KR20200071980A - Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance - Google Patents

Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance Download PDF

Info

Publication number
KR20200071980A
KR20200071980A KR1020180159642A KR20180159642A KR20200071980A KR 20200071980 A KR20200071980 A KR 20200071980A KR 1020180159642 A KR1020180159642 A KR 1020180159642A KR 20180159642 A KR20180159642 A KR 20180159642A KR 20200071980 A KR20200071980 A KR 20200071980A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stainless steel
less
content
ferritic stainless
phase
Prior art date
Application number
KR1020180159642A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102602916B1 (en
Inventor
강민우
이충안
홍승현
권순우
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020180159642A priority Critical patent/KR102602916B1/en
Priority to US16/538,358 priority patent/US20200190642A1/en
Priority to EP19191488.6A priority patent/EP3666918B1/en
Priority to CN201910818194.9A priority patent/CN111304528B/en
Publication of KR20200071980A publication Critical patent/KR20200071980A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102602916B1 publication Critical patent/KR102602916B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005Ferrite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60

Abstract

The present invention relates to ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance, in which brittleness and corrosion resistance at high temperatures are improved by suppressing the formation of a sigma phase. According to an embodiment of the present invention, the ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance contains 0.015 wt% or less of C (excluding 0 wt%), 0.17 wt% or less of Si (excluding 0 wt%), 1.35 wt% or less of Mn (excluding 0 wt%), 17 to 20 wt% of Cr, 0.1 to 0.5 wt% of Ti, 3 to 5 wt% of Al, and the balance Fe and other inevitable impurities, and is preferable to satisfy the following formula 1, (20Si + Mn)/Al < 0.7, where Si, Mn, and Al mean the content (%) of each component.

Description

내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강{Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance}Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance

본 발명은 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시그마상의 형성을 억제하여 고온에서의 취성과 부식 저항성을 향상시킨 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and impact resistance, and more particularly, to a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and impact resistance by improving the brittleness and corrosion resistance at high temperatures by suppressing the formation of a sigma phase. .

자동차의 배기 파이프, 머플러 등의 배기계 부품은 열피로 특성, 고온 피로 특성 및 내산화성이 요구된다.Exhaust system components such as exhaust pipes and mufflers of automobiles require thermal fatigue properties, high temperature fatigue properties, and oxidation resistance.

일반적으로 배기계 부품은 크롬(Cr)을 합금성분으로 첨가하여 내식성을 높인 페라이트계 스테인리스강이 주로 사용된다.In general, ferrite-based stainless steel, which has improved corrosion resistance by adding chromium (Cr) as an alloy component, is mainly used for exhaust system components.

배기계 부품으로 사용되는 페라이트계 스테인리스강은 고온에서의 내식성을 유지하기 위하여 크롬(Cr)이 15 ~ 20% 정도 첨가된다. 이렇게 내식성의 향상을 위해서는 크롬(Cr)과 몰리브덴(Mo)와 같은 내식성을 향상시키는 합금 원소의 함량을 증가시키면 되지만, 이 경우 고가 합금 원소의 함량 증가로 인하여 원가가 상승되는 문제가 있고, 특히 시그마상(Sigma phase)이 형성되고, 그 분율이 증가하여 예상과는 다르게 내구성(내충격성)이 저하되는 동시에 내식성도 저하되는 문제가 발생하였다. 이에 따라 서로 트레이드오프(trade-off) 관계에 있는 내식성과 내충격성을 동시에 우수하게 유지하기 위해서는 시그마상의 형성을 억제시키는 것이 중요하다.In the ferritic stainless steel used as an exhaust system component, chromium (Cr) is added by about 15 to 20% to maintain corrosion resistance at high temperatures. In order to improve the corrosion resistance, the content of alloying elements, such as chromium (Cr) and molybdenum (Mo), which improves corrosion resistance, may be increased. A phase (Sigma phase) was formed, and its fraction increased, so that durability (impact resistance) was lowered than expected, and corrosion resistance was also lowered. Accordingly, it is important to suppress the formation of a sigma phase in order to simultaneously maintain excellent corrosion resistance and impact resistance in a trade-off relationship with each other.

시그마상(Sigma phase)의 성분은 Fe, Si, Mn, Mo, Cr 함량 순서로 구성되어 있고, 일반적인 페라이트계 스테인리스 강내에는 시그마상(Sigma phase)이 부피 분율로 5 ~ 20% 정도 함유되어 있어 페라이트계 스테인리스 강 내의 시그마상(Sigma phase)의 부피 분율을 저하시키는 기술에 대한 연구가 지속적으로 연구되고 있다.The components of the Sigma phase are composed of Fe, Si, Mn, Mo, and Cr contents in order, and in the general ferritic stainless steel, the Sigma phase is contained in a volume fraction of about 5 to 20%, so ferrite Research into techniques for reducing the volume fraction of the Sigma phase in the system stainless steel has been ongoing.

공개특허공보 제10-2012-0108785호 (2012.10.05)Patent Publication No. 10-2012-0108785 (2012.10.05)

본 발명은 고온 환경에 노출되는 배기계 부품으로 사용할 수 있도록 시그마상의 형성을 억제하여 고온에서의 취성과 부식 저항성을 향상시킨 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.The present invention provides a ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance that improves brittleness and corrosion resistance at high temperatures by suppressing the formation of a sigma phase for use as an exhaust system component exposed to high temperature environments.

본 발명의 일 실시형태에 따른 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.015% 이하(0% 제외), Si: 0.17% 이하(0% 제외), Mn: 1.35% 이하(0% 제외), Cr: 17 ~ 20%, Ti: 0.5% 이하(0% 제외), Al: 3 ~ 5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기의 [식 1]을 만족하는 것이 바람직하다.The ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and impact resistance according to an embodiment of the present invention is weight%, C: 0.015% or less (excluding 0%), Si: 0.17% or less (excluding 0%), Mn: 1.35% or less (Excluding 0%), Cr: 17 to 20%, Ti: 0.5% or less (excluding 0%), Al: 3 to 5%, containing the remaining Fe and other inevitable impurities, and satisfying the following [Equation 1] It is preferred.

상기 스테인리스강은 Ti: 0.1 ~ 0.5% 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable that the stainless steel contains Ti: 0.1 to 0.5%.

(20Si+Mn)/Al < 0.7 ……………… [식 1](20Si+Mn)/Al <0.7... … … … … … [Equation 1]

[식 1]에서 Si, Mn 및 Al는 각 성분의 함량(%)을 의미함.In [Formula 1], Si, Mn and Al mean the content (%) of each component.

