KR20220024982A - 마르텐사이트계 스테인리스 강판 및 마르텐사이트계 스테인리스강 부재 - Google Patents

마르텐사이트계 스테인리스 강판 및 마르텐사이트계 스테인리스강 부재 Download PDF

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닛테츠 스테인레스 가부시키가이샤
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Abstract

양식기 나이프, 직기, 공구, 디스크 브레이크 등의 제조에 사용되는 공랭 ??칭을 행해도 우수한 내식성을 갖는 마르텐사이트계 스테인리스 강판 및 부재를 제공한다. 질량％로, C: 0.100 내지 0.170％, Si: 0.30 내지 0.60％, Mn: 0.10 내지 0.60％, Cr: 11.0 내지 15.0％, Ni: 0.05 내지 0.60％, Cu: 0.010 내지 0.50％, V: 0.010 내지 0.10％, Al: 0.05％ 이하, N: 0.060 내지 0.090％, C+1/2N: 0.130 내지 0.190％이고, (1) 식으로 표시되는 γp가 120 이상인 마르텐사이트계 스테인리스 강판에 있어서, 상기 마르텐사이트계 스테인리스 강판을 ??칭하고, 템퍼링한 때, 강판의 판 두께 중앙부에 존재하는 δ 페라이트(δFe)의 판 두께 단면에 있어서의 면적률이 0.1 내지 1％가 된다.

Description

마르텐사이트계 스테인리스 강판 및 마르텐사이트계 스테인리스강 부재
본 발명은 ??칭 후의 내식성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스 강판 및 마르텐사이트계 스테인리스강 부재에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 양식기 나이프, 직기, 공구, 디스크 브레이크 등의 제조에 사용되는 공랭 ??칭을 행해도 우수한 내식성을 갖는 마르텐사이트계 스테인리스강에 관한 것이다.
양식기 나이프(테이블 나이프)나 가위, 직기, 노기스 등의 공구에는, SUS420J1, SUS420J2 강 등의 마르텐사이트계 스테인리스 강판이 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 용도에 있어서는, 도금이나 도장, 방청유의 사용이 곤란하고, 소재 그 자체에 내수성이 요구된다. 또한, 쉽게 마모되지 않는 것도 중요하고 높은 경도가 필요해지고 있기 때문이다.
양식기 나이프 등의 제조 공정은, 통상 강판에서 형빼기하여, 가열, ??칭 후, 연마 공정을 거쳐서 나이프가 된다. ??칭 공정은 공랭 정도로 행하여지는 경우가 많고, 이것도 ??칭성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스 강판의 특성에 의존하고 있다.
특허문헌 1에는, 공랭에서 ??칭 시에 내식성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강이 개시되어 있다. 여기서, 내식성을 향상시키는 원소로서 N을 0.06％ 정도까지 첨가하고 있다.
특허문헌 2에는, N을 더 첨가한 강이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 특수한 설비를 사용하여 N을 더 높인 강이 개시되어 있다.
근년, 유럽을 중심으로 양식기의 내식성에 대한 요구가 고도화해 오고 있다. 그 결과, 내수성 평가 시험에 있어서, 테이블 나이프의 날의 뒷면 또는 날끝, 손잡이부의 중앙부에 녹 발생이 보이는 경우가 여기저기 보여지고 있고, 그 개선이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 제2008-163452호 공보 일본 특허 공개 제2005-163176호 공보 일본 특허 공개 제2005-248263호 공보
일본 금속 학회지, 1962년, 제26권, 제7호, 472-478 페이지
근년, 유럽을 중심으로 양식기의 내식성에 대한 요구의 고도화에 수반하여, 엄격한 내식성 시험에서의 테이블 나이프의 날의 뒷면 또는 날끝, 손잡이부의 중앙부에 녹 발생에 대한 개선 요구가 높아지고 있다. 본 발명에서는, 테이블 나이프 등의 양식기용 등의 마르텐사이트계 스테인리스강의 용도에 대하여 사용에 견딜 수 있는 충분한 경도를 보유 지지하면서, 내식성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스 강판 및 마르텐사이트계 스테인리스강 부재를 제공하는 것을 목적으로 하였다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 먼저, 테이블 나이프의 녹 발생 상황을 상세하게 조사하였다. 그 결과, 녹 발생 부위는 강판 단부면, 상세하게는, 강판 두께 중앙부가 기점이 되고 있는 것이 밝혀졌다. 또한, 매크로 편석에 기인하는 δ 페라이트상(δFe상)의 생성이 확인되고, 이 δFe의 입계가 탄화물의 집적 사이트가 되고, 그 탄화물이 ??칭 시의 가열로 용해되고, 그 후의 냉각 시에 입계 석출하고, 그 결과, 예민화가 일어나서, 입계 부식을 야기하는 것이 녹 발생의 메커니즘인 것이 판명되었다.
