발생하기 쉽고, 열처리에 세심한 주의가 필요하다.

이와 같은 고탄소계 강의 문제점에 대하여, 일본 특개평10-152760호 공보에 C함유량이 저감된 디스크 브레이크용 마르텐사이트 스테인리스 강재가 소개되어 있다. 이에 의하면 C를 0.10%이하로 저감시켜 담금질후에 풀림 공정을 생략할 수 있게 되고, 또한 오스테나이트 밸런스(austenite balance)를 높여 담금질한 후의 마르텐사이트 양이 충분히 확보되고, 저탄소화에 의한 강도 저하가 회피된다. 또한, 강에 Cu를 첨가하여 제동시의 발열에 대한 연화(softening) 저항성도 향상된다고 한다.

상기 일본 특개평10-152760호 공보의 강에 의해, 고 C계의 마르텐사이트계 스테인리스 강에 따르는 여러 가지 문제가 해소되고, 디스크 브레이크의 성능면에서도 신뢰성이 향상된다.

그러나, 요즈음 차량의 고성능화 등에 따라 디스크 브레이크에 걸리는 부하도 한층 증가하고, 지금까지 그리 중요시되지 않았던 문제가 새로이 나타나고 있다. 즉, 강의 온도가 600℃ 부근에 도달하도록 높은 부하에서의 사용을 장기간 반복하고 있는 중에 디스크 브레이크의 디스크에 휨(warp)이 발생한다. 이는 특히 대형 2륜차에서 심각한 문제이다.

그러므로, 본 발명은 저탄소의 마르텐사이트계 스테인리스 강에서 휨 발생을 억제하는 성능을 갖는 디스크 브레이크용 강판, 및 이를 이용한 브레이크 디스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 저탄소의 마르텐사이트계 스테인리스 강에 휨 발생을 억제하는 성능을 부여하는 수단에 대해 예의 연구를 기울여 왔다. 그 결과, 다음과 같은 것을 발견하였다.

1) 저탄소계의 마르텐사이트계 스테인리스 강에 Cu를 첨가하면 600℃ 부근에서의 연화 저항의 향상에 유효하지만, 이것만으로는 휨 발생을 충분히 방지하기에는 곤란함.

2) Cu에 더해, Mo과 Nb을 복합하여 첨가한 때에 휨에 대한 저항력이 현저히 증가함.

본 발명은 상기 인식에 근거하여 완성된 것이다.

즉, 상기 목적은 질량 %로 C: 0.05 내지 0.15%, Si: 1.0% 이하, Mn: 2.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Cr: 9.0 내지 15.0%, Cu: 0.5 내지 4.0%, Mo: 0.10 내지 2.0%, N: 0.10% 이하, Nb: 0.05 내지 1.0% 이하로, 나머지 부분은 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 화학조성을 가지고, γ_max값은 γ_max= 420C + 470N + 23Ni + 7Mn + 9Cu - 11.5Cr - 11.5Si - 12Mo - 3.5Nb + 189로 정의되며 80이하이다.

여기서, γ_max를 규정하는 상기 식의 우변의 원소 기호에는 각각의 원소 함유량(질량%)의 값이 대입된다. "디스크 브레이크용 강판"은 디스크 브레이크의 디스크를 펀칭(punching) 등의 수단에 의해 채취될 수 있는 강판을 의미하며, 강 스트립(steel strip)의 상태 또는 절단된 판의 형태일 수 있다.

또한, 상기 강판에서 Ti: 0.50% 이하를 함유하는 것, Al: 0.2% 이하를 함유하는 것, B: 0.015% 이하를 함유하는 것 및/또는, REM: 0.2% 이하, Y: 0.2% 이하, Ca: 0.1% 이하, Mg: 0.1% 이하 중의 1 종류 이상을 함유하는 것을 제공한다. 이들 첨가원소의 조합은 임의로 선택할 수 있다.

또한, 이러한 본 발명의 강판은 특히 2륜차의 디스크 브레이크용으로 적합하다.

또한, 본 발명에서는 이들 강판으로부터 채취된 담금질 처리 후의 브레이크 디스크에서 해당 디스크에 [승온 속도 5 내지 20℃/sec로 600℃까지 승온 → 600℃로 10초간 유지 → 수냉]의 반복적인 가열/냉각 500 사이클을 부여하였을 때, 디스크 외주의 휨의 높이가 0.3mm 이내에 유지되는 휨에 대한 저항성이 개선된 브레이크 디스크를 제공한다.

