KR20090109466A - 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법 - Google Patents

오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법 Download PDF

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Abstract

오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 비확산성 수소에 주목하여, 이것을 제거한 오스테나이트계 스테인레스강을 제공하기 위해서, 오스테나이트계 스테인레스강을 0.2Pa 이하의 진공 분위기에서 보유하면서, 200∼500℃의 가열 온도에서 460시간 이하의 시간 가열하여, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)를 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 제거한다.
오스테나이트, 스테인레스강, 수소 취성, 비확산성 수소, 진공 분위기

Description

오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법{AUSTENITE BASED STAINLESS STEEL AND METHOD OF DEHYDROGENATING THE SAME}
본 발명은 수소 취성(hydrogen embrittlement)을 저감한 오스테나이트계 스테인레스강(austenitic stainless steel) 및 그 수소 제거 방법에 관한 것이다. 특히, 오스테나이트계 스테인레스강 내에 존재하는 수소가, 오스테나이트계 스테인레스강 내에 발생한 피로 균열의 진전에 미치는 영향을 저감한 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법에 관한 것이다.
지구 환경 문제의 면에서 차세대 에너지로서의 수소의 이용이 주목되고 있고, 그를 위한 연구 개발이 활발하게 행해지고 있다. 특히, 수소를 연료로 한 연료 전지 차량, 정치용(stationary) 연료 전지의 개발 등 그 실용화가 중요 과제로서 주목되고 있다. 이 연료 전지 시스템에 있어서의 고압 수소 탱크나 각종 부품, 배관 등의 재료로서 스테인레스강의 사용이 검토되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).
표 1에 대표적인 오스테나이트계 스테인레스강의 성분을 예시하고 있다. 이 표 1의 제1열은 일본 공업 규격(이하, 생략하여 JIS(Japan Industrial Standard) 규격이라고 한다)에 의해 정해진 스테인레스강 및 내열강의 명칭이다. 표 1의 마지 막 열은 스테인레스강의 비커스 경도(이하, HV(Vickers hardness)라고 한다)를 나타내고 있다. 그 외의 난은 스테인레스강에 함유되는 화학 성분이고, 성분의 단위는 질량%로 표시되어 있다. 수소(H)의 경우에는 그 함유량이 질량ppm으로 표시되어 있다.
Figure 112008072042759-PCT00001
수소는 금속 재료 중에 침입하여 재료의 정적 강도나 피로 강도를 저하시키는 것이 알려져 있다(예를 들면, 비특허문헌 1, 2). 이 수소를 제거하는 방법, 수소의 영향을 예측하는 방법은 여러 가지 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에는 오스테나이트계 스테인레스강을 도금 처리 후 270∼400℃의 온도에서 10분간 이상 보유하여 가열 처리하고, 수소 취성의 방지를 위한 수소 제거를 하고 있다. 특허문헌 3에는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취화(hydrogen embrittlement)의 정도를 화학 성분으로 예측하고 판정하는 방법을 개시하고 있다.
비특허문헌 1에는 SUS304, SUS316, SUS316L 준거의 오스테나이트계 스테인레스강의 피로 시험 결과를 발표하고 있다. 이 피로 시험은 이러한 오스테나이트계 스테인레스강을 수소로 챠지(charge)한 각각의 오스테나이트계 스테인레스강과 비교하여 행해진 것이다. 수소 챠지(hyrogen charge)한 SUS304 및 SUS316의 피로 균열 진전 속도는 미(未)챠지의 경우와 비교하여 빨라지고 있다. SUS316L의 경우에는 명확한 차이가 없다.
또한, 시험편에 프리스트레인(prestrain)을 준 후에 100μm 정도의 미소한 구멍을 형성한 JIS 규격의 SUS304, SUS316L 오스테나이트계 스테인레스강의 피로 시험 결과를 발표하고 있다. 수소 챠지한 SUS304는 미챠지의 경우와 비교하여 피로 균열 진전 속도가 10배 가속하고 있다. SUS316L의 경우에는 피로 균열 진전 속도가 2배 가속하고 있다.
그렇지만, 준안정인(semi-stable) 오스테나이트계 스테인레스강에서도, 냉간 가공이나 반복 응력에 의해 가공 유발 마텐자이트 변태(stress-induced martensitic transformation)할 가능성이 있다. JIS 규격의 SUS316L 등과 같은 오스테나이트계 스테인레스강에 관해서, 피로 균열 진전 속도에 수소의 영향이 거의 없다고 하는 인식이, 연구자의 단체인 학회 내부를 비롯하여 산업계간의 당업자에게는 일반적인 상식이었다. 이 상식을 뒤집는 결과를 나타낸 것으로, 5Hz 이하의 저주파수에 의한 반복 하중을 가하여 상기의 결과를 얻고 있어 매우 의의가 있다.