또한, 그 녹 발생은 ??칭 시의 냉각 속도에도 의존하는 것을 발견하였다. 냉각 속도는, ??칭 설비에 크게 의존하여 바뀌지만, ??칭 온도로부터 탄화물 석출이 대략 완료하는 온도인 600℃까지의 평균 냉각 속도로 평가하면, 물 ??칭에서는 100℃/s를 초과하는 냉각 속도가 얻어지므로, 탄화물 석출이 억제되어 녹 발생은 일어나기 어렵지만, 테이블 나이프의 제조 공정에서 많이 사용되는 공랭에서는, 그 냉각 속도가 5℃/s 정도에 지나지 않고, 탄화물 석출을 억제할 수 없고 녹 발생이 일어나기 쉬운 것을 알 수 있었다.
본 발명자들은, 이들의 지견에 기초하여, 그 개선 방법을 검토한 결과, 강판 성분에 N을 첨가함으로써, 성형·열처리 후의 양식기 나이프에 있어서, 이 녹 발생을 억제할 수 있는 것을 발견하였다.
그 후, 더욱 상세한 검토를 행하여, 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉,
(1) 질량％로,
C: 0.100 내지 0.170％,
Si: 0.25 내지 0.60％,
Mn: 0.10 내지 0.60％,
P: 0.035％ 이하,
S: 0.015％ 이하,
Cr: 11.0 내지 15.0％,
Ni: 0.05 내지 0.60％,
Cu: 0.010 내지 0.50％,
V: 0.010 내지 0.10％,
Al: 0.05％ 이하
N: 0.060 내지 0.090％
C+1/2N: 0.130 내지 0.190％이고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖고,
하기 식 (1)로 표시되는 γp가 120 이상인 마르텐사이트계 스테인리스 강판에 있어서,
상기 마르텐사이트계 스테인리스 강판을 1050℃에서 30분 유지 후 공랭 ??칭하고, 150℃, 30분의 템퍼링을 행한 때, 판 두께 중앙부에 존재하는 δ 페라이트(δFe)의 판 두께 단면에 있어서의 면적률이 0.1 내지 1％가 되는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 강판.
γp=420C+470N+30Ni+7Mn+9Cu-11.5Cr-11.5Si-12Mo-23V-47Nb-52Al+189 ···식 (1)
식 (1) 중의 원소 기호는, 당해 원소의 함유량(질량％)을 의미한다.
(2) 또한, 상기 Fe의 일부 대신에, 질량％로,
Mo: 0.01 내지 1.0％,
Ti: 0.005 내지 0.050％,
Nb: 0.005 내지 0.050％의
1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스 강판.
(3) 또한, 상기 Fe의 일부 대신에, 질량％로,
Sn: 0.01 내지 0.10％,
Bi: 0.01 내지 0.20％의
1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스 강판.
(4) 본 발명의 강 조성을 갖는 마르텐사이트계 스테인리스강 부재에 있어서,
하기 식 (1)로 표시되는 γp가 120 이상이고,
또한, 판 두께 중앙부에 존재하는 δ 페라이트(δFe)의 판 두께 단면에 있어서의 면적률이 0.1 내지 1％인 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스강 부재.
