KR20200080312A - Method for manufacturing two-phase stainless steel and two-phase stainless steel - Google Patents

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마사유키 사가라
유사쿠 도미오
다카히로 오스키
유스케 우가와
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닛폰세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

공식의 발생이 억제된 2상 스테인리스강을 제공한다. 본 개시에 의한 2상 스테인리스강은, 질량%로, Cr: 27.00% 초과 내지 29.00%, Mo: 2.50 내지 3.50%, Ni: 5.00 내지 8.00%, W: 4.00 내지 6.00%, Cu: 0.01 내지 0.10% 미만, N: 0.400% 초과 내지 0.600%, C: 0.030% 이하, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00% 이하, sol. Al: 0.040% 이하, V: 0.50% 이하, O: 0.010% 이하, P: 0.030% 이하, S: 0.020% 이하 및 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 식 (1)을 만족시키는 화학 조성과, 35 내지 65체적%의 페라이트상 및 잔부는 오스테나이트상으로 이루어지는 마이크로 조직을 함유하고, 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적률이, 0.5% 이하이다.

Figure pct00010
Provided is a two-phase stainless steel with reduced generation of formula. The two-phase stainless steel according to the present disclosure, in mass%, Cr: more than 27.00% to 29.00%, Mo: 2.50 to 3.50%, Ni: 5.00 to 8.00%, W: 4.00 to 6.00%, Cu: 0.01 to 0.10% Less than, N: more than 0.400% to 0.600%, C: 0.030% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, sol. Al: 0.040% or less, V: 0.50% or less, O: 0.010% or less, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, and the balance is composed of Fe and impurities, and the chemical composition satisfying formula (1), The ferrite phase and the remainder of 35 to 65 volume% contain a microstructure composed of austenite phase, and the area percentage of Cu precipitated in the ferrite phase is 0.5% or less.
Figure pct00010

Description

2상 스테인리스강 및 2상 스테인리스강의 제조 방법Method for manufacturing two-phase stainless steel and two-phase stainless steel

본 발명은 2상 스테인리스강 및 2상 스테인리스강의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a two-phase stainless steel and a method for manufacturing the two-phase stainless steel.

페라이트상 및 오스테나이트상의 2상 조직을 갖는 2상 스테인리스강은, 우수한 내식성을 갖는 것이 알려져 있다. 2상 스테인리스강은 특히, 염화물을 함유하는 수용액 중에서 문제가 되는, 공식 및/또는 틈새 부식에 대한 내식성(이하, 「내공식성」이라고 함)이 우수하다. 그 때문에 2상 스테인리스강은, 해수 등의 염화물을 포함하는 습윤 환경에서 널리 사용되고 있다. 염화물을 포함하는 습윤 환경에서는, 2상 스테인리스강은 예를 들어, 플로 라인 파이프, 엄빌리컬 튜브 및 열 교환기 등에 사용된다.It is known that a two-phase stainless steel having a two-phase structure of ferrite phase and austenite phase has excellent corrosion resistance. The two-phase stainless steel is particularly excellent in corrosion resistance (hereinafter referred to as "pitting resistance") against crevice and/or crevice corrosion, which is problematic in aqueous solutions containing chloride. Therefore, two-phase stainless steel is widely used in a wet environment containing chlorides such as seawater. In a wet environment containing chloride, two-phase stainless steel is used, for example, in flow line pipes, umbilical tubes and heat exchangers.

근년, 2상 스테인리스강의 사용 환경에 있어서의 부식 조건은, 점점 엄격해져 오고 있다. 그 때문에, 2상 스테인리스강에는, 더욱 우수한 내공식성이 요구되고 있다. 2상 스테인리스강의 내공식성을 더 높이기 위해, 다양한 기술이 제안되어 있다.In recent years, the corrosion conditions in the use environment of a two-phase stainless steel have become increasingly strict. Therefore, more excellent pitting resistance is required for the two-phase stainless steel. To further improve the pitting resistance of two-phase stainless steel, various techniques have been proposed.

국제 공개 제2013/191208호(특허문헌 1)는, 질량%로, Ni: 3 내지 8%, Cr: 20 내지 35%, Mo: 0.01 내지 4.0%, N: 0.05 내지 0.60%를 함유하고, Re: 2.0% 이하, Ga: 2.0% 이하 및 Ge: 2.0% 이하로부터 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 2상 스테인리스강을 개시한다. 특허문헌 1에서는, Re, Ga, 또는 Ge를 2상 스테인리스강에 함유시킴으로써, 공식이 발생하는 임계 전위(공식 전위)를 상승시켜, 내공식성 및 내틈새 부식성을 높이고 있다.International Publication No. 2013/191208 (Patent Document 1) contains, in mass%, Ni: 3 to 8%, Cr: 20 to 35%, Mo: 0.01 to 4.0%, N: 0.05 to 0.60%, and Re Disclosed is a two-phase stainless steel characterized by further containing at least one selected from: 2.0% or less, Ga: 2.0% or less, and Ge: 2.0% or less. In Patent Document 1, by containing Re, Ga, or Ge in a two-phase stainless steel, the critical potential (formal potential) at which the formula is generated is raised to increase the pitting resistance and crevice corrosion resistance.

국제 공개 제2010/082395호(특허문헌 2)는, 질량%로, Cr: 20 내지 35%, Ni: 3 내지 10%, Mo: 0 내지 6%, W: 0 내지 6%, Cu: 0 내지 3%, N: 0.15 내지 0.60%를 함유하는 2상 스테인리스 강재를, 열간 가공에 의해 혹은 추가로 고용화 열처리함으로써 냉간 가공용 소관을 제작한 후, 냉간 압연에 의해 2상 스테인리스 강관을 제조하는 방법을 개시한다. 특허문헌 2의 2상 스테인리스 강관의 제조 방법은, 최종 냉간 압연 공정에서의 단면 감소율에서의 가공도 Rd(=exp[{In(MYS)-In(14.5×Cr+48.3×Mo+20.7×W+6.9×N)}/0.195])가 10 내지 80%의 범위 내에서 냉간 압연하여, 758.3 내지 965.2MPa의 최저 항복 강도를 갖는 2상 스테인리스 강관의 제조 방법인 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 예를 들어 유정이나 가스정에 사용할 수 있는, 탄산 가스 부식 환경이나 응력 부식 환경에 있어서도 우수한 내식성을 발휘함과 함께 높은 강도도 겸비한 2상 스테인리스 강관이 얻어진다고 특허문헌 2에 기재되어 있다.International Publication No. 2010/082395 (Patent Document 2) is mass%, Cr: 20 to 35%, Ni: 3 to 10%, Mo: 0 to 6%, W: 0 to 6%, Cu: 0 to A method for producing a two-phase stainless steel pipe by cold rolling after producing a small pipe for cold working by hot-working or further heat-treating heat treatment of a two-phase stainless steel material containing 3% and N: 0.15 to 0.60%. It starts. The manufacturing method of the two-phase stainless steel pipe of patent document 2 is the workability Rd(=exp[{In(MYS)-In(14.5×Cr+48.3×Mo+20.7×W+) at the section reduction rate in the final cold rolling process. 6.9×N)}/0.195]) is cold rolled within a range of 10 to 80%, and is characterized in that it is a method for producing a two-phase stainless steel pipe having the lowest yield strength of 758.3 to 965.2 MPa. Thereby, it is described in patent document 2 that a biphasic stainless steel pipe which can be used in, for example, an oil well or a gas well, exhibits excellent corrosion resistance in a carbonic acid gas corrosion environment or a stress corrosion environment, and also has high strength, is obtained.

일본 특허 공개 제2007-84837호 공보(특허문헌 3)는, 질량%로, Cr: 20 내지 30%, Ni: 1 내지 11%, Cu: 0.05 내지 3.0%, Nd: 0.005 내지 0.5%, N: 0.1 내지 0.5%, 그리고 Mo: 0.5 내지 6 및 W: 1 내지 10 중 한쪽 또는 양쪽을 함유하는 2상 스테인리스강에 대해 개시한다. 특허문헌 3에서는, Nd를 함유시킴으로써, 2상 스테인리스강의 열간 가공성을 높이고 있다. Japanese Patent Publication No. 2007-84837 (Patent Document 3) is mass%, Cr: 20 to 30%, Ni: 1 to 11%, Cu: 0.05 to 3.0%, Nd: 0.005 to 0.5%, N: Two-phase stainless steel containing 0.1 to 0.5% and one or both of Mo: 0.5 to 6 and W: 1 to 10 is disclosed. In Patent Document 3, the hot workability of the two-phase stainless steel is improved by containing Nd.

일본 특허 공표 제2005-520934호 공보(특허문헌 4)는, 중량%로, Cr: 21.0% 내지 38.0%, Ni: 3.0% 내지 12.0%, Mo: 1.5% 내지 6.5%, W: 0 내지 6.5%, N: 0.2% 내지 0.7%, Ba: 0.0001 내지 0.6%를 함유하고, 공식 저항 당량 지수 PREW가 40≤PREW≤67을 만족시키는, 슈퍼 2상 스테인리스강에 대해 개시한다. 이에 의해, 부서지기 쉬운 시그마(σ)상, 카이(χ)상 등의 금속간 상의 형성이 억제된, 내식성, 내취화성, 주조성 및 열간 가공성이 우수한 슈퍼 2상 스테인리스강이 얻어진다고 특허문헌 4에 기재되어 있다.Japanese Patent Publication No. 2005-520934 (Patent Document 4) is, by weight, Cr: 21.0% to 38.0%, Ni: 3.0% to 12.0%, Mo: 1.5% to 6.5%, W: 0 to 6.5% , N: 0.2% to 0.7%, Ba: 0.0001 to 0.6%, and the official resistance equivalent index PREW satisfies 40≤PREW≤67. By this, it is possible to obtain a super two-phase stainless steel excellent in corrosion resistance, embrittlement resistance, castability and hot workability, in which the formation of intermetallic phases such as fragile sigma (σ) phase and chi (χ) phase is suppressed. It is described in.

국제 공개 제2013/191208호International Publication No. 2013/191208 국제 공개 제2010/082395호International Publication No. 2010/082395 일본 특허 공개 제2007-84837호 공보Japanese Patent Publication No. 2007-84837 일본 특허 공표 제2005-520934호 공보Japanese Patent Publication No. 2005-520934

상술한 바와 같이, 근년, 더욱 우수한 내공식성을 갖는 2상 스테인리스강이 요구되고 있다. 따라서, 특허문헌 1 내지 4에 기재된 기술 이외의 수단에 의해, 우수한 내공식성을 나타내는 2상 스테인리스강이 얻어져도 된다.As described above, in recent years, two-phase stainless steels having better pitting resistance have been required. Therefore, by means other than the techniques described in Patent Documents 1 to 4, a two-phase stainless steel exhibiting excellent pitting resistance may be obtained.

본 개시의 목적은, 우수한 내공식성을 갖는 2상 스테인리스강 및 그의 2상 스테인리스강의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present disclosure is to provide a two-phase stainless steel having excellent pitting resistance and a method for manufacturing the two-phase stainless steel.

