KR20140098818A

KR20140098818A - 페라이트계 스테인리스강

Info

Publication number: KR20140098818A
Application number: KR1020147017424A
Authority: KR
Inventors: 토모히로 이시이; 신 이시카와; 히로유키 오가타
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-08-08
Also published as: EP2799577B1; TWI503423B; CN104024458B; EP2799577A4; KR101658872B1; JPWO2013099132A1; ES2608460T3; JP5435179B2; EP2799577A1; US20140363328A1; CN104024458A; WO2013099132A1; TW201337004A

Abstract

용접부의 내식성 및 내용접 균열성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공한다. 질량％로, C: 0.001∼0.030％, Si: 0.03∼0.80％, Mn: 0.05∼0.50％, P: 0.03％ 이하, S: 0.01％ 이하, Cr: 19.0∼28.0％, Ni: 0.01∼0.30％ 미만, Mo: 0.2∼3.0％, Al: 0.15 초과∼1.2％, V: 0.02∼0.50％, Cu: 0.1％ 미만, Ti: 0.05∼0.50％, N: 0.001∼0.030％를 함유하고, Nb: 0.05％ 미만으로 하여, 하기식 (1)을 충족시키고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
Nb×P≤0.0005‥‥(1)
또한, 식 중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타낸다.

Description

페라이트계 스테인리스강{FERRITIC STAINLESS STEEL}

본 발명은, 용접에 의해 구조체의 제작이 행해지는 용도, 예를 들면, 머플러 등의 자동차 배기계 재료, 전기 온수기의 저탕용 탱크(hot-water storage tank) 재료나, 건구(fitting)·환기구·덕트 등의 건축용 재료 등에 있어서의, 용접부의 예민화(sensitization)가 일어나기 어렵고, 또한, 용접부의 템퍼 컬러(temper color)의 내식성이 우수하고, 또한, 2중 용접을 행한 용접 비드(welding bead)의 용접 균열(weld crack)이 일어나기 어려운 페라이트계 스테인리스강(ferritic stainless steel)에 관한 것이다.

페라이트계 스테인리스강은, 오스테나이트계 스테인리스강(austenitic stainless steel)과 비교하여 내식성(corrosion resistance)에 대한 높은 코스트 퍼포먼스나 열전도율(heat thermal conductivity)이 양호하고 열팽창 계수(coefficient of thermal expansion)가 작은, 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking)이 일어나기 어려운 등 여러 가지의 우수한 특성으로부터, 자동차 배기계 부재, 지붕·건구 등의 건재, 키친이나 저수·저탕 탱크 등의 습윤 공간용 재료 등 폭 넓은 용도로 적용되어 왔다.

이들 구조물의 제작에 있어서는, 스테인리스강의 강판을 적당한 형상으로 절단·성형한 후 용접에 의해 접합되는 경우가 많다. 그러나, 페라이트계 스테인리스강에서는, 3매의 판이 접합되는 개소나 원주 용접의 시단(始端)과 종단(終端) 등의 용접 비드의 위를 재차 용접하는 2중 용접부에 있어서, 용접 균열이 발생하는 경우가 있다. 용접 부재의 형상의 복잡화에 수반하여, 이러한 2중 용접부가 증가하여, 용접 균열의 발생이 문제가 되고 있다.

또한, 2중 용접부는 평탄하지 않고, 표면에 스케일이 존재하는 부분을 재차 용접하기 때문에, 용접 비드에 산소나 질소 등을 취입하기 쉬워 내식성이 저하되기 쉽다는 문제도 있다. 그러나, 종래 기술에는, 이러한 2중 용접부의 문제에 대응한 인식은 그다지 보이지 않는다.

특허문헌 1에는 내식성 및 용접성이 우수한 페라이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 이것은, Mg의 첨가와 S함유량의 적정화에 의해, 내식성과 용접의 용입성을 양립시킨 페라이트계 스테인리스강이지만, 2중 용접부의 균열이나 내식성에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않다. 실제로, 특허문헌 1에 개시되는 페라이트계 스테인리스강을 용접하면, 2중 용접부에서 균열이 발생하는 경우가 있다.