γp=420C+470N+30Ni+7Mn+9Cu-11.5Cr-11.5Si-12Mo-23V-47Nb-52Al+189 ···식 (1)
식 (1) 중의 원소 기호는, 당해 원소의 함유량(질량％)을 의미한다.
본 발명의 마르텐사이트계 스테인리스 강판은 테이블 나이프 등의 양식기용 등의 마르텐사이트계 스테인리스강의 용도에 대하여 사용에 견딜 수 있는 충분한 경도를 유지하면서, 내식성, 특히 단부면 내식성이 우수하다. 따라서 양식기 나이프 등의 마르텐사이트계 스테인리스강 부재로서 사용된 경우, 내식성이 향상되고 제품 수명이 길어지는 효과도 기대할 수 있다.
도 1은, 개량 무라카미 시약을 사용해서 에칭한 본 발명 강판의 단면 조직의 대표 예.
또한, 상세하게 설명한다.
<강판 및 강 부재의 화학 성분>(％는 질량％를 의미한다.)
C: 0.100 내지 0.170％
C는 N과 함께 ??칭 경도를 정하는 원소이고, 양식기 나이프에 필요한 경도를 얻기 위해서는 0.100％ 이상 필요하다. 바람직하게는 0.110％ 이상이고, 0.120％ 이상이다. 한편, 과도하게 첨가하면 ??칭 경도가 필요 이상으로 커지고, 연마 시의 부하가 증가하는 것 이외에, 인성도 저하시킨다. 또한, 본 발명으로써도 공랭 ??칭 시에 Cr 탄화물이 석출하여 내식성을 손상시키는 것도 일어나기 쉬워지기 때문에, 0.170％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.155％ 이하이다.
Si: 0.25 내지 0.60％
Si는 제강에서의 탈산을 위하여 필요한 것 이외에, ??칭 열처리 후의 산화 스케일의 생성을 억제하는 데에도 유효하기 때문에, 0.25％ 이상 함유시킨다. 0.25％ 미만이면 산화 스케일이 과도하게 생성되고, 최종의 연마 부하를 증대시킨다. 그러나, 과잉의 첨가는 오스테나이트 생성을 억제하고, ??칭성을 손상시키기 때문에, 0.60％ 이하로 한다.
Mn: 0.10 내지 0.60％
Mn은 오스테나이트 안정 원소이고, ??칭 시의 경도와 마르텐사이트양 확보를 위하여 필요하다. 그 때문에, 0.10％ 이상 함유시킨다. 그러나, ??칭 시의 산화 스케일 생성을 촉진시키고, 그 후의 연마 부하를 증대시키기 위해서, 0.60％ 이하로 한다. 또한, 과잉으로 첨가하면 MnS가 많이 생성되고 내식성도 저하시킨다.
P: 0.035％ 이하
P는 원료인 용선이나 페로크롬 등의 합금 중에 불순물로서 포함되는 원소이다. 열연 어닐링 후나 ??칭 후의 강판의 인성에 대하여 유해한 원소이기 때문에, 그 함유량은 0.035％ 이하로 한다. 과잉으로 첨가하면 열간 가공성이나 내식성을 저하시킨다.
S: 0.015％ 이하
S는 오스테나이트상에 대한 고용도가 작고, 입계에 편석하여 열간 가공성의 저하를 촉진한다. 그 때문에, 그 함유량을 0.015％ 이하로 한다. 또한, 과잉으로 첨가하면 MnS가 많이 생성되고 내식성도 저하시킨다.
Cr: 11.0 내지 15.0％
Cr은 양식기 나이프로서 내식성을 유지하기 위해서, 적어도 11.0％ 이상 필요하다. 한편, 오스테나이트 안정 온도를 좁히는 효과도 있기 때문에, 15.0％ 이하로 한다. 바람직하게는, 12.0％ 이상이다. 또한 상한은 14.0％ 이하가 바람직하다. 범위로서는 12.0 내지 14.0％로 하는 것이 좋다.