상기 스테인리스강은 O, Zr, Ca 및 Mg를 더 함유하되, 하기의 [식 2]를 만족하는 것이 바람직하다.The stainless steel further contains O, Zr, Ca, and Mg, but preferably satisfies [Formula 2] below.

0.001 ≤ Zr+Ca+Mg ≤ 0.01 ……………… [식 2]0.001 ≤ Zr+Ca+Mg ≤ 0.01… … … … … … [Equation 2]

[식 2]에서 Zr, Ca 및 Mg은 각 성분의 함량(%)을 의미함.In [Equation 2], Zr, Ca, and Mg mean the content (%) of each component.

상기 스테인리스강은 O: 0.001% 미만, N: 0.02%미만을 더 함유할 수 있다.The stainless steel may further contain O: less than 0.001% and N: less than 0.02%.

상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 시그마상(sigma phase)의 부피분율이 5% 미만인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the volume fraction of the sigma phase formed in the temperature range of 300 to 900°C is less than 5%.

상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 시그마상(sigma phase)의 부피분율이 0.5% 이하이거나 석출되지 않는 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the volume fraction of the sigma phase formed in the temperature range of 300 to 900°C is 0.5% or less or not precipitated.

상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 Cr3Si의 부피분율이 0.5% 이하인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the volume fraction of Cr 3 Si formed in a temperature range of 300 to 900°C is 0.5% or less.

상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 AlN 및 Al2O3의 부피분율이 각각 0.0001% 이하인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the volume fraction of AlN and Al 2 O 3 formed in a temperature range of 300 to 900°C is 0.0001% or less, respectively.

상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 M23C6의 부피분율이 0.02% 미만인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the volume fraction of M 23 C 6 formed in a temperature range of 300 to 900°C is less than 0.02%.

상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 라베스상(Laves phase)의 부피분율이 0.2% 이하인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the volume fraction of the Laves phase formed in the temperature range of 300 to 900°C is 0.2% or less.

상기 스테인리스강은 25℃의 온도에서 3.5% 염화나트륨(NaCl)에서의 공식 전위(pitting potential; Ept)는 300 mVSCE 이상인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the pitting potential (Ept) in 3.5% sodium chloride (NaCl) at a temperature of 25° C. is 300 mV SCE or higher.

상기 스테인리스강은 3% 염수 분무 후 5% 염화나트륨에 의한 발청 발생 소요 시간이 250일 이상인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the time required to generate rust by 5% sodium chloride after spraying 3% brine is 250 days or more.

상기 스테인리스강은 샤르피 키홀-노치 충격 시험(Charpy keyhole-notch impact test)에 의해 측정된 인성이 55J 이상인 것을 특징으로 한다.The stainless steel is characterized in that the toughness measured by the Charpy keyhole-notch impact test is 55 J or more.

본 발명의 실시예에 따르면, 시그마상 및 라베스상의 형성에 영향을 미치는 합금 원소의 함량을 조절하여 시그마상의 형성을 억제함에 따라 배기계 부품이 사용되는 고온에서의 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by controlling the content of the alloying element that affects the formation of the sigma phase and the laves phase, and suppressing the formation of the sigma phase, ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance at high temperatures where exhaust system components are used You can get a river.

또한, 고가의 합금 원소를 첨가하지 않고도 고온에서의 내식성과 내충격성을 우수하게 유지할 수 있어, 유사한 성능을 구현하는 다른 강종 대비 원가를 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.In addition, since it is possible to maintain excellent corrosion resistance and impact resistance at high temperatures without adding expensive alloying elements, it is possible to expect an effect of reducing cost compared to other steels that implement similar performance.

도 1은 실시예와 비교예의 성분을 나타내는 표이고,
도 2 및 도 3은 실시예와 비교예에서 발생된 상(phase)을 나타내는 표이며,
도 4는 실시예와 비교예에 따른 스테인리스강을 측정한 물성값을 보여주는 표이고,
도 5는 실시예와 비교예의 부식량을 측정한 결과를 보여주는 그래피으며,
도 6은 Al의 함량에 따른 온도별 상변태 계산 결과를 보여주는 그래프이고, 도 7은 N의 함량에 따른 온도별 상변태 계산 결과를 보여주는 그래프이며,
도 8은 Zr, Ca 및 Mg의 총량에 따른 온도별 상변태 계산 결과를 보여주는 그래프이고,
도 9는 C의 함량에 따른 온도별 상변태 계산 결과를 보여주는 그래프이다.
1 is a table showing the components of Examples and Comparative Examples,
2 and 3 are tables showing phases generated in Examples and Comparative Examples,
Figure 4 is a table showing the physical properties measured stainless steel according to the Examples and Comparative Examples,
5 is a graph showing the results of measuring the amount of corrosion in Examples and Comparative Examples,
6 is a graph showing the results of phase transformation calculation by temperature according to the content of Al, Figure 7 is a graph showing the results of phase transformation calculation by temperature according to the content of N,
8 is a graph showing the results of phase transformation calculation for each temperature according to the total amount of Zr, Ca and Mg,
9 is a graph showing the results of phase transformation calculation for each temperature according to the content of C.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those skilled in the art is completely It is provided to inform you.

도 1은 실시예와 비교예의 성분을 나타내는 표이고, 도 2는 실시예와 비교예에서 발생된 상(phase)을 나타내는 표이다.1 is a table showing the components of Examples and Comparative Examples, and FIG. 2 is a table showing the phases generated in Examples and Comparative Examples.

본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강은 주요 합금 성분의 함량을 최적화함에 따라 시그마상와 같은 스테인리스강의 물성에 부정적 영향을 미치는 조직의 형성을 억제한다. 구체적으로는 중량%로, C: 0.015% 이하(0% 제외), Si: 0.17% 이하(0% 제외), Mn: 1.35% 이하(0% 제외), Cr: 17 ~ 20%, Ti: 0.5% 이하(0% 제외), Al: 3 ~ 5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다. 또한, 페라이트계 스테인리스강은 O, N, Zr, Ca 및 Mg를 더 함유할 수 있다.Ferritic stainless steel according to an embodiment of the present invention suppresses the formation of a tissue that negatively affects the properties of stainless steel such as sigma phase by optimizing the content of the main alloy component. Specifically, by weight%, C: 0.015% or less (excluding 0%), Si: 0.17% or less (excluding 0%), Mn: 1.35% or less (excluding 0%), Cr: 17 to 20%, Ti: 0.5 % Or less (excluding 0%), Al: 3 to 5%, remaining Fe and other inevitable impurities. In addition, the ferritic stainless steel may further contain O, N, Zr, Ca and Mg.