바꾸어 말하면, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인레스강은 저주파수의 반복 하중에 의해 피로 균열의 진전 속도가 가속되는 것이 확인되었다. 한편, 비특허문헌 2에는 「(3) 오스테나이트계 스테인레스강에 있어서 변태에 의해 생긴 마텐자이트상(martensitic phase)은 재료 중을 확산하는 수소의 통로로 되고, 수소의 확산 계수를 상승시킨다(130페이지를 참조)」라고 지적하고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2004－339569호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 1998－199380호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 2005－9955호 공보
비특허문헌 1: 카네자키 토시히코, 나라자키 치히로, 미네 요지, 마츠오카 사부로, 무라카미 유키타카　「프리스트레인을 준 오스테나이트계 스테인레스강의 피로 균열 진전에 미치는 수소의 영향」　일본 기계학과〔No. 05-9〕　M&M2005 재료역학 심포지움 강연 논문집(＇05. 11. 4-6,　후쿠오카시), P86, p.595-596
비특허문헌 2: 카네자키 토시히코, 나라자키 치히로, 미네 요지, 마츠오카 사부로, 무라카미 유키타카　「스테인레스강의 피로 균열 진전 특성에 미치는 수소의 영향과 마텐자이트 변태」　일본 기계학회 논문집(A편)　72권 723호(2006－11), p123－130.(원고접수　2006년 5월 1일)
<발명이 해결하고자 하는 과제>
그렇지만, 오스테나이트계 스테인레스강에 있어서, 외부로부터 챠지(charge)된 확산성 수소, 및 결정 내에 내재하는 비확산성 수소가 어떻게 상기의 피로 균열의 진전 속도에 관계하고 있는지가 충분히 해석되어 있지 않은 것이 현재 상태이다. 또한, 재료 중의 마텐자이트 변태량의 변화, 수소 확산 속도의 가속의 효과, 및 피로 균열 진전 속도에 확산성 수소와 비확산성 수소가 어떻게 영향을 주는 것인지 그 관계가 충분히 해명되어 있지 않다.
또한, 스테인레스강을 수소 연료 이용 관련의 기기, 장치에 사용하면, 그 사용 환경에 의해 여러 가지 환경의 영향을 받는다. 예를 들면, 연료 전지 차량용의 고압 수소 용기나 배관 등에 스테인레스강을 사용한 경우, 그 고압 수소 용기에의 수소 가스의 충전, 그 소비 등에 의해 하중과 해방이 비교적 늦은 사이클로 반복된다. 그런데, 과거의 피로 시험은 이 늦은 사이클은 상정되어 있지 않다. 즉, 반복 속도가 빠른 피로 시험에 의해, 이와 같이 1사이클의 시간이 긴 하중에 의한 피로 시험은 대체된다고 생각되고 있었다.
또 외기 온도에 의한 온도 변화 등에 의한 저주파수의 반복 하중이 발생한다. 예를 들면, 외기 온도 변화에 의한 반복 하중은 밤낮의 온도차에 의한 스테인레스강 자신의 압축과 신장, 스테인레스강 부품과 연결된 부품의 압축과 신장에 의한 열응력이 생각된다. 그 주파수는 예를 들면, 낮과 밤의 온도차는 수℃로부터 10℃ 이상으로 되고, 24시간 1주기로 된다. 연료 전지 차량 관련의 설비에서 고압 수소 탱크, 연료 전지용의 연료 공급용의 설비 등이 상기와 같은 1일 단위의 주기를 가지는 것 및 수소 충전 시간이 긴 것으로 된다. 그 외에 연료 전지 차량이 주행하는 환경에 의존하여 수℃로부터 수십℃의 온도차와 서브(sub)초∼수시간 단위의 주기가 있다.
본 발명은 상술과 같은 기술 배경의 기초로 이루어진 것이고, 하기의 목적을 달성한다.
본 발명의 목적은 오스테나이트계 스테인레스강의 피로 균열의 진전 속도에 미치는 수소의 영향을 저감하기 위한 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소에 주목하여, 양자를 제거한 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 오스테나이트계 스테인레스강에 존재하고, 1사이클의 시간이 긴 반복 하중에서 문제가 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소에 주목하여, 이것을 제거한 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 오스테나이트계 스테인레스강의 제조 공정에서, 오스테나이트계 스테인레스강에 존재하는 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거하는 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법을 제공하는 것에 있다.　
<과제를 해결하기 위한 수단>
단어의 정의
본 발명은 다음의 기술 용어를 다음에 정의된 의미로 사용한다. 수소 챠지(hydrogen charge)란, 재료 중에 수소를 침입시키는 것을 의미한다. 수소 챠지의 방법이란, 재료를 고압 수소 챔버(chamber)에 폭로하는 방법, 음극 챠지를 하는 방법, 및 화학 용액 등에 침지시키는 방법을 의미한다. 피로 균열 진전이란, 재료 중에 제조 과정에서 발생한 결함이나 균열, 또는 재료에 인공적으로 도입한 구멍 등으로부터 반복 하중을 받아 균열이 크게 되어 가는 것을 의미한다.
피로 균열 진전 속도는 피로 균열이 진전하는 속도를 의미한다. 오스테나이트계 스테인레스강이란, Cr-Ni계의 철강 재료를 말하고, Fe에 Cr과 Ni을 가하여 부식성 환경 등에 대한 내식성을 증대시킨 오스테나이트상을 가지는 스테인레스강이다. 이 스테인레스강의 예시를 표 1에 나타내고 있다. 오스테나이트상(austenitic phase)이란, 순도 100%의 철(Fe)에 있어서 911∼1392℃의 온도 영역에 있는 철의 상이고, 면심 입방 격자 구조(이하, FCC(Face Centered Cubic Lattice) 구조라고 한다)를 가진다.
도 11 (a)에는 면심 입방 격자를 도시하고 있다. Fe에 Cr이나 Ni 등의 합금 원소를 첨가함으로써 실온에서도 오스테나이트상이 존재할 수 있다. 마텐자이트상(martensitic phase)은 고온의 안정한 오스테나이트상으로부터 강철을 급랭함으로써 얻어지는 조직이고, 체심 입방 격자 구조(이하, BCC(Body Centered Cubic Lattice) 구조라고 한다)를 가진다. 도 11 (b)에는 체심 입방 격자를 도시하고 있다. 또, 상온에 있어서 오스테나이트상의 상태의 스테인레스강에 응력 등의 냉간 가공을 가함으로써 마텐자이트상이 생길 수가 있다.
