KR20150108932A

KR20150108932A - 스테인리스 강판

Info

Publication number: KR20150108932A
Application number: KR1020157023247A
Authority: KR
Inventors: 미츠유키 후지사와; 히로키 오타; 히로유키 오가타
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-09-30
Also published as: JPWO2014148015A1; KR20180039748A; US20160281189A1; EP2947170A4; JP5700172B2; TWI604072B; CN105189801A; EP2947170A1; TW201444985A; WO2014148015A1; ES2715387T3; EP2947170B1; KR101930860B1

Abstract

성형성의 개량에 의해, 과혹한 가공에 의해 형성되는 자동차용 브레이크 디스크라도 제조할 수 있는 스테인리스 강판을 제공한다. 스테인리스 강판이, 질량％로, C: 0.015％ 이상 0.100％ 미만, Si: 0.01％ 이상 1.00％ 이하, Mn: 0.01％ 이상 2.00％ 이하, P: 0.040％ 이하, S: 0.030％ 이하, Cr: 10.0％ 이상 14.0％ 미만, Ni: 0.01％ 이상 0.70％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, N: 0.005％ 이상 0.080％ 이하, O: 0.0060％ 이하, B: 0.0002％ 이상 0.0030％ 이하, V: (10×B의 함유량(％))％ 이상 0.300％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.

Description

스테인리스 강판{STAINLESS STEEL SHEET}

본 발명은, ?칭(quenching)에 의해 마르텐사이트 조직(martensite structure)이 형성되는 스테인리스 강판(stainless steel sheet)에 관한 것이다. 본 발명의 스테인리스 강판은 브레이크 디스크(brake disc)의 제조에 바람직하게 사용 가능하다.

최근, ?칭에 의해 마르텐사이트 조직이 형성되는 스테인리스 강판(이하 「스테인리스 강판」이라고 함)은, 자동 이륜차(motorcycles)나 자전거(bicycles)의 브레이크 디스크에 사용되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1, 2에는, 자동 이륜차나 자전거의 브레이크 디스크에 적용 가능한 스테인리스 강판으로서, 강 성분을 최적화함으로써 ?칭 후의 템퍼링 연화 저항(temper softening resistance)이 우수한 스테인리스 강판이 개시되어 있다.

그러나, 현재, 자동차용 브레이크 디스크재로서는, 스테인리스 강판이 아니라 주철(cast iron)이 이용되고 있다. 자동차용은 자동 이륜용이나 자전거용과 형상이 상이하고, 판재로부터 자동차용 브레이크 디스크를 제조하는 경우는, 과혹한 가공(예를 들면, 변형량이 큰 가공)을 행하지 않으면 안 된다. 그 때문에, 특허문헌 1이나 2에 기재되는 바와 같은 스테인리스 강판으로는 가공성이 부족하여 이용할 수 없기 때문이다.

그런데, 스테인리스 강판은 주철보다도 내열성이 우수하기 때문에, 스테인리스 강판을 이용하면 브레이크 디스크재를 소형화하여, 자동차를 경량화(weight saving)할 수 있다. 또한, 스테인리스 강판은, 주철보다도 우수한 내열성을 갖는 것에 더하여, 내식성(corrosion resistance)도 높아 녹이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 스테인리스 강판으로 구성되는 브레이크 디스크는 미관도 우수하다고 생각되고 있다.

일본공개특허공보 2002-146489호 일본공개특허공보 2004-346425호

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은, 성형성을 개량하여, 과혹한 가공에 의해 형성되는 자동차용 브레이크 디스크라도 제조할 수 있는 스테인리스 강판을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해, 제조 중의 스테인리스 강판의 강 조직과 제조 후의 스테인리스 강판의 강 조직에 착안하여 예의 연구를 거듭했다. 여기에서, 제조 중의 스테인리스 강판의 강 조직이란, 주조, 열연 등의 고온에서의 제조시에 있어서의 페라이트 조직(ferrite structure)과 오스테나이트 조직(austenite structure)의 2상 조직(dual-phase microstructure)이다. 또한, 제조 후의 스테인리스 강판의 강 조직이란 페라이트 조직이다. 전자에 있어서는, 2상 조직의 각 상의 고온 강도와 변형능의 차이 때문에, 특히 열연시에 입계(grain boundary)에서 균열(crack)이 발생하기 쉽다. 이 균열을 억제하기 위해, 스테인리스 강판에 B를 첨가하여 입계를 강화하는 방법이 있다. 그러나, B의 첨가에 의해, 페라이트 조직 상태에서의 성형성(formability)이 저하되는 문제가 있다.

