KR20180081582A - Two-phase stainless steel material and two-phase stainless steel pipe - Google Patents

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마사키 시마모토
도모코 스기무라
마코토 가와모리
유타로 가쓰키
요스케 요네나가
준이치로 기누가사
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Abstract

본 발명은, 페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재에 관한 것이다. 본 발명은, 상기 강재의 금속 성분 조성으로서, V: 0.01∼0.50질량%, Ti: 0.0001∼0.0500질량%, Nb: 0.0005∼0.0500질량%, Ta: 0.01∼0.50질량%로부터 선택되는 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 상기 강재 중에 복합 개재물, 또는 복합 개재물 및 개재물을 갖고, 상기 개재물은 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종을 구비하고, 상기 복합 개재물은 상기 개재물을 핵으로 하고, 상기 핵의 주위에, Cr과, 적어도 1종의 상기 X군 원소를 포함하는 탄화물 또는 질화물의 외각을 구비하며, 상기 복합 개재물의 개수의 비율이 상기 개재물의 개수의 합계의 30% 이상인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a two-phase stainless steel material comprising a ferrite phase and an austenite phase. The present invention is characterized in that at least one kind of metal selected from the group consisting of V: 0.01-0.50 mass%, Ti: 0.0001-0.0500 mass%, Nb: 0.0005-0.0500 mass%, and Ta: 0.01-0.50 mass% X group element, and the steel has a composite inclusion, a composite inclusion, and inclusions, and the inclusions include at least one of an oxide, a sulfide, and an oxysulfide, and the inclusion contains the inclusions as nuclei, And an outer periphery of a carbide or a nitride containing at least one of the above X group elements, wherein the ratio of the number of the complex inclusions to the number of the inclusions is 30% or more of the total number of the inclusions .

Description

2상 스테인리스 강재 및 2상 스테인리스 강관Two-phase stainless steel material and two-phase stainless steel pipe

본 발명은 2상(二相) 스테인리스 강재 및 2상 스테인리스 강관에 관한 것이다.The present invention relates to a two-phase stainless steel material and a two-phase stainless steel pipe.

스테인리스 강재는, 부식 환경에 있어서 부동태 피막이라고 불리는 Cr의 산화물을 주체로 하는 안정한 표면 피막을 자연히 형성하여, 내식성을 발현하는 재료이다. 특히, 페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재는, 강도 특성이 오스테나이트계 스테인리스강이나 페라이트계 스테인리스강에 비해서 우수하고, 내공식(孔食)성과 내응력부식균열성이 양호하다. 이와 같은 특징 때문에, 2상 스테인리스 강재는, 엄빌리컬 튜브, 해수 담수화 플랜트, LNG(Liquefied Natural Gas) 기화기 등의 해수 환경의 구조 재료를 비롯하여, 유정관이나 각종 화학 플랜트 등의 구조 재료로서 널리 사용되고 있다.The stainless steel material is a material that naturally forms a stable surface coating mainly composed of an oxide of Cr called a passive film in a corrosive environment and exhibits corrosion resistance. Particularly, the two-phase stainless steel material composed of the ferrite phase and the austenite phase is superior in strength characteristics to austenitic stainless steel or ferritic stainless steel, and has excellent pitting corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance. Because of these characteristics, the two-phase stainless steel is widely used as a structural material for marine environments such as an umbilical tube, a seawater desalination plant, a LNG (Liquefied Natural Gas) vaporizer, as well as a structural material for a fluid pipe and various chemical plants have.

그러나, 사용 환경에 염화물, 황화수소, 탄산 가스 등의 부식성 물질이 다량으로 함유되는 경우에는, 2상 스테인리스 강재 중의 개재물이나 부동태 피막의 결함 등을 기점으로 해서, 2상 스테인리스 강재에 국부 부식, 이른바 공식이 발생하는 경우가 있다. 또한, 2상 스테인리스 강재의 배관이나 플랜지 등의 구조적으로 틈을 형성하는 부분에 있어서는, 틈 내부에 염화물 이온 등의 부식성 물질이 농축되어 보다 심한 부식 환경이 된다. 또, 틈 외부와 내부 사이에서 산소 농담 전지를 형성하여, 틈 내부의 국부 부식이 보다 촉진되어, 이른바 틈 부식이 발생하는 경우가 있다. 또, 공식이나 틈 부식 등의 국부 부식은 응력부식균열의 기점이 되는 경우가 있다.However, when a corrosive substance such as chloride, hydrogen sulfide or carbon dioxide gas is contained in a large amount in the use environment, the corrosion of the two-phase stainless steel material, the so-called formula May occur. In addition, corrosive substances such as chloride ions are concentrated in the gaps in a part where structural gaps are formed in piping or flanges of two-phase stainless steel materials, resulting in a more severe corrosive environment. Further, an oxygen-enriched cell is formed between the outside and the inside of the gap to further promote local corrosion in the inside of the gap, and so-called crevice corrosion may occur. In addition, local corrosion such as corrosion or crevice corrosion may be a starting point of stress corrosion cracking.

이와 같은 문제의 대책으로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, Cr, Mo, N, W의 함유량의 제어에 의해 PREW값이 40 이상이 됨으로써 내식성을 개선한 2상 스테인리스강이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 Cr, Mo, W, N의 함유량의 제어에 더하여, B나 T 등의 함유량을 제어하는 것에 의해, 내식성 및 열간 가공성이 우수한 2상 스테인리스강이 개시되어 있다.As a countermeasure for such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a two-phase stainless steel in which corrosion resistance is improved by controlling the content of Cr, Mo, N and W to have a PREW value of 40 or more. Patent Document 2 discloses a two-phase stainless steel excellent in corrosion resistance and hot workability by controlling the contents of B, T and the like in addition to controlling the contents of Cr, Mo, W, and N.

또한, 비특허문헌 1에서는, 스테인리스강에 있어서 강 중 개재물의 MnS가 국부 부식(공식)의 기점이 되고 있는 것을 실험적으로 나타내고 있다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 열간 가공성이나 내식성에 악영향을 미치는 강 중의 황화물계 개재물을 저감하기 위해, 진공 용해로에서 CaO 도가니와 CaO-CaF2-Al2O3계의 슬래그를 이용하여, S량을 3ppm 이하까지 저감시키고 있다.Also, in Non-Patent Document 1, it is experimentally shown that MnS in inclusions in steel becomes a starting point of local corrosion (formula) in stainless steel. In the technique described in Patent Document 3, CaO crucible and CaO-CaF 2 -Al 2 O 3 -based slag are used in a vacuum melting furnace in order to reduce sulfide inclusions in steel which adversely affect hot workability and corrosion resistance, S amount is reduced to 3 ppm or less.

또한, 특허문헌 4에는, 임의의 단면에 있어서 주편 표층으로부터 10mm 깊이까지, Ti계 질화물과 Mg계 산화물의 복합 비금속 개재물을 미세 분산시키는 것에 의해 페라이트상의 형태를 제어한, 열간 가공성이 우수한 오스테나이트-페라이트 2상을 갖는 스테인리스강 주편의 제조 방법이 개시되어 있다.Patent Document 4 discloses an austenitic-ferritic stainless steel which has a ferritic phase shape controlled by finely dispersing a composite nonmetallic inclusion of a Ti-based nitride and a Mg-based oxide in an arbitrary section from a surface layer of a cast steel to a depth of 10 mm, A method for producing a stainless steel casting slab having a ferrite biaxial phase is disclosed.

또한, 특허문헌 5에는, Mg계 개재물을 핵으로 해서 Ti계 산화물 또는 질화물을 생성시킨 복합 비금속 개재물을 미세 분산시키는 것에 의해, 개재물 기점의 공식을 방지하고, 또한 주편의 조직을 미세화함으로써, 내식성을 향상시킨 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법이 개시되어 있다.Patent Document 5 discloses a method of finely dispersing a composite non-metallic inclusion in which a Ti-based oxide or nitride is produced using Mg-based inclusions as a nucleus to prevent the inclusion starting point formula and to further refine the structure of the cast steel, Based ferritic stainless steel.

또한, 특허문헌 6에는, Al-Ca계 산황화물의 핵의 주위에 Ti 및/또는 Nb의 탄질화물의 외각(外殼)을 갖는 개재물을 미세 분산시키는 것에 의해, 개재물을 기점으로 하는 공식을 방지하여, 공식을 기점으로 하는 황화물 응력 균열의 유발을 시키는 일이 없는, 내공식성이 우수한 저합금강의 제조 방법이 개시되어 있다.Patent Document 6 discloses a method of finely dispersing an inclusions having an outer shell of a carbonitride of Ti and / or Nb around the nucleus of an Al-Ca-based oxysulfide to prevent the inclusion-based formula , A method of producing a low alloy steel excellent in pitting resistance without inducing stress cracking of sulfide starting from the formula is disclosed.

또한, 특허문헌 7에는, 장경이 1μm 이상인 Ta를 함유하는 황·산화물계 복합 개재물이, 가공 방향에 수직한 단면 1mm2당 500개 이하이고, 상기의 황·산화물계 복합 개재물 중의 Ta 함유량이 5원자% 이상으로 하는 것에 의해, 통상의 스테인리스강에 함유되는 황화물계 개재물을, Ta를 함유하는 황·산화물계 복합 개재물로 개질하여, 내국부부식성이 우수한 2상 스테인리스강의 제조 방법이 개시되어 있다.Patent Document 7 discloses that a sulfur-oxide composite inclusion containing Ta having a major diameter of 1 占 퐉 or more is 500 or less per 1 mm 2 section perpendicular to the processing direction and the Ta content in the sulfur-oxide inclusion complex is 5 By mass or more, or more by atomic% or more, so that sulfide inclusions contained in ordinary stainless steels are modified with sulfur-oxide inclusion inclusions containing Ta to provide a two-phase stainless steel excellent in local corrosion resistance.

그러나, 특허문헌 1∼특허문헌 7에 보고되어 있는 기술에서는, 페라이트상과 오스테나이트상의 계면, 또한 강 중에 불가피적으로 형성되는 산화물, 황화물과 같은 개재물과 모재 금속의 계면에 있어서는 부동태 피막의 연속성이 저하됨으로써, 부동태 피막이 불안정해지는 경향이 강하다. 그 때문에, 국부 부식의 원인이 되는 개재물에 대한 검토의 여지가 남아 있었다.However, in the techniques reported in Patent Documents 1 to 7, the continuity of the passive film at the interface between the ferrite phase and the austenite phase, and at the interface between the inclusions such as oxides and sulfides unavoidably formed in the steel, The passive film tends to become unstable. As a result, there remains room for reviewing the inclusions that cause local corrosion.

일본 특허공개 평5-132741호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 5-132741 일본 특허공개 평8-170153호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 8-170153 일본 특허공개 평3-291358호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-291358 일본 특허공개 2002-69592호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-69592 일본 특허공개 2000-212704호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-212704 일본 특허 제3864921호 공보Japanese Patent No. 3864921 일본 특허공개 2015-110828호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-110828

무토 이즈미 등, 페럼 Vol. 17(2012), No. 12, pp. 858-863 Muto Izumi and others, Ferum Vol. 17 (2012), No. 12, pp. 858-863

본 발명은 이와 같은 상황에 비추어 이루어진 것으로, 그의 주된 과제는 우수한 내식성을 발현하는 2상 스테인리스 강재 및 2상 스테인리스 강관을 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main object is to provide a two-phase stainless steel material and a two-phase stainless steel pipe exhibiting excellent corrosion resistance.

본원 명세서에 있어서 개시되는 발명 중 대표적인 것의 개요를 간단히 설명하면, 하기와 같다. 즉, 본 발명의 일국면에 따른 2상 스테인리스 강재는, 페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재로서, 상기 강재의 금속 성분 조성으로서, V: 0.01∼0.50질량%, Ti: 0.0001∼0.0500질량%, Nb: 0.0005∼0.0500질량%, Ta: 0.01∼0.50질량%로부터 선택되는 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 상기 강재 중에 복합 개재물, 또는 복합 개재물 및 개재물을 갖고, 상기 개재물은 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종을 구비하고, 상기 복합 개재물은 상기 개재물을 핵으로 하고, 상기 핵의 주위에, Cr과, 적어도 1종의 상기 X군 원소를 포함하는 탄화물 또는 질화물의 외각을 구비하며, 상기 복합 개재물의 개수의 비율이 상기 개재물의 개수의 합계의 30% 이상인 것을 특징으로 한다.Outline of representative examples of the invention disclosed in the present specification will be briefly described below. That is, a two-phase stainless steel material according to one aspect of the present invention is a two-phase stainless steel material composed of a ferrite phase and an austenite phase, wherein the steel has a composition of metal of V: 0.01-0.50 mass%, Ti: 0.0001-0.0500 At least one X group element selected from the group consisting of Nb: 0.0005 to 0.0500 mass%, and Ta: 0.01 to 0.50 mass%, wherein the steel has a composite inclusion, a composite inclusion and an inclusion, , A sulfide and an oxysulfide, and the complex inclusion has the inclusions as its nuclei and the outer periphery of the carbide or nitride containing Cr and at least one kind of the X group element around the nucleus And the ratio of the number of the composite inclusions to the total number of the inclusions is 30% or more.

또한, 본 발명의 다른 국면에 따른 2상 스테인리스 강관은, 상기 2상 스테인리스 강재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the two-phase stainless steel pipe according to another aspect of the present invention is characterized by being made of the above-mentioned two-phase stainless steel material.

본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재 및 2상 스테인리스 강관에 의하면, 우수한 내식성을 발현할 수 있다.According to the two-phase stainless steel material and the two-phase stainless steel pipe according to the present invention, excellent corrosion resistance can be exhibited.

도 1은 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재의 복합 개재물 및 개재물을 확대하여 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재에 있어서 도 1의 A 영역에서의 복합 개재물을 확대하여 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재에 있어서 도 1의 B 영역에서의 개재물을 확대하여 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재의 복합 개재물의 형태를 확대하여 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명에 있어서의 바람직한 2상 스테인리스 강재의 제조 방법의 열처리의 프로세스와, 종래의 2상계 스테인리스 강재의 제조 방법의 열처리의 프로세스의 상위를 나타내는 설명도이다.
도 6은 공식 전위와 개재물이 외각에 의해 피복되는 개재물 피복률의 관계를 나타내는 그래프도이다.
도 7은 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재에 대하여 PRE의 값에 의해 2개로 판단을 구분하여, 공식 전위와 외각의 금속 성분 중의 Ta 함유량의 관계를 나타내는 그래프도이다.
도 8은 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재에 대하여 PRE의 값에 의해 2개로 판단을 구분하여, 공식 전위와 Ta/Ti비의 관계를 나타내는 그래프도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing composite inclusions and inclusions of a two-phase stainless steel material according to the present invention on an enlarged scale. FIG.
Fig. 2 is an explanatory view schematically showing a composite inclusion in the region A of Fig. 1 on an enlarged scale in a two-phase stainless steel material according to the present invention. Fig.
Fig. 3 is an explanatory diagram schematically showing an inclusion in the region B in Fig. 1 in a two-phase stainless steel material according to the present invention.
4 is an explanatory view schematically showing an enlarged form of a composite inclusion of a two-phase stainless steel material according to the present invention.
Fig. 5 is an explanatory diagram showing the difference in the heat treatment process of the method for producing a preferable two-phase stainless steel material in the present invention and the heat treatment process in the conventional method for manufacturing a two-phase stainless steel material.
6 is a graph showing the relationship between the inclusion coverage rate at which the formal potential and the inclusion are covered by the outer angle.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the formula potential and the Ta content in the metal component of the external angle, by dividing the judgment into two according to the PRE value for the two-phase stainless steel material according to the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the formula potential and the Ta / Ti ratio by dividing judgment into two according to the value of PRE with respect to the two-phase stainless steel material according to the present invention.

<2상 스테인리스 강재><Two Phase Stainless Steel>

본 발명의 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강재 및 2상 스테인리스 강관에 대하여 설명한다. 한편, 복합 개재물(20) 및 중핵의 개재물(10)에 대해서는, 적절히 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.The two-phase stainless steel material and the two-phase stainless steel pipe according to the embodiment of the present invention will be described. On the other hand, the complex inclusions 20 and the core inclusions 10 will be described with reference to Figs. 1 to 3 as appropriate.