여기서, 강판으로부터 브레이크 디스크를 채취하는 일반적인 수단으로서는 펀칭을 들 수 있다. "담금질 처리후의 브레이크 디스크"는 담금질 후에 뜨임 처리 등의 열처리를 행하지 않은 것을 말한다. 디스크 외주의 휨 높이를 정하는 데에는 하기의 순서가 사용된다: 즉, 기준면으로 사용되는 편평한 면을 갖는 수평반(horizontal plate) 상에 디스크를 배치하고, 수평반 면을 기준으로 한 디스크 외주부의 높이를 외주 전부에 걸쳐 등간격으로 적어도 12 개소 이상 측정하고, 그 각각의 측정치와 디스크 브레이크 설계 시방서에 지정된 초기상태의 설계치수(initial-state height value; 균일한 두께) 간의 차의 값 중 최대값을 기록하고, 디스크를 뒤집어 디스크의 다른 쪽 측면에 대해 측정을 반복하고 그 최대차의 값을 기록하고 두 기록된 값중에서 보다 큰 쪽이 휨 높이로 정의된다. 통상 디스크의 휨이 디스크 외주부 전체에 걸쳐 한쪽 측면으로 만곡되도록 휘기 때문에 그 면을 아래로 하여 측정하면 만곡 정도를 올바로 검출할 수 없기 때문에 디스크의 양쪽 면에 대해 측정이 이루어진다.

초기 상태(사용 전)의 브레이크 디스크 제품은 매우 평탄도가 높은 것이다. 본 발명에 따른 브레이크 디스크는 상기 가열·냉각의 열적 사이클 시험을 거쳤을 때에도 휨 높이를 0.3mm 이내로 유지할 수 있는 재료 성능을 갖는 이와 같은 평탄도가 높은 디스크를 제공한다.

본 발명은 디스크 브레이크의 가혹한 사용을 반복하여도 장기간동안 안정적으로 초기의 평탄한 형상을 유지하는 성능, 즉 휨에 대한 저항성을 개선한 강재 및 이로 이루어진 디스크이지만, 동시에 고온에서의 연화 저항, 인성, 내식성 등의 제반 특성에 있어서도 종래의 재료와 동등한 것 이상의 성능을 확보할 필요가 있다. 또한, 담금질 후의 뜨임 처리를 포함하지 않는 [단순화된 공정(simplified processing)]에 대응함을 보장할 필요가 있다. 이하, 본 발명을 특정하는 사항에 대해 설명한다. 또한, 각각의 원소의 함유량을 나타내는 기호 "%"는 특별히 표시하지 않는 한 "질량%"를 의미한다.

C(탄소)는, 오스테나이트-형성 원소이고, 고온에서 생성하는 δ페라이트의 억제 및 담금질시의 냉각 중에 생성하는 마르텐사이트 상의 강화에 매우 유효하다. 또한, 디스크 브레이크의 제동발열에 의한 온도상승에 의해 탄화물의 석출을 일으키고 이는 고온 강도 유지에 기여한다. 발명자들의 연구에 의하면, 이 탄화물은 휨에 대한 저항성의 향상에도 유효한 작용을 하는 것으로 생각된다. 각종 검토 결과 이들 작용을 충분히 얻기에는 0.05% 이상의 C함유량이 필요하다. 그러나, 본 발명에서는 담금질 처리 후에 뜨임 처리를 생략하는 공정에서 충분한 인성을 확보하고, 또한 탄화물에 기인한 내식성 저하를 방지할 필요가 있기 때문에, C함유량 상한은 0.15%로 제한된다.

Si(실리콘)은 탈산(脫酸; deoxidization)을 위해 사용된다. 그러나, Si는 페라이트-형성 원소이기 때문에, 과도한 첨가는 고온에서 δ페라이트의 생성을 초래하여, 경도 저하의 원인이 된다. 그러므로, Si 함유량은 1.0%이하로 제한된다. 특히 양호하게는 Si 함유량 하한은 0.2%이다.

Mn(망간)은 오스테나이트 안정화 원소이고, 담금질 처리시의 가열 온도영역에서 오스테나이트 상 조직을 생성하는 것을 촉진하므로, 경도에 기여하는 마르텐사이트 상의 생성을 촉진한다. 그러나, 과도한 첨가는 고온에서의 내산화성을 저하시키고 잔류 오스테나이트 상을 생성시키므로, Mn 함유량 상한은 2.0%에 제한된다. 특히 양호하게는 Mn 함유량 상한은 1.5%, 하한은 0.2%이다.

