KR20130074218A - 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 - Google Patents

내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 wt%로, 탄소(C): 0.01 이상 0.03이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.7이하, 망간(Mn): 0.8 이상 1.2이하, 인(P): 0.001 이상 0.035이하, 황(S): 0.001 이상 0.005이하, 크롬(Cr): 15.0 이상 19.0이하, 니켈(Ni): 8 이상 12이하, 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0이하, 주석(Sn) : 0.1 이상 0.3이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법에 관한 것으로, 염산 및 황산 환경에서도 우수한 내식성을 가지는 것과 동시에 양호한 용접성을 가지며, 응고균열 조장 및 열간가공성을 저해하는 미량원소(Sn)을 활용하는 스트립캐스팅법을 도입함으로써 고가의 Mo 대신에 저가의 미량원소(Sn)가 첨가하여 내황산노점 부식저항성이 우수한 열교환기용 또는 디젤엔진용 배기가스 재순환계 부품(tube, fin)용 강재를 제공하기 위한 것이다.

Description

내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법{Austenitic stainless steel with high corrosion resistance and the method of manufacturing the same}
본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기용 또는 디젤엔진용 배기가스 재순환계 부품에 적용 가능하도록 내황산노점 부식저항성을 개선한 고내식 오스테나이트계 스테인레스강 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량, 선박, 건설기계 등에서 배출되는 유해배출물질의 규제강화 가속화에 의해 유럽에서는 EURO Ⅳ(2005년) → EURO Ⅴ(2008년) → EURO Ⅵ(2014년) 단계별로 NOx, SOx를 저감시키기 위한 기술개발이 진행되고 있다. 이러한 환경문제 대응을 위해서 선진국을 중심으로 한 각 국에서는 디젤엔진을 중심으로 한 자동차사에게 배기가스 재순환(EGR:Exhaust Gas Recirculation) 장치를 장착하는 것을 의무화 시키려는 법 규정화가 추진되고 있다. 배기가스 재순환 장치의 경우 800℃의 고온 배기가스가 들어와 냉각이 되어 200℃로 방출될 때 배가가스 재순환 장치 부품인 튜브(tube) 또는 핀(fin) 부재가 황산노점 부식환경에 놓여지게 된다. 이러한 부재가 부식에 의해 구멍이 발생되었을 경우, 냉각수가 흡입되어 자동차 엔진으로 유출되기 때문에 엔진손상 등의 심각한 결함을 유발할 수 있다. 따라서, 각 부품공급업체 및 소재 메이커에서는 보다 저가이면서 황산노점 부식저항성이 우수하며 동시에 용접성 및 브레이징성이 우수한 강재를 요구하고 있다. 현재 배기가스 재순환계 튜브/핀등의 소재로 소재로 2%Mo이상 함유된 STS/SUS316L급 이상 급의 고내식 오스테나이트계 스테인리스강이 사용된다. 하지만 자동차사 및 부품공급업체들은 316L급과 동등 이상의 내황산노점 부식저항성을 가지면서 가격경쟁력이 있는 저가의 강재 개발을 요구하고 있는 실정이다. 이에 일본 등에서는 Mo 함유 페라이트계 스테인리스강으로 배기가스재 순환계 튜브/핀용 부재를 개발하고자 하였으나 용접 또는 브레이징 공정에서 모재의 결정입도가 급격하게 커지는 문제점으로 인하여 현재 적용되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 본 발명에서는 배기가스재 순환계 튜브/핀의 부재의 부품화 단계에서 거치는 용접 또는 브레이징 공정에서 결정입도 조대화가 발생되지 않도록 제어하면서 황산노점 부식저항성이 316L급 이상이 되도록 함과 동시에 가격경쟁력을 제공할 수 있는 고내식 오스테나이트계 스테인리스강의 최적의 합금설계기술 및 공정기술의 개발이 요망된다.