이와 같이 냉간 가공에 의해, FCC 구조의 오스테나이트상으로부터 BCC 구조의 마텐자이트상에의 변태를 가공 유발 마텐자이트 변태(stress-induced martensitic transformation)라고 한다. 확산성 수소란, 재료 중에 존재하는 수소로, 실온에서 시간이 지남에 따라 재료로부터 밖으로 나오는 수소를 말한다. 이 확산성 수소는 재료의 수소 취성의 원인으로 되는 것이다. 비확산성 수소란, 재료 중에 존재하는 수소로, 실온으로부터 200℃ 정도까지의 온도에서도 시간이 지남에 따라 재료로부터 밖으로 나갈 수 없는 수소를 말한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다음의 수단을 채용한다.
본 발명의 발명자들은 오스테나이트계 스테인레스강 중의 비확산성 수소가 피로 균열 진전에 관계하고 있다는 것을 밝혀냈다.
본 발명은 결정 구조가 면심 입방 격자 구조인 오스테나이트상을 가지는 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 수소 제거 방법에 관한 것이다. 본 발명은 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거하여, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)를 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 제거한 것인 것을 특징으로 한다.
확산성 수소 및 비확산성 수소의 제거는 오스테나이트계 스테인레스강을 200℃ 이상의 가열 온도에서 가열 처리하면 좋다. 또, 이때의 가열 처리를 위한 가열 온도의 상한은 500℃ 이내가 바람직하다. 이러한 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거하기 위한 가열 처리는 진공 분위기 하에서 행해지면 좋다.
또, 가열 온도는 200∼500℃의 온도 범위이고, 오스테나이트계 스테인레스강에 존재하고, 반복 하중에 의한 가공 유발 마텐자이트상을 개재하여 확산하여, 응력 집중을 받는 균열부에 집결하여, 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거하여, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)를 상술의 양으로 하면 좋다.
가열 온도는 오스테나이트계 스테인레스강의 크롬(Cr) 탄화물이 가열에 의해 석출하는 온도인 예민화 온도보다 낮은 온도이면 좋다. 또, 상술의 진공 분위기는 0.2Pa 이하의 환경이면 좋다. 또한, 가열 처리는 상술의 진공 분위기와 가열 온도에서 460시간 이하의 시간 보유하면 좋다.
확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거한 후, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)의 양은 0.00004질량%(0.4질량ppm) 이하인 것이 바람직하다. 또한, 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거한 후, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)의 양은 0.00001질량%(0.1질량ppm) 이하인 것이 더 바람직하다.
오스테나이트계 스테인레스강의 제조 공정에서, 소정 시간 가열 처리하여 수소를 제거하고, 수소(H)를 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 하면 좋다. 이때 열처리 온도는 200℃ 이상이고 스테인레스강의 융점 온도 미만인 것이 바람직하다. 이를 위한 가열 시간은 30초 이상, 수십 시간 이하인 것이 바람직하다. 이 제조 공정은 불활성 가스 플로우(flow) 분위기이면 좋다. 오스테나이트계 스테인레스강의 제조 공정은 스테인레스강을 제조할 때 이용되는 용체화 처리(solution heat treatment), 시효 처리(aging treatment)의 공정을 포함하는 것이다.
제조 공정에서의 수소의 제거 처리는 진공 분위기, 또는 수소 분압이 낮은 분위기, 예를 들면, 불활성 가스 분위기일 수가 있다. 또, 가열 처리의 시간은 수 분부터 수십 시간 정도인 것이 바람직하다.
가열 처리의 온도는 용체화 처리의 경우, 920℃ 이상의 온도인 것이 가장 바람직하다.
가열 처리의 온도는 시효 처리의 경우, 700℃ 이상의 온도인 것이 가장 바람직하다.
또한, 오스테나이트계 스테인레스강은 상술의 표 1의 오스테나이트계 스테인레스강 또는 오스테나이트계의 내열강인 것이 바람직하다.
<발명의 효과>
본 발명에 의하면 다음의 효과가 얻어진다. 본 발명은 오스테나이트계 스테인레스강을 200℃ 이상의 온도에서 가열 처리하여, 오스테나이트계 스테인레스강 중의 비확산성 수소와 확산성 수소를 제거하고, 피로 균열 진전에 강한 오스테나이트계 스테인레스강을 제공하는 것이 가능하게 되었다.
도 1은 피로 시험편의 개요를 도시한 도이고, 도 1 (a)는 피로 시험편의 형상을 도시한 도이고, 도 1 (b)는 피로 시험편에 형성한 인공 미소 구멍의 형상을 나타내는 도이다.
도 2는 피로 시험편의 시험부의 개요 및 도입된 인공 미소 구멍의 형상 및 인공 미소 구멍으로부터 발생하고 진전하는 피로 균열을 도시하고 있다.
도 3은 피로 시험편에 프리스트레인(prestrain)을 도입하는 순서의 개략도이다.
도 4는 피로 시험 후에 인공 미소 구멍으로부터 발생한 피로 균열의 사진이다.
도 5는 피로 시험 전에 시험부 표면을, 피로 시험 후에 피로 파면(fatigue cracked surface)을 X선으로 오스테나이트상과 마텐자이트상을 검사한 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5 (a)는 SUS304의 측정 결과, 도 5 (b)는 SUS316의 측정 결과, 도 5 (c)는 SUS316L의 측정 결과이다.
도 6은 피로 시험에 의한 균열의 길이와 반복 횟수의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 6 (a)는 SUS304, 도 6 (b)는 SUS316, 도 6 (c)는 SUS316L의 경우이다.
도 7은 레플리카법(replica method)에 의해 관찰한 SUS304, SUS316, SUS316L의 피로 균열 사진이다.
도 8은 SUS316L의 피로 시험의 결과를 도시한 그래프이다.
도 9는 SUS316L의 피로 시험의 결과를 도시한 그래프이다.
도 10은 마텐자이트 변태를 개재하여 확산성 수소 및 비확산성 수소가 이동하는 요소를 나타내는 개념도이다.