Ni(니켈)은 Mn과 유사하게 오스테나이트 안정화 원소이고, 경도에 기여하는 마르텐사이트 상의 생성을 촉진한다. 그러나, Ni는 고가이고, 또한 과다한 첨가는 잔류 오스테나이트 상을 생성시키기 때문에, Ni 함유량 상한은 1.0%로 제한된다.

Cr(크롬)은 내식성을 부여하는데 필수적인 원소이다. 디스크 브레이크에 요구되는 내식성을 확보하는데에는 적어도 9.0%이상의 Cr을 필요로 한다. 그러나, Cr은 페라이트-형성 원소이기도 하므로, 과다하게 함유하면 많은 양의 δ페라이트를 생성하여 δ상의 조정에 상당량의 오스테나이트 형성원소(C, N, Ni, Mn, Cu 등)의 첨가가 필요하게 된다. 이들 오스테나이트 형성 원소의 과도한 첨가는 담금질후의 잔류 오스테나이트 상의 잔존 양을 증가시키고 고강도의 달성을 곤란하게 한다. 그러므로, Cr 함유량 상한은 15.0%로 제한된다.

Cu(구리)는 오스테나이트 안정화 원소이고, 담금질시의 가열 온도영역에서 오스테나이트 상 조직을 생성하는 것을 촉진하고, 따라서 경도에 기여하는 마르텐사이트 상의 생성을 촉진한다. 또한, 디스크 브레이크 사용시에 재료온도가 상승된 경우, Cu는 고온 강도를 유지하는 동시에 휨에 대한 저항성을 효과적으로 개선하는 Cu계 석출물을 형성한다. 그러나, Cu를 과잉 첨가하면 열간 가공성을 열화시켜 크랙(crack) 발생의 원인이 된다. 그러므로, 디스크 브레이크의 사용환경을 고려하여 각종 검토를 한 결과, Cu 함유량은 0.5 내지 4.0% 범위로 정의된다.

Mo(몰리브덴)은 Cr 함유 강의 내식성 향상에 유효한 원소이지만, 본 발명에서는 또한 브레이크 디스크의 휨에 대한 저항성을 향상시키는데 특히 중요하다. 특히, Mo은 디스크 브레이크의 사용환경에서 디스크의 온도 상승시에 탄화물 및/또는 질화물을 미세하게 분산시키는 작용을 보임을 발견하였다. 또한, 고온에서의 급격한 변형의 해방(rapid strain release)을 억제하는 작용도 나타내고 있다. 발명자들의 연구 결과, Mo의 이러한 작용은 후술하는 Nb와 상승효과를 발휘하여 브레이크 디스크에 휨에 대한 우수한 저항성을 부여하는 것으로 생각된다. 단, Mo의 과잉 첨가는 고온에서의 δ페라이트 상의 생성을 촉진하므로 바람직하지 않다. 여기서 다양한 검토 결과, 고부하에서의 사용을 전제로한 디스크 브레이크용 강판으로서는 Mo 함유량을 0.10 내지 2.0% 범위로 하는 것이 바람직하다는 결론을 얻었다. 한층 양호하게는 Mo 함유량 하한은 0.3%이다.

N(질소)은 오스테나이트 형성 원소인 동시에, 마르텐사이트 상을 경화시키는데 매우 유효한 원소이지만, 다량을 첨가하면 주조시의 블로우 홀(blow hole)의 원인이 되므로, 0.10%이하로 제한된다.

Nb(니오븀)는 Mo와 함께 브레이크 디스크의 휨에 대한 저항성을 향상시키는데 매우 중요한 첨가원소이다. 즉, Nb는 디스크 브레이크의 사용환경에서 디스크의 온도 상승시에 강도에 기여하는 석출물을 형성하는 것을 발견하였다. 또한, 마르텐사이트 상에서 회복을 억제하는 작용을 나타냄도 발견되었다. 연구 결과, 이러한 작용은 단지 경도 상승에 기여하는 것만이 아니라, 상술한 Mo와의 상승효과에 의해 브레이크 디스크의 휨에 대한 저항성을 현저히 향상시킨다고 생각된다. 이 효과를 충분히 갖기 위해, Nb는 0.05% 이상 함유시키면 좋다. 단, 과잉 첨가는 고온 강도의 과도한 상승을 초래하여 열간 가공성을 저하시키므로 Nb 상한은 1.0%로 할 필요가 있다. 보다 바람직하게는 Nb 함유량 상한은 0.8%이다.