본 발명에서 합금성분 및 그 조성범위를 한정하는 이유는 아래와 같다. 이하, 특별한 언급이 없는한 조성범위의 단위로 기재된 %는 중량%를 의미한다.The reasons for limiting the alloy component and its composition range in the present invention are as follows. Hereinafter, unless stated otherwise,% described in units of the composition range means weight percent.

탄소(C)는 0.015% 이하를 함유하는 것이 바람직하다. 탄소(C)는 스테인리스강의 강도 향상에 효과적인 원소로서, Ti(C,N)을 형성하여 석출 강화효과를 기대할 수 있고, 고온조직성장(결정립성장)을 억제한다. 그래서 크립강도 증대 및 템퍼링 물성의 향상을 기대할 수 있다. 하지만, 0.015%를 초과하면 M23C6 탄화물을 형성하여 열충격 특성이 저하되는 문제가 발생된다.It is preferable that carbon (C) contains 0.015% or less. Carbon (C) is an effective element for improving the strength of stainless steel, and Ti(C,N) can be formed to predict the precipitation strengthening effect and suppress high-temperature structure growth (grain growth). Therefore, it can be expected to increase creep strength and improve tempering properties. However, when it exceeds 0.015%, a problem occurs in that M23C6 carbides are formed and thermal shock characteristics are lowered.

실리콘(Si)는 0.17% 이하를 함유하는 것이 바람직하다. 실리콘(Si)는 탈산제 역할을 하는 원소로서, 내산화성 및 주조성을 증대시킨다. 하지만, 실리콘(Si)의 함량이 0.17%를 초과하면 시그마상을 형성하여 내충격성 및 내식성이 저하되는 문제가 발생된다.It is preferable that silicon (Si) contains 0.17% or less. Silicon (Si) is an element that acts as a deoxidizer, and increases oxidation resistance and castability. However, when the content of silicon (Si) exceeds 0.17%, a problem occurs in that a sigma phase is formed, thereby reducing impact resistance and corrosion resistance.

망간(Mn)은 1.35% 이하를 함유하는 것이 바람직하다. 망간(Mn)은 강의 경화능 및 항복강도를 향상시키는 효과가 있다. 하지만, 망간(Mn)의 함량이 1.35%를 초과하면 시그마상을 형성하여 내충격성 및 내식성이 저하되는 문제가 발생된다.It is preferable that manganese (Mn) contains 1.35% or less. Manganese (Mn) has the effect of improving the hardenability and yield strength of steel. However, when the content of manganese (Mn) exceeds 1.35%, a problem occurs in that a sigma phase is formed, and thus impact resistance and corrosion resistance are lowered.

크롬(Cr)은 17 ~ 20%를 함유하는 것이 바람직하다. 크롬(Cr)은 스테인리스 강의 내식성을 확보하기 위하여 가장 중요하게 첨가되는 원소로서, 고용강화 효과를 기대할 수 있고, 오스테나이트상을 안정시키는 원소이다. 하지만, 크롬(Cr)의 함량이 17% 미만이면 내산화성이 저하되고, 20%를 초과하면 오스테나이트상이 안정화되어 오스테나이트계 혹은 듀플렉스계로 기지조직이 변하는 문제가 발생된다.It is preferable that chromium (Cr) contains 17 to 20%. Chromium (Cr) is an element that is most importantly added in order to secure corrosion resistance of stainless steel, and can be expected to have a solid solution strengthening effect and is an element that stabilizes the austenite phase. However, if the content of chromium (Cr) is less than 17%, oxidation resistance decreases, and when it exceeds 20%, the austenite phase is stabilized, causing a problem that the matrix structure changes to austenite-based or duplex-based.

알루미늄(Al)은 3 ~ 5%를 함유하는 것이 바람직하다. 알루미늄(Al)은 고용강화제 역할을 하는 원소로서, 산화저항성을 증대시키고, 조직을 미세화 및 균일화시킨다. 알루미늄(Al)의 함량이 3% 미만이면 시그마상이 형성되어 조직 균일도가 저하되고, 5%를 초과하면 Cr3Si 등 부정적인 상이 형성되는 문제가 발생된다. It is preferable that aluminum (Al) contains 3 to 5%. Aluminum (Al) is an element that acts as a solid solution strengthening agent, increases oxidation resistance, and refines and homogenizes the structure. When the content of aluminum (Al) is less than 3%, a sigma phase is formed, resulting in a decrease in tissue uniformity, and when it exceeds 5%, a problem occurs in that a negative phase such as Cr3Si is formed.

티타늄(Ti)의 함량은 0.5% 이하를 함유하는 것이 바람직하다. 티타늄(Ti)은 탄화물을 형성하여 석출 강화 및 고온 강도를 향상시킨다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.5%를 초과하면 라베스상(Laves phase)을 형성하여 내충격 및 내식성이 저하되는 문제가 발생된다. 또한, 바람직하게는 티타늄(Ti)의 함량은 최소값을 0.1%로 제한하는 것이 좋다. 만약, 티타늄(Ti)의 함량이 0.1% 미만이면 고온에서의 강도 및 용접성을 저하시키는 AlN의 생성이 많아질 수 있기 때문이다.질소(N)의 함량은 0.02% 미만으로 함유하는 것이 바람직하다. 질소(N)는 탄질화물의 형성을 결정하는 원소로서, Ti(C,N)을 형성하여 석출 강화효과를 기대할 수 있고, 고온조직성장(결정립성장)을 억제한다. 그래서 크립강도 증대 및 템퍼링 물성의 향상을 기대할 수 있다. 하지만, 0.02%를 초과하면 AlN의 생성이 많아지는 문제가 발생된다.It is preferable that the content of titanium (Ti) is 0.5% or less. Titanium (Ti) forms carbide to enhance precipitation and improve high temperature strength. When the content of titanium (Ti) exceeds 0.5%, a problem occurs in which a Laves phase is formed and impact and corrosion resistance are lowered. In addition, preferably, the content of titanium (Ti) is preferably limited to a minimum value of 0.1%. If the content of titanium (Ti) is less than 0.1%, it is because the production of AlN, which deteriorates strength and weldability at high temperatures, may increase. It is preferable to contain the content of nitrogen (N) less than 0.02%. Nitrogen (N) is an element that determines the formation of carbonitrides, and Ti(C,N) is formed to expect a precipitation strengthening effect and suppresses high-temperature structure growth (grain growth). Therefore, it can be expected to increase creep strength and improve tempering properties. However, when it exceeds 0.02%, a problem arises in that the production of AlN increases.

산소(O)의 함량은 0.001% 미만으로 함유하는 것이 바람직하다. 산소(O)는 개재물을 형성시켜 내충격성을 저하시키는 원소로서, 최대한 낮게 제어하는 것이 바람직한데, 제거 공정을 고려하여 산소(O)의 상한값을 0.001%로 한정한다.It is preferred that the content of oxygen (O) is less than 0.001%. Oxygen (O) is an element that lowers the impact resistance by forming an inclusion, and is preferably controlled as low as possible. In consideration of the removal process, the upper limit of oxygen (O) is limited to 0.001%.