본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강재는, 페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재이다. 이 2상 스테인리스 강재는, 기본적인 금속 성분 조성을 함유함과 더불어, Cr과, V, Ti, Nb 및 Ta로부터 선택되는 적어도 1종을 소정량 함유하고 있다. 한편, 본 실시형태에서는, V, Ti, Nb 및 Ta를 「X군 원소」라고 총칭한다. 그리고, 2상 스테인리스 강재는, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물(10)을 핵으로 하고, 이 핵의 주위에, Cr과, 적어도 1종의 상기 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각(15)을 갖는 복합 개재물(20)의 개수의 비율이 산화물, 황화물 또는 산황화물을 포함하는 개재물(10)의 개수의 합계의 30% 이상이 되도록 제어되어 있다.The two-phase stainless steel material according to the present embodiment is a two-phase stainless steel material composed of a ferrite phase and an austenite phase. This two-phase stainless steel material contains a predetermined amount of at least one element selected from Cr, V, Ti, Nb and Ta, as well as a basic metal component composition. On the other hand, in the present embodiment, V, Ti, Nb and Ta are collectively referred to as &quot; X group element &quot;. Further, the two-phase stainless steel material is made of a material having an inclusion 10 made of at least one of oxide, sulfide and oxysulfide as its nucleus and containing at least one of Cr and at least one carbide or nitride of the X group element Is controlled to be 30% or more of the total number of inclusions (10) containing oxides, sulfides or oxysulfides, based on the total number of inclusions (20).

한편, 2상 스테인리스 강재는, 상기 X군 원소 중 소정량의 Ta를 포함하는 경우, 외각(15)의 탄화물 또는 질화물의 금속 성분 중에 있어서의 Ta 함유량이 5원자% 이상인 것이 바람직하다. 또한, Ta 및 Ti를 함유하는 경우, Ta는 Ti의 25배 이상의 질량%인 것이 바람직하다. 또한, 2상 스테인리스 강재의 기본적인 금속 성분 조성의 일례로서, 소정량의 C, Si, Mn, S, Ni, Mo, N, Cr, O를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 그리고, 2상 스테인리스 강재는, 소정량의 Mg, Al 중 1종 또는 2종을 추가로 함유하는 것이 바람직하다. 또, 2상 스테인리스 강재에 있어서는, 상기 금속 성분 조성이 추가로 Ca를 소정량으로 함유하는 것이나, 또한 상기 금속 성분 조성이 추가로 Co, Cu 중 한쪽 또는 양쪽을 소정량으로 함유하는 것이나, 또는 상기 금속 성분 조성이 추가로 B를 소정량으로 함유하는 것으로 해도 상관없다.On the other hand, when the two-phase stainless steel contains a predetermined amount of Ta among the X group elements, it is preferable that the Ta content in the metal component of the carbide or nitride of the outer angle 15 is 5 atomic% or more. When Ta and Ti are contained, it is preferable that Ta is at least 25% by mass of Ti. As an example of the basic metal composition of the two-phase stainless steel material, it is preferable that a predetermined amount of C, Si, Mn, S, Ni, Mo, N, Cr and O are contained and the balance of Fe and inevitable impurities desirable. The two-phase stainless steel material preferably further contains one or two of Mg and Al in a predetermined amount. Further, in the two-phase stainless steel material, it is preferable that the above-mentioned metal component composition additionally contains Ca in a predetermined amount, and that the above-mentioned metal component composition additionally contains one or both of Co and Cu in a predetermined amount, The metal composition may further contain B in a predetermined amount.

이하, 2상 스테인리스 강재의 각 구성에 대하여 설명한다.Each constitution of the two-phase stainless steel material will be described below.

(강재 조직)(Steel structure)

본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강재는, 페라이트상과 오스테나이트상의 2상으로 이루어지는 것이다. 페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재에 있어서는, Cr이나 Mo 등의 페라이트상 안정화 원소는 페라이트상에 농축되고, Ni나 N 등의 오스테나이트상 안정화 원소는 오스테나이트상에 농축되는 경향이 있다. 이때, 페라이트상의 면적률이 30% 미만이거나 또는 70%를 초과하는 경우에는, Cr, Mo, Ni, N 등의 내식성에 기여하는 원소의 페라이트상과 오스테나이트상에 있어서의 농도 차이가 지나치게 커진다. 그 때문에, 2상 스테인리스 강재에서는, 페라이트상의 면적률이 상기한 범위 내가 아니면, 페라이트상과 오스테나이트상 중 어느 내식성이 뒤떨어지는 측이 선택 부식되어 내식성이 열화되는 경향이 커진다. 따라서, 2상 스테인리스 강재에서는, 페라이트상과 오스테나이트상의 비율도 최적화하는 것이 권장되고, 페라이트상의 면적률은, 내식성의 관점에서 30∼70%가 바람직하고, 40∼60%가 더 바람직하다. 이와 같은 페라이트상의 면적률은, 페라이트상 안정화 원소와 오스테나이트상 안정화 원소의 함유량을 조정하는 것에 의해 적정화하는 것이 가능하다.The two-phase stainless steel material according to the present embodiment is composed of two phases of a ferrite phase and an austenite phase. In a two-phase stainless steel material composed of a ferrite phase and an austenite phase, ferrite phase stabilizing elements such as Cr and Mo are concentrated on the ferrite phase, and austenite phase stabilizing elements such as Ni and N tend to be concentrated in the austenite phase have. At this time, when the area ratio of the ferrite phase is less than 30% or exceeds 70%, the difference in concentration between the ferrite phase and the austenite phase of elements contributing to corrosion resistance such as Cr, Mo, Ni and N becomes excessively large. Therefore, in the two-phase stainless steel material, unless the area ratio of the ferrite phase is within the above-mentioned range, the side of the ferrite phase and the austenite phase, which are poor in corrosion resistance, is selectively corroded and the corrosion resistance tends to deteriorate. Therefore, it is recommended to optimize the ratio of the ferrite phase to the austenite phase in the two-phase stainless steel material, and the area ratio of the ferrite phase is preferably 30 to 70%, more preferably 40 to 60% from the viewpoint of corrosion resistance. The area ratio of the ferrite phase can be optimized by adjusting the contents of the ferrite phase stabilizing element and the austenite phase stabilizing element.

또한, 본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강재는, 페라이트상과 오스테나이트상 이외에 σ상 등의 이상(異相)도 내식성이나 기계 특성 등의 여러 특성을 해치지 않는 정도로 허용할 수 있다. 페라이트상과 오스테나이트상의 면적률의 합계는, 강재의 전체상에 대해서 95% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 97% 이상으로 하는 것이 더 바람직하다.Further, in the two-phase stainless steel material according to the present embodiment, an abnormal phase such as a sigma phase other than the ferrite phase and the austenite phase can be allowed to such an extent as not to impair various characteristics such as corrosion resistance and mechanical characteristics. The total area ratio of the ferrite phase and the austenite phase is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, with respect to the total phase of the steel material.

(강재 중의 개재물)(Inclusions in steel)

본 실시형태의 2상 스테인리스 강재는, 기본적인 금속 성분 조성과 더불어 V, Ti, Nb, Ta로 이루어지는 X군으로부터 선택되는 적어도 1종의 X군 원소와, Cr을 소정량 함유한다. 그리고, 2상 스테인리스 강재는, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 중핵의 개재물(10)의 주위에, Cr과 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각(15)을 갖는 복합 개재물(20)의 개수의 비율이, 산화물, 황화물 또는 산황화물을 포함하는 개재물(10)의 개수의 합계의 30% 이상으로 제어되어 있다. 그 때문에, 상기의 복합 개재물(20)에 있어서는, 산화물, 황화물 및 산황화물에서 공식이 발생하는 경우에도, 내식성이 우수한 Cr과 X군 원소로 이루어지는 탄화물 또는 질화물의 외각(15)에 의해, 공식의 진전이 억제된다. 2상 스테인리스 강재에 있어서, 복합 개재물(20)의 개수의 비율을 개재물(10)의 개수의 합계의 30% 이상으로 하기 위해, 즉 〔복합 개재물(20)〕/〔개재물(10)〕×100을 30% 이상으로 하기 위해서는, 후기하는 바와 같이, 금속 성분 조성이 본 실시형태에서 나타내는 구성으로 조정된 후의 주괴를, 소정 시간의 소정 온도에서 열간 가공(열간 단조) 및 고용화 열처리를 함으로써 조정할 수 있다.The duplex stainless steel material of the present embodiment contains a predetermined amount of Cr and at least one X group element selected from the group X consisting of V, Ti, Nb and Ta in addition to the basic metal composition. The two-phase stainless steel material has an outer periphery 15 of Cr and at least one carbide or nitride of an X group element around a core inclusion 10 made of at least one of oxide, sulfide and oxysulfide The ratio of the number of composite inclusions 20 is controlled to 30% or more of the total number of inclusions 10 including oxides, sulfides or oxysulfides. Therefore, even when a formula is generated in the oxide, sulfide and oxysulfide, in the complex inclusions 20 described above, by the outer angle 15 of the carbide or nitride consisting of Cr and X group elements excellent in corrosion resistance, Progress is suppressed. In order to make the ratio of the number of the composite inclusions 20 to the total number of the inclusions 10 or more in the two-phase stainless steel material, that is, [composite inclusions 20] / [inclusions 10] The ingot can be adjusted by hot working (hot forging) at a predetermined temperature for a predetermined time and by heat treatment for solidification after the ingot having the metal component composition adjusted to the constitution shown in the present embodiment as described later have.

(산화물·황화물)(Oxide · sulfide)

본 실시형태의 2상 스테인리스강에 있어서는, 내식성이나 외각(15)에 의한 개재물(10)의 피복률의 관점에서, 산화물을 가능한 한 Al-Mg계 산화물로 제어하는 것이 바람직하다. Mg의 첨가량이 부족하면, 산화 분위기에서 용해될 가능성이 있는 Al-Ca계 산화물이 된다. 그 한편으로, Mg 첨가량이 과잉이면, 내식성이 뒤떨어지는 Mg 산화물이 대량으로 석출되기 때문에, 강재의 내식성이 저하된다. Mg 첨가량을 본 발명이 규정하는 범위 내로 하는 것에 의해 내식성이 우수한 Al-Mg 산화물로 제어함과 더불어, 질화물에 의한 외각(15)을 가짐으로써 개재물(10)을 기점으로 하는 공식을 저감할 수 있다.In the duplex stainless steels of the present embodiment, it is preferable to control the oxides to the Al-Mg-based oxides as much as possible from the viewpoints of corrosion resistance and coating rate of the inclusions 10 by the external angle 15. [ If the addition amount of Mg is insufficient, it becomes an Al-Ca oxide which is likely to be dissolved in an oxidizing atmosphere. On the other hand, if the Mg addition amount is excessive, the Mg oxide which is poor in corrosion resistance is precipitated in a large amount, so that the corrosion resistance of the steel is lowered. By controlling the amount of Mg to be within the range specified by the present invention, it is possible to control the Al-Mg oxide having excellent corrosion resistance and the outer angle 15 of the nitride to reduce the formula based on the inclusion 10 .

또한, 개재물(10)로서 Mn의 황화물이 석출된 경우, 가공 시에 Mn의 황화물이 변형됨으로써, 질화물에 의한 외각(15)을 파괴시켜, 질화물의 외각(15)에 의한 내식성의 향상을 기대할 수 없다. 그 때문에, Ca를 첨가함으로써 가능한 한 Ca의 황화물로 제어하는 것이 바람직하다.When the sulfide of Mn is precipitated as the inclusions 10, the sulfide of Mn is deformed at the time of processing, so that the outer angle 15 of the nitride is destroyed and the improvement of the corrosion resistance by the outer angle 15 of the nitride can be expected none. Therefore, it is preferable to control Ca with sulfides as much as possible by adding Ca.

다음으로, 2상 스테인리스 강재의 일례가 되는 금속 성분 조성의 수치 범위와 그의 한정 이유에 대하여 설명한다. 처음에 X군 원소 및 Cr에 대하여 설명하고, 그 후에 기본적인 금속 성분 조성의 설명을 한다.Next, the numerical range of the metal component composition, which is an example of the two-phase stainless steel material, and the reason for its limitation will be described. First, the X group element and Cr are described, and then the basic metal composition is described.

(X군 원소: V: 0.01∼0.50질량%, Ti: 0.0001∼0.0500질량%, Nb: 0.0005∼0.0500질량%, Ta: 0.01∼0.50질량%)(X group element: V: 0.01 to 0.50 mass%, Ti: 0.0001 to 0.0500 mass%, Nb: 0.0005 to 0.0500 mass%, Ta: 0.01 to 0.50 mass%

V, Ti, Nb, Ta로부터 선택되는 적어도 1종인 X군 원소는, Cr과 마찬가지로, C 및 N과 결합하여, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물(10)인 핵의 주위에, X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각(15)을 갖는 복합 개재물(20)을 형성하는 효과가 있다. 또, X군 원소 중에서도 Ta는, 내식성에 악영향을 미치는 산화물, 황화물 또는 산황화물의 개재물(10)을, 보다 내식성이 높은, Ta를 함유하는 탄질화물층, 즉 외각(15)으로 피복할 수 있다. 따라서, Ta는 내식성을 향상시키는 원소이다.The X group element, which is at least one kind selected from V, Ti, Nb and Ta, is an element (10) composed of at least one of oxides, sulfides and oxysulfides combined with C and N, , And the composite inclusions 20 having the outer angle 15 of the carbide or nitride of the X group element are formed. Of the X-group elements, Ta can cover the oxide, sulfide or oxysulfide inclusions 10 adversely affecting the corrosion resistance with a carbonitride layer containing Ta, that is, an outer shell 15, which has higher corrosion resistance . Therefore, Ta is an element improving the corrosion resistance.

상기한 이유에 의해 X군 원소는 상한 및 하한을 다음과 같이 한다. 즉, V 함유량은 0.01질량% 이상, 바람직하게는 0.05질량% 이상으로 한다. 또한, Ti 함유량은 0.0001질량% 이상, 바람직하게는 0.0003질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.0010질량% 이상으로 한다. 또, Nb 함유량은 0.0005질량% 이상, 바람직하게는 0.0010질량% 이상으로 한다. 그리고, Ta 함유량은 0.01질량% 이상, 바람직하게는 0.02질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.03질량% 이상으로 한다.For the above reason, the upper and lower limits of the X group element are set as follows. That is, the V content is 0.01 mass% or more, preferably 0.05 mass% or more. The Ti content is 0.0001 mass% or more, preferably 0.0003 mass% or more, and more preferably 0.0010 mass% or more. The Nb content is 0.0005 mass% or more, preferably 0.0010 mass% or more. The Ta content is 0.01 mass% or more, preferably 0.02 mass% or more, and more preferably 0.03 mass% or more.

또한, V 함유량, Ta 함유량은 각각 0.50질량% 이하로 하고, 바람직하게는 0.40질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.30질량% 이하로 한다. 또, Ti 함유량, Nb 함유량은 각각 0.0500질량% 이하로 하고, 바람직하게는 0.0400질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0300질량% 이하, 더 바람직하게는 0.0200질량% 이하, 보다 더 바람직하게는 0.0050질량% 이하로 한다. 또한, V, Ti, Nb, Ta의 함유량의 합계는, 내식성 및 열간 가공성을 고려해서, 0.02∼1.00질량%가 바람직하다.The V content and the Ta content are set to 0.50 mass% or less, preferably 0.40 mass% or less, and more preferably 0.30 mass% or less, respectively. The Ti content and the Nb content are 0.0500 mass% or less, preferably 0.0400 mass% or less, more preferably 0.0300 mass% or less, further preferably 0.0200 mass% or less, still more preferably 0.0050 mass% or less, Or less. The total content of V, Ti, Nb and Ta is preferably 0.02 to 1.00 mass% in consideration of corrosion resistance and hot workability.

또한, X군 원소로서 Ta를 0.01∼0.50질량%의 범위로 포함하는 경우, 외각(15)에 있어서, 하기 (1)식을 만족하는 양의 Ta를 포함하는 구성으로 해도 된다.When the Ta group is contained in the range of 0.01 to 0.50 mass% as the X group element, it may be constituted so as to contain Ta in an amount satisfying the following expression (1) in the outer angle 15. [

([Ta]/[M]total)×100≥5······(1)식([Ta] / [M] total) x 100? 5 (1)

단, [Ta]는 상기 외각(15)에 포함되는 Ta 원자의 개수를, [M]total은 상기 외각(15)에 포함되는 금속 원소의 원자의 개수의 합계를 각각 나타낸다.[Ta] represents the number of Ta atoms included in the outer angle 15, and [M] total represents the sum of the number of atoms of the metal element contained in the outer angle 15, respectively.