Ti(티타늄)는 고온에서 석출물을 형성하고 경도 상승이나 휨에 대한 저항성의 향상에 유효하지만, 과도하게 첨가하면 제품의 표면에 흠(surface flaws)이 발생하는 원인이 된다. 그러므로, Ti를 첨가하는 경우에는 0.50%이하의 함유량 범위로 하는 것이 바람직하다.

Al(알루미늄)은 제강(製鋼)시에 탈산에 유효한 원소이고, 브레이크 디스크를펀칭할 때에 악영향을 주는 A₂계 개재물(A₂-type inclusion)을 격감시키는 효과가 있다. 그러나, 0.2%를 넘게 함유시켜도 그 효과(positive effect)는 포화할 뿐이지만, 표면 결함의 증가를 초래하는 등의 폐해가 발생하게 된다. 그러므로, Al을 첨가하는 경우에는 0.2% 이하의 함유량 범위로 하는 것이 바람직하다.

B(붕소)는 열간압연 온도역에서의 δ페라이트 상과 오스테나이트 상의 변형저항의 차에 의해 발생하는 열간압연된 강 스트립에서의 에지 크랙(edge crack) 발생방지에 유효한 원소이다. 그러나, 과다하게 첨가하면 저융점 붕산화물(boride)의 형성을 초래하여, 보다 열간 가공성을 열화시키므로, B를 첨가하는 경우에는 0.015%이하의 함유량 범위로 하는 것이 바람직하다.

REM(희토류 원소), Y(이트륨), Ca(칼슘) 및 Mg(마그네슘)는 열간 가공성의 향상에 유효한 원소이다. 또한, 내산화성 향상에도 유효하다. 그러나, 그 효과가 포화하는 함유량을 넘게 첨가하여도 어떠한 부가적인 이득도 없다. 따라서, 이러한 원소를 첨가하는 경우는, REM(예를 들어, La, Ce, Nd 등)은 합계로 0.2%이하, Y는 0.2%이하, Ca는 0.1%이하, Mg는 0.1%이하의 범위로 함유시키는 것이 좋다. 이러한 원소는 1종류만을 함유시켜도 좋고, 2종류 이상을 복합하여 함유시켜도 좋다.

또한, Ti, Al, B, REM, Y, Ca 및 Mg의 어느 하나를 첨가하는 경우에는 첨가하는 원소의 조합을 임의로 선택할 수 있다.

γ_max는 고온에서의 최대 오스테나이트 양에 대응하는 잘 알려진 오스테나이트 안정도의 지수이다. 여러 검토의 결과, 브레이크 디스크의 강도나 휨에 대한 저항성에는 담금질후의 마르텐사이트 양이 큰 영향을 끼침을 알 수 있었다. 그리고, 휨에 대한 우수한 저항성을 얻는데는 담금질에 의해 대략 마르텐사이트 단상 조직으로 변태된 재료를 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 그러므로, 본 발명에서는 담금질후에 대략 마르텐사이트 단상조직을 얻기 위해 γ_max의 하한을 80으로 규정했다.

본 발명의 디스크 브레이크용 강판은 이상과 같은 화학조성의 강으로 이루어지는 것이고, 특히 디스크에 걸리는 부하가 크고 또한 장기간에 걸쳐 미려한 외관이 요구되는 2륜차의 디스크 브레이크에도 충분히 대응할 수 있는 것이다.

디스크 브레이크용의 브레이크 디스크는 일반적으로 뜨임 처리된 강재로부터 펀칭된 디스크를 요구되는 처리를 거친 다음에 담금질(quenching) 등의 열처리를 실시하여 고강도를 부여하여 제조된다. 그리고, 최종적인 제품단계에서, 디스크 표면은 높은 평탄도를 갖도록 할 필요가 있다. 그러나, 종래의 재료로 제조된 브레이크 디스크에서는 초기상태(사용전)에 높은 평탄도를 갖고 있어도, 장기간의 사용에 의해 많은 경우에 다소의 휨을 나타내며, 디스크의 평탄도는 열화되어 감이 통상적이었다. 일례로서, 주행거리 약 3000km의 2륜차로부터 제거한 브레이크 디스크(방열용의 구멍을 설치한 타입으로 외경 260mm, 판두께 4.4mm, 질량 약 1kg)에 대해 휨 정도를 조사한 경우, 본 명세서에서 먼저 정의한 디스크 외주의 휨 높이가 0.8 mm로 되어 있었다. 이 정도의 휨 발생은 시간이 지남에 따른 브레이크 성능의 열화나 외관 불량을 일으키는 원인이 되고 바람직하지 않다.

