KR20040032049A

KR20040032049A - 성형성과 고온 강도·내고온 산화성·저온 인성이 동시에개선된 페라이트계 강판

Info

Publication number: KR20040032049A
Application number: KR1020030067013A
Authority: KR
Inventors: 오쿠마나부; 호리요시아키; 후지무라요시토모; 우쓰노미야다케시
Original assignee: 닛신 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-04-14
Also published as: ES2256640T3; EP1408132A1; KR101092244B1; JP4185425B2; US20040065390A1; US20060237102A1; DE60303472T2; JP2004149916A; DE60303472D1; EP1408132B1

Abstract

본 발명은 「성형성」과 「고온 강도·내고온 산화성·저온 인성」을 동시에 구비하는 염가의 강판을 제공한다.

본 발명의 페라이트계 강판은 질량%로서 C 0.02% 이하, Si 0.7 내지 1.1%, Mn 0.8% 이하, Ni 0.5% 이하, Cr 8.0 내지 11.0% 미만, N 0.02% 이하, Nb 0.10 내지 0.50%, Ti 0.07 내지 0.25%, Cu 0.02 내지 0.5%, B 0.0005 내지 0.02%, V 0(무첨가) 내지 0.20%, Ca 및 Mg 중의 하나 또는 둘다를 합하여 0(무첨가) 내지 0.01%, Y 및 희토류 원소(REM) 중의 하나 이상의 원소를 합하여 0(무첨가) 내지 0.20%, 및 잔여량의 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 수학식 1 내지 3을 만족시킨다.

수학식 1

3Cr+40Si≥61

수학식 2

Cr+10Si≤ 21

수학식 3

420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr-12Mo+9Cu-49Ti-25(Nb+V)-52Al+470N+189≤70

Description

성형성과 고온 강도·내고온 산화성·저온 인성이 동시에 개선된 페라이트계 강판{Ferritic steel sheet concurrently improved in formability, high-temperature strength, high-temperature oxidation resistance, and low-temperature toughness}

본 발명은 800 내지 900℃의 고온 대기에서 사용할 수 있는 자동차 엔진의 배기 가스 통로 부재에 적합한 강판으로서 심교축성·인장 성형성 등의 성형성과 고온 강도·내고온 산화성·저온 인성을 동시에 개선한 페라이트계 강판에 관한 것이다.

페라이트계 스테인리스강은 오스테나이트계와 비교하여 열팽창 계수가 작으며 열 피로 특성이나 고온 산화 특성이 우수하기 때문에 열 응력이 문제가 되는 내열 용도에 사용되고 있다. 이의 대표적 용도로서 배기 매니폴드(이하, 「이그매니」라고 칭한다), 프론트 파이프, 촉매 담체 외부 실린더, 센터 파이프, 머플러, 테일 파이프 등의 자동차 엔진 배기 가스 통로 부재를 들 수 있다.

최근의 자동차 엔진은 배기 가스 정화 효율이나 출력의 향상을 목적으로 하여 배기 가스 온도를 상승시키는 경향이 있으며, 이그매니, 프론트 파이프, 촉매 담체 외부 실린더 등의 엔진에 가까운 부재에는 특히 높은 내열성(고온 강도 및 내고온 산화성)이 요구된다. 또한, 최근에 배기 가스 통로 부재의 형상은 복잡해지는 경향이 있다. 특히, 이그매니나 촉매 담체 외부 실린더는 기계적 프레스 성형, 써보(servo) 프레스 성형, 스피닝 가공, 하이드로폼 등의 다양한 방법으로 복잡한 형상으로 성형된다. 따라서, 여기에 사용되는 재료는 단순히 인장 신장이나 굴곡성이 양호한 것만으로는 충분하지 않고, 심교축성이나 인장 성형성으로 대표되는 성형성이 우수하며, 또한 가공성의 면내 이방성이 작은 것도 요구되고 있다. 또한, 2차 가공·3차 가공에서 연성(延性) 균열이나 취성(脆性) 균열의 방지를 고려하는 것이 필요하기 때문에 저온 인성이 우수하지 않으면 안된다. 또한, 형상이 복잡화되면 엔진의 기동·정지에 따르는 열 응력이 1장소로 집중되어 열 피로 파괴가 일어나기 쉬워지는 동시에 국소적으로 재료 온도가 상승하여 이상 산화도 생기기 쉬워지므로 성형성이나 저온 인성의 개선을 도모하는 데에 내열성을 희생으로 하는 것은 할 수 없다.

내열성이 높은 페라이트계 스테인리스강으로서는 SUH409L이나 SUS430J1L이 공지되어 있다. SUH409L은 가공성이나 저온 인성이 양호하고 배기 가스 통로 부재에도 많이 사용되고 있다. 그러나, 이의 내열성 수준을 고려하면 재료 온도가 800℃를 초과하는 용도에서의 적용은 바람직하지 않다. 또한, 복잡 형상의 부재에 적용할 수 있는 충분한 심교축성을 갖고 있지 않다. SUS430J1L은 900℃에서도 사용할 수 있는 우수한 내열성을 갖는다. 그러나, 경질이며 성형성의 점에서 떨어진다.

그래서, 하기와 같은 내열성 페라이트계 강이 개발되어 왔다.

하기의 특허 문헌 1에는 Cr 함량이 17.0 내지 25.0%인 페라이트계 내열용 스테인리스강이 개시되어 있다. 이러한 강철은 Mo와 Cu의 복합 첨가에 의해 고온 강도를 향상시키고 Mn 첨가에 의해 스케일 박리를 억제한다. 또한, Mo에 의한 충격치의 저하를 Cu와 Ni의 복합 첨가에 의해서 어느 정도 극복하고 있다. 그러나, 복잡 형상의 배기 가스 통로 부재에 충분하게 대응할 수 있는 성형성은 갖고 있지 않다. Cr 함량이 높으므로 원가면에서도 불리하다.

특허 문헌 2에는 13% Cr계에서 18% Cr계와 동등 이상의 내열성을 나타내고 또한 고온 염해 부식성을 개선한 페라이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 이것은 고용(固溶) Nb를 확보함으로써 고온 강도를 상승시키고, Mn과 Si를 여러번 첨가함으로써 고온 산화특성을 개선시키며, 이러한 Si에 의해 내고온 염해 부식성의 개선을 도모한 것이다. 그러나, 성형성이나 저온 인성의 개선에 대해서는 특별한 배려가 이루어지고 있지 않으며, 위에 기재한 최근의 엄격한 요구에 충분하게 대처할 수 있는 것은 아니다.