본 발명은 상기한 고내식 오스테나이트계 스테인레스강을 제조하기 위하여 미량 원소(Sn) 함량의 최적화 및 스트립캐스팅 주조 조건의 최적화를 통하여 황산노점분위기에 사용되어지는 열교환기용 또는 디젤엔진용 배기가스 재순환계 부품에 적용 가능한 스테인레스강을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 이와 같이 열교환기용 또는 디젤엔진용 배기가스 재순환계 부품에 적용 가능한 스테인레스강을 가격경쟁력을 지닐 수 있도록 하는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고내식 오스테나이트계 스테인리스강은 wt%로, 탄소(C): 0.01 이상 0.03이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.7이하, 망간(Mn): 0.8 이상 1.2이하, 인(P): 0.001 이상 0.035이하, 황(S): 0.001 이상 0.005이하, 크롬(Cr): 15.0 이상 19.0이하, 니켈(Ni): 8 이상 12이하, 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0이하 주석(Sn): 0.1이상 0.3이하의 성분계를 기반으로 하며, 나머지 철(Fe) 및 불순물을 포함하는 고내식 오스테나이트계 스테인레스강을 제공한다.
본 발명의 상기 스테인리스강은 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %)가 70%이하이면서 트랜스-바리스트레인트법(Trans-varestraint)에 의한 용접부 균열 길이가 200㎛이하를 만족한다.
또한, 본 발명의 상기 스테인리스강은 1100oC 30분 고온 노출(브레이징 공정) 후의 시편에 대하여, 시편 중앙부의 결정립 크기(㎛)가 100㎛ 이하이고, （10%아세틸아세톤+1%테트라메칠+암모늄클로라이드+메탄올）용액을 이용하여 전해추출한 잔사의 몰리브덴 석출량(Mo pct)과 철 석출량(Fe pct)의 질량비의 합이 (Mo pct + Fe pct) ≤ 0.10로 제어되어야 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 wt%로, 탄소(C): 0.01 이상 0.03이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.7이하, 망간(Mn): 0.8 이상 1.2이하, 인(P): 0.001 이상 0.035이하, 황(S): 0.001 이상 0.005이하, 크롬(Cr): 15.0 이상 19.0이하, 니켈(Ni): 8 이상 12이하, 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0이하 주석(Sn): 0.1이상 0.3이하의 성분계를 기반으로 하며, 나머지 철(Fe) 및 불순물을 포함하는 고내식 오스테나이트계 스테인레스강을 스트립 캐스팅으로 주조하되, 롤 표면조도를 70㎛이하 범위로 제어함과 동시에, 턴디쉬 온도(oC)가 1530oC 이하를 만족하도록 한다.
본 발명에 의하면, 주석(Sn), 몰리브덴(Mo) 함량 및 스트립캐스팅 주조조건 및 롤 표면 제어를 통하여 내황산노점 부식저항성이 우수함과 동시에 응고균열에 의한 주편의 에지 크랙길이를 30mm이내로 제어할 수 있는 디젤엔진용 배기가스 재순환계 부품용으로 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고온 브레이징 공정에서도 결정립 크기를 100㎛이하로 제어하여 디젤엔진용 배기가스 재순환계 부품 강재의 요구특성을 확보 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량(노점황산부식저항성)비와 Trans-varestraint법에 의한 용접부 균열 길이 분포를 Sn첨가 함량에 따른 특성으로 나타낸 그래프도이다.
도 2는 스트립캐스팅 공정의 개략도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조후의 주편의 에지 크랙(edge crack)을 나타낸 사진으로 스트립캐스팅의 턴디쉬 온도, 주조롤 표면에 따른 에지 크랙 길이(mm)를 나타낸 그래프도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 먼저 wt%로, 탄소(C): 0.01 이상 0.03이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.7이하, 망간(Mn): 0.8 이상 1.2이하, 인(P): 0.001 이상 0.035이하, 황(S): 0.001 이상 0.005이하, 크롬(Cr): 15.0 이상 19.0이하, 니켈(Ni): 8 이상 12이하, 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0이하, 주석(Sn) : 0.1 이상 0.3이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강을 제공한다.
또한, 본 발명은 황산수에 의한 부식 진행을 방지할 목적으로 미량원소를 제어하여 내황산노점 부식저항성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법을 제공하며, 특히 고내식, 고성형 및 우수한 용접성을 가지는 것과 동시에 미량원소에 의해 발생되는 제조상의 문제를 해결함으로써 Mo 등의 고가 원소를 사용하지 않고 저가의 주석(Sn)을 미량 활용한 성분계를 가지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 조성범위 및 조성범위 한정이유를 상세히 설명하기로 한다.