지르코늄(Zr), 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)은 그 함량의 합을 0.001% ~ 0.01%로 조정하는 것이 바람직하다. 지르코늄(Zr), 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)는 탈산제 역할을 하는 원소로서, 지르코늄(Zr), 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)의 총함량이 0.001% 미만이면 Al2O3가 생성되고, 0.01%를 초과하며 주조성이 악화되는 문제가 발생된다.It is preferable to adjust the sum of the contents of zirconium (Zr), calcium (Ca), and magnesium (Mg) to 0.001% to 0.01%. Zirconium (Zr), calcium (Ca) and magnesium (Mg) are elements that act as deoxidizers. Al 2 O 3 is produced when the total content of zirconium (Zr), calcium (Ca) and magnesium (Mg) is less than 0.001% And exceeding 0.01%, causing a problem that the castability deteriorates.

한편, 상기한 성분 이외의 잔부는 Fe 및 불가피하게 함유되는 불순물이다.On the other hand, the balance other than the above-mentioned components is Fe and impurities that are inevitably contained.

본 발명은 내식성과 내충격성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제조하기 위하여 상기와 같은 조성을 갖는 용강을 통상의 방법으로 연주하여 슬래브를 생산한 후 이를 재가열한 다음 열간 압연, 열연 소둔, 냉간 압연 및 냉연 소둔과 같은 후처리를 실시한다.The present invention is to produce a slab by playing the molten steel having the composition as described above in order to produce a ferritic stainless steel having excellent corrosion resistance and impact resistance, and then reheating it, followed by hot rolling, hot rolling annealing, cold rolling and cold rolling annealing. Perform the following post-processing.

특히, 용강 각 성분의 함량을 조절하는 경우에 배기계 부품이 사용되는 온도구간인 300 ~ 900℃에서 시그마상과 같은 물성에 부정적인 영향을 미치는 상의 형성을 억제하기 위하여 부정적인 상의 형성에 영향을 미치는 Si, Mn 및 Al의 양을 보다 한정적으로 제한하는 것이 바람직하다. 예를 들어 하기의 [식 1]을 만족하는 것이 바람직하다.In particular, when controlling the content of each component of molten steel, Si which affects the formation of a negative phase in order to suppress the formation of a phase negatively affecting properties such as a sigma phase at a temperature range of 300 to 900°C, which is a temperature range where exhaust system parts are used, It is desirable to limit the amount of Mn and Al more limited. For example, it is preferable to satisfy the following [Equation 1].

(20Si+Mn)/Al < 0.7 ……………… [식 1](20Si+Mn)/Al <0.7... … … … … … [Equation 1]

[식 1]에서 Si, Mn 및 Al는 각 성분의 함량(%)을 의미한다.In [Formula 1], Si, Mn and Al mean the content (%) of each component.

또한, Si, Mn 및 Al의 양을 한정하는 것과 함께 Zr, Ca 및 Mg의 함량을 더욱 한정적으로 제한하여 AlN 및 Al2O3의 형성을 억제시키는 것이 바람직하다. 예를 들어 하기의 [식 2]를 만족하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to suppress the formation of AlN and Al 2 O 3 by further limiting the contents of Zr, Ca, and Mg in addition to limiting the amounts of Si, Mn, and Al. For example, it is preferable to satisfy the following [Equation 2].

0.001 ≤ Zr+Ca+Mg ≤ 0.01 ……………… [식 2]0.001 ≤ Zr+Ca+Mg ≤ 0.01… … … … … … [Equation 2]

[식 2]에서 Zr, Ca 및 Mg은 각 성분의 함량(%)을 의미한다.In [Equation 2], Zr, Ca, and Mg mean the content (%) of each component.

이하, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described using examples and comparative examples.

상업 생산되는 페라이트계 스테인리스강의 생산 조건에 따라 최종 제품을 생산하는 실험을 실시하였으며, 도 1과 같이 각 성분의 함량을 변경하면서 생산된 용강을 이용하여 연속주조된 슬래브로부터 열간 압연한 열연판을 열연 소둔, 냉간 압연 및 냉연 소둔 처리하였다.An experiment was conducted to produce the final product according to the production conditions of commercially produced ferritic stainless steel, and hot rolled hot-rolled sheet from a continuously cast slab using molten steel produced while changing the content of each component as shown in FIG. Annealing, cold rolling and cold rolling annealing were performed.

구체적으로 도 1과 같이 성분의 함량이 조정된 용강을 이용하여 연속주조된 각각의 슬래브에 대해서 1050 ~ 1100℃의 온도범위에서 재가열하여 열간 압연한 후, 연속 소둔로에서 900 ~ 950℃의 온도범위로 90초간 유지하여 소둔하였다. 이어서 냉간압연 및 냉연 소둔한 시편에 대해서 배기계 부품이 사용되는 온도구간인 300 ~ 900℃에서의 조직을 관찰하고 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다.Specifically, for each slab continuously cast using a molten steel whose content of the component is adjusted as shown in FIG. 1, after reheating in a temperature range of 1050 to 1100°C and hot rolling, the temperature range of 900 to 950°C in a continuous annealing furnace The furnace was annealed for 90 seconds. Subsequently, for the cold-rolled and cold-rolled annealed specimens, the structure at 300 to 900°C, which is the temperature range in which the exhaust system components are used, was observed and the results are shown in FIGS.

도 2 및 도 3에 나타난 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 실시예인 No, 18 시편의 경우 페라이트를 기지조직으로 하여 Ti(C,N) 및 라베스상(Laves phase)이 형성되었고, 시그마상(sigma phase)은 형성되지 않은 것을 확인할 수 있었다. 다만, 물성에 부정적인 영향을 주는 상인 라베스상(Laves phase)이 형성되기는 했지만 최대 부피분율이 0.13%로 매우 소량이 형성된 것을 확인할 수 있었다.As can be seen from the results shown in FIGS. 2 and 3, in the case of No, 18 specimens, which are examples of satisfying the types and contents of the alloy components presented in the present invention, a ferrite as a matrix structure is used for Ti(C,N) and Laves phases. (Laves phase) was formed, it was confirmed that the sigma phase (sigma phase) was not formed. However, although a Laves phase, a phase that negatively affects physical properties, was formed, it was confirmed that a very small amount was formed at a maximum volume fraction of 0.13%.