본 발명자들은, B에 대하여 특정량의 V를 첨가함으로써, B 첨가에 의해 페라이트 조직과 오스테나이트 조직과의 2상 조직 상태에서의 균열을 막는 효과를 유지하면서, 페라이트 조직 상태에서의 B에 의한 성형성의 저하를 억제하여 높은 성형성이 얻어지는 것을 인식하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 보다 구체적으로는 본 발명은 이하의 것을 제공한다.

(1) ?칭에 의해 마르텐사이트 조직을 형성 가능한 스테인리스 강판으로서, 질량％로, C: 0.015％ 이상 0.100％ 미만, Si: 0.01％ 이상 1.00％ 이하, Mn: 0.01％ 이상 2.00％ 이하, P: 0.040％ 이하, S: 0.030％ 이하, Cr: 10.0％ 이상 14.0％ 미만, Ni: 0.01％ 이상 0.70％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, N: 0.005％ 이상 0.080％ 이하, O: 0.0060％ 이하, B: 0.0002％ 이상 0.0030％ 이하, V: (10×B의 함유량(％))％ 이상 0.300％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스테인리스 강판.

(2) 상기 V의 함유량은, (20×B의 함유량(％)) 이상 0.200％ 이하인 (1)에 기재된 스테인리스 강판.

(3) 상기 V의 함유량은, (20×B의 함유량(％)) 이상 0.050％ 이하인 (1)에 기재된 스테인리스 강판.

(4) 추가로, 질량％로, Nb: 0.01％ 이상 0.40％ 이하 및, Ti: 0.010％ 이상 0.40％ 이하로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 스테인리스 강판.

(5) 추가로, 질량％로, Mo: 0.01％ 이상 0.30％ 이하, Cu: 0.01％ 이상 1.20％ 이하 및, Co: 0.01％ 이상 0.20％ 이하로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 스테인리스 강판.

(6) 추가로, 질량％로, Ca: 0.0003％ 이상 0.0030％ 이하를 포함하는 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 스테인리스 강판.

본 발명의 스테인리스 강판은 성형성이 우수하다. 따라서, 본 발명의 스테인리스 강판을 이용하면, 과혹한 가공에 의해 형성되는 자동차용 브레이크 디스크라도 제조할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명의 스테인리스 강판은, 질량％로, C: 0.015％ 이상 0.100％ 미만, Si: 0.01％ 이상 1.00％ 이하, Mn: 0.01％ 이상 2.00％ 이하, P: 0.040％ 이하, S: 0.030％ 이하, Cr: 10.0％ 이상 14.0％ 미만, Ni: 0.01％ 이상 0.70％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, N: 0.005％ 이상 0.080％ 이하, O: 0.0060％ 이하, B: 0.0002％ 이상 0.0030％ 이하, V: (10×B의 함유량(％))％ 이상 0.300％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 이하, 각 성분에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 성분의 함유량의 단위인 「％」는, 각각 「질량％」를 의미하는 것으로 한다.

C: 0.015％ 이상 0.100％ 미만

C가 0.015％ 미만에서는, ?칭 후 브레이크 디스크로서 필요한 경도가 얻어지지 않아, 사용 중에 브레이크 디스크가 마모되거나 변형되거나 하기 쉬워진다. 또한, C 함유량이 0.100％ 이상에서는 ?칭 후에 지나치게 단단해져, 브레이크 디스크의 사용시에 브레이크의 울림이 발생한다. 따라서, C의 함유량은 0.015％ 이상 0.100％ 미만의 범위로 한다. 바람직하게는 0.020％ 이상 0.083％ 이하이다.