특허 문헌 3에는 Cr 함량이 11.0 내지 15.5%의 Nb 함유 페라이트계 내열 스테인리스강에서 내고온 산화성과 스케일 밀착성의 향상을 도모한 강철이 개시되어 있다. Mn/Si를 0.7 내지 1.5의 범위로 엄격하게 규제함으로써 이들 특성이 현저하게 향상되어 있다. 또한, Cu 첨가에 의해 저온 인성과 가공성의 개선을 도모할 수 있다는 것이 교시되어 있다. 예를 들면, 가공성에 관해서는 밀착 굴곡 시험으로 균열이 발생하지 않는다는 데이터가 기재되어 있다. 그러나, 배기 가스 통로 부재의 형상에 대한 요구가 한층 엄격함이 증가되고 있는 현상을 고려하면, 당해 재료에는 다양한 성형법(상기 기재)에 충분하게 대응할 수 있는 우수한 성형성이 요구된다. 이러한 점에서 심교축성 등의 인장 성형성에 대해 조금도 착안하지 않고 있는 특허 문헌 3의 강철은 작금의 엄격한 요구에 충분하게 대처할 수 있는 것이라고는 말할 수 없다. 또한, Cr 함량도 레벨도 스테인리스강에 요구되는 11.0% 이상을 함유하고 있으며, 반드시 「스테인리스」일 필요가 없는 배기 가스 통로 부재에서는 Cr화의 저하에 의한 추가의 원가 절감이 요망된다.

특허 문헌 4에는 Cr: 11 내지 14%를 함유하는 이그매니용 페라이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 이러한 강철은 Nb 함유 강에 Si를 적극적으로 첨가함으로써 고온 강도를 상승시킨 것이다. 이의 내열성은 특허 문헌 3의 강철과 동등하다고 생각된다. 그러나, 성형성이나 저온 인성을 종래 이상으로 개선하는 것은 고려되어 있지 않으며, 이러한 강철도 작금의 엄격한 요구에 충분하게 대처할 수 있는 것이라고는 말할 수 없다. 또한, Cr 함량에 대해서도 추가의 감소가 요망된다.

특허 문헌 5에는 Cr 함량이 8.0 내지 10.0%인 엔진 배기 가스 통로 부재용 페라이트계 내열강이 개시되어 있다. 이러한 강철은 SUH409L보다 내열성을 향상시키면서 Cr화의 저하에 의한 원가 절감을 실현한 것이다. 또한, Cu는 저온 인성과 가공성의 쌍방을 개선하는 데 효과적이라는 것이 교시되어 있다. 예를 들면, 가공성에 관해서는 실온에서의 인장시험에서 SUH409L에 필적하는 연성을 갖고 있다. 그러나, 연성의 면내 이방성이나 심교축성의 향상은 의도되고 있지 않으며, 다양한 성형법(상기 기재)에 충분하게 대응할 수 있는 성형성을 부여하는 문제는 미해결이다. 또한, 우수한 저온 인성을 안정적으로 부여하는 방법도 미지이다. 따라서, 특허 문헌 5의 강철은 배기 가스 통로 부재에 대한 작금의 엄격한 요구에 충분하게대처할 수 있는 것이라고는 말할 수 없다.

특허 문헌 6 및 특허 문헌 7에는 머플러 등의 저온 부재에 필요한 응결수에 대한 내식성 또는 이그매니 등의 고온 부재에 필요한 고온 강도를 개선한, Cr 함량이 10 내지 15% 미만인 페라이트계 강이 개시되어 있다. 그러나, 내고온 산화성에 관해서는 구체적인 개시가 없으며, 가공성은 내력(耐力)으로 평가하고 있을 뿐이다. 특허 문헌 6 및 특허 문헌 7은 내고온 산화성과 성형성을 동시에 안정적으로 재현성이 양호하게 개선하는 점을 의도하고 있지 않으며, 이의 방법은 미지이다. 따라서, 특허 문헌 6 및 문헌 7에 개시된 강철은 복잡 형상을 갖는 각종 배기 가스 통로 부재에 대한 가공을 고려하면, 성형성의 점에서 모든 요건을 충족시키는 강철이라고는 하기 어렵다.

특허 문헌 1, 일본 공개특허공보 제(평)3-274245호(3페이지 우상란 1행-4페이지 우상란 9행)

특허 문헌 2, 일본 공개특허공보 제(평)5-125491호(단락 0012-0016)

특허 문헌 3, 일본 공개특허공보 제(평)7-11394호(단락 0014-0021, 0028-0029, 표 6, 도 1)

특허 문헌 4, 일본 공개특허공보 제(평)7-145453호(단락 0011-0021)

특허 문헌 5, 일본 공개특허공보 제(평)10-147848호(단락 0003-0005, 0014)

특허 문헌 6, 일본 공개특허공보 제(평)10-204590호(단락 0026-0036, 0072)

특허 문헌 7, 일본 공개특허공보 제(평)10-204591호(단락 0028-0037, 0074)

상기와 같이 자동차 배기 가스 통로 부재용 강판에는 다양한 성형법으로 복잡 형상으로 가공할 수 있고 부재의 설계 자유도의 확대에 공헌할 수 있는 우수한 「성형성」이 요구되고 있다. 단, 고온 강도 및 내고온 산화성에 관해서는 800 내지 900℃에서 SUS430J1L과 동등한 수준을 유지하고 또한 저온 인성도 우수한 것이 요망된다. 그러나, 상기한 특허 문헌에서 알 수 있는 바와 같이, 우수한 성형성과 우수한 고온 강도·내고온 산화성·저온 인성을 동시에 고수준으로 개선한 강판은 아직 출현하지 않고 있는 것이 현 상황이다.

본 발명은 복잡 형상의 자동차 배기 가스 통로 부재에 무리없이 적용할 수 있는 우수한 「성형성」과 900℃에서의 사용에 견딜 수 있는 우수한 「고온 강도」 및 「내고온 산화성」과 에너지 전이온도가 -50℃ 이하인 우수한 「저온 인성」을 동시에 겸비하고 또한 Cr 함량을 11질량% 미만으로 감소시켜 저원가화를 도모한 신규한 페라이트계 내열강을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 10Cr-0.9Si-0.3Nb-0.1V-0.1Cu를 기본 조성으로 하는 페라이트계 강에 있어서, 압연 방향에 대하여 45^o각도에서의 r값(r_D)에 대한, Ti 함량의 영향 및 열간압연후 부분 재결정화와 완전 재결정화의 차이에 따른 영향을 도시한 그래프이다.