특허문헌 2에는 용접성이 우수한 페라이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 그러나, 이것은 용접의 용입성과 용접 후의 가공성이 개량된 페라이트계 스테인리스강이며, 용접 균열 등의 2중 용접부의 문제에 대해서는 언급되어 있지 않다.

일본공개특허공보 평8-246105호 일본공개특허공보 2009-91654호

종래 기술이 안고 있는 상기와 같은 문제점을 감안하여, 본 발명은, 페라이트계 스테인리스강의 용접에 있어서, 2중 용접을 행했을 때에, 용접부의 예민화가 일어나기 어렵고, 또한, 용접부의 템퍼 컬러의 내식성이 우수하고, 또한, 용접 비드의 용접 균열이 일어나기 어려운 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 상기 과제를 해결하기 위해, 2중 용접에 있어서의 용접 균열에 미치는 각종 원소의 영향에 대해서 예의 연구를 행했다. 또한, 2중 용접이란, 동일한 장소를 2회 또는 복수회 용접하는 것을 의미한다. 2중 용접부란, 예를 들면 원주 상을 용접했을 때의 용접 시단과 종단의 용접 비드의 중복 부분이나 십자로 용접했을 때의 용접 비드의 중복 부분 등, 2중 용접에 의해 용융·응고의 과정이 2회 이상 반복되는 부분 및 그 주변을 의미한다.

2중 용접에 의해 용접 균열이 발생한 부분을 절출하고, 파단면을 SEM(Scanning Electron Microscope)에 의해 관찰했다. 파단면에는 필름 형상의 Nb의 석출(precipitation)이 확인되었다. 비교로서, 용접 균열이 발생하지 않았던 부분을 절출하여 SEM에 의한 관찰을 행하면, 상기 파단면에 보여진 바와 같은 필름 형상의 Nb의 석출물은 확인할 수 없었다. 용접 균열의 발생에 필름 형상의 Nb의 석출이 영향을 주고 있다고 생각된다.

2중 용접부의 용접 균열에 미치는 각종 성분의 영향을 조사한 결과, P 및 Nb의 함유량이 적은 강에서는 용접 균열이 일어나지 않는 것이 분명해졌다. 여러 가지의 페라이트계 스테인리스강에 비드 온 플레이트(bead on plate)로 십자 용접을 행하고, 광학 현미경으로 2중 용접부의 용접 균열의 유무를 확인했다. 결과를 도 1에 나타낸다. 도 1 중에서, ○가 용접 균열이 확인되지 않았던 것, ×가 용접 균열이 확인된 것이다. Nb가 0.05％ 미만, P가 0.03％ 이하, Nb×P가 0.0005 이하의 범위에서는, 용접 균열이 일어나지 않은 것을 알 수 있다.

Nb 함유량을 저감함으로써 용접 균열의 방지가 되는 것이 분명해졌다. 그러나, Nb는 용접 비드의 예민화 억제에 유효한 원소이기 때문에, Nb 저감에 의해 예민화가 일어나기 쉬워질 염려가 있다. 또한, 2중 용접부는 표면이 평탄하지 않고, 스케일이 형성되어 있는 점에서, 용접 비드에 불순물을 취입하기 쉬워, 예민화에는 불리한 용접 조건이다. 그래서, 용접 비드의 예민화에 미치는 각종 원소의 영향을 조사했다. 그 결과, Nb 외에 V와 Al이 용접부의 예민화 억제에 유효하다는 것이 분명해졌다. 이것은, V와 Al이 각각 VN, AlN을 형성함으로써 Cr 질화물(Cr nitride)의 형성을 억제하기 때문이라고 생각된다.