Ta 함유량(원자%)이 (1)식을 만족하는 경우, 탄화물 또는 질화물의 외각(15)의 내식성이 향상되기 때문에, 공식 진전을 억제하는 효과가 높아져, 강재의 내식성이 향상된다. 한편, 외각(15)의 Ta의 함유량을 (1)식에 만족하도록 하기 위해서는, Ta를 0.01∼0.50질량%의 범위로 첨가하고, 후술하는 소정의 제조 조건을 만족시키는 것이 필요하다.When the Ta content (atomic%) satisfies the expression (1), the corrosion resistance of the outer shell 15 of the carbide or nitride is improved, so that the effect of suppressing the formal progress is enhanced and the corrosion resistance of the steel is improved. On the other hand, in order to satisfy the expression (1) in the content of Ta in the shell 15, it is necessary to add Ta in the range of 0.01 to 0.50 mass% to satisfy the predetermined production conditions described later.

또한, 본 실시형태에 있어서는 개재물(10)로서, 내식성이 우수한 Mg-Al계 산화물로 제어되는 것이 보다 바람직하다.In the present embodiment, it is more preferable that the inclusions 10 are controlled by Mg-Al-based oxides having excellent corrosion resistance.

또한, X군 원소로서, Ta: 0.01∼0.50질량% 및 Ti: 0.0001∼0.0500질량%를 함유하는 경우, 하기 (2)식을 만족시키는 Ta질량%/Ti질량%비로 해도 된다.In the case where the X group element contains 0.01 to 0.50 mass% of Ta and 0.0001 to 0.0500 mass% of Ti, the mass% of Ta / mass% of Ti that satisfies the following expression (2) may be used.

Ta질량%/Ti질량%≥25······(2)식Ta mass% / Ti mass%? 25 (2)

Ta질량%/Ti질량%비가 (2)식을 만족하는 경우, 외각(15)인 Ta를 포함하는 탄화물이나 질화물이, 개재물(10)을 피복하기 쉬워지기 때문에, 공식 진전을 억제하는 효과가 높아져, 강재의 내식성이 향상된다.When the ratio of the Ta mass% / Ti mass% satisfies the expression (2), the effect of suppressing the formal progress is enhanced since the carbide or nitride containing Ta, which is the outer angle 15, is easily covered with the inclusions 10 , The corrosion resistance of the steel material is improved.

다음으로, 강재 중에 있어서의 기본적인 금속 성분 조성의 일례에 대하여 설명한다. 한편, 제품이 되기 위해서 필요한 가공성 등의 성능과, 금속 조직을 2상 조직으로 하기 위한 조건, 제조 비용 등을 고려하여, 기본적인 금속 성분 조성은 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다.Next, an example of the basic metal composition in the steel will be described. On the other hand, it is preferable to set the basic metal composition in the following range in consideration of the performance such as workability required to become a product, the conditions for making the metal structure into a two-phase structure, and the manufacturing cost.

(C: 0.100질량% 이하)(C: 0.100 mass% or less)

C는 과잉이면 열간 가공성이 저하된다. 또한, C는 소정값 이하로 하는 것에 의해, 불필요한 탄화물이 형성되지 않아, 내식성의 저하를 억제하는 효과가 있다. 그 때문에, C 함유량은 0.100질량% 이하로 한다. 한편, C 함유량은 가능한 한 적은 편이 좋기 때문에, 바람직하게는 0.080질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.060질량% 이하로 한다. 또한, C는 강재 중에 함유되어 있지 않아도, 즉 0질량%여도 된다.If C is excessive, the hot workability is deteriorated. In addition, by setting C to a predetermined value or less, unnecessary carbides are not formed, and the effect of suppressing deterioration of corrosion resistance is suppressed. Therefore, the C content is set to 0.100 mass% or less. On the other hand, the C content is preferably as small as possible, and therefore it is preferably 0.080 mass% or less, and more preferably 0.060 mass% or less. Further, C may be not contained in the steel material, that is, it may be 0 mass%.

(Si: 0.10∼2.00질량%)(Si: 0.10 to 2.00 mass%)

Si는 탈산과 페라이트상의 안정화를 위해서 필요한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, Si 함유량은 0.10질량% 이상, 바람직하게는 0.15질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.20질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 Si를 함유시키면 가공성이 열화되기 때문에, Si 함유량은 2.00질량% 이하, 바람직하게는 1.50질량% 이하, 보다 바람직하게는 1.00질량% 이하로 한다.Si is an element necessary for deoxidation and stabilization of the ferrite phase. In order to obtain such an effect, the Si content is 0.10 mass% or more, preferably 0.15 mass% or more, and more preferably 0.20 mass% or more. However, the Si content is 2.00% by mass or less, preferably 1.50% by mass or less, and more preferably 1.00% by mass or less, because the workability is deteriorated by adding Si excessively.

(Mn: 0.10∼3.00질량%)(Mn: 0.10 to 3.00 mass%)

Mn은 Si와 마찬가지로 탈산 효과가 있고, 더욱이 강도 확보를 위해서 필요한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, Mn 함유량은 0.10질량% 이상, 바람직하게는 0.15질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.20질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 Mn을 함유시키면, 인성 열화나 내식성의 열화를 초래하기 때문에, Mn 함유량은 3.00질량% 이하, 바람직하게는 2.50질량% 이하, 보다 바람직하게는 2.00질량% 이하로 한다.Mn, like Si, has a deoxidizing effect and is an element necessary for securing strength. In order to obtain such an effect, the Mn content is 0.10% by mass or more, preferably 0.15% by mass or more, and more preferably 0.20% by mass or more. However, if Mn is contained excessively, the Mn content is 3.00 mass% or less, preferably 2.50 mass% or less, and more preferably 2.00 mass% or less, since it causes deterioration of toughness and deterioration of corrosion resistance.

(S: 0.0100질량% 이하)(S: 0.0100 mass% or less)

S는 P와 마찬가지로 불순물로서 불가피적으로 혼입되고, Mn 등과 결합해서 황화물의 개재물(10)을 형성하여, 내식성이나 열간 가공성을 열화시키는 원소이다. 그리고, S를 과잉으로 함유시키면, 황화물의 개재물(10)에 대한 X군 원소를 포함하는 외각(15)에 의한 피복이 불충분해져, 내식성이 저하된다. 그 때문에, S 함유량은 0.0100질량% 이하, 바람직하게는 0.0050질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0030질량% 이하로 한다. 한편, S는 배경기술에 기재된 바와 같이, 그 함유량이 낮으면 낮을수록 바람직하고, 강재 중에 함유되어 있지 않아도, 즉 0질량%여도 된다. 단, S 함유량의 과도한 저감, 예를 들면, 3ppm 이하의 저감은 제조 비용의 상승을 야기하므로, 그 하한은 대체로 0.0004질량% 정도이다.S is an element that is inevitably incorporated as an impurity in the same way as P, and forms an inclusions 10 of sulfide by bonding with Mn or the like to deteriorate corrosion resistance and hot workability. If S is excessively contained, coating with the outer shell 15 including the X group element to the inclusion 10 of the sulfide becomes insufficient and the corrosion resistance is lowered. Therefore, the S content is 0.0100 mass% or less, preferably 0.0050 mass% or less, and more preferably 0.0030 mass% or less. On the other hand, as described in the background art, S is preferable as the content is low, and it may be not contained in the steel, that is, it may be 0 mass%. However, an excessive reduction in the S content, for example, a reduction of 3 ppm or less causes an increase in the production cost, so that the lower limit is generally about 0.0004 mass%.

(Ni: 1.0∼10.0질량%)(Ni: 1.0 to 10.0 mass%)

Ni는 내식성 향상에 필요한 원소이며, 특히 염화물 환경에 있어서의 국부 부식 억제에 효과가 크다. 또한, Ni는 저온 인성을 향상시키는 데에도 유효하고, 더욱이 오스테나이트상을 안정화시키기 위해서도 필요한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Ni 함유량을 1.0질량% 이상, 바람직하게는 2.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 3.0질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 Ni를 함유시키면, 오스테나이트상이 지나치게 많아져, 강도가 저하된다. 따라서, Ni 함유량은 10.0질량% 이하, 바람직하게는 9.5질량% 이하, 보다 바람직하게는 9.0질량% 이하로 한다.Ni is an element necessary for improving the corrosion resistance, and is particularly effective in inhibiting local corrosion in a chloride environment. Further, Ni is effective for improving low-temperature toughness and is also an element necessary for stabilizing the austenite phase. In order to obtain such an effect, the Ni content is set to 1.0 mass% or more, preferably 2.0 mass% or more, and more preferably 3.0 mass% or more. However, if Ni is added excessively, the austenite phase is excessively increased, and the strength is lowered. Therefore, the Ni content is 10.0 mass% or less, preferably 9.5 mass% or less, and more preferably 9.0 mass% or less.

(Mo: 0.05∼6.00질량%)(Mo: 0.05 to 6.00 mass%)

Mo는 용해 시에 몰리브데넘산을 생성해서, 인히비터 작용에 의해 내국부부식성을 향상시키는 효과를 발휘하여, 내식성을 향상시키는 원소이다. 또한, Mo는 페라이트상을 안정화시키는 원소이며, 강재의 내공식성·내균열성을 개선시키는 효과가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량을 0.05질량% 이상, 바람직하게는 0.50질량% 이상, 보다 바람직하게는 1.00질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 Mo를 함유시키면, σ상 등의 금속간 화합물의 생성을 조장하여, 내식성 및 열간 가공성이 저하되기 때문에, Mo 함유량은 6.00질량% 이하, 바람직하게는 5.50질량% 이하, 보다 바람직하게는 5.00질량% 이하로 한다.Mo produces molybdenum acid at the time of dissolution and exhibits an effect of improving local corrosion resistance by inhibitor action, thereby improving the corrosion resistance. Mo is an element for stabilizing the ferrite phase and has an effect of improving the pitting resistance and crack resistance of the steel material. In order to obtain such an effect, the Mo content is 0.05 mass% or more, preferably 0.50 mass% or more, and more preferably 1.00 mass% or more. However, if Mo is added in excess, the generation of intermetallic compounds such as sigma phase is promoted and the corrosion resistance and hot workability are lowered. Therefore, the Mo content is 6.00 mass% or less, preferably 5.50 mass% or less, Is set to 5.00 mass% or less.

(N: 0.10∼0.50질량%)(N: 0.10 to 0.50 mass%)

N은 강력한 오스테나이트상을 안정화시키는 원소이며, σ상의 생성 감수성을 증가시키지 않고서 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 또, N은 강의 고강도화에도 유효한 원소이기 때문에, 본 실시형태에서는 적극적으로 활용한다. 한편, N의 함유량이 적으면, 오스테나이트상의 안정화에 중요한 N의 역할을 다하지 못하고, 내식성이 저하될 염려가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, N 함유량을 0.10질량% 이상, 바람직하게는 0.15질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.20질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 N을 함유시키면, 조대한 질화물이 형성되어 인성이 저하된다. 또한, 과잉으로 N을 함유시키면, 열간 가공성을 열화시켜, 단조·압연 시에 귀 균열이나 표면 결함을 생기게 한다. 그 때문에, N 함유량은 0.50질량% 이하, 바람직하게는 0.45질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.40질량% 이하로 한다.N is an element that stabilizes a strong austenite phase and has the effect of improving the corrosion resistance without increasing the susceptibility to formation of the? Phase. Further, N is an element effective for increasing the strength of steel, and therefore, N is positively utilized in the present embodiment. On the other hand, if the content of N is small, the N may not play an important role in stabilizing the austenite phase, and corrosion resistance may be deteriorated. In order to obtain such an effect, the N content is set to 0.10 mass% or more, preferably 0.15 mass% or more, and more preferably 0.20 mass% or more. However, if N is added excessively, a coarse nitride is formed and the toughness is lowered. Further, if N is added in excess, the hot workability is deteriorated, and cracks and surface defects are generated at the time of forging and rolling. Therefore, the N content is 0.50 mass% or less, preferably 0.45 mass% or less, and more preferably 0.40 mass% or less.

(Cr: 20.0∼28.0질량%)(Cr: 20.0 to 28.0% by mass)

Cr은 C 및 N과 결합하여, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물(10)인 핵의 주위에, 상기한 V, Ti, Nb, Ta 중 적어도 1종으로 이루어지는 X군 원소와 함께 탄화물 또는 질화물의 외각(15)을 형성해서, 개재물(10)에 외각(15)을 갖는 복합 개재물(20)을 형성하는 효과가 있다. 그 때문에, Cr에는, 내공식성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, Cr은 부동태 피막의 주요 성분이며, 스테인리스 강재의 내식성 발현의 기본 원소이다. 또, Cr은 페라이트상을 안정화시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, Cr 함유량은 20.0질량% 이상, 바람직하게는 21.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 21.5질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 Cr을 함유시키면, 조대한 탄화물이나 질화물을 형성하여 인성을 열화시킨다. 그 때문에, Cr 함유량은 28.0질량% 이하, 바람직하게는 27.5질량% 이하, 보다 바람직하게는 27.0질량% 이하로 한다.Cr is bonded to C and N, and X group element composed of at least one of V, Ti, Nb and Ta described above around the nucleus which is the inclusion (10) composed of at least one of oxide, sulfide and oxysulfide The composite inclusions 20 having the outer angle 15 in the inclusions 10 are formed by forming the outer shells 15 of carbide or nitride together. Therefore, Cr has an effect of improving pitting resistance. Cr is a main component of the passive film and is a basic element of the corrosion resistance of the stainless steel. Cr is an element stabilizing the ferrite phase. In order to obtain such effects, the Cr content is 20.0 mass% or more, preferably 21.0 mass% or more, and more preferably 21.5 mass% or more. However, when Cr is excessively contained, coarse carbides or nitrides are formed to deteriorate toughness. Therefore, the Cr content is 28.0 mass% or less, preferably 27.5 mass% or less, and more preferably 27.0 mass% or less.

또한, 기본적인 금속 성분 조성과 아울러 선택적인 이하와 같은 금속 성분 조성을 함유하고 있어도 상관없고, 이하에 그 일례에 대하여 설명한다.In addition to the basic metal composition, the metal composition may be optionally selected as follows, and an example will be described below.

(Al: 0.001∼0.050질량%)(Al: 0.001 to 0.050 mass%)

Al은 탈산 원소이며, 용제 시의 O량 및 S량의 저감에 필요한 원소이다. 또한, 산화물의 개재물 중에서도, 비교적 내식성이 우수한 Mg-Al 산화물의 형성에 Mg와 함께 필요한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, Al 함유량을 0.001질량% 이상, 바람직하게는 0.003질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.005질량% 이상으로 한다. 그러나, 과잉으로 Al을 함유시키면 조대한 산화물의 개재물(10)을 생성하여 내공식성에 악영향을 미치기 때문에, Al 함유량은 0.050질량% 이하, 바람직하게는 0.040질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.030질량% 이하로 한다.Al is a deoxidizing element, and is an element necessary for reducing the amount of O and S in the solvent. Among the inclusions of the oxides, Mg is an element necessary for the formation of Mg-Al oxide which is relatively excellent in corrosion resistance. In order to obtain such an effect, the Al content is 0.001 mass% or more, preferably 0.003 mass% or more, and more preferably 0.005 mass% or more. However, when Al is excessively added, the Al content is 0.050 mass% or less, preferably 0.040 mass% or less, and more preferably 0.030 mass% or less, since the inclusions 10 of coarse oxide are generated to adversely affect the pitting resistance. Or less.

(Mg: 0.0001∼0.0200질량%)(Mg: 0.0001 to 0.0200 mass%)

Mg는 산화물의 개재물 중에서도, 비교적 내식성이 우수한 Mg-Al 산화물의 형성에 Al과 함께 필요한 원소이다. 또, Mg는 강 중의 S나 O와 결합하여, 이들 개재물이 입계에 편석하는 것을 억제해서 열간 가공성을 향상시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량을 0.0001질량% 이상, 바람직하게는 0.0003질량% 이상으로 한다. 그러나, Mg를 과잉으로 함유시키면, 내식성이 뒤떨어지는 Mg계 산화물이 안정해져, 내식성이 열화된다. 그 때문에, Mg 함유량은 0.0200질량% 이하, 바람직하게는 0.0150질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.0100질량% 이하로 한다.Mg is an element necessary for forming Mg-Al oxide, which is relatively excellent in corrosion resistance, together with Al among inclusions of oxides. Mg is an element which bonds with S or O in the steel to inhibit segregation of these inclusions in the grain boundaries to improve hot workability. In order to obtain such an effect, the Mg content is set to 0.0001 mass% or more, preferably 0.0003 mass% or more. However, if Mg is excessively contained, the Mg-based oxide having poor corrosion resistance is stabilized and the corrosion resistance is deteriorated. Therefore, the Mg content is 0.0200 mass% or less, preferably 0.0150 mass% or less, and more preferably 0.0100 mass% or less.

