KR20240050060A - Austenitic stainless steel having excellent ultra low-temperature impact toughness and method for manufacturing the same - Google Patents

Austenitic stainless steel having excellent ultra low-temperature impact toughness and method for manufacturing the same Download PDF

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송석원
김광민
이홍주
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Abstract

본 발명의 일 예에 따르면, 중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5%, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 식(1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170을 만족하고, -196℃ 샤르피 충격에너지가 120J이상인, 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다.According to an example of the present invention, in weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less (excluding 0), Mn: 3.3 to 7.5%, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5%, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), the remainder includes Fe and inevitable impurities, Formula (1): 70 Austenitic stainless steel that satisfies ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170 and has a Charpy impact energy of -196°C of 120J or more can be provided.

Description

저온 충격인성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법 {AUSTENITIC STAINLESS STEEL HAVING EXCELLENT ULTRA LOW-TEMPERATURE IMPACT TOUGHNESS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Austenitic stainless steel with excellent low-temperature impact toughness and method of manufacturing the same {AUSTENITIC STAINLESS STEEL HAVING EXCELLENT ULTRA LOW-TEMPERATURE IMPACT TOUGHNESS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강에 관한 것으로, 상세하게는 LNG, 액화암모늄, 액체질소, 액화 CO2, 액화수소 등의 저장, 이송, 사용 목적의 부품, 기자재, 그리고 탱크용으로 적용 가능한 고강도와 우수한 저온 충격특성의 오스테나이트계 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to austenitic stainless steel, and in particular, to austenitic stainless steel, which has high strength and can be applied to parts, equipment, and tanks for storage, transportation, and use of LNG, liquefied ammonium, liquid nitrogen, liquefied CO 2 , and liquefied hydrogen. This relates to austenitic stainless steel with excellent low-temperature impact properties.

내식성이 뛰어난 스테인리스강은 내식성을 향상시키기 위한 별도의 설비 투자를 필요로 하지 않아 외기환경에 직접적으로 노출되는 각종 부품, 기자재 및 구조재에 뛰어난 장점을 가지는 소재이다. 특히 오스테나이트계 스테인리스강의 경우 성형성과 연신율이 우수하여 고객의 다양한 요구에 맞춘 형상을 제작하는데 문제가 없으며, 심미적으로 외관이 미려하다는 장점이 있다. 또한 오스테나이트계 스테인리스강은 소재의 특성상 저온에서 취화현상이 발생하지 않아 저온에서 우수한 충격 특성 확보가 가능하여 LNG, 액화암모늄, 액체질소, 액화 CO2, 액화수소 등 극저온 환경에서 사용하기 적합한 소재로 산업계에서 활용되고 있다. Stainless steel, which has excellent corrosion resistance, does not require separate investment in facilities to improve corrosion resistance, so it is a material that has outstanding advantages in various parts, equipment, and structural materials that are directly exposed to the external environment. In particular, austenitic stainless steel has excellent formability and elongation, so there are no problems in manufacturing shapes that meet various customer needs, and it has the advantage of having an aesthetically pleasing appearance. In addition, austenitic stainless steel does not experience embrittlement at low temperatures due to the nature of the material, making it possible to secure excellent impact properties at low temperatures, making it a suitable material for use in cryogenic environments such as LNG, liquefied ammonium, liquid nitrogen, liquefied CO 2 , and liquefied hydrogen. It is used in industry.

다만, 일반적인 오스테나이트계 스테인리스 강은 항복강도가 250MPa 이하 수준으로 다양한 사용처 적용에 한계가 있으며, 일부 준안정 상태의 오스테나이트계 스테인리스 강에서 나타나는 마르텐사이트 상변태 현상은 충격특성의 저하를 야기하여 극저온 환경에서의 사용을 저해하는 요소로 작용한다. However, general austenitic stainless steel has a yield strength of less than 250 MPa, which limits its application to various uses, and the martensitic phase transformation phenomenon that occurs in some metastable austenitic stainless steels causes a decrease in impact properties, making it difficult to use in cryogenic environments. It acts as a factor that hinders the use of.