또한, 용접 비드에는 템퍼 컬러라고 불리는 산화 피막(oxide layer)이 형성됨으로써 예민화와 동일하게 Cr 결핍이 일어나 내식성이 저하되기 때문에, 템퍼 컬러의 내식성에 미치는 각종 원소의 영향을 평가했다. 그 결과, Si, Al, Ti가 템퍼 컬러에 농축함으로써, 치밀한 보호성이 좋은 산화 피막이 된다. 또한, 용접에 의한 산화량이 억제되어 산화에 의한 Cr 결핍이 억제되기 때문에, Si, Al, Ti의 함유량이 적절하면, 용접 비드의 내식성이 향상되는 것을 인식했다.

본 발명은, 상기 인식에 기초하여, 추가로 검토를 더하여 이루어진 것으로, 본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 질량％로, C: 0.001∼0.030％, Si: 0.03∼0.80％, Mn: 0.05∼0.50％, P: 0.03％ 이하, S: 0.01％ 이하, Cr: 19.0∼28.0％, Ni: 0.01∼0.30％ 미만, Mo: 0.2∼3.0％, Al: 0.15 초과∼1.2％, V: 0.02∼0.50％, Cu: 0.1％ 미만, Ti: 0.05∼0.50％, N: 0.001∼0.030％를 함유하고, Nb: 0.05％ 미만으로 하여, 하기식 (1)을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.

Nb×P≤0.0005‥‥(1)

또한, 식 중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타낸다.

[2] 추가로, 질량％로, Zr: 1.0％ 이하, W: 1.0％ 이하, REM: 0.1％ 이하, Co: 0.3％ 이하, B: 0.1％ 이하 중으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 페라이트계 스테인리스강.

본 발명에 의해, 2중 용접을 행했을 때에, 용접부의 예민화가 일어나기 어렵고, 또한, 용접부의 템퍼 컬러의 내식성이 우수하고, 또한, 용접 비드의 용접 균열이 일어나기 어려운 페라이트계 스테인리스강이 얻어진다.

도 1은 2중 용접부의 용접 균열에 미치는 Nb 함유량 및 P 함유량의 영향을 설명하는 도면이다.
도 2는 십자 용접의 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 본 발명의 구성 요건의 한정 이유에 대해서 설명한다.

1. 성분 조성에 대해서

맨 처음에, 본 발명의 강의 성분 조성을 규정한 이유를 설명한다. 또한, 성분％는, 모두 질량％를 의미한다.

C: 0.001∼0.030％

C는 강에 불가피적으로 포함되는 원소이다. C량이 많으면 강도가 향상되고, 적으면 가공성이 향상된다. 충분한 강도를 얻기 위해서는 0.001％ 이상의 함유가 적당하지만, 0.030％를 초과하면 가공성의 저하가 현저해지는 데다가, Cr 탄화물을 석출하여 국소적인 Cr 결핍에 의한 내식성의 저하를 일으키기 쉬워진다. 따라서, C량은 0.001∼0.030％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.002∼0.018％의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.002∼0.010％의 범위이다.

Si: 0.03∼0.80％

Si는 탈산에 유용한 원소이며, 본 발명에서는, 용접에 의해 형성되는 템퍼 컬러에 Al이나 Ti와 함께 농축하여 산화 피막의 보호성을 향상시켜, 용접부의 내식성을 양호한 것으로 하는 중요한 원소이다. 그 효과는 0.03％의 첨가로 얻어진다. 그러나, 0.80％를 초과하는 첨가는 가공성의 저하가 현저해져, 성형 가공이 곤란해진다. 따라서, Si량은 0.03∼0.80％의 범위로 한다. 보다 바람직하게는 0.30 초과∼0.80％의 범위로 한다. 더욱 바람직하게는, 0.33∼0.50％의 범위이다.

Mn: 0.05∼0.50％

Mn은 강에 불가피적으로 포함되는 원소이며, 강도를 높이는 효과가 있다. 그 효과는 0.05％ 이상의 첨가로 얻어지지만, 0.50％를 초과하는 첨가는 부식의 기점이 되는 MnS의 석출을 촉진하고, 내식성을 저하시키기 때문에, Mn량은 0.05∼0.50％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.08∼0.40％의 범위이다.