반면에, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 또는 함량을 만족하지 못하는 비교예인 No. 1 내지 4 시편의 경우 페라이트를 기지조직으로 하여 Ti(C,N), 시그마상(sigma phase), 라베스상(Laves phase) 및 G 상(G phase)이 형성되었다. 특히 물성에 부정적인 영향을 주는 상인 시그마상(sigma phase)이 부피분율을 기준으로 5% 이상 형성된 것을 확인할 수 있었고, 라베스상(Laves phase)도 부피분율을 기준으로 0.2% 이상 형성된 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, the comparative example No. that does not satisfy the type or content of the alloy component presented in the present invention. In the case of 1 to 4 specimens, Ti(C,N), a sigma phase, a Laves phase, and a G phase (G phase) were formed using ferrite as a matrix. In particular, it was confirmed that the sigma phase, which is a negatively affecting physical property, was formed by 5% or more based on the volume fraction, and the Laves phase was also formed by 0.2% or more based on the volume fraction. .

또한, 비교예인 NO. 5 및 6 시편의 경우에는 [식 1]의 조건을 만족하지 못하여 시그마상(sigma phase)이 17% 및 18% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다.In addition, NO. In the case of the 5 and 6 specimens, it was confirmed that the conditions of [Equation 1] were not satisfied, so that a sigma phase was formed about 17% and 18%.

그리고, NO. 7 시편은 본 발명에 제시된 C의 함량을 초과하는 비교예로서, 부정적인 상인 M23C6이 0.2% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다. 여기서 M은 금속 원소(metallic elements)를 지칭하는 것으로서, 본 발명에서는 Fe, Cr, Mn 및 Ti가 M에 해당된다.And, NO. 7 Specimen is a comparative example that exceeds the content of C presented in the present invention, it was confirmed that the negative phase M 23 C 6 formed about 0.2%. Here, M refers to metallic elements, and Fe, Cr, Mn, and Ti correspond to M in the present invention.

NO. 8 시편은 본 발명에 제시된 Si의 함량 및 [식 1]의 조건을 초과하는 비교예이고, NO. 9 시편은 발명에 제시된 Mn의 함량을 초과하는 비교예로서, 시그마상(sigma phase)이 10% 및 8% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다.NO. 8 Specimen is a comparative example that exceeds the conditions of the Si content and [Equation 1] presented in the present invention, NO. 9 Specimen is a comparative example that exceeds the content of Mn presented in the invention, it was confirmed that the sigma phase (sigma phase) 10% and 8% formed.

NO. 10 시편은 발명에서 제시된 대부분의 합금 원소 함량을 만족하는 시편으로서, 부정적인 상인 시그마상(sigma phase)과 라베스상(Laves phase)이 형성되지는 않았다. 다만, 본 발명에서 제시된 Ti의 바람직한 함량보다 그 함량이 적은 시편으로서 Ti의 함량이 제한 범위보다 적어 고온에서 강도 및 용접성을 저하시키는 AlN이 0.0002% 정도 형성되었다. NO. 10 Specimens are specimens that satisfy the content of most of the alloy elements suggested in the present invention, and the negative phases of the sigma phase and the laves phase were not formed. However, as a specimen having a lower content than the preferred content of Ti presented in the present invention, the content of Ti is less than the limiting range, and AlN, which decreases strength and weldability at high temperatures, is formed at about 0.0002%.

No. 11 시편은 발명에 제시된 Ti의 함량을 초과하는 비교예로서 Ti의 함량이 제한 범위보다 많아 라베스상(Laves phase)이 2.1% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다.No. 11 Specimen is a comparative example that exceeds the content of Ti presented in the invention was confirmed that the Ti content is greater than the limit range, the Laves phase (Laves phase) is formed by about 2.1%.

NO. 12 및 NO. 13 시편은 발명에 제시된 Al의 함량을 만족하지 못하는 비교예로서, NO. 12 시편은 Al의 함량이 제한 범위보다 적어 시그마상(sigma phase)이 7% 정도 형성되었고, NO. 13 시편은 Al의 함량이 제한 범위보다 많아 Cr3Si이 0.8% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다.NO. 12 and NO. 13 Specimen is a comparative example that does not satisfy the content of Al presented in the invention, NO. 12 In the specimen, the content of Al was less than the limiting range, and a sigma phase was formed about 7%. 13 Specimen was found that the content of Al is greater than the limited range, so that Cr 3 Si is formed about 0.8%.

NO. 14 시편은 발명에 제시된 N의 함량을 만족하지 못하는 비교예로서, N의 함량이 제한 범위보다 많아 AlN이 0.001% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었고, NO. 15 시편은 발명에 제시된 O의 함량을 만족하지 못하는 비교예로서, O의 함량이 제한 범위보다 많아 Al2O3가 0.0002% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다.NO. 14 Specimen is a comparative example that does not satisfy the content of N presented in the invention, it was confirmed that AlN is formed to about 0.001% because the content of N is more than the limit range, NO. 15 Specimen is a comparative example that does not satisfy the content of O presented in the invention, it was confirmed that the content of O is more than the limited range Al 2 O 3 is formed about 0.0002%.

NO. 16 시편은 발명에 제시된 [식 1]의 조건을 만족하지 못하는 비교예로서, [식 1]의 조건을 초과하여 시그마상(sigma phase)이 8% 정도 형성되었고, NO. 17 시편은 발명에 제시된 [식 2]의 조건을 만족하지 못하는 비교예로서, [식 2]의 조건보다 값이 Zr, Ca 및 Mg의 함량이 적어 Al2O3가 0.0002% 정도 형성된 것을 확인할 수 있었다.NO. 16 Specimen is a comparative example that does not satisfy the condition of [Formula 1] presented in the present invention, exceeds the condition of [Formula 1], the sigma phase (sigma phase) was formed about 8%, NO. 17 Specimen is a comparative example that does not satisfy the conditions of [Formula 2] presented in the invention, the value of Zr, Ca and Mg content is less than the conditions of [Formula 2], it can be confirmed that Al 2 O 3 is formed about 0.0002% there was.

따라서 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 경우에는 부정적인 상인 시그마상(sigma phase)과 라베스상(Laves phase)을 비롯하여 Cr3Si AlN, Al2O3 및 M23C6의 형성이 억제되는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, when the types and contents of the alloy components suggested in the present invention are satisfied, formation of Cr 3 Si AlN, Al 2 O 3 and M 23 C 6 , including the negative phases of the sigma phase and the Laves phase, It was confirmed that this was suppressed.