Ni: 0.05 내지 0.60％
Ni는, Mn과 마찬가지로 오스테나이트 안정 원소이고, ??칭 시의 경도와 마르텐사이트양 확보를 위하여 필요하다. 또한, 내식성을 향상시키는 효과도 있다. 그 때문에, 0.05％ 이상 함유시킨다. 그러나, Ni는 다른 원소와 비교하여 고가이기 때문에, 0.60％ 이하로 한다.
Cu: 0.010 내지 0.50％
Cu는, Mn, Ni와 마찬가지로 오스테나이트 안정 원소이고, 또한, 내식성을 향상시키는 원소이다. 제강 시의 스크랩으로부터의 혼입을 피할 수 없는 원소이기도 하지만, 내식성 향상을 위해 0.010％ 이상 함유시킨다. 한편, 과도한 함유는 열간 가공성 등을 저하시키므로, 0.50％ 이하로 한다. Ni보다는 저렴하지만 비교적 고가이기 때문에, 그 첨가는 가능한 한 낮게 하고 싶은 원소이다.
V: 0.010 내지 0.10％
V는 합금 원소인 페로크롬 등으로부터 불가피하게 혼입되는 경우가 많은 원소이다. 그 삭감은 곤란하고, 0.010％ 이상을 함유시킨다. 그러나, 과도의 함유는 오스테나이트 형성 온도 영역을 좁히므로, 0.10％ 이하로 하였다. 또한, 과잉으로 첨가하면 VN을 형성하고, N을 고정화하기 때문에, 경도 저하나 내식성 저하를 야기하기 때문에 바람직하지 않다.
Al: 0.05％ 이하
Al은 탈산을 위하여 유효한 원소이지만, 과도의 함유는 열연 시에 가용성 개재물인 CaS를 생성시켜, 내식성을 저하시키므로, 그 함유는 0.05％ 이하로 한다. Al은 함유하지 않아도 된다.
N: 0.060 내지 0.090％
N은 C와 함께 ??칭 경도를 정하는 원소임과 함께, 내식성을 향상시키는 본 발명에서는 중요한 원소이다. 그 때문에, 본 발명에서는, 0.060％ 이상 함유시킨다. 0.065％ 이상이 바람직하다. 그러나, N을 과잉으로 함유시키면, 슬래브 중에 기포 결함이 발생하기 쉬워짐과 함께 VOD 등에 의한 2차 정련에서는 제조 비용을 증가시키기 때문에, 그 함유량은, 0.090％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.085％ 이하이다.
C+1/2N: 0.130 내지 0.190％
강 중의 마르텐사이트상의 경도를 정하는 원소는 C와 N이고, 그 합계가 경도에 기여한다. 본 발명자의 검토에 의하면, 경도에 대한 N의 기여는 C의 절반이고, 양식기 나이프로서 필요한 경도를 얻기 위해서는 C+1/2N이 0.130％ 이상인 것이 필요하다. 바람직하게는 0.150％ 이상이다. 한편, C+1/2N이 과잉이 되면, ??칭 경도가 너무 높아져서, 제품이나 제조 공정에 있어서의 중간재(주편 등)의 인성을 손상시키기 때문에, 0.190％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.180％ 이하이고, 0.175％ 이하로 해도 된다.
또한, ??칭한 때에 경도가 안정되게 발현하는 것처럼, 상기 (1) 식에서 기재된 γp가 120 이상이 되도록 상호 조정을 행할 필요가 있다. γp가 120 미만이면 ??칭 조건에 따라서는 경도의 변동이 커진다. 또한, 강 중의 δFe도 많아진다. 본 발명에 있어서는, γp를 130 이상으로 조정해도 되고, 140 이상이어도 된다. 본 발명에 있어서는 170 이하이면 되고, 150 이하여도 된다.
본 발명의 강판 및 강 부재는, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖는다. 게다가, 본 발명에서는, 상기에 설명된 원소에 더하여, 내수성, 내식성을 향상시키기 위해서, 상기 Fe의 일부 대신에, Mo, Nb, Ti 및 Sn, Bi의 원소를 첨가할 수 있다.