도 2는 10Cr-0.9Si-0.3Nb-0.1Ti-0.1V-0.001B를 기본 조성으로 하는 페라이트계 강에 있어서, 대기중에서 900℃×200시간 가열후의 산화 증량 및 에너지 전이온도에 대한, Cu 함량의 영향을 도시한 그래프이다.

도 3은 8 내지 14Cr-0.5 내지 1.0Si-0.3Nb-0.1Ti-0.1V-0.1Cu를 기본 조성으로 하는 페라이트계 강에 있어서, 내고온 산화성 및 성형성에 대한, Cr 함량 및 Si 함량의 영향을 도시한 그래프이다.

도 4는 8 내지 14Cr-0.5 내지 1.0Si-0.3Nb-0.1Ti-0.1V-0.1Cu를 기본 조성으로 하고 수학식 1 및 수학식 2를 만족시키는 페라이트계 강에 있어서, AM값(AM= 420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr-12Mo+9Cu-49Ti-25(Nb+V)-52Al+470N+189)과 실온 인장시험에서 압연 방향에 대해 45° 각도에서의 신장의 관계를 도시한 그래프이다.

본 발명자 등은 우수한 성형성과 우수한 고온 강도·내고온 산화성·저온 인성의 동시 개선이 미해결인 원인에 대해서 조사한 바, 상기 특성 중에서도 특히 「성형성」과 「내고온 산화성」을 안정적으로 재현성이 양호하게 양립시키는 수단이 밝혀지지 않은 점에 큰 원인이 있다고 생각했다. 그래서, 상세하게 검토한 결과, 하기 수학식 3과 같이 오스테나이트 밸런스가 조정되어 있는 경우에 하기 수학식 1및 수학식 2에 기재된 바와 같이 Si와 Cr의 함량에 「성형성」과 「내고온 산화성」을 양립시킬 수 있는 영역이 존재하는 것이 밝혀졌다.

또한, 복잡 형상의 배기 가스 통로 부재에 대한 가공성을 평가하기 위해서는 성형성 중에서도 「심교축성」을 경시할 수 없다. Nb를 첨가한 내열성 페라이트계 강에서는 Nb에 추가하여 Ti를 복합으로 첨가하는 것이 심교축성의 향상에 효과적인 것을 알았다. 또한, 열간압연판을 부분 재결정시킴으로써 심교축성(평균 소성변형비 r_AV) 및 이의 면내 이방성(가소성 이방성 △r)이 향상된다는 것을 발견하였다.

단, Ti의 첨가는 저온 인성의 저하를 초래한다. 이러한 저온 인성을 개선하는 데는 Cu와 B를 복합 첨가하는 것이 Cu 단독 첨가의 경우보다 한층 효과적인 것으로 판명됐다.

그러나, Cu의 첨가량을 증가시키면 갑자기 이상 산화를 유발하게 되는 현상이 나타난다. 그리고, 「저온 인성」과 「내고온 산화성」을 동시에 개선할 수 있는 Cu의 적정 범위를 찾아냈다.

본 발명은 이들 발견에 근거하여 완성한 것이다.

즉, 상기 목적은 질량%로서 C 0.02% 이하, Si 0.7 내지 1.1%, Mn 0.8% 이하, Ni 0.5% 이하, Cr 8.0 내지 11.0% 미만, N 0.02% 이하, Nb 0.10 내지 0.50%, Ti 0.07 내지 0.25%, Cu 0.02 내지 0.5%, B 0.0005 내지 0.02%, V 0(무첨가) 내지 0.20%, 바람직하게는 0.01 내지 0.20%, Ca 및 Mg 중의 하나 또는 둘다를 합하여 0(무첨가) 내지 0.01%, 바람직하게는 0.0003 내지 0.01%, Y 및 희토류 원소(REM) 중의 하나 이상의 원소를 합하여 0(무첨가) 내지 0.20%, 바람직하게는 0.01 내지 0.20%, 및 잔여량의 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지며, 하기 수학식 1 내지 수학식 3을 전부 만족시키는 화학 조성을 갖는 성형성과 내고온 산화성·고온 강도·저온 인성을 동시 개선한 페라이트계 강판에 의해서 달성된다.

3Cr+40Si≥61

Cr+10Si≤21

420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr-12Mo+9Cu-49Ti-25(Nb+V)-52Al+470N+189≤70

또한, 상기 강판에서 Mo: 0.50% 이하 및 Al: 0.10% 이하의 규정을 가한 것을 제공한다.

여기서, 수학식 1 내지 수학식 3의 원소의 장소에는 각 원소의 함량을 질량%로 나타낸 값이 대입된다. 단, 수학식 3에서 함유되지 않은 원소의 장소에는 제로가 대입된다.

또한, 본 발명에서는 상기 강판에서 부분 재결정화 열간압연판을 냉간 압연 및 어닐링하여 수득되는 금속 조직을 갖는 것을 제공한다.

여기서, 부분 재결정화 열간압연판이란 재결정 입자가 10 내지 90용적%를 차지하고 나머지 부분이 미재결정 조직으로 이루어진 열간압연판을 말한다. 재결정 입자의 존재량은 열간압연판 단면의 광학현미경 관찰에 의해 특정할 수 있다. 열간압연판은 열간 압연후의 강판으로 냉간압연되어 있지 않은 것을 의미하며, 열간 압연후에 열처리를 받는지의 여부는 묻지 않는다. 냉간 압연 및 어닐링을 실시하여 수득되는 금속 조직은 최종적으로 완전 재결정한 것이다.

또한, 본 발명에서는 상기 강판에서 완전 재결정화 열간압연판을 냉간 압연 및 어닐링하여 수득되는 금속 조직을 갖는 것을 제공한다.

여기서, 완전 재결정화 열간압연판이란 재결정 입자의 존재율이 90용적%를 초과하는 열간압연판을 말한다.