기존 제품은 오스테나이트 상 안정도를 향상시키고 마르텐사이트 상변태를 방지하기 위해서는 고가의 원소를 이용하여 오스테나이트 상 안정화도를 향상시키기 위해 Ni을 적극적으로 활용하고 있다. 하지만, 원료 수급이 불안정하고 가격의 변동성이 극심한 고가 원소인 Ni의 과도한 첨가는 원가 경쟁력 측면에서 한계가 존재한다.Existing products actively use Ni to improve austenite phase stability and prevent martensite phase transformation by using expensive elements. However, excessive addition of Ni, an expensive element with unstable supply and demand of raw materials and extreme price volatility, has limitations in terms of cost competitiveness.

따라서 기존의 범용 오스테나이트계 스테인리스강의 문제점을 개선하여 원가대비 오스테나이트 상 안정화도를 확보하면서도, 높은 항복강도와 우수한 충격특성을 확보할 수 있는 오스테나이트계 스테인리스강 개발이 요구된다. Therefore, there is a need to develop austenitic stainless steel that can improve the problems of existing general-purpose austenitic stainless steel and secure austenite phase stability relative to cost, while also securing high yield strength and excellent impact characteristics.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 원가대비 오스테나이트 상 안정화도를 확보하면서도, 높은 항복강도와 우수한 충격특성을 확보할 수 있는 오스테나이트계 스테인리스강 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The purpose of the present invention to solve the above-mentioned problems is to provide an austenitic stainless steel and a manufacturing method thereof that can secure high yield strength and excellent impact properties while securing austenite phase stability relative to cost.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5% 이하, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하고, -196℃ 샤르피 충격에너지가 120J이상인, 오스테나이트계 스테인리스강일 수 있다.As a means to achieve the above-described object, the austenitic stainless steel according to an example of the present invention has, in weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less. (excluding 0), Mn: 3.3 to 7.5%, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5% or less, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), The remainder may be austenitic stainless steel, which contains Fe and inevitable impurities, satisfies the following equation (1), and has a -196°C Charpy impact energy of 120J or more.

식(1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170 (여기서 ASP는 오스테나이트 상 안정화도를 의미하고, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)Equation (1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170 (where ASP means austenite phase stability, and Ni and Mn mean weight percent of each element.)

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 하기 식(2)를 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강일 수 있다.Additionally, the austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be an austenitic stainless steel that satisfies the following equation (2).

식(2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120 (여기서 Mn, Ni, Cu, N는 각 원소의 중량%을 의미하며, CVN@25℃은 25℃ 샤르피 충격 에너지 값을 의미한다.)Equation (2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120 (where Mn, Ni, Cu, and N refer to the weight% of each element, and CVN@25℃ is 25℃ It means Charpy impact energy value.)

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 하기 식(3)을 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강일 수 있다.Additionally, the austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be an austenitic stainless steel that satisfies the following equation (3).

식(3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16 (여기서, C, N, Si, Cr, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)Equation (3): 4.4 + 23(C + N) + 1.3Si + 0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16 (where C, N, Si, Cr, Ni, Mn refer to the weight% of each element .)

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 항복강도가 300MPa이상인, 오스테나이트계 스테인리스강일 수 있다.Additionally, the austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be an austenitic stainless steel with a yield strength of 300 MPa or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5%, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 가열하고 추출하는 단계; 상기 추출된 슬라브를 열간압연 및 열연소둔 하여 열연강판을 얻는 단계; 및 상기 열연강판을 냉간압연 및 냉연소둔 하는 단계;를 포함하고, -196℃ 샤르피 충격에너지가 120J이상인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.In addition, the method for manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention is, in weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less (excluding 0) , Mn: 3.3 to 7.5%, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5%, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), the remainder is Fe and inevitable impurities Manufacturing a slab that includes and satisfies the following formula (1); heating and extracting the slab; Obtaining a hot rolled steel sheet by hot rolling and hot rolling annealing the extracted slab; and cold rolling and cold rolling annealing of the hot rolled steel sheet. It may be a method of manufacturing austenitic stainless steel, which includes -196°C Charpy impact energy of 120J or more.

식(1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170 (여기서 ASP는 오스테나이트 상 안정화도를 의미하고, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)Equation (1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170 (where ASP means austenite phase stability, and Ni and Mn mean weight percent of each element.)

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 하기 식(2)를 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.Additionally, the method for manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a method for manufacturing austenitic stainless steel that satisfies the following equation (2).