Si: 0.01％ 이상 1.00％ 이하

Si는 탈산재(deoxidizing agent)로서 유용하다. 그 효과는 Si의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Si의 함유량이 1.00％를 초과하면 성형성이 손상된다. 따라서, Si의 함유량은 0.01％ 이상 1.00％ 이하의 범위로 한다. 보다 바람직하게는 0.10％ 이상 0.50％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.10％ 이상 0.43％ 이하이다. 가장 바람직하게는 0.25％ 이상 0.30％ 이하이다.

Mn: 0.01％ 이상 2.00％ 이하

Mn은 탈산재로서 유용하다. 그 효과는 Mn의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 또한, Mn을 함유함으로써, 고온에서의 오스테나이트 조직의 생성을 촉진하여 ?칭성(hardenability)이 향상된다. 그러나, Mn의 함유량이 2.00％를 초과하면 내식성이 저하된다. 따라서, Mn의 함유량은 0.01％ 이상 2.00％ 이하의 범위로 한다. 보다 바람직하게는 0.20％ 이상 1.80％ 이하이다.

P: 0.040％ 이하

P를 일정량 이상 함유하면, 열간 가공성(hot workability)이 저하되기 쉬운 경향이 있다. 열간 가공성이 저하되면, 브레이크 디스크의 제조가 곤란해진다. 그래서, P의 함유량은 0.040％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.030％ 이하이다.

S: 0.030％ 이하

S를 일정량 이상 함유하면, 내식성이 저하되기 때문에, S의 함유량은 0.030％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

Cr: 10.0％ 이상 14.0％ 미만

Cr은 내식성의 향상에 기여하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해, Cr의 함유량을 10.0％ 이상으로 하는 것이 필요하다. 그러나, Cr의 함유량이 14.0％ 이상에서는, ?칭 열처리 후에 마르텐사이트 조직이 충분량 얻어지지 않는다. 따라서, Cr량은 10.0％ 이상 14.0％ 미만의 범위로 한다. 보다 바람직하게는 10.5％ 이상 13.0％ 이하이다.

Ni: 0.01％ 이상 0.70％ 이하

Ni는 내식성을 향상시킴과 함께, ?칭 후의 인성(toughness)을 향상시킨다. 그 효과는 Ni의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Ni는 고가의 원소임과 함께 0.70％를 초과하면 이들 효과가 포화된다. 따라서, Ni량은 0.01％ 이상 0.70％ 이하의 범위로 한다. 바람직하게는, 0.01％ 이상 0.40％ 이하의 범위로 한다. 더욱 바람직하게는, 0.01％ 이상 0.20％ 이하의 범위로 한다.

Al: 0.001％ 이상 0.200％ 이하

Al은 탈산재로서 유용하다. 그 효과는 Al의 함유량을 0.001％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Al의 함유량이 0.200％를 초과하면, ?칭성이 저하된다. 따라서, Al의 함유량은 0.001％ 이상 0.200％ 이하의 범위로 한다. 보다 바람직하게는, 0.001％ 이상 0.008％ 이하이다.

N: 0.005％ 이상 0.080％ 이하

N은 C와 동일하게 ?칭 후의 경도의 향상에 기여한다. N의 함유량이 0.005％ 미만에서는, ?칭 후에 브레이크 디스크로서 필요한 경도가 얻어지지 않는다. 경도가 불충분한 브레이크 디스크는, 사용 중에 변형되기 쉽다. 또한, N의 함유량이 0.080％를 초과하면 주조시에 강 내부에 기포(blowhole)가 생성되어 표면 결함(surface defect)이 발생한다. 따라서, N의 함유량은 0.005％ 이상 0.080％ 이하의 범위로 한다.

O: 0.0060％ 이하

O를 함유하면 강 중에 개재물(inclusion)이 형성된다. 개재물이 형성되면 스테인리스 강판의 성형성이 저하된다. 그래서, O의 함유량을 0.0060％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.0045％ 이하이다.

B: 0.0002％ 이상 0.0030％ 이하

B는 주조시, 열연시의 열간 가공성의 향상에 유효한 원소이다. 0.0002％ 이상의 B를 함유함으로써, 페라이트 조직 결정립과 오스테나이트 조직 결정립의 입계에 B가 편석된다. 이 편석에 의해 입계 강도(grain boundary strength)가 높아져, 열간 가공시에 균열이 발생하는 것을 막을 수 있다. 그러나, 0.0030％를 초과하여 B를 함유하면, 스테인리스 강판의 성형성과 인성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, B의 함유량은 0.0002％ 이상 0.0030％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.0002％ 이상 0.0020％ 이하이다.