본 개시에 의한 2상 스테인리스강은, 질량%로, Cr: 27.00% 초과 내지 29.00%, Mo: 2.50 내지 3.50%, Ni: 5.00 내지 8.00%, W: 4.00 내지 6.00%, Cu: 0.01 내지 0.10% 미만, N: 0.400% 초과 내지 0.600%, C: 0.030% 이하, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00% 이하, sol. Al: 0.040% 이하, V: 0.50% 이하, O: 0.010% 이하, P: 0.030% 이하, S: 0.020% 이하, Ca: 0 내지 0.0040%, Mg: 0 내지 0.0040%, B: 0 내지 0.0040% 및 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 식 (1)을 만족시키는 화학 조성과, 35 내지 65체적%의 페라이트상 및 잔부는 오스테나이트상으로 이루어지는 마이크로 조직을 함유한다. 본 개시에 의한 2상 스테인리스강은, 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적률이, 0.5% 이하이다.The two-phase stainless steel according to the present disclosure is, in mass%, Cr: more than 27.00% to 29.00%, Mo: 2.50 to 3.50%, Ni: 5.00 to 8.00%, W: 4.00 to 6.00%, Cu: 0.01 to 0.10% Less than, N: more than 0.400% to 0.600%, C: 0.030% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, sol. Al: 0.040% or less, V: 0.50% or less, O: 0.010% or less, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Ca: 0 to 0.0040%, Mg: 0 to 0.0040%, B: 0 to 0.0040% And the remainder is composed of Fe and impurities, and contains a chemical composition that satisfies Formula (1), and a microstructure consisting of 35 to 65% by volume of the ferrite phase and the remainder of the austenite phase. In the two-phase stainless steel according to the present disclosure, the area ratio of Cu precipitated in the ferrite phase is 0.5% or less.

Figure pct00001
Figure pct00001

여기서, 식 (1) 중의 각 원소 기호에는, 각 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.Here, the content (mass%) of each element is substituted into each element symbol in the formula (1).

본 개시에 의한 2상 스테인리스강의 제조 방법은, 준비 공정과, 열간 가공 공정과, 냉각 공정과, 용체화 열처리 공정을 구비한다. 준비 공정에서는, 상술한 화학 조성을 갖는 소재를 준비한다. 열간 가공 공정에서는, 소재를, 850℃ 이상으로 열간 가공한다. 냉각 공정에서는, 열간 가공 후의 소재를 5℃/초 이상으로 냉각한다. 용체화 열처리 공정에서는, 냉각한 소재를 1070℃ 이상으로 용체화 열처리한다.The method for manufacturing a two-phase stainless steel according to the present disclosure includes a preparation step, a hot working step, a cooling step, and a solution heat treatment step. In the preparation step, a material having the above-described chemical composition is prepared. In the hot working step, the material is hot worked at 850°C or higher. In the cooling step, the material after hot working is cooled to 5°C/sec or more. In the solution heat treatment step, the cooled material is subjected to solution heat treatment at 1070°C or higher.

본 개시에 의한 2상 스테인리스강은, 우수한 내공식성을 갖는다. 본 개시에 의한 2상 스테인리스강의 제조 방법은, 상술한 2상 스테인리스강을 제조할 수 있다.The two-phase stainless steel according to the present disclosure has excellent pitting resistance. The method for producing a two-phase stainless steel according to the present disclosure can produce the two-phase stainless steel described above.

본 발명자들은, 2상 스테인리스강의 내공식성을 높이는 방법에 대해 조사 및 검토를 행하였다. 그 결과, 이하의 지견을 얻었다.The present inventors investigated and examined the method of improving the pitting resistance of a two-phase stainless steel. As a result, the following knowledge was obtained.

Cr, Mo 및 Cu는, 2상 스테인리스강의 내공식성의 향상에 유효한 것이 알려져 있다. Cr, Mo 및 Cu 중, Cr 및 Mo가 2상 스테인리스강의 내공식성을 높이는 메커니즘은, 다음과 같이 생각되고 있다. Cr은, 산화물로서 2상 스테인리스강의 표면의 부동태 피막의 주성분이 된다. 부동태 피막은, 부식 인자와 2상 스테인리스강의 표면과의 접촉을 방해한다. 그 결과, 부동태 피막이 표면에 형성된 2상 스테인리스강은, 내공식성이 높아진다. Mo는, 부동태 피막에 함유되어, 부동태 피막의 내공식성을 더 높인다.It is known that Cr, Mo and Cu are effective for improving the pitting resistance of a two-phase stainless steel. Among Cr, Mo and Cu, the mechanism by which Cr and Mo improve the pitting resistance of a two-phase stainless steel is considered as follows. Cr is an oxide and is a main component of the passivation film on the surface of the two-phase stainless steel. The passivation film prevents the corrosion factor from contacting the surface of the two-phase stainless steel. As a result, the two-phase stainless steel with the passivation film formed on the surface has high pitting resistance. Mo is contained in the passivation film to further improve the pitting resistance of the passivation film.

한편, Cr, Mo 및 Cu 중, Cu가 2상 스테인리스강의 내공식성을 높이는 메커니즘은, 다음과 같이 생각된다. 공식이 생길 때까지는, 다음 2개의 스텝이 존재한다고 되어 있다. 최초의 스텝은, 공식의 발생(초기 단계)이다. 다음의 스텝은, 공식의 진전(진전 단계)이다. 종래, Cu는, 공식의 진전을 억제하는 효과가 있다고 생각되어 왔다. 특히, 산성 용액 중에 있어서는, 2상 스테인리스강의 표면에 용해 속도가 빠른 활성 사이트가 형성된다. Cu는, 그 활성 사이트를 피복하여, 2상 스테인리스강의 용해를 억제한다. 이에 의해, Cu는 2상 스테인리스강의 공식의 진전을 억제한다고 생각되어 왔다.On the other hand, among Cr, Mo and Cu, the mechanism by which Cu increases the pitting resistance of a two-phase stainless steel is considered as follows. It is said that the next two steps exist until the formula is created. The first step is the occurrence of the formula (initial step). The next step is the official progress (progress step). Conventionally, Cu has been considered to have an effect of suppressing the progress of the formula. In particular, in an acidic solution, an active site having a high dissolution rate is formed on the surface of a two-phase stainless steel. Cu covers the active site and suppresses dissolution of the two-phase stainless steel. Thereby, it has been thought that Cu suppresses the progress of the formula of a two-phase stainless steel.

이상의 메커니즘에 의해, 2상 스테인리스강에 있어서, Cr, Mo 및 Cu는, 내공식성의 향상에 유효한 원소라고 생각되어 왔다. 그 때문에, 종래 2상 스테인리스강에 있어서, Cr, Mo 및 Cu는, 내공식성을 높일 목적으로 적극적으로 함유되어 왔다. 그러나, 본 발명자들의 검토의 결과, 종래 알려져 있지 않았던 다음의 지견이 얻어졌다. 구체적으로는, 본 발명자들은, Cr, Mo 및 Cu 중에서, Cu는, 공식의 발생(초기 단계)에 있어서는, 오히려 내공식성을 저하시키는 경우가 있음을 알아내었다.Based on the above mechanism, in two-phase stainless steel, Cr, Mo and Cu have been considered to be effective elements for improving pitting resistance. Therefore, in the conventional two-phase stainless steel, Cr, Mo, and Cu have been actively contained for the purpose of improving pitting resistance. However, as a result of examination by the present inventors, the following knowledge, which has not been conventionally known, was obtained. Specifically, the present inventors have found that, among Cr, Mo, and Cu, Cu may lower the pitting resistance in the generation of the formula (initial stage).

표 1은, 후술하는 실시예에 있어서의, 시험 번호 2 및 5의 시험편의 화학 조성과, 내공식성의 지표인 공식 전위를 나타내는 표이다. 표 1의 화학 조성은, 후술하는 표 3으로부터, 시험 번호 2 및 5에 대응하는, 강종 B 및 E의 화학 조성에 대해 발췌하고, 2단으로 나누어 기재한 것이다. 표 1의 화학 조성은 질량%로 기재되어 있으며, 잔부는 Fe 및 불순물이다. 표 1의 공식 전위는, 대응하는 시험 번호의 공식 전위를, 후술하는 표 4로부터 발췌하여 기재한 것이다.Table 1 is a table showing the chemical composition of the test pieces of Test Nos. 2 and 5 and the official potential as an index of pitting resistance in Examples described later. The chemical composition of Table 1 is excerpted and divided into two stages for the chemical compositions of Steel Types B and E corresponding to Test Nos. 2 and 5 from Table 3 described later. The chemical composition in Table 1 is described in mass%, and the balance is Fe and impurities. The formal dislocation of Table 1 is obtained by extracting the official dislocation of the corresponding test number from Table 4 to be described later.

Figure pct00002
Figure pct00002

표 1을 참조하여, 시험 번호 2의 시험편 Cu 함유량은, 시험 번호 5의 시험편 Cu 함유량과 비교하여 높았다. 또한, 시험 번호 2의 시험편 Cr 및 Mo 함유량은, 시험 번호 5의 시험편 Cr 및 Mo 함유량과 비교하여 높았다. 따라서, 종래의 지견에 기초하면, Cr, Mo 및 Cu의 함유량이 높은 시험 번호 2의 시험편의 쪽이, 시험 번호 5의 시험편보다 우수한 내공식성을 갖는 것을 예상할 수 있다. 그러나, 시험 번호 2의 시험편 내공식성의 지표인 공식 전위는 71mVvs.SCE이며, 시험 번호 5의 시험편 공식 전위 346mVvs.SCE보다 낮았다.With reference to Table 1, the Cu content of the test piece of Test No. 2 was higher than the Cu content of the test piece of Test No. 5. Moreover, the test piece Cr and Mo content of test number 2 was high compared with the test piece Cr and Mo content of test number 5. Therefore, based on the conventional knowledge, it can be expected that the test piece of Test No. 2 with a high content of Cr, Mo and Cu has better pitting resistance than the test piece of Test No. 5. However, the official potential, which is an index of test piece pitting resistance of Test No. 2, was 71 mVvs.SCE, and was lower than the official potential of test specimen 5, 346 mVvs.SCE.

즉, 종래의 지견으로부터, 시험 번호 5의 시험편보다 우수한 내공식성을 가질 것으로 예상되는 시험 번호 2의 시험편은, 시험 번호 5의 시험편보다, 오히려 내공식성이 저하되어 있었다. 따라서 본 발명자들은, 시험 번호 2 및 5의 시험편 마이크로 조직에 착안하여, 더욱 상세하게 조사하였다. 그 결과, 시험 번호 2의 시험편에서는, 시험 번호 5의 시험편보다, 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적률(페라이트상 내의 Cu 면적률이라고 함)이 높은 것이 밝혀졌다.That is, from the conventional knowledge, the test piece of Test No. 2, which is expected to have superior pitting resistance than that of Test No. 5, had lower pitting resistance than that of Test No. 5. Therefore, the present inventors focused on the microstructures of test pieces 2 and 5 and investigated in more detail. As a result, it was found that in the test piece of Test No. 2, the area ratio of Cu deposited in the ferrite phase (referred to as the Cu area rate in the ferrite phase) was higher than that of the test piece of Test No. 5.