또한, 본 발명에서는 상기 강판에서 특히 자동차 엔진의 배기 가스 통로 부재로 가공되어 사용하는 것을 제공한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

도 1은 10Cr-0.9Si-0.3Nb-0.1V-0.1Cu를 기본 조성으로 하는 페라이트계 강에 있어서, 압연 방향에 대해 45° 각도에서의 r값(r_D)에 대한, Ti 함량의 영향 및 열간압연후 부분 재결정화와 완전 재결정화의 차이에 따른 영향을 나타낸다. 부분 재결정화 열간압연판으로서는 판 두께 4.0mm의 열간압연판을 700 내지 1000℃에서 1분 동안 가열하여 10 내지 90용적%가 재결정 입자로 점유되는 조직을 갖는 것을 준비하고, 완전 재결정화 열간압연판으로서는 판 두께 4.0mm의 열간압연판을 약 1050℃에서 1분 동안 가열한 것을 준비한다. 이들 열간압연판을 2.0mm까지 냉간 압연한 다음, 1050℃에서 어닐링하여 완전 재결정시켜 이들로부터 인장 시험편을 절단 인출한다. 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, Ti를 0.07질량% 이상 함유시키면 r_D값이 급격하게 상승한다. 또한, 열간압연후에 부분 재결정화시킴으로써 전체 Ti 함량 범위에서 r값이 한층 더 향상된다.

이들 이유는 반드시 명확하지 않지만 다음과 같이 생각된다. 즉, Nb보다 탄질화물 생성능이 강한 Ti가 C 및 N을 고정하여 고용 C 및 고용 N이 감소되고, 매트릭스(素地)가 고순도화함으로써 최종 어닐링시의 재결정화때 가공성의 향상에 유리한 (111)면 집합 조직의 발달이 촉진된다. Ti 함량이 0.07질량% 이상으로 될 때, 그 효과가 현실화되는 것으로 생각된다. 또한, 열간압연판을 부분 재결정화 경우에는 미세한 Nb-Ti계 석출물이 균일하게 생성되고, 어닐링시에 이의 석출물이 가공성 향상을 억제한다는 (100)면 집합 조직의 발달을 억제하는 동시에 (111)면 집합 조직의 발달을 촉진시키는 것으로 생각된다.

도 2는 10Cr-0.9Si-0.3Nb-0.1Ti-0.1V-0.001B를 기본 조성으로 하는 페라이트계 강에 있어서, 에너지 전이온도 및 대기 중에서 900℃×200시간 가열후의 산화 증량에 대한, Cu 함량의 영향을 도시한 것이다. 시료는 부분 재결정화 판 두께 4.0mm의 열간압연판을 2.0mm까지 냉간 압연한 다음, 1050℃에서 최종 어닐링하여 완전 재결정화 것을 사용한다. 여기서, 에너지 전이온도는 샤르피 충격 시험으로 구한다. 충격 방향이 압연 방향과 평행하게 되도록 JIS Z2202에 준거하여 5호 시험편(폭 2mm)을 채취하고, JIS Z2242에 준거하여 -100 내지 25℃의 온도로 시험을 실시하며, 시험 온도와 흡수 에너지의 관계로부터 에너지 전이온도를 구한다. 산화 증량은 JIS Z2281에 준거하여 대기 중에서 900℃로 연속 200시간 동안 가열하는경우의 시험편의 중량 증가를 측정하여 구한다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, B를 적당량 함유하는 페라이트계 강에서 Cu는 0.02질량% 정도의 미량 첨가로 저온 인성의 개선에 효과적으로 작용한다. 단, 0.5질량%를 초과하면 900℃에서의 내산화성이 급격하게 악화된다는 사실이 새롭게 밝혀졌다.

이들 이유에 대해서도 현시점에서는 명확하게 되어 있지 않지만, 저온 인성에 관해서는 저온 취성 요인의 하나인 쌍결정의 발생이 억제되는 것으로 생각되고, 이상 산화의 발생에 관해서는 Cr이나 Si의 산화에 의한 매트릭스의 상 밸런스의 불안정화가 Cu에 의해 조장되는 것으로 생각된다.

도 3은 8 내지 14Cr-0.5 내지 1.0Si-0.3Nb-0.1Ti-0.1V-0.1Cu를 기본 조성으로 하는 페라이트계 강에 있어서, 내고온 산화성 및 성형성에 미치는 Cr 함량 및 Si 함량의 영향을 도시한다. 시료는 도 2의 경우와 동일한 공정으로 제작한다. 여기서, 성형성의 지표로서는 압연 방향에 45^o방향의 실온 인장시험에서 0.2% 내력을 채용한다. 이것이 300MPa를 초과하는 것은 배기 가스 통로 부재용으로서 기본적으로 각종 성형법에 대응할 수 있는 성형성을 갖지 않은 것으로 판단된다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, Cr과 Si의 함량이 저하되면 대기 중에서 900℃×100시간의 가열로 이상 산화가 발생한다. 한편, Cr과 Si의 함량이 증가하면 성형성이 악화된다. 그러나, Cr과 Si의 함량의 조합에서 900℃에서의 내고온 산화성과 성형성의 양쪽을 만족할 수 있는 영역이 존재하는 것이 명백해졌다. 종래에는 이러한 영역의 존재가 불명확했기 때문에, 각종 페라이트계 내열강이 개발되어 있음에도불구하고, 결과적으로 내고온 산화성이 떨어지거나 성형성이 떨어지거나 하는 것이 출현하고, 안정적으로 재현성이 양호하게 이들 양쪽 특성을 동시에 만족하는 강철은 특정되어 있지 않다.

내고온 산화성과 성형성을 동시에 만족할 수 있는 영역은 도면 내의 ○표시의 플롯이 존재하는 범위이고 다음 수학식 1 및 2에 의해서 특정된다.

수학식 1

3Cr+40Si≥61

수학식 2

Cr+10Si≤21

도 4는 8 내지 14Cr-0.5 내지 1.0Si-0.3Nb-0.1Ti-0.1V-0.1Cu를 기본 조성으로 하고 또한 상기 수학식 1 및 수학식 2을 만족시키는 페라이트계 강에 있어서 하기 일반식으로 정의되는 AM값과 압연 방향에 대해 45^o각도에서의 실온 인장시험에서 신장의 관계를 도시한다.

AM= 420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr-12Mo+9Cu-49Ti-25(Nb+V)-52Al+470N+189

AM값은 페라이트상과 오스테나이트상의 밸런스를 나타낸 것이다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, AM값이 70이하의 범위에서만 고연성이 수득되고, 70을 초과하면 급격하게 연성이 저하된다. 따라서, 수학식 1 및 수학식 2을 만족시키고 또한 하기 수학식 3을 만족시키는 경우에만 성형성과 내고온 산화성이 동시에 개선되는 것이다.