V: (10×B(B의 함유량(％)))％ 이상 0.300％ 이하

통상, B의 첨가에 의해 열간 가공성은 향상하고, 또한, 강의 강도가 오른다. 그러나, B의 첨가에 의해 연성이 저하된다. 이 때문에, 브레이크 디스크를 실온에서 성형할 때의, 스테인리스 강판의 성형성은 낮은 경향이 있다. V는 이러한 성형성에 미치는 B의 악영향을 완화하는 중요한 원소이다. V를 (10×B)％ 이상 함유함으로써, 스테인리스 강판의 성형성이 향상된다. V의 함유량은 (20×B)％ 이상이 더욱 적합하다. B를 첨가하면, 입계 및 립 내에서 BN이 형성된다. 이 BN이 실온에서 가공하는 경우의 성형성을 저하시키고 있다고 생각할 수 있다. V의 첨가에 의해, VN이 형성된다. 이 VN에 의해, 스테인리스 강판의 성형성에 악영향을 미치는 BN이 감소하기 때문에 성형성이 향상된다고 생각할 수 있다. 한편, 0.300％를 초과하는 V의 함유는 강을 경질화하여, 성형성이 오히려 저하된다. 그 때문에, V량은 10×B∼0.300％의 범위로 한다. 보다 바람직하게는 20×B∼0.200％이다. 더욱 바람직하게는, 20×B∼0.050％이다.

상기 필수 성분 이외에, 본 발명의 스테인리스 강판에는, Nb 및 Ti로부터 선택되는 적어도 1종을 첨가하는 것이 바람직하다.

Nb: 0.01％ 이상 0.40％ 이하

Nb는 강의 ?칭 후의 템퍼링 연화 저항을 향상시키는 원소이다. 그 효과는 Nb의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Nb의 함유량이 0.40％를 초과하면 ?칭 후의 경도가 저하된다. 따라서, Nb를 첨가하는 경우, Nb의 함유량은 0.01％ 이상 0.40％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.01％ 이상 0.10％ 이하이다.

Ti: 0.01％ 이상 0.40％ 이하

Ti는 강의 ?칭 후의 내식성을 향상시키는 원소이다. 그 효과는 Ti의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Ti의 함유량이 0.40％를 초과하면 ?칭 후의 경도가 저하된다. 따라서, Ti를 첨가하는 경우, Ti의 함유량은 0.01％ 이상 0.40％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.01％ 이상 0.10％ 이하이다.

상기 성분 이외에, 본 발명의 스테인리스 강판에는, 추가로, Mo, Cu 및 Co로부터 선택되는 적어도 1종을 첨가하는 것이 바람직하다.

Mo: 0.01％ 이상 0.30％ 이하

Mo는 내식성을 향상시키는 원소이다. 이 효과는 Mo의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Mo의 함유량이 0.30％를 초과하면 고온에서의 오스테나이트 조직의 생성이 억제되어 ?칭성이 저하된다. 따라서, Mo를 첨가하는 경우, Mo의 함유량은 0.01％ 이상 0.30％ 이하의 범위로 한다. 바람직하게는 0.01％ 이상 0.20％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.01∼0.10％이다.

Cu: 0.01％ 이상 1.20％ 이하

Cu는 강의 ?칭 후의 템퍼링 연화 저항을 향상시키는 원소이다. 그 효과는 Cu의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Cu의 함유량이 1.20％를 초과하면 내식성이 저하된다. 따라서, Cu를 첨가하는 경우, Cu의 함유량은 0.01％∼1.20％의 범위로 한다.

Co: 0.01％ 이상 0.20％ 이하

Co는 인성을 향상시키는 원소이다. 이 효과는 Co의 함유량을 0.01％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 한편, Co의 함유량이 0.20％를 초과하면, 스테인리스 강판의 성형성이 저하된다. 그 때문에, Co를 첨가하는 경우, Co의 함유량은 0.01％ 이상 0.20％ 이하의 범위로 한다.