도 11은 오스테나이트상과 마텐자이트상의 결정 구조의 격자를 나타내는 개념도이고, 도 11 (a)는 오스테나이트상의 면심 입방 격자 구조(FCC), 도 11 (b)는 마텐자이트상의 체심 입방 격자 구조(BCC)의 개념도이다.
도 12는 그 외의 실험예 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 그 외의 실험예 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 실험예로 바꾸어 설명한다. 먼저, 오스테나이트계 스테인레스강에 발생한 피로 균열의 진전 속도에 수소가 어떻게 영향을 주고 있는지를 설명한다. 표 1에 나타낸 SUS304, SUS316, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인레스강은 통상의 가열 처리(용체화 처리)를 한 후에도 1∼4.7질량ppm의 비확산성 수소를 포함한다. 종래, 당업자간에 이 비확산성 수소는 수소 취성에 영향이 없다고 간주되고 있었다.
그렇지만, 다음에 기술하는 피로 시험에 의해, 비확산성 수소는 수소 취성에 영향이 있다는 것이 판명되었다. 비확산성 수소에 의한 수소 취성은 특히 0.0015Hz 정도(1사이클의 반복 시간이 약 11분)의 저주파수의 피로 시험 속도의 경우에 있어서 확인된 것이다. 본 발명의 발명자들이 다음의 실험을 행하고, 비확산성 수소가 어떻게 피로 균열의 진전 속도에 영향을 주고 있는지를 관찰하였다. 실험의 일례를 나타낸다.
시험편
사용한 재료는 표 1에 나타낸 오스테나이트계 스테인레스강 SUS304, SUS316, 및 SUS316L(A)(이하, 간단히 SUS316L이라고 한다)이다. SUS304, SUS316, SUS316L은 용체화 처리를 한 것을 이용하였다. 도 1 (a)에는 피로 시험편의 형상을 도시하고 있다. 시험편의 표면은 에머리지(emery paper)로 #2000까지 연마한 후, 버프(buff) 연마에 의해 마무리한 것이다.
피로 균열 진전을 용이하게 관찰하기 위해서, 도 1 (b)에 나타내는 것 같은 직경 100μm, 깊이 100μm의 인공 미소 구멍을 피로 시험편의 길이 방향의 중앙부에서, 또한 반경 방향으로 그 선단의 각도 120°의 드릴(drill)로 뚫었다. 시험편의 시험부의 중앙에 인공 미소 구멍을 도입하였다. 시험부는 시험편의 중앙의 원기둥 부분으로, 원기둥의 길이가 약 20mm이다. 이 원기둥의 상면과 저면이 평행이고 시험편의 길이 방향의 축선에 수직이다. 도 2에는 시험부의 개요 및 도입된 인공 미소 구멍의 형상을 도시하고 있다. 수소 챠지된 피로 시험편의 경우에는 수소 챠지 종료 직후에 다시 버프 연마를 하여 인공 미소 구멍을 뚫었다.
X선 회절
오스테나이트계 스테인레스강에 대해서는 피로 시험편의 시험부의 마텐자이트량을 X선 회절에 의해 측정하였다. X선 회절은 주식회사 리가쿠(토쿄도 아키시마시) 제조의 미소부 X선 응력 측정 장치 PSPC-RSF/KM에 의해 행해졌다. 정량 분석은 CrK α선을 사용하고, 오스테나이트상｛220｝면 및 마텐자이트상｛211｝면의 회절 피크(peak)의 적분 강도비로부터 구하였다. 시험부에 함유되는 피로 시험 전의 마텐자이트량은 SUS304, SUS316, SUS316L 모두 3% 정도였다.
수소 챠지된 시험부의 경우도 동일한 3% 정도였다. 마텐자이트량의 측정은 인공 미소 구멍을 도입하기 전에 2개소에서 행하였다. 이 측정 영역의 첫번째는 인공 미소 구멍을 도입할 예정인 위치를 중심으로 하는 직경 1mm의 원의 영역이다. 이 측정 영역의 두번째는 인공 미소 구멍을 도입할 예정인 위치로부터 시험편의 길 이 방향의 축을 180°회전시킨 위치를 중심으로 하는 직경 1mm의 원의 영역이다. 즉, 두번째의 측정 영역은 원기둥 상의 첫번째의 측정 영역보다 그 원기둥의 반대측에 위치한다.
수소 챠지 방법
수소 챠지(hydrogen charge)는 음극 챠지법에 의해 행하였다. 수소 챠지의 조건은 pH=3.5의 황산 수용액, 백금 양극, 전류 밀도 i=27A/m2이다. 용액 온도가 50℃(323K)인 경우에는 672시간(4주간), 온도가 80℃(353K)인 경우에는 336시간(2주간)의 수소 챠지를 하였다. 황산 수용액은 증발에 의한 황산 농도의 변화를 작게 하기 위해 1주간마다 교환하였다.
프리스트레인재(prestrained material)
수소에 의한 피로 균열 진전 속도의 가속과 마텐자이트 변태량의 관련에 대하여 조사하기 위해 SUS304, SUS316L에 대하여 프리스트레인(prestrain)을 주고, 마텐자이트 변태시킨 시험편을 준비하였다. 도 3에 프리스트레인 도입 순서의 개략도를 나타낸다. 프리스트레인은 마텐자이트 변태를 촉진시키기 위해서 -70℃의 에탄올 중에서 도입하였다. 이 프리스트레인의 도입 후 시험편을 도 1 (a)에 나타내는 것 같은 형상으로 가공하였다. SUS304에 대하여는 소성 스트레인(진(眞)스트레인) εp=0.28, SUS316L에 대하여는 소성 스트레인 εp=0.35의 프리스트레인을 주었다.
