KR20170029601A

KR20170029601A - 페라이트계 스테인리스 강판

Info

Publication number: KR20170029601A
Application number: KR1020177003908A
Authority: KR
Inventors: 슈지 니시다; 도모히로 이시이; 데츠유키 나카무라; 미츠유키 후지사와; 치카라 가미
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2017-03-15
Also published as: CN106661695B; US20170275722A1; CN106661695A; KR101940427B1

Abstract

페라이트계 스테인리스강에 있어서, 우수한 내식성과, SUH409L과 동등 이상의 우수한 가공성을 갖는 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.　질량%로, C：0.025%이하, Si：0.01∼1.00%, Mn：0.05∼1.00%, P：0.020∼0.040%, S：0.030%이하, Al：0.001∼0.100%, Cr：12.5∼14.4%, Ni：0.01∼0.80%, Ti：0.11∼0.40%, Nb：0.010∼0.100% 및 N：0.020%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판으로 한다.

Description

페라이트계 스테인리스 강판{FERRITIC STAINLESS STEEL SHEET}

본 발명은 우수한 내식성과, SUH409L과 동등 이상의 가공성을 갖는 페라이트계 스테인리스 강판에 관한 것이다.

페라이트계 스테인리스강은 우수한 내식성을 갖고 또한 자원 절약으로 인해, 자동차 배기계 부품, 건재, 주방 기구 및 가전 부품 등을 비롯하여, 다양한 용도에 사용되고 있다. 페라이트계 스테인리스강에 포함되는 가장 중요한 합금 원소는 Cr이다. 일반적으로, Cr함유량을 증가시키면 내식성이 향상하지만, 가공성은 저하한다. 이 특징으로부터, 가공성이 우수하지만 내식성은 뒤떨어지는 저Cr계 강종(대표적인 강종은 SUH409L(일본공업규격 JIS G 4312：2011, 11mass%Cr-0.3mass%Ti)) 및 가공성은 뒤떨어지지만 내식성이 우수한 중Cr계 강종(대표적인 강종은 SUS430(일본공업규격 JIS G 4305：2012, 16mass%Cr))이 용도에 따라 구분해서 사용되는 경우가 많다.

근래, 가정용 전화(電化) 제품에 있어서의 디자인의 다양화에 수반하여, 그 부품에 복잡한 형상을 갖는 것이 나타나고 있다. 이들 중에서도, 특히 내식성이 요구되는 부품에 페라이트계 스테인리스강을 적용하면, 장기간에 걸쳐 메인터넌스가 불필요하게 되며 라이프 사이클 코스트를 삭감할 수 있다. 복잡한 형상으로 가공하는 관점에서는 가공성이 우수한 SUH409L의 적용이 적당하다고 생각된다. 그러나, SUH409L은 내식성이 불충분하기 때문에, 상기 부품에의 적용은 곤란하다. 그래서, 우수한 내식성을 갖고, 또한 SUH409L과 동등 이상의 우수한 가공성을 갖는 페라이트계 스테인리스강이 필요하게 된다.

내식성 및 가공성 각각의 향상에 대해서는 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재가 있다. 특허문헌 1에는 표면 특성 및 내식성이 우수한 고순도 페라이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는 Ti계 석출물의 형태를 제어하는 것에 의해, 내식성의 향상을 실현하고 있다.

특허문헌 2에는 연성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판이 개시되어 있다. 특허문헌 2에서는 Mg계 개재물이나 Ti 탄황화물의 형태를 제어하는 것에 의해 신장의 향상을 실현하고 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2001-288544호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 제2001-294990호

그러나, 특허문헌 1에서는 내식성의 지표인 공식 전위가 검토되고 있지만, 전체 신장 및 r값 등의 가공성이 검토되어 있지 않다. 또, 특허문헌 2에서는 가공성의 지표인 성품 신장(파단 신장)이 검토되고 있지만, 내식성이 검토되어 있지 않다. 이들에 나타나는 바와 같이, 페라이트계 스테인리스강의 기왕의 연구에서는 내식성과 가공성의 쌍방에 주목한 연구예는 극히 적다.

본 발명은 페라이트계 스테인리스강에 있어서, 우수한 내식성과, SUH409L과 동등 이상의 우수한 가공성을 갖는 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기의 과제에 대해, 내식성 및 가공성의 양자를 만족시키기 위한 종합적인 검토를 실행하였다.

우선, Ti와 Nb를 복합적으로 첨가함으로써, 내식성을 향상시키는 것이 가능한 것을 알아내었다. 이 효과는 Ti의 함유량이 0.11%이상 0.40%이하 또한 Nb의 함유량이 0.010%이상 0.100%이하인 경우에 얻어진다. 이것에 의해, 12.5%이상의 Cr을 함유하는 페라이트계 스테인리스강에 있어서, 우수한 내식성이 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 함유량을 나타내는 「%」는 「질량%」를 의미한다.