그래서 본 발명자들은 또한, 페라이트상 내에 석출된 Cu가 2상 스테인리스강의 내공식성에 끼치는 영향에 대해, 상세하게 조사 및 검토하였다. 표 2는, 후술하는 실시예에 있어서의, 시험 번호 3 및 6의 시험편의 화학 조성과, 페라이트상 내의 Cu 면적률과, 내공식성의 지표인 공식 전위를 나타내는 표이다. 표 2의 화학 조성은, 후술하는 표 3으로부터, 시험 번호 3 및 6에 대응하는, 강종 C의 화학 조성에 대해 발췌하고, 2단으로 나누어 기재한 것이다. 표 2의 화학 조성은 질량%로 기재되어 있으며, 잔부는 Fe 및 불순물이다. 표 2의 페라이트상 내의 Cu 면적률은, 대응하는 시험 번호의 페라이트상 내의 Cu 면적률을, 후술하는 표 4로부터 발췌하여 기재한 것이다. 표 2의 공식 전위는, 대응하는 시험 번호의 공식 전위를, 후술하는 표 4로부터 발췌하여 기재한 것이다.Therefore, the present inventors also investigated and examined in detail the effect of Cu precipitated in the ferrite phase on the pitting resistance of the two-phase stainless steel. Table 2 is a table showing the chemical composition of the test pieces of Test Nos. 3 and 6, the Cu area ratio in the ferrite phase, and the official potential as an index of pitting resistance in Examples described later. The chemical composition of Table 2 is excerpted and divided into two stages for the chemical composition of Steel Type C corresponding to Test Nos. 3 and 6 from Table 3 described later. The chemical composition in Table 2 is described in mass%, the balance being Fe and impurities. The Cu area ratio in the ferrite phase of Table 2 is obtained by extracting the Cu area ratio in the ferrite phase of the corresponding test number from Table 4 to be described later. The official potential of Table 2 is the excerpt from Table 4 to be described later, with the official potential of the corresponding test number.

Figure pct00003
Figure pct00003

표 2를 참조하여, 시험 번호 3의 시험편 및 시험 번호 6의 시험편의 화학 조성은 동일하였다. 한편, 시험 번호 6의 시험편은, 페라이트상 내의 Cu 면적률이, 시험 번호 3의 시험편 페라이트상 내의 Cu 면적률보다, 낮았다. 그 결과, 시험 번호 6의 시험편 공식 전위는 204mVvs.SCE이며, 시험 번호 3의 시험편 공식 전위-12mVvs.SCE와 비교하여 높았다. 즉, 시험 번호 6의 시험편에서는, 페라이트상 내의 Cu의 석출이 저감된 결과, 시험 번호 3의 시험편보다 우수한 내공식성을 갖고 있었다.With reference to Table 2, the chemical composition of the test piece of Test No. 3 and the test piece of Test No. 6 was the same. On the other hand, in the test piece of Test No. 6, the Cu area ratio in the ferrite phase of Test No. 3 was lower than the Cu area rate in the Ferrite phase of Test No. 3. As a result, the test specimen formula potential of Test No. 6 was 204 mVvs.SCE, and was higher than that of Test No. 3 specimen formula potential -12 mVvs.SCE. That is, in the test piece of Test No. 6, precipitation of Cu in the ferrite phase was reduced, and as a result, it had better pitting resistance than the test piece of Test No. 3.

상술한 바와 같이, 종래, Cr, Mo 및 Cu의 함유량을 높이면, 내공식성이 높아진다고 생각되어 왔다. 그러나, Cr, Mo 및 Cu 중에서 Cu는, 오히려 내공식성을 저하시킬 가능성이 있음을 본 발명자들은 처음으로 알아내었다. 본 발명자들은 또한, 페라이트상 내의 Cu의 석출량을 저감시키면, 내공식성을 높일 수 있다는, 종래 전혀 알려져 있지 않은 지견을 얻었다.As described above, it has been conventionally thought that when the content of Cr, Mo, and Cu is increased, the pitting resistance increases. However, among the Cr, Mo, and Cu, the present inventors have found for the first time that Cu has a possibility of lowering the pitting resistance. The present inventors have also obtained a knowledge that is not known at all in the past, that by reducing the amount of Cu precipitated in the ferrite phase, the pitting resistance can be improved.

페라이트상 내에 석출된 Cu가, 2상 스테인리스강의 내공식성을 저하시키는 상세한 이유는 밝혀지지 않고 있다. 그러나, 본 발명자들은, 다음과 같이 생각하고 있다. 페라이트상 내에 석출된 Cu는, 부동태 피막이 균일한 형성을 저해하고 있을 가능성이 있다. 그 때문에, 페라이트상 내에 석출된 Cu양이 많은 경우, 부동태 피막에 의한, 부식 인자와 2상 스테인리스강의 표면과의 접촉을 억제하는 효과를 저하시킬 가능성이 있다. 그 결과, 2상 스테인리스강의 표면에 있어서, 공식이 발생된다고 생각하고 있다.The detailed reason why Cu precipitated in the ferrite phase degrades the pitting resistance of the two-phase stainless steel is unknown. However, the present inventors think as follows. Cu precipitated in the ferrite phase may possibly inhibit the uniform formation of the passivation film. Therefore, when the amount of Cu precipitated in the ferrite phase is large, there is a possibility that the effect of suppressing the contact between the corrosion factor and the surface of the two-phase stainless steel by the passivation film may be reduced. As a result, it is thought that the formula is generated on the surface of the two-phase stainless steel.

이상의 지견에 기초하여 완성된 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 질량%로, Cr: 27.00% 초과 내지 29.00%, Mo: 2.50 내지 3.50%, Ni: 5.00 내지 8.00%, W: 4.00 내지 6.00%, Cu: 0.01 내지 0.10% 미만, N: 0.400% 초과 내지 0.600%, C: 0.030% 이하, Si: 1.00% 이하, Mn: 1.00% 이하, sol. Al: 0.040% 이하, V: 0.50% 이하, O: 0.010% 이하, P: 0.030% 이하, S: 0.020% 이하, Ca: 0 내지 0.0040%, Mg: 0 내지 0.0040%, B: 0 내지 0.0040% 및 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 식 (1)을 만족시키는 화학 조성과, 35 내지 65체적%의 페라이트상 및 잔부는 오스테나이트상으로 이루어지는 마이크로 조직을 함유한다. 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적률이, 0.5% 이하이다.The two-phase stainless steel according to the present embodiment, completed on the basis of the above findings, in mass%, Cr: more than 27.00% to 29.00%, Mo: 2.50 to 3.50%, Ni: 5.00 to 8.00%, W: 4.00 to 6.00 %, Cu: 0.01 to less than 0.10%, N: more than 0.400% to 0.600%, C: 0.030% or less, Si: 1.00% or less, Mn: 1.00% or less, sol. Al: 0.040% or less, V: 0.50% or less, O: 0.010% or less, P: 0.030% or less, S: 0.020% or less, Ca: 0 to 0.0040%, Mg: 0 to 0.0040%, B: 0 to 0.0040% And the remainder is composed of Fe and impurities, and contains a chemical composition that satisfies Formula (1), and a microstructure consisting of 35 to 65% by volume of the ferrite phase and the remainder of the austenite phase. In the two-phase stainless steel according to the present embodiment, the area ratio of Cu precipitated in the ferrite phase is 0.5% or less.

Figure pct00004
Figure pct00004

여기서, 식 (1) 중의 각 원소 기호에는, 각 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.Here, the content (mass%) of each element is substituted into each element symbol in the formula (1).

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 상술한 화학 조성과 상술한 마이크로 조직을 갖고, 또한, 페라이트상 내의 Cu의 면적률이 0.5% 이하이다. 그 결과, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 우수한 내공식성을 갖는다.The two-phase stainless steel according to the present embodiment has the above-described chemical composition and microstructure described above, and the area ratio of Cu in the ferrite phase is 0.5% or less. As a result, the two-phase stainless steel according to the present embodiment has excellent pitting resistance.

바람직하게는, 상기 화학 조성은 질량%로, Ca: 0.0001 내지 0.0040%, Mg: 0.0001 내지 0.0040% 및 B: 0.0001 내지 0.0040%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유한다.Preferably, the chemical composition is 1% or more selected from the group consisting of Ca: 0.0001 to 0.0040%, Mg: 0.0001 to 0.0040% and B: 0.0001 to 0.0040% in mass%.

이 경우, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 높아진다.In this case, hot workability of the two-phase stainless steel according to the present embodiment is improved.

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 제조 방법은, 준비 공정과, 열간 가공 공정과, 냉각 공정과, 용체화 열처리 공정을 구비한다. 준비 공정에서는, 상술한 화학 조성을 갖는 소재를 준비한다. 열간 가공 공정에서는 소재를, 850℃ 이상에서 열간 가공한다. 냉각 공정에서는, 열간 가공 후의 소재를 5℃/초 이상에서 냉각시킨다. 용체화 열처리 공정에서는, 냉각시킨 소재를, 1070℃ 이상에서 용체화 열처리한다.The manufacturing method of the two-phase stainless steel which concerns on this embodiment is equipped with a preparation process, a hot working process, a cooling process, and a solution heat treatment process. In the preparation step, a material having the above-described chemical composition is prepared. In the hot working step, the material is hot worked at 850°C or higher. In the cooling step, the material after hot working is cooled at 5°C/sec or higher. In the solution heat treatment step, the cooled material is subjected to solution heat treatment at 1070°C or higher.

본 실시 형태에 따른 제조 방법에 의해 제조된 2상 스테인리스강은, 상술한 화학 조성과 상술한 마이크로 조직을 갖고, 또한, 페라이트상 내의 Cu의 면적률이 0.5% 이하이다. 그 결과, 본 실시 형태에 따른 제조 방법에 의해 제조된 2상 스테인리스강은, 우수한 내공식성을 갖는다.The two-phase stainless steel produced by the production method according to the present embodiment has the above-described chemical composition and microstructure described above, and the area ratio of Cu in the ferrite phase is 0.5% or less. As a result, the two-phase stainless steel produced by the manufacturing method according to the present embodiment has excellent pitting resistance.

이하, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the two-phase stainless steel according to the present embodiment will be described in detail.

[화학 조성][Chemical composition]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 화학 조성은, 다음 원소를 함유한다. 또한, 특별히 정함이 없는 한, 원소에 관한 %는 질량%를 의미한다.The chemical composition of the two-phase stainless steel according to the present embodiment contains the following elements. In addition, unless otherwise specified,% with respect to the element means mass%.

[필수 원소에 대해][About essential elements]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 화학 조성은, 다음의 원소를 필수로 함유한다.The chemical composition of the two-phase stainless steel according to the present embodiment essentially contains the following elements.