프리스트레인을 준 후의 비커스 경도(Vickers hardness)(측정 하중 9.8N)를 측정한 바, SUS304에서는 HV=426(10점(point) 평균), SUS316에서는 HV=351(10점 평균)이었다. 격차는 ±4% 이내였다. 시험편을 연마한 후 프리스트레인 도입 후의 시험부의 마텐자이트량을 X선 회절에 의해 측정하였다. 마텐자이트량은 SUS304에서는 체적비로 65∼69%, SUS316L에서는 체적비로 26∼28%였다. 마텐자이트량의 측정은 인공 미소 구멍을 도입하기 전에 2개소에서 행하였다. 이 측정 영역은 인공 미소 구멍을 도입할 예정인 위치, 및 인공 미소 구멍을 도입할 예정인 위치로부터 시험편의 길이 방향의 축을 180°회전시킨 위치를 중심으로 하는 직경 1mm의 원의 영역이다.
피로 시험 방법
피로 시험은 주식회사 시마즈제작소(쿄토시 츄쿄구) 제조의 유압 서보 인장 압축 피로 시험기 서보펄서(servopulser) EHF－ED30KN을 이용하여 반복 속도 0.0015∼5Hz, 응력비 R=-1이었다. 반복 속도는 피로 시험 중에 시험부 표면 온도가 60℃를 초과하지 않게 조절하였다. 레플리카법(replica method)에 의해 피로 균열을 관찰함과 아울러 피로 균열의 길이의 측정을 하였다.
레플리카법에 의한 피로 균열의 관찰은 다음과 같다. 두께 0.034mm 정도의 아세틸셀룰로스 필름(이하, 레플리카 필름이라고 한다)을 초산메틸액에 잠시 침지시킨 후 관찰할 장소에 붙였다. 레플리카 필름을 붙이고 나서 2∼3분간 기다리고, 레플리카 필름이 건조되면 레플리카 필름을 채취하였다. 채취한 레플리카 필름에 금을 증착시켜 금속 현미경으로 관찰함으로써 시험부의 피로 균열을 관찰하였다.
따라서, 시험편을 직접 관찰하지 않아도 목적의 피로 균열의 장소를 관찰할 수가 있었다. 수소 챠지재의 경우에는 피로 시험의 종료 직후 즉시 시험부로부터 직경 7mm, 두께 0.8mm의 시료를 잘라내고, 진공 챔버 내에 시료를 넣고, 승온 속도가 일정하게 가열하였다. 진공 챔버 내의 압력은 시료를 가열하기 전에 1×10-7∼3×10-7Pa이었다. 승온 속도 0.5℃／s로 800℃까지 승온하였다.
진공 챔버 내의 시료가 가열됨으로써 시료로부터 수소가 탈리하고, 탈리한 수소량을 4중극 질량 분석 방식의 승온 탈리 분석 장치(이하, TDS라고 한다)에 의해 측정하였다. 측정에 이용한 TDS는 전자과학주식회사(토쿄도 무사시노시) 제조의 승온 탈리 분석 장치(이하, TDS라고 한다) EMD－WA1000S/H이다. TDS에 의한 측정의 정밀도는 0.01질량ppm이었다.
측정된 각종 특성
도 4는 피로 시험 후에, 수소 미챠지의 SUS304에 도입한 인공 미소 구멍으로부터 발생한 피로 균열의 사진이다. 사진에서는 인공 미소 구멍으로부터 발생한 피로 균열을 확인할 수 있다. 이 피로 균열은 인공 미소 구멍의 양측으로부터 발생하고, 거의 대칭으로 진전하고 있다는 것을 알 수 있다.
도 5는 피로 시험 전에 시험부 표면을, 피로 시험 후에 피로 파면(fatigue cracked surface)을 X선으로 오스테나이트상과 마텐자이트상을 검사한 결과이다. 도 5의 점선은 피로 시험 전에 시험부 표면을 측정한 결과를 나타낸다. 실선은 피로 시험 후에 피로 파면을 측정한 결과를 나타낸다. 도 5 (a)는 SUS304의 측정 결과이고, 이 측정으로부터 피로 시험 전보다 피로 시험 후에 오스테나이트상이 감소 하고, 마텐자이트상이 증가하고 있다는 것을 알 수 있다.
도 5 (b)는 SUS316의 측정 결과이고, 이 측정으로부터 피로 시험 전보다 피로 시험 후에 오스테나이트상이 조금 감소하고, 마텐자이트상이 증가하고 있다는 것을 알 수 있다. 도 5 (c)는 SUS316L의 측정 결과이고, 이 측정으로부터 피로 시험 전보다 피로 시험 후에 마텐자이트상이 증가하고 있다는 것을 알 수 있다. SUS316L의 경우에는 오스테나이트상의 변화가 별로 보이지 않는다.
도 6은 피로 시험에 의한 균열의 길이와 반복수의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 6 (a)는 SUS304, 도 6 (b)는 SUS316, 도 6 (c)는 SUS316L의 경우이다. 각 재료 SUS304, SUS316, SUS316L은 수소 챠지된 것과 수소 챠지되어 있지 않은 것의 측정 결과를 나타내고 있다. 반복 속도는 SUS304, SUS316의 경우에는 1.2Hz, SUS316L의 경우에는 5Hz로 되어 있다.
이 그래프로부터는 수소 챠지(hydrogen charge)된 SUS304, SUS316은 수소 챠지되어 있지 않은 경우와 비교하여, 균열의 진전의 속도가 빨라지고 있다. 예를 들면, 균열의 길이(2a)가 400μm에 이를 때까지의 반복 횟수(N)는 수소 챠지된 경우가 수소 챠지되어 있지 않은 경우와 비교하여 적게 되어 있다. 이 경우에는 피로 균열 진전 속도는 수소 챠지된 경우에서 약 2배 빠르게 되어 있게 된다. 한편, SUS316L의 경우에는 피로 균열 진전 속도는 수소 챠지된 경우에는 수소 챠지되어 있지 않은 경우와 비교하여 약간 높지만 명확한 차이가 보이지 않는다.