또한, 생산된 제품에 대하여 공식전위, 내식성 내충격성 열팽창 계수 및 부식량을 측정하는 평가를 하였고, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. 공식전위는 25℃의 온도에서 3.5% 염화나트륨(NaCl)에서의 공식 전위(pitting potential; Ept)를 측정하였다. 공식전위의 측정은 기준점을 Saturated calomel electrode(SCE)로 하는 타입의 측정기기를 사용하여 측정하였다.In addition, an evaluation was performed to measure the official potential, corrosion resistance, impact resistance, thermal expansion coefficient, and corrosion amount for the produced product, and the results are shown in FIGS. 4 and 5. For the formal potential, a pitting potential (Ept) in 3.5% sodium chloride (NaCl) was measured at a temperature of 25°C. The measurement of the official potential was measured using a measuring device of the type with a reference point as the saturated calomel electrode (SCE).

내식성은 3% 염수 분무 후 5% 염화나트륨에 의한 발청 발생에 소요되는 시간을 측정하였다.Corrosion resistance was measured for the time required to generate rust by 5% sodium chloride after 3% brine spraying.

내충격성은 샤르피 키홀-노치 충격 시험(Charpy keyhole-notch impact test)에 의해 측정하였고, 부식량은 배기계 부품이 사용되는 온도구간인 600 ~ 900℃에서 대기중에 노출되었을 때의 부식량을 측정하였다.Impact resistance was measured by the Charpy keyhole-notch impact test, and the amount of corrosion was measured when exposed to the atmosphere at 600 to 900°C, which is the temperature range in which exhaust system parts are used.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 실시예인 NO. 18 시편의 경우에는 25℃의 온도에서 3.5% 염화나트륨(NaCl)에서의 공식 전위(pitting potential; Ept)가 300 mVSCE 으로 측정되었고, 비교예인 No. 1 내지 4 시편은 모두 300 mVSCE 보다 작은 값으로 측정되었다. 공식 전위는 그 값이 높을수록 피팅 저항성이 우수한 것으로서, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 경우에 공식 전위가 향상된 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Figure 4, NO is an embodiment that satisfies the type and content of the alloy components presented in the present invention. In the case of 18 specimens, the pitting potential (Ept) in 3.5% sodium chloride (NaCl) at a temperature of 25° C. was measured as 300 mV SCE . All 1 to 4 specimens were measured to be less than 300 mV SCE . The higher the value of the formula potential, the better the fitting resistance, and it was confirmed that the formula potential was improved when the type and content of the alloy component suggested in the present invention were satisfied.

또한, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 실시예인 No. 18 시편의 경우에는 3% 염수 분무 후 5% 염화나트륨에 의한 발청 발생 소요 시간이 250일 이상인 294일로 측정되었고, 비교예인 No. 1 내지 4 시편은 모두 250일 보다 빨리 녹이 발생된 것을 확인할 수 있었다.In addition, the embodiment No. which satisfies the type and content of the alloy component presented in the present invention. In the case of the 18 specimens, the time required for the occurrence of rusting by 5% sodium chloride after spraying 3% brine was measured to be 294 days or more, which is 250 days or more. All of the 1 to 4 specimens could be confirmed that rust occurred earlier than 250 days.

그리고, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 실시예인 No. 18 시편의 경우에는 내충결성 시험 결과 인성 측정값이 55J 이상인 62J로 측정되었고, 비교예인 No. 1 내지 4 시편은 모두 55J보다 작은 인성 측정값으로 측정되었다. In addition, the No. which is an embodiment satisfying the type and content of the alloy component suggested in the present invention. In the case of 18 specimens, the toughness test result showed that the toughness measurement value was greater than 55J and 62J, and the comparative example No. All 1 to 4 specimens were measured with toughness measurements less than 55J.

또한, 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 실시예인 No. 18 시편의 경우에는 열팽창 계수가 11.5Х10- 6로 측정되었고, 비교예인 No. 1 내지 4 시편은 각각 12.3Х10-6, 12.1Х10-6,12.0Х10-6 및 11.6Х10- 6로 측정되었다.In addition, the embodiment No. which satisfies the type and content of the alloy component presented in the present invention. In the case of 18 specimens, the coefficient of thermal expansion 11.5Х10 - was measured by the 6, comparative example No. 1 to 4 specimens each 12.3Х10 -6, 12.1Х10 -6, 12.0Х10 -6 and 11.6Х10 - was determined to be six.

그리고, 도 5에서 확인할 수 있듯이 본 발명에 제시된 합금 성분의 종류 및 함량을 만족하는 실시예인 No. 18 시편의 경우에는 나머지 비교예인 1 내지 4 시편보다 600 ~ 900℃ 구간에서 부식량이 현저하게 저감되는 것을 확인할 수 있었다.And, as can be seen in Figure 5 is an embodiment that satisfies the type and content of the alloy components presented in the present invention. In the case of the 18 specimens, it was confirmed that the corrosion amount was significantly reduced in the section of 600 to 900°C than the other comparative examples 1 to 4 specimens.

다음으로, 배기계 부품이 사용되는 온도구간인 300 ~ 900℃에서 Al의 함량 변화에 따라 형성되는 상을 알아보기 위하여 0.01C-0.1Si-0.1Mn-18Cr-0.2Ti-0.01N인 합금에 Al의 함량을 변화시키면서 형성되는 상을 알아보았고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.Next, in order to find out the phase formed according to the change of Al content in the temperature range of 300 ~ 900℃, which is the temperature range in which the exhaust system parts are used, the Al of 0.01C-0.1Si-0.1Mn-18Cr-0.2Ti-0.01N is added to the alloy. The phase formed while changing the content was determined, and the results are shown in FIG. 6.

도 6에서 확인할 수 있듯이, Al의 함량이 3% 정도가 될 때까지는 Al의 함유량이 증가할수록 시그마상의 석출 온도영역이 좁아지고 부피 분율이 줄어드는 것을 확인할 수 있었고, 특히 Al을 3% 첨가시에 시그마 상의 안정성이 급격히 낮아져 생성되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Al의 함량이 5%를 초과하는 경우에는 Cr3Si가 생성되는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in FIG. 6, it was confirmed that the precipitation temperature region of the sigma phase narrowed and the volume fraction decreased as the content of Al increased until the content of Al was about 3%, especially when Al was added at 3%. It was confirmed that the stability of the phase was rapidly lowered and was not produced. In addition, when the Al content exceeds 5%, it was confirmed that Cr 3 Si is generated.

한편, Al을 3%이상 첨가하더라도 Si 및 Mn의 함량이 많으면 시그마상이 형성될 수 있다. 특히, 시그마상의 형성은 합금 성분 중 Si, Mn, Cr 순으로 영향을 미치고, Si의 함량이 Mn의 함량 대비 20배 정도의 민감도를 지닌다. 이에 따라, [식 1]에 기재된 관계식을 만족하는 경우에 시그마상의 형성이 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 현상은 No. 12 및 17 시편의 결과에서도 확인할 수 있다.Meanwhile, even if Al is added at 3% or more, a sigma phase may be formed when the content of Si and Mn is high. In particular, the formation of the sigma phase affects the order of Si, Mn, Cr among the alloy components, and the content of Si has a sensitivity of about 20 times the content of Mn. This confirmed that the formation of a sigma phase is suppressed when the relational expression described in [Formula 1] is satisfied. This phenomenon is no. The results of the 12 and 17 specimens can also be confirmed.