Cr: 27.00% 초과 내지 29.00%Cr: more than 27.00% to 29.00%

크롬(Cr)은, 산화물로서 2상 스테인리스강의 표면에 부동태 피막을 형성한다. 부동태 피막은, 부식 인자와 2상 스테인리스강의 표면과의 접촉을 방해한다. 그 결과, 2상 스테인리스강의 공식의 발생이 억제된다. Cr은 또한, 2상 스테인리스강의 페라이트 조직을 얻기 위해 필요한 원소이다. 충분한 페라이트 조직을 얻음으로써, 안정된 내공식성이 얻어진다. Cr 함유량이 너무 낮으면, 이러한 효과를 얻지 못한다. 한편, Cr 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Cr 함유량은 27.00% 초과 내지 29.00%이다. Cr 함유량의 바람직한 하한은 27.50%이고, 보다 바람직하게는 28.00%이다. Cr 함유량의 바람직한 상한은 28.50%이다.Chromium (Cr) is an oxide, and forms a passivation film on the surface of a two-phase stainless steel. The passivation film prevents the corrosion factor from contacting the surface of the two-phase stainless steel. As a result, the occurrence of the formula of the two-phase stainless steel is suppressed. Cr is also an element necessary to obtain a ferrite structure of two-phase stainless steel. By obtaining a sufficient ferrite structure, stable pitting resistance is obtained. If the Cr content is too low, this effect is not obtained. On the other hand, if the Cr content is too high, the hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Cr content is more than 27.00% to 29.00%. The preferable lower limit of the Cr content is 27.50%, and more preferably 28.00%. The preferable upper limit of the Cr content is 28.50%.

Mo: 2.50 내지 3.50%Mo: 2.50 to 3.50%

몰리브덴(Mo)은, 부동태 피막에 함유되어, 부동태 피막의 내식성을 더욱 높인다. 그 결과, 2상 스테인리스강의 내공식성을 높인다. Mo 함유량이 너무 낮으면, 이 효과를 얻지 못한다. 한편, Mo 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강을 포함하는 강관을 조립하거나 하는 경우의 가공성이 저하된다. 따라서, Mo 함유량은 2.50 내지 3.50%이다. Mo 함유량의 바람직한 하한은 2.80%이고, 보다 바람직하게는 3.00%이다. Mo 함유량의 바람직한 상한은 3.30%이다.Molybdenum (Mo) is contained in the passivation film, further enhancing the corrosion resistance of the passivation film. As a result, the pitting resistance of the two-phase stainless steel is enhanced. If the Mo content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, if the Mo content is too high, workability in the case of assembling a steel pipe containing two-phase stainless steel is deteriorated. Therefore, the Mo content is 2.50 to 3.50%. The preferable lower limit of the Mo content is 2.80%, and more preferably 3.00%. The preferable upper limit of the Mo content is 3.30%.

Ni: 5.00 내지 8.00%Ni: 5.00 to 8.00%

니켈(Ni)은, 오스테나이트 안정화 원소이며, 페라이트ㆍ오스테나이트의 2상 조직을 얻기 위해 필요한 원소이다. Ni 함유량이 너무 낮으면, 이 효과를 얻지 못한다. 한편, Ni 함유량이 너무 높으면, 페라이트상과 오스테나이트상의 밸런스가 얻어지지 않는다. 이 경우, 안정되게 2상 스테인리스강이 얻어지지 않는다. 따라서, Ni 함유량은 5.00 내지 8.00%이다. Ni 함유량의 바람직한 하한은 5.50%이고, 보다 바람직하게는 6.00%이다. Ni 함유량의 바람직한 상한은 7.50%이다.Nickel (Ni) is an austenite stabilizing element and is an element necessary for obtaining a two-phase structure of ferrite and austenite. If the Ni content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, when the Ni content is too high, the balance of the ferrite phase and the austenite phase is not obtained. In this case, two-phase stainless steel is not stably obtained. Therefore, the Ni content is 5.00 to 8.00%. The preferable lower limit of the Ni content is 5.50%, and more preferably 6.00%. The preferable upper limit of the Ni content is 7.50%.

W: 4.00 내지 6.00%W: 4.00 to 6.00%

텅스텐(W)은, Mo와 마찬가지로 부동태 피막에 함유되어, 부동태 피막의 내식성을 더욱 높인다. 그 결과, 2상 스테인리스강의 공식의 발생을 억제한다. W 함유량이 너무 낮으면, 이 효과를 얻지 못한다. 한편, W 함유량이 너무 높으면, σ상이 석출되기 쉬워져, 인성이 저하된다. 따라서, W 함유량은 4.00 내지 6.00%이다. W 함유량의 바람직한 하한은 4.50%이다. W 함유량의 바람직한 상한은 5.50%이다.Tungsten (W), like Mo, is contained in the passivation film, further enhancing the corrosion resistance of the passivation film. As a result, the occurrence of the formula of the two-phase stainless steel is suppressed. If the W content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, when the W content is too high, the σ phase tends to precipitate, and toughness decreases. Therefore, the W content is 4.00 to 6.00%. The preferable lower limit of the W content is 4.50%. The preferable upper limit of the W content is 5.50%.

Cu: 0.01 내지 0.10% 미만Cu: 0.01 to less than 0.10%

구리(Cu)는, 공식의 진전(진전 단계)을 억제하는 데 유효한 원소이다. Cu 함유량이 너무 낮으면, 이 효과를 얻지 못한다. 한편, Cr, Mo 및 Cu 중에서, Cu는, 공식의 발생(초기 단계)에 있어서는, 내공식성을 저하시킨다. 따라서, 본 실시 형태의 2상 스테인리스강은, 종래 2상 스테인리스강보다 Cu 함유량을 저감시킨다. 그 결과, 페라이트상 내의 Cu의 석출을 억제하고, 2상 스테인리스강의 공식의 발생(초기 단계)을 억제한다. Cu 함유량이 너무 높으면, 페라이트상 내의 Cu 면적률이 너무 높아진다. 이 경우, 2상 스테인리스강의 내공식성이 저하된다. 따라서, Cu 함유량은 0.01 내지 0.10% 미만이다. Cu 함유량의 바람직한 상한은 0.07%이고, 보다 바람직하게는 0.05%이다.Copper (Cu) is an element effective for suppressing the evolution (progression stage) of the formula. If the Cu content is too low, this effect cannot be obtained. On the other hand, among Cr, Mo and Cu, Cu decreases pitting resistance in the generation of the formula (initial stage). Therefore, the two-phase stainless steel of this embodiment reduces Cu content compared with the conventional two-phase stainless steel. As a result, the precipitation of Cu in the ferrite phase is suppressed, and the generation (initial step) of the formula of the two-phase stainless steel is suppressed. When the Cu content is too high, the Cu area ratio in the ferrite phase becomes too high. In this case, the pitting resistance of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Cu content is less than 0.01 to 0.10%. The upper limit with preferable Cu content is 0.07 %, More preferably, it is 0.05 %.

N: 0.400% 초과 내지 0.600%N: more than 0.400% to 0.600%

질소(N)는, 오스테나이트 안정화 원소이며, 페라이트ㆍ오스테나이트의 2상 조직을 얻기 위해 필요한 원소이다. N은 또한, 2상 스테인리스강의 내공식성을 높인다. N 함유량이 너무 낮으면, 이들 효과를 얻지 못한다. 한편, N 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강의 인성 및 열간 가공성이 저하된다. 따라서, N 함유량은 0.400% 초과 내지 0.600%이다. N 함유량의 바람직한 하한은 0.420%이다. N 함유량의 바람직한 상한은 0.500%이다.Nitrogen (N) is an austenite stabilizing element and is an element necessary for obtaining a two-phase structure of ferrite and austenite. N also increases the pitting resistance of the two-phase stainless steel. If the N content is too low, these effects are not obtained. On the other hand, if the N content is too high, the toughness and hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the N content is more than 0.400% to 0.600%. The preferable lower limit of the N content is 0.420%. The preferable upper limit of the N content is 0.500%.

C: 0.030% 이하C: 0.030% or less

탄소(C)는 불가피적으로 함유된다. 즉, C 함유량은 0% 초과이다. C는 결정 입계에 Cr 탄화물을 형성하고, 입계에서의 부식 감수성을 증대시킨다. 따라서, C 함유량은 0.030% 이하이다. C 함유량의 바람직한 상한은 0.025%이고, 보다 바람직하게는 0.020%이다. C 함유량은 가능한 한 낮은 편이 바람직하다. 그러나, C 함유량의 극단적인 저감은, 제조 비용을 대폭 높인다. 따라서, 공업 생산을 고려한 경우, C 함유량의 바람직한 하한은 0.001%이고, 보다 바람직하게는 0.005%이다.Carbon (C) is inevitably contained. That is, the C content is more than 0%. C forms Cr carbide at the grain boundaries and increases the corrosion susceptibility at grain boundaries. Therefore, the C content is 0.030% or less. The upper limit with preferable C content is 0.025 %, More preferably, it is 0.020 %. The C content is preferably as low as possible. However, the extreme reduction of the C content greatly increases the manufacturing cost. Therefore, when industrial production is considered, the preferable lower limit of the C content is 0.001%, and more preferably 0.005%.

Si: 1.00% 이하Si: 1.00% or less

실리콘(Si)은 강을 탈산한다. Si를 탈산제로서 사용하는 경우, Si 함유량은 0% 초과이다. 한편, Si 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Si 함유량은 1.00% 이하이다. Si 함유량의 바람직한 상한은 0.80%이고, 보다 바람직하게는 0.70%이다. Si 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.20%이다.Silicon (Si) deoxidizes the steel. When Si is used as a deoxidizer, the Si content is more than 0%. On the other hand, when the Si content is too high, the hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Si content is 1.00% or less. The upper limit with preferable Si content is 0.80%, More preferably, it is 0.70%. Although the lower limit of the Si content is not particularly limited, it is, for example, 0.20%.

Mn: 1.00% 이하Mn: 1.00% or less

망간(Mn)은 강을 탈산한다. Mn을 탈산제로서 사용하는 경우, Mn 함유량은 0% 초과이다. 한편, Mn 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량은 1.00% 이하이다. Mn 함유량의 바람직한 상한은 0.80%이고, 보다 바람직하게는 0.70%이다. Mn 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.20%이다.Manganese (Mn) deoxidizes the river. When Mn is used as a deoxidizer, the Mn content is more than 0%. On the other hand, when the Mn content is too high, the hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Mn content is 1.00% or less. The upper limit with preferable Mn content is 0.80%, More preferably, it is 0.70%. The lower limit of the Mn content is not particularly limited, but is, for example, 0.20%.

sol. Al: 0.040% 이하sol. Al: 0.040% or less

알루미늄(Al)은 강을 탈산한다. Al을 탈산제로서 사용하는 경우, Al 함유량은 0% 초과이다. 한편, Al 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Al 함유량은 0.040% 이하이다. Al 함유량의 바람직한 상한은 0.030%이고, 보다 바람직하게는 0.025%이다. Al 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.005%이다. 본 실시 형태에 있어서, Al 함유량이란, 산가용성 Al(sol. Al) 함유량을 가리킨다.Aluminum (Al) deoxidizes the steel. When Al is used as a deoxidizer, the Al content is more than 0%. On the other hand, when the Al content is too high, the hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Al content is 0.040% or less. The upper limit with preferable Al content is 0.030%, More preferably, it is 0.025%. Although the lower limit of the Al content is not particularly limited, it is, for example, 0.005%. In the present embodiment, the Al content refers to an acid-soluble Al (sol. Al) content.

