KR20190109464A - 페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강 - Google Patents

페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강 Download PDF

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요시히로 오카
요시토모 후지무라
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닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, C: 0.03 질량% 이하, Si: 0.1 내지 0.8 질량%, Mn: 1.0 질량% 이하, P: 0.04 질량% 이하, S: 0.01 질량% 이하, Ni: 0.5 질량% 이하, Cr: 12.0 내지 15.0 질량%, N: 0.03 질량% 이하, Nb: 0.1 내지 0.5 질량%, Cu: 0.8 내지 1.5 질량%, Al: 0.1 질량% 이하를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 하기 식 1로 나타나는 γmax가 55 이하인 페라이트계 스테인리스강이다.
[식 1]
γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-52Al+189
식 중, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu 및 Al은, 당해 원소의 질량%를 의미한다.

Description

페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강
본 발명은, 페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.
페라이트(ferrite)계 스테인리스강은, 오스테나이트(austenite)계와 비교하여 열팽창 계수가 작고, 열 피로 특성 및 고온 산화 특성이 우수하므로, 열 변형이 문제가 되는 내열 용도로 사용되고 있다. 그 대표적 용도로서는, 배기 매니폴드, 프론트 파이프, 촉매 담체 외통, 센터 파이프, 머플러, 테일 파이프 등의 자동차 배기가스 경로 부재를 들 수 있다.
최근의 자동차 엔진은, 배기 가스 정화 효율 및 출력 향상을 목적으로, 배기 가스 온도를 상승시키는 경향에 있고, 배기 매니폴드, 프론트 파이프, 촉매 담체 외통 등의 엔진에 가까운 부재에는 특히 높은 내열성(고온 강도, 내 고온 산화성)이 요구된다. 또한, 최근, 배기 가스 경로 부재의 형상은 복잡화되는 경향이 있다. 특히, 배기 매니폴드 및 촉매 담체 외통은, 기계식 프레스 성형, 서보 프레스 성형, 스피닝 가공, 하이드로포밍 등의 다양한 방법에 의해 복잡한 형상으로 성형된다. 형상이 복잡화되면, 엔진의 기동 및 정지에 수반하는 열 변형이 1개소에 집중되어 열 피로 파괴가 일어나기 쉬워지는 동시에, 국소적으로 재료 온도가 상승하고, 이상 산화도 발생하기 쉬워진다. 따라서, 성형성의 개선을 도모하는데 있어서 내열성을 희생할 수는 없다.
내열성이 높은 페라이트계 스테인리스강으로서는, SUH409L 및 SUS430J1L이 알려져 있다. SUH409L은 가공성이 양호하고, 배기 가스 경로 부재에도 많이 사용되고 있다. 그러나, 그 내열성의 레벨을 고려하면, 재료 온도가 800℃를 초과하는 용도에의 적용은 바람직하지 않다. 한편, SUS430J1L은 900℃에서의 사용도 가능한 우수한 내열성을 갖는다. 그러나, 경질이므로, 가공성 면에서 적용이 곤란할 수 있다.
따라서, 이하와 같은 페라이트계 스테인리스강이 개발되고 있다.
특허문헌 1은, SUS429계의 강 조성을 베이스로 하고, Nb를 무첨가로 함으로써 가공성을 향상시킴과 함께, Cu를 첨가함으로써 열 피로 특성의 저하를 억제하는 기술을 제안한다. 그러나, Cu 석출 온도 영역에서 장시간 유지되면, Cu의 석출물이 응집하여 조대화(粗大化)되고, 고온 강도의 향상 효과는 작아진다. 그로 인해, 이 페라이트계 스테인리스강은, 열 피로 특성이 저하될 수 있다.
특허문헌 2는, SUS429계의 강 조성을 베이스로 하고, Nb 및 Cu의 첨가에 의해 열 피로 특성을 향상시킴과 함께, γmax를 약간 높게 함으로써 슬래브에 마르텐사이트(martensite)를 잔존시켜서 슬래브의 인성을 향상시키는 기술을 제안한다. 그러나, 이 페라이트계 스테인리스강은 γmax가 높기 때문에, 용접 등과 같이 고온으로 가열되었을 때에, 마르텐사이트상이 생성되어버려, 열 피로 특성이 저하될 수 있다.