(Ca: 0.0001∼0.0200질량%)(Ca: 0.0001 to 0.0200% by mass)

Ca는 강 중에 불순물로서 포함되는 S와 결합하여 국부 부식의 기점이 되기 쉬운 MnS의 형성을 억제해서 CaS가 되어, 내국부부식성을 향상시키는 원소이다. 또한, Ca는 강 중의 S나 O와 결합하여, 이들의 개재물이 입계에 편석하는 것을 억제해서 열간 가공성을 향상시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량을 0.0001질량% 이상, 바람직하게는 0.0003질량% 이상으로 한다. 그러나, Ca를 과잉으로 함유시키면, 산화물의 개재물의 증가를 초래하여, 내식성, 가공성이 열화된다. 그 때문에, Ca 함유량은 0.0200질량% 이하, 바람직하게는 0.0100질량% 이하로 한다.Ca is an element that combines with S contained as an impurity in the steel to inhibit the formation of MnS which is likely to become a starting point of local corrosion, thereby forming CaS and improving local corrosion resistance. Further, Ca is an element which bonds with S or O in the steel to suppress segregation of these inclusions in grain boundaries and improve hot workability. In order to obtain such an effect, the Ca content is set to 0.0001 mass% or more, preferably 0.0003 mass% or more. However, if Ca is excessively contained, inclusion of oxide is increased, and corrosion resistance and workability are deteriorated. Therefore, the Ca content is 0.0200 mass% or less, preferably 0.0100 mass% or less.

(Co: 0.1∼2.0질량%, Cu: 0.1∼2.0질량%)(Co: 0.1 to 2.0 mass%, Cu: 0.1 to 2.0 mass%),

Co 및 Cu는 내식성의 향상 및 오스테나이트상을 안정화시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, Co나 Cu를 함유시킬 때는, Co 함유량, Cu 함유량을 각각 0.1질량% 이상, 바람직하게는 0.2질량% 이상으로 한다. 그러나, 이들 원소를 과잉으로 함유시키면, 열간 가공성을 열화시키기 때문에, Cu 함유량, Co 함유량은 각각 2.0질량% 이하, 바람직하게는 1.5질량% 이하로 한다. 한편, Co 및 Cu는 그의 한쪽 또는 양쪽이 상기한 소정량의 범위로 함유됨으로써 내식성의 향상 및 오스테나이트상을 안정화시킬 수 있는 효과를 나타낸다.Co and Cu are elements that improve the corrosion resistance and stabilize the austenite phase. In order to obtain such an effect, when Co or Cu is contained, the Co content and the Cu content are each set to 0.1 mass% or more, preferably 0.2 mass% or more. However, if these elements are contained in excess, the Cu content and the Co content are respectively 2.0 mass% or less, preferably 1.5 mass% or less, in order to deteriorate hot workability. On the other hand, Co and Cu exhibit an effect of improving the corrosion resistance and stabilizing the austenite phase by containing one or both of them in the above-mentioned predetermined range.

(B: 0.0005∼0.0100질량%)(B: 0.0005 to 0.0100% by mass)

B는 내식성 및 열간 가공성의 향상에 효과가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서, B를 함유시킬 때는, B 함유량을 0.0005질량% 이상, 바람직하게는 0.0010질량% 이상으로 한다. B는 임의 성분이므로, 0질량%로 할 수도 있다. 그 한편으로, B를 과잉으로 함유시키면 열간 가공 시의 균열을 발생시키거나, 강 중의 N과 결합하여 BN을 생성시키거나 함으로써, 내식성에 기여하는 N 농도를 저하시켜, 내식성이 저하되어 버릴 우려가 있다. 그 때문에, B 함유량은 0.0100질량% 이하, 바람직하게는 0.0050질량% 이하, 더 바람직하게는 0.0020질량% 이하로 한다.B is effective for improving the corrosion resistance and hot workability. In order to obtain such an effect, when B is contained, the B content is set to 0.0005 mass% or more, preferably 0.0010 mass% or more. Since B is an optional component, it may be 0 mass%. On the other hand, if B is excessively contained, cracking occurs during hot working, or BN is formed by binding with N in the steel, thereby lowering the concentration of N contributing to corrosion resistance and reducing the corrosion resistance have. Therefore, the B content is 0.0100 mass% or less, preferably 0.0050 mass% or less, and more preferably 0.0020 mass% or less.

(Fe 및 불가피적 불순물)(Fe and inevitable impurities)

2상 스테인리스 강재를 구성하는 성분 조성의 기본 성분은 상기와 같고, 잔부 성분은 Fe 및 불가피적 불순물이다. 한편, 불가피적 불순물로서, 예를 들면, P 및 O를 들 수 있다.The basic components of the constituents of the two-phase stainless steel material are as described above, and the remainder are Fe and inevitable impurities. On the other hand, as the inevitable impurities, for example, P and O can be mentioned.

(P: 0.05질량% 이하)(P: not more than 0.05% by mass)

P는 불순물로서 불가피적으로 혼입되고, 내식성에 유해한 원소이며, 용접성이나 가공성도 열화시키는 원소이다. 그 때문에, P 함유량은 0.05질량% 이하로 한다. 한편, P 함유량은 가능한 한 적은 편이 좋고, 바람직하게는 0.04질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.03질량% 이하로 한다. 한편, P는 강재 중에 함유되어 있지 않아도, 즉 0질량%여도 되지만, P 함유량의 과도한 저감은 제조 비용의 상승을 야기하므로, P 함유량의 실조업상의 하한은 0.01질량% 정도이다.P is an element that is inevitably incorporated as an impurity and harmful to corrosion resistance, and also deteriorates weldability and workability. Therefore, the P content is set to 0.05 mass% or less. On the other hand, the P content is preferably as small as possible, preferably 0.04 mass% or less, and more preferably 0.03 mass% or less. On the other hand, although P is not contained in the steel material, that is, it may be 0 mass%, excessive reduction of the P content leads to an increase in the production cost, so that the lower limit of the P content is practically 0.01 mass%.

(O: 0.030질량% 이하)(O: 0.030 mass% or less)

O는 용제 시에 혼입되는 불순물이며, Si나 Al 등의 탈산 원소와 결합함으로써 강 중에 산화물로서 석출되어, 2상 스테인리스 강재의 가공성 및 내식성을 저하시키는 원소이다. 그리고, O를 과잉으로 함유시키면, 산화물이나 산황화물이 다수 석출되기 때문에, 내식성 및 열간 가공성이 저하된다. 그 때문에, O 함유량은 0.030질량% 이하, 바람직하게는 0.028질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.024질량% 이하로 한다. 한편, O 함유량은 낮으면 낮을수록 바람직하지만, 과잉으로 O를 저감하는 것은 비용 상승으로 이어지기 때문에, 그 하한은 대체로 0.0005질량% 정도이다.O is an impurity introduced into a solvent and is an element that precipitates as oxides in the steel by binding with a deoxidizing element such as Si or Al to lower the workability and corrosion resistance of the two-phase stainless steel material. If O is contained excessively, a large amount of oxides and oxysulfides are precipitated, so that corrosion resistance and hot workability are deteriorated. Therefore, the O content is 0.030 mass% or less, preferably 0.028 mass% or less, and more preferably 0.024 mass% or less. On the other hand, the lower the content of O is, the better, but the lowering of O in excess leads to an increase in cost, so the lower limit is generally about 0.0005 mass%.

불가피적 불순물은 용제 시에 불가피적으로 혼입되는 불순물이며, 강재의 여러 특성을 해치지 않는 범위에서 함유된다. 또한, 강재의 성분 조성은, 본 발명에 따른 강재의 효과에 악영향을 주지 않는 범위에서, 상기 성분에 더하여, 추가로 다른 원소를 적극적으로 함유시켜도 된다. 한편, 본원에 따른 2상 스테인리스 강재는 종래와 비교해서 W를 첨가할 필요가 없기 때문에, 비용 상승을 억제하여 경제적으로 유리해진다.Unavoidable impurities are impurities that are inevitably incorporated in the solvent, and are contained within a range that does not impair various properties of the steel. Further, the composition of the steel material may contain other elements in addition to the above-mentioned components in a range that does not adversely affect the effect of the steel material according to the present invention. On the other hand, since the two-phase stainless steel material according to the present invention does not need to add W compared with the conventional one, it is economically advantageous to suppress an increase in cost.

이상은, PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N]의 산출 결과가 40 이상인 슈퍼 2상 스테인리스 강재 및 30 이상 40 미만의 스탠다드 2상 스테인리스 강재에 적합한 기본적인 금속 성분 조성의 일례를 설명한 것이다.The foregoing has described an example of a basic metal composition suitable for a super duplex stainless steel material having a calculation result of PRE = [Cr] +3.3 [Mo] +16 [N] of 40 or more and a standard duplex stainless steel material of 30 or more and less than 40 will be.

PRE가 30 미만인 린(lean) 2상 스테인리스 강재에 적합한 기본적인 금속 성분 조성의 일례는 다음과 같은 것이다.An example of a basic metal composition suitable for a lean two-phase stainless steel having a PRE of less than 30 is as follows.

즉, 린 2상 스테인리스 강재는, 금속 성분 조성이, C: 0.100질량% 이하, Si: 0.10∼2.00질량%, Mn: 0.10∼3.00질량%, S: 0.0100질량% 이하, Ni: 3.0∼7.0질량%, Mo: 0.05∼1.00질량%, N: 0.05∼0.20질량%, Cr: 20.0∼25.0질량%, O: 0.030질량% 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이다.That is, the lean two-phase stainless steel material has a metal component composition of 0.100 mass% or less of C, 0.10 to 2.00 mass% of Si, 0.10 to 3.0 mass% of Mn, 0.0100 mass% or less of Si, 3.0 to 7.0 mass% of Ni 0.05 to 1.00% by mass of Mo, 0.05 to 0.20% by mass of N, 20.0 to 25.0% by mass of Cr and 0.030% by mass of O and the balance of Fe and inevitable impurities.

린 2상 스테인리스 강재에서는, Ni: 3.0∼7.0질량%, Mo: 0.05∼1.00질량%, N: 0.05∼0.20질량%, Cr: 20.0∼25.0질량%로 하고 있는 점에서, 슈퍼 2상 스테인리스 강재 및 스탠다드 2상 스테인리스 강재와 상위하지만, 각 성분의 효과나 함유량을 규정하는 의의 등은 마찬가지여서 설명이 중복되기 때문에 이들의 설명은 생략한다. 한편, 린 2상 스테인리스 강재에서는, Ni 함유량은 3.5질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 6.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량은 0.10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.95질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. N 함유량은 0.10질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.15질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. Cr 함유량은 20.5질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 24.5질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.In the case of the lean two-phase stainless steel material, the super duplex stainless steel material and the super duplex stainless steel material are used in view of the fact that 3.0 to 7.0 mass% of Ni, 0.05 to 1.00 mass% of Mo, 0.05 to 0.20 mass% of N and 20.0 to 25.0 mass% Phase stainless steel, but the meaning of defining the effect or content of each component is the same as that of the standard two-phase stainless steel, so that the description thereof will be omitted. On the other hand, in the case of the lean two-phase stainless steel material, the Ni content is preferably 3.5 mass% or more, and more preferably 6.5 mass% or less. The Mo content is preferably 0.10% by mass or more, and more preferably 0.95% by mass or less. The N content is preferably 0.10% by mass or more, and more preferably 0.15% by mass or less. The Cr content is preferably 20.5 mass% or more, and more preferably 24.5 mass% or less.

이상과 같은 구성을 구비하는 2상 스테인리스 강재, 즉 슈퍼 2상 스테인리스 강재, 스탠다드 2상 스테인리스 강재 및 린 2상 스테인리스 강재에서는, 도 1 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 개재물(10)의 주위에 외각(15)이 형성되는 복합 개재물(20)이 개재물(10)의 개수의 30% 이상임으로써, 공식이 진전하는 것을 막을 수 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 개재물(10)의 일부에 공식(hole)이 진전하려고 하는 상태를, 외각(15)이 형성됨으로써 공식(hole)의 진전을 막고 있는 상태를 알 수 있다. 즉, 2상 스테인리스 강재는, 개재물(10)의 주위에 외각(15)을 구비하는 복합 개재물(20)이 많을수록 공식(hole)의 진전을 막을 수 있어, 심한 부식 환경이어도 우수한 내식성을 발현할 수 있다. 한편, 외각(15)은 핵인 개재물(10)의 주위 전체를 완전히 덮는 것이 가장 바람직하지만, 30% 이상의 범위로 형성되어 있으면 충분하고, 40% 이상의 범위로 형성되는 것이 바람직하고, 60% 이상의 범위로 형성되는 것이 보다 바람직하며, 80% 이상의 범위로 형성되는 것이 더 바람직하고, 100% 형성되어 있는 것이 가장 바람직하다. 외각(15)은 단층이어도 되고, 복수층이어도 된다.In the two-phase stainless steel material having the above-described structure, that is, the super duplex stainless steel material, the standard two-phase stainless steel material, and the lean two-phase stainless steel material, as shown in FIGS. 1 to 4, It is possible to prevent the formula from progressing because the composite inclusion 20 in which the inclusion 15 is formed is 30% or more of the number of the inclusions 10. As shown in Fig. 4, a state in which a hole tries to advance in a part of the inclusion 10 can be understood as a state in which the hole 15 is prevented from forming due to the formation of the outer angle 15. Fig. That is, in the two-phase stainless steel material, as the number of the complex inclusions 20 having the outer angle 15 around the inclusions 10 is increased, the progress of the holes can be prevented and excellent corrosion resistance can be exhibited even in a severe corrosive environment have. On the other hand, it is most preferable that the outer periphery 15 completely covers the entire circumference of the inclusion 10 as a nucleus. However, it is sufficient that the outer periphery 15 is formed in a range of 30% or more, preferably 40% or more, , More preferably 80% or more, and most preferably 100%. The outer angle 15 may be a single layer or a plurality of layers.

<2상 스테인리스 강재의 제조 방법>&Lt; Process for producing two-phase stainless steel material >

다음으로, 본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강재의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a two-phase stainless steel material according to the present embodiment will be described.

본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강재는, 통상의 스테인리스강의 양산에 이용되고 있는 제조 설비 및 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 강 중의 불순물로서의 O를 저감하기 위해서는, Si나 Al 등의 O와의 친화력이 큰 원소를 많이 첨가하여 탈산을 행하고, 또 진공 탈가스나 아르곤 가스 교반 등의 2차 정련의 시간을 장시간화하거나, 복수회 행하거나 하는 것에 의해 산화물의 개재물(10)을 제거한다.The two-phase stainless steel material according to the present embodiment can be produced by a manufacturing facility and a manufacturing method used for mass production of ordinary stainless steel. In order to reduce O as an impurity in steel, deoxidation is performed by adding a large amount of elements having a large affinity to O, such as Si or Al, and the secondary refining time such as vacuum degassing or argon gas stirring is prolonged, The oxide inclusions 10 are removed by pivoting or the like.

예를 들면, 전로 또는 전기로에서 용해한 용강에 대해서, AOD(Argon Oxygen Decarburization)법이나 VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)법 등에 의한 정련을 행하여 성분 조정한 후, 연속 주조법이나 조괴법 등의 주조 방법으로 강괴로 한다. 얻어진 강괴를 900∼1300℃ 정도의 온도역에서 열간 가공을 행하고, 이어서 냉간 가공을 행하여 원하는 치수 형상으로 할 수 있다. 또한, 원래의 강괴의 단면적/가공 후의 단면적의 총가공비는 통상대로 10∼50 정도로 한다.For example, molten steel dissolved in a converter or an electric furnace is refined by an AOD (Argon Oxygen Decarburization) method or a VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) method to adjust the components, and then the molten steel is subjected to a casting method such as a continuous casting method, do. The obtained ingot can be subjected to hot working at a temperature range of about 900 to 1300 占 폚, followed by cold working to obtain a desired dimensional shape. In addition, the total machining ratio of the cross-sectional area of the original steel ingot / the cross-sectional area after machining is usually about 10 to 50.

본 실시형태에서는, 열간 가공에 있어서의 온도의 제어와, 열간 가공 직전의 열처리 및 열간 가공 시의 열처리의 합계의 열처리 시간의 제어를 행함으로써 복합 개재물(20)과 개재물(10)의 개수를 조정하고 있다. 즉, 2상 스테인리스 강재에서는, 개재물(10)의 주위에 외각(15)을 갖는 복합 개재물(20)의 개수의 비율이, 개재물(10)의 개수의 합계의 30% 이상으로 하기 위해서, 900∼1300℃ 정도의 온도역에서의 열처리를 3시간 이상, 바람직하게는 5시간 이상, 더 바람직하게는 10시간 이상에 걸쳐서 행한다. 한편, 열처리 시간은 길수록 좋다. 단, 열처리 시간이 과도하게 긴 경우, 생산성이 나빠지기 때문에, 100시간 이하가 바람직하다.In this embodiment, the total number of the inclusions 20 and the inclusions 10 is adjusted by controlling the temperature in the hot working and the total heat treatment time of the heat treatment just before the hot working and the hot working at the hot working . That is, in the two-phase stainless steel material, in order that the ratio of the number of the composite inclusions 20 having the outer angle 15 around the inclusions 10 is 30% or more of the total number of the inclusions 10, The heat treatment at a temperature range of about 1300 deg. C is performed for 3 hours or more, preferably 5 hours or more, and more preferably 10 hours or more. On the other hand, the longer the heat treatment time, the better. However, if the heat treatment time is excessively long, the productivity tends to deteriorate. Therefore, it is preferably 100 hours or less.