V: 0.50% 이하V: 0.50% or less

바나듐(V)은 불가피적으로 함유된다. 즉, V 함유량은 0% 초과이다. V 함유량이 너무 높으면, 페라이트상이 과도하게 증가하고, 2상 스테인리스강의 인성 및 내식성의 저하가 생기는 경우가 있다. 따라서, V 함유량은 0.50% 이하이다. V 함유량의 바람직한 상한은 0.40%이고, 보다 바람직하게는 0.30%이다. V 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.05%이다.Vanadium (V) is inevitably contained. That is, the V content is more than 0%. When the V content is too high, the ferrite phase excessively increases, and the toughness and corrosion resistance of the two-phase stainless steel may occur. Therefore, the V content is 0.50% or less. The preferable upper limit of the V content is 0.40%, and more preferably 0.30%. The lower limit of the V content is not particularly limited, but is, for example, 0.05%.

O: 0.010% 이하O: 0.010% or less

산소(O)는 불순물이다. 즉, O 함유량은 0% 초과이다. O는 2상 스테인리스강의 열간 가공성을 저하시킨다. 따라서, O 함유량은 0.010% 이하이다. O 함유량의 바람직한 상한은 0.007%이고, 보다 바람직하게는 0.005%이다. O 함유량은 가능한 한 낮은 편이 바람직하다. 그러나, O 함유량의 극단적인 저감은, 제조 비용을 대폭 높인다. 따라서, 공업 생산을 고려한 경우, O 함유량의 바람직한 하한은 0.0001%이고, 보다 바람직하게는 0.0005%이다.Oxygen (O) is an impurity. That is, the O content is more than 0%. O lowers the hot workability of the two-phase stainless steel. Therefore, the O content is 0.010% or less. The upper limit with preferable O content is 0.007%, More preferably, it is 0.005%. It is preferable that the O content is as low as possible. However, the extreme reduction of the O content greatly increases the manufacturing cost. Therefore, when industrial production is considered, the preferable lower limit of the O content is 0.0001%, and more preferably 0.0005%.

P: 0.030% 이하P: 0.030% or less

인(P)은 불순물이다. 즉, P 함유량은 0% 초과이다. P은 2상 스테인리스강의 내공식성 및 인성을 저하시킨다. 따라서, P 함유량은 0.030% 이하이다. P 함유량의 바람직한 상한은 0.025%이고, 보다 바람직하게는 0.020%이다. P 함유량은 가능한 한 낮은 편이 바람직하다. 그러나, P 함유량의 극단적인 저감은, 제조 비용을 대폭 높인다. 따라서, 공업 생산을 고려한 경우, P 함유량의 바람직한 하한은 0.001%이고, 보다 바람직하게는 0.005%이다.Phosphorus (P) is an impurity. That is, the P content is more than 0%. P lowers the pitting resistance and toughness of the two-phase stainless steel. Therefore, the P content is 0.030% or less. The upper limit with preferable P content is 0.025 %, More preferably, it is 0.020 %. The P content is preferably as low as possible. However, the extreme reduction of the P content greatly increases the manufacturing cost. Therefore, when industrial production is considered, the preferable lower limit of the P content is 0.001%, and more preferably 0.005%.

S: 0.020% 이하S: 0.020% or less

황(S)은 불순물이다. 즉, S 함유량은 0% 초과이다. S는 2상 스테인리스강의 열간 가공성을 저하시킨다. 따라서, S 함유량은 0.020% 이하이다. S 함유량의 바람직한 상한은 0.010%이고, 보다 바람직하게는 0.005%이고, 더욱 바람직하게는 0.003%이다. S 함유량은 가능한 한 낮은 편이 바람직하다. 그러나, S 함유량의 극단적인 저감은, 제조 비용을 대폭 높인다. 따라서, 공업 생산을 고려한 경우, S 함유량의 바람직한 하한은 0.0001%이고, 보다 바람직하게는 0.0005%이다.Sulfur (S) is an impurity. That is, the S content is more than 0%. S degrades the hot workability of two-phase stainless steel. Therefore, the S content is 0.020% or less. The upper limit with preferable S content is 0.010 %, More preferably, it is 0.005 %, More preferably, it is 0.003 %. The S content is preferably as low as possible. However, the extreme reduction of the S content greatly increases the manufacturing cost. Therefore, when industrial production is considered, the preferable lower limit of the S content is 0.0001%, and more preferably 0.0005%.

본 실시 형태의 2상 스테인리스강의 화학 조성의 잔부는, Fe 및 불순물로 이루어진다. 여기서, 화학 조성에 있어서의 불순물이란, 2상 스테인리스강을 공업적으로 제조할 때, 원료로서의 광석, 스크랩, 또는 제조 환경 등으로부터 혼입되는 것으로서, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강에 악영향을 주지 않는 범위에서 허용됨을 의미한다.The balance of the chemical composition of the two-phase stainless steel of the present embodiment is made of Fe and impurities. Here, the impurities in the chemical composition are mixed from ores as raw materials, scrap, or a manufacturing environment when industrially producing two-phase stainless steel, and do not adversely affect the two-phase stainless steel according to the present embodiment. It means that it is allowed within the scope.

[임의 원소에 대해][About arbitrary elements]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 화학 조성은, 다음 원소를 임의로 함유해도 된다.The chemical composition of the two-phase stainless steel according to the present embodiment may optionally contain the following elements.

Ca: 0 내지 0.0040%Ca: 0 to 0.0040%

칼슘(Ca)은 임의 원소이며, 함유되어 있지 않아도 된다. 즉, Ca 함유량은 0%여도 된다. 함유되는 경우, Ca은 2상 스테인리스강의 열간 가공성을 높인다. Ca이 미세하게라도 함유되면, 이 효과가 어느 정도 얻어진다. 한편, Ca 함유량이 너무 높으면, 조대한 산화물이 생성되고, 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Ca 함유량은 0 내지 0.0040%이다. Ca 함유량의 바람직한 하한은 0.0001%이고, 보다 바람직하게는 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다. Ca 함유량의 바람직한 상한은 0.0030%이다.Calcium (Ca) is an arbitrary element and need not be contained. That is, the Ca content may be 0%. When contained, Ca increases the hot workability of the two-phase stainless steel. If Ca is contained even finely, this effect is obtained to some extent. On the other hand, if the Ca content is too high, coarse oxides are generated, and the hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Ca content is 0 to 0.0040%. The preferable lower limit of the Ca content is 0.0001%, more preferably 0.0005%, and even more preferably 0.0010%. The preferable upper limit of the Ca content is 0.0030%.

Mg: 0 내지 0.0040%Mg: 0 to 0.0040%

마그네슘(Mg)은 임의 원소이며, 함유되어 있지 않아도 된다. 즉, Mg 함유량은 0%여도 된다. 함유되는 경우, Mg은 Ca과 마찬가지로, 2상 스테인리스강의 열간 가공성을 높인다. Mg이 미세하게라도 함유되면, 이 효과가 어느 정도 얻어진다. 한편, Mg 함유량이 너무 높으면, 조대한 산화물이 생성되고, 2상 스테인리스강의 열간 가공성이 저하된다. 따라서, Mg 함유량은 0 내지 0.0040%이다. Mg 함유량의 바람직한 하한은 0.0001%이고, 보다 바람직하게는 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다. Ca 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.0030%이다.Magnesium (Mg) is an arbitrary element and need not be contained. That is, the Mg content may be 0%. When contained, Mg, like Ca, enhances the hot workability of the two-phase stainless steel. If Mg is contained even finely, this effect is obtained to some extent. On the other hand, if the Mg content is too high, coarse oxides are generated, and the hot workability of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the Mg content is 0 to 0.0040%. The preferable lower limit of the Mg content is 0.0001%, more preferably 0.0005%, and even more preferably 0.0010%. The upper limit of the Ca content is preferably 0.0030%.

B: 0 내지 0.0040%B: 0 to 0.0040%

보론(B)은 임의 원소이며, 함유되어 있지 않아도 된다. 즉, B 함유량은 0%여도 된다. 함유되는 경우, B는 Ca 및 Mg와 마찬가지로, 2상 스테인리스강의 열간 가공성을 높인다. B가 미세하게라도 함유되면, 이 효과가 어느 정도 얻어진다. 한편, B 함유량이 너무 높으면, 2상 스테인리스강의 인성이 저하된다. 따라서, B 함유량은 0 내지 0.0040%이다. B 함유량의 바람직한 하한은 0.0001%이고, 보다 바람직하게는 0.0005%이고, 더욱 바람직하게는 0.0010%이다. Ca 함유량의 상한은, 바람직하게는 0.0030%이다.Boron (B) is an arbitrary element and need not be contained. That is, the B content may be 0%. When contained, B, like Ca and Mg, enhances the hot workability of the two-phase stainless steel. If B is contained even at a fine level, this effect is obtained to some extent. On the other hand, if the B content is too high, the toughness of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the B content is 0 to 0.0040%. The preferable lower limit of the B content is 0.0001%, more preferably 0.0005%, and even more preferably 0.0010%. The upper limit of the Ca content is preferably 0.0030%.

[식 (1)에 대해][About equation (1)]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 화학 조성은, 상기 각 원소의 함유량을 만족시키며, 또한 다음의 식 (1)을 만족시킨다.The chemical composition of the two-phase stainless steel according to the present embodiment satisfies the content of each element, and satisfies the following formula (1).

Figure pct00005
Figure pct00005

여기서, 식 (1) 중의 각 원소 기호에는, 각 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.Here, the content (mass%) of each element is substituted into each element symbol in the formula (1).

F1=Cr+4.0×Mo+2.0×W+20×N-5×ln(Cu)이라고 정의한다. F1은, 내공식성을 나타내는 지표이다. F1이 65.2 미만이면 2상 스테인리스강의 내공식성이 저하된다. 따라서, F1≥65.2이다. F1의 하한은, 바람직하게는 68.0이고, 보다 바람직하게는 69.0이고, 더욱 바람직하게는 70.0이다. F1의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 90.0이다.It is defined as F1=Cr+4.0×Mo+2.0×W+20×N-5×ln(Cu). F1 is an index showing pitting resistance. When F1 is less than 65.2, the pitting resistance of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, F1≥65.2. The lower limit of F1 is preferably 68.0, more preferably 69.0, and even more preferably 70.0. The upper limit of F1 is not particularly limited, but is, for example, 90.0.