1)일본 공개공보 제 2012-188748호 2)일본 공개공보 제 2012-007195호
상술한 바와 같이, 자동차 배기가스 경로 부재 등의 용도로 사용되는 페라이트계 스테인리스강에는, 다양한 성형법으로 복잡한 형상으로 가공하는 것이 가능하고, 부재의 설계 자유도 확대에 공헌할 수 있는 우수한 가공성이 요구되어 왔다. 또한, 자동차 배기가스 경로 부재 등의 용도로 사용되는 페라이트계 스테인리스강에는, 고온에서도 우수한 열 피로 특성 및 산화 특성이 요구되므로, 내열성이 저하되는 것은 바람직하지 않다. 그러나, 상기 특허문헌으로부터 알 수 있는 바와 같이, 우수한 가공성과, 우수한 내열성을 동시에 개선한 페라이트계 스테인리스강은 아직까지 얻지 못하고 있는 것이 현 상황이다.
또한, 가공성 향상 수단으로서 일반적인 수단인 저합금화를 목적으로, Cr 및 Si를 저감하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법으로는, γmax가 상승하므로, 고온에서 사용되었을 때에 마르텐사이트상이 생성되기 쉬워지고, 열 피로 특성이 저하된다. 또한, Cr 및 Si를 저감하면, 고온 산화 특성도 저하된다.
또한, 일반적인 가공성 향상 수단으로서 열간 압연 시의 변형을 증가시키기 위하여 슬래브 가열 온도를 저하시키는 방법이 있지만, 그 경우, 표면 품질이 저하되는 것이 알려져 있다. 게다가, 그 원인 및 대처법은 특정되어 있지 않다.
본 발명은, 가공성 및 내열성이 우수한 동시에 표면 품질도 양호한 페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강을 제공하는 것을 목적으로 한다.
페라이트계 스테인리스강에 있어서, 가공성 향상을 위하여 Cr 및 Si를 저감하면, γmax가 상승하여 마르텐사이트상이 생성되기 쉬워지므로, 열 피로 특성이 저하된다. 따라서, 본 발명에서는, γmax와 마르텐사이트상의 생성 및 열 피로 특성과의 관계를 검토한 결과, γmax가 55 이하이면 마르텐사이트상이 생성되지 않고, 열 피로 특성에의 영향도 없는 것을 발견하였다.
또한, 가공성 향상을 위하여 열간 압연 시에 슬래브 가열 온도를 낮게 했을 경우, 표면 품질이 저하된다. 따라서, 본 발명에서는, 슬래브 가열 온도를 낮게 했을 경우의 산화 스케일(scale)의 생성 상태에 착안하여 다양하게 검토하였다. 그 결과, 슬래브 가열 시에 Fe 주체의 산화 스케일이 균일하게 생성되지 않고 국소적으로 생성되는 것이, 표면 품질의 저하 원인 중의 하나인 것을 발견하였다. Fe 주체의 산화 스케일이 국소적으로 생성된 경우, Fe 주체의 산화 스케일이 얇은 부분과 열간 압연기의 롤의 접촉에 의해, 표면 결함이 발생하는 것으로 생각된다. 따라서, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 열간 압연 시의 슬래브 가열 온도를 낮게 했을 경우에 있어서의 국소적인 산화 스케일의 생성에 Si 및 Cr이 크게 영향을 미치는 것을 발견하였다. 그리고, Si 및 Cr의 첨가량을 조절함으로써, 슬래브 가열 온도를 저하시켜도, Fe 주체의 산화 스케일이 균일하게 생성되어, 열간 압연 시의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명은, C: 0.03 질량% 이하, Si: 0.1 내지 0.8 질량%, Mn: 1.0 질량% 이하, P: 0.04 질량% 이하, S: 0.01 질량% 이하, Ni: 0.5 질량% 이하, Cr: 12.0 내지 15.0 질량%, N: 0.03 질량% 이하, Nb: 0.1 내지 0.5 질량%, Cu: 0.8 내지 1.5 질량%, Al: 0.1 질량% 이하를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 하기 식 1로 나타나는 γmax가 55 이하인 페라이트계 스테인리스강이다.
[식 1]
γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-52Al+189
상기 식에서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu 및 Al은, 당해 원소의 질량%를 의미한다.
또한, 본 발명은, C: 0.03 질량% 이하, Si: 0.1 내지 0.8 질량%, Mn: 1.0 질량% 이하, P: 0.04 질량% 이하, S: 0.01 질량% 이하, Ni: 0.5 질량% 이하, Cr: 12.0 내지 15.0 질량%, N: 0.03 질량% 이하, Nb: 0.1 내지 0.5 질량%, Cu: 0.8 내지 1.5 질량%, Al: 0.1 질량% 이하를 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 하기 식 1로 나타나는 γmax가 55 이하인 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강이다.