상기 성분 이외에, 본 발명의 스테인리스 강판에는, 추가로, Ca를 첨가하는 것이 바람직하다.

Ca: 0.0003％ 이상 0.0030％ 이하

Ca는 용강 중에서 CaS를 형성하고, Ti를 함유하는 강을 주조할 때에 발생하는 TiS에 의한 노즐의 막힘을 억제한다. 그 효과는 Ca의 함유량을 0.0003％ 이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Ca의 함유량이 0.0030％를 초과하면 내식성이 저하된다. 따라서, Ca를 첨가하는 경우, Ca의 함유량은 0.0003％ 이상 0.0030％ 이하의 범위로 한다.

잔부 Fe 및 불가피적 불순물

상기 필수 성분, 상기 임의 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다.

이어서, 스테인리스 강판의 제조 방법을 설명한다.

예를 들면, 상기 성분 조성을 갖는 용강을, 전로 혹은 전기로 등에서 제조한다. 이어서, 그 용강을, VOD(Vacuum Oxygen Decarburization) 혹은 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 등으로 2차 정련하고, 공지의 주조 방법으로 강 소재로 한다.

그 후, 상기 강 소재를 1100∼1300℃로 가열한다. 이어서, 가열 후의 강 소재를 열간 압연하여 소정의 판두께의 열연 강판으로 한다. 또한, 이 열연 강판은 본 발명의 스테인리스 강판에 해당된다. 일반적으로, 판두께 3∼8㎜ 정도의 열연 강판이 브레이크 디스크의 제조에 이용된다.

상기 강 소재는 1100∼1300℃의 가열에 있어서, 체적％로 10∼50％의 페라이트 조직과 잔부 오스테나이트 조직을 나타낸다. 상기 2상 조직을 갖는 경우, 각 상의 고온 강도와 변형능의 차이로부터, 입계 균열(intercrystalline crack)이 발생하기 쉽다. 이러한 입계 균열을 막으려면, 900∼1100℃에서의 가열에 의해 열간 압연으로 오스테나이트 단상 조직으로 하는 것이 유효하다고 생각할 수 있다. 그러나, 열간 압연에서의 가공 온도(working temperature)가 낮으면, 변형 저항(deformation resistance)이 커, 압하율(rolling reduction)을 낮게 하지 않을 수 없기 때문에, 3∼8㎜의 열연 강판이 얻어지지 않는다.

그러나, 본 발명에서는 특정의 성분 조성 중에 B가 일정량 이상 포함되어 있기 때문에, 1100∼1300℃의 가열 후, 열간 압연을 행하는 경우에 있어서도, 입계가 강화되어, 입계 균열을 막을 수 있다.

이 열연 강판에, 필요에 따라서, 700∼900℃의 온도에서 5∼15시간 보존유지하는 열연판 어닐링을 행한 것을 스테인리스 강판으로 하는 것이 바람직하다. 또한 필요에 따라서, 산세(pickling)나 숏 블라스팅(shot blasting) 등을 행하여, 탈스케일을 행해도 좋다.

또한, 상기 열연 강판을, 냉간 압연한 후, 600∼800℃의 어닐링과, 필요에 따라서 산세 처리를 행하여 이루어지는 것을 스테인리스 강판으로 해도 좋다.

상기와 같이 하여 얻어지는 스테인리스 강판(열연 강판이나 냉연 강판)의 강 조직은, 상온에서 페라이트 조직이다. 페라이트 조직임으로써, 성형이 용이해진다. 페라이트 조직 이외의 상이 소량 포함되어 있어도 좋다. 예를 들면, 페라이트 조직 이외에 마르텐사이트 조직 및 오스테나이트 조직을 합계로 10체적％ 이하 포함해도 좋다.

또한, 강 소재가 고온 상태에서 상기의 2상 조직을 갖기 때문에, 상기 열간 압연시에도, 입계 균열이 발생하기 쉽다. 본 발명에서는, 상기한 바와 같이, 특정의 성분 조성 중에 B가 일정량 이상 포함되어 있기 때문에, 입계 균열을 억제할 수 있다.

다음으로, 스테인리스 강판으로부터, 브레이크 디스크를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 스테인리스 강판(냉연 강판 또는 열연 강판)을, 펀칭 가공(punching) 등에 의해 소망하는 형상으로 성형한다.