탄소(C)의 양은 0.01wt% 내지 0.03wt% 이하이다. 탄소는 오스테나이트계 스테인리스강의 가공경화를 일으키는 원소이나 다량 함유 시, 용접부 입계부식을 초래할 우려가 있기 때문에 0.03wt% 이하로 억제한다. 또한, 탄소함량은 0.02wt%이하로 제어하는 것이 더욱 바람직하다.
질소(N)의 양은 0.01wt% 내지 0.03wt% 이하이다. 질소는 탄소와 마찬가지로 오스테나이트계 스테인리스강의 가공경화를 일으키는 원소로서 적어도 0.01wt% 이상 함유한다. 그러나 다량 함유 시, 용접부 입계부식을 초래할 우려가 있기 0.03wt% 이하로 제어한다.
실리콘(Si)의 양은 0.01wt% 내지 0.7wt% 실리콘(Si)은 후술하는 망간(Mn)은 탈산제로 첨가되는 원소로서 적어도 0.01wt% 이상이 함유된다. 그러나 0.7wt%를 초과할 경우 강의 가공성을 저해한다.
망간(Mn)의 양은 0.01wt% 내지 0.70wt% 이하이다. 실리콘(Si)과 마찬가지로 망간(Mn)도 탈산제로 첨가되는 원소이지만, 0.70wt%를 초과하는 과잉 첨가는 강의 가공성을 저해한다. 따라서 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
인(P)의 양은 0.001wt% 내지 0.035wt% 이하이다. 황(S)의 양은 0.001wt% 내지 0.005wt% 이하이다. 인(P)은 강중에 포함되는 불가피한 불순물로 산세시 입계부식을 일으키거나 열간가공성을 저해시키기 때문에 그 함유량을 0.035wt% 이하로 제어하며, 황(S)은 강중에 포함되는 불가피한 불순물로 결정입계에 편석되어 열간가공성을 저해시키기 때문에 그 함유량을 0.005wt% 이하로 범위로 제한한다.
크롬(Cr)의 양은 15.0wt% 내지 19.0wt% 이하이다. 크롬(Cr)은 강의 내식성을 향상시키기 위해 첨가하는 합금원소로 크롬의 임계함량은 11wt% 이다. 그러나 과잉 첨가시 크롬은 응고시, 모재부의 델타 페라이트 함량에 직접적인 영향을 주기 때문에 19wt% 이하로 제한한다. 그러나 16.0wt% 내지 18.0wt%로 제어하는 것이 더욱 바람직하다.
니켈(Ni)의 양은 8wt% 내지 12wt% 이하이다. 니켈(S)은 오스테나이트 조직을 만드는 원소로 상 밸런스(balance)를 유지하기 위하여 적어도 8wt% 이상 을 첨가한다. 그러나 12wt%를 초과시 그 영향이 미미하며 경제성이 떨어지므로 상한은 12wt%로 한다.
몰리브덴(Mo)의 양은 0.01wt% 내지 1.0wt% 이하이다. 몰리브덴은 공식저항성을 향상시키는 원소이므로 0.01wt% 이상 첨가한다. 그러나 1.0wt%를 초과하는 정도로 모재에 다량 첨가되면 고온 노출시 라베스상(Laves, Fe2Mo)을 야기시켜 고용 Mo를 감소시키며, 입계에 석출하여 브레이징성을 저하 시키기 때문에 상기 범위로 제한한다.
주석(Sn)의 양은 0.1wt% 내지 0.3wt% 이하이다. 주석은 내황산 노점 부식저항을 향상시키기 위하여 적어도 0.1wt% 이상 첨가한다. 그러나 0.3wt%를 초과할 경우에 주조 및 용접시 입계에 편석되어 균열을 조장하기 쉽기 때문에 상기 범위로 제한한다.
본 발명은 상기의 조성범위로 이루어진 오스테나이트계 스테인리스강에 대하여 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %))가 70%이하이면서 또한, 용접부 균열 길이를 측정하는 트랜스-바리스트레인트법(Trans-varestraint)에 의한 용접부 균열 길이가 200㎛이하를 가지도록 한다. 즉 본 발명은 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %)와 트랜스-바리스트레인트법에 의한 용접부 균열 길이는 하기의 식(1)을 만족한다.