한편, 종래의 2상계 스테인리스 강재의 제조에 있어서는, 열간 가공 직전 및 열간 가공 시의 열처리의 시간은, 생산성의 점에서 짧은 편이 좋기 때문에, 대략 1시간 이하로 제어되고 있었다. 본 실시형태에서는, 일부러 열처리 시간을 상기한 범위로 해서, 통상보다 대폭으로 긴 시간의 열처리 시간으로 하는 것에 의해, 복합 개재물(20)의 개수의 비율이 개재물(10)의 개수의 합계의 30% 이상 존재하고 있는 상태를 얻고 있다.On the other hand, in the production of the conventional two-phase stainless steel material, the time for the heat treatment immediately before the hot working and the hot working is controlled to be about 1 hour or less because productivity is short. The ratio of the number of the inclusions 20 to the number of the inclusions 10 is set to 30% or more of the total number of the inclusions 10 by deliberately setting the heat treatment time within the above- Or more exist in a state of being present.

한편, 도 5에 본 실시형태에 있어서의 바람직한 2상 스테인리스 강재의 제조 방법의 열처리의 프로세스와 종래의 2상계 스테인리스 강재의 제조 방법의 열처리의 프로세스의 상위를 알 수 있도록 도시했다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 바람직한 2상 스테인리스 강재의 제조 방법의 열처리의 프로세스에서는, 열간 단조를 3시간 이상으로 하고 있는 데 비해, 종래의 2상계 스테인리스 강재의 제조 방법의 열처리의 프로세스에서는, 열간 단조를 1시간으로 하고 있다.Fig. 5 is a graph showing the superiority of the heat treatment process of the method for producing a preferable two-phase stainless steel material in the present embodiment and the heat treatment process for the conventional method for producing a two-phase stainless steel material. As shown in Fig. 5, in the heat treatment process of the method for producing a two-phase stainless steel material, which is preferable in the present embodiment, hot forging is performed for 3 hours or more, The hot forging is performed for one hour.

본 실시형태의 2상 스테인리스 강재에 있어서는, 기계 특성에 유해한 석출물을 없애기 위해, 필요에 따라서 고용화 열처리를 실시하여 급냉하는 것이 바람직하다. 고용화 열처리의 온도의 하한치는 1000℃ 이상이 바람직하고, 상한치에 대해서는 1200℃ 이하가 바람직하고, 1100℃ 이하가 보다 바람직하며, 1080℃ 이하가 더 바람직하다. 유지 시간은 1∼30분이 바람직하다. 열처리 온도를 1000℃ 이상 1200℃ 이하로 함으로써, 개재물(10)의 주위에 외각(15)을 갖는 복합 개재물(20)의 개수의 비율이 개재물(10)의 개수의 합계의 30% 이상이 된다. 또, 1000℃ 이상 1080℃ 이하로 함으로써, 상기 비율이 70% 이상이 된다.In the duplex stainless steel material of the present embodiment, it is preferable to perform quenching by performing a heat treatment for solidification as necessary in order to eliminate precipitates harmful to the mechanical properties. The lower limit of the temperature for the heat treatment for solidification is preferably 1000 deg. C or higher, more preferably 1200 deg. C or lower, more preferably 1100 deg. C or lower, and most preferably 1080 deg. The holding time is preferably 1 to 30 minutes. The ratio of the number of the composite inclusions 20 having the outer angle 15 around the inclusions 10 is 30% or more of the total number of the inclusions 10 by setting the heat treatment temperature at 1000 占 폚 to 1200 占 폚. When the temperature is 1000 ° C or more and 1080 ° C or less, the above ratio becomes 70% or more.

급냉은 10℃/초 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라서 스케일 제거 등의 표면 조정을 위한 산세를 행할 수 있다.The quenching is preferably performed at a cooling rate of 10 ° C / second or more. In addition, pickling can be carried out for surface adjustment such as scale removal, if necessary.

<2상 스테인리스 강관><Two Phase Stainless Steel Pipe>

본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강관의 실시형태에 대하여 설명한다. 2상 스테인리스 강관은 상기 2상 스테인리스 강재로 이루어진다. 따라서, 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강관은 우수한 내식성을 발현한다. 그 때문에, 본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강관은 엄빌리컬 튜브, 해수 담수화 플랜트, LNG 기화기 등의 해수 환경의 구조 재료를 비롯하여, 유정관이나 각종 화학 플랜트 등의 구조 재료로서 사용할 수 있다. 본 실시형태에 따른 2상 스테인리스 강관은 통상의 스테인리스 강관의 양산에 이용되는 제조 설비 및 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 환봉을 소재로 한 압출 제관이나 만네스만 제관, 판재를 소재로 해서 성형 후에 이음매를 용접하는 용접 제관 등에 의해, 원하는 치수로 할 수 있다. 2상 스테인리스 강관은 강관이 사용되는 유정관, 화학 플랜트, 엄빌리컬 튜브 등에 따라서 적절한 치수로 설정할 수 있다. 또한, 2상 스테인리스 강관은 해수 담수화 플랜트, LNG 기화기 등의 구조재로서 적절한 치수로 설정할 수 있다.An embodiment of a two-phase stainless steel pipe according to the present embodiment will be described. The two-phase stainless steel pipe is made of the above-mentioned two-phase stainless steel material. Therefore, as described above, the two-phase stainless steel pipe according to the present embodiment exhibits excellent corrosion resistance. Therefore, the two-phase stainless steel pipe according to the present embodiment can be used as a structural material for seawater environments such as an umbilical tube, a seawater desalination plant, and an LNG vaporizer as well as a structural material for a fluid pipe and various chemical plants. The two-phase stainless steel pipe according to the present embodiment can be manufactured by a manufacturing facility and a manufacturing method used for mass production of a normal stainless steel pipe. For example, a desired dimension can be obtained by an extruded pipe made of a round bar, a Mannesmann pipe, a welded pipe for welding seams after molding using a plate material, and the like. The two-phase stainless steel pipe can be set to a suitable size according to the fluid pipe, chemical plant, umbrella tube, and the like. Also, the two-phase stainless steel pipe can be set to a suitable dimension as a structural material of a seawater desalination plant, an LNG vaporizer, and the like.

한편, 용접 제관을 제조하는 경우나, 2개 이상의 2상 스테인리스 강관을 용접으로 접합하는 경우의 용접법에 대해서는 일반적으로 스테인리스강에 이용되는 수법, 예를 들면, TIG, MIG, SAW, 피복 아크 등의 각종 아크 용접을 비롯해 전자빔 용접, 레이저 용접, 전기 저항 용접 등 적합한 방법을 이용하면 된다.On the other hand, in the case of manufacturing a welded pipe, or in the case of joining two or more two-phase stainless steel pipes by welding, a method commonly used for stainless steels, for example, TIG, MIG, SAW, Various methods such as arc welding, electron beam welding, laser welding, electric resistance welding, etc. may be used.

본 명세서는 전술한 바와 같이 다양한 태양의 기술을 개시하고 있지만, 그 중 주된 기술을 이하에 정리한다.Although the present disclosure discloses various aspects of the techniques as described above, the main techniques among them are summarized below.

본 발명의 일국면에 따른 2상 스테인리스 강재는, 페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재로서, 상기 강재의 금속 성분 조성으로서, V: 0.01∼0.50질량%, Ti: 0.0001∼0.0500질량%, Nb: 0.0005∼0.0500질량%, Ta: 0.01∼0.50질량%로부터 선택되는 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 상기 강재 중에 복합 개재물, 또는 복합 개재물 및 개재물을 갖고, 상기 개재물은 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종을 구비하고, 상기 복합 개재물은 상기 개재물을 핵으로 하고, 상기 핵의 주위에, Cr과, 적어도 1종의 상기 X군 원소를 포함하는 탄화물 또는 질화물의 외각을 구비하며, 상기 복합 개재물의 개수의 비율이 상기 개재물의 개수의 합계의 30% 이상인 것을 특징으로 한다.A two-phase stainless steel material according to one aspect of the present invention is a two-phase stainless steel material comprising a ferrite phase and an austenite phase, wherein the steel has a composition of V: 0.01 to 0.50 mass%, Ti: 0.0001 to 0.0500 mass% , Nb: 0.0005 to 0.0500 mass%, and Ta: 0.01 to 0.50 mass%, wherein the steel has a composite inclusion, a composite inclusion, and inclusions, and the inclusions are oxides, sulfides And at least one of oxides and oxysulfides. The composite inclusion has the inclusions as its nuclei, and surrounds the nucleus with an outer angle of a carbide or nitride containing Cr and at least one X group element , And the ratio of the number of the composite inclusions to the total number of the inclusions is 30% or more.

상기한 구성에 의해, 2상 스테인리스 강재는 개재물의 주위에 형성되는 외각에 소정량의 X군 원소인 V, Ti, Nb, Ta로부터 선택되는 1종 이상과, Cr을 함유하는 것에 의해, 내식성이 향상된다. V, Ti, Nb, Ta는 C 및 N과 결합하여, 산화물, 황화물 또는 산황화물의 개재물과 강의 계면에 탄화물 또는 질화물을 형성하는 효과가 있다. 또, Ta는 보다 내식성이 우수한 탄질화물의 피복층을 형성하는 효과가 있다.According to the above-described constitution, the two-phase stainless steel material contains at least one selected from the group consisting of V, Ti, Nb and Ta and a predetermined amount of Cr in the outer periphery formed around the inclusions and Cr, . V, Ti, Nb and Ta are combined with C and N to form carbides or nitrides at the interface between the inclusions of oxides, sulfides or oxysulfides and the steel. In addition, Ta has an effect of forming a coating layer of carbonitride having better corrosion resistance.

또한, 상기 2상 스테인리스 강재에 있어서, 상기 금속 성분 조성으로서, Ta: 0.01∼0.50질량%를 함유하고, 상기 외각 중에 하기 (1)식을 만족하는 양의 Ta를 포함하는 구성으로 해도 된다.Further, in the above two-phase stainless steel material, it may be constituted such that it contains 0.01 to 0.50% by mass of Ta as the metal component composition and Ta in an amount satisfying the following expression (1) in the outer angle.

([Ta]/[M]total)×100≥5······(1)식([Ta] / [M] total) x 100? 5 (1)

단, [Ta]는 상기 외각에 포함되는 Ta 원자의 개수를, [M]total은 상기 외각에 포함되는 금속 원소의 원자의 개수의 합계를 각각 나타낸다.[Ta] represents the number of Ta atoms included in the outer angle, and [M] total represents the sum of the number of atoms of the metal element contained in the outer angle.

상기한 구성에 의해, 2상 스테인리스 강재는 탄화물 또는 질화물의 외각의 내식성이 향상되기 때문에, 공식 진전을 억제하는 효과가 높아져, 강재의 내식성이 향상된다.According to the above-described construction, the two-phase stainless steel material is improved in the corrosion resistance of the outer periphery of the carbide or nitride, so that the effect of suppressing the formal progress is enhanced and the corrosion resistance of the steel material is improved.

또한, 상기 2상 스테인리스 강재에 있어서, 상기 강재의 금속 성분 조성으로서, Ta: 0.01∼0.50질량% 및 Ti: 0.0001∼0.0500질량%를 함유하고, 하기 (2)식을 만족시키는 Ta질량%/Ti질량%비인 구성으로 해도 된다.The two-phase stainless steel material according to claim 1, wherein the steel has a composition of metal of 0.01 to 0.50 mass% of Ta, 0.0001 to 0.0500 mass% of Ti, and a mass% of Ta / Ti satisfying the following formula (2) % By weight.

Ta질량%/Ti질량%≥25······(2)식Ta mass% / Ti mass%? 25 (2)

상기한 구성에 의해, 2상 스테인리스 강재는, Ta를 포함하는 탄화물이나 질화물이 개재물을 피복하기 쉬워지기 때문에, 공식 진전을 억제하는 효과가 높아져, 강재의 내식성이 향상된다.According to the above-described configuration, in the two-phase stainless steel material, since the inclusions are easily covered with carbide or nitride containing Ta, the effect of suppressing the formal progress is enhanced, and the corrosion resistance of the steel material is improved.

또, 상기 2상 스테인리스 강재에 있어서, 상기 강재의 금속 성분 조성으로서, Mg: 0.0001∼0.0200질량%, Al: 0.001∼0.050질량%를 함유하고, 상기 복합 개재물의 핵이 Mg 및 Al로 이루어지는 산화물을 포함하는 구성으로 해도 된다.Further, in the above two-phase stainless steel material, it is preferable that the steel contains 0.0001 to 0.0200 mass% of Mg and 0.001 to 0.050 mass% of Al as the metal component composition, and the core of the composite inclusion contains an oxide of Mg and Al May be included.

상기한 구성에 의해, 2상 스테인리스 강재는, 복합 개재물의 핵 및 개재물이, 내식성에 영향을 주는 Mg 및 Al을 함유함으로써, 내식성이 보다 향상된다.According to the above-described configuration, in the two-phase stainless steel material, the cores and inclusions of the composite inclusion contain Mg and Al which influence the corrosion resistance, so that the corrosion resistance is further improved.

또한, 상기 2상 스테인리스 강재에 있어서, 상기 강재의 금속 성분 조성으로서, C: 0.100질량% 이하, Si: 0.10∼2.00질량%, Mn: 0.10∼3.00질량%, S: 0.0100질량% 이하, Ni: 1.0∼10.0질량%, Mo: 0.05∼6.00질량%, N: 0.10∼0.50질량%, Cr: 20.0∼28.0질량%, O: 0.030질량% 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것이 바람직하다.0.1 to 3.0% by mass of Si, 0.1 to 3.0% by mass of S, 0.0100% by mass or less of Si, 0.10 to 3.0% by mass of Si, And the balance of Fe and inevitable impurities is preferably 1.0 to 10.0 mass%, Mo: 0.05 to 6.00 mass%, N: 0.10 to 0.50 mass%, Cr: 20.0 to 28.0 mass%, and O: 0.030 mass% or less.

또한, 상기 2상 스테인리스 강재에 있어서, 상기 금속 성분 조성으로서, C: 0.100질량% 이하, Si: 0.10∼2.00질량%, Mn: 0.10∼3.00질량%, S: 0.0100질량% 이하, Ni: 3.0∼7.0질량%, Mo: 0.05∼1.00질량%, N: 0.05∼0.20질량%, Cr: 20.0∼25.0질량%, O: 0.030질량% 이하이고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것도 바람직하다.0.1 to 3.0% by mass of Si, 0.1 to 3.0% by mass of Mn, 0.0100% by mass or less of Si, and 3.0 to 3.0% by mass of Ni, 0.05 to 0.20 mass% of N, 0.05 to 0.20 mass% of N, 20 to 25 mass% of Cr and 0.030 mass% of O to 0.0 mass% of Mo, and Fe and inevitable impurities.

이들 구성에 의해, 2상 스테인리스 강재는 소정량의 C, Si, Mn, S, Ni, Mo, N, Cr, O와 같은 금속 성분 조성을 함유하는 것에 의해, 오스테나이트상과 페라이트상으로 이루어지는 2상 조직을 얻을 수 있다. C는 소정값 이하로 하는 것에 의해, 불필요한 탄화물이 형성되지 않아, 내식성의 저하를 억제하는 효과가 있다. Si, Mn은 탈산을 위해서 효과가 있다. S는 소정값 이하로 하는 것에 의해, 내식성 및 열간 가공성의 저하를 억제하는 효과가 있다. 또한, S는 내식성, 인성을 해치는 MnS를 형성하는 원인이 된다. Cr, Mo, N은 내공식성의 향상에 효과가 있다. Ni는 내식성의 향상과 오스테나이트상 안정화에 효과가 있다. 또한, O를 소정값 이하로 하고 있으므로, 내식성 및 열간 가공성이 저하되기 어렵다.By these constitutions, the two-phase stainless steel material contains a predetermined amount of a metal component such as C, Si, Mn, S, Ni, Mo, N, Cr and O to form a two- You can get an organization. When C is set to a predetermined value or less, unnecessary carbide is not formed and the effect of suppressing deterioration of corrosion resistance is obtained. Si and Mn are effective for deoxidation. S is set to be not more than a predetermined value, thereby reducing deterioration of corrosion resistance and hot workability. In addition, S is a cause of formation of MnS which damages corrosion resistance and toughness. Cr, Mo, and N are effective in improving the pitting resistance. Ni is effective in improving the corrosion resistance and stabilizing the austenite phase. Further, since O is set to a predetermined value or less, the corrosion resistance and hot workability are hardly deteriorated.

