KR20180122122A

KR20180122122A - 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재, 이를 이용한 스태빌라이저 및 그 제조방법.

Info

Publication number: KR20180122122A
Application number: KR1020170056184A
Authority: KR
Inventors: 김현규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2018-11-12
Also published as: KR102406078B1

Abstract

본 발명은, 내부식성이 우수한 스태빌라이저 용 강재, 이를 이용한 스태빌라이저 및 그 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 강재의 미세조직상의 잔류 오스테나이트 비율을 제어하기 위한 오스테나이트 안정화 지수를 제안하고, 표면에 쇼트 피닝 처리 함으로써 강도가 향상되고, 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재, 이를 이용한 스태빌라이저 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재, 이를 이용한 스태빌라이저 및 그 제조방법. {STEEL FOR STABILIZER WITH EXCELLENT CORROSION RESISTANCE, STABILIZER USING THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차 현가 시스템 중 스태빌라이저 바용 중실 소재에 관한 것이다. 스태빌라이저 바는 자동차의 NVH 성능에 영향을 미치는 중요한 부품인 토션 바 스프링의 일종으로 차체의 기울기를 감소시켜 평형을 유지하는 기구이다.

최근 차제의 무게가 증가함에 따라 스태빌라이저 바에 가해지는 부하가 점차 증가하고 있으며 스태빌라이저 바의 경우 주변부품과의 간섭에 매우 민감한 부품으로 추가적인 강도확보를 위해 소재의 경을 증가시킬 경우 주변 부품과의 간섭이 발생하게 된다. 또한 스태빌라이저 바의 경우 외부에 직접적으로 노출이 되는 부품으로 부식환경에 노출되기 쉬운 부품이다.

종래의 중실 스태빌라이저 바의 소재는, 일반적으로 SUP9D를 사용하였고, 이는 인장강도가 1300MPa급 소재이기 때문에, 충분한 강도 확보를 위해서는 Q/T 열처리 즉, Quenching(?칭) 후 Tempering(템퍼링) 처리를 한 후, 쇼트 피닝을 2차례에 걸쳐 실시하고 있는 실정이다. 이렇게 기존 소재의 경우 소재강도의 확보를 위해서 쇼트 피닝을 2차에 걸쳐서 실시함에 따라서 공정시간이 늘어나고 원가 상승이 발생하는 문제가 있다.

또 다른 종래 기술의 경우 강도 확보를 위해 열처리 단계에서 템퍼링 온도를 저감하여 강도를 확보하는 경우도 있는데 이러한 방법으로는 인장강도는 향상되지만 연신율이 저하됨에 따라 취성이 발생하여 제품의 피로내구시에 조기 절손이 발생할 수 있는 문제가 있다. 또한, 자갈 등에 의해서 도장이 박리되는 경우, 부식에 의한 절손이 발생할 가능성이 높아질 수 있는 문제가 있다.

일본 공개특허 제 2006-089783 호 (2006.04.06)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스태빌라이저용 강재의 미세조직상의 잔류 오스테나이트 비율을 제어하기 위한 오스테나이트 안정화 지수를 제안하고, 표면에 쇼트 피닝 처리 함으로써 강도가 향상되고, 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재, 이를 이용한 스태빌라이저 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법은, (a) 중량%로, C: 0.50~0.54%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 1.50~1.70%, Cu: 0.10~0.30%, Cr: 0.80~0.90%, Ni: 0.20~0.30%, Mo: 0.10~0.30%, Ti: 0.03~0.06%, Sn: 0.10~0.30%을 포함하는 강재를 가열하는 단계; (b) 스태빌라이저 형상으로 열간 성형하는 단계; (c) 담금질 후 뜨임하는 열처리 단계;를 포함하여 이루어 질 수 있다.

또한, 상기 강재의 Mn, Ni, Mo의 함량은 하기 수학식 1에 의한 오스테나이트

안정화 지수 A 값이 3.3초과, 5.6미만인 범위내에서 정해지는 것을 특징으로 할 수 있다.