식 (1) 무게감량비(%) ≤ 70, 용접부 균열길이(㎛) ≤ 200
또한, 이는 통상 배기가스 재순환계 부품 강재로 사용할 수 있는 내부 고객사 기준이 되는 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %)와 트랜스-바리스트레인트법에 의한 응고균열 길이 한계 규정에 근거하여 Sn 함량을 최적화하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %)와 트랜스-바리스트레인트법에 의한 용접부 균열 길이 분포를 Sn첨가 함량에 따른 특성으로 나타낸 그래프도이다. 상기 도 1에 의하면, 사익 무게감량비(%)가 70% 이하이면서 동시에 용접부 균열길이가 200㎛ 이하인 경우에 최적의 Sn 함량비는 0.1wt%~0.3wt%를 나타낸다. 이는 Sn은 황상노점 부식저항을 향상시키기 위하여 적어도 0.1wt% 이상 첨가하되, 0.3wt%를 초과할 경우에 주조 및 용접시 입계에 편석되어 균열을 조장하기 쉽기 때문에 상기 범위로 제한한 것이다.
또한, 본 발명은 스트립캐스팅 주조법으로 제조시, 롤 표면조도(㎛)와 턴디쉬 온도(oC)가 하기의 식(2)를 만족하도록 한다.
식 (2) 롤 표면조도(㎛) ≤ 70, 턴디쉬 온도(oC) ≤ 1530
도 2는 본 발명에 관한 스트립캐스팅 설비의 개략도이다. 이 스트립캐스팅 공정은 용강으로부터 직접 박물의 열연스트립을 생산하는 공정으로서 열간 압연공정을 생략하여 제조원가, 설비투자비용, 에너지 사용량, 공해가스 배출량등을 획기적으로 저감할 수 있는 새로운 철강공정 프로세스이다. 일반적인 스트립 캐스팅 공정에 사용되는 쌍롤형 박판주조기는 도 1에 도시된 바와 같이 용강을 래들(1)에 수용시키고, 노즐을 따라 턴디쉬(2)로 유입되며, 턴디쉬(2)로 유입된 용강은 주조롤(6) 양 끝단부에 설치된 에지댐(5)의 사이, 즉, 주조롤(6)의 사이로 용강 주입노즐(3)을 통해 공급되어 응고가 개시된다. 이때 롤 사이의 용탕부에는 산화를 방지하기 위해 메니스커스 쉴드(4)로 용탕면을 보호하고 적절한 가스를 주입하여 분위기를 적절히 조절하게 된다. 양 롤이 만나는 롤 닙(7)을 빠져나오면서 박판(8)이 제조되어 인발되면서 압연기(9)를 거쳐 압연이 된 후 냉각공정을 거쳐 권취 설비(10) 에서 권취된다. 이때, 용강으로부터 두께 10mm 이하의 박판을 직접 제조하는 쌍롤식 박판주조공정에 있어서 중요한 기술은, 빠른 속도로 반대방향으로 회전하는 내부 수냉식 쌍롤 사이에 주입 노즐을 통해 용강을 공급하여 원하는 두께의 박판을 균열이 없고 실수율이 향상되도록 제조하는 것이다.
본 발명은 상술한 합금설계를 기초로 오스테나이트 스테인리스강을 스트립캐스팅법을 활용하여 제조하되, 롤 표면조도(㎛)를 70이하로 하고, 턴디쉬 온도(oC)를 1530 oC 이하로 하여 제조한다.
또한, 오스테나이트계 스테인리스강의 주조 시, Sn은 응고과정 중에 입계에 편석되어 계면 접합성(Interfacial cohesion)을 열위하게 함으로써 다량의 에지크랙을 유발하나 상기 조건 및 상기 화학조성 범위내에서 스트립캐스팅 주조방법으로 제조 시에는 주편의 에지크랙 길이가 30mm 이하로 제어 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주조후의 주편의 에지 크랙(edge crack)을 나타낸 사진으로 스트립캐스팅의 턴디쉬 온도, 주조롤 표면에 따른 에지 크랙 길이(mm)를 나타낸 그래프도이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 턴디쉬온도와 주조롤의 조를 제어하여 주편의 에지크랙의 길이를 30mm 이하로 제어하도록 하였다.
또한, 본 발명에서는 상기 강을 1100oC 30분 고온 노출(브레이징 공정) 후의 시편에 대하여, 시편 중앙부의 결정립 크기(㎛) 및 （10%아세틸아세톤+1%테트라메칠+암모늄클로라이드+메탄올）용액을 이용하여 전해추출한 잔사의 몰리브덴 석출량(Mo pct)과 철 석출량(Fe pct)의 질량비의 합이 하기의 식을 만족하도록 제어한다.