P: 0.03％ 이하

P는 강에 불가피적으로 포함되는 원소이며, 과잉된 함유는 용접성을 저하시켜, 입계 부식(intergranular corrosion)을 발생시키기 쉽게 한다. 또한, 본 발명에서는, P의 증가가 2중 용접부의 용접 균열을 발생시키는 것을 인식했다. P의 증가에 의해 페라이트계 스테인리스강의 응고 온도가 저하됨으로써 Nb 탄질화물이 액상(液相)으로부터 석출되어 필름 형상이 되고, 응고의 과정에서의 용융지(溶融池)의 유동을 방해하여, 결정립의 형성을 저해하기 때문에, P의 함유량이 많은 페라이트계 스테인리스강에서는 용접 균열이 발생하기 쉬워진다고 생각된다. 2중 용접에 있어서 용접 균열의 경향이 보다 현저해지는 것은, 용융, 응고의 과정을 반복함으로써, 보다 Nb가 농축되어 석출되기 쉬워지기 때문이라고 생각된다. P의 함유량이 0.03％를 초과하면 용접 균열로의 영향이 현저해진다. 따라서, P의 함유량은 0.03％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.025％ 이하이다.

S: 0.01％ 이하

S는 강에 불가피적으로 포함되는 원소이지만, 0.01％를 초과하면 CaS나 MnS 등의 수용성 황화물의 형성이 촉진되어 내식성을 저하시킨다. 따라서, S량은 0.01％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.006％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.003％ 이하이다.

Cr: 19.0∼28.0％

Cr은 스테인리스강의 내식성을 확보하기 위해 가장 중요한 원소이다. 19.0％ 미만의 첨가에서는, 용접에 의한 산화로, 표층의 Cr이 감소하는 용접 비드나, 그 주변에 있어서 충분한 내식성이 얻어지지 않는다. 한편 28.0％를 초과하여 첨가하면, 가공성, 제조성이 저하되기 때문에, Cr량은 19.0∼28.0％의 범위로 한다. 바람직하게는, 21.0∼26.0％의 범위이다. 보다 바람직하게는 21.0∼24.0％이다.

Ni: 0.01∼0.30％ 미만

Ni는 스테인리스강의 내식성을 향상시키는 원소이며, 부동태 피막을 형성하지 못하여 활성 용해가 일어나는 부식 환경에 있어서 부식의 진행을 억제하는 원소이다. 그 효과는 0.01％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 0.30％ 이상의 첨가에서는, 가공성을 저하시키는 것에 더하여, 고가의 원소이기 때문에 비용의 증대를 초래한다. 따라서, Ni량은 0.01∼0.30％ 미만의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.03∼0.24％의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.03∼0.15％ 미만의 범위이다.

Mo: 0.2∼3.0％

Mo는 부동태 피막의 재부동태화를 촉진하여, 스테인리스강의 내식성을 향상하는 원소이다. Cr과 함께 함유함으로써 그 효과는 보다 현저해진다. Mo에 의한 내식성 향상 효과는 0.2％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 3.0％를 초과하면 강도가 증가하고, 압연 부하가 커지기 때문에 제조성이 저하된다. 따라서, Mo량은 0.2∼3.0％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.6∼2.4％의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.6∼2.0％의 범위이다. 더욱 바람직하게는, 0.8∼1.3％의 범위이다.

Al: 0.15 초과∼1.2％

Al은 탈산에 유용한 원소이며, 본 발명에서는 Si, Ti와 함께 용접에 의해 형성되는 템퍼 컬러에 농축하여, 용접부의 내식성을 향상시키는 원소이다. 게다가, Cr보다도 질소와의 친화력이 큰 Al이 AlN을 형성하여, Cr 질화물의 형성을 방해함으로써, 용접 비드의 예민화를 억제하는 원소이기도 하다. 이 효과는, 0.15％ 초과의 첨가로 얻어진다. 그러나, 1.2％를 초과하여 첨가하면 페라이트 결정립이 증대하여, 가공성이나 제조성이 저하된다. 따라서, Al량은 0.15 초과∼1.2％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.17∼0.8％의 범위이다.

