KR20220169655A - 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는 벤딩된 부위의 표면크랙이 없고 표면조도가 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 두께 중심부의 평균 결정립 크기(d)값이 5㎛ 이하이고, 180°벤딩 실험 후의 벤딩된 부위에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율이 10% 이하일 수 있다.

Description

오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법{AUSTENITIC STAINLESS STEEL AND MANUFACTURING NMETHOD THEREOF}
본 발명은 벤딩된 부위의 표면크랙이 없고 표면조도가 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 오스테나이트계 스테인리스강은 우수한 성형성, 가공 경화능 및 용접성으로 운송용 부품 및 건축용 부품 등 다양한 용도로 적용이 되고 있다. 하지만, 304계 스테인리스강 또는 301계 스테인리스강은 항복강도가 200 내지 350MPa 수준에 불과하므로 구조물 적용에 한계가 있다. 따라서, 범용 300계 스테인리스강에서 보다 높은 항복강도를 얻기 위해서는 조질 압연 공정을 거치는 것이 일반적인 방법이다. 그러나, 조질 압연 공정을 거치는 방법은 비용상승 문제와 함께 소재의 연신율이 극도로 열위되는 문제가 있다.
특허문헌 0001에서는, 평균결정립 크기를 10㎛이하로 제조하기 위하여 600 내지 700℃범위에서 48시간 이상 장시간 열처리를 행하는 방법을 제시하였다. 그러나 특허문헌 0001에서 제시한 방법은 실제 생산라인에서 구현하기에는 생산성이 떨어지며, 제조비용이 상승되는 문제가 있다.
일본공개특허 제 2020-050940 A호 (공개일자: 2020년04월02일)
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 벤딩 성형성 및 벤딩부의 건전한 표면성상을 구현하는 초세립 제조기술을 제시함으로써, 벤딩된 부위의 표면크랙이 없고 표면조도가 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 두께 중심부의 평균 결정립 크기(d)값이 5㎛ 이하이고, 180°벤딩 실험 후의 벤딩된 부위에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율이 10% 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 상기 벤딩된 부위의 표면조도가 Ra 0.5㎛ 이하, Rz 3㎛ 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 30℃, 3.5% NaCl 용액에 의한 공식 전위 값이 250mV 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연 하는 단계, 상온에서 냉간 압연을 하는 단계 및 아래 식(1)로 표현되는 Ω 값이 -10 이상 10 이하를 만족하도록 냉연소둔 하는 단계를 포함할 수 있다.
식(1): Ω = 406 - 2127*[C] - 26.2*[Mn] - 31.5*[Ni] - 127*[N] - 48.2*[Nb] - 0.108*Temp
한편, 식(1)에서 [C], [Mn], [Ni], [N], [Nb]는 각 원소의 중량%를 의미하고, Temp는 냉연소둔 온도(℃)를 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은 상기 열간 압연하는 단계 후에 소둔하지 않고 냉간 압연 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 벤딩 성형성 및 벤딩부의 건전한 표면성상을 구현하는 초세립 제조기술을 통해, 벤딩된 부위의 표면크랙이 없고 표면조도가 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 발명예 5에 대한 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 표면 성상 및 표면 크랙 유무를 나타낸 사진이다.
도 2는 비교예 4에 대한 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 표면 성상 및 표면 크랙 유무를 나타낸 사진이다.
도 3은 발명예 5에 대한 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 표면조도를 나타낸 사진이다.
도 4는 비교예 14에 대한 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 표면조도를 나타낸 사진이다.
도 5는 발명예 5에 대하여 후방산란전자회절패턴분석기 (Electron Backscatter Diffraction, EBSD)를 통해 두께 중심부의 미세조직을 촬영한 사진이다.
도 6은 발명예 14에 대하여 후방산란전자회절패턴분석기 (Electron Backscatter Diffraction, EBSD)를 통해 두께 중심부의 미세조직을 촬영한 사진이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
이하에서는 상기 합금조성을 한정한 이유에 대하여 구체적으로 설명한다.
C(탄소)의 함량은 0.005 내지 0.03% 일 수 있다.
C는 오스테나이트상 안정화 원소이다. 이를 고려하여 C는 0.005% 이상 첨가될 수 있다. 그러나, C의 함량이 과다한 경우에는 저온 소둔 시 크롬탄화물을 형성하여 입계 내식성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 C 함량의 상한은 0.03%로 제한될 수 있다.
Si(실리콘)의 함량은 0.1 내지 1.0% 일 수 있다.