Mo: 0.01 내지 1.0％
Mo는 내식성을 향상시키는 원소이고, 0.01％ 이상의 첨가로 그 효과를 발현한다. 그러나, Mo는 고가의 원소이고, 과도하게 첨가해도 효과가 명확하지 않고, 1.0％를 상한으로 한다.
Ti: 0.005 내지 0.050％
Ti는, 탄질화물을 형성함으로써 스테인리스강에 있어서의 크롬 탄질화물의 석출에 의한 예민화나 내식성의 저하를 억제하는 원소이다. 그 효과는 0.005％ 이상에서 발현된다. 그러나, 과도하게 첨가하면, 마르텐사이트상을 불안정하게 하고, 경도가 저하되기 때문에, 0.050％를 상한으로 한다.
Nb: 0.005 내지 0.050％
Nb는, 탄질화물을 형성함으로써 스테인리스강에 있어서의 크롬 탄질화물의 석출에 의한 예민화나 내식성의 저하를 억제하는 원소이다. 그 효과는 0.005％ 이상에서 발현된다. 그러나, 과도하게 첨가하면, 마르텐사이트상을 불안정하게 하고, 경도가 저하되기 때문에, 0.050％를 상한으로 한다.
Sn: 0.01％ 내지 0.10％
Sn은 ??칭 후의 내식성 향상에 유효한 원소이고, 0.01％ 이상이 바람직하고, 필요에 따라 0.05％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 단, 과도한 첨가는 열연 시의 이어부 균열을 촉진하기 때문에 0.10％ 이하로 하는 것이 바람직하다.
Bi: 0.01％ 내지 0.20％
Bi는, 내식성을 향상시키는 원소이다. 그 기구에 대해서는 명확하게 되어 있지 않지만, 녹 발생 기점이 되기 쉬운 MnS를 Bi 첨가에 의해 미세화하는 효과가 있기 때문에, 녹 발생 기점이 되는 확률을 저하시킨다고 생각하고 있다. 0.01％ 이상의 첨가로 효과를 발휘한다. 0.20％ 초과 첨가해도 효과는 포화하는 것뿐이므로, 상한을 0.20％로 한다.
<강판 및 강 부재의 δ 페라이트상 비율>
본 발명자들은 강판의 판 두께 중앙부에 존재하는 δ 페라이트(δFe)가 강판의 단부면 내식성에 크게 영향을 미치는 것을 발견하였다. 강판을 냉각 속도가 느린 공랭 정도로 ??칭한 경우, δFe와 모상(γ상)의 입계가 냉각 중의 Cr 탄화물의 석출 사이트가 되고, 석출한 Cr 탄화물 근방의 예민화를 일으켜서, 단부면 내식성을 저하시킨다고 생각하고 있다. 또한, N이 단부면 내식성을 향상시키는 이유로서, Cr 탄화물의 석출을 억제하는 효과도 있다고 추정하고 있다.
따라서, 본 발명에서는 N 함유와 함께, 강 중의 δFe의 억제가 유효하다.