상기 2상 스테인리스 강재에 있어서, 상기 강재의 금속 성분 조성이, 추가로 Ca: 0.0001∼0.0200질량%를 함유하는 것이나, 또한 상기 강재의 금속 성분 조성이, 추가로 Co: 0.1∼2.0질량%, Cu: 0.1∼2.0질량%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이나, 또는 상기 강재의 금속 성분 조성이, 추가로 B: 0.0005∼0.0100질량%를 함유하는 것으로 해도 상관없다.The two-phase stainless steel material according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel composition further contains 0.0001 to 0.0200 mass% of Ca, and the steel composition further contains 0.1 to 2.0 mass% of Co, : 0.1 to 2.0 mass%, or the steel composition may further contain B: 0.0005 to 0.0100 mass%.

상기한 구성에 의해, 2상 스테인리스 강재는, 소정량의 Ca, Co, Cu, B 중 어느 것을 추가로 함유하는 것에 의해, 내식성이 더 향상된다. Ca는 강 중의 S나 O와 결합하여 입계에 편석하는 것을 억제해서 내식성 및 열간 가공성을 향상시킨다. Co, Cu는 내식성의 향상 및 오스테나이트상의 안정화에 효과가 있다. 2상 스테인리스 강재에 있어서, B는 열간 가공성의 향상에 효과가 있다.According to the above-described construction, the two-phase stainless steel material further contains any of Ca, Co, Cu and B in a predetermined amount, thereby further improving the corrosion resistance. Ca binds with S or O in the steel to inhibit segregation in grain boundaries, thereby improving corrosion resistance and hot workability. Co and Cu are effective in improving the corrosion resistance and stabilizing the austenite phase. In the two-phase stainless steel material, B is effective for improving hot workability.

본 발명의 다른 국면에 따른 2상 스테인리스 강관은, 상기의 2상 스테인리스 강재로 이루어지는 구성이다.The two-phase stainless steel pipe according to another aspect of the present invention comprises the above-mentioned two-phase stainless steel material.

상기한 구성에 의해, 2상 스테인리스 강관은, 강관을 2상 스테인리스 강재로 구성하는 것에 의해, 국부 부식의 기점이 되는 개재물이 개질되어, 내식성이 향상됨과 더불어 용접부에 있어서의 내응력부식균열성이 향상된다.According to the above-described constitution, in the two-phase stainless steel pipe, the steel pipe is made of the two-phase stainless steel material, the inclusions serving as a starting point of local corrosion are modified to improve the corrosion resistance and the stress corrosion cracking resistance .

실시예Example

이하, 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재를 실시예에 의해 더 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명에 따른 2상 스테인리스 강재는 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 이하의 실시예에서는, 표 1 내지 표 6에 2상 스테인리스 강재의 금속 성분 조성이나, 평가 결과를 나타낸다.Hereinafter, the two-phase stainless steel material according to the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The two-phase stainless steel material according to the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, the metal composition of the two-phase stainless steel material and the evaluation results are shown in Tables 1 to 6.

(슈퍼 2상 스테인리스 강재 및 스탠다드 2상 스테인리스 강재의 제작)(Production of super two-phase stainless steel and two-phase stainless steel)

용량 53kg의 소형 용해로에 의해, 표 2, 표 4에 나타내는 성분 조성의 강을 용제하고, 약 120 각×약 350mm의 각 주형을 이용하여 주조했다. 한편, 표 2, 표 4의 성분 조성란에 있어서, 공란(-)은 해당 성분이 함유되어 있지 않은 것을 나타내고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 표 2, 표 4의 「Ta/Ti」에 관해서 「-」로 표시되어 있는 것은, Ta 및 Ti 중 적어도 한쪽이 함유되어 있지 않기 때문에, 본 실시형태에서는 산출하는 것이 적절하지 않았던 것을 나타낸다. 또한, 각 강에 대하여, PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N]의 산출 결과를 표 1, 표 3에 나타낸다. 표 1, 표 3에 있어서의 공란(-)은 복합 개재물의 외각을 EDX 분석한 결과, 분석 대상 원소가 검출되지 않았던 것을 나타내고 있다.A steel having the composition shown in Tables 2 and 4 was cast by a small melting furnace having a capacity of 53 kg and cast using each mold having a size of about 120 mm × about 350 mm. On the other hand, in the component composition column of Table 2 and Table 4, the blank (-) indicates that the corresponding component is not contained, and the balance is Fe and inevitable impurities. Quot; - &quot; for &quot; Ta / Ti &quot; in Table 2 and Table 4 indicate that it was not appropriate to calculate in this embodiment because at least one of Ta and Ti is not contained. Table 1 and Table 3 show the calculation results of PRE = [Cr] +3.3 [Mo] +16 [N] for each steel. The blank (-) in Tables 1 and 3 indicates that the element to be analyzed was not detected as a result of EDX analysis of the outer angle of the composite inclusion.

강재로서, 여기에서는 응고된 강괴를 900∼1300℃까지 가열하고, 동 온도에서 열간 단조를 실시하고, 그 후 절단했다. 열간 단조 직전 및 열간 단조 시에 있어서, 900∼1300℃ 정도의 온도역에서의 열처리를 3시간 이상 행했다. 다음으로, 1100℃에서 3분 유지의 고용화 열처리를 실시하고, 냉속 12℃/초로 수냉 후에 절단하여, 300×120×50mm의 강재로 마무리했다. 상기한 바와 같이 제작한 강재를 강재 No. A1∼6, A9∼20, B2, B5∼8로 했다.As the steel, here, the solidified steel ingot was heated to 900 to 1300 占 폚, subjected to hot forging at the same temperature, and then cut. Heat treatment at a temperature range of about 900 to 1300 占 폚 was carried out for three hours or more immediately before hot forging and hot forging. Next, a solid solution heat treatment at 1100 占 폚 for 3 minutes was carried out, followed by cooling at a cooling rate of 12 占 폚 / sec followed by cutting into a steel material of 300 占 120 占 50 mm. The steel material produced as described above is referred to as steel material No. 1. A1 to 6, A9 to 20, B2 and B5 to 8, respectively.

또한, 상기 주조한 강재를 응고시키고, 게다가 응고된 강괴를 900∼1300℃까지 가열하고, 동 온도에서 열간 단조를 실시하고, 열간 단조 직전 및 열간 단조 시에 있어서, 900∼1300℃ 정도의 온도역에서의 열처리를 3시간 이상 행했다. 다음으로, 1050℃에서 3분 유지의 고용화 열처리를 실시하고, 냉속 12℃/초로 수냉 후에 절단하여, 300×120×50mm의 강재로 마무리했다. 상기한 바와 같이 제작한 강재를 강재 No. A7, A8, A21, A22로 했다.Further, the cast steel is solidified, and the solidified steel ingot is heated to 900 to 1300 占 폚 and hot forging is conducted at the same temperature, and at the temperature just before the hot forging and the hot forging, Was performed for 3 hours or more. Next, solidification treatment at 1050 占 폚 for 3 minutes was carried out, followed by water cooling at a cooling rate of 12 占 폚 / sec, followed by cutting and finishing with a steel material of 300 占 120 占 50 mm. The steel material produced as described above is referred to as steel material No. 1. A7, A8, A21, and A22.

또한, 상기 주조한 강재를 응고시키고, 게다가 응고된 강괴를 900∼1300℃까지 가열하고, 동 온도에서 열간 단조를 실시하고, 열간 단조 직전 및 열간 단조 시에 있어서, 900∼1300℃ 정도의 온도역에서의 열처리를 1시간 행했다. 다음으로, 1100℃에서 3분 유지의 고용화 열처리를 실시하고, 냉속 12℃/초로 수냉 후에 절단하여, 300×120×50mm의 강재로 마무리했다. 이와 같이 해서, 강재 No. B1, B3, B4를 제작했다.Further, the cast steel is solidified, and the solidified steel ingot is heated to 900 to 1300 占 폚 and hot forging is conducted at the same temperature, and at the temperature just before the hot forging and the hot forging, Was performed for one hour. Next, a solid solution heat treatment at 1100 占 폚 for 3 minutes was carried out, followed by cooling at a cooling rate of 12 占 폚 / sec followed by cutting into a steel material of 300 占 120 占 50 mm. As described above, B1, B3 and B4.

(린 2상 스테인리스 강재의 제작)(Production of lean two-phase stainless steel material)

또, 소형 용해로(용량 20kg/1ch)에 의해, 표 6에 나타내는 성분 조성의 강을 용제하고, 원주 주형(본체: φ110×약 200mm)을 이용하여 주조했다(강재 No. A23∼A27, B9∼B11). 한편, 표 6의 성분 조성란에 있어서, 공란(-)은 해당 성분이 함유되어 있지 않은 것을 나타내고, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 또한, 각 강에 대하여, PRE=[Cr]+3.3[Mo]+16[N]의 산출 결과를 표 5에 나타낸다. 표 5에 있어서의 공란(-)은 복합 개재물의 외각을 EDX 분석한 결과, 분석 대상 원소가 검출되지 않았던 것을 나타내고 있다.The steel having the composition shown in Table 6 was melted by means of a small melting furnace (capacity 20 kg / 1 ch) and cast using a circumferential mold (main body: φ110 × about 200 mm) (Steel No. A23 to A27, B11). On the other hand, in the component composition column of Table 6, the blank (-) indicates that the corresponding component is not contained, and the balance is Fe and inevitable impurities. Table 5 shows the calculation results of PRE = [Cr] +3.3 [Mo] +16 [N] for each steel. The blank (-) in Table 5 indicates that the element to be analyzed was not detected as a result of EDX analysis of the outer angle of the composite inclusion.

한편, 린 2상 스테인리스 강재와 슈퍼 2상 스테인리스 강재 및 스탠다드 2상 스테인리스 강재란, 용해로의 용적, 주조물의 형상·치수가 상위하지만, 이들 상위는 강재로서의 성능에 영향을 주지 않는다.On the other hand, the volume of the melting furnace and the shape and dimensions of the casting are different from that of the lean two-phase stainless steel material, the super duplex stainless steel material and the standard two-phase stainless steel material.

강재로서, 여기에서는 응고된 강괴를 1300℃까지 가열하고, 동 온도에서 열간 단조(단조 온도: 1000∼1300℃)를 실시하고, 그 후 절단했다. 이때, 1000∼1300℃ 정도의 온도역에서의 열처리를 3시간 이상 행했다. 다음으로, 1100℃에서 30분 유지의 고용화 열처리를 실시하고, 냉속 12℃/초로 수냉 후에 절단하여, 20×50×150mm의 강재로 한 후, 냉간 압연을 행하고, 변형이나 석출물의 제거를 목적으로 1100℃에서 5분간 유지를 행하고, 냉속 12℃/초로 수냉하여, 평가 시료로 했다(강재 No. A23∼A27, B10, B11).Here, as the steel material, the solidified steel ingot was heated to 1300 占 폚, subjected to hot forging (forging temperature: 1000 to 1300 占 폚) at the same temperature, and then cut. At this time, heat treatment at a temperature range of about 1000 to 1300 占 폚 was performed for 3 hours or more. Subsequently, the steel sheet was subjected to a solidification treatment at a temperature of 1100 占 폚 for 30 minutes, cut at a cold speed of 12 占 폚 / sec and then cut into a steel sheet having a size of 20 占 50 占 150 mm and subjected to cold rolling to remove deformation and precipitates (Steel materials No. A23 to A27, B10 and B11) at 1100 占 폚 for 5 minutes and water-cooled at a cooling rate of 12 占 폚 / sec.

또한, 응고된 강괴를 1300℃까지 가열하고, 동 온도에서 열간 단조(단조 온도: 1000∼1300℃)를 실시하고, 그 후 절단했다. 전술의 것과 달리 장시간의 열처리는 행하지 않고, 1100℃에서 30분 유지하는 고용화 열처리를 실시하고, 냉속 12℃/초로 수냉 후에 절단하여, 20×50×150mm의 강재로 한 후, 냉간 압연과 1100℃에서 5분 유지하고, 그 후, 냉속 12℃/초로 수냉하는 마무리의 열처리를 실시하여, 평가 시료로 했다(강재 No. B9).Further, the solidified steel ingot was heated to 1300 占 폚, subjected to hot forging (forging temperature: 1000 to 1300 占 폚) at the same temperature, and then cut. A long time heat treatment is not carried out but a long time heat treatment is carried out at 1100 占 폚 for 30 minutes to cool the steel sheet at a cold speed of 12 占 폚 per second and then cut into a steel sheet having a size of 20 占 50 占 150 mm, ° C for 5 minutes, and then subjected to a heat treatment for finishing by water cooling at a cooling rate of 12 ° C / second to obtain an evaluation sample (Steel No. B9).

(시료의 채취 및 조직 관찰)(Sample collection and tissue observation)

다음으로, 상기 강재로부터 가공 방향에 평행하게 채취한 20mm×30mm×2mmt의 시료를 이용하여, 이하에 나타내는 순서로, 개재물 및 내공식성을 평가했다. 그 결과를 표 1, 3, 5에 나타낸다.Subsequently, inclusions and pitting resistance were evaluated in the following procedure using samples of 20 mm x 30 mm x 2 mm t taken from the steel material in parallel to the working direction. The results are shown in Tables 1, 3 and 5.

또한, 상기 시료를 수지에 매립하고, 시료의 가공 방향과 수직한 단면이 노출되도록 가공하고, 경면 연마를 행했다. 그리고, 강재 No. A1∼A22, B1∼B8에 대해서는 옥살산 수용액 중에서 전해 에칭을 행한 후, 배율 100배의 광학 현미경 관찰을 행하여, 각 시료의 조직을 관찰했다. 강재 No. A23∼A27, B9∼B11에 대해서는 KOH 수용액 중에서 전해 에칭을 행한 후, 배율 100배의 광학 현미경 관찰을 행하여, 각 시료의 조직을 관찰했다. 그 결과, 어느 시료도 페라이트상과 오스테나이트상의 2상으로 이루어지는 것이었다.Further, the sample was buried in a resin, processed such that a cross section perpendicular to the processing direction of the sample was exposed, and the mirror surface was polished. Then, A 1 to A 22 and B 1 to B 8 were subjected to electrolytic etching in an oxalic acid aqueous solution, followed by optical microscopic observation at a magnification of 100 times, and the texture of each sample was observed. Steel No. A23 to A27 and B9 to B11 were subjected to electrolytic etching in a KOH aqueous solution, and then observed under an optical microscope at a magnification of 100 times to observe the texture of each sample. As a result, all of the samples were composed of two phases of a ferrite phase and an austenite phase.

(개재물 및 복합 개재물의 평가)(Evaluation of inclusions and complex inclusions)

(중핵의 개재물의 평가)(Evaluation of inclusion of core)

상기 시료를 수지에 매립하고, 시료의 가공 방향과 수직한 단면이 노출되도록 가공하고, 경면 연마를 행했다. 경면 연마를 행한 면을 니혼전자데이텀사제의 전자선 마이크로프로브 X선 분석계(ElectronProbe X-ray Micro Analyzer: EPMA, 상품명 「JXA-8500F」)를 이용하여 관찰하고, 단경이 1μm 이상인 산화물의 개재물에 대하여 성분 조성을 정량 분석했다.The sample was buried in a resin, processed such that a cross section perpendicular to the processing direction of the sample was exposed, and the mirror surface was polished. The surface subjected to the mirror polishing was observed using an electron probe micro-probe Micro-analyzer (EPMA, trade name &quot; JXA-8500F &quot;) manufactured by Nippon Electronics Datum Co., The composition was quantitatively analyzed.

이때, 강재 No. A1∼A22, B1∼B8에 대해서는 관찰 면적을 100mm2로 하고, 산화물의 개재물의 중앙부에서의 성분 조성을 특성 X선의 파장 분산 분광에 의해 정량 분석했다.At this time, For A1 to A22 and B1 to B8, the observation area was set to 100 mm 2 , and the composition of the components at the center of the inclusion of the oxide was quantitatively analyzed by the wavelength dispersive spectroscopy of the characteristic X-rays.