[식 1]
γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-52Al+189
상기 식에서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu 및 Al은, 당해 원소의 질량%를 의미한다.
본 발명에 따르면, 가공성 및 내열성이 우수한 동시에 표면 품질도 양호한 페라이트계 스테인리스강 및 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다.
본 발명의 페라이트계 스테인리스강은, C, Si, Mn, P, S, Ni, Cr, N, Nb, Cu 및 Al을 함유하고, 나머지가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다. 또한, 이 페라이트계 스테인리스강은, Ti, Mo, V, Zr, W, Co 및 B로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 임의 성분으로서 더 함유해도 좋다.
여기서, 본 명세서에 있어서, 하한 규정이 없는 원소의 함유량은 불가피적 불순물 레벨까지 포함할 수 있는 것을 나타낸다.
이하, 각 원소의 한정 이유에 대하여 설명한다.
C 및 N은 일반적으로는 크리프(creep) 강도 등의 고온 강도 향상에 유효한 원소로 여겨지고 있다. 그러나, C 및 N이 과잉으로 포함되면, 마르텐사이트상이 생성되기 쉬워져, 열 피로 특성, 산화 특성 및 가공성이 저하된다. C 및 N을 탄질화물로서 고정하는 원소로서 Nb를 첨가하고 있는 강 조성에서는, C 및 N 농도에 상응하는 양의 Nb를 첨가할 필요가 있으므로, 페라이트계 스테인리스강의 비용이 상승한다. 한편, C 및 N의 대폭적인 저감을 도모하면, 제강에의 부담이 과대해져서 비용의 상승을 초래한다. 이러한 이유로 인해, 본 발명에서는, C 및 N 모두 0.03 질량% 이하로 규제하였다. 또한, 산화 특성 및 가공성을 고려하면, C 및 N 모두 0.015 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
Si 및 Cr은 모두 고온 산화 특성 및 가공성에 크게 영향을 미친다. Si 및 Cr의 첨가량이 많을수록 고온 산화 특성은 양호해지지만, 가공성이 저하된다. 또한, 고온 산화 특성이 양호해지는 반면, 열간 압연 시의 슬래브 가열 온도를 저하시킨 경우, Fe 주체의 산화 스케일이 균일하게 생성되지 않고 국소적으로 생성되므로 표면 품질이 저하된다. 표면 품질을 부여하기 위해서도 Si 및 Cr의 첨가 범위를 엄밀하게 규제할 필요가 있다. 따라서, 가공성, 내 고온 산화 특성 및 열간 압연 시의 표면 품질을 양립시키기 위해서, Si는, 0.1 내지 0.8 질량%, 바람직하게는 0.2 내지 0.6 질량%로 규제하였다. 또한, 마찬가지 이유에 의해, Cr은 12.0 내지 15.0 질량%로 규제하였다.
Mn은 페라이트계 스테인리스강의 고온 산화 특성, 특히 스케일 박리성을 개선하는 합금 원소이나, Mn의 과잉 첨가는 가공성을 저하시킨다. 또한, 오스테나이트상 안정화 원소이므로, Cr의 첨가량이 적은 강종에 Mn을 과잉 첨가하면 마르텐사이트상이 생성되기 쉬워져, 열 피로 특성 및 가공성의 열화를 초래한다. 따라서, Mn은, 1.0 질량% 이하, 바람직하게는 0.8 질량% 이하로 규제하였다.
P 및 S는 내 고온 산화성 및 열연판의 인성에 악영향을 미치므로, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다. 그로 인해, P는 0.04 질량% 이하, S는 0.01 질량% 이하로 규제하였다.
Ni는 저온 인성 개선에 유효한 원소이다. 그러나, Ni는, 오스테나이트상 안정화 원소이므로, Cr 함유량이 적은 강종에 Ni를 과잉 첨가하면, Mn과 마찬가지로 마르텐사이트상을 생성하고, 열 피로 특성 및 가공성을 저하시킨다. 또한, Ni는 가격이 높은 점에서도, Ni의 과잉 첨가는 피해야 한다. 따라서, Ni 함유량은 0.5 질량% 이하로 규제하였다. Ni 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0 질량% 초과, 보다 바람직하게는 0.01 질량% 이상이다.