??칭 전의 강판에 존재하는 δFe를 측정할 수 있으면 되지만, 주변도 모두 페라이트상이고, 측정은 곤란하다. 그 대신에 ??칭·템퍼링 후의 강판에 존재하는 δFe는 주변이 마르텐사이트상이기 때문에, 비교적 측정하기 쉽기 때문에, 본 발명의 강판에 대해서, ??칭·템퍼링 처리를 행한 뒤에 δFe양을 평가한다. 평가를 위한 ??칭 조건은 1050℃로 가열해서 30분 유지한 후, 공랭하는 조건으로 하고, 템퍼링 조건은 150℃, 30분으로 한다. ??칭 온도가 너무 낮고, 시간이 너무 짧으면 페라이트상이 남아 δFe상과 구별할 수 없기 때문에 바람직하지 않고, ??칭 온도가 너무 높고, 시간이 너무 길면 δFe상이 변화하여 초기 상태와 다르기 때문에 바람직하지 않다. ??칭하는 방법은 공랭으로 한다. 강판에 대해서, 상기 평가 조건에서 ??칭·템퍼링을 행한 뒤에, 판 두께 단면에서의 존재 면적률로 평가하여 δFe가 1％ 이하라면 양호한 단부면 내식성이 얻어진다. 0.1％ 미만이면, 본 발명에 구애되지 않고도 우수한 내식성을 나타내지만, δFe를 감소시키기 위하여 장시간의 열처리가 필요하고, 비용도 증대하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 1％를 초과하면 본 발명으로써도 내식성의 개선이 충분하지 않음과 함께, 경도도 불충분해지기 때문에, 바람직하지 않다. 더욱 바람직한 상한은 0.5％이다. 범위로서 0.1％ 내지 0.5％이면 바람직하다.
<강판의 제조 방법>
본 발명의 강판 제조 방법은, 통상의 방법이 사용된다. 용해·주조에 의해, 성분이 조정된 슬래브를 얻고, 그것을 열간 압연한 뒤, 상자 어닐링을 행하고, 숏, 산세하여 제품으로 한다.
단, δFe를 제어하기 위해서, 슬래브의 예비 가열을 행한다. 그때의 가열 조건으로서는, 1100 내지 1150℃의 가열을, 균열 시간 1시간 이상 50시간 이하로 하는 것이 좋다. 가열 온도가 1150℃ 초과이면, 2상(γ+δ)이 안정이 되고, δFe양이 급증하여 바람직하지 않다. 또한, 급증한 δFe는 이 후공정에서도 다량으로 잔존하기 때문에 경도도 저하시키는 요인이 된다. 한편, 1100℃ 미만이면, 장시간 가열해도 δFe가 감소하지 않고, 바람직하지 않다. δFe양은 1150℃ 초과의 경우보다도 적기 때문에, 후공정에 따라서 경도를 유지할 수 있는 경우도 있다. 또한, 1시간 미만이면 δFe가 너무 많아져서 바람직하지 않고, 50시간 초과이면 고비용이 되어 바람직하지 않다.
이 예비 가열은 열간 압연 전의 슬래브 가열로서 행하고, 그대로 열간 압연해도 된다.
<강 부재의 제조 방법>
본 발명에서는, 얻어진 강판을 펀칭하고, ??칭하고, 템퍼링을 행하고, 연마하여 부재를 제작한다. 펀칭 후, 단조를 행하고, 형태를 다듬는 것을 행한다. 또한, ??칭하고, 템퍼링의 조건으로서 이하가 바람직하다. ??칭 온도는 1000 내지 1150℃가 바람직하다. 1000℃ 미만이면, 고온 시에 오스테나이트상이 적고, ??칭 후의 경도가 낮아지기 때문에 바람직하지 않고, 1150℃ 초과이면, δ상이나 안정 오스테나이트상이 증가하고, 이 경우도 경도가 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, ??칭 시의 유지 시간은, 1분 내지 1시간이 바람직하다. 1분 미만이면, 고온 시에 오스테나이트상이 적고, ??칭 후의 경도가 낮아지기 때문에 바람직하지 않고, 1시간 초과이면, 안정 오스테나이트상이 증가하고, 이 경우도 경도가 저하되기 때문에 바람직하지 않다. ??칭 시의 냉각 속도는, ??칭 온도로부터 600℃까지의 평균 냉각 속도로, 1℃/sec 이상이 바람직하다. 이것 미만이면, 경도가 저하되기 때문에 바람직하지 않다. ??칭을 공랭으로 함으로써, 상기 바람직한 냉각 속도를 실현할 수 있다. 템퍼링은, 100℃ 내지 250℃가 바람직하다. 100℃ 미만이면 템퍼링의 효과가 부족하고, 250℃를 초과하면, 경도 저하가 너무 커지기 때문에, 바람직하지 않다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명의 효과를 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에서 사용한 조건에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는, 먼저, 표 1, 표 2에 나타내는 성분 조성의 강을 용제해서 250mm 두께의 슬래브로 주조하였다. 이어서, 이들의 슬래브를 예비 가열로서 1150℃, 40시간의 열처리를 행하고, δFe양을 일정 범위로 하였다. 단, A2강에 대해서는, 1175℃, 40시간 및 950℃, 40시간의 예비 가열을 행하고, 각각 A2'강, A2"강으로 하였다.