도 7은 레플리카법에 의해, 관찰한 SUS304, SUS316, SUS316L의 피로 균열 사진이다. 피로 균열은 도 4의 사진과 같이 거의 대칭적으로 진전하기 때문에, 도 7 에 그 반의 사진만을 나타냈다. 사진으로부터는 수소 챠지된 재료의 피로 균열이 미챠지의 재료와 비교하여 직선적으로 진전하고 있는 것을 관찰할 수 있다. 미챠지재(uncharged material)에서는 미끄럼대(slip band)가 넓은 영역에 걸쳐 발생하고 있는데 대해, 수소 챠지재에서는 미끄럼대가 피로 균열 근방에 국부적으로 존재하고 있다는 것을 알 수 있다.
도 8은 SUS316L의 피로 시험의 결과를 도시한 그래프이다. 이 도에는 미챠지시의 수소가 0.4질량ppm, 2.6질량ppm의 2개의 재료와, 2.6질량ppm의 재료를 수소 챠지하여 3.9질량ppm으로 한 재료의 피로 시험 결과를 나타내고 있다. 반복 속도는 피로 균열의 길이가 200μm에 이를 때까지는 반복 속도가 1.5Hz이다. 피로 균열의 길이가 200μm으로 되면, 반복 속도를 1.5Hz에서 0.0015Hz로 바꾸었다. 수소가 2.6질량ppm, 3.9질량ppm인 재료에 관해서 피로 균열이 진전하고 있다.
그러나, 수소가 0.4질량ppm인 재료의 경우에는 피로 균열이 별로 진전하고 있지 않다. 도 9는 SUS316L의 피로 시험의 결과를 도시한 그래프이다. 이 도에는 미챠지시의 수소가 0.4질량ppm, 2.6질량ppm인 2개의 재료와, 2.6질량ppm인 재료를 수소 챠지하여 3.9질량ppm, 5.1질량ppm으로 한 재료의 피로 시험 결과를 나타내고 있다. 반복 속도는 1.5Hz와 0.0015Hz의 2종류이다.
이 그래프로부터는 수소가 2.6질량ppm인 재료와, 이것을 수소 챠지하여 3.9질량ppm와 5.1질량ppm으로 한 재료의 경우에는 피로 균열이 진전하고 있다는 것을 알 수 있다. 0.0015Hz와 낮은 반복 속도의 경우에는 1.5Hz와 비교하여 피로 균열의 진전 속도가 빠른 것을 알 수 있다. 그러나, 수소가 0.4질량ppm인 경우에는 반복 속도가 0.0015Hz, 1.5Hz의 어느 쪽의 경우보다도 피로 균열의 진전 속도가 늦은 것을 알 수 있다. 이것은 재료 중의 수소가 0.4질량ppm 이하인 경우에, 피로 균열이 별로 진전하지 않는 것을 나타내고 있다.
도 10에는 변태한 마텐자이트상을 개재하여 확산성 수소 및 비확산성 수소가 이동하는 모습을 나타내는 개념도이다. 도 중에서는 피로 균열의 선단이 마텐자이트 변태하고, 확산성 수소 및 비확산성 수소가 이 마텐자이트상을 개재하여 이동하고 있다. 즉, 수소의 확산 속도가 빠른 마텐자이트상을 통로로 하여 이동하고, 피로 균열의 선단에 모이고 있다. 수소의 확산, 이동 시간에 관계한 현상이다. 오스테나이트상(FCC) 중의 수소의 확산 속도는 마텐자이트상(BCC) 중의 확산 속도와 비교하여 4자리수 늦다. 피로 균열의 주변이 마텐자이트 변태하고, 이 마텐자이트상에 그 주변의 수소가 확산하여 피로 균열의 선단에 모인다.
비확산성 수소의 관여
따라서, 상기의 실험에 의해, 확산성 수소뿐만이 아니라, 종래 주목되지 않았던 비확산성 수소도 관여한다는 것이 밝혀졌다. 이것은 수소 취성에 관한 새로운 발견이다. 이것에는 피로 균열 선단의 마텐자이트 변태(FCC로부터 BCC에의 변태)가 영향을 주고 있다.
피로 시험의 속도와 피로 균열 진전 속도의 관계
또한, 상기의 실험의 도 9에 나타내듯이, SUS316L 등의 오스테나이트계 스테인레스강이 피로 시험의 속도를 늦게 하면 피로 균열 진전 속도가 빨라진다는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 도 6에 나타내듯이, 확산성 수소를 챠지한 시험편 등의 수소 챠지재가 미챠지재에 비해 피로 균열 진전 속도가 빠르게 된다. 수소가 0.4질량ppm 이하인 재료의 경우에는 도 8, 9에 나타내듯이 피로 균열의 진전이 별로 없다. 이와 같이, 피로 시험 속도를 늦게 하는 효과는 수소의 확산, 이동 시간에 관계한 현상(FCC 중은 BCC 중에 비해 4자리수 확산 속도가 늦다)이다.
이하, 본 발명의 오스테나이트계 스테인레스강에 포함되는 합금 성분, 그 함유량, 및 본 발명의 제조 방법에 규정되는 제조 방법 등을 설명한다.
오스테나이트계 스테인레스강
오스테나이트계 스테인레스강은 별명 Cr-Ni계 스테인레스강으로 불리고, Fe에 Cr과 Ni을 첨가한 것이다. 오스테나이트계 스테인레스강의 주성분은 Fe, Cr, Ni로 이루어지고, 그 외에는 다음의 표 2에 나타내는 각종의 첨가물이 있다.