일반적으로 B를 일정량(상기 입계 균열을 억제할 수 있는 정도의 양) 이상 함유하는 스테인리스 강판은 성형성이 낮다. 이는 BN이 발생하기 때문이라고 생각할 수 있다. 본 발명에서는, V를 일정량 이상 함유하기 때문에 VN이 발생하고, BN의 발생이 억제되기 때문에, 성형성이 우수한 스테인리스 강판이 되어 있다고 생각할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 스테인리스 강판은 우수한 성형성을 갖기 때문에, 과혹한 가공을 행하는 경우라도, 성형 불량이 발생하기 어렵다. 예를 들면, 자동차에 적용되는, 해트형(hat type)의 브레이크 디스크라도 성형 가능하다.

해트(hat)형의 브레이크 디스크는, 중심부의 장출 부분과 그 외주에 일정 폭의 차양 형상 부분으로 구성된다. 중심부의 장출 부분에서 회전축(axis of rotation)에 고정되어, 차양 형상의 부분에 브레이크 패드가 꽉 눌려진다. 해트형의 브레이크 디스크는, 원반 형상(disk-shaped)의 스테인리스 강판의 내주부가 수직으로 연장되도록 가공하여 제조된다. 본 발명의 스테인리스 강판은, 용도에 상관없이, 환상(circularity)의 스테인리스 강판으로 한 후에 내측 단부(inner edge)가 수직으로 연장되는 형상으로 성형할 수 있다.

이어서, 상기와 같이 하여 성형된 브레이크 디스크를, 고주파 유도 가열(high-frequency induction heating) 등에 의해 소정의 ?칭 온도까지 가열하여 냉각하는 ?칭 처리를 행하여, 소망하는 경도로 조정한다. ?칭 처리에 의해, 강 조직이 마르텐사이트 조직이 됨으로써 단단해진다.

경도의 정도는, 용도에 따라서 상이하지만, 자동차용의 브레이크 디스크의 경우, ?칭 후의 경도가 HRC(Rockwell Hardness C-Scale) 20∼45인 것이 바람직하다.

자동차용의 브레이크 디스크의 경우, 상기 ?칭 처리는, 900∼1100℃의 범위로부터 선택되는 소정의 온도까지 가열하고, 이 온도에서 30∼600초 보존유지하여, 1∼100℃/sec 이하의 냉각 속도로 냉각하는 처리인 것이 바람직하다.

또한, 상기 ?칭 처리에 의해, 브레이크 디스크의 표면에 생성된 스케일(scale)을 숏 블라스팅 등에 의해 제거하고, 추가로 필요에 따라서, 브레이크 패드가 꽉 눌려지는 개소 이외의 부분이나 펀칭 전단면(punching shear surface)에 도장을 행하고, 마지막으로, 기계적 정밀도(mechanical accuracy)를 내기 위해 상기 마찰부를 기계 연삭(machining operations)하여 제품(브레이크 디스크)으로 하는 것이 일반적이다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

표 1에 나타내는 성분의 강을 용제하고, 강 조직이 페라이트 조직이 되도록, 1200℃에서 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 5㎜의 열연 강판을 제작했다. 830℃에서 10시간의 어닐링을 행하고 서서히 냉각했다. 이들 열연 어닐링판에 대해서 이하의 평가 시험을 행했다.

인장 시험

상기 열연 어닐링판으로부터, 표점 간 거리(gauge length) 50㎜의 JIS5호 시험편을 제작하고, 이 시험편을 이용하여 크로스 헤드 스피드(crosshead speed) 10㎜/min의 조건으로 파단 신장값(fracture elongation value)을 측정했다. 측정 결과를 표 2에 나타냈다. 또한, 본 발명에 있어서는, 파단 신장이 30％ 이상이면, 양호하다고 한다.

랭크 포드값(Lankford value)(r값)의 측정

상기 인장 시험의 방법과 동일하게 행하고, 15％ 변형(strain)으로 종료하고, 평행부(parallel portion)의 판폭 변화, 판두께 변화를 측정하여, r값을 산출했다. 산출 결과를 표 2에 나타냈다. 또한, 본 발명에 있어서는, 랭크 포드값이 1.0 이상이면 양호로 한다.

구멍 확장 시험

선단각(point angle) 60도의 펀치(punch)를, 직경 10㎜의 펀칭 구멍(punching hole)으로 압입하고, 균열이 발생했을 때의 구멍 확장율(hole expansion ratio)(λ)을 측정했다. 구멍 확장율은 이하의 식으로 구했다. 측정 결과를 표 2에 나타냈다. 또한, 본 발명에 있어서는, λ이 140％ 이상이면 양호로 한다.

λ(％)＝{(d－d₀)/d₀}×100

상기식 중의 d는 균열이 발생했을 때의 구멍의 직경(㎜), d₀은 초기의 구멍의 직경(㎜)을 나타낸다.

열간 가공성 시험

판두께 100㎜, 판폭 100㎜의 주편을 1200℃에서 1h 가열 후, 판두께 20㎜까지 3패스로 열연하여, 측면(20㎜ 두께 200㎜ 길이 범위)의 균열 상황을 조사했다. 길이 5㎜ 이상의 균열이 3개 이상 확인된 강을 「×(불합격)」, 3개 미만의 것을 「○(합격)」으로 했다.

내식성 시험

상기 열연 강판을 1000℃에서 1분간 가열 후, 공랭하고, 0.5％ NaCl(35℃)에서의 공식 전위의 측정(pitting potential measurement)을 행했다. 공식 전위가 100(mV vs.SCE)인 것을 「○(합격)」으로 하고, 100(mV vs.SCE)인 것을 「×(불합격)」으로 했다.

본 발명예는 비교예에 대하여, 파단 신장, r값, 구멍 확장율(λ)이 우수하여, 양호한 성형성을 갖고 있다. 본 발명예이면, 해트형의 브레이크 디스크라도 제조 가능하다. 따라서, 상기 열연 어닐링판을 해트형의 브레이크 디스크의 형상으로 성형하고, ?칭을 행하면, 해트형의 브레이크 디스크가 얻어진다.

본 발명은 성형성이 양호한 스테인리스 강판에 관한 것이다. 용도 분야는, 성형 후에 ?칭하여 마르텐사이트 조직 상태에서 이용되는 브레이크 디스크 등이다. 자동 이륜차, 자전거뿐만 아니라, 자동차용(전기 자동차(electric vehicle), 하이브리드 차(hybrid automobile) 등 포함함)의 해트 형상 등 성형이 곤란한 브레이크 디스크의 소재로서 적합하다. 열연 어닐링판 또는 냉연 어닐링판의 어느 것이라도 충분한 효과를 발휘한다.

Claims

?칭에 의해 마르텐사이트 조직을 형성 가능한 스테인리스 강판으로서,
질량％로, C: 0.015％ 이상 0.100％ 미만, Si: 0.01％ 이상 1.00％ 이하, Mn: 0.01％ 이상 2.00％ 이하, P: 0.040％ 이하, S: 0.030％ 이하, Cr: 10.0％ 이상 14.0％ 미만, Ni: 0.01％ 이상 0.70％ 이하, Al: 0.001％ 이상 0.200％ 이하, N: 0.005％ 이상 0.080％ 이하, O: 0.0060％ 이하, B: 0.0002％ 이상 0.0030％ 이하, V: (10×B의 함유량(％))％ 이상 0.300％ 이하를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 스테인리스 강판.
제1항에 있어서,
상기 V의 함유량은, (20×B의 함유량(％)) 이상 0.200％ 이하인 스테인리스 강판.
제1항에 있어서,
상기 V의 함유량은, (20×B의 함유량(％)) 이상 0.050％ 이하인 스테인리스 강판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, 질량％로, Nb: 0.01％ 이상 0.40％ 이하 및, Ti: 0.01％ 이상 0.40％ 이하로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 스테인리스 강판.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, 질량％로, Mo: 0.01％ 이상 0.30％ 이하, Cu: 0.01％ 이상 1.20％ 이하 및, Co: 0.01％ 이상 0.20％ 이하로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 스테인리스 강판.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, 질량％로, Ca: 0.0003％ 이상 0.0030％ 이하를 포함하는 스테인리스 강판.