Nb는 C 및 N을 탄질화물로서 고정하고, 탄질화물을 고정한 나머지의 고용 Nb는 고온 강도를 상승시키는 작용을 나타낸다. 그러나, 과잉량의 Nb를 첨가하면, 가공성이 저하된다. 따라서, Nb 함유량은 0.1 내지 0.5 질량%, 바람직하게는 0.2 내지 0.4 질량%로 규제하였다.
Cu는 고온 강도를 향상시키는 원소이다. 필요한 고온 강도를 얻는 데에는, 0.8 질량% 이상의 Cu 함유량이 필요하다. 그러나, Cu 함유량의 증가에 수반하여, 가공성 및 내 고온 산화 특성이 저하된다. 따라서, Cu 함유량은, 0.8 내지 1.5 질량%, 바람직하게는 0.9 내지 1.3 질량%로 규제하였다.
Al은 제강 시에 탈산제로서 첨가되고, 내 고온 산화성을 개선하는 작용도 나타낸다. 그러나, Al의 과잉 첨가는, 표면 성상(表面性狀)을 저하시키고, 가공성에 악영향을 미친다. 따라서, Al 함유량은 적을수록 바람직하고, 0.1 질량% 이하, 바람직하게는 0.05 질량% 이하로 규제하였다.
Ti는 강 중의 고용 C 및 N을 탄질화물로서 고정하여 연성 및 가공성을 향상시키는 원소이다. 또한, Ti는, Cr 탄화물의 입계석출을 억제하고, 내식성을 개선하는 효과도 기대할 수 있다. 그러나, 과잉량의 Ti를 첨가하면, TiN의 생성에 기인하여 강재의 표면 성상이 열화되고, 용접성 및 저온 인성에 악영향을 미친다. 따라서, Ti는 0.20 질량% 이하, 바람직하게는 0.1 질량% 이하에서 필요에 따라 첨가해도 좋다.
Mo, V, Zr, W 및 Co는 고온 강도 및 내열 피로 특성을 고용 강화 또는 석출 강화에 의해 향상시키는 원소이다. 그러나, 과잉량의 첨가는 강재가 과도하게 경화되므로, Mo, Zr, W 및 Co는 각 0.5 질량% 이하, V는 0.1 질량% 이하에서 필요에 따라 첨가해도 좋다.
B는 강의 2차 가공성을 향상시키고, 다단 성형 시의 균열을 억제하는 원소이다. 그러나, B를 과잉으로 첨가하면, 제조성 및 용접성이 저하된다. 따라서, B는 0.01 질량% 이하에서 필요에 따라 첨가해도 좋다.
하기 식 1 및 식 2는 γmax를 나타내고 있고 오스테나이트상의 생성 지표이다. γmax가 과도하게 높으면 마르텐사이트상이 생성되기 쉬워지지만, 마르텐사이트상이 존재하면 열 피로 특성이 저하된다. 따라서, 마르텐사이트상을 생성시키지 않기 위하여 γmax를 55 이하로 규제하였다. 또한, 식 1은 임의성분인 Mo 또는 Ti를 포함하지 않은 경우의 γmax, 식 2는 임의성분인 Mo 또는 Ti를 포함하는 경우의 γmax이다.
[식 1]
γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-52Al+189
[식 2]
γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-12Mo-49Ti-52Al+189
여기서, 상기 식 1 및 식 2에 있어서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu, Al, Mo 및 Ti는, 당해 원소의 질량%를 의미한다.
본 발명의 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법은 특단의 제약이 있는 것은 아니나, 소정의 방법으로 주조된 슬래브를 1,000 내지 1,250℃로 1 내지 3시간 가열하는 공정과, 소정의 방법으로 열간 압연하는 공정과, 900 내지 1,100℃의 온도로 어닐링하는 공정과, 산 세정하여 소정의 방법으로 냉간 압연 하는 공정과, 900 내지 1,100℃의 온도로 어닐링하여 산 세정하는 공정을 순차적으로 행함으로써 제조하면 좋다.
이와 같이 하여 제조되는 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은, 슬래브 가열 온도를 저하시켜도, Fe 주체의 산화 스케일이 균일하게 생성되고, 열간 압연 시의 표면 품질은 양호하다. 또한, 이 페라이트계 스테인리스강은, 가공성 및 내열성도 우수하다. 그로 인해, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은, 내열용, 특히, 자동차 배기가스 경로 부재용으로서 적합하다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
하기 표 1의 강 조성을 갖는 각종 페라이트계 스테인리스강을 진공 용해로로 용제하여, 30kg의 잉곳(ingot)으로 주조하였다. 잉곳(슬래브)을 1100℃×2h 가열한 후, 열간 압연, 어닐링, 냉간 압연 및 마무리 어닐링을 순차적으로 행함으로써 판 두께 1.5mm의 냉연 어닐링판을 제조하였다. 또한, 잉곳을 단조 및 어닐링하여 환봉 어닐링재도 제조하였다. 표 중, No.1 내지 20은 본 발명강, No.21 내지 30은 비교강이다. 그 중에서도, No.21은 특허문헌 1에 상당하는 강, No.22는 특허문헌 2에 상당하는 강이다
[표 1]
Figure pct00001
슬래브 가열 온도를 저하시켰을 경우의 산화 스케일의 생성 상태를 확인하는 방법에 대하여 설명한다.