수학식 3

420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr-12Mo+9Cu-49Ti-25(Nb+V)-52Al+470N+189≤70

이하, 본 발명을 특정하는 사항에 관해서 설명한다.

C 및 N은 일반적으로는 클립 강도, 클립 파단 강도 등의 고온 강도 향상에 효과적이다. 그러나, 페라이트계 강에서는 C와 N 함량이 많으면 저온 인성이 악화된다. 이 경우, 탄질화물로서 안정화시키기 위해서 Nb와 Ti 첨가량을 증가하는 것이 필요하며 강재 원가가 상승된다. 한편, C와 N의 대폭적인 감소를 도모하는 데는 제강에 대한 부담이 과대해지고, 반대로 비용 증가를 초래한다. 여러가지로 검토한 결과, 본 발명에서는 C와 N 모두 0.02질량%까지의 함유가 허용된다. 또한, Ti 및 Nb의 첨가량을 적정화하면 C+N량이 0.01 내지 0.02질량%인 것에서 특히 양호한 성형성 및 내열성이 수득된다. 따라서, C와 N의 합계 함량을 0.01 내지 0.02질량%로 하는 것이 바람직하다.

Si 및 Cr은 모두 고온 산화특성의 개선에 대단히 효과적인 반면, 강철을 경질화한다. 우수한 성형성과 내고온 산화성을 양립시키는 데는 상기 수학식 1 및 수학식 2의 양쪽을 만족시키는 범위에서 Si 및 Cr의 함량을 컨트롤하는 것이 필요하다(상기 도 3). 또한, 이들 관계식에 추가하여 내식성과 저온 인성 확보의 관점에서 Si 및 Cr의 하한·상한이 규제된다. 즉, Si와 Cr의 함량이 너무 적으면 최저한 필요한 SUH409L 수준의 내식성을 유지할 수 없게 되고, 반대로 너무 많으면 동일한 강철 수준의 저온 인성을 유지할 수 없게 된다. 그래서, Si 함량은 0.7 내지 1.1질량%로 규정한다. Si 함량의 보다 바람직한 범위는 0.8 내지 1.0질량%이다.또한, Cr 함량은 8.0 내지 11.0질량% 미만으로 규정된다. Cr 함량의 보다 바람직한 범위는 9.0 내지 11.0질량% 미만이며, 더욱 바람직한 범위는 9.0 내지 10.0질량% 미만이다.

Mn은 과잉으로 첨가하면 강재가 경질화하여 저온 인성이나 성형성의 저하를 초래한다. 또한, 특히 본 발명의 성분계에서는 가열 사용시에 오스테나이트상이 생성되어 내고온 산화성에 악영향을 미칠 염려가 있다. 그래서, Mn 함량의 상한을 0.8질량%로 규정한다. 또한, 본 발명의 성분계에서, 특히 900℃ 수준에서 우수한 스케일 밀착성이 필요한 경우에는 0.2 내지 0.8질량%의 범위로 Mn을 함유시키는 것이 바람직하다.

Ni는 저온 인성의 개선에는 효과적이지만, 과잉 첨가는 강재를 경질화시켜 성형성의 악화를 초래한다. 또한, 본 발명의 성분계에서는 Mn과 동일하게 가열 사용할 때에 오스테나이트상의 생성을 초래하여 내고온 산화성을 악화시킬 염려가 있다. 따라서, Ni 함량의 상한은 0.5질량%로 제한된다.

Nb는 고온 강도의 향상에 매우 효과적이다. 본 발명에서는 Ti를 첨가하고 있으므로 C와 N에 고정되는 Nb는 거의 없으며, 실질적으로 첨가된 Nb의 전체가 고온 강도의 향상에 효과적으로 작용한다고 생각할 수 있다. 그 효과는 0.10질량% 이상에서 현저해진다. 한편, 과잉의 Nb 첨가는 성형성이나 저온 인성을 악화시킨다. 그래서, Nb 함량은 0.10 내지 0.50질량%로 규정된다. 보다 높은 성형성과 고온 강도를 수득하는 데는 0.10 내지 0.40질량%의 범위로 하는 것이 바람직하다.

Ti는 C 및 N을 고정하고 일반적으로는 내 입계(粒界) 부식성을 개선하는 것이 공지되어 있지만, 본 발명에서는 성형성(특히 심교축성)을 개선하기 위해서 대단히 중요하다. 성형성의 개선효과는 0.07질량% 이상의 Ti 함량에서 현저하게 나타난다(상기 도 1). 단, 과잉의 Ti 첨가는 인성을 악화시키며, 또한 제품의 표면 성상에도 악영향을 미친다. 그래서, Ti 함량은 0.07 내지 0.25질량%로 규정한다. 고수준의 고온 강도를 수득하는 데는 Ti≥ 6(C+N)을 만족시키도록 Ti를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, SUH409L과 동등 이상의 표면 성상의 제품을 수득하는 데는 0.20질량% 이하의 범위로 Ti를 함유시키는 것이 바람직하다.

Mo는 고온 강도의 상승에 효과적이지만, 다량의 함유는 강재의 취화(脆化)를 초래한다. 또한, Mo는 대단히 비싼 원소이다. Mo를 첨가하지 않아도 다른 성분 원소의 함량을 적정화함으로써 충분한 내열성을 확보할 수 있지만, Mo 첨가에 의해 성분 설계의 자유도는 커진다. Mo를 함유시키는 경우에는 0.50질량% 이하의 범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 원가보다도 내열성을 중시하는 경우에는 0.5질량%를 초과하여 Mo를 첨가해도 상관없지만, 저온 인성이 극단적으로 저하되는 3.0질량%를 초과하여 첨가하면 안된다.

Cu는 저온 인성을 개선하지만, 배기 가스 통로 부재에 요구되는 저온 인성을 현저하게 향상시키는 데는 하기의 B와의 조합에서 Cu를 0.02질량% 이상 함유시키는 것이 중요하다. 단, Cu가 0.5질량%를 초과하면 내고온 산화성이 급격하게 악화된다(상기 도 2). 따라서, 본 발명에서는 Cu 함량을 0.02 내지 0.5질량%로 규정한다.