그 후, 1150℃로 가열하여, 열간 압연을 거쳐서 판 두께 3 내지 8mm의 열연 강판으로 하였다. 계속하여 열연 강판의 어닐링을 상자 어닐링으로 행하였다. 최고 가열 온도를 800℃ 이상, 900℃ 이하의 온도 영역으로 하였다. 어닐링 후의 강판 표면의 스케일을 숏 블라스트로 제거하고, 산세하였다.
Figure pct00001
Figure pct00002
<실시예 1>
얻어진 강판을 평가하기 위해서, 강판으로부터 평가용의 시료를 잘라내고, 당해 시료에 대해서, ??칭·템퍼링 처리로서 1050℃로 가열해서 30분 유지한 후, 공랭하고, 150℃, 30분의 템퍼링을 행하였다. 그 후, δFe양 측정, 경도 측정, 단부면 내식성의 각 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
δFe양은, 시료 단부면을 경면 연마, 에칭을 행하고, 조직을 현출시켜서, 측정하였다. 에칭액은, 왕수 등으로도 δFe 현출 가능하지만, 비특허문헌 1에 기재되어 있는 개량 무라카미 시약이라고 불리는 시약을 사용하면 δFe가 갈색으로 진하게 에칭되므로 바람직하고, 이것을 사용하여 평가하였다. 도 1에 대표 예를 나타내었다.
개량 무라카미 시약으로 현출시킨 조직을 현미경 검사하고, 일정 폭(본 실시예에서는 2mm)의 전체 두께로부터 δFe의 사진을 촬영하고, 그 화상 해석으로부터 δFe 면적을 구하고, 그것으로부터 면적률(δFe 면적(㎟)/2㎜×전체 두께(mm)×100(％))을 산출하였다. 본 발명의 성분의 강 부재가 우수한 내식성을 나타내기 위해서는, 그 값이, 0.1 내지 1％인 것이 필요하다. 또한, 바람직하게는 0.1％ 내지 0.5％이다. δFe 면적률: 0.1 내지 1％를 합격(A)으로 하고, 그 이상을 불합격(X)으로 하였다.
경도는, 시료 표면을 #80 연마 마무리한 후, 표면 경도(??칭 경도)를 JIS Z 2245에 준거하여 로크 웰 경도계 C 스케일로 평가하고, 50 이상을 합격(A), 그 이외를 불합격(X)으로 하였다.
단부면 내식성의 평가는, 시료 표면 및 단부면을 #600 연마 마무리한 후, 단부면을 평가면으로서 상면으로 하여, 염수 분무 시험을 24시간(JIS Z 2371 「염수 분무 시험 방법」) 행하고, 녹 발생점을 셌다. 2점 이하를 합격(A)으로 하고, 그것을 초과한 경우를 불합격(X)으로 하였다. 특히 녹 발생점이 제로였던 것은, 합격(S)으로 하였다. 또한, 24시간 이상 염수 분무 시험을 행해도, 그 이상 녹이 진전하는 경우는 적기 때문에, 24시간의 결과를 가지고, 단부면 내식성을 판단하였다.
본 발명의 강판은 모두 단부면 내식성이 우수할뿐만 아니라, 다른 특성도 우수하고, 양식기 나이프용 강판으로서 바람직하다. 이에 비해, 비교 강에서는, 단부면 내식성이 열위이거나, 그 밖의 특성이 열위이고, 양식기 나이프용 강판으로서 바람직하지 않은 것이 명확하다.