본 발명은 앞서 설명한 화학조성의 디스크 브레이크용 강판을 제공한다. 상기 강판은 제품 디스크에서 휨에 대한 우수한 저항성을 발휘할 수 있는 성질을 잠재적으로 갖는 것이다. 단, 본 발명의 강판을 사용하여도 열처리나 가공방법이 부적절하게 수행되면, 휨에 대한 충분한 저항성을 나타내는 브레이크 디스크가 얻어지지 않을 수 있다. 그러므로, 제품의 품질관리면에서도, 제조된 브레이크 디스크가 장래의 실제 사용에서 휨에 대해 우수한 저항성을 발휘하는 디스크일지 여부를 판정하는 수법을 확립하는 것이 바람직하다.

발명자들은 실제 사용에서의 휨 발생(시간이 지남에 따른 평탄도의 열화)과, 실험실적인 촉진시험(accelerated laboratory test)과의 관계를 예의 연구하였다. 그 결과 상기 강판으로부터 채취된 담금질 처리후의 브레이크 디스크에서, 해당 디스크에 [승온 속도 5 내지 20℃/sec로 600℃까지 승온 → 600℃로 10초간 유지 → 수냉]의 반복적인 가열/냉각 500 사이클을 부여한 때에, 이 가열·냉각 시험후의 디스크 외주의 휨의 높이가 0.3mm 이내에 들어오는 것은 실제로 사용하여도 휨 발생을 충분히 억제하는 것이었음을 알게 되었다. 즉, 예를 들어 동일한 용제 챠지(melt charge)의 동일한 강 스트립으로부터 동일한 제조조건으로 제조된 동일한 로트(lot)의 제품 디스크로부터 1개의 샘플을 추출하여, 이에 대해 상기 가열·냉각 시험 후의 디스크 외주의 휨 높이를 조사하고, 이것이 0.3mm 이내에 들어가면 그 로트의 디스크는 휨에 대해 우수한 저항성을 갖는 것으로 판단할 수 있고, 품질관리의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

실시예

표 1에 나타낸 화학 조성의 강을 진공 용해로에 의해 용제(溶製)하고, 단조, 열간압연에 의해 판두께 4.4 mm의 강 스트립으로 하여, 780℃×10시간의 배치 뜨임(batch annealing; 냉각방법은 공냉)을 실시했다. 그후에, 이 스트립으로부터 외경 180 mm, 내경 100 mm의 도우넛 형상의 디스크를 펀칭하여, 이것에 [1100℃ × 10 분간 유지하여 용체화(solution treatment) → 수냉]의 담금질처리를 실시한 후, 판 두께 4mm까지 기계가공에 의해 절삭하여 시험용 디스크를 얻었다. 이 때, 평탄도(디스크를 수평반 상에 배치한 때의 표면 전체에서의 수평반 면을 기준으로한 높이의 차)가 0.1 mm미만으로 되도록 조정했다.

각각의 시험용 디스크에 대해 [승온 속도10℃/sec에서 600℃로 승온 → 600℃에서 10초간 유지 → 수냉]의 가열·냉각을 반복하여 500 사이클을 부여하는 가열·냉각 시험을 행하였다. 가열 방법은 고주파유도 가열이고, 시험용 디스크 표면에 부착한 열전대(thermocouple)를 사용하여 시료(specimen)의 온도를 측정하여, 승온 속도 및 온도 유지를 제어했다.

가열·냉각 시험 후의 각각의 시료에 대해 본 명세서에서 정의한 (상술한)휨 높이를 측정했다. 또한, 탄화물에 기인한 녹슬음의 유무 및 표면경도를 조사했다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.

위에서 규정한 화학조성을 갖는 본 발명의 강판(강 No.1 내지 6)을 이용한 본 발명의 예에서는 어느 것에서도 가열·냉각 시험 후의 디스크 외주의 휨 높이가 0.1 mm 미만이었고, 실질적으로 휨 발생이 인식되지 않는 레벨로 매우 양호하였다. 탄화물에 기인한 녹 발생도 인지되지 않았고, 가열·냉각 시험 후의 표면 경도도 Hv280 이상을 유지하고, 내식성 및 강도면에서도 디스크 브레이크용도로서 충분한성능을 갖는 것이 확인되었다.