[수학식 1]

A=1.2*[Mn]+5*{[Ni]+[Mo]} ([ ]는 각 성분의 중량%)

또한, (c) 단계에서의 열처리 후 미세조직상의 잔류 오스테나이트는 면적비율로 20%초과, 35%미만인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 열처리 된 스태빌라이저의 표면을 쇼트 피닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 쇼트 피닝은 1회 시행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재는, 중량%로, C: 0.50~0.54%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 1.50~1.70%, Cu: 0.10~0.30%, Cr: 0.80~0.90%, Ni: 0.20~0.30%, Mo: 0.10~0.30%, Ti: 0.03~0.06%, Sn: 0.10~0.30%을 포함할 수 있다.

또한, 미세조직상 잔류 오스테나이트는 면적비율로 20%초과, 35%미만인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, Mn, Ni, Mo의 함량은 하기 수학식 1에 의한 오스테나이트 안정화 지수 A 값이 3.3초과, 5.6미만인 범위내에서 정해지는 것을 특징으로 할 수 있다.

[수학식 1]

A=1.2*[Mn]+5*{[Ni]+[Mo]} ([ ]는 각 성분의 중량%)

본 발명의 실시예에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저는 상술한 제조방법에 따라 제조될 수 있다.

또한, 상기 스태빌라이저는 인장강도가 1800Mpa 이상, 연신율이 18%이상인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 오스테나이트 안정화 지수를 제안하여, 그에 따른 오스테나이트 안정화 원소의 함량을 제어하고, 잔류 오스테나이트 비율을 증대시킴으로써 스태빌라이저용 강재의 강도를 향상 시키는 효과가 있다.

또한, 열처리한 스태빌라이저 표면에 쇼트 피닝 처리함으로써 강도 향상 및 내부식성 증대의 효과가 있다.

또한, 미세조직상의 잔류 오스테나이트 비율이 증가함에 따라 쇼트 피닝 공정을 1단계로 줄임으로써 공정 시간 및 비용 절감의 효과가 있다.

도 1은 차량에 적용되는 스태빌라이저 바를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에서 제안하는 오스테나이트 안정화 지수에 따른 미세조직상의 오스테나이트 비율을 보여주는 사진.
도 3은 본 발명에서 Cu의 함량에 따른 부식피트의 깊이를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에서 Ti의 함량에 따른 초기 오스테나이트 사이즈를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명에서 Sn의 함량에 따른 부식피트의 깊이와 인장강도를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명에서 쇼트피닝 공정에 따른 미세조직의 변화를 보여주는 사진.
도 7은 기존재(SUP9D) 및 본 발명의 실시예에 따른 개발재의 잔류 오스테나이트 비율을 비교한 사진.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법을 보여주는 흐름도.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

표 1은 본 발명의 강재 성분 함량에 관한 것으로, 본 발명에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재는 Fe를 주성분으로 하고, C: 0.50~0.54%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 1.50~1.70%, Cu: 0.10~0.30%, Cr: 0.80~0.90%, Ni: 0.20~0.30%, Mo: 0.10~0.30%, Ti: 0.03~0.06%, Sn: 0.10~0.30%을 포함하여 구성된다. 이때, 각 구성 성분의 함량은 중량%이며, 특별히 언급하지 않는 한, 이하의 백분율 역시 중량%를 나타낸다.

성분	C	Si	Mn	Cu	Cr	Ni	Mo	Ti	Sn
개발재 (wt%)	0.50~0.54	0.15~0.35	1.50~1.70	0.10~0.30	0.80~0.90	0.20~0.30	0.10~0.30	0.03~0.06	0.10~0.30

다음으로 본 발명에서의 각 성분 함량의 한정 이유에 대해 설명한다.

C : 0.50~0.54중량%

C는 특수강에서 강도, 경도를 결정하는 주 원소 중 하나로 본 발명에서는 0.50 내지 0.54중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 0.50중량% 미만인 경우 본 발명의 강재가 요구 강도 이하로 강도저하가 발생할 수 있고, 0.54중량%를 초과하는 경우 취성이 증가하여 충격에 대한 인성을 확보할 수 없는 문제가 있다.