다음으로, N의 함량 변화에 따라 AlN이 형성되는 영역을 알아보기 위하여 0.01C-0.1Si-0.1Mn-4Al-18Cr-0.2Ti인 합금에 N 함량을 변화시키면서 AlN이 형성되는 영역을 알아보았고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.Next, in order to find out the region where AlN is formed according to the change in the content of N, the region where AlN is formed while changing the N content in the alloy of 0.01C-0.1Si-0.1Mn-4Al-18Cr-0.2Ti was examined. The results are shown in FIG. 7.

도 7에서 확인할 수 있듯이, N의 함량이 0.03% 이상 함유되는 경우에 AlN이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 N의 함량은 0.02% 미만으로 제한하는 것이 바람직하다.As can be seen in Figure 7, it was confirmed that the AlN is formed when the content of N is 0.03% or more. Accordingly, it is desirable to limit the content of N to less than 0.02%.

다음으로, Zr, Ca 및 Mg의 총량에 따라 Al2O3이 형성되는 영역을 알아보기 위하여 0.01C-0.1Si-0.1Mn-4Al-18Cr-0.2Ti-0.01N-0.0005O인 합금에 Zr, Ca 및 Mg의 총량을 변화시키면서 Al2O3이 형성되는 영역을 알아보았고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.Next, Zr to the alloy of 0.01C-0.1Si-0.1Mn-4Al-18Cr-0.2Ti-0.01N-0.0005O to find the region where Al 2 O 3 is formed according to the total amount of Zr, Ca and Mg, The area where Al 2 O 3 is formed while changing the total amount of Ca and Mg was determined, and the results are shown in FIG. 8.

도 8에서 확인할 수 있듯이, Zr, Ca 및 Mg의 총량 0.001%보다 적은 경우에 Al2O3이 형성되는 것을 확인할 수 있었고, 0.01%를 초과하면서 Al2O3이 형성되지 않는 것을 확인할 수 있었다. As can be found at 8, could see that the Zr, Ca and Al 2 O 3, if less than a total amount of 0.001% of Mg is formed, it was confirmed that, while more than 0.01% that is a Al 2 O 3 is formed.

다음으로, C의 함량 변화에 따라 M23C6이 형성되는 영역을 알아보기 위하여 18Cr-0.1Mn-0.1Si-0.2Ti-0.01N-4Al인 합금에 C 함량을 변화시키면서 M23C6이 형성되는 영역을 알아보았고, C의 함량을 0.02%로 고정시킨 상태에서 온도별 상변태 추이를 살펴보았으며, 그 결과를 도 9에 각각 나타내었다.Next, while changing the content of C in a 18Cr-0.1Mn-0.1Si-0.2Ti- 0.01N-4Al alloy In order to examine the area in which the M 23 C 6 formed in accordance with the Contents of C M 23 C 6 is formed The area to be examined was examined, and the phase transformation trend by temperature was examined while the content of C was fixed at 0.02%, and the results are respectively shown in FIG. 9.

도 9에서 확인할 수 있듯이, C의 함량이 0.017보다 큰 경우에 M23C6이 형성되는 것을 확인할 수 있었고, C의 함량이 0.02%인 경우 M23C6이 0.2% 정도 형성되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Figure 9, when the content of C is greater than 0.017, it was confirmed that M 23 C 6 was formed, and when the content of C was 0.02%, it was confirmed that M 23 C 6 was formed about 0.2%. .

따라서, C은 0.015% 이하로 함유하여 M23C6의 부피분율을 0.2% 미만으로 유지하는 것이 스테인리스강의 물성을 향상시키는데 유리할 것이다.Therefore, it is advantageous to improve the physical properties of stainless steel by containing C in an amount of 0.015% or less and keeping the volume fraction of M 23 C 6 below 0.2%.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto, and is limited by the claims below. Therefore, one of ordinary skill in the art can variously modify and modify the present invention without departing from the technical spirit of the claims to be described later.

Claims (13)