V: 0.02∼0.50％

V는 내식성이나 가공성을 향상시키는 원소이며, 용접 균열을 일으키기 어렵게 하는 원소이다. 또한, 질소와 결합하여 VN이 됨으로써 용접부의 예민화를 억제하는 원소이기도 하다. 용접부의 예민화 억제에는 Nb와 Ti의 복합 첨가가 유효하다는 것이 알려져 있지만, 본 발명에서는, 2중 용접부의 용접 균열 방지를 위해 Nb의 함유량을 억제할 필요가 있다. 그러나, Ti 단독 첨가로는 충분한 예민화 억제 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다. 그 때문에, Nb의 대체로서 V 및 Al의 첨가가 용접부의 예민화 억제에 유효하다. 그 효과는, 0.02％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 0.50％를 초과하는 첨가는 반대로 가공성을 저하시킨다. 따라서, V의 함유량은 0.02∼0.50％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.03∼0.40％의 범위이다.

Cu: 0.1％ 미만

Cu는 불가피적으로 포함되는 불순물이지만, 본 발명의 Cr 함유량, Mo 함유량을 갖는 내식성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에서는 부동태 유지 전류를 증가시켜 부동태 피막을 불안정하게 하여, 내식성을 저하시키는 작용이 있다. 이 내식성 저하 작용은 Cu량이 0.1％ 이상에서 현저해진다. 그 때문에, Cu량은 0.1％ 미만으로 한다.

Ti: 0.05∼0.50％

Ti는 C, N과 우선적으로 결합하여 Cr 탄질화물의 석출에 의한 내식성의 저하를 억제하는 원소이다. 본 발명에서는, 용접부의 예민화를 억제하기 위해 중요한 원소이며, 또한 용접부의 템퍼 컬러에 Si, Al과 함께 복합적으로 농축하여, 산화 피막의 보호성을 향상시키는 원소이기도 하다. 그 효과는, 0.05％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 0.50％를 초과하는 첨가는 가공성이 저하됨과 함께, Ti 탄질화물이 조대화되어, 표면 결함을 일으킨다. 따라서, Ti량은 0.05∼0.50％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.08∼0.38％의 범위이다. 더욱 바람직하게는, 0.25∼0.35％의 범위이다.

N: 0.001∼0.030％

N은, C와 동일하게 강에 불가피적으로 포함되는 원소이며, 고용강화에 의해 강의 강도를 상승시키는 효과가 있다. 그 효과는 0.001％ 이상에서 얻어진다. 그러나, Cr 질화물을 석출한 경우에는, 내식성을 저하시키기 위해, 0.030％ 이하의 함유가 적당하다. 따라서, N량은 0.001∼0.030％의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.002∼0.018％의 범위이다. 더욱 바람직하게는, 0.007∼0.011％의 범위이다.

Nb: 0.05％ 미만

Nb는, 일반적으로는, C, N과 우선적으로 결합하여 Cr 탄질화물의 석출에 의한 내식성의 저하를 억제하는 원소로 되어 있지만, 2중 용접부에 필름 형상으로 석출함으로써, 2중 용접부의 용접 균열을 발생시키는 원소이며, 그 첨가량은 낮은 편이 바람직하다. 용접 균열은 0.05％ 이상의 첨가로 현저해진다. 따라서, Nb량은 0.05％ 미만으로 한다. 바람직하게는, 0.02％ 미만이다.

Nb×P: 0.0005 이하

2중 용접부에는 필름 형상의 Nb가 석출됨으로써 용접 균열이 발생한다. Nb의 석출은 주로 Nb의 함유량과 P의 함유량의 곱에 의존하고 있으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 Nb×P가 0.0005 초과에서 용접 균열이 현저해진다. 따라서, Nb×P는 0.0005 이하로 한다.