식 (3) 결정립 크기(㎛) ≤ 100, (Mo pct + Fe pct) ≤ 0.10
주석(Sn) 함량을 0.1wt% 내지 0.3wt%로 설정함과 동시에 몰리브덴(Mo) 함량을 1.0wt%이하로 제어하여, 배기가스재순환계 부품 생산의 일련의 공정인 브레이징 공정후에도 결정립 조대화가 발생되지 않도록 하였으며, 브레이징 공정시 젖음성을 방해하는 라베스석출상도 억제하였다.
이하 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예)
하기 표 1은 고내식 오스테나이트계 스테인레스강의 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn) 등의 함량 및 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량 비(노점황산 부식저항성, %)와 트랜스-바리스트레인트법에 의한 용접부 균열 길이,（10%아세틸아세톤+1%테트라메칠+암모늄클로라이드+메탄올）용액을 이용하여 전해추출한 잔사의 몰리브덴 석출량(Mo pct)과 철 석출량(Fe pct)의 질량비의 합의 성분계를 나타낸다.
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 성분예는 강종 D, P, Q, R, S, T를 나타낸다. 본 발명의 성분예를 보면 Sn의 범위를 0.1wt% 에서 0.3wt% 까지로 제어하였고, 비교성분예는 각각 Sn의 범위가 0.1wt% 미만 혹은 0.3wt%를 초과하도록 하였다. 이때 상기 본 발명에 관한 상기의 D, P, Q, R, S, T 강종의 경우 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %))가 70%이하로 나타나고, 또한 용접부 균열 길이를 측정하는 트랜스-바리스트레인트법(Trans-varestraint)에 의한 용접부 균열 길이가 200㎛이하를 가지도록 한다. 또한, 본 발명에서는 상기 본 발명에 관한 강종을 1100oC 30분 고온 노출(브레이징 공정) 후의 시편에 대하여, （10%아세틸아세톤+1%테트라메칠+암모늄클로라이드+메탄올）용액을 이용하여 전해추출한 잔사의 몰리브덴 석출량(Mo pct)과 철 석출량(Fe pct)의 질량비의 합이 0.10을 초과하지 않도록 하였다.
하기 표 2는 도 2에 나타난 스트립캐스팅 공정을 적용시 턴디쉬 온도, 주조롤 표면조도에 따른 주편의 에지크랙 현상에 관한 평가 결과를 나타낸다. 본 발명에 관한 k, l, m, n 조건하에서는 롤 표면조도(㎛) ≤ 70, 턴디쉬 온도(oC) ≤ 1530 의 경우에 주편의 에지 크랙의 길이가 30mm를 초과하지 않은 것을 알 수 있다. 특히 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 턴디쉬온도와 주조롤의 조를 제어하여 본 발명의 주편의 에지크랙의 길이와 관계를 보여주고 있다.
상기 표 1 및 표 2의 실험결과를 통해 본 발명예는 주조 및 용접에 의한 응고균열을 최소화 하면서 황산노점부식저항성 및 브레이징성이 우수한 Sn함량, Mo함량에 대한 정보를 제공함으로써 디젤엔진용 배기가스재순환계 부품용 강재로 적용될 수 있는 오스테나이트계 스테인리스강의 냉연제품을 제공할 수 있음을 나타낸다.
특히 표 1과 2에서 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0 이하 및 주석(Sn): 0.1이상 0.3이하의 성분계(해당강종: D, P, Q, R, S, T)로 부식무게감량을 70%이하로 제어하였으며, 동시에 용접부 균열길이를 200㎛이하로 제어할 수 있음을 확인하였다. 또한 상기 조성의 범위를 가진 강에 대하여 주조조건을 변경 실험을 통하여 턴디쉬 온도 및 주조롤 표면조도를 각각 1530oC이하, 70㎛이하로 제어하여 주편의 에지 크랙 이를 제어할 수 있음을 확인하였다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
비교예인 A~C강은 Sn 함량이 0.1wt% 미만으로서 본 발명의 합금성분 범위를 벗어난다. 따라서 상기 Sn 함량이 미달되어 내황산 부식특성이 열위하여 고내식 오스테나이트계 스테인리스강을 제조할 수 없음을 알 수 있다.