Si은 제강단계에서 탈산제로 첨가 되는 성분이며, 광휘소둔(Bright Annealing) 공정을 거치는 경우 부동태 막에 Si산화물을 형성하여 강의 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 이를 고려하여 Si는 0.1% 이상 첨가될 수 있다. 그러나, Si의 함량이 과다한 경우에는 강의 연성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 Si 함량의 상한은 1.0%로 제한될 수 있다.
Mn(망간)의 함량은 0.1 내지 2.0% 일 수 있다.
Mn은 오스테나이트상 안정화 원소이다. 이를 고려하여 Mn은 0.1% 이상 첨가될 수 있다. 그러나, Mn의 함량이 과다한 경우에는 내식성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 Mn 함량의 상한은 2.0%로 제한될 수 있다.
Ni(니켈)의 함량은 6.0 내지 12.0% 일 수 있다.
Ni은 오스테나이트상 안정화 원소이며, 강재를 연질화하는 효과가 있다. 이를 고려하여 Ni은 6.0% 이상 첨가될 수 있다. 그러나, Ni 함량이 과다한 경우에는 비용이 상승의 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 Ni 함량의 상한은 12.0%로 제한될 수 있다.
Cr(크롬)의 함량은 16.0 내지 20.0% 일 수 있다.
Cr은 스테인리스강의 내식성 개선을 위한 주요 원소이다. 이를 고려하여 Cr은 16.0% 이상 첨가될 수 있다. 그러나, Cr의 함량이 과다한 경우에는 강재가 경질화되고, 냉간 압연 시 변형 유기 마르텐사이트 변태를 억제시키는 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 Cr 함량의 상한은 20.0%로 제한될 수 있다.
N(질소)의 함량은 0.01 내지 0.2% 일 수 있다.
N는 오스테나이트상 안정화 원소이며, 강재의 강도를 향상시킨다. 이를 고려하여 N는 0.01% 이상 첨가될 수 있다. 그러나, N의 함량이 과다한 경우에는 강재가 경질화되고, 열간가공성이 저하될 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 N 함량의 상한은 0.2%로 제한될 수 있다.
Nb(니오븀)의 함량은 0.25% 이하일 수 있다. Nb은 첨가 시 Nb계열 z상 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하는 효과가 있다. 그러나, Nb의 함량이 과다한 경우에는 비용이 상승할 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여 Nb 함량의 상한은 0.25%로 제한될 수 있다.
나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조 과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조 과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 상기 합금성분 조성비를 제어함으로써, 두께 중심부의 평균 결정립 크기(d)값이 5㎛ 이하이고, 180°벤딩 실험 후의 벤딩된 부위에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율이 10% 이하일 수 있다.
일반적으로 초세립 미세조직을 구현하기 위해서는 오스테나이트상에서 마르텐사이트상으로 변태되는 TRIP 변태를 촉진시키는 방법을 이용한다. 그러나 TRIP 변태를 촉진시키는 방법을 이용하는 경우에는 냉간 변형 시 가공 유기 마르텐사이트 변태량이 많아지게 된다. 그 결과, 소재의 경도가 상승하게 되고, 소재를 가공할 경우에는 가공부분의 표면성상이 좋지 않게 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 예에 따르면 C, Mn, Ni, N, Nb 등의 합금성분 조성비를 제어함으로써, 초세립 미세조직을 구현함과 동시에 벤딩부에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율을 낮춰 표면성상이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 물성에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 중심선 평균 거칠기(Ra)는 0.5㎛ 이하이고, 십점 평균 거칠기(Rz)는 3㎛ 이하일 수 있다. 상기 180°벤딩 실험은 벤딩부 곡률 R값이 소재 두께와 동일하도록 하고, 1회 굽힘을 실시하는 방법으로 진행할 수 있다.
공식 전위(pitting potential)는 부동태화한 금속재료에 구멍 형식으로 부식이 발생하는 임계 전위로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 NaCl 용액에 침지하여 전위를 인가하여 공식이 발생하는 전위 (pitting potential)를 측정한 결과가 250mV 이상일 수 있다. 여기서, 상기 NaCl용액의 온도는 30℃이고, 농도는 3.5% 일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연 한 후, 상온에서 냉간 압연을 하는 단계 및 아래 식(1)로 표현되는 Ω 값이 -10 이상 10 이하를 만족하도록 냉연소둔 하는 단계를 포함할 수 있다.
식(1): Ω = 406 - 2127*[C] - 26.2*[Mn] - 31.5*[Ni] - 127*[N] - 48.2*[Nb] - 0.108*Temp
한편, 식(1)에서 [C], [Mn], [Ni], [N], [Nb]는 각 원소의 중량%를 의미하고, Temp는 냉연소둔 온도(℃)를 의미한다.