V는 Nb나 Ti와 동일하게 탄질화물 생성 원소이며, 내 입계 부식성이나 용접열 영향부의 인성 개선에 효과적이다. 또한, Nb와 동일하게 고용된 상태에서 고온 강도의 향상에 기여한다. 그 효과는 Nb와의 공존 상태에서 특히 현저하다. 또한, V는 내고온 산화성의 개선에도 효과적이라고 생각된다. 단, 0.20질량%를 초과하면 가공성이나 저온 인성의 저하를 초래한다. 따라서, V를 첨가하는 경우에는 0.20질량% 이하의 범위에서 실시하는 것이 필요하다. 또한, 상기 V의 효과를 충분하게 수득하는 데는 0.01 내지 0.20질량%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

Al은 내고온 산화성의 개선에 대단히 효과적이지만, 본 발명에서는 Al을 함유시키지 않아도 내고온 산화성을 확보할 수 있도록 성분이 설정된다. 과잉의 Al 첨가는 성형성, 용접성 및 저온 인성을 악화시키며, 또한 본 발명에서는 Ti 및 Si를 첨가하므로 Al에 의한 탈산도 특별히 필요하지 않다. Al을 함유시키는 경우에는 0.1질량% 이하의 범위에서 실시하는 것이 필요하다. Al을 함유시키고, 또한 성형성, 용접성 및 저온 인성을 특히 중시하는 경우에는 Al 함량을 0.07질량% 이하로 규제하는 것이 바람직하다.

B는 Nb와 Ti가 공존하는 페라이트계 강에서 저온 취성 및 2차 가공 취화를 억제하고, Cu와의 복합 첨가에 의해 그 효과는 현저해지는 것이 명백해졌다. 저온 인성을 충분하게 개선하기 위해서는 0.0005질량% 이상의 B를 첨가하는 것이 필요하다. 한편, 0.02질량%를 초과하여 과잉으로 B를 첨가하면 붕화물이 생성되고, 성형성이 악화되는 동시에 저온 인성도 오히려 악화된다. 본 발명에서는 Cu: 0.02 내지 0.5질량%와 함께 B를 0.0005 내지 0.02질량%의 범위로 함유시킨다.

Ca 및 Mg는 S와의 결합력이 강하고, MnS의 생성량을 감소시켜 내식성을 개선한다. 또한, Ca나 Mg의 원소 그 자체가 내고온 산화성의 향상에 효과적으로 작용한다. 따라서, 내식성이나 내고온 산화성을 중시하는 경우에 이들 원소를 필요에 따라 첨가할 수 있다. 단, 다량으로 첨가하면 개재물이 증가하여 저온 인성이나 성형성을 악화시키는 경우가 있기 때문에, Ca 및 Mg의 1종류 또는 2종류를 첨가하는 경우에는 이의 합계 함량이 0.01질량% 이하의 범위로 실시하는 것이 필요하다. Ca와 Mg 첨가에 의한 현저한 효과를 수득하는 데는 Ca 및 Mg의 합계 함량을 0.003 내지 0.01질량%로 하는 것이 바람직하다.

Y 및 La, Ce 등의 REM(희토류 원소)는 강판 표면에 형성되는 Cr 산화 피막을 안정화시키고, 또한 강철 매트릭스와 산화 피막의 밀착성을 개선함으로써 강판의 내고온 산화성을 비약적으로 향상시킨다. 따라서, 내고온 산화성을 중시하는 경우에 이들 원소를 필요에 따라 첨가할 수 있다. 단, 다량으로 첨가하면 성형성이나 저온 인성이 악화될 뿐만 아니라 이상 산화의 기점으로 되는 개재물이 생성되기 쉬워지며, 오히려 내고온 산화성의 악화를 초래하게 된다. 따라서, Y 및 REM 중에서 1종류 이상의 원소를 첨가하는 경우에는 이의 합계 함량이 0.20질량% 이하의 범위에서 실시하는 것이 필요하다. Y와 REM 첨가에 의한 현저한 효과를 수득하는 데는 Y 및 REM 중에서 1종류 이상의 원소의 합계 함량을 0.01 내지 0.20질량%로 하는 것이 바람직하다.

기타 원소로서 고온 강도의 개선에 효과적인 Zr, Hf, Ta, W, Re 및 Co의 1종류 또는 2종류 이상을 함유시킬 수 있다. 단, 다량의 첨가는 강재의 취화를 초래하므로 이들 원소를 첨가하는 경우에는 합계 3.0질량% 이하의 범위에서 실시하는것이 필요하고, 합계 0.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.

일반적인 불순물 원소인 P, S, O, Zn, Sn, Pb 등은 성형성이나 저온 인성을 확보하는 점으로부터 가능한 한 감소시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는 가장 느슨한 규제로서 P: 0.04질량% 이하, S: 0.03질량% 이하, O: 0.02질량% 이하, Zn: 0.10질량% 이하, Sn: O.1O질량% 이하 및 Pb: O.1O질량% 이하로 할 수 있다. 실제의 제조현장에서는 목적하는 품질에 따라 보다 엄격한 규제를 설정하는 것이 바람직하다.

상기 수학식 1 내지 수학식 3은 성형성과 내고온 산화성을 동시에 개선하기 위해서 필요한 조성 범위를 규정한 것이다(상기 기재). 여기서, 수학식 3 좌변의 값(AM값)에 있어서 특별히 하한은 규정하지 않지만, AM값이 낮은 강철은 통상적인 경우 Si, Cr, Mo, Ti, Nb, V 및 Al이라는 페라이트 생성 원소를 많은 듯하게 포함한다. 이들 원소를 많이 함유하면 성형성 또는 저온 인성의 저하를 초래한다. 여러가지로 검토한 결과, AM값이 40이상으로 되도록 성분 조정하는 것이 바람직하다고 할 수있다.

이상의 화학 조성을 만족시킴으로써 성형성과 내고온 산화성·고온 강도·저온 인성이 동시에 개선된다.

또한, 성형성에 있어서 보다 한층 개선을 도모하는 데는 열간압연판의 부분 재결정 처리를 실시한 다음, 냉간압연과 어닐링을 실시하는 것이 매우 효과적이다. 즉, 재결정 입자가 10 내지 90용적%를 차지하며, 잔부가 미재결정 조직으로 이루어진 열간압연판을 만들어 이것을 냉간 압연한 다음, 어닐링하여 완전 재결정화시키는 공정을 경유함으로써 심교축성의 지표인 r값을 대폭적으로 향상시킬 수 있다(상기 도 1). 이와 같이 수득된 금속 조직을 갖는 강판은 형상에 대한 요구가 엄격한 작금의 배기 가스 통로 부재에 충분하게 대응할 수 있는 성형성을 구비한다.