또, 0.010%이상 0.100%이하의 Nb함유가 가공성의 향상에 유효한 것을 알아내었다. 첨가된 Nb는 강 중에 고용되고, 결정립을 세립화하는 효과를 갖는다. 결정립계 근방의 국소적 불균일부로부터는 {111}<001>방위의 결정립이 생성되기 쉽기 때문에, 상기의 Nb첨가에 의한 결정립의 미세화에 수반하여, 재결정 과정에 있어서 {111}면의 재결정립의 생성 빈도가 증가한다. {111}면의 재결정립의 생성 빈도 증가에 수반하여, 면내 이방성을 증대시키는 Goss 방위({110}<001>)의 결정립의 생성이 억제되기 때문에, 조직의 면내 이방성이 저감되며, El_min(El의 최소값) 및 r_min(r의 최소값)이 향상한다. 이 효과에 의해, 14.4%이하의 Cr을 함유하는 페라이트계 스테인리스강에 있어서 SUH409L과 동등 이상의 가공성이 얻어지는 것을 알 수 있었다.

상술한 내식성 및 가공성 쌍방의 검토에 의해, 우수한 내식성과 SUH409L과 동등 이상의 가공성을 갖는 페라이트계 스테인리스강을 실현하기 위해서는 12.5∼14.4%의 Cr을 함유하는 페라이트계 스테인리스강에 있어서, Ti：0.11∼0.40% 및 Nb：0.010∼0.100%를 함유시키는 것이 극히 중요한 것이 판명되었다.

본 발명은 상기의 지견에 입각하는 것이며, 그 요지 구성은 다음과 같다.

[1] 질량%로, C：0.025%이하, Si：0.01∼1.00%, Mn：0.05∼1.00%, P：0.020∼0.040%, S：0.030%이하, Al：0.001∼0.100%, Cr：12.5∼14.4%, Ni：0.01∼0.80%, Ti：0.11∼0.40%, Nb：0.010∼0.100% 및 N：0.020%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판.

[2] Ti함유량 및 Nb함유량이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판:

0.10≤Nb/Ti≤0.30 (1)

식 (1)에 있어서의 원소 기호는 각 원소의 함유량을 의미한다.

[3] 질량%로, Mo：0.01∼0.30%, Cu：0.01∼0.50%, Co：0.01∼0.50%, 및 W：0.01∼0.50% 중에서 선택한 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판.

[4] 질량%로, V：0.01∼0.25%, Zr：0.01∼0.30%, B：0.0003∼0.0030%, Mg：0.0005∼0.0030%, Ca：0.0003∼0.0030%, Y：0.001∼0.20%, 및 REM(희토류 금속)：0.001∼0.10% 중에서 선택한 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중의 어느 하나에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판.

[5] 질량%로, Sn：0.001∼0.50% 및 Sb：0.001∼0.50% 중에서 선택한 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [4] 중의 어느 하나에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판.

[6] 질량%로, V：0.01∼0.25%를 포함하고, Ti함유량 및 Nb함유량이 하기 식(1)을 만족시키고, 또한 Ti함유량, Nb함유량, 및 V함유량이 하기 식(2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [5] 중의 어느 하나에 기재된 페라이트계 스테인리스 강판.

0.10≤Nb/Ti≤0.30 (1)

0.20≤V/(Ti＋Nb)≤1.00 (2)

식(1), (2)에 있어서의 원소 기호는 각 원소의 함유량을 의미한다.

본 발명의 페라이트계 스테인리스 강판은 내식성 및 가공성이 우수하다. 구체적으로는 본 발명에 따르면, 우수한 내식성과, SUH409L과 동등 이상의 가공성을 갖는 페라이트계 스테인리스강이 얻어진다.

도 1은 Ti함유량 및 Nb함유량이 내식성에 미치는 영향을 나타내는 도면이다.
도 2는 Ti함유량, Nb함유량 및 V함유량이 내식성에 미치는 영향을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되지 않는다.

본 발명의 페라이트계 스테인리스 강판은 질량%로, C：0.025%이하, Si：0.01∼1.00%, Mn：0.05∼1.00%, P：0.020∼0.040%, S：0.030%이하, Al：0.001∼0.100%, Cr：12.5∼14.4%, Ni：0.01∼0.80%, Ti：0.11∼0.40%, Nb：0.010∼0.100% 및 N：0.020%이하를 함유한다.

이하의 설명에 있어서, 페라이트계 스테인리스 강판의 성분을 나타내는 %는 특별히 단정하지 않는 한 질량%를 의미한다.