[마이크로 조직에 대해][About micro organization]

본 실시 형태가 의한 2상 스테인리스강의 마이크로 조직은, 페라이트 및 오스테나이트로 이루어진다. 구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 마이크로 조직은, 35 내지 65체적%의 페라이트상 및 잔부는 오스테나이트상으로 이루어진다. 페라이트상의 체적률(이하, 페라이트 분율이라고도 함)이 35% 미만이면 사용 환경에 따라서는 응력 부식 균열이 일어날 가능성이 높아진다. 한편, 페라이트상의 체적률이 65%를 초과하는 경우, 2상 스테인리스강의 인성이 저하될 가능성이 높아진다. 그 때문에, 본 실시 형태의 2상 스테인리스강의 마이크로 조직은, 35 내지 65체적%의 페라이트상 및 잔부는 오스테나이트상을 포함한다.The microstructure of the two-phase stainless steel according to the present embodiment is made of ferrite and austenite. Specifically, the microstructure of the two-phase stainless steel according to the present embodiment is composed of an austenitic phase and a ferrite phase of 35 to 65% by volume. When the volume fraction of the ferrite phase (hereinafter also referred to as ferrite fraction) is less than 35%, the possibility of occurrence of stress corrosion cracking increases depending on the use environment. On the other hand, when the volume ratio of the ferrite phase exceeds 65%, the possibility that the toughness of the two-phase stainless steel decreases increases. Therefore, the microstructure of the two-phase stainless steel of the present embodiment contains a ferrite phase and a balance of 35 to 65% by volume of the austenite phase.

[페라이트 분율의 측정 방법][Measurement method of ferrite fraction]

본 실시 형태에 있어서, 2상 스테인리스강의 페라이트 분율은 다음의 방법으로 구할 수 있다. 먼저, 2상 스테인리스강으로부터 마이크로 조직 관찰용 시험편을 채취한다. 2상 스테인리스강이 강판이면, 강판의 판 폭 방향으로 수직인 단면(이하, 관찰면이라고 함)을 연마한다. 2상 스테인리스강이 강관이면, 강관의 축 방향과 두께 방향을 포함하는 단면(관찰면)을 연마한다. 2상 스테인리스강이 봉강 또는 선재이면, 봉강 또는 선재의 축 방향을 포함하는 단면(관찰면)을 연마한다. 다음에, 왕수와 글리세린의 혼합액을 사용하여, 연마 후의 관찰면을 에칭한다.In the present embodiment, the ferrite fraction of two-phase stainless steel can be determined by the following method. First, a microstructure observation test piece is taken from a two-phase stainless steel. If the two-phase stainless steel is a steel sheet, a section perpendicular to the plate width direction of the steel sheet (hereinafter referred to as an observation surface) is polished. When the two-phase stainless steel is a steel pipe, a cross section (observation surface) including the axial direction and the thickness direction of the steel pipe is polished. If the two-phase stainless steel is a steel bar or a wire rod, the cross section (observation surface) including the axial direction of the steel bar or wire rod is polished. Next, the observation surface after polishing is etched using a mixture of aqua regia and glycerin.

에칭된 관찰면을 광학 현미경으로 10 시야 관찰한다. 시야 면적은, 예를 들어 2000㎛2(배율 500배)이다. 각 관찰 시야에 있어서, 페라이트와, 그 밖의 상은 콘트라스트로부터 구별할 수 있다. 그 때문에, 콘트라스트로부터 각 관찰에 있어서의 페라이트를 특정한다. 특정된 페라이트의 면적률을, JIS G0555(2003)에 준거한 점산법으로 측정한다. 측정된 면적률은, 체적 분율과 동등하다고 해서, 이것을 페라이트 분율(체적%)이라고 정의한다.The etched observation surface is observed with an optical microscope for 10 fields of view. The viewing area is, for example, 2000 µm 2 (magnification 500 times). In each viewing field, ferrite and other phases can be distinguished from contrast. Therefore, ferrite in each observation is specified from the contrast. The area ratio of the specified ferrite is measured by a dot method based on JIS G0555 (2003). The measured area ratio is equal to the volume fraction, and this is defined as the ferrite fraction (volume%).

[페라이트상 내의 Cu 면적률에 대해][About Cu area ratio in ferrite phase]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적률은, 0.5% 이하이다. 상술한 바와 같이, 2상 스테인리스강에 포함되는 Cu는, 2상 스테인리스강의 공식의 진전을 억제시키는 것으로 생각되고 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강에서는, Cu를 0.01 내지 0.10% 미만 함유시킨다. 한편, Cu를 0.01 내지 0.10% 미만 함유하는 2상 스테인리스강에서는, 페라이트상 내에 금속 Cu가 석출되는 경우가 있다. 상술한 바와 같이, 페라이트상 내에 석출된 Cu는, 부동태 피막에 의한 공식의 발생을 억제하는 효과를, 저하시키는 것이 밝혀졌다. 즉, 페라이트상 내에 석출된 금속 Cu는, 2상 스테인리스강의 내공식성을 저하시킨다.The area percentage of Cu deposited in the ferrite phase of the two-phase stainless steel according to the present embodiment is 0.5% or less. As mentioned above, Cu contained in two-phase stainless steel is considered to suppress the progress of the formula of two-phase stainless steel. Therefore, in the two-phase stainless steel according to the present embodiment, Cu is contained in an amount of 0.01 to less than 0.10%. On the other hand, in two-phase stainless steels containing less than 0.01 to 0.10% of Cu, metal Cu may precipitate in the ferrite phase. As described above, it has been found that Cu precipitated in the ferrite phase lowers the effect of suppressing the generation of the formula due to the passivation film. That is, the metal Cu precipitated in the ferrite phase deteriorates the pitting resistance of the two-phase stainless steel.

그래서, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 페라이트상 내의 Cu 면적률을 0.5% 이하로 저하시킨다. 그 때문에, 2상 스테인리스강의 공식의 발생이 억제된다. 페라이트상 내의 Cu 면적률은 낮을수록 바람직하다. 페라이트상 내의 Cu 면적률의 상한은, 바람직하게는 0.3%이고, 보다 바람직하게는 0.1%이다. 페라이트상 내의 Cu 면적률의 하한은 0.0%이다.Thus, the two-phase stainless steel according to the present embodiment reduces the Cu area ratio in the ferrite phase to 0.5% or less. Therefore, the occurrence of the formula of the two-phase stainless steel is suppressed. The lower the Cu area ratio in the ferrite phase, the more preferable. The upper limit of the Cu area ratio in the ferrite phase is preferably 0.3%, and more preferably 0.1%. The lower limit of the Cu area ratio in the ferrite phase is 0.0%.

[페라이트상 내의 Cu 면적률의 측정 방법][Measurement method of Cu area ratio in ferrite phase]

본 명세서에서, 페라이트상 내의 Cu 면적률이란, 2상 스테인리스강의 마이크로 조직 중, 페라이트상 내에 석출된 Cu의, 페라이트상에 대한 면적률을 의미한다. 본 실시 형태에 있어서, 페라이트상 내의 Cu 면적률은 다음의 방법으로 측정할 수 있다. FIB-마이크로 샘플링법으로 투과 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope) 관찰용 박막 시료를 제작한다. 박막 시료의 제작에는, 집속 이온 빔 가공 장치(가부시키가이샤 히타치 하이테크 사이언스제, MI4050)를 사용한다. 2상 스테인리스강이 임의의 부분으로부터, TEM 관찰용 박막 시료를 제작한다. 박막 시료의 제작에는, Mo제 메쉬, 표면 보호막으로서 카본 데포막을 사용한다.In this specification, the Cu area ratio in the ferrite phase means the area ratio of the Cu precipitated in the ferrite phase to the ferrite phase in the microstructure of the two-phase stainless steel. In the present embodiment, the Cu area ratio in the ferrite phase can be measured by the following method. A thin film sample for transmission electron microscope (TEM) observation is prepared by FIB-micro sampling. A focused ion beam processing apparatus (manufactured by Hitachi High-Tech Science, MI4050) is used for the production of thin film samples. A thin film sample for TEM observation is produced from an arbitrary portion of a two-phase stainless steel. For the production of a thin film sample, a carbon depot film is used as a mesh made of Mo and a surface protective film.

TEM 관찰에는 전해 방출형 투과 전자 현미경(니혼 덴시 가부시키가이샤제의 JEM-2100F)을 사용한다. 관찰 배율은 10000배로서 TEM 관찰을 행한다. 시야 내의 페라이트상 및 오스테나이트상이란, 콘트라스트가 다르다. 그래서, 콘트라스트에 기초하여, 결정 입계를 특정한다. 각 결정 입계에 둘러싸인 영역의 상을, X선 회절법(XRD: X-Ray Diffraction)에 의해 특정한다. 각 결정 입계에 둘러싸인 영역 중, 페라이트상과 특정된 영역의 면적을, 화상 해석에 의해 구할 수 있다.For TEM observation, an electrolytic emission type transmission electron microscope (JEM-2100F manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.) is used. The observation magnification is 10000 times, and TEM observation is performed. The contrast between the ferrite phase and the austenite phase in the field of view is different. Therefore, a grain boundary is specified based on contrast. The image of the region surrounded by each grain boundary is specified by X-ray diffraction (XRD). Of the regions surrounded by the grain boundaries, the area of the ferrite phase and the specified region can be determined by image analysis.

관찰 시야에 대해, 에너지 분산형 X선 분석법(EDS: Energy Dispersive X-ray Spectrometry)에 의한 원소 분석을 행하고, 원소 맵을 생성한다. 또한, 석출물은, 콘트라스트로부터 특정할 수 있다. 따라서, XRD에 의해 특정된 페라이트상 내에 있어서의, 콘트라스트에 기초하여 특정의 석출물이, 금속 Cu인 것은, EDS에 의해 특정할 수 있다.Elemental analysis by energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) is performed on the observation field of view, and an elemental map is generated. In addition, a precipitate can be specified from contrast. Therefore, it can be specified by EDS that the specific precipitate is metal Cu based on the contrast in the ferrite phase specified by XRD.

특정된 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적을, 화상 해석에 의해 구할 수 있다. 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적의 합계를, 페라이트상의 면적의 합계로 나눈다. 이와 같이 하여, 페라이트상 내의 Cu 면적률(%)을 측정한다.The area of Cu precipitated in the specified ferrite phase can be determined by image analysis. The total area of Cu precipitated in the ferrite phase is divided by the total area of the ferrite phase. In this way, the Cu area ratio (%) in the ferrite phase is measured.

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 상술한, 식 (1)을 포함하는 화학 조성 및 페라이트상 내에 Cu 면적률을 포함하는 마이크로 조직의 모두를 만족시킨다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강은, 우수한 내공식성을 갖는다.The two-phase stainless steel according to the present embodiment satisfies all of the above-described chemical composition including formula (1) and the microstructure containing Cu area fraction in the ferrite phase. Therefore, the two-phase stainless steel according to the present embodiment has excellent pitting resistance.