각 합금원소의 성분범위를 한정한 이유는 상술한 바와 같으며, 이하 제조단계에 대하여 보다 상세히 설명한다.
상기 합금조성을 갖는 슬라브는 열간 압연 공정을 통해 열간 압연재로 제조될 수 있다. 이후 상기 열간 압연재는 상온에서 냉간 압연하여 냉간 압연재로 제조될 수 있다.
다음으로, 상기 제조된 냉간 압연재는 냉연소둔 될 수 있다. 냉연소둔은 상기 식(1)로 표현되는 Ω값이 -10 이상 10 이하를 만족하기 위해, 상기 냉연 소둔은 700 내지 850℃ 범위에서 진행될 수 있다.
냉연소둔의 온도가 700℃ 미만일 경우에는 재결정이 충분하게 되지 못하여 연신율이 낮아지게 된다. 반면, 냉연소둔의 온도가 850℃를 초과하는 경우에는 입자가 조대화되어 5㎛ 이하의 초세립 입자가 형성되기 어려우므로 오스테나이트계 스테인리스강의 벤딩된 부위의 표면크랙이 발생하고 표면조도가 불량해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은 열간 압연 한 후, 소둔하지 않고 냉간 압연할 수 있다. 열간 압연 한 후 별도의 소둔과정을 거치지 않을 경우에는 생산성이 높아지고 제조원가가 절감될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.
{실시예}
아래 표 1의 성분을 갖는 슬라브를 열간 압연 한 후, 1000 내지 1150℃에서 소둔을 수행하거나 또는 소둔을 수행하지 않고, 상온에서 총판두께감소율 40% 이상으로 냉간 압연 하였다. 그런 다음, 700 내지 850℃ 범위에서 소둔하여 냉연소둔재를 제조하였다.
상기 제조된 냉연소둔재의 식(1)의 값을 아래 표1에 나타내었다. 아래 표 1에서 식(1)의 값은, 식(1): Ω = 406 - 2127*[C] - 26.2*[Mn] - 31.5*[Ni] - 127*[N] - 48.2*[Nb] - 0.108*Temp 으로 정의되는 파라미터 로부터 도출된 값을 의미한다.
상기 식(1)에서 [C], [Mn], [Ni], [N], [Nb]는 각 원소의 중량%를 의미하고, Temp는 냉연소둔 온도(℃)를 의미한다.
구분 합금조성 (중량%) 식(1)
Ω		 Temp
(℃)
C Si Mn Cr Ni Cu Mo N Nb
발명예1 0.02 0.31 0.5 18.2 8.02 0.27 0.1 0.041 0.053 9.8 742
발명예2 0.02 0.31 0.5 18.2 8.02 0.27 0.1 0.041 0.053 8.9 751
발명예3 0.02 0.31 0.5 18.2 8.02 0.27 0.1 0.041 0.053 3.5 801
발명예4 0.019 0.31 0.5 18.1 8.05 0.25 0.1 0.1 0 5.2 750
발명예5 0.019 0.31 0.5 18.1 8.05 0.25 0.1 0.1 0 0 798
발명예6 0.019 0.31 0.5 18.1 8.05 0.25 0.1 0.1 0 -5.6 850
발명예7 0.023 0.53 1.24 17.5 6.4 0 0 0.17 0 9.6 850
발명예8 0.017 0.32 1.79 16.7 6.85 0.25 0.1 0.15 0 7.1 750
발명예9 0.017 0.32 1.79 16.7 6.85 0.25 0.1 0.15 0 1.7 800
발명예10 0.017 0.32 1.79 16.7 6.85 0.25 0.1 0.15 0 -3.6 849
발명예11 0.022 0.31 0.29 18.2 8.09 0.25 0.1 0.02 0 7.8 800
발명예12 0.022 0.31 0.29 18.2 8.09 0.25 0.1 0.02 0 2.4 850
발명예13 0.018 0.3 0.3 18.1 7.96 0.24 0.1 0.021 0.1 9.6 850
비교예1 0.023 0.53 1.24 17.5 6.4 0 0 0.17 0 20.4 750
비교예2 0.023 0.53 1.24 17.5 6.4 0 0 0.17 0 15.1 799
비교예3 0.02 0.51 0.98 17.3 6.3 0 0 0.1 0 45.6 750
비교예4 0.02 0.51 0.98 17.3 6.3 0 0 0.1 0 40.2 800
비교예5 0.02 0.51 0.98 17.3 6.3 0 0 0.1 0 34.8 850
비교예6 0.019 0.3 0.46 17.3 6.3 0.25 0.1 0.15 0.21 44.9 750
비교예7 0.019 0.3 0.46 17.3 6.3 0.25 0.1 0.15 0.21 39.5 800