또한, 강재 No. A23∼A27, B9∼B11에 대해서는 관찰 면적을 600mm2로 하고, 산화물의 개재물의 중앙부에서의 성분 조성을 특성 X선의 파장 분산 분광에 의해 정량 분석했다.Further, A23~A27, the observation area for B9~B11 to 600mm 2, followed by quantitative analysis by the component composition of characteristic X-ray wavelength dispersion spectroscopic at the central portion of the oxide inclusions.

분석 대상 원소는 Ca, Al, Si, Ti, Mg, Mn, Na, K, Cr, S, O로 하고, 기지 물질을 이용하여 각 원소의 X선 강도와 원소 농도의 관계를 미리 검량선으로서 구했다. 그리고, 분석 대상으로 하는 상기 산화물의 개재물로부터 얻어진 X선 강도와 상기 검량선으로부터, 각 시료에 포함되는 원소량을 정량하고, 그 결과를 산술 평균함으로써 개재물의 평균 조성을 구했다.The relationship between the X-ray intensity of each element and the element concentration was determined in advance as a calibration curve using a known substance as Ca, Al, Si, Ti, Mg, Mn, Na, K, Cr, S and O as the elements to be analyzed. Then, the amount of the elements contained in each sample was determined from the X-ray intensity obtained from the inclusion of the oxide to be analyzed and the calibration curve, and the results were arithmetically averaged to obtain an average composition of the inclusions.

이와 같이 해서 얻어진 정량 결과 중, O 함량이 5질량% 이상인 개재물을 「산화물」, S 함유량이 0.5질량% 이상인 개재물을 「황화물」이라고 판단했다. 또한, S 함유량이 0.5질량% 이상인 개재물 중, Ca 함유량이 1.0질량% 이상인 개재물을 「Ca계 황화물」이라고 판단했다.Of the quantitative results thus obtained, the inclusions having an O content of 5 mass% or more were judged to be "oxides" and the inclusions having an S content of 0.5 mass% or more were judged to be "sulfides". Furthermore, inclusions having an S content of 0.5% by mass or more and an inclusion having a Ca content of 1.0% by mass or more were judged to be &quot; Ca-based sulfide &quot;.

이때, 하나의 개재물로부터 복수의 원소가 관측된 경우에는, 그들 원소의 존재를 나타내는 X선 강도의 비로부터 각 원소의 단독 산화물로 환산해서 산화물의 조성을 산출했다. 본 실시형태에서는, 상기 단독 산화물로서 질량 환산한 것을 평균해서, 산화물의 평균 조성으로 했다.At this time, when a plurality of elements were observed from one inclusion, the composition of the oxides was calculated in terms of a single oxide of each element from the ratio of X-ray intensity indicating the presence of the elements. In the present embodiment, the average oxide composition was obtained by averaging the mass of the oxide as a single oxide.

상기와 같이 구해진 산화물의 평균 조성에 대하여, MgO 함유량이 20질량% 이상인 개재물을 「Mg계 산화물」로 하고, MgO와 Al2O3의 각 함유량이 20질량% 이상인 개재물을 「Mg, Al계 산화물」로 하고, Al2O3과 CaO의 각 함유량이 20질량% 이상인 개재물을 「Ca, Al계 산화물」로 했다. 한편, 「Ca계 황화물」 또한 「Ca, Al계 산화물」의 경우는 「Ca, Al계 산황화물」로 했다.With respect to the average composition of the oxide obtained as described above, MgO content of 20 mass% or more inclusions, the "Mg-containing oxide" in, and the inclusions each content of MgO and Al 2 O 3 is not less than 20% by mass of "Mg, Al-containing oxide Quot ;, and the inclusions each containing Al 2 O 3 and CaO in an amount of 20 mass% or more were defined as &quot; Ca, Al-based oxide &quot;. On the other hand, "Ca-based sulphide" is also referred to as "Ca, Al-based sulphide" in the case of "Ca, Al-based oxide".

또한, 상기와 같이 구해진 산화물의 평균 조성이, O 함유량이 5질량% 이상, S 함유량이 0.5질량% 이상, Ca 함유량이 1.0질량% 이상, 또한 MgO와 Al2O3의 각 함유량이 20질량% 이상인 개재물은 「Mg, Ca, Al계 산황화물」로 했다.In addition, the average composition of the oxide obtained as described above, O content is 5 mass% or more, S content is more than 0.5 mass%, Ca content is more than 1.0% by mass and the respective contents of MgO and Al 2 O 3 20% by weight Mg, Ca, Al-based oxysulfides &quot;.

또, 상기와 같이 구해진 산화물의 평균 조성이, O 함유량이 5질량% 이상, S 함유량이 0.5질량% 이상, Ca 함유량이 1.0질량% 이상, 또한 MgO의 함유량이 20질량% 이상인 개재물은 「Mg, Ca계 산황화물」로 했다.The inclusions having an average composition of the oxides as described above having an O content of 5 mass% or more, an S content of 0.5 mass% or more, a Ca content of 1.0 mass% or more and a MgO content of 20 mass% Ca-based oxysulfide &quot;.

(복합 개재물의 평가)(Evaluation of composite inclusions)

강재 No. A1∼A22, B1∼B8에 대해서는 관찰 면적 100mm2 중에 존재하는 산화물, 황화물 또는 산황화물(즉, 개재물) 중, 그 사이즈가 가장 큰 것부터 차례로 5개를 선택하여, 분석했다.Steel No. For A1 to A22 and B1 to B8, five oxides, sulfides or oxysulfides (that is, inclusions) existing in an observation area of 100 mm 2 were selected in order from the largest one.

또한, 강재 No. A23∼A27, B9∼B11에 대해서는 관찰 면적을 600mm2 중에 존재하는 산화물, 황화물 또는 산황화물(즉, 개재물) 중, 그 사이즈가 가장 큰 것으로부터 차례로 5개를 선택하여, 분석했다.Further, A23 to A27 and B9 to B11 were selected from among the oxide, sulfide or oxysulfide (that is, inclusion) existing in 600 mm 2 in order from the largest size, and analyzed.

모든 개재물을 분석한 것은 아니지만, 상기의 선정한 개재물보다 사이즈가 작은 개재물도, 선정한 사이즈가 큰 개재물과 마찬가지의 기구에 의해 생성되어 있다고 생각되고, 더욱이 이들이 마찬가지의 조성 및 형상의 분포를 갖고 있는 것을 확인하고 있다.Although not all inclusions are analyzed, it is considered that inclusions having a smaller size than the above-mentioned inclusions are generated by the same mechanism as inclusions having a selected size. Further, it is confirmed that these inclusions have similar compositions and shapes .

즉, 모든 사이즈의 산화물, 황화물 또는 산황화물에 있어서, 소정의 조성 및 형상의 분포를 갖는 개재물이 생성되어 있는 것이라고 생각된다. 한편, 산화물, 황화물 또는 산황화물의 사이즈는 상기 관찰면에 나타나 있는 산화물, 황화물 또는 산황화물의 면적으로 대소를 비교했다.In other words, it is considered that inclusions having a predetermined composition and shape distribution are generated in oxides, sulfides or oxysulfides of all sizes. On the other hand, the sizes of the oxides, sulfides or oxysulfides were compared in terms of the area of the oxides, sulfides or oxysulfides on the observation surface.

그 후, 대상의 산화물, 황화물 또는 산황화물에 대하여, FIB법(Focused Ion Beam, 집속 이온 빔 가공법)에 의해 산화물, 황화물 또는 산황화물이 TEM 관찰 가능한 두께까지 박편화했다. 장치는 히타치제작소제의 집속 이온 빔 가공 관찰 장치 FB2000A를 이용하고, 가속 전압 30kV, 이온원에는 Ga를 이용했다.Thereafter, oxide, sulfide or oxysulfide of the object was thinned to a thickness at which TEM observation was possible by the FIB method (Focused Ion Beam, focused ion beam processing method). The apparatus used was a focused ion beam processing observation apparatus FB2000A manufactured by Hitachi, Ltd., and an acceleration voltage of 30 kV and Ga was used as an ion source.

그 후, 박편화한 개재물을 TEM 관찰했다. 장치는 니혼전자제의 전계 방출형 투과 전자 현미경 JEM-2010F를 이용하고, Noran제 EDX(Energy Dispersive X-ray spectrometry) 분석 장치 Vantage로, 산화물, 황화물 또는 산황화물과 강의 계면에 대해서 EDX 분석을 실시했다.Thereafter, the sliced inclusions were observed by TEM. The device was subjected to EDX analysis at the interface between oxide, sulfide or oxysulfide and steel using the field emission TEM (JEM-2010F) made by Nihon Electronics Co., Ltd. and Vantage of Noran EDX (Energy Dispersive X-ray spectrometry) did.

EDX 분석의 분석 대상 원소는 Ca, Al, Ti, V, Mg, Mn, Na, K, Cr, Nb, Ta, S, O로 하고, Cr, V, Ti, Nb, Ta 중 어느 1종 이상이 검출되고, 또한 Cr, V, Ti, Nb, Ta의 합계 농도가 30질량% 이상인 상을 선정했다.The element to be analyzed in the EDX analysis is Ca, Al, Ti, V, Mg, Mn, Na, K, Cr, Nb, Ta, S, O and at least one of Cr, V, Ti, Nb, And the total concentration of Cr, V, Ti, Nb, and Ta was 30 mass% or more.

그리고, 선정한 상에 대해서 전자선 회절에 의한 동정 해석을 행하여, 입방정의 결정 구조를 나타내는 것을 탄화물 또는 질화물이라고 판단했다. 이때, 대상의 산화물, 황화물 또는 산황화물과 강의 계면, 즉 상기의 원주 상의 주위 60% 이상의 범위에서 탄화물 또는 질화물이 생성되어 있는 경우, 산화물, 황화물 또는 산황화물의 개재물을 핵으로 하고, 이 핵의 주위에, 탄화물 또는 질화물의 외각을 구비하는 복합 개재물이라고 판단했다.Then, the selected phase was subjected to identification analysis by electron beam diffraction, and a sample showing a cubic crystal structure was determined to be carbide or nitride. At this time, when carbides or nitrides are generated at an interface of an object oxide, sulfide or oxysulfide with steel, that is, in a range of 60% or more of the peripheral circumference of the circumference, inclusions of oxides, sulfides or oxysulfides are used as nuclei, It was judged that it was a composite inclusion having an outer periphery of carbide or nitride.

그리고, 측정한 5개의 산화물, 황화물 또는 산황화물 중에 존재하는, 상기 탄화물 또는 질화물이 생성되어 있는 산화물, 황화물 또는 산황화물의 개수 비율을 측정했다.Then, the ratio of the number of oxides, sulfides or oxysulfides in the carbides or nitrides in the five oxides, sulfides or oxysulfides measured was measured.

그 결과를 개재물 피복률(%)로서, 표 1, 3, 5에 나타냈다.The results are shown in Tables 1, 3 and 5 as inclusion coverage (%).

(내식성의 평가)(Evaluation of corrosion resistance)

내식성의 평가는 JIS G 0577: 2014 「스테인리스강의 공식 전위 측정 방법」에 기재된 방법을 참고로 해서 평가를 행했다. 시료 표면을 SiC#600 연마지로 습식 연마하고, 초음파 세정한 후, 스폿 용접으로 시료에 도선의 설치를 행하고, 시료 표면의 시험면(10mm×10mm)의 부분 이외를 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로 피복했다.The evaluation of the corrosion resistance was carried out with reference to the method described in JIS G 0577: 2014 &quot; Method for measuring the formal potential of stainless steel &quot;. After the surface of the sample was wet-polished with a SiC # 600 abrasive paper and subjected to ultrasonic cleaning, the lead wire was placed on the sample by spot welding, and the portion other than the test surface (10 mm x 10 mm) of the surface of the sample was covered with an epoxy resin or a silicone resin .

PRE가 40 이상인 슈퍼 2상 스테인리스 강재에 대해서는, 그 시료를 80℃로 유지한 20% NaCl 수용액 중에 10분간 침지한 후, 20mV/min의 소인 속도로 애노드 분극을 행하고, 전류 밀도가 0.1mA/cm2를 초과한 시점의 전위를 공식 전위(VC '100)로 했다(강재 No. A9∼A22, B3∼B8).For the super duplex stainless steel material having a PRE value of 40 or more, the sample was immersed in a 20% NaCl aqueous solution maintained at 80 DEG C for 10 minutes, and then subjected to anode polarization at a sweep speed of 20 mV / min to obtain a current density of 0.1 mA / cm The electric potential at the time point exceeding 2 was regarded as the formal potential (VC '100) (Steel Nos. A9 to A22, B3 to B8).

또한, PRE가 30 이상 40 미만인 스탠다드 2상 스테인리스 강재, 및 PRE가 30 미만인 린 2상 스테인리스 강재에 대해서는, 시료를 80℃로 유지한 인공 해수 용액 중에 10분간 침지한 후, 20mV/min의 소인 속도로 애노드 분극을 행하고, 전류 밀도가 0.1mA/cm2를 초과한 시점의 전위를 공식 전위(VC '100)로 했다(강재 No. A1∼A8, A23∼A27, B1, B2, B9∼B11).For a standard two-phase stainless steel material having a PRE value of 30 or more and less than 40 and a lean two-phase stainless steel material having a PRE value of less than 30, the sample was immersed in an artificial seawater solution maintained at 80 DEG C for 10 minutes, (Steel materials No. A1 to A8, A23 to A27, B1, B2, and B9 to B11) at the time when the current density exceeded 0.1 mA / cm &lt; 2 & .

내공식성의 평가는, 슈퍼 2상 스테인리스 강재 및 스탠다드 2상 스테인리스 강재에 대해서는, 공식 전위가 900mV(vs.SCE(포화 카로멜 전극)) 이상인 것을 AAAA로 표시했다. 또한, 공식 전위가 750mV(vs.SCE) 이상 900mV(vs.SCE) 미만인 것을 AAA로 표시했다. 또한, 600mV(vs.SCE) 이상 750mV(vs.SCE) 미만인 것을 AA로 표시했다. 공식 전위가 550mV(vs.SCE) 이상 600mV(vs.SCE) 미만인 것을 A로 표시했다. 또한, 공식 전위가 550mV(vs.SCE) 미만인 것을 B로 표시했다.The evaluation of the pitting corrosion resistance was expressed as AAAA for a super duplex stainless steel material and a standard two-phase stainless steel material having an official dislocation of 900 mV (vs. SCE (saturated carbomel electrode)) or more. In addition, AAA indicates that the formal potential is greater than 750 mV (vs. SCE) and less than 900 mV (vs. SCE). Also, those with a voltage of 600 mV (vs. SCE) and less than 750 mV (vs. SCE) are indicated by AA. A, where the formal potential is greater than 550 mV (vs. SCE) and less than 600 mV (vs. SCE). In addition, those having an official potential of less than 550 mV (vs. SCE) are indicated by B.

린 2상 스테인리스 강재에 대해서는, 공식 전위가 250mV(vs.SCE) 이상인 것을 A로 표시했다. 또한, 공식 전위가 250mV(vs.SCE) 미만인 것을 B로 표시했다.For a lean two-phase stainless steel material, those with an official dislocation of 250 mV (vs SCE) or more were designated as A In addition, those having an average potential of less than 250 mV (VSCE) were designated as B.

그 결과를 공식 전위와 함께 표 1, 3, 5에 나타냈다.The results are shown in Tables 1, 3 and 5 together with the formula potential.

한편, 각 평가에서는, PRE가 40 이상인 슈퍼 2상 스테인리스 강재와, PRE가 30 이상 40 미만인 스탠다드 2상 스테인리스 강재와, PRE가 30 미만인 린 2상 스테인리스 강재는, 평가 기준이 상이하기 때문에, 평가 결과를 구분하여 나타내고 있다. 그 때문에, 표 1과 표 2는 PRE가 30 이상 40 미만인 스탠다드 2상 스테인리스로 하고, 표 3과 표 4는 PRE가 40 이상인 슈퍼 2상 스테인리스 강재로 하고, 표 5와 표 6은 PRE가 30 미만인 린 2상 스테인리스 강재로서 나타내고 있다.On the other hand, in each evaluation, since the evaluation standard is different between the super duplex stainless steel material having the PRE value of 40 or more, the standard two-phase stainless steel material having the PRE value of 30 or more and less than 40, and the lean- Respectively. Therefore, Tables 1 and 2 are made of a standard two-phase stainless steel having a PRE of not less than 30 and less than 40, and Tables 3 and 4 are super duplex stainless steels having a PRE of not less than 40, Phase two-phase stainless steel material.