C：0.025%이하

C는 강의 강도를 높이는데 유효한 원소이다. 그 효과를 얻는 관점에서는 C함유량을 0.001%이상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, C함유량이 0.025%를 넘으면, 내식성 및 가공성이 현저히 저하한다. 따라서, C함유량은 0.025%이하로 한다.더욱 바람직하게는 0.015%이하로 한다. 가장 바람직하게는 0.010%이하이다.

Si：0.01∼1.00%

Si는 탈산제로서 유용한 원소이다. 이 효과는 Si함유량을 0.01%이상으로 함으로써 얻어진다. 한편, Si함유량이 1.00%를 넘으면 강이 경질화되어 가공성이 저하한다. 따라서, Si함유량은 0.01∼1.00%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.03∼0.50%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.06∼0.20%의 범위이다.

Mn：0.05∼1.00%

Mn에는 탈산 효과가 있다. 이 효과를 얻는 관점에서, Mn함유량을 0.05%이상으로 한다. 한편, Mn함유량이 1.00%를 넘으면, MnS의 석출 및 조대화를 촉진하여 내식성이 저하한다. 따라서, Mn함유량은 0.05∼1.00%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.10∼0.40%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.20∼0.30%의 범위이다.

P：0.020∼0.040%　

P는 내식성을 저하시키는 원소이다. 또, P가 결정립계에 편석함으로써 열간 가공성이 저하한다. 그 때문에, P함유량은 가능한 한 낮은 것이 바람직하며, 0.040%이하로 한다. 그러나, 0.020%미만에의 과도한 P함유량의 저감은 제강 코스트의 상승을 초래한다. 따라서, P함유량은 0.020∼0.040%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.020∼0.030%의 범위이다.

S：0.030%이하　

S는 Mn과 석출물 MnS를 형성한다. 이 MnS와 스테인리스강 모재의 계면은 공식의 기점으로 되며, 페라이트계 스테인리스강의 내식성을 저하시킨다. 따라서, S함유량은 낮은 것이 바람직하며, 0.030%이하로 한다. 바람직하게는 0.020%이하이다. 더욱 바람직하게는 0.010%이하로 한다.

Al：0.001∼0.100%

Al은 탈산을 위해 유효한 원소이다. 이 효과는 Al함유량을 0.001%이상으로 함으로써 얻어진다. 한편, Al함유량이 0.100%를 넘으면 Al계의 비금속 개재물에 의한 표면 손상의 증가에 의해 표면 품질이 저하한다. 따라서, Al 함유량은 0.001∼0.100%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.01∼0.08%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.02∼0.06%의 범위이다.

Cr：12.5∼14.4%　

Cr은 페라이트계 스테인리스강의 내식성과 가공성을 결정하는 중요한 원소이다. 페라이트계 스테인리스강의 내식성은 Cr이 강 표면에 부동태 피막을 형성하는 것에 의해서 얻어진다. 그 때문에, Cr함유량을 증가시킬수록 내식성은 향상한다. 본 발명에서는 Cr함유량을 특정의 범위로 조정하는 동시에, 후술하는 Ti함유량 및 Nb함유량도 특정의 범위로 조정함으로써, 강의 내식성을 향상시키고 있다. 본 발명에 있어서, 우수한 내식성을 얻기 위해서는 12.5%이상의 Cr의 함유가 필요하다. 한편, Cr함유량이 증가함에 따라, 페라이트계 스테인리스강의 가공성은 저하한다. 본 발명에서는 후술하는 Nb첨가에 의해 가공성을 향상시키고 있으며, 본 발명에 있어서는 SUH409L과 동등 이상의 가공성을 얻기 위해, 14.4%이하까지 Cr을 함유할 수 있다. 따라서, Cr함유량은 12.5∼14.4%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 13.0∼13.8%의 범위이다.

Ni：0.01∼0.80%　

Ni는 산에 의한 애노드 반응을 억제하고, 더욱 낮은 pH에서도 부동태의 유지를 가능하게 하는 원소이다. 즉, Ni는 내간극 부식성을 높이는 효과가 있으며, 활성 용해 상태에 있어서의 부식의 진행을 현저히 억제하여, 페라이트계 스테인리스강의 내식성을 향상시킨다.

이 효과는 Ni함유량이 0.01%이상에서 얻어진다. 한편, Ni함유량이 0.80%를 넘으면 강이 경질화되어 그 가공성이 저하한다. 따라서, Ni함유량은 0.01∼0.80%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.10∼0.40%의 범위이다.

Ti：0.11∼0.40%　

Ti는 C, N을 고정시켜 Cr 탄질화물에 의한 예민화를 방지하며, 내식성을 향상시키는 원소이다. 또한, Ti는 후술하는 Nb와의 복합 효과에 의해, 내식성을 더욱 향상시킨다.