이상이 본 발명의 기본 화학 성분이며, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지지만, 추가로, 내식성, 인성(toughness)을 향상하는 목적으로 Zr, W, REM, Co, B를 선택 원소로서 첨가해도 좋다.

Zr: 1.0％ 이하

Zr은 C, N과 결합하여, 예민화를 억제하는 효과가 있다. 그 효과는 0.01％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 과잉의 첨가는 가공성을 저하시키는 데다가, 매우 비싼 원소이기 때문에 비용의 증대를 초래한다. 따라서, Zr을 첨가하는 경우는, Zr량은 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.2％ 이하이다.

W: 1.0％ 이하

W는 Mo와 동일하게 내식성을 향상하는 효과가 있다. 그 효과는 0.01％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 과잉의 첨가는 강도를 상승시키고, 제조성을 저하시킨다. 따라서, W를 첨가하는 경우는, W량은 1.0％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.5％ 이하이다.

REM: 0.1％ 이하

REM(희토류 원소)은 내산화성을 향상하여, 산화 스케일의 형성을 억제하고, 용접부의 템퍼 컬러 바로 아래의 Cr 결핍 영역의 형성을 억제한다. 그 효과는 0.001％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 과잉의 첨가는 산세(acid-pickling)성 등의 제조성을 저하시키는 데다가, 비용의 증대를 초래한다. 따라서, REM을 첨가하는 경우는, REM량은 0.1％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Co: 0.3％ 이하

Co는 인성을 향상시키는 원소이다. 그 효과는 0.001％ 이상의 첨가로 얻어진다. 그러나, 과잉의 첨가는 제조성을 저하시킨다. 따라서, Co를 첨가하는 경우는, Co량은 0.3％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1％ 이하이다.

B: 0.1％ 이하

B는 2차 가공 취성을 개선하는 원소이며, 그 효과를 얻기 위해서는, 0.0001％ 이상의 함유가 적당하다. 그러나, 과잉의 함유는, 고용강화에 의한 연성 저하를 일으킨다. 따라서, B를 함유하는 경우는, B량은 0.1％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.01％ 이하이다.

2. 제조 조건에 대해서

다음으로 본 발명 강의 적합 제조 방법에 대해서 설명한다. 상기한 성분 조성의 강을, 전로(converter furnace), 전기로(electric furnace), 진공 용해로(vacuum melting furnace) 등의 공지의 방법으로 용제하고, 연속 주조법(continuous casting) 혹은 조괴(ingot casting)-분괴법(slabbing)에 의해 강 소재(슬래브 slab)로 한다. 이 강 소재를, 그 후 1100∼1300℃로 가열 후, 마무리 온도를 700℃∼1000℃, 권취 온도를 500℃∼850℃로 하여 열간 압연을 행하여, 판두께 2.0㎜∼5.0㎜의 강대(steel strip)로 완성한다. 이렇게 하여 제작한 열간 압연 강대(hot rolled strip)를 800℃∼1200℃의 온도로 어닐(anneal)하여 산세를 행하고, 다음으로, 냉간 압연을 행하고, 700℃∼1000℃의 온도에서 냉연판 어닐을 행한다. 냉연판 어닐 후에는 산세를 행하여, 스케일을 제거한다. 스케일(scale)을 제거한 냉간 압연 강대에는 스킨 패스 압연을 행해도 좋다.

실시예 1

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 설명한다.

표 1에 나타내는 스테인리스강을 진공 용제하고, 1200℃로 가열한 후, 판두께 4㎜까지 열간 압연하고, 800∼1000℃의 범위에서 어닐하고, 산세에 의해 스케일을 제거했다. 또한, 판두께 0.8㎜까지 냉간 압연하고, 800℃∼1000℃의 범위에서 어닐하고, 산세를 행하여, 공시재로 했다.

제작한 공시재에 비드 온 플레이트의 TIG 용접으로 도 2에 나타내는 바와 같은 십자 용접을 행했다. 용접 전류는 90A, 용접 속도는 60㎝/min로 했다. 실드 가스는, 앞쪽(토치측), 뒤쪽 모두 100％의 Ar 가스를 사용하고, 유량은 앞쪽이 15L/min, 뒤쪽이 10L/min로 했다. 앞쪽의 용접 비드의 폭은 대략 4㎜였다.