또한, 도 6에, 개재물이 외각에 의해 피복되는 개재물 피복률, 즉 개재물의 개수의 합계에 대한 복합 개재물의 개수의 비율(%)을 가로축으로 하고, 공식 전위(mV)를 세로축으로 하는 그래프를 나타낸다. 또한, 도 7에, 외각에 있어서의 금속 성분 중의 Ta 함유량, 즉 피복 개재물 중의 Ta 함유량(원자%)을 가로축으로 하고, 공식 전위(mV)를 세로축으로 하는 그래프를 나타낸다. 또한, 도 8에, Ta질량%/Ti질량%를 가로축으로 하고, 공식 전위(mV)를 세로축으로 하는 그래프를 나타낸다. 한편, 도 6 내지 도 8에 있어서의 「mV」는 「mV(vs.SCE)」이다. 또한, 도 6 내지 도 8에 있어서의 「super」는 슈퍼 2상 스테인리스 강재를 나타내고, 「Std.」 및 「standard」는 스탠다드 2상 스테인리스 강재를 나타낸다.6 is a graph in which the abscissa represents the ratio (%) of the number of inclusions to the sum of the inclusions covered by the inclusion, that is, the number of inclusions, and the ordinate represents the ordinate (mV) . 7 shows a graph in which the Ta content in the metal component in the external angle, that is, the Ta content (atomic%) in the coating inclusion is plotted on the abscissa and the formula potential (mV) is plotted on the ordinate. 8 shows a graph in which the Ta mass% / Ti mass% is plotted on the abscissa and the formula potential (mV) is plotted on the ordinate. On the other hand, "mV" in FIGS. 6 to 8 is "mV (vs. SCE)". In Fig. 6 to Fig. 8, &quot; super &quot; represents a super duplex stainless steel material, and &quot; Std. &Quot; and &quot; standard &quot; represents a standard two-phase stainless steel material.

도 6에 나타내는 바와 같이, PRE의 값이 40 이상이어도, 2상 스테인리스 강재는 개재물 피복률이 30% 미만이면, 공식 전위의 값이 550mV를 초과하는 경우가 없다.As shown in FIG. 6, even if the value of PRE is 40 or more, the value of the formal potential does not exceed 550 mV when the inclusion coverage rate of the two-phase stainless steel material is less than 30%.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, X군 원소인 Ta가, 상기한 (1)식에 있어서, 피복 개재물 중에 5원자% 이상 포함되면, PRE의 값이 40 이상인 슈퍼 2상 스테인리스 강재는 900mV 초과가 되고, PRE의 값이 30 이상 40 미만인 스탠다드 2상 스테인리스 강재는 700mV 초과가 되는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 7, when the Ta group element is contained in the coating inclusions in the above-mentioned formula (1) in an amount of 5 atomic% or more, the super duplex stainless steel material having a PRE value of 40 or more has a , And the standard two-phase stainless steel material having a PRE value of 30 or more and less than 40 is found to be more than 700 mV.

또, 도 8에 나타내는 바와 같이, Ta와 Ti의 함유량이 상기한 (2)식에 있어서 25 이상이면, PRE의 값이 40 이상인 슈퍼 2상 스테인리스 강재는 900mV 초과가 되고, PRE의 값이 30 이상 40 미만인 스탠다드 2상 스테인리스 강재는 700mV 초과가 되는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 8, when the content of Ta and Ti is 25 or more in the above-mentioned formula (2), the super duplex stainless steel material having a PRE value of 40 or more is more than 900 mV and the value of PRE is not less than 30 And the standard two-phase stainless steel material of less than 40 is more than 700 mV.

Figure pct00001
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Figure pct00002
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Figure pct00003
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Figure pct00004
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Figure pct00005
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Figure pct00006
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또한, 표 1 및 표 2와, 표 3 및 표 4와, 표 5 및 표 6의 결과로부터, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예, 즉 강재 No. A1∼A8과, A9∼A22와, A23∼A27에 대해서는, 모두 우수한 내공식성을 갖고 있는 것을 알 수 있다.From the results of Tables 1 and 2, Tables 3 and 4, and Tables 5 and 6, it can be seen that the embodiment satisfying the requirements of the present invention, that is, A1 to A8, A9 to A22, and A23 to A27 all have excellent airtightness.

그에 비해, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예, 즉 강재 No. B1, B2와, B3∼B8과, B9∼B11에 대해서는, 이하의 문제를 갖고 있다.On the other hand, in the comparative example which does not satisfy the requirements of the present invention, that is, B1, B2, B3 to B8, and B9 to B11 have the following problems.

비교예(강재 No. B1, B3, B4, B9)는, 1000∼1300℃ 정도의 온도역에서의 열처리를 3시간 이상 실시하지 않았다. 그 때문에, Cr과, 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물인 핵의 주위에, 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각을 갖는 복합 개재물의 개수의 비율(표 1, 3, 5에 있어서의 「개재물 피복률」)이 30% 미만이 되어, 내식성의 기준을 만족시키지 않았다. 또한, 강재 No. B1은, Nb의 값이 소정 범위를 초과해 있기 때문에, 공식 전위의 값도 강재 No. B3, B4와 비교하더라도 작아졌다.In the comparative examples (steel materials No. B1, B3, B4 and B9), heat treatment at a temperature range of about 1000 to 1300 占 폚 was not performed for 3 hours or more. Therefore, the outer angle of the carbide or nitride of at least one X group element is set around the nucleus which is an inclusion containing Cr and at least one kind of X group element and composed of at least one of oxide, sulfide and oxysulfide (The &quot; inclusion coverage ratio &quot; in Tables 1, 3 and 5) was less than 30%, which did not satisfy the criteria for corrosion resistance. Further, Since the value of Nb exceeds the predetermined range in B1, the value of the formula potential is also the same as that of the steel No. 1. B3 and B4.

비교예(강재 No. B5, B6, B11)는, Ta, V, Nb, Ti의 X군 원소의 함유량이 본 발명의 하한 미만이다. 또한, 비교예(강재 No. B5, B6, B11)는, Cr과, 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물인 핵의 주위에, 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각을 갖는 복합 개재물의 개수의 비율(개재물 피복률)이 30% 미만이었기 때문에, 내식성의 기준을 만족시키지 않았다.In the comparative examples (steel materials No. B5, B6 and B11), the content of the X group elements of Ta, V, Nb and Ti is less than the lower limit of the present invention. Further, Comparative Examples (Steel Nos. B5, B6, and B11) were prepared by adding at least Cr, at least one kind of X group element, and at least one element selected from the group consisting of oxides, sulfides, The ratio (inclusion coverage ratio) of the number of composite inclusions having an outer shell of carbide or nitride of one kind of X group element was less than 30%, so the criteria of corrosion resistance were not satisfied.

비교예(강재 No. B2)는, N의 함유량이 적고, Cr과, 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물인 핵의 주위에, 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각을 갖는 복합 개재물의 개수의 비율(개재물 피복률)이 30% 미만이 되었기 때문에, 내식성의 기준을 만족시키지 않았다.The comparative example (steel No. B2) is a steel having a low content of N, at least one element selected from the group consisting of Cr, at least one kind of X group element, and at least one element selected from the group consisting of oxides, sulfides, The ratio (inclusion coverage ratio) of the number of composite inclusions having an outer shell of carbide or nitride of one kind of X group element was less than 30%, so that the criteria of corrosion resistance were not satisfied.

비교예(강재 No. B7)는, S의 함유량이 많고, Cr과, 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물의 핵의 주위에, 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각을 갖는 복합 개재물의 개수의 비율(개재물 피복률)이 30% 미만이 되었기 때문에, 내식성의 기준을 만족시키지 않았다.A comparative example (steel No. B7) was prepared by adding at least a mixture of at least one element selected from the group consisting of Cr, at least one X group element, and at least one of oxides, sulfides and oxysulfides, The ratio (inclusion coverage ratio) of the number of composite inclusions having an outer shell of carbide or nitride of one kind of X group element was less than 30%, so that the criteria of corrosion resistance were not satisfied.

비교예(강재 No. B8)는, O의 함유량이 많고, Cr과, 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물의 핵의 주위에, 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각을 갖는 복합 개재물의 개수의 비율(개재물 피복률)이 30% 미만이 되었기 때문에, 내식성의 기준을 만족시키지 않았다.The comparative example (steel No. B8) is a steel having a high content of O, at least one element selected from the group consisting of Cr, at least one kind of X group element, The ratio (inclusion coverage ratio) of the number of composite inclusions having an outer shell of carbide or nitride of one kind of X group element was less than 30%, so that the criteria of corrosion resistance were not satisfied.

비교예(강재 No. B10)는, N의 함유량이 적고, Cr과, 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고, 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종으로 이루어지는 개재물인 핵의 주위에, 적어도 1종의 X군 원소의 탄화물 또는 질화물의 외각을 갖는 복합 개재물의 개수의 비율(개재물 피복률)이 30% 미만이었기 때문에, 내식성의 기준을 만족시키지 않았다.The comparative example (steel No. B10) is a steel having a low content of N, at least one element selected from the group consisting of Cr, at least one kind of X group element, at least one kind of inclusions of an oxide, a sulfide and an oxysulfide, The ratio (inclusion coverage ratio) of the number of composite inclusions having an outer shell of carbide or nitride of one kind of X group element was less than 30%, so the criteria of corrosion resistance were not satisfied.

이 출원은 2015년 11월 17일에 출원된 일본 특허출원 특원 2015-225214 및 2016년 8월 31일에 출원된 일본 특허출원 특원 2016-170298을 기초로 하는 것이고, 그 내용은 본원에 포함되는 것이다.This application is based on Japanese Patent Application No. 2015-225214 filed on November 17, 2015 and Japanese Patent Application No. 2016-170298 filed on August 31, 2016, the content of which is incorporated herein by reference .

본 발명을 표현하기 위해서, 전술에 있어서 도면 등을 참조하면서 실시형태를 통해 본 발명을 적절하고 충분히 설명했지만, 당업자이면 전술의 실시형태를 변경 및/또는 개량하는 것은 용이하게 할 수 있는 것으로 인식해야 한다. 따라서, 당업자가 실시하는 변경 형태 또는 개량 형태가, 청구범위에 기재된 청구항의 권리 범위를 이탈하는 수준의 것이 아닌 한, 당해 변경 형태 또는 당해 개량 형태는 당해 청구항의 권리 범위에 포괄된다고 해석된다.In order to express the present invention, although the present invention has been appropriately and fully described through the embodiments with reference to the drawings and the like in the foregoing description, those skilled in the art should recognize that it is easy to change and / or improve the above- do. It is therefore to be understood that the type of modification or mode of modification encompassed by the scope of the claims is not intended to be limited by the scope of the claims as amended by the person skilled in the art.

본 발명은, 2상 스테인리스 강재 및 2상 스테인리스 강관의 기술 분야에 있어서, 광범위한 산업상 이용 가능성을 갖는다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has wide industrial applicability in the technical field of two-phase stainless steel material and two-phase stainless steel pipe.

Claims (10)

페라이트상과 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스 강재로서,
상기 강재의 금속 성분 조성으로서, V: 0.01∼0.50질량%, Ti: 0.0001∼0.0500질량%, Nb: 0.0005∼0.0500질량%, Ta: 0.01∼0.50질량%로부터 선택되는 적어도 1종의 X군 원소를 함유하고,
상기 강재 중에 복합 개재물, 또는 복합 개재물 및 개재물을 갖고,
상기 개재물은 산화물, 황화물 및 산황화물 중 적어도 1종을 구비하고,
상기 복합 개재물은 상기 개재물을 핵으로 하고, 상기 핵의 주위에, Cr과, 적어도 1종의 상기 X군 원소를 포함하는 탄화물 또는 질화물의 외각을 구비하며,
상기 복합 개재물의 개수의 비율이 상기 개재물의 개수의 합계의 30% 이상인 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
A two-phase stainless steel material comprising a ferrite phase and an austenite phase,
At least one X group element selected from the group consisting of V: 0.01 to 0.50 mass%, Ti: 0.0001 to 0.0500 mass%, Nb: 0.0005 to 0.0500 mass%, and Ta: 0.01 to 0.50 mass% &Lt; / RTI &
The composite steel sheet according to claim 1,
Wherein the inclusions comprise at least one of oxide, sulfide and oxysulfide,
Wherein the inclusion contains the inclusions as nuclei and surrounds the nucleus with an outer angle of a carbide or nitride containing Cr and at least one of the X group elements,
Wherein the ratio of the number of the inclusions to the total number of the inclusions is 30% or more of the total number of the inclusions.
제 1 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성으로서, Ta: 0.01∼0.50질량%를 함유하고, 상기 외각 중에 하기 (1)식을 만족하는 양의 Ta를 포함하는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
([Ta]/[M]total)×100≥5······(1)식
단, [Ta]는 상기 외각에 포함되는 Ta 원자의 개수를, [M]total은 상기 외각에 포함되는 금속 원소의 원자의 개수의 합계를 각각 나타낸다.
The method according to claim 1,
The two-phase stainless steel material according to claim 1, wherein the steel contains 0.01 to 0.5% by mass of Ta, and Ta in an amount satisfying the following formula (1).
([Ta] / [M] total) x 100? 5 (1)
[Ta] represents the number of Ta atoms included in the outer angle, and [M] total represents the sum of the number of atoms of the metal element contained in the outer angle.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성으로서, Ta: 0.01∼0.50질량% 및 Ti: 0.0001∼0.0500질량%를 함유하고, 하기 (2)식을 만족시키는 Ta질량%/Ti질량%비인 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
Ta질량%/Ti질량%≥25······(2)식
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the steel material has a metal composition of Ta: 0.01 to 0.50 mass%, Ti: 0.0001 to 0.0500 mass%, and a Ta mass% / Ti mass% ratio satisfying the following formula (2) Steel.
Ta mass% / Ti mass%? 25 (2)
제 1 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성에, Mg: 0.0001∼0.0200질량%, Al: 0.001∼0.050질량%를 함유하고, 상기 복합 개재물의 핵이 Mg 및 Al로 이루어지는 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
The method according to claim 1,
Characterized in that the metal composition of the steel contains 0.0001 to 0.0200 mass% of Mg and 0.001 to 0.050 mass% of Al, and the core of the composite inclusion includes an oxide of Mg and Al .
제 1 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성이,
C: 0.100질량% 이하,
Si: 0.10∼2.00질량%,
Mn: 0.10∼3.00질량%,
S: 0.0100질량% 이하,
Ni: 1.0∼10.0질량%,
Mo: 0.05∼6.00질량%,
N: 0.10∼0.50질량%,
Cr: 20.0∼28.0질량%,
O: 0.030질량% 이하이고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the steel material has a metal component composition,
C: 0.100 mass% or less,
Si: 0.10 to 2.00 mass%
Mn: 0.10 to 3.00 mass%
S: 0.0100 mass% or less,
Ni: 1.0 to 10.0 mass%
Mo: 0.05 to 6.00 mass%
N: 0.10 to 0.50% by mass,
Cr: 20.0 to 28.0% by mass,
O: 0.030 mass% or less,
And the remainder being Fe and inevitable impurities.
제 1 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성이,
C: 0.100질량% 이하,
Si: 0.10∼2.00질량%,
Mn: 0.10∼3.00질량%,
S: 0.0100질량% 이하,
Ni: 3.0∼7.0질량%,
Mo: 0.05∼1.00질량%,
N: 0.05∼0.20질량%,
Cr: 20.0∼25.0질량%,
O: 0.030질량% 이하이고,
잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the steel material has a metal component composition,
C: 0.100 mass% or less,
Si: 0.10 to 2.00 mass%
Mn: 0.10 to 3.00 mass%
S: 0.0100 mass% or less,
Ni: 3.0 to 7.0 mass%
Mo: 0.05 to 1.00 mass%
N: 0.05 to 0.20% by mass,
Cr: 20.0 to 25.0% by mass,
O: 0.030 mass% or less,
And the remainder being Fe and inevitable impurities.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성이, 추가로 Ca: 0.0001∼0.0200질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the steel material further contains 0.0001 to 0.0200 mass% of Ca in terms of the metal component.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성이, 추가로 Co: 0.1∼2.0질량%, Cu: 0.1∼2.0질량%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
The method according to claim 5 or 6,
The two-phase stainless steel material according to claim 1, wherein the steel composition further contains at least one selected from the group consisting of Co: 0.1 to 2.0 mass% and Cu: 0.1 to 2.0 mass%.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 강재의 금속 성분 조성이, 추가로 B: 0.0005∼0.0100질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강재.
The method according to claim 5 or 6,
And the metal composition of the steel material further contains B: 0.0005 to 0.0100 mass%.
제 1 항에 기재된 2상 스테인리스 강재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스 강관.A two-phase stainless steel pipe comprising the two-phase stainless steel material according to claim 1.
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