KR20150044963A

KR20150044963A - 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재 및 그 제조 방법, 강선, 강선 코일 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150044963A
Application number: KR1020157007595A
Authority: KR
Inventors: 고오지 다카노; 유야 히카사; 마사유키 덴도; 요시노리 다다; 고이치 요시무라
Original assignee: 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션; 스즈키 스미덴 스테인레스 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2015-04-27
Also published as: WO2014050943A1; EP2902521A1; KR101660197B1; JP2014080684A; TW201425602A; TWI495735B; US9863016B2; JP6259621B2; EP2902521B1; US20150225806A1; EP2902521A4; CN104662189A; CN104662189B

Abstract

이 초비자성 연질 스테인리스 강선재는, 질량％로, C:0.08％ 이하, Si:0.05％∼2.0％, Mn:8.0％ 초과, 25.0％ 이하, P:0.06％ 이하, S:0.01％ 이하, Ni:6.0％ 초과, 30.0％ 이하, Cr:13.0％∼25.0％, Cu:0.2％∼5.0％, N:0.20％ 미만, Al:0.002％∼1.5％를 함유하고, C＋N가 0.20％ 미만으로, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고, 하기 식 a로 나타내어지는 Md30이 -150 이하이다.
[식 a]

Description

냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재 및 그 제조 방법, 강선, 강선 코일 및 그 제조 방법 {SUPER NON-MAGNETIC SOFT STAINLESS STEEL WIRE MATERIAL HAVING EXCELLENT COLD WORKABILITY AND CORROSION RESISTANCE, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, STEEL WIRE, STEEL WIRE COIL, AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 전자 기기, 의료 기기 부품 등의 초비자성이 필요해지는 고내식성의 복잡 형상 제품에 관한 것이다. 본 발명은 Mn, Cu를 첨가하여 γ(오스테나이트) 안정도를 극단적으로 높임과 함께, 냉간 가공성과 냉간 가공 상태에서도 초비자성을 확보할 수 있는 Mn, Cu 함유의 오스테나이트계 스테인리스 강선재 및 그 제조 방법, 강선, 강선 코일 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2012년 9월 27일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-214059호 및 2013년 9월 24일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-197097호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래, 내식성과 비자성이 요구되는 부품에는, SUS304를 대표로 하는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되어 왔다. 그러나, SUS304를 가공하면, 가공 유기 마르텐사이트 변태되어, 자성이 발생한다. 이로 인해, SUS304는, 비자성이 요구되는 부품에는 적용할 수 없었다.

가공된 상태인 채로 비자성이 요구되는 부품에는, 종래, 가공해도 비자성을 나타내는 고Mn·고N계의 스테인리스강이 사용되어 왔다(예를 들어, 특허문헌 1, 2, 3 참조).

그러나, 고Mn·고N계의 스테인리스강은, 강도가 높아, 복잡 형상으로 냉간 가공이 곤란하다. 또한, 고Mn·고N계의 스테인리스강에, 복잡 형상으로 냉간 가공을 실시해도, 극미량으로 가공 유기 마르텐사이트 변태가 생성되어 저자성을 나타내기 때문에, 초비자성이 얻어지지 않았다.

이로 인해, 종래, 가공 유기 마르텐사이트의 생성을 회피하기 위해, 상기 강을 절삭 가공에 의해 소정의 형상으로 가공하여 사용하고 있었지만, 비용이 높다고 하는 문제가 있었다.

또한, 복잡 형상이고 냉간 가공된 상태인 채로 사용되는 경우에는, 첨가 원소로서 Cu, Al 등이 사용되어 왔다. 그러나, Cu, Al은, 내식성이 뒤떨어지고, 강도가 낮다는 등의 문제가 있었다.

또한, 본 발명에서 말하는 초비자성이라 함은, 예를 들어 제품을 10000(Oe)의 자장 중에 두었을 때에, 제품이 0.01T 이하(바람직하게는, 0.007T 이하)의 자속 밀도를 나타내는 레벨을 말한다.

종래의 고Mn·고N의 비자성용의 스테인리스강에서는, 냉간 가공 후의 자속 밀도는 0.05T 이하의 자속 밀도이며, 세간의 비자성의 요구 레벨을 만족할 수 있지만, 본 발명의 초비자성의 요구 레벨을 만족할 수 없다.

한편, 고Mn계 스테인리스강에서 냉간 가공성을 개선한 재료로서, Cu를 첨가한 재료가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 4 참조). 그러나, 이 재료이어도, 전술한 바와 같이 복잡 형상으로 냉간 가공을 실시하면, 미량의 저자성을 나타내어, 본 발명에서 말하는 초비자성이 얻어지지 않는 문제가 있었다.

또한, 최종 부품 형상에 가까운 형상을 갖는 니어 네트 셰이프(near net shape)의 스테인리스강의 이형 강선을 사용하여, 케이블의 커넥터용 강선 등의 복잡 형상으로 성형하는 것이 생각된다. 예를 들어, 특허문헌 5에는, 이형 단면의 소선을 비틀림 가공하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 니어 네트 셰이프의 이형 단면을 갖는 강선 코일의 제조 시에는, 이형 가공을 실시한 강선을 어닐링하여 권취함으로써, 강선의 단면 형상이 찌그러지거나, 흠집이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이로 인해, 단순한 판 형상 이외의 연질의 니어 네트 셰이프의 이형 단면을 갖는 강선 코일은, 실질적으로 제조할 수 없다고 하는 문제가 있다.

종래의 고Mn 스테인리스 강선재나 강선은, 내식성 외에, 충분한 냉간 가공성과 냉간 가공된 상태인 채로 초비자성을 겸비하는 것은 아니었다. 또한, 종래의 기술에서는, 제조 시에 강선의 단면 형상이 찌그러지거나 흠집이 발생하기 때문에, 복잡한 니어 네트 셰이프의 이형 단면을 갖는 연질의 강선 코일은 실질적으로 제조할 수 없었다.

일본 특허 공개 제2011-6776호 공보 일본 특허 공개 평6-235049호 공보 일본 특허 공개 소62-156257호 공보 일본 특허 공개 소61-207552호 공보 일본 특허 공개 제2008-17955호 공보

본 발명은 복잡 형상의 고내식성·초비자성 제품용의 소재로서 적절하게 사용되고, 냉간 가공성·내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재 및 그 제조 방법, 강선, 강선 코일 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 오스테나이트계 스테인리스강에 있어서, 성분 조성 및 프로세스를 다양하게 검토하였다. 그 결과, 하기 1)∼하기 5)의 지견이 얻어졌다.

1) 하기 식 a로 나타내어지는 Md30의 값을 저감시켜, 오스테나이트의 안정도를 대폭으로 향상시킴으로써, 강냉간 가공 후에도 자성체인 가공 유기 마르텐사이트 조직을 완전히 억제할 수 있다.

2) 저C, N화함과 함께 Cu나 Al을 함유함으로써, 가공 경화를 억제하여 냉간 가공성을 확보할 수 있다.

3) 또한, 고Mn화, 저Ni화에 의해, 비자성체의 베이스 자성을 더욱 저감시킴으로써 초비자성이 얻어진다.

4) 또한, 강열간 가공을 실시하는 선재 압연에서의 감면율과, 그 후의 균일화 열처리 조건을 규정하여, 마이크로한 합금 편석을 경감함으로써 초비자성이 안정된다.

5) 또한, 강선의 단면 형상을 특정한 이형 단면 형상으로 하고, 스트랜드 어닐링을 행한 후에 특정한 조건으로 강선을 권취함으로써, 최종 부품 형상에 가까운 연질의 열처리된 상태인 채로의 이형 강선 코일을 제공할 수 있다. 얻어진 강선 코일은, 초비자성을 유지한 채 복잡 형상 부품에의 성형에 적절하게 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 그 요지로 하는 바는 이하와 같다.

(1) 질량％로, C:0.08％ 이하, Si:0.05％∼2.0％, Mn:8.0％ 초과, 25.0％ 이하, P:0.06％ 이하, S:0.01％ 이하, Ni:6.0％ 초과, 30.0％ 이하, Cr:13.0％∼25.0％, Cu:0.2％∼5.0％, N:0.20％ 미만, Al:0.002％∼1.5％를 함유하고, C＋N가 0.20％ 미만이고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고, 하기 식 a로 나타내어지는 Md30이 -150 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.

[식 a]

단, 식 a 중의 원소 기호는, 상기 원소의 강 중에 있어서의 함유량(질량％)을 의미한다.

(2) 또한, 하기 A군∼E군으로부터 적어도 1군 이상의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.

A군 또한, 질량％로, Mo:3.0％ 이하를 함유하고, 하기 식 b로 나타내어지는 Md30이 -150 이하를 만족한다.

[식 b]

단, 식 b 중의 원소 기호는, 상기 원소의 강 중에 있어서의 함유량(질량％)을 의미한다.

B군 또한, 질량％로, Nb:1.0％ 이하,

V:1.0％ 이하,

Ti:1.0％ 이하,

W:1.0％ 이하,

Ta:1.0％ 이하 중, 1종 이상을 함유한다.

C군 또한, 질량％로, Co:3.0％ 이하를 함유한다.

D군 또한, 질량％로, B:0.015％ 이하를 함유한다.