비교예8 0.019 0.3 0.46 17.3 6.3 0.25 0.1 0.15 0.21 34.1 850
비교예9 0.02 0.29 0.49 16.6 5.98 0.25 0.1 0.18 0 58.3 750
비교예10 0.02 0.29 0.49 16.6 5.98 0.25 0.1 0.18 0 52.9 801
비교예11 0.02 0.29 0.49 16.6 5.98 0.25 0.1 0.18 0 47.5 850
비교예12 0.022 0.31 0.29 18.2 8.09 0.25 0.1 0.02 0 13.2 750
비교예13 0.018 0.3 0.3 18.1 7.96 0.24 0.1 0.021 0.1 20.6 750
비교예14 0.018 0.3 0.3 18.1 7.96 0.24 0.1 0.021 0.1 15.8 795
상기 제조된 냉연소둔재를 0.1~3.0mm 두께의 시편으로 제작했다. 이후, 상기 시편에 대해 두께 중심부의 평균 결정립 크기(d), 공식전위, 벤딩부 마르텐사이트 면적분율, 벤딩부 크랙, 벤딩부 성상, 벤딩부의 중심선 평균 거칠기(Ra) 및 벤딩부의 십점 평균 거칠기(Rz)를 측정한 후, 아래 표 2에 나타냈다.
평균 결정립 크기(d)는 모델명이 e-Flash FS 인 후방산란전자회절패턴분석기 (Electron Backscatter Diffraction, EBSD)을 이용하여 두께 중심부의 방위를 분석해 측정했다.
공식 전위는 NaCl 용액에 침지하고 전위를 인가하여 공식이 발생하는 전위 값을 의미한다. NaCl용액은 온도가 30℃이고, 농도가 3.5%인 용액을 사용했다.
벤딩부 마르텐사이트 면적분율(%)은 180°벤딩 실험 후 벤딩부에서의 마스텐사이트 면적분율(%)을 의미한다. 마르텐사이트 면적분율(%)은 모델명이 FMP30인 페라이트 함량측정기를 사용하여 측정했다.
벤딩부 크랙, 벤딩부 성상, 벤딩부의 중심선 평균 거칠기(Ra) 및 벤딩부의 십점 평균 거칠기(Rz)는 180°벤딩 실험 후 측정했다. 180°벤딩 실험은 벤딩부 곡률(R) 값이 냉연소둔재의 두께와 동일하도록 하고, 1회 굽힘을 실시하는 방법으로 진행했다.
아래 표 2의 벤딩부 크랙에서 'O'는 벤딩부 크랙이 양호한 경우를 의미한다. 'X'는 벤딩부 크랙이 발생한 경우를 의미한다.
아래 표 2의 벤딩부 성상에서 'O'는 벤딩부 성상이 양호한 경우를 의미한다. 'X'는 벤딩부 성상이 불량한 경우를 의미한다.
d
(㎛)		 공식 전위
(mV)		 벤딩부 마르텐사이트 면적분율(%) 벤딩부 크랙 벤딩부 성상 Ra
(㎛)		 Rz
(㎛)
발명예1 2.8 301 4.0 O O 0.42 2.95
발명예2 3.6 309 10.0 O O 0.39 1.95
발명예3 4.2 314 4.0 O O 0.25 1.80
발명예4 3.8 325 1.0 O O 0.35 2.54
발명예5 4.2 372 1.0 O O 0.28 1.92
발명예6 4.6 392 1.0 O O 0.22 1.82
발명예7 4.5 292 0.0 O O 0.45 2.89
발명예8 3.9 257 2.0 O O 0.32 2.05
발명예9 4.2 273 1.0 O O 0.22 1.92
발명예10 4.7 293 1.0 O O 0.21 1.82
발명예11 3.4 325 3.0 O O 0.41 2.22
발명예12 4.1 327 2.0 O O 0.32 1.80
발명예13 4.1 305 5.0 O O 0.48 2.98
비교예1 1.2 287 25.0 X X 크랙 발생 크랙 발생
비교예2 4.2 290 15.0 X X
비교예3 3.7 272 45.0 X X
비교예4 4.0 281 40.0 X X
비교예5 4.2 283 39.0 X X
비교예6 0.5 274 44.0 X X
비교예7 2.2 280 44.0 X X
비교예8 3.2 292 31.0 X X
비교예9 1.1 255 61.0 X X
비교예10 3.5 262 52.0 X X
비교예11 3.8 267 45.0 X X
비교예12 1.3 342 16.0 O X 1.16 7.05
비교예13 2.5 298 21.0 O X 3.92 16.20
비교예14 3.2 301 19.0 O X 1.57 8.74
상기 표 1 및 2를 참조하면, 발명예 1 내지 13은 모두 식(1)의 Ω값이 -10 이상 10 이하를 만족하는 범위를 가졌고, 평균 결정립 크기(d)값이 5㎛ 이하를 만족했다. 또한, 발명예 1 내지 13은 180°벤딩 실험 후의 벤딩된 부위에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율(%)이 10% 이하를 만족했다.