Si : 0.15~0.35중량%

Si 는 탈산 작용 및 강도확보를 위해서 첨가되는 성분이다. 본 발명에서의 Si 의 함량은 0.15 내지 0.35중량% 인 것이 바람직하다. Si 함량이 0.15중량% 미만이면 탈산 작용 및 강도확보가 어렵고, Si 함량이 0.35중량%를 초과하면 지나친 강도 증가로 성형성이 저하될 수 있는 문제가 있다.

Mn : 1.50~1.70중량%

Mn 은 마르텐사이트 생성 온도를 저하시켜서 Q/T(Quenching/Tempering) 열처리시 잔류 오스테나이트 생성량을 증가시킨다. 또한 강의 담금질성과 강도를 향상시킨다. 따라서, 본 발명에서의 Mn의 함량은 1.50 내지 1.70중량% 인 것이 바람직하다. Mn의 함량이 1.50중량% 미만이면 충분한 잔류 오스테나이트량을 달성하기 어렵고, Mn의 함량이 1.70중량% 초과하면 탄소강의 인성을 저해하는 요소로 작용할 수 있는 문제가 있다

Cu : 0.10~0.30중량%

Cu은 상온에서 페라이트에 고용하여 고용강화효과를 나타내 강도 및 경도를 증가시킨다. 또한 강의 내식성을 현저히 개선할 수 있다. 본 발명에서 Cu는 0.10 내지 0.30중량%인 것이 바람직하다. Cu가 0.10중량% 미만이면 강도증가 효과가 작고, 0.30중량%를 초과하면 강도는 증가하나 인성이 저하될 뿐만 아니라 제조원가 상승에 의한 경제적인 효과가 없기 때문에 바람직하지 않다.

Cr : 0.80~0.90중량%

Cr은 탄소강의 기계적 강도를 향상시키며, 내식성 향상시킨다. 그리고 탄소강의 펄라이트 층상간격을 미세화한다. 따라서, 본 발명에서의 Cr의 함량은 0.80 내지 0.90 중량% 인 것이 바람직하다. 본 발명에서 Cr의 함량이 0.80 중량% 미만이면 충분한 내식성을 확보하기 어렵고, Cr의 함량이 0.90 중량% 초과하면 탄소강의 연성이 약해질 수 있는 문제가 있다.

Ni : 0.20~0.30중량%

Ni은 강의 조직을 미세화시키고, 오스테나이트나 페라이트에도 고용이 잘되므로 기지를 강화시킨다. 또한 오스테나이트 안정화 원소이므로 Cr과의 조합으로 Q/T 열처리시 잔류 오스테나이트 생성량을 증가시킨다. 본 발명에서의 Ni의 함량은 0.20 내지 0.30중량% 인것이 바람직하다. Ni의 함량이 0.20중량% 미만이면, 오스테나이트 안정화 효과가 작고, 0.30중량%를 초과하여 과다 첨가할 경우 제조원가 상승에 의해 경제적인 효과가 감소된다.

Mo : 0.10~0.30중량%

Mo은 강의 경화능을 상승시키고 Ni과 함께 오스테나이트 안정화 원소이다.

본 발명에서의 Mo의 함량은 0.10~0.30중량%인 것이 바람직하다. Mo의 함량이 0.10중량% 미만에서는 오스테나이트 안정화 효과가 작아지고, 0.30중량%를 초과하여 과다 첨가할 경우 제조원가 상승에 의해 경제적인 효과가 감소된다.

Ti : 0.03~0.06중량%

Ti은 결정립을 미세화시키고 강의 내식성을 증가시킨다. 본 발명에서 Ti의 함량은 0.03 내지 0.06중량%인 것이 바람직하다. 본 발명에서의 Ti의 함량이 0.03중량% 미만에서는 결정립 미세화 효과가 작아지고, 0.06중량%를 초과하여 과다 첨가할 경우 제조원가 상승에 의해 경제적인 효과가 감소된다.