제작한 용접 비드의 2중 용접부를 광학 현미경을 이용하여 용접 균열의 유무를 확인했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

발명예인 No.1∼No.15, No.22, No.23에는 용접 균열은 발생하지 않았지만, 비교예인 No.16, No.18∼No.21 중, Nb 및 Nb×P가 발명의 범위로부터 벗어나는 No.16, P가 발명의 범위로부터 벗어나는 No.20, Nb×P가 발명의 범위로부터 벗어나는 No.21에서는 용접 균열이 확인되었다. 이들 용접 균열 부분을 절출하여 SEM으로 파단면을 관찰한 결과, 어느 샘플에 있어서도 필름 형상의 Nb의 석출이 확인되었다.

용접 균열이 확인된 No.16, No.20, No.21을 제외하고, 제작한 용접 비드의 2중 용접부를 포함하는 20㎜ 정사각의 시험편을 채취하고, 10㎜ 정사각의 측정면을 남겨두고 시일재로 피복하고, 용접에 의한 템퍼 컬러를 붙인 채로 30℃의 3.5질량％ NaCl 용액 중에서 공식 전위를 측정했다. 시험편의 연마나 부동태화 처리는 행하지 않았다. 그 이외의 측정 방법은 JIS G 0577(2005)에 준거했다. 측정한 공식 전위 V'_c100을 표 2에 나타낸다. 발명예인 No.1∼No.15, No.22, No.23에서는, 모두 V'_c100이 0mVvs SCE 이상으로 된 것에 대하여, 비교예인 No.18∼No.19에서는, 모두 V'_c100이 0mV vs SCE 미만으로 되어 있어, 발명예의 내식성이 우수한 것이 확인되었다.

또한, 표 1의 No.1∼No.23에 대해서, 2중 용접부의 용접 비드를 포함하는 40×40㎜의 시험편을 채취하고, 앞쪽을 시험면으로 하여 JIS H 8502(1999)의 중성 염수 분무 사이클 시험(neutral salt spray cyclic corrosion test)을 실시했다. 사이클수는 3사이클로 했다. 시험 후, 용접 비드의 부식의 유무를 육안에 의해 확인했다. 결과를 표 2에 나타낸다. 발명예인 No.1∼No.15, No.22, No.23에서는, 모두 부식이 확인되지 않은 것에 대하여, 비교예인 No.16, No.18∼No.21에서는 모두 부식이 확인되었다. 발명예의 용접 비드의 내식성이 우수한 것이 확인되었다.

본 발명의 페라이트계 스테인리스강은, 용접에 의해 구조체의 제작이 행해지는 용도, 예를 들면, 머플러 등의 자동차 배기계 재료, 전기 온수기의 저탕용 캔체 재료나 건구·환기구·덕트 등의 건축용 재료 등으로의 적용에 적합하다.

Claims

질량％로, C: 0.001∼0.030％, Si: 0.03∼0.80％, Mn: 0.05∼0.50％, P: 0.03％ 이하, S: 0.01％ 이하, Cr: 19.0∼28.0％, Ni: 0.01∼0.30％ 미만, Mo: 0.2∼3.0％, Al: 0.15 초과∼1.2％, V: 0.02∼0.50％, Cu: 0.1％ 미만, Ti: 0.05∼0.50％, N: 0.001∼0.030％를 함유하고, Nb: 0.05％ 미만으로 하여, 하기식 (1)을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
Nb×P≤0.0005‥‥(1)
또한, 식 중의 원소 기호는 각 원소의 함유량(질량％)을 나타낸다.
제1항 또는 제2항에 있어서,
추가로, 질량％로, Zr: 1.0％ 이하, W: 1.0％ 이하, REM: 0.1％ 이하, Co: 0.3％ 이하, B: 0.1％ 이하 중으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.