이에 따라, 발명예 1 내지 13은 모두 벤딩된 부위에서 표면크랙이 발생하지 않았으며, 표면조도는 중심선 평균 거칠기(Ra) 0.5㎛ 이하, 십점 평균 거칠기(Rz) 3㎛ 이하로, 양호한 표면부 성상이 나타났다.
반면, 비교예 1 내지 11은 식(1)의 Ω값이 -10 이상 10 이하를 만족하지 못하였고, 180°벤딩 실험 후의 벤딩된 부위에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율(%)이 10%를 초과했다. 이에 따라, 비교예 1 내지 11은 벤딩된 부위에서 표면크랙이 발생했다.
비교예 12 내지 14는 소재를 연질화 시킬 수 있는 Ni이 비교예 1 내지 11에 비해 더 첨가됨에 따라, 벤딩된 부위에 표면크랙이 발생하지 않았다. 그러나 비교예 12 내지 14는 냉연소둔 온도가 낮아 밴드 형태의 미재결정 부분이 발생하였다. 따라서, 비교예 12 내지 14는 밴딩된 부위에서 표면조도가 중심선 평균 거칠기(Ra) 1.16 내지 3.92㎛, 십점 평균 거칠기(Rz) 7.05 내지 16.20㎛ 로 측정되었는바, 표면부 성상이 불량했다.
도 1 및 도 2는 발명예, 비교예의 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 표면크랙 유무를 비교하기 위한 사진이다. 도 1은 발명예 5에 대한 사진이고, 도 2는 비교예 4에 대한 사진이다. 도 1 및 도 2를 비교하면 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 표면크랙이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
도 3 및 도 4는 발명예, 비교예의 180°벤딩 실험 후 벤딩된 부위의 표면성상을 비교하기 위한 사진이다. 도 3은 발명예 5에 대한 사진이고, 도 4는 비교예 14에 대한 사진이다. 도 3 및 도 4를 비교하면 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 표면성상이 양호함을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6은 발명예, 비교예에 대하여 후방산란전자회절패턴분석기 (Electron Backscatter Diffraction, EBSD)를 통해 두께 중심부 미세조직을 촬영한 사진이다. 도 5는 발명예 5에 대한 사진이고, 도 6은 비교예 14에 대한 사진이다. 도 5 및 도 6을 비교하면 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 밴드형태의 미재결정 부분이 없는 초세립 입자임을 확인할 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    두께 중심부의 평균 결정립 크기(d)값이 5㎛ 이하이고, 180°벤딩 실험 후의 벤딩된 부위에서 측정되는 마르텐사이트 면적분율이 10% 이하인 오스테나이트계 스테인리스강.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 벤딩된 부위의 표면조도는 Ra 0.5㎛ 이하, Rz 3㎛ 이하인 오스테나이트계 스테인리스강.
  3. 제 1항에 있어서,
    30℃, 3.5% NaCl 용액에 의한 공식 전위 값이 250mV 이상인 오스테나이트계 스테인리스강.
  4. 중량%로, C: 0.005~0.03%, Si: 0.1~1%, Mn: 0.1~2%, Ni: 6~12%, Cr: 16~20%, N: 0.01~0.2%, Nb: 0.25% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 열간 압연 하는 단계;
    상온에서 압하율 40% 이상으로 냉간 압연을 하는 단계; 및
    아래 식(1)로 표현되는 Ω 값이 -10 이상 10 이하를 만족하도록 냉연소둔 하는 단계;를 포함하는 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
    식(1): Ω = 406 - 2127*[C] - 26.2*[Mn] - 31.5*[Ni] - 127*[N] - 48.2*[Nb] - 0.108*Temp
    (식(1)에서, [C], [Mn], [Ni], [N], [Nb]는 각 원소의 중량%를 의미하고, Temp는 냉연소둔 온도(℃)를 의미한다)
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 열간 압연하는 단계 후에 소둔하지 않고 냉간 압연하는 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
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