그 효과는 Ti함유량이 0.11%이상에서 얻어진다. 한편, Ti함유량이 0.40%를 넘으면 스테인리스 강판이 경질화되며, 가공성이 저하한다. 또한, Ti계 개재물이 표면에 생성되어 표면 품질이 저하한다. 따라서, Ti함유량은 0.11∼0.40%의 범위로 한다. 더욱 바람직하게는 0.20∼0.35%의 범위이다.

Nb：0.010∼0.100%

Nb는 강 중에 고용되며, 결정립을 세립화하는 효과를 갖는다. 결정립계 근방으로부터는 {111}<001>방위의 결정립이 생성되기 쉽기 때문에, Nb 첨가에 의한 결정립 미세화에 수반하여, 재결정 과정에 있어서 {111}면의 재결정립의 비율이 증가한다. 이것에 의해, 면내 이방성을 증대시켜, 가공성을 저하시키는 Goss 방위({110}<001>)의 결정립의 생성이 억제되며 조직의 면내 이방성이 저감한다. 그 결과, El_min(압연 방향, 압연 방향에 대해 45도 방향, 압연 방향으로 직각 방향을 각각 L방향, D방향, C방향으로 해서, 각 방향의 신장 중에서의 최소값) 및 r_min(L, D, C 각 방향의 r값 중에서의 최소값)이 증가하여 가공성이 향상한다. 또한, Nb는 후술하는 Ti와의 복합 효과에 의해, 내식성을 더욱 향상시킨다. 그 효과는 Nb 함유량이 0.010%이상에서 얻어진다. 한편, Nb 함유량이 0.100%를 넘으면, 페라이트계 스테인리스강이 경질화되어, 가공성이 저하한다. 따라서, Nb 함유량은 0.010∼0.100%의 범위로 한다. 더욱 바람직하게는 0.030∼0.070%의 범위이다.

본 발명을 완성함에 있어서, Ti와 Nb를 복합적으로 첨가함으로써, 내식성을 향상시키는 것이 가능한 것이 발견되었다. 그 기구는 다음과 같이 고려된다. 스테인리스강의 부식은 공식이라 불리는 국소적인 부동태 피막의 파괴에 기인하는 것이 알려져 있다. 공식의 발생 원인으로서, 압연 등의 가공시에 석출물과 강 모재에 가해지는 왜곡량의 차에 기인하여 석출물-강 모재 계면의 표면 근방에 형성되는 간극에 있어서의 국소적인 간극 부식이 있다. MnS나 Ti 탄질화물은 이 간극을 형성하는 석출물의 대표적인 것이다. 또한, Ti 탄질화물은 조대하고 또한 직선적인 계면을 갖기 때문에, 그 계면에 형성된 간극에서는 애노드 반응이 집중해서 일어나고, 강의 내식성이 저하한다. 그러나, Ti에 대해 Nb를 복합 첨가하는 것에 의해 Ti 탄질화물의 주변에 Nb 탄질화물이 부착되는 Ti-Nb 복합 탄질화물의 석출 형태를 취하는 것을 알 수 있었다. 이것에 의해 얻어지는 Ti-Nb 복합 탄질화물과 스테인리스강 모재의 계면은 Ti 탄질화물과 달리 직선적이지 않게 된다. 즉, 계면의 전체 길이가 증대하여 애노드 반응이 분산해서 일어나기 때문에, 공식이 일어나기 어려워지며 내식성이 향상한다.

이 효과를 발현시키고 또한 가공성을 양호하게 하기 위해서는 Ti와 Nb의 함유량이 각각 전술한 범위내에 있는 것이 필요하다. 더욱 바람직하게는 Ti 함유량에 대한 Nb 함유량의 비(Nb/Ti)를 0.10이상 0.30이하로 한다. 이것에 의해 내식성은 더욱 향상한다. 비(Nb/Ti)를 0.10이상으로 함으로써 Ti 탄질화물의 주변에의 Nb 탄질화물의 석출이 충분하게 된다. 또, 비(Nb/Ti)를 0.30이하로 함으로써 Nb 단독의 탄질화물이 석출되기 어려워지며, Ti-Nb 복합 탄질화물이 형성되기 쉬워진다.

N：0.020%이하　

N은 강 중에 불가피하게 혼입되는 원소이다. 그러나, N함유량이 0.020%를 넘으면 내식성과 가공성이 현저히 저하한다. 따라서, N함유량은 0.020%이하로 한다. 더욱 바람직하게는 0.015%이하이다.

이상, 필수 성분에 대해 설명했지만, 본 발명에서는 그 밖에도 이하에 기술하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

Mo：0.01∼0.30%

Mo에는 페라이트계 스테인리스강의 내간극 부식성을 향상시키는 효과가 있다. 그 효과는 Mo 함유량을 0.01%이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Mo 함유량이 0.30%를 넘으면 그 효과는 포화할 뿐만 아니라, 가공성이 저하한다. 그래서, Mo를 첨가하는 경우는 Mo 함유량을 0.01∼0.30%로 한다. 더욱 바람직하게는 0.03∼0.10%이다.