열간압연판의 부분 재결정 처리는 열간압연공정에서 직접 실시하는 방법 또는 열간압연후 내지 냉간압연전에 가열하는 방법에 의해 실시할 수 있다.

열간압연공정에서 부분 재결정 처리를 실시하는 데는, 예를 들면, 950 내지 1250℃의 온도 범위에서 열간 압연하고, 권취하여 그대로 공냉하는 방법을 채용할 수 있다. 설비 사양이나 열간압연 패스 스케쥴에 따라서 최적 조건을 선택하면 양호하다. 또한, 열간압연후의 가열에 의해 부분 재결정 처리하는 경우에는 열간압연후에 냉각한 강판을, 예를 들면, 850 내지 1000℃의 온도 범위에서 가열하는 방법을 채용할 수 있다. 당해 가열은 냉간 압연전의 어느 하나의 단계에서 실시하면 양호하다.

이와 같이 부분 재결정화 열간압연판을 냉간 압연한 다음, 어닐링하여 완전 재결정화한다. 냉간 압연율은, 예를 들면, 30 내지 90%의 범위에서 실시할 수 있다. 자동차 배기 가스 통로 부재 용도에 제공하는 경우, 최종 판 두께는, 예를 들면, 0.4 내지 1.2mm 정도로 조정된다. 어닐링 온도는, 예를 들면, 950 내지 1150℃의 범위가 바람직하다. 수득된 페라이트계 강판은 우수한 성형성과 저온 인성을 가지며, 이의 특성은 용접 강관으로 가공된 후에도 유지된다.

가공된 제품에서 표면 외관의 미관을 중시하는 경우에는 완전 재결정화 열간압연판을 사용하는 것이 바람직하다. 완전 재결정화 열간압연판은 열간압연후에,예를 들면, 950 내지 1100℃의 온도 범위에서 가열하는 열처리를 실시함으로써 수득할 수 있다.

실시예 1

표 1·표 2에 기재된 화학 조성의 페라이트계 강을 고주파 진공 용해로에서 용해 제조하여 30kg의 잉고트로 주조한다. 이들을 열간 단조한 후, 열간 압연하여 판 두께 4.0mm의 열간압연판을 수득한다. 열간압연 조건은 열간압연온도: 700 내지 1250℃, 1패스당 압 하강율: 약 30%로 하고, 열간압연후 수냉한 다음, 900 내지 1000℃에서 1분 동안 가열한다. 열간압연판 단면의 금속 조직을 광학현미경으로 관찰한 바, 모든 시료는 재결정 입자가 10 내지 90용적%를 차지하고, 잔부가 미재결정 조직으로 되어 있으며, 부분 재결정 처리가 달성된 것으로 확인된다. 이들 부분 재결정화 열간압연판을 판 두께 2mm까지 냉간 압연한 다음, 1050℃에서 1분 동안 어닐링하여 완전 재결정시켜 냉간압연 어닐링판을 수득한다. 또한, 표 1의 번호 1 내지 21은 본 발명에서 규정하는 화학 조성을 만족시키는 페라이트계 강이고, 표 2의 번호 22 내지 31은 그 이외의 비교용 강이다. 이 중에서 번호 22는 SUH409L 상당하는 강이고, 번호 23은 SUS430J1L 상당하는 강이다.

각 냉간압연 어닐링판으로부터 시험편을 절단 인출하여 인장시험, 샤르피 충격 시험, 고온 인장시험 및 고온 산화시험에 제공한다.

인장시험에 의해 0.2% 내력, 파단 신도 및 소성변형비를 구하여 성형성을 평가한다. 압연 방향에 평행한 방향, 압연 방향에 대하여 45^o의 방향 및 압연 방향에 대하여 90^o의 방향을 따라 각 공시(供試) 강판으로부터 JIS Z2201에 규정된 13B호 시험편을 절단 인출하여 인장 시험편으로 한다. 0.2% 내력 및 파단 신도는 압연 방향에 45^o방향의 시험편을 사용하고 JIS Z2241에 규정된 시험을 실시하여 구한다. 소성변형비는 상기 3방향의 시험편을 사용하여 JIS Z2254에 준거한 인장시험으로 구한다. 즉, 15%의 단축(單軸) 인장 예비 왜곡을 부여할 때의 횡 왜곡 및 판 두께 왜곡의 비로부터 각 방향의 소성변형비를 산출하고, 다음 일반식에 따라서 평균 소성변형비 r_AV및 면내 이방성 △r을 구한다.

r_AV= (r_L+2r_D+r_T)/4

△r= (r_L-2r_D+r_T)/2

상기식에서,

r_L은 압연 방향에 평행한 방향의 소성변형비이고,

r_D는 압연 방향에 대하여 45^o방향의 소성변형비이며,

r_T는 압연 방향에 대하여 90^o방향의 소성변형비이다.

샤르피 충격 시험은 도 2에서 설명한 방법으로 실시하고, 에너지 전이온도를구하여 저온 인성의 지표로 한다.

고온 인장시험은 상기 45° 방향의 인장 시험편을 사용하여 JIS G0657에 준거한 방법으로 실시하고, 900℃의 0.2% 내력을 구하여 고온 강도의 지표로 한다.

고온 산화시험은 JIS Z2281에 준거하여 대기 중에서 900℃로 200시간 동안 가열후의 산화 증량을 구하고, 내고온 산화성의 지표로 한다.

이들 결과를 표 3에 기재한다.

표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 예인 번호 1 내지 21의 강판은 모두 SUH409L(번호 22)와 SUS430J1L(번호 23)의 중간 정도의 연질성(0.2% 내력)을 갖고, SUH409L과 동등한 연성(신장)을 나타낸다. 심교축성에 관해서 보면, SUH409L이나 SUS430J1L보다 우수한 평균 소성변형비 r_AV및 면내 이방성 △r의 값을나타낸다. 저온 인성(에너지 전이온도)도 SUH409L에 필적하는 양호한 성능을 갖는다. 900℃의 내열성(고온 강도 및 내고온 산화성)에 관해서 보면, SUH409L보다 명백히 우수하고, SUS430J1L과 동일한 정도의 성능을 갖는다. 즉, 본 발명예의 강판은「성형성」이 우수하고, 또한 「고온 강도·내고온 산화성·저온 인성」을 충분하게 유지하는 것이다.