잉곳을 5mm tХ25mm wХ35mm L로 잘라내고, 표면을 #120의 연마 벨트로 연마하고, 열연 가열로와 동일한 산소량 및 수증기량을 재현한 전기로에서, 노(舒)내 가열 1000℃×2h 가열한 후, 단면 관찰에 의해 산화 스케일의 생성 상태를 확인하였다. Fe 주체의 산화 스케일이 균일하게 생성되어 있는 것을 양호(○: 이하 동일), 국소적으로 생성 또는 생성되어 있지 않은 것을 불량(×: 이하 동일)으로 평가하였다.
판 두께 1.5mm의 냉연 어닐링판을 고온 산화 시험 및 가공성 평가에 제공하였다.
고온 산화 시험에 대해서는, 25mm×35mm의 크기의 시험편을 제작하고, 전기로에서, 노내 가열 875℃×200h의 연속 산화 시험을 대기 분위기에서 실시한 후, 시험편의 중량을 측정하였다. 산화 증량의 측정 결과는, 시험 전의 중량과 비교하여 중량 변화가 5mg/cm2 이하의 것을 ○, 5mg/cm2을 초과하는 중량 변화가 있었던 것을 ×로 평가하였다.
가공성 평가에 대해서는, 상온 인장 시험에 의해 평가하였다. JIS13호 B 시험편을 제작하여 압연 방향의 파단 연신을 측정하였다. 파단 연신이 35% 이상의 것을 ○, 35% 미만의 것을 ×로 평가하였다.
환봉 어닐링재로부터 열피로 시험편을 제작하여 열 피로 시험에 제공하였다. 여기서, 열 피로 시험편에는, 직경 10mm의 환봉 어닐링재를 절삭 가공하고, 표점 간 중앙부에 직경이 7mm로 되도록 R=2.83mm의 절결을 형성한 환봉 시험편을 사용하였다(표점 간 길이는 15mm). 열 피로 시험에서는, 고주파 가열 장치로 최저 온도 200℃, 최고 온도 750℃의 범위를 3℃/초로 가열 냉각함과 함께, 최저 및 최고 온도에서의 유지 시간을 각각 30초로 하고, 이것을 1 사이클로 하였다. 또한, 열 피로 시험에서는, 구속율을 25%로 하여 실시하였다.
사이클마다의 최대 응력이 정상 시의 값보다 25% 저하된 사이클수를 열 피로 수명으로 하고, 열 피로 수명이 1600 사이클 이상의 것을 ○, 1600 사이클 미만의 것을 Х로 평가하였다.
[표 2]
Figure pct00002
표 2에 나타나 있는 바와 같이, 실시예의 페라이트계 스테인리스강은, 모두 산화 스케일의 생성 상태, 고온 산화 특성, 가공성 및 열 피로 특성이 우수하였다.
이에 비하여, Nb를 포함하지 않는 비교예 21, Nb가 하한값을 하회하는 비교예 24 및 Cu가 하한값을 하회하는 비교예 28의 페라이트계 스테인리스강은, 고온 강도가 불충분하므로 열 피로 특성이 저하되었다. 또한, 비교예 28의 페라이트계 스테인리스강은 Cr 함유량이 과잉이므로, 가공성이 저하되는 동시에, 1000℃×2h 가열 시에 Fe 주체의 산화 스케일이 불균일하게 생성되었다.
비교예 22 및 23의 페라이트계 스테인리스강은 γmax가 상한값을 상회하므로, 마르텐사이트상이 생성되기 쉬워, 열 피로 특성이 저하되었다. 또한, 비교예 23의 페라이트계 스테인리스강은 C의 함유량이 많으므로, 가공성도 불충분하였다.
비교예 27의 페라이트계 스테인리스강은 Ni 함유량 및 γmax가 상한값을 상회하므로 열피로 특성이 저하되는 동시에, Cr 함유량이 적으므로 고온 산화 특성도 불충분하였다.