Sn : 0.10~0.30중량%

Sn은 강의 인장강도, 항복강도를 증가시키고, 연신율, 충격치를 감소시키고 내식성을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 Sn의 함량은 0.10 내지 0.30중량%인 것이 바람직하다. Sn의 함량이 0.10중량% 미만이면 충분한 강도 증가의 효과가 없고, 반대로 0.30중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우 열간 가공시의 적열 취성, 템퍼링 취성, 저온 취성 등의 원인이 되는 문제가 있다.

또한, 본 발명의 강재의 잔부는 Fe 이고, 불가피한 불순물이 더 포함될 수 있다.

이러한 조성 성분들을 포함하는 본 발명에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재는 그 미세조직상의 잔류 오스테나이트의 비율이 면적 비율로 20%초과, 35%미만인 것이 바람직하다. 이렇게 미세조직상의 잔류 오스테나이트의 비율을 제어하기 위해서 본 발명에서는 오스테나이트 안정화 원소들의 함량에 따른 오스테나이트 안정화 지수 A값을 제안한다. 본 발명에서는 하기 수학식 1에서의 A 값이 3.3 초과, 5.6 미만의 범위를 만족해야 하고, 그 범위 내에서 각각 Mn, Ni, Mo의 함량이 정해지는 것이 바람직하다.

[수학식 1]

A=1.2*[Mn]+5*{[Ni]+[Mo]}

이때, [ ]는 각 성분의 중량%이고, [Mn]=IF(Mn<1.0,0.5*Mn,IF(Mn<=1.5,1.0*Mn,IF(Mn<=1.7,1.5*Mn,IF(Mn>1.7,1.7*Mn)))), [Ni]=IF(Ni<=0.3,1.0*Ni,IF(Ni>0.3,1.1*Ni)), [Mo]=IF(Mo<=0.3,1.0*Mo,IF(Mo>0.3,1.1*Mo))

본 발명에서의 오스테나이트 안정화 지수 A는 상술한 각 합금성분을 포함하는 강재를 오스테나이트 영역까지 가열 후 ?칭/템퍼링 열처리 시에 유효한 값으로, 이렇게 생성된 미세조직상의 잔류 오스테나이트가 후술할 쇼트 피닝을 통해 가공 유기 마르텐사이트로 변태 함에 따라 강도와 인성이 증대되는 효과가 있기 때문에, 상기 열처리 단계에서 적절한 잔류 오스테나이트를 얻기 위한 오스테나이트 안정화 원소의 성분 함량을 제어하기 위한 것이다.

이러한 오스테나이트 안정화 지수 A값은 3.3 초과, 5.6미만이 바람직하고, 하기 표 2에서와 같이, 이 범위에서 Mn, Ni, Mo 성분의 함량이 조정되는 것이 바람직하다. A값이 3.3 이하인 경우는 상기 열처리 후 잔류 오스테나이트가 면적비율로 20%이하가 되어 가공유기 마르텐사이트를 얻기 위한 충분한 잔류 오스테나이트를 생성하는 효과가 없으며, A값이 5.6 이상인 경우는 상기 열처리 후의 미세조직상의 잔류 오스테나이트 비율이 면적비율로 35%이상이 되어 쇼트 피닝시 가공유기 마르텐사이트로의 변태과정에서 부피 증가에 따른 소재의 변형 및 틀어짐이 커지는 문제가 있기 때문이다.