Cu：0.01∼0.50%　

Cu에는 강의 인성을 향상시키는 효과가 있다. 그 효과는 Cu 함유량이 0.01%이상에서 얻어진다. 한편, Cu 함유량이 0.50%를 넘으면 강의 인성은 저하하고, 또한 가공성이 저하한다. 그래서, Cu를 첨가하는 경우에는 Cu 함유량을 0.01∼0.50%로 한다. 더욱 바람직하게는 0.01%∼0.10%미만이다. 가장 바람직하게는 0.03∼0.06%이다.

Co：0.01∼0.50%　

Co는 스테인리스강의 내간극 부식성을 향상시키는 원소이다. 이 효과는 Co 함유량을 0.01%이상으로 함으로써 얻어진다. 그러나, Co 함유량이 0.50%를 넘으면 그 효과는 포화하고, 또한 가공성이 저하한다. 그 때문에, Co를 첨가하는 경우에는 Co 함유량을 0.01∼0.50%로 한다. 더욱 바람직하게는 0.03∼0.30%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.05∼0.10%의 범위이다.

W：0.01∼0.50%　

W는 페라이트계 스테인리스강의 내간극 부식성을 향상시키는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 W함유량은 0.01%이상이 바람직하다. 그러나, 그 함유량이 0.50%를 넘으면 그 효과는 포화하며, 또한 가공성이 저하한다. 그 때문에, W를 첨가하는 경우에는 W함유량을 0.01∼0.50%로 한다. 더욱 바람직하게는 0.03∼0.30%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.05∼0.10%의 범위이다.

V：0.01∼0.25%　

V는 페라이트계 스테인리스강의 내간극 부식성을 향상시키는 원소이다. 이 효과는 V함유량을 0.01%이상으로 하는 것에 의해 얻어진다. 한편, V함유량이 0.25%를 넘으면, 그 효과는 포화하며, 가공성의 악화를 초래한다. 따라서, V는 0.01∼0.25%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.03∼0.20%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.05∼0.10%이하의 범위이다.

본 발명을 완성함에 있어서, V를 첨가하는 경우에, Ti함유량과 Nb함유량의 합계에 대해 V함유량을 조정함으로써 전술한 Ti와 Nb의 복합 첨가에 의한 내식성 향상 효과가 더욱 현저하게 되는 것이 발견되었다. 그 기구는 명확하지는 않지만, 다음과 같이 고려된다.

강 중에 V가 포함되는 것에 의해, Ti나 Nb의 탄질화물에는 V가 포함되게 되며, Ti와 V의 복합 탄질화물((Ti,V)(C,N))이나 Nb와 V의 복합 탄질화물((Nb,V)(C,N)), 더 나아가서는 전술한 Ti-Nb 복합 탄질화물에 V가 혼입된 복합 탄질화물((Ti,Nb,V)(C,N))이 형성된다. 이들 탄질화물로 됨으로써, V를 포함하지 않는 경우에 비해, 석출 피크 온도인 가장 석출이 촉진되는 온도가 저하한다. 그 결과, 알갱이 성장도 더욱 저온역에서 일어난다. 저온역에서는 확산이 지연되기 때문에, 각 알갱이의 조대화는 억제되며, V를 포함하지 않는 Ti 혹은 Nb의 탄질화물 및 그들 복합 탄질화물(총칭해서 Ti-Nb 복합 탄질화물이라고도 함)에 대해 V를 포함한 각 탄질화물(총칭해서 Ti-Nb-V 복합 탄질화물이라고도 함)은 비교적 작은 사이즈로 되며 또한 더욱 많이 분산한 석출 형태를 취한다. 각각의 복합 탄질화물의 사이즈가 작아진 결과, 압연 등의 가공시에 탄질화물-강 모재간에 형성되는 간극이 작아진다. 그 때문에, 국소적인 간극 부식이 일어나기 어려워지며, 공식의 발생이 억제됨으로써, 내식성이 향상한다.

이 효과를 발현시켜 우수한 내식성을 실현하고 또한 가공성을 양호하게 하기 위해, Ti, Nb, 및 V의 함유량이 각각 전술한 범위내로 되도록 조정하는 동시에, Ti함유량에 대한 Nb함유량의 비(Nb/Ti)를 0.10이상 0.30이하로 하고, 또한 Ti의 함유량과 Nb의 함유량의 합계에 대한 V의 함유량의 비(V/(Ti＋Nb))를 0.20이상 1.00이하로 한다. 이것에 의해 내식성은 더욱 향상하게 된다. 비(V/(Ti＋Nb))를 0.20이상으로 함으로써, (Ti,V)(C,N)이나 (Nb,V)(C,N)의 석출 온도의 저하가 현저하게 된다. 또, 비(V/(Ti＋Nb))를 1.00이하로 함으로써 V단독의 탄질화물이 석출되기 어려워지며, Ti-Nb-V 복합 탄질화물이 형성되기 쉬워진다.

Zr：0.01∼0.30%　

Zr에는 Ti나 Nb와 마찬가지로 C,N을 고정시켜, Cr 탄질화물에 의한 예민화를 방지하고, 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 그 효과는 Zr함유량이 0.01%이상에서 얻어진다. 그러나, Zr함유량이 0.30%를 넘으면 ZrO₂ 등이 생성되어 표면 손상이 생긴다. 그래서, Zr을 첨가하는 경우에는 Zr함유량을 0.01∼0.30%로 한다. 더욱 바람직하게는 0.01∼0.20%이다.

B：0.0003∼0.0030%　

B는 열간 가공성이나 2차 가공성을 향상시키는 원소이다. B는 Ti 첨가 강에의 첨가가 유효한 것으로 알려져 있다. 이 효과는 B함유량을 0.0003%이상으로 함으로써 얻어진다. 한편, B함유량이 0.0030%를 넘으면 가공성이 저하한다. 따라서, B를 첨가하는 경우에는 B함유량을 0.0003∼0.0030%의 범위로 한다. 더욱 바람직하게는 0.0010∼0.0025%의 범위이다. 가장 바람직하게는 0.0015∼0.0020%의 범위이다.

Mg：0.0005∼0.0030%　

Mg는 용강 중에서 Al과 함께 Mg 산화물을 형성하며 탈산제로서 작용한다. 이 효과는 Mg함유량을 0.0005%이상으로 함으로써 얻어진다. 한편, Mg함유량이 0.0030%를 넘으면 강의 인성이 저하하여 제조성이 저하한다. 따라서, Mg를 첨가하는 경우에는 Mg함유량을 0.0005∼0.0030%의 범위로 한정한다.

Ca：0.0003∼0.0030%　

Ca는 연속 주조시에 발생하기 쉬운 Ti계 개재물의 정출에 의한 노즐의 폐색을 방지하는데 유효한 성분이다. 이 효과는 Ca함유량이 0.0003%이상에서 얻어진다.한편, Ca함유량이 0.0030%를 넘으면, 강의 인성이 저하하여 제조성이 저하한다. 또, Ca함유량이 0.0030%를 넘으면, CaS의 석출에 의해 내식성이 저하한다. 따라서, Ca를 첨가하는 경우에는 Ca함유량은 0.0003∼0.0030%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.0010∼0.0020%의 범위이다.

Y：0.001∼0.20%　

Y는 용강의 점도를 감소시키며, 청정도를 향상시키는 원소이다. 이 효과는 Y함유량이 0.001%이상에서 얻어진다. 한편, Y함유량이 0.20%를 넘으면 그 효과는 포화하며, 또한 가공성이 저하한다. 그래서, Y를 첨가하는 경우에는 Y함유량은 0.001∼0.20%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.001∼0.10%의 범위이다.

REM(희토류 금속)：0.001∼0.10%

REM(희토류 금속：La, Ce, Nd 등의 원자 번호 57∼71의 원소)은 내고온 산화성을 향상시키는 원소이다. 이 효과는 REM 함유량이 0.001%이상에서 얻어진다. 한편, REM 함유량이 0.10%를 넘으면 그 효과가 포화할 뿐만 아니라, 열간 압연시에 표면 결함이 생긴다. 그래서, REM을 첨가하는 경우에는 REM 함유량을 0.001∼0.10%의 범위로 한정한다. 더욱 바람직하게는 0.005∼0.05%의 범위이다.

Sn, Sb：0.001∼0.50%

이들 원소는 압연시에 있어서의 변형대의 생성의 촉진에 의한 내리징성의 향상에 효과적이다. 이 효과는 이들 원소 중의 어느 하나의 함유량이 0.001%이상에서 얻어진다. 그러나, 이들 원소의 함유량이 각각 0.50%를 넘으면 그 효과가 포화할 뿐만 아니라, 또한 가공성이 저하한다. 그래서, Sn이나 Sb를 첨가하는 경우에는 각각의 함유량을 0.001∼0.50%로 한다. 더욱 바람직하게는 각각의 함유량이 0.003∼0.20%의 범위이다.

이상의 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물이다.

다음에, 본 발명의 페라이트계 스테인리스 강판의 바람직한 제조 방법에 대해 설명한다. 상기한 성분 조성의 강을 전로, 전기로, 진공 용해로 등의 공지의 방법으로 용제하고, 연속 주조법 혹은 조괴-분괴법에 의해 강 소재(슬래브)로 한다. 이 강 소재를 1000℃∼1200℃로 가열 후, 마무리 온도를 700℃∼1000℃의 조건에서, 판 두께 2.0㎜∼5.0㎜로 되도록 열간 압연한다. 이와 같이 해서 제작한 열연 강판을 800℃∼1100℃의 온도에서 소둔하고 산세를 실행하며, 다음에 냉간 압연을 실행하고, 700℃∼1000℃의 온도에서 냉연판 소둔을 실행한다. 냉연판 소둔 후에는 산세를 실행하며, 스케일을 제거한다. 스케일을 제거한 냉연 강판에는 스킨 패스 압연을 실행해도 좋다.

실시예

표 1(표 1-1, 표 1-2, 표 1-3을 합쳐 표 1로 함)의 No. 1∼82에 나타내는 조성을 갖는 강을 진공 용해로에서 용제한 후, 주조하여 30kg 강괴로 하였다. 이 강괴를 1050℃의 온도로 가열한 후, 마무리 온도：900℃에서 열간 압연을 실행하고, 판 두께：5㎜의 열연 강판으로 하였다. 그 후, Ar 분위기 중에 있어서 1000∼1050℃에서 1분간의 소둔을 실행하고, 황산에 침지하여 산세를 실행한 후, 냉간 압연으로 판 두께：1.0㎜의 냉연 강판으로 하였다. 얻어진 냉연 강판은 Ar 분위기 중에 있어서 900℃에서 1분간의 소둔을 실행하고, 중성염 전해, 초불산 침지, 및 질산염 전해에 의해 산세하여 냉연 소둔 산세 강판을 얻었다.

또, 표 1의 No.83, 84에 나타내는 조성을 갖는 페라이트계 스테인리스강을 진공 용해로에서 용제한 후, 주조하여 30kg 강괴로 하였다. 이 강괴를 1050℃의 온도로 가열한 후, 마무리 온도：900℃에서 열간 압연을 실행하고, 판 두께：5㎜의 열연 강판으로 하였다. 그 후, 대기중에 있어서 800∼850℃에서 12시간의 소둔을 실행하고, 황산에 침지하여 산세를 실시한 후, 냉간 압연으로 판 두께：1.0㎜의 냉연판으로 하였다. 얻어진 냉연 강판은 Ar 분위기 중에 있어서 800℃에서 1분간의 소둔을 실행하고, 중성염 전해, 초불산 침지, 및 질산염 전해에 의해 산세하여 냉연 소둔 산세 강판을 얻었다.

또한, 표 1의 시험 No. 82, 83은 각각 SUH409L상당 강, SUS430상당 강이다.

이상의 제조 조건에서 얻어진 페라이트계 스테인리스강 냉연 소둔 산세 강판을 전단 가공에 의해 80×60㎜로 잘라내었다. 잘라낸 후, 에머리 연마지로 320번까지 연마하고, 아세톤에 의한 탈지를 실행하였다. 얻어진 강판의 단부 및 이면을 시일하고, 기울기：60°로 사이클 부식 시험기에 배치하였다. 부식 시험기 중에서는 0.1질량%NaCl-0.5질량%H₂O₂ 수용액의 분무(30분간, 35℃, 98%RH(습도)), 건조(1시간, 60℃, 30%RH), 습윤(1시간, 40℃, 95%RH)를 1사이클로 해서, 240사이클의 부식 시험을 실행하였다. 이것은 저∼중Cr계 강종의 내식성을 평가하는 부식 촉진 시험법이다. 시험 후, 10%구연산 이암모늄 용액을 이용해서 부식 생성물을 제거하고, 부식 감량을 측정하였다. 부식 감량이 1.0g/㎡이하였던 것을 「◎」(합격：매우 우수함), 1.0g/㎡초과∼5.0g/㎡이하였던 것을 「○」(합격：특히 우수함), 5.0g/㎡초과∼8.0g/㎡이하였던 것을 「□」(합격：우수함), 8.0g/㎡초과∼16.0g/㎡이하였던 것을 「△」(합격), 16.0g/㎡보다 컸던 것을 「▲」(불합격)로 평가하였다.

또한, JIS Z 2201에 규정되는 13B호 시험편을 압연 방향, 압연 방향에 대해 45도 방향 및, 압연 방향에 대해 직각 방향으로 채취하고, 상온에서 인장 시험을 실행하고 가공성을 평가하였다. El_min이 33%이상 또한 r_min이 1.1이상인 것을 「○」(합격), El_min이 33%미만 혹은 r_min이 1.1미만인 것을 「▲(불합격)」로 하였다.