<실시예 2>
얻어진 강판으로부터 잘라낸 부재를 사용하여, 표 4에 나타내는 조건에서 ??칭 템퍼링을 행하고, 강 부재로 하였다. ??칭은 1050 내지 1150℃에서 가열하고, 그 후 ??칭 온도로부터 600℃까지의 냉각 속도를 표 4에 기재한 냉각 속도로 제어하여 냉각하였다. 또한, 150 내지 250℃에서 1 내지 2h의 템퍼링 처리를 실시하고, 강 부재로 하였다. 또한, A2'강, A2"강도 마찬가지로 처리하였다.
얻어진 강 부재의 δFe양 측정, 경도 측정, 단부면 내식성 평가를 열처리 조건과 함께 표 4에 나타낸다. 또한, 평가 방법 및 평가 기준은 실시예 1과 동일하게 하였다.
Figure pct00004
본 발명의 강 부재는 모두 단부면 내식성이 우수할뿐만 아니라, 다른 특성도 우수하고, 양식기 나이프용 강 부재로서 바람직하다. 이에 비해, 비교 강에서는, 단부면 내식성이 열위이거나, 그 밖의 특성이 열위이고, 양식기 나이프용 강 부재로서 바람직하지 않은 것이 명확하다.
본 발명에 따르면, 공랭 ??칭 후의 단부면 내식성이 우수한 마르텐사이트계 스테인리스강 부재를 생산성 높게 제조하는 것이 가능하게 되고, 그것을 사용하여 제조한 양식기 나이프의 내식성이 향상되고, 산업상, 매우 유용하다.

Claims (4)

  1. 질량％로,
    C: 0.100 내지 0.170％,
    Si: 0.25 내지 0.60％,
    Mn: 0.10 내지 0.60％,
    P: 0.035％ 이하,
    S: 0.015％ 이하,
    Cr: 11.0 내지 15.0％,
    Ni: 0.05 내지 0.60％,
    Cu: 0.010 내지 0.50％,
    V: 0.010 내지 0.10％,
    Al: 0.05％ 이하
    N: 0.060 내지 0.090％
    C+1/2N: 0.130 내지 0.190％이고,
    잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖고,
    하기 식 (1)로 표시되는 γp가 120 이상인 마르텐사이트계 스테인리스 강판에 있어서,
    상기 마르텐사이트계 스테인리스 강판을 1050℃에서 30분 유지 후 공랭 ??칭하고, 150℃, 30분의 템퍼링을 행한 때, 판 두께 중앙부에 존재하는 δ 페라이트(δFe)의 판 두께 단면에 있어서의 면적률이 0.1 내지 1％가 되는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 강판.
    γp=420C+470N+30Ni+7Mn+9Cu-11.5Cr-11.5Si-12Mo-23V-47Nb-52Al+189 ···식 (1)
    식 (1) 중의 원소 기호는, 당해 원소의 함유량(질량％)을 의미한다.
  2. 제1항에 있어서, 또한, 상기 Fe의 일부 대신에, 질량％로,
    Mo: 0.01 내지 1.0％,
    Ti: 0.005 내지 0.050％,
    Nb: 0.005 내지 0.050％의
    1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 강판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 또한, 상기 Fe의 일부 대신에, 질량％로,
    Sn: 0.01 내지 0.10％,
    Bi: 0.01 내지 0.20％의
    1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스 강판.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 강 조성을 갖는 마르텐사이트계 스테인리스강 부재에 있어서,
    하기 식 (1)로 표시되는 γp가 120 이상이고,
    또한, 판 두께 중앙부에 존재하는 δ 페라이트(δFe)의 판 두께 단면에 있어서의 면적률이 0.1 내지 1％인 것을 특징으로 하는 마르텐사이트계 스테인리스강 부재.
    γp=420C+470N+30Ni+7Mn+9Cu-11.5Cr-11.5Si-12Mo-23V-47Nb-52Al+189 ···식 (1)
    식 (1) 중의 원소 기호는, 당해 원소의 함유량(질량％)을 의미한다.
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