또한, 또 다른 비교예인 E~O강은 0.3wt%를 초과하는 다량의 Sn을 함유함으로서 입계에 저융점금속인 Sn이 편석되어 용접후 응고시 균열 저항성이 취약하여 고내식 오스테나이트계 스테인리스강을 제조할 수 없음을 알 수 있다.
또 다른 비교예인 C, G, L, N강은 Mo함량이 1.5wt%이상으로 브레이징 공정에서 입계에 라베스상 석출물을 생성시켜 브레이징성을 저하하기 때문에 디젤엔진용 배기가스재순환계 부품용 고내식 오스테나이트계 스테인리스강으로 제조할 수 없음을 알 수 있다.
또 다른 비교예인 a~i 제조조건에서는 턴디쉬 온도가 1550℃이상으로 스트립캐스팅시 탕면 스컬(skull) 형성에 의한 멜트 레벨(melt level) 제어가 불안하며, 주조중에 생성된 석출상들이 표면 또는 입계 편석 되는 경향이 강하여 주편의 에지 크랙을 조장하기 때문에 디젤엔진용 배기가스재순환계 부품용 고내식 오스테나이트계 스테인리스강으로 제조할 수 없음을 알 수 있다.
또 다른 비교예인 a~j 제조조건에서는 주조롤 표면조도가 70㎛를 초과하여 주조되기 때문에, 스트립(strip) 표면에 가로, 세로 등의 균열을 일으켜 디젤엔진용 배기가스재순환계 부품용 고내식 오스테나이트계 스테인리스강으로 제조할 수 없음을 알 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

Claims (9)

  1. wt%로, 탄소(C): 0.01 이상 0.03이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.7이하, 망간(Mn): 0.8 이상 1.2이하, 인(P): 0.001 이상 0.035이하, 황(S): 0.001 이상 0.005이하, 크롬(Cr): 15.0 이상 19.0이하, 니켈(Ni): 8 이상 12이하, 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0이하, 주석(Sn) : 0.1 이상 0.3이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테인리스강을 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %)가 70%이하이면서 트랜스-바리스트레인트법(Trans-varestraint)에 의한 용접부 균열 길이가 200㎛이하를 가지는 강을 특징으로 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테인리스강의 응고과정에서 제조되는 주편의 에지 크랙 길이가 30mm 이하를 가지는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강.
  4. wt%로, 탄소(C): 0.01 이상 0.03이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.7이하, 망간(Mn): 0.8 이상 1.2이하, 인(P): 0.001 이상 0.035이하, 황(S): 0.001 이상 0.005이하, 크롬(Cr): 15.0 이상 19.0이하, 니켈(Ni): 8 이상 12이하, 몰리브덴(Mo) : 0.01 이상 1.0이하, 주석(Sn) : 0.1 이상 0.3이하, 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 스테인리스강을 서로 반대방향으로 회전하는 한쌍의 롤과 그 양측면에 용강풀을 형성하도록 설치되는 에지댐과 상기 용강풀 상부면으로 불활성 질소가스를 공급하는 매니스커스 쉴드를 포함하는 스트립캐스팅 장치를 이용하여 주조하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스테인리스강은 롤 표면조도를 70㎛이하 범위로 제어함과 동시에, 턴디쉬 온도(oC)가 1530 oC 이하를 만족하는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스테인리스강의 응고과정에서 제조되는 주편의 에지 크랙 길이가 30mm 이하를 가지는 스테인리스강의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 강을 1100oC 30분 고온 노출(브레이징 공정) 후의 시편에 대하여, 시편 중앙부의 결정립 크기(㎛)가 100㎛ 이하면서 전해추출한 잔사의 몰리브덴 석출량(Mo pct)과 철 석출량(Fe pct)의 질량비의 합이 (Mo pct + Fe pct) ≤ 0.10로 제어된 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전해추출한 잔사는 10%아세틸아세톤+1%테트라메칠+암모늄클로라이드+메탄올 용액을 이용하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 제조방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 스테인리스강은 50℃의 30%황산용액 2일 침적후의 무게감량비(노점황산 부식저항성, %)가 70%이하이면서 트랜스-바리스트레인트법(Trans-varestraint)에 의한 용접부 균열 길이가 200㎛이하를 가지는 것을 특징으로 하는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
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