[항복 강도][Yield strength]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 항복 강도는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 항복 강도가 750MPa 이하이면 제조 공정에 있어서 냉간 가공을 생략할 수 있다. 이 경우, 제조 비용을 저감할 수 있다. 따라서, 항복 강도는 750MPa 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는, 항복 강도는 720MPa 이하이다. 항복 강도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 300MPa이다.The yield strength of the two-phase stainless steel according to the present embodiment is not particularly limited. However, if the yield strength is 750 MPa or less, cold working can be omitted in the manufacturing process. In this case, manufacturing cost can be reduced. Therefore, the yield strength is preferably 750 MPa or less. More preferably, the yield strength is 720 MPa or less. The lower limit of the yield strength is not particularly limited, but is, for example, 300 MPa.

[항복 강도의 측정 방법][Method for measuring yield strength]

본 명세서에서 항복 강도란, JIS Z2241(2011)에 준거한 방법으로 구해진 0.2% 내력을 의미한다.Yield strength in the present specification means 0.2% yield strength obtained by a method in accordance with JIS Z2241 (2011).

[2상 스테인리스강의 형상][Shape of 2-phase stainless steel]

본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강의 형상은, 특별히 한정되지 않는다. 2상 스테인리스강은 예를 들어, 강관이어도 되고, 강판이어도 되고, 봉강이어도 되고, 선재여도 된다.The shape of the two-phase stainless steel according to the present embodiment is not particularly limited. The two-phase stainless steel may be, for example, a steel pipe, a steel plate, a steel bar, or a wire rod.

[제조 방법][Manufacturing method]

본 실시 형태의 2상 스테인리스강은, 예를 들어 다음의 방법으로 제조할 수 있다. 제조 방법은, 준비 공정과, 열간 가공 공정과, 냉각 공정과, 용체화 열처리 공정을 구비한다.The two-phase stainless steel of the present embodiment can be produced, for example, by the following method. The manufacturing method includes a preparation step, a hot working step, a cooling step, and a solution heat treatment step.

[준비 공정][Preparation process]

준비 공정에서는, 상술한 화학 조성을 갖는 소재를 준비한다. 소재는, 연속 주조법(라운드 CC를 포함함)에 의해 제조된 주편이어도 되고, 주편으로부터 제조된 강편이어도 된다. 또한, 조괴법에 의해 제조된 잉곳을 열간 가공하여 제조된 강편이어도 된다.In the preparation step, a material having the above-described chemical composition is prepared. The material may be a cast steel produced by a continuous casting method (including round CC), or a steel cast manufactured from the cast steel. Moreover, the steel piece manufactured by hot-processing the ingot manufactured by the ingot process may be sufficient.

[열간 가공 공정][Hot processing process]

준비된 소재를 가열로 또는 균열로에 장입하고, 예를 들어 1150 내지 1300℃로 가열한다. 다음에, 가열된 소재를 열간 가공한다. 열간 가공은, 열간 단조여도 되고, 예를 들어 유진ㆍ세쥬루네법(Ugine-Sejournet) 또는 엘하르트 푸쉬 벤치법을 사용한 열간 압출이어도 되고, 열간 압연이어도 된다. 열간 가공은, 1회 실시해도 되고, 복수회 실시해도 된다.The prepared material is charged into a heating furnace or a cracking furnace, and heated to, for example, 1150 to 1300°C. Next, the heated material is hot worked. The hot working may be hot forging, for example, hot extrusion using the Eugene-Sejournet method or the Elhard push bench method, or hot rolling. The hot working may be performed once or multiple times.

가열된 소재를, 850℃ 이상으로 열간 가공한다. 더 구체적으로는, 열간 가공 종료 시점의 강재 표면 온도가 850℃ 이상이다. 열간 가공 종료 시점의 강재 표면 온도가 850℃ 미만인 경우, 페라이트상 내에 Cu가 다량으로 석출한다. 그 결과, 후술하는 용체화 처리에 의해서도 페라이트상 내의 Cu 면적률을 충분히 저감할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 2상 스테인리스강의 내공식성이 저하된다. 따라서, 열간 가공 종료 시점의 강재 표면 온도는, 850℃ 이상이다. 열간 가공을 복수회 실시하는 경우에는, 최종 열간 가공 종료 시점의 강재 표면 온도가 850℃ 이상이다. 이에 의해, 열간 가공 종료 시점에 있어서, 페라이트상 내에 Cu가 석출되는 것을 억제할 수 있다. 열간 가공 종료 시점의 강재 표면 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1300℃이다. 또한, 열간 가공 종료 시점이란, 열간 가공 종료 후 3초 이내를 의미한다.The heated material is hot processed to 850°C or higher. More specifically, the surface temperature of the steel at the end of hot working is 850°C or higher. When the surface temperature of the steel at the end of the hot working is less than 850°C, a large amount of Cu precipitates in the ferrite phase. As a result, the Cu area ratio in the ferrite phase may not be sufficiently reduced even by the solution treatment described later. In this case, the pitting resistance of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the surface temperature of the steel at the end of hot working is 850°C or higher. In the case where the hot working is performed multiple times, the surface temperature of the steel material at the end of the final hot working is 850°C or higher. Thereby, it can suppress that Cu precipitates in a ferrite phase at the time of completion of hot working. The upper limit of the surface temperature of the steel at the end of the hot working is not particularly limited, but is, for example, 1300°C. In addition, the end time of hot working means within 3 seconds after the end of hot working.

[냉각 공정][Cooling process]

다음에, 열간 가공 후의 소재를 5℃/초 이상에서 냉각한다. 850℃ 부근에서, 페라이트상 내에 Cu가 석출되기 시작한다. 그 때문에, 열간 가공 후의 냉각 너무 속도가 느리면, 페라이트상 내에 Cu가 다량으로 석출된다. 그 결과, 후술하는 용체화 처리에 의해서도 페라이트상 내의 Cu 면적률을 충분히 저감할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 2상 스테인리스강의 내공식성이 저하된다. 따라서, 열간 가공 후의 냉각 속도는, 5℃/초 이상이다. 여기서, 열간 가공을 복수회 실시하는 경우에는, 열간 가공 후란, 최종의 열간 가공 후를 의미한다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 최종의 열간 가공 후의 소재를 5℃/이상에서 냉각한다. 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 냉각 방법은 예를 들어, 공랭, 수랭, 유랭 등이다.Next, the material after hot working is cooled at 5°C/sec or higher. At around 850°C, Cu starts to precipitate in the ferrite phase. Therefore, if the cooling rate after hot working is too low, a large amount of Cu precipitates in the ferrite phase. As a result, the Cu area ratio in the ferrite phase may not be sufficiently reduced even by the solution treatment described later. In this case, the pitting resistance of the two-phase stainless steel decreases. Therefore, the cooling rate after hot working is 5°C/sec or more. Here, when performing hot working multiple times, after hot working means the last hot working. That is, in the present embodiment, the material after the final hot working is cooled at 5°C/or higher. The upper limit of the cooling rate is not particularly limited. The cooling method is, for example, air cooling, water cooling, or oil cooling.

[용체화 열처리 공정][Solution heat treatment process]

계속해서, 냉각시킨 소재를, 1070℃ 이상에서 용체화 열처리한다. 용체화 열처리에 의해, 페라이트상 내에 석출된 Cu를 고용시킨다. 열간 가공 종료 시점 및 냉각 후에 있어서의 페라이트상 내의 Cu 석출이 충분히 억제된 소재를, 1070℃ 이상으로 용체화 열처리함으로써, 페라이트상 내의 Cu 면적률을 0.5% 이하로 할 수 있다. 용체화 열처리 온도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1150℃이다. 용체화 열처리의 처리 시간은 특별히 한정되지 않는다. 용체화 열처리의 처리 시간은 예를 들어, 1 내지 30분이다.Subsequently, the cooled material is subjected to solution heat treatment at 1070°C or higher. Cu precipitated in the ferrite phase is dissolved by solution heat treatment. The Cu area ratio in the ferrite phase can be set to 0.5% or less by performing a solution heat treatment at 1070°C or higher for a material in which the precipitation of Cu in the ferrite phase is sufficiently suppressed at the end of the hot working and after cooling. The upper limit of the solution heat treatment temperature is not particularly limited, but is, for example, 1150°C. The treatment time of the solution heat treatment is not particularly limited. The treatment time of the solution heat treatment is, for example, 1 to 30 minutes.

이상의 공정에 의해, 본 실시 형태에 따른 2상 스테인리스강을 제조할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제조 비용이 높아지는 점에서, 냉간 가공은 행하지 않은 것이 바람직하다.Through the above steps, the two-phase stainless steel according to the present embodiment can be produced. Moreover, in this embodiment, it is preferable that cold working is not performed because manufacturing cost becomes high.

실시예Example

표 3에 나타내는 화학 조성을 갖는 합금을 50kg의 진공 용해로에서 용제하고, 얻어진 잉곳을 1200℃로 가열하여, 열간 단조 및 열간 압연을 실시하여 두께 10㎜의 강판에 가공하였다. 표 4에 나타내는, 압연 종료 시 온도란, 열간 압연 종료 시점의 강판 표면 온도이다. 표 4에 나타내는, 압연 후 냉각 속도란, 열간 압연 후의 냉각 속도이다. 또한, 강판을 표 4에 나타내는 용체화 온도(℃)에서 용체화 처리하여, 각 시험 번호의 시험편을 얻었다.The alloy having the chemical composition shown in Table 3 was melted in a vacuum melting furnace of 50 kg, and the obtained ingot was heated to 1200°C, hot-forged and hot-rolled, and processed into a steel plate having a thickness of 10 mm. The temperature at the end of rolling, shown in Table 4, is the surface temperature of the steel sheet at the end of hot rolling. The cooling rate after rolling shown in Table 4 is the cooling rate after hot rolling. In addition, the steel sheet was subjected to solution treatment at a solution temperature (°C) shown in Table 4 to obtain test pieces of each test number.

Figure pct00006
Figure pct00006

Figure pct00007
Figure pct00007

[페라이트 분율 측정 시험][Ferrite Fraction Measurement Test]

각 시험 번호의 시험편에 대해, 상술한 방법으로 페라이트 분율(체적%)을 측정하였다. 결과를 표 4에 나타낸다. 또한, 각 시험 번호의 시험편 마이크로 조직 잔부는, 오스테나이트상이었다.About the test piece of each test number, the ferrite fraction (volume %) was measured by the method mentioned above. Table 4 shows the results. In addition, the microstructure remainder of the test piece of each test number was austenite.

[페라이트상 내의 Cu 면적률의 측정 시험][Measurement test of Cu area ratio in ferrite phase]

각 시험 번호의 시험편에 대해, 상술한 방법으로 페라이트상 내의 Cu 면적률(%)을 측정하였다. 결과를 표 4에 나타낸다. About the test piece of each test number, the Cu area ratio (%) in a ferrite phase was measured by the method mentioned above. Table 4 shows the results.