중량%로, C: 0.015% 이하(0% 제외), Si: 0.17% 이하(0% 제외), Mn: 1.35% 이하(0% 제외), Cr: 17 ~ 20%, Ti: 0.5%(0% 제외), Al: 3 ~ 5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 하기의 [식 1]을 만족하는 페라이트계 스테인리스강.
(20Si+Mn)/Al < 0.7 ……………… [식 1]
[식 1]에서 Si, Mn 및 Al는 각 성분의 함량(%)을 의미함.
In weight percent, C: 0.015% or less (excluding 0%), Si: 0.17% or less (excluding 0%), Mn: 1.35% or less (excluding 0%), Cr: 17 to 20%, Ti: 0.5% (0 %), Al: 3 to 5%, ferrite stainless steel containing the remaining Fe and other unavoidable impurities, and satisfying [Equation 1] below.
(20Si+Mn)/Al <0.7... … … … … … [Equation 1]
In [Formula 1], Si, Mn and Al mean the content (%) of each component.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 Ti: 0.1 ~ 0.5% 함유하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that it contains Ti: 0.1 ~ 0.5%.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 Zr, Ca 및 Mg를 더 함유하되, 하기의 [식 2]를 만족하는 페라이트계 스테인리스강.
0.001 ≤ Zr+Ca+Mg ≤ 0.01 ……………… [식 2]
[식 2]에서 Zr, Ca 및 Mg은 각 성분의 함량(%)을 의미함.
The method according to claim 1,
The stainless steel further contains Zr, Ca, and Mg, but ferritic stainless steel satisfying [Equation 2] below.
0.001 ≤ Zr+Ca+Mg ≤ 0.01… … … … … … [Equation 2]
In [Equation 2], Zr, Ca, and Mg mean the content (%) of each component.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 O: 0.001% 미만, N: 0.02%미만을 더 함유하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is a ferritic stainless steel further containing O: less than 0.001% and N: less than 0.02%.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 시그마상(sigma phase)의 부피분율이 5% 미만인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the volume fraction of the sigma phase (sigma phase) formed in the temperature range of 300 ~ 900 ℃ is less than 5%.
청구항 5에 있어서,
상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 시그마상(sigma phase)의 부피분율이 0.5% 이하이거나 석출되지 않는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 5,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the volume fraction of the sigma phase (sigma phase) formed in the temperature range of 300 ~ 900 ℃ 0.5% or less or does not precipitate.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 Cr3Si의 부피분율이 0.5% 이하인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the volume fraction of Cr 3 Si formed in the temperature range of 300 ~ 900 ℃ is 0.5% or less.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 AlN 및 Al2O3의 부피분율이 각각 0.0001% 이하인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the volume fraction of AlN and Al 2 O 3 formed in the temperature range of 300 ~ 900 ℃ is 0.0001% or less, respectively.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 M23C6의 부피분율이 0.2% 미만인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the volume fraction of M 23 C 6 formed in the temperature range of 300 ~ 900 ℃ is less than 0.2%.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 300 ~ 900℃ 온도 구간에서 형성되는 라베스상(Laves phase)의 부피분율이 0.2% 이하인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the volume fraction of the Laves phase (Laves phase) formed in the temperature range of 300 ~ 900 ℃ 0.2% or less.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 25℃의 온도에서 3.5% 염화나트륨(NaCl)에서의 공식 전위(pitting potential; Ept)는 300 mVSCE 이상인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is a ferrite-based stainless steel, characterized in that the formula potential (pitting potential; Ept) in 3.5% sodium chloride (NaCl) at a temperature of 25 ℃ 300 mV SCE or more.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 3% 염수 분무 후 5% 염화나트륨에 의한 발청 발생 소요 시간이 250일 이상인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is ferritic stainless steel, characterized in that the time required for rust generation by 5% sodium chloride after spraying 3% brine is 250 days or more.
청구항 1에 있어서,
상기 스테인리스강은 샤르피 키홀-노치 충격 시험(Charpy keyhole-notch impact test)에 의해 측정된 인성이 55J 이상인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The stainless steel is a ferritic stainless steel, characterized in that the toughness measured by Charpy keyhole-notch impact test is 55 J or more.
KR1020180159642A 2018-12-12 2018-12-12 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance KR102602916B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159642A KR102602916B1 (en) 2018-12-12 2018-12-12 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance
US16/538,358 US20200190642A1 (en) 2018-12-12 2019-08-12 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance
EP19191488.6A EP3666918B1 (en) 2018-12-12 2019-08-13 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance
CN201910818194.9A CN111304528B (en) 2018-12-12 2019-08-30 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180159642A KR102602916B1 (en) 2018-12-12 2018-12-12 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200071980A true KR20200071980A (en) 2020-06-22
KR102602916B1 KR102602916B1 (en) 2023-11-15

Family

ID=67620328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180159642A KR102602916B1 (en) 2018-12-12 2018-12-12 Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200190642A1 (en)
EP (1) EP3666918B1 (en)
KR (1) KR102602916B1 (en)
CN (1) CN111304528B (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362127A (en) * 1991-06-10 1992-12-15 Nisshin Steel Co Ltd Production of ferritic stainless steel strip having high al content
KR20120108785A (en) 2011-03-25 2012-10-05 주식회사 포스코 Ferritic stainless steel having excellent high temperature strength
KR20150140809A (en) * 2013-05-10 2015-12-16 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 Stainless steel substrate for solar battery having excellent insulation properties and small thermal expansion coefficient, and process for producing same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3865452B2 (en) * 1997-03-13 2007-01-10 日新製鋼株式会社 Fe-Cr-Al ferrite stainless steel with excellent high-temperature oxidation resistance and high-temperature deformation resistance
JP5544106B2 (en) * 2009-03-24 2014-07-09 新日鐵住金ステンレス株式会社 Al-containing heat-resistant ferritic stainless steel for fuel cells and method for producing the same
DE102012004488A1 (en) * 2011-06-21 2012-12-27 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Heat-resistant iron-chromium-aluminum alloy with low chromium evaporation rate and increased heat resistance
DE202011106778U1 (en) * 2011-06-21 2011-12-05 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Heat-resistant iron-chromium-aluminum alloy with low chromium evaporation rate and increased heat resistance
JP6370276B2 (en) * 2015-08-17 2018-08-08 日新製鋼株式会社 High Al content damping ferritic stainless steel material and manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362127A (en) * 1991-06-10 1992-12-15 Nisshin Steel Co Ltd Production of ferritic stainless steel strip having high al content
KR20120108785A (en) 2011-03-25 2012-10-05 주식회사 포스코 Ferritic stainless steel having excellent high temperature strength
KR20150140809A (en) * 2013-05-10 2015-12-16 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 Stainless steel substrate for solar battery having excellent insulation properties and small thermal expansion coefficient, and process for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
CN111304528A (en) 2020-06-19
EP3666918A1 (en) 2020-06-17
US20200190642A1 (en) 2020-06-18
KR102602916B1 (en) 2023-11-15
CN111304528B (en) 2023-02-17
EP3666918B1 (en) 2022-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10323308B2 (en) Corrosion resistant lean austenitic stainless steel
KR101535695B1 (en) Austenitic stainless steel low in nickel containing stabilizing elements
US9121089B2 (en) Lean austenitic stainless steel
JP6540920B1 (en) Martensitic stainless steel seamless steel pipe for oil well pipe and method for producing the same
KR100821059B1 (en) Ferritic stainless steel with high corrosion resistance and stretchability and the method of manufacturing the same
CN103429776B (en) Two phase stainless steel
EA033710B1 (en) Duplex stainless steel
JP4190993B2 (en) Ferritic stainless steel sheet with improved crevice corrosion resistance
JPH04214843A (en) Austenite stainless steel
KR20010083939A (en) Cr-mn-ni-cu austenitic stainless steel
US20210207232A1 (en) Martensitic stainless steel seamless pipe for oil country tubular goods, and method for manufacturing same
JPH0375337A (en) Martensitic stainless steel having high strength and excellent corrosion resistance and its manufacture
JPH11293405A (en) High hardness high corrosion resistance stainless steel
KR102602916B1 (en) Ferritic stainless steel excellent in corrosion resistance and impact resistance
KR20170016487A (en) Duplex stainless steel
JP2946992B2 (en) Method for producing duplex stainless steel excellent in strength, toughness and corrosion resistance
JPH04214842A (en) High strength stainless steel excellent in workability
KR100832694B1 (en) Ferritic stainless steel with high corrosion resistance and deep drawability and the method of manufacturing the same
KR100308918B1 (en) Super Ferritic Stainless Steel with Improved Resistance to High Temperature Embrittlement
US20220002828A1 (en) Hot-rolled steel sheet with excellent low-temperature impact toughness and manufacturing method therefor
KR20020040434A (en) austenitic stainless steel with good formability and good properties of fatigue
JP2000199039A (en) Austenitic stainless steel for press forming

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant