KR20180000747A - 스테인리스강 부재의 접합 방법 및 스테인리스강 - Google Patents

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Abstract

스테인리스강 부재의 접합 방법은, 제1 스테인리스강 부재와, 50％ 압하를 초과하는 변형을 갖는 제2 스테인리스강 부재를 접촉시키고, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 재결정 개시 온도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 한다. 스테인리스강 부재의 다른 접합 방법은, 오스테나이트계의 제1 스테인리스강 부재와, 마르텐사이트를 30체적％ 이상 포함하는 오스테나이트계의 제2 스테인리스강 부재를 접촉시키고, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 As점 이상으로 가열하는 것을 특징으로 한다.

Description

스테인리스강 부재의 접합 방법 및 스테인리스강{METHOD FOR BONDING STAINLESS STEEL MEMBERS AND STAINLESS STEEL}
본 발명은 스테인리스강 부재의 접합 방법 및 스테인리스강에 관한 것이다.
스테인리스강 부재를 접합하는 기술이 요망되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1은 접합면의 산화물을 약품 처리에 의해 제거함으로써 금속 부재 표면을 활성화함으로써, 결정립이 조대화하지 않는 저온에서 확산 접합하는 기술을 개시하고 있다.
일본 특허 공개 제2011-200930호 공보
그러나, 특허문헌 1의 기술에서는 활성화한 표면은 공기에 접촉하면 바로 산소에 의해 오염되어버려, 불활성화될 우려가 있다. 따라서, 고성능 접합을 얻지 못할 우려가 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 고성능 접합이 얻어지는 스테인리스강 부재의 접합 방법 및 스테인리스강을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 스테인리스강 부재의 접합 방법은, 제1 스테인리스강 부재와, 50％ 압하를 초과하는 변형을 갖는 제2 스테인리스강 부재를 접촉시키고, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 재결정 개시 온도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 스테인리스강 부재는 50％ 압하를 초과하는 변형을 갖고 있을 수도 있다. 상기 가열 시에, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 재결정 개시 온도 이상 재결정 개시 온도+100℃ 이하로 가열할 수도 있다. 본 발명에 따른 스테인리스강은 상기 스테인리스강 부재의 접합 방법에 의해, 상기 제1 스테인리스강 부재와 상기 제2 스테인리스강 부재를 접합시킴으로써 얻어진 스테인리스강이다.
본 발명에 따른 스테인리스강 부재의 다른 접합 방법은, 오스테나이트계의 제1 스테인리스강 부재와, 마르텐사이트를 30체적％ 이상 포함하는 오스테나이트계의 제2 스테인리스강 부재를 접촉시키고, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 As점 이상으로 가열하는 것을 특징으로 한다. 상기 제1 스테인리스강 부재는 마르텐사이트를 30체적％ 이상 포함하고 있을 수도 있다. 상기 가열 시에, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 As점 이상 재결정 개시 온도+100℃ 이하로 가열할 수도 있다. 본 발명에 따른 다른 스테인리스강은 상기 스테인리스강 부재의 접합 방법에 의해, 상기 제1 스테인리스강 부재와 상기 제2 스테인리스강 부재를 접합시킴으로써 얻어진 스테인리스강이다.
본 발명에 따르면, 고성능 접합이 얻어지는 스테인리스강 부재의 접합 방법 및 스테인리스강을 제공할 수 있다.
도 1은 비교 형태에 관한 고상(固相) 확산 접합 방법을 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 접합 방법을 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 접합 방법의 흐름도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 접합 방법의 흐름도이다.
도 5는 접합부 근방의 단면을 EBSD에 의해 관찰한 결과를 도시한다.
도 6은 접합 시의 온도와 접합 강도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 접합 시의 온도와 접합 강도의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 접합 시의 온도와 접합 강도의 관계를 도시하는 도면이다.
스테인리스강은, 일반적으로 제련이나 정련에 의해 제작한 뒤, 충분한 성능을 발휘시키기 위하여 그의 미세 조직을 조정하여 출하된다. 이 스테인리스강을 부품으로 가공하고 조립하여, 여러가지 장치를 제조하는 것이 일반적이다. 스테인리스강을 조립하기 위한 결합 기술에는 다양한 것이 있지만, 비교적 고온에서 사용 가능하고 강도가 있는 수밀리미터 이하의 작은 스테인리스강의 결합 기술로서는, 고체의 상태에서 접합면을 밀착시켜서 가열하는 고상 확산 접합을 사용해야만 한다.
도 1은, 비교 형태에 관한 고상 확산 접합 방법을 도시하는 도면이다. 도 1에서 예시한 바와 같이, 스테인리스강 부재(10)와 스테인리스강 부재(20)가 고온 하에서 가압 장치(30)에 의해 서로 가압된다. 그것에 의하여, 접합품인 스테인리스강(40)이 얻어진다. 구성 원자의 확산을 충분히 활발화하기 위해서는, 약 1000℃ 이상의 고온으로 해야만 한다. 그러나 고온 처리를 거치면, 스테인리스강(40) 중의 결정립이 조대화하고, 또한 연화되어서 강도가 저하된다는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 피하기 위해서는 온도가 낮아도 확산 접합이 가능하도록 할 필요가 있다. 이것을 목적으로 하여, 접합 표면을 청정하게 함으로써 활성으로 하기 위한 연구 개발이 널리 행해지고 있다. 그 일례로서, 상술한 특허문헌 1을 들 수 있다. 그러나 표면의 활성화를 이용한 처리에 있어서는, 활성화한 표면은 공기에 접촉하면 바로 산소에 의해 오염되어버려 불활성화될 우려가 있다. 따라서, 고성능 접합을 얻지 못할 우려가 있다. 표면 처리부터 접합까지의 일련의 처리를 진공 용기 중에서 행하는 것도 생각할 수 있지만, 비용의 문제가 발생한다.
본 발명자들은, 스테인리스강 소재의 조직 조정을 위한 공정의 최종 열처리에서 일어나고 있는 재결정이라고 하는 현상에 주목하였다. 이 현상이 일어났을 때에는, 재료 내부에서는 새롭게 발생한 결정립(재결정립)이 주위의 재료로부터 원자를 표면에 도입하면서 성장해 간다. 이 구동력은, 평형 상태가 되어서 내부 에너지가 낮고 안정적인 재결정립과, 변형이 발생하는 등 하여 내부 에너지가 높고 불안정한 미재결정립 사이의 내부 에너지의 차이에서 기인한다. 이 원리에 기초하면, 부재 내부의 에너지를 높여서 불안정하게 해 두면, 금속 표면 근방의 원자는 접합면을 넘어서, 상대측 표면에 출현하고 있는 재결정립의 표면에 도착한 쪽이 안정적이 된다. 게다가, 표면이 없어지면 보다 에너지가 낮고 안정이 된다. 그 결과, 상대방의 재결정립은 접합면을 넘어서 성장하여, 일체화된 강고한 접합이 완료된다. 이때 양자의 내부 에너지의 차가 충분히 크면, 결정립의 성장은 다소의 표면 오염에 방해받는 일 없이 진행된다.
(제1 실시 형태)
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 접합 방법을 도시하는 도면이다. 도 3은, 그 접합 방법의 흐름도이다. 먼저, 접합을 위한 가열에 앞서, 스테인리스강 부재(10) 및 스테인리스강 부재(20) 중 적어도 어느 한쪽에 50％를 상회하는 압하를 가함으로써, 내부에 변형을 축적시켜 둔다(스텝 S1). 이어서, 스테인리스강 부재(10, 20)의 접합 표면을 평활화한다(스텝 S2).
이어서, 스테인리스강 부재(10, 20)의 접합 표면을 접촉시키고 가열한다(스텝 S3). 이 경우의 온도는, 스테인리스강 부재(10, 20)의 재결정 개시 온도 이상이면 된다. 스테인리스강 부재(10, 20)의 온도가 재결정 개시 온도 이상이 되면 스테인리스강 부재(10, 20)의 내부에서 재결정립이 생성되고, 또한 접합면에서는 재결정립이 접합면을 넘어서 성장하여, 강고한 접합이 완성된다. 그것에 의하여 스테인리스강(40)이 얻어진다. 또한, 스텝 S3에 있어서, 스테인리스강 부재(10, 20)를 가압 장치(30)에 의해 서로 가압함으로써 밀착시킴으로써, 보다 강고한 접합이 완성된다.
본 실시 형태에 따르면, 스테인리스강 부재(10) 및 스테인리스강 부재(20) 중 적어도 어느 한쪽에 50％를 상회하는 압하를 가하여 내부에 변형을 축적시켜 두는 것에 의해, 재결정 개시 온도 이상의 비교적 저온에서 고성능의 접합을 실현할 수 있다. 저온에서의 접합을 실현할 수 있기 때문에, 스테인리스강(40)의 결정이 미세하게 되어 연화를 억제할 수 있다. 그 결과, 재료 강도가 높고 스프링성이 높은 접합품을 제조할 수 있다. 또한, 접합 표면이 산소의 흡착 등에 기인하여 다소 오염되어 있어도 접합이 가능하다. 그로 인해, 접합을 위한 가열시를 제외하고 통상의 공기 중에서 일련의 공정을 실시할 수 있다. 또한, 미리 가하여 두는 내부 에너지를 높여 놓고, 변형 부여의 처리, 접합 온도 및 시간의 조합에 의해 필요한 미세 조직으로 조정할 수 있다. 따라서, 소재 제조와 부품 조립을 일련의 공정으로 병행하여 행할 수 있어, 소재 제조에 있어서의 미세 조직 조정을 위한 열처리 공정을 생략함으로써, 작업의 효율화와 에너지 절약에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 접합 방법에서는 재결정 개시 온도 이상의 온도라면 고성능 접합을 실현할 수 있지만, 결정립의 조대화를 억제하는 관점에서, 재결정 개시 온도 이상 재결정 개시 온도+100℃ 이하의 온도로 접합하는 것이 바람직하다. 또한, 스테인리스강 부재(10) 및 스테인리스강 부재(20)의 양쪽에, 50％를 상회하는 압하를 가하여 내부에 변형을 축적시켜 두는 것이 바람직하다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에서는, 준안정 오스테나이트계 스테인리스강의 상변태에 의한 효과를 이용한다. 도 4는, 제2 실시 형태에 따른 접합 방법의 흐름도이다. 본 실시 형태에 있어서는 스테인리스강 부재(10, 20)로서, 준안정 오스테나이트계 스테인리스강을 사용한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 장치를 사용할 수 있다.
먼저, 접합을 위한 가열에 앞서, 스테인리스강 부재(10) 및 스테인리스강 부재(20) 중 적어도 어느 한쪽에 Md점 이하의 온도에서 변형을 가함으로써, 그 변형을 가한 스테인리스강 부재에 30체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성한다(스텝 S11). Md점이란, 그 온도 이하로 가공을 가하면 마르텐사이트 변태하는 온도이다.
이어서, 스테인리스강 부재(10, 20)의 접합 표면을 평활화한다(스텝 S12). 이어서, 스테인리스강 부재(10, 20)의 접합 표면을 접촉시키고 가열한다(스텝 S13). 이 경우의 온도는, 스테인리스강 부재(10, 20)의 As점 이상이면 된다. As점이란, 그 온도 이상으로 가열하면 마르텐사이트가 오스테나이트상으로 변태하는 온도이다. 스테인리스강 부재(10, 20)의 온도가 As점 이상이 되면 스테인리스강 부재(10, 20)의 내부에서 재결정립이 생성되고, 또한 접합면에서는 재결정립이 접합면을 넘어서 성장하여, 강고한 접합이 완성되다. 그에 의하여 스테인리스강(40)이 얻어진다. 또한, 스텝 S13에 있어서, 스테인리스강 부재(10, 20)를 가압 장치(30)에 의해 서로 가압하는 것에 의해 밀착시킴으로써, 보다 강고한 접합이 완성된다.
본 실시 형태에 따르면, 준안정 오스테나이트계의 스테인리스강 부재(10, 20) 중 적어도 어느 한쪽에 30체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시켜 두는 것에 의해, As점 이상의 비교적 저온에서 고성능 접합을 실현할 수 있다. 저온에서의 접합을 실현할 수 있기 때문에, 스테인리스강(40)의 결정이 미세하게 되어 연화를 억제할 수 있다. 그 결과, 재료 강도가 높고 스프링성이 높은 접합품을 제조할 수 있다. 또한, 접합 표면이 산소의 흡착 등에 기인하여 다소 오염되어 있어도 접합이 가능하다. 그로 인해, 접합을 위한 가열시를 제외하고 통상의 공기 중에서 일련의 공정을 실시할 수 있다. 또한, 마르텐사이트 도입의 처리, 접합 온도 및 시간의 조합에 의해, 필요한 미세 조직으로 조정할 수 있다. 따라서, 소재 제조와 부품 조립을 일련의 공정으로 병행하여 행할 수 있고, 소재 제조에 있어서의 미세 조직 조정을 위한 열처리 공정을 생략함으로써, 작업의 효율화와 에너지 절약에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 접합 방법에서는 As점 이상의 온도라면 고성능 접합을 실현할 수 있지만, 결정립의 조대화를 억제하는 관점에서, As점 이상 재결정 개시 온도+100℃ 이하의 온도로 접합하는 것이 바람직하다. 또한, 스테인리스강 부재(10, 20) 중 적어도 어느 한쪽에 50체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시켜 두는 것이 바람직하고, 80체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시켜 두는 것이 보다 바람직하다. 스테인리스강 부재(10, 20)의 양쪽에, 30체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시켜 두어도 된다. 이 경우, 스테인리스강 부재(10, 20)의 양쪽에, 50체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시켜 두는 것이 바람직하고, 80체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시켜 두는 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태에서는, Md점 이하에서의 가공에 의해 마르텐사이트를 도입하고 있지만, 안정 오스테나이트의 상태로부터 Ms점 이하로 급속하게 냉각함으로써 마르텐사이트를 도입할 수도 있다. 또한 Ms점이란, 그 온도 이하로 급냉하면 마르텐사이트가 생성되는 온도이다.
<실시예>
(실시예 1)
오스테나이트계 스테인리스강 SUS316L에 (Md점 이상인) 상온에서 단조 및 압연으로 99％ 상당의 압하를 가한 두께 1mm의 판을 12mm 폭×20mm 길이로 자른 2개의 소편 각각의 편면을, 대기 중에서 에머리지와 버프 연마로 경면으로 조정하였다. 이 경면끼리를 대향시켜서 십자상으로 진공 챔버 중에 배치하고, 12mm×12mm의 면을 밀착시켰다. 진공화 후, 판을 밀착하도록 1kN의 하중을 가하면서, 고주파 가열로 재결정 개시 온도 이상인 730℃로 가열하고, 30분 유지 후에 하중을 제거하고 냉각한 후에 취출한 바, 강고하게 접합되었다. 확인을 위하여 십자로 접합한 부재의 한쪽을 바이스로 고정하고, 다른 한쪽을 떼는 방향으로 해머로 두드린 바, 떼어지지 않고, 바이스로 고정한 쪽의 부재가 구부러졌다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 80％ 압연을 가한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 접합을 행하였다. 실시예 2에서도, 강고한 접합이 실현되었다.
(비교예 1)
비교예 1에서는, 50％ 압연을 가한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 접합을 행하였다. 얻어진 접합품은 해머로 두드림으로써 떼어져 버렸다.
(비교예 2)
비교예 2에서는, 변형을 완전히 제거하고 용체화 처리된 SUS316L재를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 접합을 행하였다. 얻어진 접합품은 손으로 용이하게 떼어졌다.
(분석 1)
실시예 1, 2에서는, 50％를 상회하는 압하를 가하여 내부에 변형을 축적시킨 다음 재결정 개시 온도 이상의 온도에서 접합을 행함으로써, 재결정립은 접합면을 넘어서 성장하여 고성능 접합이 얻어진 것이라고 생각된다. 한편, 비교예 2에서는, 변형을 완전히 제거했기 때문에 강고한 접합이 얻어지지 않은 것이라고 생각된다. 비교예 1에서는, 내부에 변형을 축적시켰기 때문에 소정의 접합 강도가 얻어졌지만, 변형의 부족에 의해 충분한 접합 강도가 얻어지지 않은 것이라고 생각된다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 준안정 오스테나이트계 스테인리스강 SUS304에 (Md점 이상인) 300℃에서 90％ 상당의 다방향 단조 및 압연과 90％의 압연을 가하여 합계 99％ 상당의 변형을 가한 두께 1mm의 판을 12mm 폭×20mm 길이로 자른 2개의 소편 각각의 편면을, 대기 중에서 에머리지와 버프 연마로 경면으로 조정하였다. 이 경면끼리를 대향시켜서 십자상으로 진공 챔버 중에 배치하고, 12mm×12mm의 면을 밀착시켰다. 진공화 후, 판을 밀착하도록 1kN의 하중을 가하면서, 고주파 가열로 재결정 개시 온도 이상인 730℃로 가열하고, 30분 유지 후에 하중을 제거하고 냉각한 후에 취출한 바, 통상은 1000℃ 정도가 아니면 확산 접합되지 않는 SUS304가 강고하게 접합되었다.
접합부 근방의 단면을 EBSD(전자선 후방 산란 회절법)에 의해 관찰하였다. 도 5는 관찰 결과를 나타낸다. 도 5에 있어서, 좌우의 화살표 사이가 접합부이다. 접합 전에는 매끄러웠지만, 상하로부터의 결정립 성장에 의해 울퉁불퉁하게 되어 있는 것이 관찰되어 있다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 오스테나이트계 스테인리스강 SUS316L에 (Md점 이상인) 상온에서 단조 및 압연으로 99％ 상당의 압하를 가한 두께 1mm의 판을 10mm 폭×50mm 길이로 자른 2개의 소편 각각의 편면을, 대기 중에서 에머리지와 버프 연마로 경면으로 조정하였다. 이 경면끼리를 대향시켜서 십자상으로 진공 챔버 중에 배치하고, 10mm×10mm의 면을 밀착시켰다. 진공화 후, 판을 밀착하도록 직경 5mm의 펀치를 통하여 1kN의 하중을 가하면서, 고주파 가열로 여러가지 온도까지 가열하고, 30분 유지 후에 하중을 제거하고 냉각한 후에 취출하였다. 확인을 위하여 십자 인장을 0.01mm/s의 조건으로 행하고, 접합 강도를 평가하였다.
(비교예 3)
비교예 3에서는, 변형을 완전히 제거하고 용체화 처리된 SUS316L재를 사용한 것 이외에는 실시예 4와 동일한 조건으로 접합을 행하였다.
(분석 2)
실시예 4 및 비교예 3의 접합 시의 온도와 접합 강도의 관계를 도 6에 도시하였다. 도 6에 있어서, 횡축은 접합 시의 온도를 나타내고, 종축은 접합 강도를 나타낸다. W99는 실시예 4의 결과를 나타내고, SOL은 비교예 3의 결과를 나타낸다. 도 6에 도시한 바와 같이, 어떤 경우에 있어서도 접합 강도는 접합 시의 온도 상승과 함께 향상되는 경향이 얻어지고 있지만, 비교예 3과 비교하여, 실시예 4의 결과가 저온측으로 시프트하고 있다. 즉, 동일한 접합 강도를 얻기 위해서, 실시예 4에서는 비교예 3과 비교하여 접합 시의 온도를 낮게 할 수 있음을 알았다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, 준안정 오스테나이트계 스테인리스강 SUS304에 (Md점 이상인) 300℃에서 다방향 단조 및 압연에 의해 90％ 상당의 압하를 가하고, 또한 (Md점 이하인) 상온에서 90％ 압연을 가함으로써 거의 전체를 마르텐사이트로 한 두께 1mm의 판을 12mm 폭×20mm 길이로 자른 2개의 소편 각각의 편면을, 대기 중에서 에머리지와 버프 연마로 경면으로 조정하였다. 이 경면끼리를 대향시켜서 십자상으로 진공 챔버 중에 배치하고, 12mm×12mm의 면을 밀착시켰다. 진공화 후, 판을 밀착하도록 1kN의 하중을 가하면서, 고주파 가열로 As점 이상인 700℃로 가열하고, 30분 유지 후에 하중을 제거하고 냉각한 후에 취출한 바, 통상은 1000℃ 정도가 아니면 확산 접합되지 않는 SUS304가 강고하게 접합되었다. 확인을 위하여 십자로 접합한 부재의 한쪽을 바이스로 고정하고, 다른 한쪽을 떼는 방향으로 해머로 두드린 바, 떼어지지 않고, 바이스로 고정한 쪽의 부재가 구부러졌다.
(비교예 4)
비교예 4에서는, 300℃에서 90％ 상당의 다방향 단조 및 압연과 90％의 압연을 가하여 합계 99％ 상당의 변형을 가한 SUS304 시료로 실시예 5와 동일한 조건으로 접합 실험을 행하였다. Md점 이하에서의 압연을 하고 있지 않기 때문에, 마르텐사이트는 생성되어 있지 않다. 십자로 접합한 부재의 한쪽을 바이스로 고정하고, 다른 한쪽을 떼는 방향으로 해머로 두드린 바, 떼어져버렸다.
(비교예 5)
비교예 5에서는, 변형 제거를 위한 열 처리 후에 변형을 가하고 있지 않은 동 치수의 SUS304를 사용한 것 이외에는, 비교예 4와 동일한 조건으로 실험을 행하였다. 부착된 부재끼리는 손으로 간단하게 뗄 수 있었다.
(분석 3)
실시예 5에서는, 30체적％ 이상의 마르텐사이트를 생성시킨 다음에 As점 이상의 온도에서 접합을 행함으로써, 재결정립은 접합면을 넘어서 성장하여 고성능 접합이 얻어진 것이라고 생각된다. 한편, 비교예 4, 5에서는 마르텐사이트를 생성하고 있지 않기 때문에, 강고한 접합이 얻어지지 않은 것이라고 생각된다. 또한, 비교예 4에서는 변형을 가했지만 재결정 온도 이상으로 온도를 상승시키지 않았기 때문에, 강고한 접합이 얻어지지 않은 것이라고 생각된다.
(실시예 6)
실시예 6에서는, 준안정 오스테나이트계 스테인리스강 SUS304에 (Md점 이상인) 300℃에서 다방향 단조 및 압연에 의해 90％ 상당의 압하를 가하고, 또한 (Md점 이하인) 상온에서 90％ 압연을 가함으로써 거의 전체를 마르텐사이트로 한 두께 1mm의 판을 10mm 폭×50mm 길이로 자른 2개의 소편 각각의 편면을, 대기 중에서 에머리지와 버프 연마로 경면으로 조정하였다. 이 경면끼리를 대향시켜서 십자상으로 진공 챔버 중에 배치하고, 10mm×10mm의 면을 밀착시켰다. 진공화 후, 직경 5mm의 펀치를 통하여 판을 밀착하도록 1kN의 하중을 가하면서, 고주파 가열로 여러가지 온도까지 가열하고, 30분 유지 후에 하중을 제거하고 냉각한 후에 취출하였다. 확인을 위하여 십자 인장을 0.01mm/s의 조건으로 행하고, 접합 강도를 평가하였다.
(실시예 7)
실시예 7에서는 2개의 소편 중 한쪽으로서, 변형을 완전히 제거하고 용체화 처리된 SUS304재를 사용한 것 이외에는 실시예 6과 동일한 조건으로 접합을 행하였다.
(비교예 6)
비교예 6에서는 2개의 소편으로서, 변형을 완전히 제거하고 용체화 처리 된 SUS304재를 사용한 것 이외에는 실시예 7과 동일한 조건으로 접합을 행하였다.
(분석 4)
실시예 6, 7 및 비교예 6의 접합 시의 온도와 접합 강도의 관계를 도 7에 도시하였다. 도 7에 있어서, 횡축은 접합 시의 온도를 나타내고, 종축은 접합 강도를 나타낸다. WC/WC는 실시예 6의 결과를 나타내고, WC/SOL은 실시예 7의 결과를 나타내고, SOL/SOL은 비교예 6의 결과를 나타낸다. 도 7에 도시한 바와 같이, 어떤 경우에 있어서도 접합 강도는 접합 시의 온도 상승과 함께 향상되는 경향이 얻어지고 있지만, 비교예 6과 비교하여 실시예 6, 7의 결과가 저온측으로 시프트하고 있다. 즉, 동일한 접합 강도를 얻기 위해서, 실시예 6, 7에서는 비교예 6과 비교하여 접합 시의 온도를 낮게 할 수 있음을 알았다.