구분	C	Si	Mn	Cu	Cr	Ni	Mo	Ti	오스테나이트 안정화지수[A]	Q/T 열처리후 잔류 오스테나이트량(%)
기존재(SUP9D)	0.58	0.25	0.85	-	0.85	-	-	-	0.51	5
개발재(실시예)	0.52	0.25	1.6	0.2	0.85	0.25	0.2	0.04	5.13	30
비교예1	0.52	0.25	0.85	0.2	0.85	0.25	0.2	0.04	2.76	20
비교예2	0.52	0.25	1.5	0.2	0.85	-	-	0.04	1.8	18
비교예3	0.52	0.25	1.75	0.2	0.85	0.3	0.3	0.04	8.1	-

상기 표 2는 각 실시예와 비교예에 따른 오스테나이트 안정화 지수와, ?칭후 템퍼링의 열처리 후 미세조직상의 잔류 오스테나이트 비율을 면적비율로 나타낸 것이다. 기존재(SUP9D) 와 개발재(실시예) 그리고 비교예1,2를 살펴보면 Mn만 첨가할 경우 또는 Ni, Mo만 첨가할 경우 모두 오스테나이트 안정화 지수가 최대 2.7 수준으로 기준치인 3.3에 미달되는 것을 확인할 수 있었다. Mn의 경우 1.7중량% 이상으로 첨가할 경우 소재의 인성의 급격한 저하가 발생하므로 1.7이하로 관리되어야 하며, Ni, Mo의 경우 0.30중량% 이상 첨가할 경우 오스테나이트 안정화 효과 미비하기 때문에 그 이하로 관리되어야 한다.

또한, 본 발명에서는 내 부식성의 향상을 위해, Cu, Ti, Sn을 첨가하였고, Cu는 도 3 및 표 4에 나타난 바와 같이, 소재 표면의 부식 Pit 억제를 통한 내식성 향상을 위해 0.1~0.3%로 첨가할 수 있다. Ti는 도 4 및 표 5에 나타난 바와 같이, 초기 오스테나이트의 조대화 방지를 위해 0.03~0.06%로 첨가할 수 있다. Sn은 도 5 및 표 6에 나타난 바와 같이, 표면에 SnO2의 산화막을 형성하여 부식을 방지하기 위해 0.1~0.3%로 첨가할 수 있다. 다만, Sn의 경우 표 6에서 알 수 있듯이 0.4%이상 첨가시 부식방지효과는 향상되나, 인장강도의 현격한 저하로 인하여 물성의 저하가 발생하는 문제가 있으므로, 그 양은 0.3%로 한정함이 바람직하다.

다음으로는 본 발명의 실시예에 따른 내부식성이 우수한 스태빌라이저 및 그 제조방법에 대해 설명한다.

본 발명에서의 스태빌라이저 및 그 제조방법은 상술한 스태빌라이저용 강재를 적용하여 제조된다. 바람직하게는 (a) 중량%로, C: 0.50~0.54%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 1.50~1.70%, Cu: 0.10~0.30%, Cr: 0.80~0.90%, Ni: 0.20~0.30%, Mo: 0.10~0.30%, Ti: 0.03~0.06%, Sn: 0.10~0.30%을 포함하는 강재를 가열하는 단계(S100); (b) 스태빌라이저 형상으로 열간 성형하는 단계(S200); (c) 담금질 후 뜨임하는 열처리 단계(S300);를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한 이렇게 열처리 단계를 거친 스태빌라이저의 표면을 쇼트 피닝하는 단계(S400) 및 도장하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기 성분조성을 갖는 강재를 오스테나이트 영역까지 가열한다. 이후 미리 정해진 스태빌라이저의 형상으로 열간 가공을 하게 된다. 가공된 스태빌라이저를 물 또는 오일 ?칭을 통해 급냉하고, 이후 응력제거를 위한 템퍼링 공정을 거치게 된다. 다만, 본 발명에서는 상술한 바와 같이, 오스테나이트 안정화지수 A 값이 3.3 초과 5.6 미만의 범위를 갖도록 하는 오스테나이트 안정화 원소 Mn,Ni,Mo를 각각, 1.50~1.70%, 0.20~0.30%, 0.10~0.30%로 첨가함으로써 마르텐사이트와 함께 면적비율로 20% 초과 35%미만의 잔류 오스테나이트를 확보 하였다.

도 2 (a)에 도시된 바와 같이, 기존재의 경우, Mn만을 0.85%로 첨가한 결과, 오스테나이트 안정화 지수 A값이 0.51로 열처리 후 잔류 오스테나이트 비율(하얀 부분의 면적비율)이 5%에 불과한 것을 확인 하였다.

반면, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 1.6%의 Mn, 0.25%의 Ni, 0.2%의 Mo를 첨가하여, A값이 5.13을 얻고, 열처리 후 미세조직상의 잔류 오스테나이트 비율이(하얀 부분의 면적비율) 30%로 충분한 가공유기 마르텐사이트를 얻을 수 있는 것을 확인 할 수 있다. 반대로 도 2(c)의 경우 A값이 본 발명의 범위를 벗어나는 6.0인 경우 잔류 오스테나이트 비율(하얀 부분의 면적비율)이 40%인 것을 알 수 있다. 이 경우는 후에 쇼트 피닝시 소재의 변형 및 틀어짐이 발생하는 문제가 있다.

상술한 바와 같이, 열처리 단계를 거친 후에는 스태빌라이저의 표면에 쇼트 피닝하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 열처리단계를 거친 후 미세조직상에 잔류하는 오스테나이트는 준 안전상으로 외부에서 변형을 받으면 가공유기 마르텐사이트로 변태하게 된다. 이때, 가공에 의해 변태가 일어나면 가공경화지수가 높고 Necking 저항이 증가하는 효과가 있으며, 표면에는 쇼트 피닝에 의한 압축잔류응력이 발생하고, 이는 반복 인장의 작용에 의한 표면에 발생하는 균일, 피로에 대항하여 부품의 피로강도 및 피로수명을 개선하게 된다.

이러한 쇼트 피닝 공정에 대해, 종래에는 상술한 바와 같이, 잔류 오스테나이트 비율이 5%로 미비하였기 때문에 충분한 강도를 확보하기 위해서는 2단의 쇼트 피닝 공정을 필요로 했다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 상술할 바와 같이, 열처리 후의 잔류 오스테나이트를 30%로 충분히 확보하였고, 이에 따라 쇼트 피닝 공정을 1회만 실시해도, 가공에 따른 가공유기 마르텐사이트로 변태하면서 충분한 강도를 확보할 수 있으며, 표면의 압축잔류응력에 의한 강도 향상 및 우수한 내식성을 확보하는 효과가 있다. 그 결과 종래에 비해 쇼트피닝 공정을 1회로 줄임으로써 쇼트피닝 공정에 따른 시간 및 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 C: 0.52%, Si:0.25%, Mn:1.6%, Cu: 0.2%, Cr:0.85%,Ni: 0.25%, Mo:0.2%,Ti: 0.04%를 포함하였고, 950℃로 가열 후, 급냉, 500℃로 템퍼링 후 서냉하여 미세조직상의 잔류 오스테나이트량과, 인장강도 연신율을 측정하였고 이를 표 3에 나타내었다. 기존재의 경우 도 7의 (a) 에서와 같이, 잔류 오스테나이트의 비율이 5%인데 비해, 본 발명의 실시예에서는 도 7의 (b)에서 알 수 있듯이 잔류 오스테나이트 30%가 생성됨을 확인하였고, 실시예에서는 1800Mpa의 인장강도, 18%의 연신율을 확보함에 따라 기존재(SUP9D)에 비해 약 40%의 인장강도 향상 및 약 50%의 연신율 향상의 효과를 확인하였다. 기존재의 경우 도 7의 (a) 에서와 같이, 잔류 오스테나이트의 비율이 5%인데 비해, 본 발명의 실시예에서는 도 7의 (b)에서 알 수 있듯이 잔류 오스테나이트 30%가 생성됨을 확인하였다.

강종	인장강도(MPa)	연신율(%)	잔류 오스테나이트량(%)
기존재(SUP9D)	1,300	12	5
개발재(실시예)	1,800	18	30

도 6에서는 상기 도 7 (b)에서의 본 발명의 실시예에 따른 강재에서 잔류 오스테나이트 30%를 확보하고, 이에 대해 쇼트 피닝공정을 1회 실시함으로써 가공유기 마르텐사이트로의 변태를 확인하였다.

구분	화학성분	Pit Depth(㎛)	차이(㎛)
#1	나머지성분(Cu 미첨가)	520	-
#2	0.1Cu + 나머지 성분	350	-170
#3	0.2Cu + 나머지 성분	250	-100
#4	0.3Cu + 나머지 성분	190	-60
#5	0.4Cu + 나머지 성분	160	-30
#6	0.5Cu + 나머지 성분	150	-10

구분	화학성분	Prior austenite Grain size(㎛)	비고
#1	나머지성분(Ti 미첨가)	7	사이즈 大
#2	0.01Ti + 나머지 성분	5	효과 ○
#3	0.03Ti + 나머지 성분	3~2	효과 ○
#4	0.06Ti + 나머지 성분	2~1	효과 ○
#5	0.08Ti + 나머지 성분	↑	효과 ×
#6	0.10Ti + 나머지 성분	↑	효과 ×

구분	화학성분	Pit Depth(㎛)	차이(㎛)	인장강도(MPa)
#1	나머지성분(Sn 미첨가)	520	-	1830
#2	0.1Sn+나머지 성분	350	-170	1825
#3	0.2Sn+나머지 성분	250	-100	1810
#4	0.3Sn+나머지 성분	190	-60	1800
#5	0.4Sn+나머지 성분	160	-30	1630
#6	0.5Sn+나머지 성분	150	-10	1440

앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 (이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예 일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

Claims

(a) 중량%로, C: 0.50~0.54%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 1.50~1.70%, Cu: 0.10~0.30%, Cr: 0.80~0.90%, Ni: 0.20~0.30%, Mo: 0.10~0.30%, Ti: 0.03~0.06%, Sn: 0.10~0.30%을 포함하는 강재를 가열하는 단계;
(b) 스태빌라이저 형상으로 열간 성형하는 단계;
(c) 담금질 후 뜨임하는 열처리 단계;를
포함하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 강재의 Mn, Ni, Mo의 함량은 하기 수학식 1에 의한 오스테나이트 안정화 지수 A 값이 3.3초과, 5.6미만인 범위내에서 정해지는 것을 특징으로 하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법.
[수학식 1]
A=1.2*[Mn]+5*{[Ni]+[Mo]} ([ ]는 각 성분의 중량%)
제 1항에 있어서,
(c) 단계에서의 열처리 후 미세조직상의 잔류 오스테나이트는 면적비율로 20%초과, 35%미만인 것을 특징으로 하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 열처리 된 스태빌라이저의 표면을 쇼트 피닝하는 단계를 더 포함하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법.
제 4항에 있어서,
상기 쇼트 피닝은 1회 시행하는 것을 특징으로 하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저 제조방법.
중량%로, C: 0.50~0.54%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 1.50~1.70%, Cu: 0.10~0.30%, Cr: 0.80~0.90%, Ni: 0.20~0.30%, Mo: 0.10~0.30%, Ti: 0.03~0.06%, Sn: 0.10~0.30%을 포함하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재.
제 6항에 있어서,
미세조직상 잔류 오스테나이트는 면적비율로 20%초과, 35%미만인 것을 특징으로 하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재.
제 6항에 있어서,
Mn, Ni, Mo의 함량은 하기 수학식 1에 의한 오스테나이트 안정화 지수 A 값이 3.3초과, 5.6미만인 범위내에서 정해지는 것을 특징으로 하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저용 강재.

[수학식 1]
A=1.2*[Mn]+5*{[Ni]+[Mo]} ([ ]는 각 성분의 중량%)
제 1항 내지 5항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 내부식성이 우수한 스태빌라이저.
제 9항에 있어서,
상기 스태빌라이저는 인장강도가 1800Mpa 이상, 연신율이 18%이상인 것을 특징으로 하는 내부식성이 우수한 스태빌라이저.