이에 대조적으로, C 함유량이 높은 강 No.7을 이용한 비교예에서는 강도 레벨은 높지만, 탄화물에 기인한 녹 발생이 발견되었다. 이는 담금질 처리의 가열로 예민화된 것 때문으로 생각된다. Cu 함유량이 낮은 강 No.8, γ_max가 낮은 강 No.9, C 함유량이 너무 낮은 강 No.10을 이용한 비교예에서는, 모두 0.3 mm를 넘는 큰 휨이 발생하였다. Cu는 함유하지만 규정량의 Mo, Nb를 복합하여 함유하지 않는 강 No.11, 12를 이용한 비교예에서도 0.3 mm를 넘는 확실한 휨이 인지되었고, 따라서 종래의 재료에서 겪는 휨 문제는 해소되지 않는다. 즉, 브레이크 디스크의 휨 문제를 해소하는데에는 Cu, Mo, Nb의 복합 첨가가 매우 유효한 것을 알 수 있다.

본 발명에서는 차량의 고성능화 등에 따른 디스크 브레이크에 대한 부담이 증대하면서, 새로이 나타나는 브레이크 디스크의 "휨" 문제에 대한 개선 수단을 제공한다. 또한, 본 발명에 도입된 기술에 의하면 디스크 브레이크용 재료로서 요구되는 내식성이나 고강도 특성도 충분히 확보되고, 담금질 후에 뜨임을 행할 필요가 없어 공정의 단계의 수를 간소화할 수 있다. 나아가, 본 발명은 장래의 사용에서 휨을 억제할 수 있는 제품 디스크를 확인하는 방법을 제공하므로, 제품의 품질 관리도 용이하게 된다. 따라서, 본 발명은 차량용 디스크 브레이크의 고성능화에 재료 측면으로부터 기여하는 것이다.

Claims (7)

1. 질량 %로 C: 0.05 내지 0.15%, Si: 1.0% 이하, Mn: 2.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Cr: 9.0 내지 15.0%, Cu: 0.5 내지 4.0%, Mo: 0.10 내지 2.0%, N: 0.10% 이하, Nb: 0.05 내지 1.0%, 나머지 부분은 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 화학조성을 갖고,

   γ_max는 γ_max= 420C + 470N + 23Ni + 7Mn + 9Cu - 11.5Cr - 11.5Si - 12Mo - 3.5Nb + 189로 정의되며 그 γ_max값이 80이하인 휨에 대한 저항성이 개선된 디스크 브레이크용 강판.
2. 제 1 항에 있어서,

   Ti: 0.50% 이하를 더 함유하는 디스크 브레이크용 강판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   Al: 0.2% 이하를 더 함유하는 디스크 브레이크용 강판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   B: 0.015% 이하를 더 함유하는 디스크 브레이크용 강판.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   REM: 0.2% 이하, Y: 0.2% 이하, Ca: 0.1% 이하, Mg: 0.1% 이하 중의 1 종류 이상을 더 함유하는 디스크 브레이크용 강판.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   2륜차의 디스크 브레이크용의 강판인 디스크 브레이크용 강판.
7. 질량 %로 C: 0.05 내지 0.15%, Si: 1.0% 이하, Mn: 2.0% 이하, Ni: 1.0% 이하, Cr: 9.0 내지 15.0%, Cu: 0.5 내지 4.0%, Mo: 0.10 내지 2.0%, N: 0.10% 이하, Nb: 0.05 내지 1.0%, 나머지 부분은 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 화학조성을 갖고, γ_max는 γ_max= 420C + 470N + 23Ni + 7Mn + 9Cu - 11.5Cr - 11.5Si - 12Mo - 3.5Nb + 189로 정의되며 그 γ_max값이 80이하인 강판으로부터 제조되는 담금질처리된 브레이크 디스크이고,

   상기 디스크에 각 사이클이 [승온 속도 5 내지 20℃/sec로 600℃까지 승온 → 600℃에서 10초간 유지 → 수냉]로 구성되는 가열·냉각을 반복하는 500 사이클을 부여한 후에, 디스크 외주의 휨의 높이가 0.3mm 이내로 유지되는 휨에 대한 저항성이 우수한 브레이크 디스크.