(실시예 8)
실시예 8에서는, 오스테나이트계 스테인리스강 SUS304에 (Md점 이상인) 300°에서 단조 및 압연으로 99％ 상당의 압하를 가한 두께 1mm의 판을 10mm 폭×50mm 길이로 자른 2개의 소편 각각의 편면을, 대기 중에서 에머리지와 버프 연마로 경면으로 조정하였다. 이 경면끼리를 대향시켜서 십자상으로 진공 챔버 중에 배치하고, 10mm×10mm의 면을 밀착시켰다. 진공화 후, 판을 밀착하도록 직경 5mm의 펀치를 통하여 1kN의 하중을 가하면서, 고주파 가열로 여러가지 온도까지 가열하고, 30분 유지 후에 하중을 제거하고 냉각한 후에 취출하였다. 확인을 위하여 십자 인장을 0.01mm/s의 조건으로 행하고, 접합 강도를 평가하였다.
(실시예 9)
실시예 9에서는, 80％ 압연을 첨가한 것 이외에는 실시예 8과 동일한 조건으로 접합을 행하였다.
(분석 5)
실시예 8, 실시예 9 및 비교예 6의 접합 시의 온도와 접합 강도의 관계를 도 8에 도시하였다. 도 8에 있어서, 횡축은 접합 시의 온도를 나타내고, 종축은 접합 강도를 나타낸다. W99는 실시예 8의 결과를, W80은 실시예 9의 결과를 나타내고, SOL/SOL은 비교예 6의 결과를 나타낸다. 도 6에 도시한 바와 같이, 어떤 경우에 있어서도 접합 강도는 접합 시의 온도 상승과 함께 향상되는 경향이 얻어지고 있지만, 비교예 6과 비교하여 실시예 8 및 실시예 9의 결과가 저온측으로 시프트하고 있다. 즉, 동일한 접합 강도를 얻기 위해서, 실시예 8 및 실시예 9에서는 비교예 6과 비교하여 접합 시의 온도를 낮게 할 수 있음을 알았다.
이상, 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 관계되는 특정한 실시 형태 및 실시예로 한정되는 것이 아니고, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지 범위 내에 있어서 다양한 변형·변경이 가능하다.
10, 20: 스테인리스강 부재
30: 가압 장치
40: 스테인리스강

Claims (8)

  1. 대기 중에서, 제1 스테인리스강 부재와, 80％ 압하 이상의 변형을 갖는 제2 스테인리스강 부재를 연마하고, 연마한 면끼리를 접촉시키고, 그 후 감압하고 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 재결정 개시 온도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 부재의 접합 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 스테인리스강 부재는 50％ 압하를 초과하는 변형을 갖는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 부재의 접합 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 시에, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 재결정 개시 온도 이상 재결정 개시 온도+100℃ 이하로 가열하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 부재의 접합 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 스테인리스강 부재의 접합 방법에 의해, 상기 제1 스테인리스강 부재와 상기 제2 스테인리스강 부재를 접합시킴으로써 얻어진 스테인리스강.
  5. 오스테나이트계의 제1 스테인리스강 부재와, 마르텐사이트를 30체적％ 이상 포함하는 오스테나이트계의 제2 스테인리스강 부재를 접촉시키고, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 마르텐사이트가 오스테나이트상으로 변태하는 온도(As점) 이상으로 가열하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 부재의 접합 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 스테인리스강 부재는 마르텐사이트를 30체적％ 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 부재의 접합 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 가열 시에, 상기 제1 스테인리스강 부재 및 상기 제2 스테인리스강 부재를 마르텐사이트가 오스테나이트상으로 변태하는 온도(As점) 이상 재결정 개시 온도+100℃ 이하로 가열하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 부재의 접합 방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 기재된 스테인리스강 부재의 접합 방법에 의해, 상기 제1 스테인리스강 부재와 상기 제2 스테인리스강 부재를 접합시킴으로써 얻어진 스테인리스강.
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