얻어진 결과를 표 1에 나타낸다. 발명 강의 시험 No. 1∼65는 내식성의 평가가 「○」 혹은 「□」 혹은 「△」이고, 또한 가공성의 평가가 「○」이며, 내식성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다. 특히, 비(V/(Ti＋Nb))가 0.20이상 1.00 이하를 만족시키는 발명 강의 시험 No.34∼47, 55∼65는 내식성 및 가공성의 평가가 모두 「○」이었다.

도 1에는 본 발명예의 결과와, Ti함유량이 본 발명 범위 외의 비교예의 결과와, Nb함유량이 본 발명 범위 외의 비교예의 결과를 그래프로 정리하였다. 도 1에 나타내는 바와 같이 Ti 및 Nb의 함유량이 식 (1)을 만족시키는 경우에, 더욱 양호한 내식성을 갖는 것을 알 수 있다.

도 2에는 Ti 및 Nb함유량이 식 (1)을 만족시키는 본 발명예에 대해, V함유량과 Ti 및 Nb함유량의 합계로 내식성의 결과를 그래프로 정리하였다. 도 2에 나타내는 바와 같이 Ti, Nb 및 V의 함유량이 식 (2)를 만족시키는 경우에, 더욱 양호한 내식성을 갖는 것을 알 수 있다.

비(V/(Ti＋Nb))가 0.20이상 1.00이하를 만족시키는 발명 강의 시험 No.34∼47, 55∼65는 내식성 및 가공성의 평가가 모두 「○」이었다.

시험 No.66, 68, 70, 71의 비교예는 각각 Cr, Ni, Ti의 함유량이 본 발명의 성분 범위보다 낮기 때문에, 내식성이 뒤떨어져 있다. 시험 No.67, 69, 72, 73, 76, 77, 78, 79, 80의 비교예는 각각 Cr, Ni, Ti, Nb, V함유량이 본 발명의 성분 범위보다 높기 때문에, 가공성이 뒤떨어져 있다. 시험 No.74, 75의 비교예는 Nb의 함유량이 본 발명의 성분 범위보다 낮기 때문에, 내식성, 가공성이 모두 뒤떨어져 있다. 시험 No.81의 비교예는 C의 함유량이 본 발명의 성분 범위보다 높기 때문에, 내식성 및 가공성이 모두 뒤떨어져 있다. 시험 No.82의 비교예는 Nb를 포함하지 않고, 또 Cr함유량도 본 발명 범위보다 낮기 때문에, 내식성이 뒤떨어져 있다. 시험 No.83, 84의 비교예는 Nb를 포함하지 않고, 또 C함유량, N함유량 및 Cr함유량이 본 발명 범위보다 높기 때문에, 가공성이 뒤떨어져 있다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 1-3]

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 의하면, 내식성과 가공성이 우수하므로, 엘리베이터의 내부판을 비롯하여, 인테리어, 덕트 후드, 머플러 커터, 로커, 가전제품용 부품, 사무용품용 부품, 자동차 내장용 부품, 자동차 배기용 배관, 건재, 및 배수구의 덮개 등의 용도에 대해 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims

질량%로, C：0.025%이하, Si：0.01∼1.00%, Mn：0.05∼1.00%, P：0.020∼0.040%, S：0.030%이하, Al：0.001∼0.100%, Cr：12.5∼14.4%, Ni：0.01∼0.80%, Ti：0.11∼0.40%, Nb：0.010∼0.100% 및 N：0.020%이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판.
제 1 항에 있어서,
Ti함유량 및 Nb함유량이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판:
0.10≤Nb/Ti≤0.30 (1)
식 (1)에 있어서의 원소 기호는 각 원소의 함유량을 의미한다.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
질량%로, Mo：0.01∼0.30%, Cu：0.01∼0.50%, Co：0.01∼0.50%, 및 W：0.01∼0.50% 중에서 선택한 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
질량%로, V：0.01∼0.25%, Zr：0.01∼0.30%, B：0.0003∼0.0030%, Mg：0.0005∼0.0030%, Ca：0.0003∼0.0030%, Y：0.001∼0.20%, 및 REM(희토류 금속)：0.001∼0.10% 중에서 선택한 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판.
제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
질량%로, Sn：0.001∼0.50% 및 Sb：0.001∼0.50% 중에서 선택한 1종 또는 2종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판.
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
질량%로, V：0.01∼0.25%를 포함하고,
Ti함유량 및 Nb함유량이 하기 식(1)을 만족시키고,
또한, Ti함유량, Nb함유량, 및 V함유량이 하기 식(2)를 만족시키는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강판:
0.10≤Nb/Ti≤0.30 (1)
0.20≤V/(Ti＋Nb)≤1.00 (2)
식(1), (2)에 있어서의 원소 기호는 각 원소의 함유량을 의미한다.