E군 또한, 질량％로, Ca:0.01％ 이하,

Mg:0.01％ 이하,

REM:0.05％ 이하 중, 1종 이상을 함유한다.

(3) 또한, 횡단면 내 중심부의 Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ가 5질량％ 이하, Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ가 1.5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.

(4) 또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.

(5) 또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (3)에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.

(6) 상기 (1)에 기재된 성분 조성을 갖고, 상기 식 a로 나타내어지는 Md30이 -150 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.

(7) 상기 (2)에 기재된 성분 조성을 갖고, 상기 식 a, 또는, 상기 식 b로 나타내어지는 Md30이 -150 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.

(8) 또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (6)에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.

(9) 또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 상기 (7)에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.

(10) 또한, 횡단면 내 중심부의 Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ가 5질량％ 이하, Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ가 1.5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 (6)∼(9) 중 어느 한 항에 기재된 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.

(11) 권취된 상태의 상기 (6)∼(9) 중 어느 한 항에 기재된 강선을 구비하고, 상기 강선의 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일.

(12) 권취된 상태의 상기 (10)에 기재된 강선을 구비하고, 상기 강선의 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일.

(13) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 성분 조성을 갖는 주조편을, 99％ 이상의 감면율로 열간 선재 압연하고, 그 후, 1000∼1200℃에서 균일화 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재의 제조 방법.

(14) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여, 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고, 스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.

(15) 상기 (3)에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여, 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고, 스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.

(16) 상기 (4)에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여, 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고, 스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.

(17) 상기 (5)에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여, 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고, 스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.

본 발명의 스테인리스 강선재 및 강선은, 초비자성이고 우수한 내식성과 냉간 가공성을 겸비한다. 이로 인해, 이것을 소재로서 사용함으로써, 내식성이 우수한 초비자성 부품을 저렴하게 제공하는 효과를 발휘한다. 또한, 본 발명의 스테인리스 강선 코일은, 제조 시의 단면 형상 찌그러짐이나 흠집의 발생이 억제된 것이기 때문에, 산업적으로 니어 네트 셰이프의 스테인리스 강선으로서 이용 가능한 연질의 이형 단면 강선을 제공할 수 있다. 그리고, 본 발명의 강선 코일에 권취된 이형 단면 강선으로부터 케이블의 커넥터 등의 복잡 형상의 초비자성 부품으로 성형하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 실시 형태의 강선의 단면 형상의 일례를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2의 (a)∼도 2의 (c)는 본 실시 형태의 강선의 단면 형상의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태의 강선의 단면 형상의 다른 예를 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

우선, 본 실시 형태의 선재의 성분 조성의 한정 이유에 대해 설명한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 특별히 주기하지 않은 경우 「％」는 「질량％」를 의미한다.

C는, 0.08％를 초과하여 첨가하면 강도가 높아져 냉간 가공성이 뒤떨어지기 때문에, 상한을 0.08％로 하고, 바람직하게는 0.05％ 이하로 한다. 한편, 과도한 저감은 제조 비용의 증대로 이어지기 때문에, 하한은 0.001％로 하는 것이 바람직하고, 0.01％ 이상인 것이 보다 바람직하다. C 함유량의 바람직한 범위는, 0.01∼0.05％이다.

Si는, 탈산을 위해 0.05％ 이상 첨가하고, 바람직하게는 0.1％ 이상 첨가한다. 그러나, 2.0％를 초과하여 Si를 첨가하면 냉간 가공성이 뒤떨어진다. 이로 인해, Si 함유량의 상한을 2.0％로 하고, 바람직하게는 1.0％ 이하로 한다. Si 함유량의 바람직한 범위는, 0.1∼1.0％이다.

Mn은, 냉간 가공 후의 오스테나이트의 안정도를 비약적으로 높임과 함께 초비자성을 얻기 위해 8.0％ 초과를 첨가하고, 바람직하게는 13.0％ 초과를 첨가한다. 그러나, 25.0％를 초과하여 Mn을 첨가하면, 그 효과는 포화되고, 강도가 높아, 냉간 가공성이 나빠진다. 그로 인해, Mn 함유량의 상한을 25.0％로 하고, 바람직하게는 20.0％ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 16.0％ 미만으로 한다. Mn 함유량의 바람직한 범위는, 13.0％ 초과, 20.0％ 이하이다. Mn 함유량은 16.0％ 미만인 것이 더욱 바람직한다.

P 함유량은, 냉간 가공성을 확보하기 위해 0.06％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.04％ 이하로 한다. 그러나, 공업적으로 P 함유량을 제로로 하는 것은 곤란한 점에서, 바람직한 범위는, 0.01％∼0.04％이다.

S 함유량은, 선재의 열간 제조성 및 내식성을 확보하기 위해 0.01％ 이하로 하고, 바람직하게는 0.005％ 이하로 한다. 그러나, 공업적으로 S 함유량을 제로로 하는 것은 곤란한 점에서, 바람직한 범위는, 0.0002∼0.005％이다.

Ni은, 냉간 가공 후의 오스테나이트의 안정도를 비약적으로 높임과 함께 초비자성을 얻기 위해 6.0％ 초과를 첨가하고, 바람직하게는 8.0％ 이상을 첨가한다. 그러나, 30.0％를 초과하여 Ni을 첨가하면, 오스테나이트계이고 비자성이어도, 인바 합금과 같이 Fe-Ni 쌍의 원자간 결합수가 증대하여, 근소한 자기 특성을 나타내게 된다. 그로 인해, Ni 함유량의 상한을 30.0％로 하고, 바람직하게는 20.0％ 이하로 하고, 더욱 바람직하게는 10.0％ 미만으로 한다. Fe-Ni 쌍의 원자간 결합을 최대한 저감시키는 것이 바람직하므로, Ni 함유량의 바람직한 범위는, 8.0％ 이상, 10.0％ 미만이다.

Cr은, 냉간 가공 후의 오스테나이트의 안정도를 비약적으로 높임과 함께 초비자성을 얻고, 또한 고내식성을 얻기 위해 13.0％ 이상 첨가하고, 바람직하게는 15.0％ 이상을 첨가한다. 그러나, 25.0％를 초과하여 Cr을 첨가하면, 강자성체의 bcc 구조의 δ(델타)-페라이트가 조직의 일부에 생성되어, 자성을 나타낼 뿐만 아니라, 강도도 상승하여, 냉간 가공성이 뒤떨어진다. 그로 인해, Cr 함유량의 상한을 25.0％로 한정하고, 바람직하게는 20.0％ 이하로 한다. Cr 함유량의 바람직한 범위는, 15.0％∼20.0％이다.

Cu는, 냉간 가공 후의 오스테나이트의 안정도를 비약적으로 높임과 함께 초비자성을 얻고, 또한 오스테나이트의 가공 경화를 억제하여 냉간 가공성을 확보하기 위해 0.2％ 이상 첨가한다. Cu는, 바람직하게는 1.0％ 이상, 더욱 바람직하게는 3.0％ 초과를 첨가한다. 그러나, 5.0％를 초과하여 Cu를 첨가하면, Cu의 현저한 응고 편석에 의해 열간 균열이 생성되기 때문에, 공업적으로 제조할 수 없게 된다. 그로 인해, Cu 함유량의 상한을 5.0％로 한정하고, 바람직하게는 4.0％ 이하로 한다. Cu 함유량의 바람직한 범위는, 1.0％∼4.0％이며, 더욱 바람직하게는, 3.0％ 초과, 4.0％ 이하이다.

N은, 0.20％ 이상 첨가하면 강도가 높아져 냉간 가공성이 뒤떨어진다. 그로 인해, N 함유량의 상한을 0.20％ 미만으로 하고, 바람직하게는 0.10％ 미만으로 한다. 한편, 과도하게 N 함유량을 저감시키는 것은 제조 비용의 증대로 이어지기 때문에, 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.01％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. N 함유량의 바람직한 범위는, 0.01％ 이상, 0.10％ 미만이다.

Al은, 탈산 원소이며, 또한 Cu와 마찬가지로 오스테나이트의 가공 경화를 억제하여 냉간 가공성을 확보하기 위해 중요한 원소로, 0.002％ 이상 함유시키고, 바람직하게는 0.01％ 이상 함유시킨다. 그러나, 1.5％를 초과하여 Al을 첨가해도 그 효과는 포화되고, 조대 개재물이 생성되어, 냉간 가공성이 반대로 열화된다. 그로 인해, Al 함유량의 상한을 1.5％로 하고, 바람직하게는 1.3％ 이하, 보다 바람직하게는 1.2％ 이하로 한다. Al 함유량의 바람직한 범위는, 0.01％∼1.2％이다.

C＋N의 함유량은, 연질화시켜 복잡 형상 부품에의 냉간 가공성을 확보하기 위해, 0.20％ 미만으로 한정한다. C＋N의 함유량은, 바람직하게는 0.10％ 이하이다.

Md30은, 냉간 가공 후의 가공 유기 마르텐사이트량과 성분의 관계를 조사하여 얻어진 지표이다. Md30은, 단상의 오스테나이트에 대해 0.3의 인장 진변형을 부여하였을 때에, 조직의 50％가 마르텐사이트로 변태되는 온도이다. Md30의 값이 작을수록, 오스테나이트가 안정적이며, 마르텐사이트의 생성이 억제된다. 따라서, 선재의 초비자성을 확보하기 위해 Md30값을 제어할 필요가 있다. 냉간 가공 후에도 초비자성을 나타내기 위해서는, Md30값을 -150 이하로 제어할 필요가 있다. 그로 인해, Md30값을 -150 이하로 한정한다. 바람직하게는, Md30값이 -170 이하이다. 더욱 바람직한 Md30값의 범위는 -200 이하이다.

불가피적 불순물이라 함은, 예를 들어 통상의 스테인리스강의 제조에서 혼입되는 O:0.001∼0.01％, Zr:0.0001∼0.01％, Sn:0.001∼0.1％, Pb:0.00005∼0.01％, Bi:0.00005∼0.01％, Zn:0.0005∼0.01％ 등, 원료나 내화물에 함유되는 물질이다.

이어서, 본 실시 형태의 선재의 인장 강도와 인장 파단 단면 수축률의 한정 이유에 대해 설명한다.

선재의 인장 강도가 650㎫ 이하이면, 냉간 가공성이 양호한 것으로 된다. 또한, 선재의 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상이면 냉간 가공성이 양호한 것으로 된다. 그로 인해, 본 실시 형태에 있어서는, 냉간 가공성을 담보하기 위해 선재의 인장 강도를 650㎫ 이하 및 인장 파단 단면 수축률을 70％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기한 성분 조성을 갖는 주조편을 사용하여, 후술하는 제조 방법으로 제조한 선재의 인장 강도 및 인장 파단 단면 수축률은 상기한 범위로 된다. 또한, 이들의 기계 특성은, 필요로 되는 냉간 가공성에 따라, 강의 성분 조성을, 보다 엄밀하게 제어함으로써, 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 성분 조성을 Mn:13.0％ 초과, 20％ 이하, Cu:1.0％∼4.0％, Al:0.01％∼1.3％, N:0.01％ 이상, 0.10％ 미만으로 제어함으로써, 인장 강도가 590㎫ 이하 및 인장 파단 단면 수축률이 75％ 이상의 선재로 된다. 이와 같은 한정을 더욱 가함으로써, 선재의 냉간 가공성은 더욱 향상된다.

이어서, 본 실시 형태의 선재의 성분 조성에 있어서, 필요에 따라 함유되는 성분의 한정 이유에 대해 설명한다.

Mo은, 제품의 내식성을 향상시키기 위해, 필요에 따라, 바람직하게는 0.01％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2％ 이상 첨가한다. 그러나, 3.0％를 초과하여 Mo을 첨가하면, 강도가 높아져, 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, Mo 함유량의 상한을 3.0％로 하고, 바람직하게는 2.0％ 이하로 한다. Mo 함유량의 더욱 바람직한 범위는, 0.2∼2.0％이다.

Nb, V, Ti, W, Ta은, 탄질화물을 형성하여 내식성을 향상시키기 위해, 필요에 따라, 1종 이상을 첨가한다. Nb, V, Ti, W, Ta 중, 1종 이상을 함유하는 경우, 각 원소의 함유량은 바람직하게는 0.01％ 이상, 보다 바람직하게는 0.05％ 이상으로 한다. 이들 원소는, 1.0％를 초과하여 첨가하면 조대 개재물이 생성되어, 냉간 가공성이 열화된다. 이로 인해, Nb, V, Ti, W, Ta의 함유량의 상한을 1.0％로 하고, 바람직하게는 0.6％ 이하로 한다. 바람직한 각 원소의 함유량의 범위는, 0.05∼0.6％이다.

Co는, 냉간 가공 후의 오스테나이트의 안정도를 비약적으로 높임과 함께 초비자성을 얻기 위해, 필요에 따라, 바람직하게는 0.05％ 이상, 보다 바람직하게는 0.2％ 이상을 첨가한다. 그러나, 3.0％를 초과하여 Co를 첨가하면, 강도가 높아져, 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, Co 함유량의 상한을 3.0％로 하고, 바람직하게는 1.0％ 이하로 한다. Co 함유량의 더욱 바람직한 범위는, 0.2∼1.0％이다.

B는, 열간 제조성을 향상시키기 위해, 필요에 따라, 0.0005％ 이상, 바람직하게는 0.001％ 이상 첨가한다. 그러나, 0.015％를 초과하여 B를 첨가하면, 반대로 보라이드가 생성되어 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, B 함유량의 상한을 0.015％로 하고, 바람직하게는 0.01％ 이하로 한다. B 함유량의 바람직한 범위는, 0.001％∼0.01％이다.

Ca, Mg, REM은, 탈산에 유효한 원소이며, 필요에 따라 1종 이상을 첨가한다. 그러나, 이들 원소를 과도하게 첨가하면, 연자성이 열화될 뿐만 아니라 조대 탈산 생성물이 생성되어 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, Ca을 함유하는 경우에는, 그 함유량을 0.01％ 이하, 바람직하게는 0.004％ 이하로 한다. Mg을 함유하는 경우에는, 그 함유량을 0.01％ 이하, 바람직하게는 0.0015％ 이하로 한다. REM을 함유하는 경우에는, 그 함유량을 0.05％ 이하, 바람직하게는 0.01％ 이하로 한다. 또한, Ca 함유량의 바람직한 하한값은, 0.0005％ 이상, 보다 바람직하게는 0.001％ 이상이다. Mg 함유량의 바람직한 하한값은, 0.0005％ 이상, 보다 바람직하게는 0.0006％ 이상이다. REM 함유량의 바람직한 하한값은, 0.0005％ 이상, 보다 바람직하게는 0.001％ 이상이다. 이들 원소의 함유량의 바람직한 범위는, Ca:0.001∼0.004％, Mg:0.0006∼0.0015％, REM:0.001∼0.01％이다.

이어서, 본 실시 형태의 선재의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 선재의 제조 방법에서는, 상기 중 어느 하나에 기재된 성분 조성을 갖는 주조편을, 99％ 이상의 감면율로 열간 선재 압연하고, 그 후, 1000∼1200℃에서 균일화 열처리를 실시한다.

박판, 후판, 강관, 막대 압연과 달리, 세경의 선재 압연에서는, 강열간 가공을 실시하는 것이 가능하다. 열간 선재 압연 및 균일화 열처리는, 선재를 균일화하여 초비자성을 안정화시키는 데에 유효하다. 특히, 본 실시 형태의 연질이고, 또한 냉간 가공 후에도 안정되어 초비자성으로 되는 선재를 얻기 위해서는, 상기한 성분 조성을 갖는 주조편을, 합계 99％ 이상이라고 하는 극히 높은 감면율로 열간 선재 압연하고, 그 후, 1000∼1200℃에서 균일화 열처리를 실시할 필요가 있다.

열간 선재 압연에서의 감면율의 합계가 99％ 미만으로 되면 재료의 균일화가 부족하여, 초비자성이 얻어지기 어려워진다. 그로 인해, 열간 선재 압연에서의 감면율을 99％ 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는 99.5∼99.99％로 한다.

열간 선재 압연 후의 균일화 열처리 온도가 1000℃ 미만으로 되면, 강도가 높아져 냉간 가공성이 뒤떨어짐과 함께, 균일화가 부족하기 때문에 초비자성도 뒤떨어진다. 그로 인해, 균일화 열처리 온도는 1000℃ 이상으로 하고, 1050℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 균일화 열처리 온도가 1200℃를 초과하면 강자성인 페라이트상이 석출되기 때문에, 초비자성이 뒤떨어진다. 그로 인해, 균일화 열처리 온도는 1200℃ 이하로 하고, 1150℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 균일화 열처리 온도의 범위는 1000∼1200℃로 한정하고, 바람직하게는 1050∼1150℃로 한다.

이어서, 본 실시 형태의 강선에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 선재 효과는, 강선재로 한정되지 않고, 강선재를 신선 가공한 강선에 있어서도 발현된다. 본 실시 형태의 강선의 물질로서의 특징은, 강선재와 마찬가지이다. 즉, 본 실시 형태의 강선은, 상술한 강선재와 동일한 성분 조성과 Md30값을 갖고, 초비자성을 나타낸다.

본 실시 형태의 강선은, 강재와 마찬가지로 냉간 가공성을 담보하기 위해, 인장 강도가 650㎫ 이하이고, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것인 것이 바람직하다. 이들 특성은, 본 실시 형태의 강선이, 본 실시 형태의 강선재를 소재로서 이용한 것인 것에 의해 얻을 수 있는 것이다.

또한, 강선재와 마찬가지로, 성분 조성을 Mn:13.0％ 초과, 20％ 이하, Cu:1.0％∼4.0％, Al:0.01％∼1.3％, N:0.01 이상, 0.10％ 미만으로 제어함으로써, 인장 강도가 590㎫ 이하 및 인장 파단 단면 수축률이 75％ 이상의 강선으로 된다. 이와 같은 강선으로 함으로써, 냉간 가공성은 더욱 향상된다.

이어서, 본 실시 형태의 선재 및 강선에 있어서의 Ni 및 Cu의 농도 분포의 한정 이유에 대해 설명한다.

Ni이나 Cu는 상자성 강의 자성에 영향을 미친다. 선재 또는 강선의 횡단면 내 중심부의 Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ가 5％ 이하이며, 또한 Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ가 1.5％ 이하인 것에서는, 국소적인 자성이 높은 장소의 형성이 억제되어 있기 때문에, 초비자성이 안정적으로 얻어진다. 그로 인해, Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ를 5％ 이하, Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ를 1.5％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ를 3％ 이하, Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ를 1.0％ 이하로 한다.

또한, 선재 또는 강선의 횡단면 내 중심부의 Ni 농도 또는 Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ는, 선재 또는 강선의 횡단면의 중심 영역의 임의 개소를, EPMA(전자선 마이크로 애널라이저) 분석으로 Ni 농도 및 Cu 농도를 맵 분석한 결과로부터 구해지는 것이다.

선재 또는 강선의 횡단면의 중심 영역이라 함은, 횡단면 형상이 원형인 경우에는, 중심으로부터 선재 또는 강선의 직경의 1/4을 반경으로 하는 원으로 둘러싸인 영역을 의미한다.

또한, 횡단면 형상이, 변의 수가 4 이상의 정다각형인 경우에는, 중심으로부터, 중심을 통과하는 대각선의 길이의 1/4을 반경으로 하는 원으로 둘러싸인 영역을 의미한다.

또한, 횡단면 형상이, 후술하는 강선 코일을 형성하는 도 1∼도 3에 도시하는 이형 단면 형상을 갖는 것인 경우에는, 이하의 영역을 의미한다. 먼저, 제1 직선부[1a(11a)]의 일단부와 제2 직선부[2a(12a)]에 있어서의 제1 직선부[1a(11a)]의 일단부 중 먼 쪽의 단부를 연결하는 직선으로 이루어지는 제1 대각선(21)을 그린다. 또한, 제1 직선부[1a(11a)]의 타단부와 제2 직선부[2a(12a)]에 있어서의 제1 직선부[1a(11a)]의 타단부로부터 먼 쪽의 단부를 연결하는 직선으로 이루어지는 제2 대각선(22)을 그린다. 그리고, 제1 대각선(21)과 제2 대각선(22) 중 짧은 쪽[도 1에 있어서는, 제2 대각선(22)]의 길이 방향의 중심 위치(23)를 중심으로 하고, 제1 대각선(21)과 제2 대각선(22) 중 짧은 쪽의 길이의 1/4을 반경 r로 하는 원으로 둘러싸인 영역을 횡단면의 중심 영역으로 한다.

본 실시 형태의 강선 제조 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 일반적인 강선의 제조 방법은, 예를 들어 본 실시 형태의 강선재를 신선율 10∼95％로 신선하는 공정과, 900∼1200℃에서 5초∼24시간의 스트랜드 어닐링을 행하는 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다.

강선재의 신선율은, 강선의 치수 정밀도를 높이기 위해, 10％ 이상인 것이 바람직하고, 20％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 강선재의 신선율은, 신선 중의 파단을 방지하기 위해 95％ 이하인 것이 바람직하고, 90％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

스트랜드 어닐링의 온도는, 신선 공정에 의한 변형을 제거하기 위해 900℃ 이상인 것이 바람직하고, 1000℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 스트랜드 어닐링의 온도는, 강자성인 페라이트상의 석출을 방지하기 위해 1200℃ 이하인 것이 바람직하고, 1150℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.

스트랜드 어닐링의 어닐링 시간은, 충분한 어닐링 효과를 얻기 위해 5초 이상인 것이 바람직하고, 20초 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 스트랜드 어닐링의 어닐링 시간은, 생산성을 향상시키기 위해, 24시간 이하인 것이 바람직하고, 1시간 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 실시 형태의 강선의 단면 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 원형이어도 되고, 다각형 등의 이형 단면 형상이어도 된다. 본 실시 형태의 강선이 이형 단면 형상인 경우, 스트랜드 어닐링 후에 권취하는 것에 의한 단면 형상의 변형을 방지하기 위해, 후술하는 단면 형상으로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 본 실시 형태의 강선 코일에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 강선 코일은, 특정한 단면 형상을 갖는 본 실시 형태의 강선이, 특정한 조건으로 권취된 것이다.

강선으로 복잡 형상으로 가공하기 위해서는, 강선의 단계에서 최종 제품에 가까운 형상을 갖는 니어 네트 셰이프의 것으로 가공하는 것이 바람직하다. 단, 강선을 니어 네트 셰이프의 이형 단면 형상으로 가공하는 경우, 선재에 신선 가공을 실시하여 이형 단면 형상의 강선으로 하고, 스트랜드 어닐링을 행한 후에 권취하면, 강선의 단면 형상이 찌그러져 버릴 가능성이 있다. 그로 인해, 본 실시 형태의 강선 코일에서는, 스트랜드 어닐링 후에 권취해도 단면 형상이 찌그러지지 않도록 강선을 이하에 나타내는 단면 형상으로 한다.

도 1은 본 실시 형태의 강선 코일에 권취된 강선의 단면 형상의 일례를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에 도시하는 단면 형상은, 직사각형이며, 제1 직선부(1a)를 갖는 제1 변(1)과, 제1 직선부(1a)에 대해 30°이하의 각도(α)로 경사져 제1 직선부(1a)와 대향 배치된 제2 직선부(2a)를 갖는 제2 변(2)과, 제1 변(1)의 일단부와 제2 변(2)에 있어서의 제1 변(1)의 일단부에 가까운 쪽의 단부를 연결하는 직선으로 이루어지는 제3 변(3)과, 제1 변(1)의 타단부와 제2 변(2)에 있어서의 제1 변(1)의 타단부에 가까운 쪽의 단부를 연결하는 직선으로 이루어지는 제4 변(4)를 포함하는 것이다.

도 1에 도시하는 단면 형상에서는, 제1 직선부(1a)의 연장 방향과 제2 직선부(2a)의 연장 방향이 이루는 각도(α)가 30°이하로 되어 있다. 도 1에 도시하는 예에서는, 제1 직선부(1a)에 대해 경사진 각도로 제2 직선부(2a)가 배치되어 있지만, 제2 변(2)의 제2 직선부(2a)는 제1 직선부(1a)와 평행해도 된다.

통상, 선재에 신선 가공을 실시하여 얻어진 이형 단면 형상의 강선에는, 스트랜드 어닐링이 실시된다. 스트랜드 어닐링 후의 강선은, 대향 배치된 롤 쌍을 갖는 핀치롤을 통과함으로써 소정의 반송 방향으로 반송되고, 강선이 권취되는 원통형 드럼으로 보내져, 권취된다. 권취된 강선은, 원통형 드럼으로부터 제거되어 권취 시의 장력으로부터 해방되고, 강선 코일로 된다.

도 1에 도시하는 단면 형상에 있어서, 제1 직선부(1a)의 연장 방향과 제2 직선부(2a)의 연장 방향이 이루는 각도(α)가 30°초과인 경우, 후술하는 강선 코일의 제조 방법에 있어서, 핀치롤의 대향 배치된 롤 쌍의 각각에, 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)를 접촉시켜, 강선을 핀치롤의 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태에서 통과시키면, 강선의 단면 형상에 있어서의 직사각형의 정점 부분에, 핀치롤로부터의 응력이 집중된다. 그 결과, 강선의 단면 형상에 있어서의 정점 부분이 찌그러져 변형되거나, 강선에 흠집이 발생하는 경우가 있다.

또한, 상기한 이루는 각도(α)가 30°초과이면, 핀치롤의 롤 쌍의 각각에, 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)를 접촉시키기 어려워져, 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가 불안정해진다. 이로 인해, 강선이 핀치롤을 통과하였다고 해도, 핀치롤에 의한 강선의 반송 방향의 제어 기능이 충분히 얻어지지 않는다.

또한, 상기한 이루는 각도(α)가 30°초과이면, 원통형 드럼에 권취된 인접하는 강선의 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)가 면 접촉하고 있는 상태로 되기 어렵다. 그 결과, 원통형 드럼에 권취된 인접하는 강선끼리가, 단면에서 볼 때 점 접촉하고 있는 상태로 되기 쉽다. 인접하는 강선끼리가 단면에서 볼 때 점 접촉하여 권취되면, 강선의 점 접촉하고 있는 부분이, 권취 시의 장력에 의해 찌그러져 변형되거나, 강선에 흠집이 발생하는 경우가 있다.

또한, 상기한 이루는 각도(α)가 30°초과이면, 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가 불안정해지므로, 반송 중의 강선이 회전하여, 강선의 단면 형상에 있어서의 직사각형의 정점 부분이, 핀치롤의 롤 쌍에 접촉한 상태로 되는 경우가 있다. 이 경우, 강선의 단면 형상에 있어서의 직사각형의 정점 부분이, 찌그러져 변형되거나, 강선에 흠집이 발생하는 경우가 있다.

또한, 핀치롤이 배치되어 있지 않은 경우에는, 핀치롤로부터의 응력에 의해 강선이 변형되는 일은 없다. 그러나, 핀치롤이 배치되어 있지 않은 경우에는, 강선을 원통형 드럼에 권취할 때에 강선이 회전하여 비틀어짐으로써, 원통형 드럼에 권취된 인접하는 강선끼리가 단면에서 볼 때 점 접촉하고 있는 상태로 되기 쉽다. 이로 인해, 권취 시의 장력에 의해, 강선의 단면 형상이 찌그러져 변형되거나, 강선에 흠집이 발생한다.

도 1에 도시하는 단면 형상은, 상기한 이루는 각도(α)가 30°이하이므로, 강선의 단면 형상에 있어서의 직사각형의 정점 부분에 핀치롤로부터의 응력이 집중되기 어려운 것으로 된다. 따라서, 강선의 단면 형상에 있어서의 직사각형의 정점 부분이 찌그러져 변형되거나, 강선에 흠집이 발생하기 어려운 것으로 된다.

또한, 상기한 이루는 각도(α)가 30°이하이면, 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가 안정된다. 이로 인해, 권취 후의 강선 코일이 인접하는 강선의 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)가 면 접촉하고 있는 것으로 되기 쉬워진다. 따라서, 상기한 이루는 각도를 30°이하로 함으로써, 스트랜드 어닐링 후의 강선이 찌그러져 변형되거나, 흠집이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 강선의 찌그러짐이나 흠집을 보다 효과적으로 방지하기 위해서는, 상기한 이루는 각도는 15°이하인 것이 바람직하고, 0°인[제2 변(2)의 제2 직선부(2a)와 제1 직선부(1a)가 평행인] 것이 가장 바람직하다.

또한, 도 1에 도시하는 강선에서는, 제1 직선부(1a)에 직교하는 방향의 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 제1 직선부(1a)에 평행하는 방향의 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하로 이루어져 있다. 상기 비(T/W)가 3을 초과하면, 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가, 불안정해진다. 상기 비(T/W)가 3 이하이면, 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가 안정적인 것으로 되어, 강선의 찌그러짐이나 흠집을 방지할 수 있다. 상기 비(T/W)는 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태를 보다 안정적인 것으로 하여, 강선의 찌그러짐이나 흠집을 보다 효과적으로 방지하기 위해, 1.5 이하인 것이 바람직하고, 1 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 도 1에 도시하는 강선은, 제1 변(1)의 길이 L1[도 1에 있어서는 제1 직선부(1a)에 평행하는 방향의 최대 치수(W)와 동일함]이 제2 변(2)의 길이 L2 이상이며, 제2 치수(W)에 대한 제1 변(1)의 길이 L1 및 제2 변(2)의 길이 L2가, 각각 W/10∼W의 범위인 것이다. 제1 변(1)의 길이 L1 및 제2 변(2)의 길이 L2가, 각각 W/10 미만이면 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가, 불안정해진다. 제1 변(1)의 길이 L1 및 제2 변(2)의 길이 L2가 상기 범위 내이면, 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가 안정적인 것으로 되어, 강선의 찌그러짐이나 흠집을 방지할 수 있다. 제1 변(1)의 길이 L1 및 제2 변(2)의 길이 L2는, 강선의 찌그러짐이나 흠집을 보다 효과적으로 방지하기 위해, W/5∼W인 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 강선 코일은, 도 1에 도시하는 단면 형상의 강선이, 권취된 것이다. 이로 인해, 제조 시에, 핀치롤의 대향 배치된 롤 쌍의 각각에, 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)를 접촉시켜, 강선을 핀치롤의 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태에서 통과시켜도, 강선의 단면 형상에 있어서의 직사각형의 정점 부분에 핀치롤로부터의 응력이 집중되기 어렵다. 또한, 본 실시 형태의 강선 코일은, 상기한 강선을 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태가, 안정적인 상태로 된다. 이로 인해, 권취 후의 강선 코일이, 인접하는 강선의 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)가 면 접촉하고 있는 것으로 되기 쉬워진다.

이들의 것에 의해, 본 실시 형태의 강선 코일은, 제조 시에 있어서의 강선의 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집의 발생을 억제할 수 있는 것으로 된다. 또한, 본 실시 형태의 강선 코일은, 니어 네트 셰이프의 스테인리스 강선으로서 이용 가능한 연질의 이형 단면 형상의 강선을 포함하는 것이기 때문에, 복잡 형상의 초비자성 부품의 성형에 적합하다.

본 실시 형태의 강선 코일에 권취되어 있는 강선의 단면 형상은, 도 1에 도시하는 예로 한정되는 것은 아니다.

도 2의 (a)∼도 2의 (c)는 본 실시 형태의 강선의 단면 형상의 다른 예를 도시하는 단면도이다.

도 2의 (a)에 도시하는 강선의 단면 형상이, 도 1에 도시하는 강선의 단면 형상과 다른 점은, 제1 변(1B)에 오목부(C1)가 형성되어 있음과 함께, 제2 변(2B)에 오목부(C2)가 형성되어 있는 점뿐이다. 따라서, 도 2의 (a)에 있어서 도 1과 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.

도 2의 (a)에 도시하는 오목부는, 제1 변(1B) 및 제2 변(2B)의 양쪽에 형성되어 있어도 되고, 제1 변(1B) 또는 제2 변(2B)의 한쪽에만 형성되어 있어도 된다. 또한, 오목부는 제3 변(3) 및/또는 제4 변(4)에 형성되어 있어도 된다. 또한, 각 변에 존재하는 오목부의 수는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 1개이어도 되고, 2 이상이어도 된다.

도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선에서는, 제1 변(1B)은, 오목부(C1)를 사이에 두고 동일직선 상으로 연장되는 제1 변 부재(1b)와 제2 변 부재(1c)로 형성되어 있다. 제1 변 부재(1b)와 제2 변 부재(1c)의 길이는, 동일해도 되고, 각각 상이해도 된다.

폭 치수가 W/10 이상인 오목부(C1)는, 권취된 상태의 인접하는 강선끼리의 접촉이나, 핀치롤의 롤 쌍과 제1 직선부(1a)와의 접촉에 기여하지 않는다. 이로 인해, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 변(1B)에, 폭 치수가 W/10 이상인 오목부(C1)가 형성되어 있는 경우에는, 오목부(C1)의 폭 치수 LC1은 제1 변(1B)의 길이 L1에 포함하지 않는다. 따라서, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상에 있어서의 제1 변(1B)의 길이 L1은, 동일직선 상으로 연장되는 제1 변 부재(1b)의 길이 L1b와, 제2 변 부재(1c)의 길이 L1c를 합계한 길이이다.

도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선에서는, 제2 변(2B)은, 오목부(C2)를 사이에 두고 동일직선 상으로 연장되는 제1 변 부재(2b)와 제2 변 부재(2c)로 형성되어 있다. 제1 변 부재(2b)와 제2 변 부재(2c)의 길이는, 동일해도 되고, 각각 상이해도 된다.

폭 치수가 W/10 이상인 오목부(C2)는, 권취된 상태의 인접하는 강선끼리의 접촉이나, 핀치롤의 롤 쌍과 제2 직선부(2a)와의 접촉에 기여하지 않는다. 이로 인해, 제2 변(2B)에, 폭 치수가 W/10 이상인 오목부(C2)가 형성되어 있는 경우에는, 오목부(C2)의 폭 치수 LC2는 제2 변(2B)의 길이 L2에 포함하지 않는다. 따라서, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상에 있어서의 제2 변(2B)의 길이 L2는, 동일직선 상으로 연장되는 제1 변 부재(2b)의 길이 L2b와, 제2 변 부재(2c)의 길이 L2c를 합계한 길이이다.

또한, 단면 형상에 있어서의 오목부(C1, C2)의 폭 치수가 W/10 미만인 경우에는, 제1 변(1B) 및/또는 제2 변(2B)에 오목부가 형성되어 있어도, 권취된 상태의 인접하는 강선끼리의 접촉에 대한 영향은 무시할 수 있다. 또한, 단면 형상에 있어서의 오목부(C1, C2)의 폭 치수가 W/10 미만인 경우에는, 핀치롤의 대향 배치된 롤 쌍의 각각에, 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)가 접촉하고 있는 상태의 안정성에 미치는 영향도 무시할 수 있다. 이로 인해, 단면 형상에 있어서의 오목부(C1)의 폭 치수가 W/10 미만인 경우에는, 오목부(C1)의 폭 치수를 제1 변(1B)의 길이 L1에 포함한다. 또한, 단면 형상에 있어서의 오목부(C2)의 폭 치수가 W/10 미만인 경우에는, 오목부(C2)의 폭 치수를 제2 변(2B)의 길이 L2에 포함한다.

도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선은, 제1 직선부(1a)를 갖는 제1 변(1B)과, 제1 직선부(1a)에 대해 30°이하의 각도(α)로 경사져 제1 직선부(1a)와 대향 배치된 제2 직선부(2a)를 갖는 제2 변(2B)을 포함하는 것이다. 또한, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선은, 단면 형상의 제1 직선부(1a)에 직교하는 방향의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 단면 형상의 제1 직선부(1a)에 평행하는 방향의 최대 치수인 제2 치수(W)[도 2에 있어서는 제1 변 부재(1b)의 길이 L1b와, 오목부(C1)의 폭 치수 LC1, 제2 변 부재(1c)의 길이 L1c를 합계한 길이임]의 비(T/W)가 3 이하인 것이다. 또한, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선은, 제1 변(1B)의 길이 L1이 제2 변(2B)의 길이 L2 이상이며, 제2 치수(W)에 대한 제1 변(1B)의 길이 L1 및 제2 변(2B)의 길이 L2가, 각각 W/10∼W의 범위인 것이다.

따라서, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일에 있어서도, 도 1에 도시하는 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일과 마찬가지로, 제조 시에 있어서의 강선의 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집의 발생을 억제할 수 있는 것으로 된다.

또한, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선은, 제1 변(1B)에 오목부(C1)가 형성되어 있음과 함께, 제2 변(2B)에 오목부(C2)가 형성되어 있으므로, 도 2의 (a)에 도시하는 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일은, 예를 들어 케이블의 커넥터 등의 니어 네트 셰이프의 스테인리스 강선으로서 적합하다.

또한, 본 실시 형태의 강선 코일에 권취되어 있는 강선의 단면 형상에서는, 제1 변(및/또는 제2 변)의 제1 변 부재와 제2 변 부재는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 동일직선 상으로 연장되어 있어도 되고, 도 2의 (b) 및 도 2의 (c)의 제1 변과 같이, 다른 직선 상으로 연장되어 있어도 된다.

도 2의 (b)에 도시하는 단면 형상에서는, 제1 변(10B)의 제1 변 부재(10b)와 제2 변 부재(10c)가 평행하게 되어 있다. 이 경우, 제1 직선부(1a)에 직교하는 방향의 제1 변 부재(10b)의 연장 방향의 위치와 제2 변 부재(10c)의 연장 방향의 위치 사이의 치수 d1이, 제1 치수(T)의 1/10 이하이면 제1 변(10B)의 제1 변 부재(10b)와 제2 변 부재(10c)가 다른 직선 상으로 연장되어 있어도, 도 2의 (a)의 단면 형상과 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 도 2의 (b)에 있어서는, 제1 변(10B)의 제1 변 부재(10b)와 제2 변 부재(10c)가 다른 직선 상으로 연장되어 있는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 제2 변의 제1 변 부재와 제2 변 부재도 다른 직선 상으로 연장되어 있어도 된다. 제2 변의 제1 변 부재와 제2 변 부재가 다른 방향으로 연장되어 있고, 제1 변 부재와 제2 변 부재가 평행하는 경우, 제1 직선부(1a)에 직교하는 방향의, 제2 변의 제1 변 부재의 연장 방향의 위치와 제2 변 부재의 연장 방향의 위치 사이의 치수가, 제1 치수(T)의 1/10 이하이면 도 2의 (a)의 단면 형상과 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 변(20B)의 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c)가 오목부(C1)를 사이에 두고 다른 직선 상으로 연장되어 있어, 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c)가 평행하지 않은 경우에는, 제1 변 부재(20b)의 연장 방향에 대한 제2 변 부재(20c)의 연장 방향의 각도(θ)가 30°이하이면, 도 2의 (a)의 단면 형상과 동일한 효과가 얻어진다. 즉, 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c)는, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 마루를 형성하는 방법으로 상대적으로 기울어 있어도 되고, 골을 형성하는 방향으로 상대적으로 기울어 있어도 된다.

또한, 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c)가 평행하지 않은 경우, 제1 직선부(1a)의 연장 방향이라 함은, 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c) 중, 긴 쪽의 변 부재[도 2의 (c)에서는, 제2 변 부재(20c)]의 연장 방향을 의미한다. 또한, 제1 변 부재와 제2 변 부재의 길이가 동일한 경우에 있어서의 제1 직선부(1a)의 연장 방향은, 제1 변 부재, 제2 변 부재의 각각을 기준으로 한 경우의 제2 치수(W)를 계측하고, 제2 치수가 긴 쪽의 변 부재의 연장 방향을 의미한다.

또한, 도 2의 (c)에 있어서는, 제1 변(20B)의 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c)가 다른 직선 상으로 연장되어 있어, 제1 변(20B)의 제1 변 부재(20b)와 제2 변 부재(20c)가 평행하지 않은 경우를 예로 들어 설명하였지만, 제2 변의 제1 변 부재와 제2 변 부재도, 다른 직선 상으로 연장되는 평행하지 않은 것이어도 된다. 이 경우, 제2 변의 제1 변 부재와 제2 변 부재가 모두, 제1 직선부(1a)의 연장 방향에 대해 30°이하로 경사져 있으면, 도 2의 (a)의 단면 형상과 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 제1 직선부(1a)에 대해 대향하고 있는 직선이 2 이상 존재하는 경우, 이하의 (1)∼(4)에 기초하여 제2 직선부(2a)를 결정한다.

(1) 제1 직선부(1a)에 대해 30°이하로 경사져 있는 직선이 1개인 경우에는, 그 직선을 제2 직선부(2a)로 한다.

(2) 제1 직선부(1a)에 대해 30°이하로 경사져 있는 직선이 복수인 경우에는, 가장 길이가 긴 직선을 제2 직선부(2a)로 한다.

(3) 제1 직선부(1a)에 대해 30°이하로 경사져 있는 직선이 복수 있고, 가장 길이가 긴 직선이 2 이상 있는 경우에는, 그들 중 제1 직선부(1a)와의 각도의 차가 가장 작은 직선을 제2 직선부(2a)로 한다.

(4) 제1 직선부(1a)에 대해 30°이하로 경사져 있는 직선이 복수 있고, 가장 길이가 긴 직선이 2 이상 있고, 그들 중 제1 직선부(1a)와의 각도의 차가 가장 작은 직선이 2 이상 있는 경우에는, 그들 직선 중 어느 한 직선을 제2 직선부(2a)로 해도 된다.

도 3은 본 실시 형태의 강선의 단면 형상의 다른 예를 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시하는 강선의 단면 형상이, 도 1에 도시하는 단면 형상과 다른 점은, 각 변(1C, 2C, 3C, 4C)의 양단부가 곡선으로 되어 있고, 변과 변이 매끄러운 곡선에 의해 이어져 있는 점이다.

도 3에 도시하는 제1 변(1C)은, 길이 방향 중앙에 배치된 제1 직선부(11a)를 갖고 있다. 또한, 제2 변(2C)은, 길이 방향 중앙에 배치된 제2 직선부(12a)를 갖고 있다. 제1 직선부(11a)와 제2 직선부(12a)는, 대향 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 단면 형상과 마찬가지로, 제1 직선부(11a)에 대해 제2 직선부(12a)는 30°이하의 각도(α)로 경사져 있다.

또한, 도 3에 도시하는 단면 형상에 있어서도, 제1 직선부(11a)에 직교하는 방향의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 단면 형상의 제1 직선부(11a)에 평행하는 방향의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)는 3 이하이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 변(1C)[및/또는 제2 변(2C)]의 한쪽 또는 양쪽의 단부가 곡선인 경우, 곡선 중 후술하는 접촉 범위 11b, 11c, 12b, 12c는, 권취된 상태의 인접하는 강선끼리의 면 접촉을 촉진함과 함께, 강선을 핀치롤의 롤 쌍간에 끼움 지지시킨 상태의 안정성을 향상시키는 기능을 갖는다.

따라서, 도 3에 도시하는 제1 변(1C)에서는, 제1 직선부(11a)의 길이 L11a와, 곡선의 접촉 범위 11b, 11c의 길이 L11b, L11c의 합계 치수를, 제1 변(1C)의 길이 L1이라고 한다. 또한, 도 3에 도시하는 제2 변(2C)에서는, 제2 직선부(12a)의 길이 L12a와, 곡선의 접촉 범위 12b, 12c의 길이 L12b, L12c의 합계 치수를, 제2 변(2C)의 길이 L2라고 한다.

곡선의 접촉 범위 11b, 11c(12b, 12c)는 제1 직선부(11a)[또는 제2 직선부(12a)]의 단부로부터, 제1 직선부(11a)[또는 제2 직선부(12a)]에 대해 30°의 각도로 경사지는 직선을 그리고, 그 직선과 곡선의 교점에서, 제1 직선부(11a)[또는 제2 직선부(12a)]의 단부까지의 범위이다.

도 3에 도시하는 단면 형상에 있어서도, 제1 변(1C)의 길이 L1이 제2 변(2C)의 길이 L2 이상이며, 제2 치수(W)에 대한 제1 변(1C)의 길이 L1 및 제2 변(2C)의 길이 L2는, 각각 W/10∼W의 범위이다.

도 3에 도시하는 단면 형상의 강선은, 제1 직선부(11a)를 갖는 제1 변(1C)과, 제1 직선부(11a)에 대해 30°이하의 각도(α)로 경사져 제1 직선부(11a)와 대향 배치된 제2 직선부(12a)를 갖는 제2 변(2C)을 포함하고, 단면 형상의 제1 직선부(11a)에 직교하는 방향의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 단면 형상의 제1 직선부(1a)에 평행하는 방향의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 제1 변(1C)의 길이 L1이 제2 변(2C)의 길이 L2 이상이며, 제2 치수(W)에 대한 제1 변(1C)의 길이 L1 및 제2 변(2C)의 길이 L2가, 각각 W/10∼W의 범위인 것이다.

따라서, 도 3에 도시하는 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일에 있어서도, 도 1에 도시하는 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일과 마찬가지로, 제조 시에 있어서의 강선의 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집의 발생을 억제할 수 있는 것으로 된다.

또한, 도 3에 도시하는 단면 형상의 강선은, 각 변(1C, 2C, 3C, 4C)이 매끄러운 곡선에 의해 이어져 있기 때문에, 강선의 단면 형상에 있어서의 정점 부분에 핀치롤로부터의 응력이 한층 더 집중되기 어렵다. 또한, 핀치롤의 대향 배치된 롤 쌍의 각각에, 제1 직선부(11a)와 제2 직선부(12a)를 접촉시킨 상태가, 한층 더 안정된다. 이로 인해, 도 3에 도시하는 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일은, 한층 더, 제조 시에 있어서의 강선의 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집의 발생을 억제할 수 있는 것으로 된다.

또한, 본 실시 형태의 강선 코일을 구성하는 강선의 형상은, 도 1∼도 3에 도시하는 단면 형상으로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.

이어서, 본 실시 형태의 강선 코일의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 강선 코일을 제조하기 위해서는, 먼저, 상기 성분 조성을 갖는 본 실시 형태의 선재에 신선 가공을 실시하여, 도 1∼도 3의 어느 쪽의 이형 단면 형상으로 하고, 스트랜드 어닐링을 실시하여 강선으로 한다. 선재의 신선 가공의 신선율은, 상술한 바와 같이 10∼95％인 것이 바람직하다. 또한, 상술한 바와 같이, 스트랜드 어닐링에 있어서의 어닐링 온도는 900∼1200℃인 것이 바람직하고, 어닐링 시간은 5초∼24시간인 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 강선 코일의 제조 방법에서는, 스트랜드 어닐링을 실시한 후, 강선을 핀치롤에 통과시켜 권취한다. 본 실시 형태에 있어서, 강선을 핀치롤에 통과시킬 때는, 핀치롤의 대향 배치된 롤 쌍의 각각에, 제1 변의 제1 직선부와 제2 변의 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시킨다. 그리고, 핀치롤에 의해, 강선이 권취되는 원통형 드럼의 외면과, 강선의 제1 직선부 또는 제2 직선부가 대향하는 방향으로 반송 방향을 제어하면서, 강선을 원통형 드럼에 보내어 권취한다. 이것에 의해, 본 실시 형태의 강선 코일의 제조 방법에서는, 제조 시에 있어서의 강선의 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집의 발생이 억제된다.

또한, 본 실시 형태의 강선 코일의 제조 방법에 있어서는, 스트랜드 어닐링 후의 강선을 핀치롤에 통과시키기 전에, 단면 형상을 교정하거나 전이를 도입하기 위해, 스킨 패스 가공을 실시해도 된다.

또한, 본 실시 형태의 강선의 단면 형상이 원형인 경우에는, 제조 시에 있어서의 강선의 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집의 발생이 문제로 되는 경우는 없다. 따라서, 본 실시 형태의 강선의 단면 형상이 원형인 경우에는, 종래 공지의 어느 방법을 사용하여 강선을 권취하여 강선 코일로 해도 된다.

실시예

이하에 본 실시 형태의 실시예에 대해 설명한다.

표 1∼표 3에 실시예의 선재의 성분 조성을 나타낸다.

스테인리스강의 염가 용제 프로세스인 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 용제를 상정하고, 100㎏의 진공 용해로에서 용해하고, 표 1∼표 3에 나타내는 성분 조성을 갖는 직경 180㎜의 주조편에 주조하였다. 얻어진 주조편을 직경 6㎜까지 열간 선재 압연(감면율:99.9％)하고, 1000℃에서 열간 압연을 종료하였다. 그 후, 용체화 처리(균일화 열처리)로서 1050℃에서 30분간 유지한 후에 수냉하고, 산세를 행하고 단면에서 볼 때 원형의 선재로 하였다.

또한, 일부의 선재에 대해서는, 통상의 강선의 제조 공정에서, 직경 4.2㎜의 단면에서 볼 때 원형의 강선으로 신선 가공하고, 1050℃에서 3분간 유지하는 스트랜드 어닐링을 실시하고, 강선으로 하였다.

그리고, 얻어진 선재 및 강선의 인장 강도, 인장 파단 단면 수축률, 냉간 가공성, 내식성과 자성을 평가하였다. 그 평가 결과를 표 4∼표 6에 나타내었다. 또한, 표 4∼6에 나타내는 각종 결과는, No.1, 3, 5∼76, 82∼89, 116∼119에 대해서는 선재 상태에서 측정한 특성값이며, No.2, 4에 대해서는 강선 상태에서 측정한 특성값이다.

선재와 강선의 인장 강도, 인장 파단 단면 수축률은 JIS Z 2241에 준거하여, 측정하였다.

본 발명예의 인장 강도는 모두 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률은 70％ 이상이었다.

또한, Mn:13.0％ 초과, 20％ 이하, Cu:1.0％∼4.0％, Al:0.01％∼1.3％, N:0.01 이상, 0.10％ 미만으로 성분 조성을 적정화한 본 발명예는, 인장 강도는 590㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률은 75％ 이상으로 양호한 값을 나타내었다.

냉간 가공성의 평가는, 선재 또는 강선으로부터 직경 4㎜, 높이 6㎜의 원통형 샘플을 잘라내고, 높이 방향으로 가공률 75％로 냉간 압축 가공(변형 속도 10/s)을 실시하고, 평원반 형상으로 하였다. 그리고, 압축 가공 후의 샘플에 있어서의 균열의 유무 및 압축 가공 시의 변형 저항을 측정하였다.

균열이 없고, SUS304의 변형 저항(1100㎫)보다 작은 변형 저항으로 냉간 압축 가공할 수 있는 경우, 냉간 가공성을 B(good)라고 평가하고, 균열이 발생한 경우나 SUS304 이상의 변형 저항의 경우, 냉간 가공성을 C(bad)라고 평가하였다. 또한, SUSXM7과 같은(1000㎫ 이하) 변형 저항을 나타내는 경우, 냉간 가공성을 A(excellent)로 하여 평가하였다.

본 발명예의 평가는 B(good) 및 A(excellent)이며, 우수한 냉간 가공성을 나타내었다.

내식성의 평가는, JIS Z 2371의 염수 분무 시험에 따라서, 100시간의 분무 시험을 실시하고, 발청하는지의 여부로 평가하였다. 무발청 레벨이라면 내식성을 양호(B), 유녹 등 적녹 발청의 경우에는 내식성을 불량(C)으로 하여 평가하였다.

본 발명예의 내식성의 평가는 모두 양호하였다.

자성의 평가는, 냉간 가공성의 평가에 사용한 냉간 압축 가공 후의 샘플에 대해, 직류 자화 시험 장치에 의해 10000(Oe)의 자장을 부여하여, 그때의 자속 밀도로 평가하였다.

본 발명예의 자속 밀도는, 냉간 압축 가공 후에도 불구하고, 0.01T 이하를 나타내고, 특히 Mn:13.0％ 초과, 24.9％ 이하, Ni:6.0％ 초과, 10.0％ 미만, Md30:-167 이하로 적정화함으로써, 0.007T 이하의 양호한 초비자성을 나타내었다.

이어서, Ni이나 Cu의 국소 편석에 미치는 열간 선재 압연에서의 열간 가공률 및 그 후의 균일화 열처리 온도의 영향을 조사하였다.

표 4 또는 표 5에 나타내는 선재를 제조하는 공정과 마찬가지로 하여 제조한 표 1 또는 표 2에 나타내는 성분 조성의 강 A, CW의 직경 180㎜의 주조편을, 표 7에 나타내는 감면율로 직경 6㎜(감면율 99.9％), 직경 18㎜(감면율 99.0％), 직경 30㎜(감면율 97.0％) 중 어느 하나까지 열간 선재 압연하고, 1000℃에서 열간 압연을 종료하였다. 그 후, 용체화 처리(균일화 열처리)로서, 표 7의 No.80, 94는 900℃, 표 7의 No.77, 81, 90, 95, 97, 99는 1050℃, 표 7의 No.78, 91, 92, 96, 98은 1150℃, 표 7의 No.79, 93은 1250℃의 온도에서 30분간 유지한 후에 수냉하고, 산세를 행하고 단면에서 볼 때 원형의 선재로 하였다. 또한, 일부의 선재에 대해서는, 통상의 강선의 제조 공정에서, 직경 4.2㎜의 단면에서 볼 때 원형의 강선으로 신선 가공하고, 1050℃에서 3분간 유지하는 스트랜드 어닐링을 실시하고, 강선(표 7의 No.96∼99)으로 하였다.

그리고, 얻어진 선재, 강선의 인장 강도, 인장 파단 단면 수축률, 냉간 가공성, 내식성, 자성을 상기와 마찬가지로 하여 평가하였다. 또한, 하기하는 방법에 의해 강재 및 강선의 Ni과 Cu의 편석의 표준 편차를 산출하였다. 그 결과를 표 7에 나타내었다. 또한, 표 7에 나타내는 각종 결과는, No.77∼81, 90∼95에 대해서는 선재 상태에서 측정한 특성값이며, No.96∼99에 대해서는 강선 상태에서 측정한 특성값이다. 강선의 각종 특성값은, 상술한 선재와 동일한 방법으로 측정을 행하였다.

선재 또는 강선의 Ni 농도와 Cu 농도의 표준 편차(횡단면 내 중심부의 편차의 표준 편차 σ)는 이하와 같이 하여 산출하였다. 먼저, 선재 또는 강선의 횡단면의 중심으로부터, 선재 또는 강선의 직경의 1/4을 반경으로 하는 원으로 둘러싸인 영역의 임의 개소를, EPMA 분석으로 농도의 맵 분석을 실시하고, 평가하였다. EPMA 분석에서는, 1㎛ 피치로 세로 200점, 가로 200점의 격자 형상의 측정 개소에 대해 Ni 및 Cu의 농도를 측정하고, Ni 농도 및 Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ를 구하였다.

표 7에 나타내는 바와 같이, 선재의 열간 가공률(열간 선재 압연의 감면율)을 99％ 이상, 균일화 열처리 온도를 1000∼1200℃로 한 본 발명예는, Ni 편석의 표준 편차가 5％ 이하, Cu 편석의 표준 편차가 1.5％ 이하이고, 양호한 냉간 가공성과 초비자성이 얻어졌다.

이어서, 어닐링이 실시되고, 연질이고 형상이 찌그러지지 않는 이형 단면 형상의 강선 코일을 얻기 위해, 스트랜드 어닐링 후의 형상 찌그러짐에 미치는 강선의 이형 단면 형상의 영향을 조사하였다.

표 4 또는 표 5에 나타내는 선재를 제조하는 공정과 마찬가지로 하여 제조한 표 1 또는 표 2에 나타내는 성분 조성의 강 A, CW의 직경 180㎜의 주조편을, 감면율 99.9％로 직경 6㎜까지 열간 선재 압연하고, 1000℃에서 열간 압연을 종료하였다. 그 후, 용체화 처리(균일화 열처리)로서 1050℃에서 30분간 유지한 후에 수냉하고, 산세를 행하여 단면에서 볼 때 원형의 선재로 하였다.

제조한 직경 6㎜의 단면에서 볼 때 원형의 선재에 이형선 압연(신선 가공)을 실시하여, 도 1에 도시하는 단면 형상을 갖고, 각 부의 치수를 표 8에 나타내는 바와 같이 변화시킨 4각형의 이형 단면 형상의 강선을 성형하고, 그 후, 1050℃에서 3분간 유지하는 스트랜드 어닐링을 실시한 후, 이하에 나타내는 방법을 사용하여 권취하고, 강선 코일로 하였다.

표 8에 있어서 「T」는 단면 형상의 제1 직선부에 직교하는 방향의 최대 치수이며, 「W」는 단면 형상의 제1 직선부에 평행하는 방향의 최대 치수이다. 「α」는 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)가 이루는 각도이다. 「L1」은 제1 변(1)의 길이이며, 「L2」은 제2 변(2)의 길이이다.

「권취 방법」

핀치롤의 평행하게 대향 배치된 롤 쌍의 각각에, 제1 직선부(1a)와 제2 직선부(2a)가 접촉하도록 강선을 사이에 끼워 통과시켜, 강선의 반송 방향을 제어하면서 권취하였다.

강선 코일의 강선에 대해, 단면 형상에 찌그러짐이 있는지의 여부와, 흠집이 있는지의 여부를 육안으로 평가(형상 평가)하였다. 그리고, 찌그러짐이나 흠집이 존재하는 경우를 C(bad), 찌그러짐이 존재하지 않는 경우를 B(good), 찌그러짐도 흠집도 존재하지 않는 경우를 A(excellent)로 하여 평가하였다. 그 평가 결과를 표 8에 나타내었다.

표 8에 나타내는 바와 같이, T/W, α, L1 중 어느 하나가 본 실시 형태의 범위 외인 경우, 강선 코일의 강선에, 찌그러짐이나 흠집이 발생하여, 형상 평가가 C(bad)로 되었다.

표 8로부터, 강선 코일의 강선의 단면 형상을 α≤30°, T/W가 3 이하, L1 및 L2가 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상으로 함으로써, 강선에 단면 형상의 찌그러짐이나 흠집이 발생하는 것을 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.

이상의 각 실시예로부터 명백해진 바와 같이, 본 실시 형태에 의해, 냉간 가공성이 우수한 고내식성·초비자성의 오스테나이트계 스테인리스 강선재 및 강선을 저렴하게 제조할 수 있다. 본 실시 형태의 선재 및 강선, 이형 단면 형상의 강선이 권취된 강선 코일은, 이것을 사용하여 복잡 형상으로 냉간 가공이 가능하고, 또한 냉간 가공 후의 제품에서 초비자성을 부여하는 것이 가능하다.

따라서, 본 실시 형태는, 고내식성·초비자성 제품을 저렴하게 제공할 수 있어, 산업상 극히 유용하다.

1, 1B, 1C : 제1 변
1a, 11a : 제1 직선부
2, 2B, 2C : 제2 변
2a, 12a : 제2 직선부

Claims

질량％로,
C:0.08％ 이하,
Si:0.05％∼2.0％,
Mn:8.0％ 초과, 25.0％ 이하,
P:0.06％ 이하,
S:0.01％ 이하,
Ni:6.0％ 초과, 30.0％ 이하,
Cr:13.0％∼25.0％,
Cu:0.2％∼5.0％,
N:0.20％ 미만,
Al:0.002％∼1.5％를 함유하고,
C＋N가 0.20％ 미만이고,
잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고,
하기 식 a로 나타내어지는 Md30이 -150 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.
[식 a]

단, 식 a 중의 원소 기호는, 당해 원소의 강 중에 있어서의 함유량(질량％)을 의미한다.
제1항에 있어서,
또한, 하기 A군∼E군으로부터 적어도 1군 이상의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.
A군 또한, 질량％로, Mo:3.0％ 이하를 함유하고, 하기 식 b로 나타내어지는 Md30이 -150 이하를 만족한다.
[식 b]

단, 식 b 중의 원소 기호는, 당해 원소의 강 중에 있어서의 함유량(질량％)을 의미한다.
B군 또한, 질량％로, Nb:1.0％ 이하,
V:1.0％ 이하,
Ti:1.0％ 이하,
W:1.0％ 이하,
Ta:1.0％ 이하 중, 1종 이상을 함유한다.
C군 또한, 질량％로, Co:3.0％ 이하를 함유한다.
D군 또한, 질량％로, B:0.015％ 이하를 함유한다.
E군 또한, 질량％로, Ca:0.01％ 이하,
Mg:0.01％ 이하,
REM:0.05％ 이하 중, 1종 이상을 함유한다.
제1항 또는 제2항에 있어서,
또한, 횡단면 내 중심부의 Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ가 5질량％ 이하, Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ가 1.5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.
제1항 또는 제2항에 있어서,
또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.
제3항에 있어서,
또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재.
제1항에 기재된 성분 조성을 갖고, 상기 식 a로 나타내어지는 Md30이 -150 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.
제2항에 기재된 성분 조성을 갖고, 상기 식 a, 또는, 상기 식 b로 나타내어지는 Md30이 -150 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.
제6항에 있어서,
또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.
제7항에 있어서,
또한, 인장 강도가 650㎫ 이하, 인장 파단 단면 수축률이 70％ 이상인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
또한, 횡단면 내 중심부의 Ni 농도의 편차의 표준 편차 σ가 5질량％ 이하, Cu 농도의 편차의 표준 편차 σ가 1.5질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선.
권취된 상태의 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 강선을 구비하고,
상기 강선의 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고,
상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고,
상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일.
권취된 상태의 제10항에 기재된 강선을 구비하고,
상기 강선의 단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고,
상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고,
상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일.
제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖는 주조편을, 99％ 이상의 감면율로 열간 선재 압연하고, 그 후, 1000∼1200℃에서 균일화 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선재의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여,
단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고,
스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.
제3항에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여,
단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고,
스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.
제4항에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여,
단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고,
스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.
제5항에 기재된 선재에 신선 가공을 실시하여,
단면 형상이, 제1 직선부를 갖는 제1 변과, 상기 제1 직선부와 평행, 또는 상기 제1 직선부에 대해 30°이하의 각도로 경사져 상기 제1 직선부와 대향 배치된 제2 직선부를 갖는 제2 변을 포함하고, 상기 제1 직선부에 직교하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제1 치수(T)와, 상기 제1 직선부에 평행하는 방향의 상기 단면 형상의 최대 치수인 제2 치수(W)의 비(T/W)가 3 이하이고, 상기 제1 변의 길이가 상기 제2 변의 길이 이상이며, 상기 제2 치수(W)에 대한 상기 제1 변의 길이 및 상기 제2 변의 길이가, 각각 W/10∼W의 범위인 이형 단면 형상의 강선으로 하고,
스트랜드 어닐링을 실시한 후, 상기 강선을 핀치롤에, 대향 배치된 롤 쌍의 각각에 상기 제1 직선부와 상기 제2 직선부가 접촉하도록 사이에 끼워 통과시켜, 상기 강선을 권취하는 것을 특징으로 하는, 냉간 가공성, 내식성이 우수한 초비자성 연질 스테인리스 강선 코일의 제조 방법.