이에 대해 비교예인 번호 22의 SUH409L 상당강은 심교축성과 내열성이 떨어지고, 번호 23의 SUS430J1L 상당강은 경질로서 성형성이 불충분하다. 번호 24와 번호 25는 자동차 엔진의 배기 가스 통로 부재로서 사용 실적이 있는 강철 종류이지만, 번호 24는 Ti 무첨가이고 Si와 Cr의 함량이 본 발명 범위외인 점 등으로부터 성형성 및 저온 인성이 떨어지며, 번호 25는 C와 Nb가 높고 Si와 Cr의 함량이 본 발명 범위외인 점 등으로부터 성형성, 저온 인성 및 내고온 산화성이 떨어진다. 번호 26은 상의 안정도가 오스테나이트측에 안정적으로 되어 있기 때문에 성형성 및 내고온 산화성이 떨어진다. 번호 27 내지 31은 저온 인성에 유해한 원소를 본 발명 규정범위를 초과하여 함유하기 때문에 저온 인성이 떨어진다.

실시예 2

표 1 및 표 2의 일부의 강철(번호 1 내지 10, 번호 22 내지 26)을 열간 압연한 다음, 950 내지 1100℃에서 1분 동안 가열하는 열처리를 실시하여 완전 재결정화 열간압연판을 제작한다. 각 열간압연판을 판 두께 2.0mm까지 냉간 압연한 다음, 1050℃에서 1분 동안 어닐링하여 완전 재결정시켜 냉간압연 어닐링판을 수득한다.

각 냉간압연 어닐링판에 대해서 실시예 1과 동일하게 0.2% 내력, 파단 신도, 소성변형비 및 면내 이방성을 구한다. 또한, 가공후의 표면 외관을 평가하기 위해 각 냉간압연 어닐링판으로부터 절단 인출한 시료에 대해서 압연 방향으로 20%의 가소성 왜곡을 부여한 다음, 촉침(觸針)식 조도(粗度)계를 사용하여 시료 표면의 압연 방향에 대해 직각방향의 표면 조도(JIS B0660에 준거한 10점 평균 조도 Rz, 기준 길이 10mm)를 측정한다. 비교용으로 부분 재결정화 열간압연판에 유래하는 시료(표 3에 기재한 것)에 대해서도 동일하게 표면 조도를 측정한다.

결과를 표 4에 기재한다.

표 4와 표 3의 「본 발명의 실시예」의 데이터를 대비하면, 완전 재결정화 열간압연판에 유래하는 시료(표 4)는 부분 재결정화 열간압연판에 유래하는 시료(표 3)와 비교하여 평균 소성변형비가 동등하거나 약간 낮아지고, 면내 이방성이 조금 커지는 경향이 있다. 이것은 완전 재결정화 열간압연판을 사용하면, 압연 방향에 대해 45° 각도에서의 r값이 조금 저하되는 것이 원인이라고 생각된다. 그 반면, 표 4의 데이터로부터 가공후의 표면 조도는 완전 재결정화 열간압연판을 사용함으로써 현저하게 감소되는 것을 알았다. 즉, 열간압연판의 완전 재결정화 처리를 실시함으로써 가공된 제품의 표면 외관의 미관이 요구되는 용도에 적절한 강판을 제공할 수 있게 된다.

또한, 비교예의 것은 기본적으로 성형성이 떨어진다.

본 발명에 따라 페라이트계 내열 강판에서 「성형성」과 「고온 강도·내고온 산화성·저온 인성」의 동시 개선이 달성된다. 특히 이의 「성형성」은 다양한 성형법에 대응하는 데에 필요한 심교축성 및 이의 등방성이 우수하다는 것이고, 이러한 점에서 본 발명의 강판은 종래의 페라이트계 내열 강판에서는 의도하지 않던 신규한 성능을 부여한 것이다. 또한, 「고온 강도·내고온 산화성·저온 인성」에 있어서도, 배기 가스 통로 부재에 사용되고 있는 현행 재료와 동등 이상의 성능을 확보하고 있다. 「성형성」과 「고온 강도·내고온 산화성·저온 인성」의 고도한 양립은 종래의 페라이트계 강판에서는 곤란하지만, 본 발명에서는 이의 양립을 11% 이하의 Cr 함량에서 실현한다. 따라서, 본 발명은 복잡 형상의 배기 가스 통로 부재로의 페라이트계 내열강의 적용을 가능하게 하고, 당해 부재의 설계 자유도의 확대에 기여하는 동시에 원가 절감에도 크게 공헌한다.

Claims

질량%로서, C 0.02% 이하, Si 0.7 내지 1.1%, Mn 0.8% 이하, Ni 0.5% 이하, Cr 8.0 내지 11.0% 미만, N 0.02% 이하, Nb 0.10 내지 0.50%, Ti 0.07 내지 0.25%, Cu 0.02 내지 0.5%, B 0.0005 내지 0.02%, V 0(무첨가) 내지 0.20%, Ca 및 Mg 중의 하나 또는 둘다를 합하여 0(무첨가) 내지 0.01%, Y 및 희토류 원소(REM) 중의 하나 이상의 원소를 합하여 0(무첨가) 내지 0.20%, 및 잔여량의 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고 하기 수학식 1 내지 수학식 3을 전부 만족시키는 화학 조성을 갖는, 성형성과 내고온 산화성·고온 강도·저온 인성이 동시에 개선된 페라이트계 강판.

수학식 1

3Cr+40Si≥61

수학식 2

Cr+10Si≤ 21

수학식 3

420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr-12Mo+9Cu-49Ti-25(Nb+V)-52Al+470N+189≤70
제1항에 있어서, V의 함량이 0.01 내지 0.20%인 강판.
제1항에 있어서, Ca 및 Mg 중의 하나 또는 둘다를 합한 함량이 0.0003 내지 0.01%인 강판.
제1항에 있어서, Y 및 REM 중의 하나 이상의 원소를 합한 함량이 0.01 내지 0.20%인 강판.
제1항에 있어서, Mo 0.50% 이하 및 Al 0.10% 이하를 추가로 포함하는 강판.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 부분 재결정화 열간압연판을 냉각 압연 및 어닐링하여 수득한 금속 조직을 갖는 강판.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 완전 재결정화 열간압연판을 냉간 압연 및 어닐링하여 수득한 금속 조직을 갖는 강판.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 자동차 엔진의 배기 가스 통로 부재로 가공되어 사용되는 강판.