비교예 25의 페라이트계 스테인리스강은 Si의 함유량이 많으므로, 1000℃×2h 가열 시에 Fe 주체의 산화 스케일이 균일하게 생성되지 않고, 또한, Si 및 Nb의 함유량이 많으므로, 가공성도 저하되었다.
비교예 26의 페라이트계 스테인리스강은 N 및 Al이 과잉이므로 가공성이 저하되었다.
비교예 29의 페라이트계 스테인리스강은 Si 함유량이 적으므로 고온 산화 특성이 저하되었다.
비교예 30의 페라이트계 스테인리스강은 Mn 및 Cu 함유량이 과잉이므로 고온 산화 특성과 함께 가공성이 저하되었다.
이상과 같이, 비교예의 페라이트계 스테인리스강에서는, 모두 산화 스케일의 생성 상태, 고온 산화 특성, 가공성 및 열 피로 특성 중 어느 하나가 불충분하였다.
본 출원은, 2017년 1월 19일에 출원한 일본 특허 출원 제2017-7842호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허 출원의 전체 내용을 본 출원에 원용한다.
본 발명에 관한 페라이트계 스테인리스강은, 표면 품질, 고온 산화 특성, 가공성 및 열피로 특성이 우수하므로, 배기 매니폴드, 프론트 파이프, 센터 파이프, 촉매 컨버터 외통 등의 자동차를 비롯한 각종 내연 기관의 배기 가스 유로 부재에 사용하는 데에 적합하다.

Claims (5)

  1. C: 0.03 질량% 이하,
    Si: 0.1 내지 0.8 질량%,
    Mn: 1.0 질량% 이하,
    P: 0.04 질량% 이하,
    S: 0.01 질량% 이하,
    Ni: 0.5 질량% 이하,
    Cr: 12.0 내지 15.0 질량%,
    N: 0.03 질량% 이하,
    Nb: 0.1 내지 0.5 질량%,
    Cu: 0.8 내지 1.5 질량%,
    Al: 0.1 질량% 이하를 함유하고,
    나머지가 Fe및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 하기 식 1로 나타나는 γmax가 55 이하인 페라이트계 스테인리스강:
    [식 1]
    γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-52Al+189
    상기 식에서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu 및 Al은 당해 원소의 질량%를 의미한다.
  2. 제1항에 있어서,
    Ti: 0.20 질량% 이하, Mo: 0.5 질량% 이하, V: 0.1 질량% 이하, Zr: 0.5 질량% 이하, W: 0.5 질량% 이하, Co: 0.5 질량% 이하, B: 0.01 질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하고, 또한 하기 식 2로 나타나는 γmax가 55 이하인 페라이트계 스테인리스강:
    [식 2]
    γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-12Mo-49Ti-52Al+189
    상기 식에서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu, Mo, Ti 및 Al은 당해 원소의 질량%를 의미한다.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    내열용인 페라이트계 스테인리스강.
  4. C: 0.03 질량% 이하,
    Si: 0.1 내지 0.8 질량%,
    Mn: 1.0 질량% 이하,
    P: 0.04 질량% 이하,
    S: 0.01 질량% 이하,
    Ni: 0.5 질량% 이하,
    Cr: 12.0 내지 15.0 질량%,
    N: 0.03 질량% 이하,
    Nb: 0.1 내지 0.5 질량%,
    Cu: 0.8 내지 1.5 질량%,
    Al: 0.1 질량% 이하를 함유하고,
    나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 하기 식 1로 나타나는 γmax가 55 이하인 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강:
    [식 1]
    γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-52Al+189
    상기 식에서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu 및 Al은 당해 원소의 질량%를 의미한다.
  5. 제4항에 있어서,
    Ti: 0.20 질량% 이하, Mo: 0.5 질량% 이하, V: 0.1 질량% 이하, Zr: 0.5 질량% 이하, W: 0.5 질량% 이하, Co: 0.5 질량% 이하, B: 0.01 질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하고, 또한 하기 식 2로 나타나는 γmax가 55 이하인 자동차 배기가스 경로 부재용 페라이트계 스테인리스강:
    [식 2]
    γmax=420C-11.5Si+7Mn+23Ni-11.5Cr+470N+9Cu-12Mo-49Ti-52Al+189
    상기 식에서, C, Si, Mn, Ni, Cr, N, Cu, Mo, Ti 및 Al은 당해 원소의 질량%를 의미한다.
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