다음의 표 2는 본 발명의 오스테나이트계 스테인레스강의 바람직한 예를 나타낸 것이고, 본 발명의 실시의 형태는 이 예만으로 한정하는 것은 아니다.
Figure 112008072042759-PCT00002
오스테나이트계 스테인레스강의 조성에 대하여
Cr은 내식성을 개선하기 위해 Fe에 첨가된 것이다. Ni은 내식성을 증가시키기 위해 Cr과 조합하여 Fe에 첨가한 것이다. Ni과 Mn은 냉간 압연 후에 비(非)자성을 확보하기 위한 원소이다. 냉간 압연 후에 비자성을 보유하기 위해서는 10.0질량% 이상의 Ni을 함유하게 할 필요가 있다. 또한, 가공 유발 마텐자이트상이 1체적% 이상 생성하지 않도록, Si, Mn의 함유량에 따라 Ni량을 조정할 필요가 있다. Mn은 N의 고용도를 높이는 작용도 가진다.
C는 강력한 오스테나이트 형성용의 원소이다. 또한, C는 스테인레스강의 강도의 향상에 유효한 원소이다. C를 과잉으로 첨가하면, 재결정 처리시에 거칠고 큰 Cr계 탄화물이 석출하고, 내입계부식(intergranular corrosion resistance)이나 피로 특성 저하의 원인이 된다. Si은 탈산과 고용 강화의 목적으로 첨가된다. Si의 함유량이 높아지면 냉간 가공시에 마텐자이트상의 생성을 촉진시키기 때문에, 미량의 첨가가 바람직하다. N는 고용 경화를 가져온다.
Mo은 내식성 향상의 목적으로 첨가되는 것이다. 또한, 시효 처리(aging treatment)에서 탄질화물을 미세하게 분산시키는 작용도 나타낸다. Ti은 석출 경화에 유효한 원소이고, 시효 처리에 의한 강도를 상승시키기 위해서 첨가된다. B는 열간 가공 온도역에서의 δ 페라이트상(ferrite phase)과 오스테나이트상의 변형 저항의 차이에 의해 생기는 열연강대(hot rolled steel area)에서의 에지 크랙(edge crack)의 발생 방지에 유효한 합금 성분이다. Al은 제강시에 탈산을 목적으로 하여 첨가되는 원소이고, Ti와 마찬가지로 석출 경화에도 유효하게 작용한다.
본 발명의 실시의 형태는 상기의 표 2에 기술된 원소 외에 필요에 따라 Nb, Cu 등의 원소를 첨가하여 사용할 수가 있다. Nb은 Ti의 대체 원소가 될 수 있다.
오스테나이트상에 대하여
오스테나이트계 스테인레스강은 오스테나이트상이 전 체적의 거의 100%인 것이 바람직하다. 오스테나이트계 스테인레스강 중의 마텐자이트상은 없는 것이 바람직하다.
그 외의 성질에 대하여
평균 결정 입경은 50μm 정도 이하인 것이 바람직하다. 현재 상태의 재료에서 평균 결정 입경이 50μm 정도이고, 그 이하의 평균 결정 입경이 바람직하다.
가열에 의한 수소 제거 처리에 대하여
오스테나이트계 스테인레스강의 가열에 의한 수소 제거 처리에 대하여 기술한다. 피로 균열 진전에 비확산성 수소가 관여하고 있는 것을 본 발명의 발명자들이 밝혀내고, 이것을 배경으로 오스테나이트계 스테인레스강 내의 비확산성 수소 및 확산성 수소를 다음과 같이 가열 처리를 하여 제거한다.
확산성 수소 및 비확산성 수소의 제거는 오스테나이트계 스테인레스강을 200℃ 이상의 가열 온도에서 가열 처리한다. 가열 처리는 진공 분위기 하에서 행해진다. 진공 분위기는 0.2Pa 이하의 환경이다. 또, 가열 처리는, 오스테나이트계 스테인레스강을 진공 분위기와 가열 온도로 보유하는 시간은 460시간 이하이다. 가열 온도가, 오스테나이트계 스테인레스강의 크롬(Cr) 탄화물이 가열에 의해 석출하는 온도인 예민화 온도보다 낮은 온도이다.
예를 들면, 표 1 및 표 2에 나타내는 오스테나이트계 스테인레스강의 경우에는 가열 온도의 상한은 온도 500℃이다. 따라서, 오스테나이트계 스테인레스강에 존재하고, 반복 하중에 의한 가공 유발 마텐자이트상을 개재하여 확산하여, 응력 집중을 받는 균열부에 집결하여, 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거할 수 있다.
이러한 가열 처리에 의해 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소를 오스테나이트계 스테인레스강으로부터 제거하여, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)를 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 한다. 이 가열 처리 후에 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)의 양은 0.00004질량%(0.4질량ppm) 이하인 것이 바람직하고, 0.00001질량%(0.1질량ppm) 이하인 것이 더 바람직하다.
이와 같이, 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소의 양을 종래의 양보다 적게 하여, 1사이클의 시간이 긴 반복 하중에서도 피로 균열 진전의 가속이 일어나지 않는 뛰어난 오스테나이트계 스테인레스강을 제공할 수 있다.
그 외의 실험예 1
SUS316으로 되어 있는 시험편을 이용하여 가열 처리의 실험을 하였다. 시험편은 직경 7mm의 환봉이다. TDS 측정에는 직경 7mm이고 두께 0.8mm인 원판 형상으로 절단하여 제공하였다. 실험은 온도 800℃ 중에서 시험편을 넣어 20분간 가열 처리하였다. 이때의 실험 분위기는 대기 중, 진공 분위기(약 0.006Pa)와, Ar 가스 분위기였다. Ar 가스는 공급하면서 가열 처리를 하였다. TDS 측정시 700℃까지 가열했을 때의 승온 속도는 매초 0.5℃였다. 700℃까지의 가열시에 방출되는 수소를 측정하였다.