[공식 전위 측정 시험][Official potential measurement test]

용체화 처리 후의 각 시험 번호의 시험편 공식 전위를 측정하였다. 먼저, 시험편을 기계 가공하여 직경 15㎜, 두께 2㎜의 시험편으로 하였다. 얻어진 시험편을 사용하여, 80℃, 25% NaClaq. 중에서 공식 전위를 측정하였다. 시험 온도 및 NaCl 농도 이외의 조건은, JIS G0577(2014)에 준하여 행하였다. 각 시험 번호의 시험편 공식 전위 Vc'100의 측정 결과를 표 4에 나타낸다.The test piece formula potential of each test number after solution treatment was measured. First, the test piece was machined to obtain a test piece having a diameter of 15 mm and a thickness of 2 mm. Using the obtained test piece, 80°C, 25% NaClaq. Among them, the official potential was measured. Conditions other than the test temperature and NaCl concentration were performed according to JIS G0577 (2014). Table 4 shows the measurement results of the test piece formula potential Vc' 100 for each test number.

[인장 시험][Tensile test]

각 시험 번호의 시험편에 대해, JIS Z2241(2011)에 준거한 방법에서, 0.2% 내력을 구하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.About the test piece of each test number, 0.2% yield strength was calculated|required by the method based on JISZ2241 (2011). Table 4 shows the results.

[평가 결과][Evaluation results]

표 3 및 표 4를 참조하여, 시험 번호 5 내지 8의 시험편은, 화학 조성이 적절하고, 또한, 제조 조건이 적절하였다. 그 때문에, 시험 번호 5 내지 8의 시험편은, 페라이트 분율이 35 내지 65체적%이며 잔부가 오스테나이트상으로 이루어지는 2상 스테인리스강이며, 또한, 페라이트상 내의 Cu 면적률이 0.5% 이하였다. 그 결과, 시험 번호 5 내지 8의 강판 공식 전위(mVvs.SCE)는 100 이상으로 되어, 우수한 내공식성을 나타내었다.With reference to Tables 3 and 4, the test pieces of Test Nos. 5 to 8 had a suitable chemical composition, and manufacturing conditions were appropriate. Therefore, the test pieces of Test Nos. 5 to 8 had a ferrite fraction of 35 to 65% by volume and the remainder was a two-phase stainless steel composed of an austenite phase, and the Cu area ratio in the ferrite phase was 0.5% or less. As a result, the steel plate formula potentials (mVvs.SCE) of Test Nos. 5 to 8 were 100 or more, showing excellent pitting resistance.

한편, 시험 번호 1의 시험편에서는, Cu 함유량이 너무 높았다. 시험 번호 1의 시험편에서는 또한, F1이 59.8이며, 식 (1)을 만족시키지 않았다. 그 때문에, 시험 번호 1의 시험편 페라이트상 내의 Cu 면적률은, 0.8%였다. 그 결과, 시험 번호 1의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 -60이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.On the other hand, in the test piece of Test No. 1, the Cu content was too high. In the test piece of Test No. 1, F1 was also 59.8, and Expression (1) was not satisfied. Therefore, the Cu area ratio in the ferrite phase of the test piece of Test No. 1 was 0.8%. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 1 was -60, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 2의 시험편에서는, Cu 함유량이 너무 높았다. 그 때문에, 시험 번호 2의 시험편 페라이트상 내의 Cu 면적률은, 0.6%였다. 그 결과, 시험 번호 2의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 71이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 2, the Cu content was too high. Therefore, the Cu area ratio in the ferrite phase of the test piece of Test No. 2 was 0.6%. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 2 was 71, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 3의 시험편에서는, 용체화 온도가 1050℃이고, 너무 낮았다. 그 때문에, 시험 번호 3의 시험편 페라이트상 내의 Cu 면적률은, 0.7%였다. 그 결과, 시험 번호 3의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 -12이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 3, the solution temperature was 1050°C and was too low. Therefore, the Cu area ratio in the ferrite phase of the test piece of Test No. 3 was 0.7%. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 3 was -12, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 4의 시험편에서는, 각 원소의 함유량은 적절하였지만, F1이 65.1이며, 식 (1)을 만족시키지 않았다. 그 결과, 시험 번호 4의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 85이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 4, the content of each element was appropriate, but F1 was 65.1 and did not satisfy Formula (1). As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 4 was 85, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 9의 시험편에서는, W 함유량이 너무 낮았다. 그 결과, 시험 번호 9의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 70이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 9, the W content was too low. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 9 was 70, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 10의 시험편에서는, Mo 함유량이 너무 낮았다. 그 결과, 시험 번호 10의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 76이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 10, the Mo content was too low. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 10 was 76, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 11의 시험편에서는, Cr 함유량이 너무 낮았다. 그 결과, 시험 번호 11의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 81이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 11, the Cr content was too low. As a result, the test piece formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 11 was 81, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 12의 시험편에서는, 열간 압연 종료 시의 온도가 840℃이고, 너무 낮았다. 그 때문에, 시험 번호 12의 시험편 페라이트상 내의 Cu 면적률은, 1.1%였다. 그 결과, 시험 번호 12의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 -150이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.In the test piece of Test No. 12, the temperature at the end of hot rolling was 840°C, and it was too low. Therefore, the Cu area ratio in the ferrite phase of the test piece of Test No. 12 was 1.1%. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 12 was -150, and did not show excellent pitting resistance.

시험 번호 13의 시험편은, 열간 압연 종료 후의 냉각 속도가 3℃/초이며, 너무 느렸다. 그 때문에, 시험 번호 13의 시험편 페라이트상 내의 Cu 면적률은, 1.6%였다. 그 결과, 시험 번호 13의 시험편 공식 전위(mVvs.SCE)는 -71이며, 우수한 내공식성을 나타내지 않았다.The test piece of Test No. 13 had a cooling rate of 3°C/sec after the completion of hot rolling and was too slow. Therefore, the Cu area ratio in the ferrite phase of the test piece of Test No. 13 was 1.6%. As a result, the test specimen formula potential (mVvs.SCE) of Test No. 13 was -71, and did not show excellent pitting resistance.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였다. 그러나, 상술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시 형태를 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.The embodiments of the present invention have been described above. However, the above-described embodiment is only an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be carried out by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit.

Claims (3)

질량%로,
Cr: 27.00% 초과 내지 29.00%,
Mo: 2.50 내지 3.50%,
Ni: 5.00 내지 8.00%,
W: 4.00 내지 6.00%,
Cu: 0.01 내지 0.10% 미만,
N: 0.400% 초과 내지 0.600%,
C: 0.030% 이하,
Si: 1.00% 이하,
Mn: 1.00% 이하,
sol. Al: 0.040% 이하,
V: 0.50% 이하,
O: 0.010% 이하,
P: 0.030% 이하,
S: 0.020% 이하,
Ca: 0 내지 0.0040%,
Mg: 0 내지 0.0040%,
B: 0 내지 0.0040% 및
잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 식 (1)을 만족시키는 화학 조성과,
35 내지 65체적%의 페라이트상 및 잔부는 오스테나이트상으로 이루어지는 마이크로 조직을 함유하고,
상기 페라이트상 내에 석출된 Cu의 면적률이, 0.5% 이하인, 2상 스테인리스강.
Figure pct00008

여기서, 식 (1) 중의 각 원소 기호에는, 각 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
In mass%,
Cr: more than 27.00% to 29.00%,
Mo: 2.50 to 3.50%,
Ni: 5.00 to 8.00%,
W: 4.00 to 6.00%,
Cu: 0.01 to less than 0.10%,
N: more than 0.400% to 0.600%,
C: 0.030% or less,
Si: 1.00% or less,
Mn: 1.00% or less,
sol. Al: 0.040% or less,
V: 0.50% or less,
O: 0.010% or less,
P: 0.030% or less,
S: 0.020% or less,
Ca: 0 to 0.0040%,
Mg: 0 to 0.0040%,
B: 0 to 0.0040% and
The balance is made of Fe and impurities, and the chemical composition that satisfies Formula (1),
35 to 65% by volume of the ferrite phase and the balance contains a microstructure composed of austenite phase,
Two-phase stainless steel, in which the area ratio of Cu precipitated in the ferrite phase is 0.5% or less.
Figure pct00008

Here, the content (mass%) of each element is substituted into each element symbol in the formula (1).
제1항에 있어서, 2상 스테인리스강이며, 상기 화학 조성은 질량%로,
Ca: 0.0001 내지 0.0040%,
Mg: 0.0001 내지 0.0040% 및
B: 0.0001 내지 0.0040%로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는, 2상 스테인리스강.
The method according to claim 1, which is a two-phase stainless steel, the chemical composition in mass%,
Ca: 0.0001 to 0.0040%,
Mg: 0.0001 to 0.0040% and
B: Two-phase stainless steel containing one or two or more selected from the group consisting of 0.0001 to 0.0040%.
질량%로,
Cr: 27.00% 초과 내지 29.00%,
Mo: 2.50 내지 3.50%,
Ni: 5.00 내지 8.00%,
W: 4.00 내지 6.00%,
Cu: 0.01 내지 0.10% 미만,
N: 0.400% 초과 내지 0.600%,
C: 0.030% 이하,
Si: 1.00% 이하,
Mn: 1.00% 이하,
sol. Al: 0.040% 이하,
V: 0.50% 이하,
O: 0.010% 이하,
P: 0.030% 이하,
S: 0.020% 이하,
Ca: 0 내지 0.0040%,
Mg: 0 내지 0.0040%,
B: 0 내지 0.0040% 및
잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 식 (1)을 만족시키는 화학 조성을 갖는 소재를 준비하는 공정과,
상기 소재를, 850℃ 이상으로 열간 가공하는 공정과,
상기 열간 가공 후의 상기 소재를 5℃/초 이상에서 냉각하는 공정과,
상기 냉각한 상기 소재를, 1070℃ 이상으로 용체화 열처리하는 공정을 구비하는, 2상 스테인리스강의 제조 방법.
Figure pct00009

여기서, 식 (1) 중의 각 원소 기호에는, 각 원소의 함유량(질량%)이 대입된다.
In mass%,
Cr: more than 27.00% to 29.00%,
Mo: 2.50 to 3.50%,
Ni: 5.00 to 8.00%,
W: 4.00 to 6.00%,
Cu: 0.01 to less than 0.10%,
N: more than 0.400% to 0.600%,
C: 0.030% or less,
Si: 1.00% or less,
Mn: 1.00% or less,
sol. Al: 0.040% or less,
V: 0.50% or less,
O: 0.010% or less,
P: 0.030% or less,
S: 0.020% or less,
Ca: 0 to 0.0040%,
Mg: 0 to 0.0040%,
B: 0 to 0.0040% and
The remainder is made of Fe and impurities, and the process of preparing a material having a chemical composition satisfying formula (1),
A process of hot-working the material at 850°C or higher,
A step of cooling the material after the hot working at 5°C/sec or more,
A method for producing a two-phase stainless steel, comprising a step of heat-treating the cooled material at a temperature of 1070°C or higher.
Figure pct00009

Here, the content (mass%) of each element is substituted into each element symbol in the formula (1).
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