KR20150100927A

KR20150100927A - 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150100927A
Application number: KR1020157020537A
Authority: KR
Inventors: 준이치 하마다; 에이이치로 이시마루
Original assignee: 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2015-09-02
Also published as: EP2952602A1; PL2952602T3; JP5843982B2; TWI507544B; EP2952602A4; KR101706004B1; CN104968823B; ES2795681T3; CN104968823A; US20150376732A1; TW201435098A; US20180066335A1; US10358689B2; EP2952602B1; WO2014119796A1; JPWO2014119796A1

Abstract

리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판이며, 질량％로, Cr: 10~30％, Sn: 0.005~1％, C: 0.001~0.1％, N: 0.001~0.1％, Si: 0.01~3.0％, Mn: 0.01~3.0％, P: 0.005~0.1％, S: 0.0001~0.01％를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 표층으로부터 t/4(t는 판 두께)에 있어서의 {100} <012> 방위의 X선 회절 강도가 2 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법{FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET WITH EXCELLENT WORKABILITY AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 가공성과 리징 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

페라이트계 스테인리스 강판은, 내식성이나 내열성이 우수하여, 가전 제품, 수송 기기, 건축용 등의 여러 분야에서 사용되고 있다. 그러나, 오스테나이트계 스테인리스 강에 비하여 연성이 떨어짐과 함께, 성형 가공 시에 리징이라고 불리는 표면 요철이 발생하여, 표면 품질이나 성형 가공 후의 연마성을 저해하는 문제가 있다.

성형성의 향상에 대해서는, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같이, C나 N을 저감하고, 또한 Ti나 Nb를 첨가하는 방법이 개시되어 있다. 강 성분을 고순도화해 {111} 결정 방위를 증가시킴으로써, 페라이트계 스테인리스 강판은 딥 드로잉성의 지표인 r값이 향상되어, 성형성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

리징에 대해서는, 주조 조직이나 열연 조직에 기인하여 유사한 결정 방위를 갖는 결정립 집단(콜로니)이 제품판에 잔존함으로써 리징이 발생하는 것이 알려져 있다. 이 중에서, 특히 {100} 결정 방위를 갖는 콜로니를 저감시키기 위한 기술이 다수 개시되어 있다. 대표적인 기술로서는, 응고 조직을 등축화하는 방법으로서 특허문헌 2 등에 나타나 있는, 전자 교반, 응고핵접종, 저온 주조 등이 있다. 또한, 열연 조건이나 어닐링 조건이나 제품판의 콜로니 사이즈의 한정이, 특허문헌 3~5 등에서 공지로 되어 있다.

이상과 같이, 종래의 페라이트계 스테인리스 강판의 r값 향상이나 리징 저감에는, 성분 조정이나 제조 조건의 적정화에 따른 것이 개시되어 있다. 특히 리징에 대해서는 완전히 무해화할 수 있는 레벨까지 도달하고 있지 않아, 판 두께 방향의 불균일한 조직, 집합 조직을 제어하여, 추가적인 표면 품질 개선이 필요하다.

한편, 특허문헌 6, 7 및 8에 있어서, Sn 첨가 페라이트계 스테인리스 강에 관한 특허가 공개되어 있다. 특허문헌 7에는, 내식성, 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강에 관한 기술이 개시되어 있고, 가공성에 대해서는, Sn 첨가 강에서 0.2％ 내력이 300㎫ 이하, 파단 신장이 30％ 이상으로 하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 0.2％ 내력이나 파단 신장만으로는 딥 드로잉성이나 리징성을 충분히 충족시키는 것이 얻어지지 않아, 가공성에 관한 과제가 남아 있다.

일본 특허 공개 소61-261460호 공보 일본 특허 출원 소50-123294호 공보 일본 특허 공고 소61-19688호 공보 일본 특허 공고 소57-38655호 공보 일본 특허 공개 평10-330887호 공보 일본 특허 공개 제2008-190003호 공보 일본 특허 공개 제2009-174036호 공보 일본 특허 공개 제2010-159487호 공보

본 발명의 목적은, 기지의 기술의 문제점을 해결하여, 성형성이 양호하고 리징의 발생이 적은 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은, 페라이트계 스테인리스 강판의 가공성, 리징성에 대해서, 강 조성, 제조 과정에 있어서의 집합 조직 형성, 나아가 리징의 발생 기구에 관한 상세한 연구를 행하였다.

그 결과, 강판 내부에 특정한 결정 방위의 조직을 생성함으로써, 딥 드로잉성이나 내리징성으로 대표되는 성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판을 제조하는 것이 가능한 것을 알아내었다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 질량％로, Cr: 10~30％, Sn: 0.005~1％, C: 0.001~0.1％, N: 0.001~0.1％, Si: 0.01~3.0％, Mn: 0.01~3.0％, P: 0.005~0.1％, S: 0.0001~0.01％를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 판 두께를 t라고 한 때, 표층으로부터 t/4에 있어서의 {100} <012> 방위의 X선 회절 강도가 2 이상인 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.

(2) 또한, 질량％로, Ti: 0.005~0.5％, Nb: 0.005~0.5％, Zr: 0.005~0.5％, V: 0.01~0.5％, Ni: 0.01~1％, Mo: 0.1~3.0％, W: 0.1~3.0％, Cu: 0.1~3.0％, B: 0.0003~0.0100％, Al: 0.01~1.0％, Ca: 0.0001~0.003％, Mg: 0.0001~0.005％, Co: 0.001~0.5％, Sb: 0.005~0.3％, REM: 0.001~0.2％, Ga: 0.0002~0.3％로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.

(3) (1) 또는 (2)에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판을 제조하는 방법이며, 열연판 어닐링 공정에 있어서, 850℃ 이상으로 가열하고, 500℃까지의 냉각 속도를 50℃/sec 이하로 하여 냉각하고, 냉연 공정에 있어서, 직경이 150㎜ 이하인 롤 직경을 사용하여, 압하율 60％ 이상으로 압연하는 것을 특징으로 하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.

이상의 설명으로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에 따르면 특히 리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판을 특별한 신규 설비를 필요로 하지 않고, 효율적으로 제공할 수 있다.

도 1은 냉연 어닐링판의 표층으로부터 t/4에 있어서의 {100} <012> 방위 강도와 리징 높이의 관계를 도시하는 도면이다.

이하에 본 발명의 한정 이유에 대하여 설명한다.

Cr은, 내식성, 고온 강도 및 내산화성의 확보를 위하여 10％ 이상 첨가할 필요가 있지만, 30％ 이상의 첨가는 인성 열화에 의해 제조성이 나빠지는 것 외에, 재질도 열화된다. 따라서, Cr의 범위는 10~30％로 하였다. 또한, 비용과 내식성의 관점에서는 13.0~25.0％가 바람직하다. 또한, 제조성이나 고온 연성을 고려하면, 13.0~18.0％가 바람직하다. 15.5~16.5％여도 된다.

Sn은, 결정 방위 제어에 의한 리징 억제를 위하여 본 발명에서 매우 중요한 원소이고, 0.005~1％를 첨가한다. Sn은 입계에 편석하기 쉬운 원소이고, 제조 공정에 있어서의 열연판 어닐링 공정에서 입계 편석이 발생한다. 본 발명자들은, 이것을 냉간 압연하고, 재결정을 위한 열처리를 실시하면, Sn 편석부로부터 리징 저감에 유효한 특징적인 결정 방위가 핵 생성되기 쉬워지는 것을 알아내었다.

일반적으로 냉간 압연 후의 재결정 방위로서는, 판 두께 중심부에서는 {111} 결정 방위가 주로 발달한다. 그 밖에 {111}보다도 소성 변형능이 작고 판 두께 감소가 발생하기 쉬운 {100} 방위가 콜로니 형상으로 존재하면, 가공 후에 표면 요철이 발생해 리징성이 나빠진다. 한편, 표층으로부터 t/4부 근방에 있어서는, {111} 결정 방위는 약해진다. 본 연구에서는, Sn을 첨가한 경우, 냉간 압연 후의 어닐링 단계에서 표층으로부터 t/4 근방에 있어서 {100} <012> 방위가 형성되기 쉬워지는 것을 알아내었다. 냉간 압연 시에 표층으로부터 t/4부는 큰 전단 변형이 재료 내부에 작용한다. 열연판 어닐링 시에 Sn이 입계 편석하고 있으면, 이 전단 변형이 편석부에 현저하게 작용하고, 그 후의 열처리 공정에서 {100} <012>라는 특이한 결정 방위가 핵 생성되기 쉬워진다고 생각된다.

후술하는 바와 같이, {100} <012> 방위가 표층으로부터 t/4부에 생성되면, 판 두께 중심층부의 콜로니 사이의 소성 이방성에 기인하여 발생하는 요철을 완화하는 작용이 표층부 근방에서 일어나기 때문에, 표면 요철이 발생하기 어려워진다고 추정된다. Sn의 입계 편석과 {100} <012> 방위 형성에는, 0.005％ 이상의 첨가로 발생하는 점에서, 하한을 0.005％로 하였다. 한편, 과도한 첨가는 제조 공정에 있어서의 깨짐 등의 문제가 발생하는 점에서, 그 상한을 1％로 하였다. 또한, 용접성이 열화되는 관점에서, 상한을 0.5％로 하는 것이 바람직하다. 또한, 내식성이나 인성의 관점에서, 0.03~0.5％가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1~0.3％이고, 최적으로는 0.15~0.25％이다.

본 발명에서는, 상기한 바와 같이 Sn 첨가에 의해, 제조 과정에서 Sn이 입계 편석을 발생시키는 것을 활용하여, 냉연 및 어닐링 후에 판 두께 표층으로부터 t/4부 근방에서, 통상적으로는 거의 발생하지 않는 마이너한 결정 방위 {100} <012>를 발생시켜, 리징 저감을 도모하는 것이 특징이다.

도 1에 표층으로부터 t/4 근방에 있어서의 {100} <012> 방위 강도와 리징성의 관계를 도시한다. 여기에서는, 17％ Cr 강(0.005％C-0.1％Si-0.1％Mn-0.01％P-0.0001％S-0.1％Ti-0.18％Nb-0.007％N)으로 Sn 무첨가(<0.001％)와 0.2％ Sn 첨가 강을 진공 용해하고, 열연, 냉연, 어닐링을 실시하여 냉연 어닐링판을 얻었다. {100} <012> 방위의 X선 회절 강도는, X선 회절 장치(리가쿠덴키코교 카부시키가이샤 제조)를 사용하고, Mo-Kα선을 사용하여, 표층으로부터 t/4 근방 영역(기계 연마와 전해 연마의 조합으로 측정면을 현출)의 (200), (310) 및 (211) 정극점도를 얻고, 이들로부터 구면 조화 함수법을 사용하여 3차원 결정 방위 밀도 함수를 얻고, 결정 방위 강도(랜덤 샘플과의 강도 비율)를 구하였다.

리징성에 대해서는, 냉연 어닐링판으로부터 JIS5호 인장 시험편을 채취하고, 압연 방향과 평행하게 16％의 변형을 부여하여, 리징 높이(압연 방향과 직각 방향에 발생하는 요철의 최대 거리)와 목시 검사로 리징성을 평가하였다. 목시 검사의 랭크는,

A: 리징이 확인되지 않음(리징 높이 5㎛ 이하),

B: 리징이 눈으로 약간 확인됨(리징 높이 10㎛ 이하),

C: 리징이 눈으로 명료하게 확인됨(리징 높이 20㎛),

D: 리징이 눈으로 명료하게 확인됨과 함께, 표면을 손가락으로 만졌을 때 요철의 발생을 알 수 있음(리징 높이 30㎛ 초과)

이다.

도 1로부터, 표층으로부터 t/4(t는 판 두께)에 있어서의 {100} <012> 방위의 X선 회절 강도를 2 이상으로 함으로써 리징 특성이 A 레벨이 되고, 실용상 문제 없는 레벨까지 저감하는 것이 가능하게 된다. 따라서, {100} <012> 방위 강도의 하한을 2 이상으로 하였다. 상기 결정 방위는, 상기한 바와 같이 Sn의 입계 편석과 전단 변형 부여에 의해 얻어진다. 보다 현저하게 발생시키기 위해서는, Sn의 입계 편석량의 증가나 강 전단 변형이 필요하다. 이들은, 제조성에 과제를 수반하는 경우가 있는 것 외에, r값의 저하로도 이어지는 점에서, 바람직한 범위로서 상한을 10 이하로 한다.

C는, 가공성, 내식성 및 내산화성을 열화시키는 점에서, 그 함유량은 적을수록 좋기 때문에, 상한을 0.1％로 하였다. 단, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 하한을 0.001％로 하였다. 또한, 제조 비용, 내식성 및 가공성을 고려하면 0.002~0.05％가 바람직하다. 또한 내식성의 관점에서, 0.002~0.009％로 하는 것이 바람직하다.

N도 C와 마찬가지로, 가공성, 내식성 및 내산화성을 열화시키는 점에서, 그 함유량은 적을수록 좋기 때문에, 상한을 0.1％로 하였다. 단, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 하한을 0.001％로 하였다. 또한, 제조 비용, 내식성 및 가공성을 고려하면 0.002~0.05％가 바람직하다.

Si는, 탈산 원소로서 첨가되는 경우가 있는 것 외에, 내산화성이나 고온 강도를 향상시키는 원소이고, 0.01％ 이상 첨가한다. 과도한 첨가는, 상온 연성을 저하시켜서 가공성을 열화시키기 때문에, 상한을 3.0％로 하였다. 또한, 재질 및 산화 특성을 고려하면 0.05~1.0％가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.1~0.7％이다.

Mn은, 고온에서 MnCr₂O₄나 MnO를 형성하고, 스케일 밀착성을 향상시킨다. 이 효과는, 0.01％ 이상에서 발현되는 점에서, 하한을 0.01％로 하였다. 한편, 과도한 첨가는 내식성이나 연성을 저하시키기 때문에, 상한을 3.0％로 하였다. 또한, 가공성과 제조성을 고려하면 0.05~1.5％가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 0.1~1.0％이다.

P는, Si와 마찬가지로 고용 강화 원소이며, 재질 상 그 함유량은 적을수록 좋아, 상한을 0.1％로 하였다. 단, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 하한을 0.005％로 하였다. 또한, 제조 비용과 내산화성을 고려하면 0.01~0.025％가 바람직하다.

S는, 재질, 내식성 및 내산화성의 관점에서 적을수록 좋기 때문에, 상한을 0.01％로 하였다. 특히, 과도한 첨가는 Ti 등과 화합물을 생성시키고, 열연 어닐링판의 재결정과 입성장을 너무 촉진시켜 r값을 열화시킨다. 단, 과도한 저감은 정련 비용의 증가로 이어지기 때문에, 하한을 0.0001％로 하였다. 또한, 제조 비용과 내식성을 고려하면 0.0010~0.0050％가 바람직하다.

Ti는, C, N, S와 결합시켜서 내식성, 내입계 부식성 및 딥 드로잉성을 더욱 향상시키기 위하여 첨가하는 원소이다. 특히 r값을 향상시키는 {111} 결정 방위의 발달은 0.005％ 이상의 첨가로 발현되는 점에서, 하한을 0.005％로 하였다. 0.5％ 이상의 첨가에 의해 인성, 2차 가공성 및 r값이 열화되는 점에서, 상한을 0.5％로 하였다. 또한, 제조 비용, 표면 상처 및 스케일 박리성을 고려하면, 0.05~0.2％가 바람직하다.

Nb는, 고용 강화 및 석출 강화에 의해 고온 강도나 고온 피로 특성을 향상시키기 위하여 첨가하는 원소이다. 또한, C나 N을 탄질화물로서 고정하고, 제품판의 재결정 집합 조직을 발달시킴과 함께, Laves 상이라고 불리는 Fe와 Nb의 금속 간 화합물을 형성하고, 그 체적률이나 사이즈에 따라 재결정 집합 조직 형성에 영향을 주고, r값 향상에 기여한다. 이들 작용은, 0.005％ 이상에서 발현되기 때문에, 하한을 0.005％로 하였다. 한편, 과도한 첨가는 경질화를 초래하고, 상온 연성이나 r값의 저하로 이어지는 점에서, 상한을 0.5％로 하였다. 또한, 비용이나 제조성을 고려하면 0.1~0.3％가 바람직하다.

Zr은, 내산화성을 향상시키는 원소이고, 필요에 따라서 첨가한다. 그 작용은 0.005％ 이상에서 발현되기 때문에, 하한을 0.005％로 하였다. 단, 0.5％ 이상의 첨가는, 인성이나 산 세정성 등의 제조성을 현저하게 열화시키는 것 외에, Zr과 탄소 및 질소의 화합물이 조대화하고, 열연 어닐링판 조직을 조립화시켜서, r값을 저하시키기 때문에, 상한을 0.5％로 하였다. 또한, 제조 비용을 고려하면, 0.05~0.20％가 바람직하다.

V는, C, N과 결합하여 내식성, 내입계 부식성 및 딥 드로잉성을 더욱 향상시키기 위하여 첨가하는 원소이다. 특히 r값을 향상시키는 {111} 결정 방위의 발달은 0.01％ 이상의 첨가로 발현되는 점에서, 하한을 0.01％로 하였다. 한편, 0.5％ 이상의 첨가에 의해 인성이나 2차 가공성이 열화되는 점에서, 상한을 0.5％로 하였다. 또한, 제조 비용, 표면 흠을 고려하면, 0.05~0.3％가 바람직하다.

Ni는, 인성과 내식성을 향상시키는 원소이기 때문에, 필요에 따라서 첨가한다. 인성에 대한 기여는 0.01％ 이상에서 발현되기 때문에, 하한을 0.01％로 하였다. 한편, 1％ 초과의 첨가에 의해 오스테나이트 상이 생성되고, r값이 저하되기 때문에, 상한을 1％로 하였다. 또한, 비용을 고려하면, 0.05~0.5％가 바람직하다. 또한, 간극 부식성의 관점도 고려하면, 0.2~0.5％가 더욱 바람직하다.

Mo는, 내식성을 향상시킴과 함께, 고용 Mo에 의한 고온 강도의 향상을 가져온다. 이 효과는 0.1％ 이상에서 발현되는 점에서, 하한을 0.1％로 하였다. 단, 과도한 첨가는 인성의 열화나 신장의 저하를 초래한다. 또한, Laves 상이 지나치게 생성되어 {011} 방위립이 생성되기 쉬워지고, r값의 저하를 초래하는 것 외에, 3.0％ 초과의 첨가로 내산화성이 열화되기 때문에, 상한을 3.0％로 하였다. 또한, 제조 비용 및 제조성을 고려하면 0.1~2.0％가 바람직하다.

W는, Mo와 마찬가지로, 내식성을 향상시킴과 함께, 고용 Mo에 의한 고온 강도의 향상을 가져온다. 이 효과는 0.1％ 이상에서 발현되는 점에서, 하한을 0.1％로 하였다. 단, 과도한 첨가는 인성 열화나 신장의 저하를 초래한다. 또한, Laves 상이 지나치게 생성되어 {011} 방위립이 생성되기 쉬워지고, r값의 저하를 초래하는 것 외에, 3.0％ 초과의 첨가로 내산화성이 열화되기 때문에, 상한을 3.0％로 하였다. 또한, 제조 비용 및 제조성을 고려하면 0.1~2.0％가 바람직하다.

Cu는, 내청성을 향상시킴과 함께, ε-Cu 석출에 의해, 특히 중온 영역에서의 고온 강도를 올리는 원소이다. 이 효과는 0.1％ 이상의 첨가에 의해 발현되는 점에서, 하한을 0.1％로 하였다. 한편, 3.0％ 이상의 첨가에 의해, 인성 열화나 신장의 극단적인 저하를 초래하는 것 외에, 열연 과정에서 ε-Cu가 석출되고, {011} 방위립이 생성되어 r값이 저하되기 때문에, 상한을 3.0％로 하였다. 또한, 내산화성이나 제조성, 건습 반복 부식 환경에 있어서의 녹 흐름 억제의 관점에서 0.2~1.5％가 바람직하다. 비용을 고려하면, 0.2~0.5％가 좋다.

B는, 2차 가공성을 향상시키는 원소이고, 그 효과는 0.0003％ 이상에서 발현되는 점에서, 하한을 0.0003％로 하였다. 0.0100％ 초과의 첨가에 의해 Cr₂B 등의 B 화합물이 생성되고, 입계 부식성이나 피로 특성을 열화시키는 것 외에, {011} 방위립의 증가를 초래하여 r값을 저하시키기 때문에, 상한을 0.0100％로 하였다. 또한, 용접성이나 제조성을 고려하면, 0.0003~0.0020％가 바람직하다.

Al은, 탈산 원소로서 첨가되는 경우가 있는 것 외에, 고온 강도나 내산화성을 향상시킨다. 그 작용은 0.01％부터 발현되기 때문에, 하한을 0.01％로 하였다. 또한, 1.0％ 이상의 첨가는, 신장의 저하나 용접성 및 표면 품질의 열화를 초래하는 것 외에, Al 산화물에 의해 {011} 방위립의 생성이 촉진되고, r값이 저하되기 때문에, 상한을 1.0％로 하였다. 또한, 정련 비용을 고려하는 0.02~0.15％가 바람직하다.

Ca는, S를 고정하기 위하여 첨가되는 경우가 있고, 그 효과는 0.0001％ 이상에서 발현되는 점에서, 하한을 0.0001％로 하였다. 한편, 과도한 첨가는 내식성을 열화시키기 때문에, 상한을 0.003％로 하였다. 또한, 제조성과 내식성을 고려하면, 0.0005~0.002％가 바람직하다.

Mg는, 용강 중에서 Al과 함께 Mg 산화물을 형성하여 탈산제로서 작용하는 것 외에, 미세 정출한 Mg 산화물이 핵이 되고, Nb나 Ti계 석출물이 미세 석출된다. 이것들이 열연 공정에서 미세 석출되면, 열연 공정 및 열연판 어닐링 공정에 있어서, 미세 석출물이 재결정 핵이 되어 매우 미세한 재결정 조직이 얻어지고, 집합 조직의 발달에 기여한다. 이 작용이 발현되는 것은 0.0001％부터이기 때문에, 하한을 0.0001％로 하였다. 단, 과도한 첨가는, 내산화성의 열화나 용접성의 저하 등을 초래하기 때문에, 상한을 0.005％로 하였다. 또한, 정련 비용을 고려하면, 0.0003~0.002％가 바람직하다.

Co는 고온 강도를 향상시키는 원소이고, 필요에 따라 0.001％ 이상 첨가한다. 단, 과도한 첨가는 가공성을 열화시키기 때문에, 상한을 0.5％로 하였다. 또한, 제조 비용을 고려하면, 0.05~0.3％가 바람직하다.

Sb는 내식성의 향상에 유효하고 필요에 따라 0.3％ 이하로 첨가해도 된다. 특히 간극 부식성의 관점에서 하한을 0.005로 한다. 또한, 제조성이나 비용의 관점에서 0.01％로 하는 것이 바람직하다.

REM은 내산화성의 향상에 유효하고, 필요에 따라서 첨가한다. 하한은 0.001％로 한다. 또한, 0.20％를 초과하여 첨가해도 그 효과는 포화되고, REM의 입화물에 의한 내식성 저하를 발생시키기 때문에, 상한을 0.2％로 한다. 제품의 가공성이나 제조 비용을 고려하면, 0.002％~0.05％로 하는 것이 바람직하다. REM(희토류 원소)은 일반적인 정의에 따라, 스칸듐(Sc), 이트륨(Y)의 2 원소와, 란탄(La)부터 루테튬(Lu)까지의 15 원소(란타노이드)의 총칭을 가리킨다. 단독으로 첨가해도 되고, 혼합물이어도 된다.

Ga는, 내식성 향상이나 수소 취화 억제를 위해, 0.3％ 이하로 첨가해도 된다. 황화물이나 수소화물 형성의 관점에서 하한은 0.0002％로 한다. 또한, 제조성이나 비용의 관점에서 0.0020％ 이상이 바람직하다.

그 밖의 성분에 대하여 본 발명에서는 특별히 규정하는 것은 아니지만, 본 발명에 있어서는, Ta, Bi 등을 필요에 따라 첨가해도 상관없다. 또한, As, Pb 등의 일반적인 유해한 원소나 불순물 원소는 가능한 저감하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 상기의 집합 조직이나 성분 조성 이외에 제조 방법에 대해서도 검토를 행하고, 열연판 어닐링 조건, 냉연 조건의 컨트롤에 의해 결정 방위 분포를 제어하여, 우수한 가공성이 얻어지는 것을 알아내었다.

슬래브가 열간 압연된 후, 일반적으로 재결정 조직을 얻기 위하여 열연판 어닐링이 실시된다. 본 발명에서는, 이에 더하여, 리징 저감을 위해서 이 공정에서 Sn의 결정립계로의 편석을 촉진한다. 열연판 어닐링으로 재결정 조직을 얻기 위하여 850℃ 이상의 온도로 재료를 가열하지만, 냉각 단계에서 500℃까지의 냉각 속도를 50℃/sec 이하로 하고, 이 사이에 입계 편석을 촉진한다. 가열 온도가 850℃ 미만인 경우에는 재결정 조직이 얻어지지 않고, 열연의 밴드 형상 조직이나 r값을 저하시키는 열연 방위가 잔류하기 때문에, 하한을 850℃로 하였다.

한편, 과도한 고온화는 결정립 조대화가 발생하기 때문에, 상한은 1100℃가 바람직하다. 열연판 어닐링으로 재결정 조직을 얻을 목적이라면, 상한값이 1000℃ 이하이면 되고, 더욱 바람직하게는 상한은 900℃ 미만이면 된다.

냉각 속도에 대해서는, Sn을 충분히 편석시키기 위해서, 50℃/sec 이하로 하는데, 판 형상의 균일성 유지를 고려하면 15℃/sec 미만이 바람직하다. Sn의 입계 편석 촉진의 관점에서도 15℃/sec 미만이 바람직하다.

한편, 과도한 완랭화는 제조성을 떨어뜨리는 것 외에, 열연 어닐링판의 인성의 저하로 이어지는 점에서, 5℃/sec 이상이 바람직하다. 또한, 미세한 탄질화물 석출에 의한 인성 저하나 산 세정성 열화를 방지하는 이유에서 10℃/sec 초과가 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 10℃/sec 초과, 15℃/sec 미만이 바람직하다.

열연판 어닐링 후의 냉간 압연에 있어서는, 소정의 판 두께까지 압연된다. 이 때, 직경이 150㎜ 이하인 롤을 사용하고, 압하율을 60％ 이상으로 한다. 이것은, 표층으로부터 t/4부의 Sn 편석부에 충분한 전단 변형을 부여하기 위해서다. 단, 롤 직경이 너무 작으면 판 형상이 나빠지기 때문에, 롤 직경의 하한은 30㎜가 바람직하다. 또한, 압하율의 과도한 증가는 r값의 저하로 이어지는 점에서, 상한은 95％가 바람직하다. 또한, 생산성이나 가공성을 고려하면, 냉연 롤 직경은, 30~100㎜가 바람직하고, 압하율은 75~90％가 바람직하다.

<실시예>

표 1에 나타내는 성분 조성의 강을 용제하여 슬래브에 주조하고, 슬래브를 열간 압연하여, 4.0㎜ 두께의 열연판으로 하였다. 그 후, 열연판을 연속 어닐링 처리한 후, 산 세정하고, 0.8㎜ 두께까지 냉간 압연하고, 연속 어닐링-산 세정 후, 조질 압연(신장률 1.0％)을 실시하여 제품판으로 하였다. 열연 조건은, 슬래브 가열 온도를 1100~1250℃, 마무리 온도를 700~950℃, 권취 온도를 500℃ 이하로 하였다. 열연판 어닐링에 있어서의 가열 온도는, 강 성분에 따라서 어닐링 온도를 850~1100℃로 하고, 냉각 속도는 11℃/sec로 하였다. 냉간 압연에서는, φ60㎜의 롤을 사용하여, 압하율 80％로 압연하였다. 냉연판 어닐링은, 강 성분에 따라서 재결정 조직이 되도록, 800~1000℃에서 행하였다.

이와 같이 하여 얻어진 제품판의 리징 특성과, {100} <012> 방위 강도를 상술한 방법으로 평가하였다. 또한, 딥 드로잉성의 지표인 r값을 평가하였다. 여기에서 r값은, 냉연 어닐링판으로부터 JIS13호 B 인장 시험편을 채취하여 압연 방향, 압연 방향과 45° 방향, 압연 방향과 90° 방향으로 14.4％ 변형을 부여한 후에 (1) 식 및 (2) 식을 사용하여 평균 r값을 산출한다.

r=ln(W₀/W)/ln(t₀/t) (1)

여기서, W₀은 인장 전의 판 폭, W는 인장 후의 판 폭, t₀은 인장 전의 판 두께, t는 인장 후의 판 두께이다.

평균 r값=(r₀+2r₄₅+r₉₀)/4 (2)

여기서, r₀은 압연 방향의 r값, r₄₅는 압연 방향과 45° 방향의 r값, r₉₀은 압연 방향과 직각 방향의 r값이며, 평균 r값이 1.5 이상이면 충분히 가공할 수 있는 특성이다.

표 1로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 성분 조성을 갖는 강은, 비교예에 비하여 리징 특성이 우수하고, 평균 r값이 1.5 이상으로 높다. 한편, 비교예는, 강 성분이 본 발명으로부터 벗어나 있기 때문에, 제품판의 {100} <012> 방위 강도가 본 발명 외가 되고, 리징 특성에서 A 랭크가 얻어지지 않는 것 외에, 평균 r값이 1.5를 충족하지 않는 강이 있다.

본 발명예 No. A1~A3에 대해서, 제조 조건을 다양하게 변화시킨 경우의 특성을 표 2에 나타낸다. 본 발명에서 규정되는 제조 조건에서 벗어나는 비교예의 경우, {100} <012> 방위 강도가 본 발명 외가 되고, 리징성이 A랭크가 되지 않는다.

또한, 표 2에 나타내는 강에 대해서는, 건습 반복 시험에 의해 내식성을 평가하였다. 시험 용액은, 질산 이온 NO₃ ^-: 100ppm, 황산 이온 SO₄ ^2-: 10ppm, 염화물 이온 Cl^-: 10ppm, pH=2.5로 하였다.

외경 15㎜, 높이 100㎜, 두께 0.8㎜의 시험관에 시험 용액을 10ml 채우고, 여기에 1t×15×100㎜(전체면을 #600 에머리 페이퍼로 습식 연마 처리)의 샘플을 반침지시켰다. 이 시험관을 80℃의 온욕에 넣고, 24시간 경과 후에 완전히 건조한 샘플을 가볍게 증류수로 세정 후, 새로이 세정한 시험관에 시험 용액을 다시 채워서 샘플을 다시 반침지하고, 80℃에서 24시간 유지하는 것을 14 사이클 행하였다.

본 발명의 강은, 모두 최대 부식 깊이는 50㎛ 이하로 양호하였다. 또한, Ni나 Cu를 함유하는 강의 경우에는, 최대 부식 깊이가 15㎛ 이하로, 내식성이 매우 우수한 결과를 나타낸다. 또한, Sn의 함유량이 본 발명의 성분 범위로부터 벗어나는 강 No. B8은, 침식 깊이가 50㎛이고, 발명예에 비하여 내식성이 떨어진다.

또한, 슬래브 두께, 열연 판 두께 등은 적절히 설계하면 된다. 또한, 냉간 압연에 있어서는, 압하율, 롤 조도, 롤 직경, 압연유, 압연 패스 횟수, 압연 속도, 압연 온도 등은 적절히 선택하면 된다. 어닐링은, 필요하면, 수소 가스 또는 질소 가스 등의 무산화 분위기에서 어닐링하는 광휘 어닐링이어도, 또는 대기 중에서 어닐링해도 상관없다. 또한, 최종 조질 압연의 신장률은 적절히 조정해도 되고, 생략해도 상관없다. 그 밖에, 텐션 레벨러 등에 의한 형상 교정을 부여해도 된다.

본 발명에 따르면, 딥 드로잉성이나 내리징성으로 대표되는 성형성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판을, 특별한 설비를 부가하지 않고 저비용으로 제조하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 가전 제품이나 수송용 기기, 또는 건축용 스테인리스 강판 소재로서 공급할 수 있어, 산업상의 의의가 크다.

Claims

질량％로, Cr: 10~30％, Sn: 0.005~1％, C: 0.001~0.1％, N: 0.001~0.1％, Si: 0.01~3.0％, Mn: 0.01~3.0％, P: 0.005~0.1％, S: 0.0001~0.01％를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물이고, 판 두께를 t라고 한 때, 표층으로부터 t/4에 있어서의 {100} <012> 방위의 X선 회절 강도가 2 이상인 것을 특징으로 하는, 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.
제1항에 있어서,
또한, 질량％로, Ti: 0.005~0.5％, Nb: 0.005~0.5％, Zr: 0.005~0.5％, V: 0.01~0.5％, Ni: 0.01~1％, Mo: 0.1~3.0％, W: 0.1~3.0％, Cu: 0.1~3.0％, B: 0.0003~0.0100％, Al: 0.01~1.0％, Ca: 0.0001~0.003％, Mg: 0.0001~0.005％, Co: 0.001~0.5％, Sb: 0.005~0.3％, REM: 0.001~0.2％, Ga: 0.0002~0.3％ 이하로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.
제1항 또는 제2항에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판을 제조하는 방법이며,
열연판 어닐링 공정에 있어서, 열연판을 850℃ 이상으로 가열하고,
500℃까지의 냉각 속도를 50℃/sec 이하로 하여 냉각하고,
냉연 공정에 있어서, 직경이 150㎜ 이하인 롤 직경을 사용하여, 압하율 60％ 이상으로 압연하는 것을 특징으로 하는, 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판의 제조 방법.