측정은 전자과학주식회사(소재지: 토쿄도 무사시노시) 제조의 승온 탈리 분석 장치 EMD-WA1000S/H로 행해졌다. 이 측정 결과를 도 12에 나타내고 있다. 도 중의 그래프의 횡축은 측정 온도를 나타내고, 종축은 수소 방출 강도를 나타내고 있다. 열처리 하고 있지 않은 시험편의 수소 농도는 1.5질량ppm이었다. 이것을 대기 중에서 가열 처리했을 때 시험편의 수소 농도는 0.7질량ppm으로 되었다. 진공 분위기에서 가열 처리했을 때 시험편의 수소 농도는 0.4질량ppm으로 되었다. Ar 가스 플로우(flow)의 경우에는 가열 처리의 실시에서 0.4질량ppm으로 감소하였다.
그 외의 실험예 2
SUH660으로 되어 있는 시험편을 이용하여 가열 처리의 실험을 하였다. 시험편은 직경 7mm의 환봉이다. TDS 측정에는 직경 7mm이고 두께 0.8mm인 원판 형상으로 절단하여 제공하였다. 실험은 온도 720℃ 중에서 시험편을 넣어 16시간 가열 처리하고 시효 처리를 하였다. 이때의 실험 분위기는 진공 분위기(약 0.006Pa)였다. 시효 처리 전의 시험편의 수소 농도는 1.3ppm이었다. 시효 처리 후 시험편의 수소 농도는 0.6ppm으로 되었다.
이와 같이, 스테인레스강을 그 제조 공정에서 시효 처리 등을 하고, 그 중에 함유되는 수소를 제거할 수가 있었다. TDS 측정시 600℃까지 가열했을 때의 승온 속도는 매초 0.33℃였다. 600℃까지의 가열시에 방출되는 수소를 측정하였다. 측정은 전자과학주식회사(토쿄도 무사시노시) 제조의 승온 탈리 분석 장치 EMD-WA1000S/H로 행해졌다. 이 측정 결과를 도 13에 나타내고 있다. 도 중의 그래프의 횡축은 측정 온도를 나타내고, 종축은 수소 방출 강도를 나타내고 있다.
본 발명은 내식성과 함께 고압의 수소를 이용하는 분야에 사용되면 좋다. 특히 수소 침입으로 수소 취성·지연 파괴가 염려되는 메탈 개스킷(metal gasket), 자동차용 각종 밸브(valve), 스프링(spring), 스틸 벨트(steel belt), 칼날재, 연료 전지, 연료 전지 시스템 주변에서 이용되는 밸브, 스피링재 등에 이용되면 좋다.

Claims (12)

  1. 결정 구조가 면심 입방 격자 구조인 오스테나이트상을 가지는 오스테나이트계 스테인레스강으로서,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 확산성 수소 및 비확산성 수소를 제거하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)를 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 제거한 것인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소를 제거하여, 상기 수소(H)를 0.00004질량%(0.4질량ppm) 이하로 한 것인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소를 제거하여, 상기 수소(H)를 0.00001질량%(0.1질량ppm) 이하로 한 것인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강은 200℃ 이상의 가열 온도에서 가열 처리하여, 상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소를 제거한 것인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가열 온도가 200∼500℃의 온도인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강.
  6. 결정 구조가 면심 입방 격자 구조인 오스테나이트상을 가지는 오스테나이트계 스테인레스강을 가열 처리하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강 내에 존재하는 수소를 제거하기 위한 열처리 방법에 있어서,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강을 가열 온도 200℃ 이상으로 가열하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강 중의 확산성 수소 및 비확산성 수소의 양을 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 제거하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가열 온도는 200∼500℃의 온도이고, 상기 오스테나이트계 스테인레스강에 존재하고, 반복 하중에 의한 가공 유발 마텐자이트상을 개재하여 확산하여, 응력 집중을 받는 균열부에 집결하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소를 제거하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 수소(H)를 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강의 크롬(Cr) 탄화물이 가열에 의해 석출하는 온도인 예민화 온도보다 낮은 200∼500℃의 온도에서, 상기 오스테나이트계 스테인레스강을 460시간 이하의 시간 보유하고,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 취성의 원인으로 되는 상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소를 제거하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 상기 수소(H)를 0.00004질량%(0.4질량ppm) 이하로 한 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 상기 수소(H)를 0.00001질량%(0.1질량ppm) 이하로 하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
  10. 제6항에 기재된 오스테나이트계 스테인레스강 내에 존재하는 수소를 제거하기 위한 열처리 방법에 있어서,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강의 제조 공정에서 상기 가열 온도, 또한 융점 미만의 온도역에서 30초 이상 보유하여, 상기 오스테나이트계 스테인레스강에 함유되는 상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소의 양을 0.00007질량%(0.7질량ppm) 이하로 하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
  11. 제10항에 기재된 오스테나이트계 스테인레스강 내에 존재하는 수소를 제거하기 위한 열처리 방법에 있어서,
    상기 가열 온도는 700℃ 이상, 또한 상기 오스테나이트계 스테인레스강의 융점 미만의 온도역인 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
  12. 제11항에 기재된 오스테나이트계 스테인레스강 내에 존재하는 수소를 제거하기 위한 열처리 방법에 있어서,
    상기 가열 온도는 920℃ 이상이고,
    상기 오스테나이트계 스테인레스강 중의 상기 확산성 수소 및 상기 비확산성 수소의 양을 0.00004질량%(0.4질량ppm) 이하로 제거하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인레스강의 수소 제거 방법.
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