식(2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120 (여기서 Mn, Ni, Cu, N는 각 원소의 중량%을 의미하며, CVN@25℃은 25℃ 샤르피 충격 에너지 값을 의미한다.)Equation (2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120 (where Mn, Ni, Cu, and N refer to the weight% of each element, and CVN@25℃ is 25℃ It means Charpy impact energy value.)

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 하기 식(3)을 만족하고, 항복강도가 300MPa이상인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.Additionally, the manufacturing method of austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a manufacturing method of austenitic stainless steel that satisfies the following equation (3) and has a yield strength of 300 MPa or more.

식(3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16 (여기서, C, N, Si, Cr, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)Equation (3): 4.4 + 23(C + N) + 1.3Si + 0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16 (where C, N, Si, Cr, Ni, Mn refer to the weight% of each element .)

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 상기 슬라브를 가열하고 추출하는 단계가, 1080 내지 1280℃에서 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.In addition, the method of manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a method of manufacturing austenitic stainless steel in which the step of heating and extracting the slab is performed at 1080 to 1280 ° C.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 상기 열간압연이 800℃이상에서 압하율 70%이상으로 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.In addition, the method of manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a method of manufacturing austenitic stainless steel in which the hot rolling is performed at 800 ° C. or higher and a reduction ratio of 70% or higher.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 상기 열연소둔이 1000 내지 1200℃에서 60분이하 동안 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.Additionally, the method of manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a method of manufacturing austenitic stainless steel in which the hot rolling annealing is performed at 1000 to 1200° C. for 60 minutes or less.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 상기 열간압연 후 상기 열연소둔 전에 냉각하는 단계;를 더 포함하고, 상기 냉각하는 단계는 냉각속도가 50℃/s이하로 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.In addition, the method of manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention further includes the step of cooling after the hot rolling and before the hot rolling annealing, and the cooling step is performed at a cooling rate of 50 ° C./s or less. This may be a manufacturing method of austenitic stainless steel.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 상기 냉간압연이 상온에서 압하율 50%이상으로 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.In addition, the method of manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a method of manufacturing austenitic stainless steel in which the cold rolling is performed at room temperature at a reduction rate of 50% or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 상기 냉연소둔이 1000 내지 1200℃에서 10분이하 동안 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.Additionally, the method of manufacturing austenitic stainless steel according to an example of the present invention may be a method of manufacturing austenitic stainless steel in which the cold rolling annealing is performed at 1000 to 1200° C. for 10 minutes or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면 Ni 및 Mn으로 원가대비 오스테나이트 상 안정화도를 확보하여 저온에 의한 상변태가 발생하지 않아 상온부터 극저온까지 충격인성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 동시에 항복강도가 우수한 오스테나이트계 스테인리스강 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an austenitic stainless steel with excellent impact toughness from room temperature to cryogenic temperatures is provided by securing austenite phase stability compared to cost with Ni and Mn and no phase transformation due to low temperature, and a manufacturing method thereof. You can. In addition, according to an embodiment of the present invention, an austenitic stainless steel with excellent yield strength and a manufacturing method thereof can be provided.

하에서는 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.Below, preferred embodiments of the present invention are described. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described below. Additionally, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field.

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.The terms used in this application are only used to describe specific examples. Therefore, for example, a singular expression includes a plural expression, unless the context clearly requires it to be singular. In addition, terms such as “comprise” or “comprise” used in the present application are used to clearly indicate the presence of features, steps, functions, components, or combinations thereof described in the specification, and are not used to indicate other features. It should be noted that it is not used to preliminarily rule out the existence of any elements, steps, functions, components, or combinations thereof.

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.Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used in this specification should be viewed as having the same meaning as generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, unless clearly defined in this specification, specific terms should not be interpreted in an overly idealistic or formal sense. For example, in this specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

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.In addition, in this specification, "about", "substantially", etc. are used in the meaning of or close to that value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and are used accurately to aid understanding of the present invention. It is used to prevent unscrupulous infringers from unfairly exploiting disclosures where absolute figures are mentioned.

본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5%, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.The austenitic stainless steel according to an example of the present invention has, in weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less (excluding 0), Mn: 3.3 to 3.3%. 7.5%, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5%, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), the remainder may include Fe and inevitable impurities .

각 합금원소의 성분범위를 한정한 이유를 이하에서 서술한다.The reason for limiting the composition range of each alloy element is described below.

C의 함량은 0.03중량% 이하(0은 제외)일 수 있다.The content of C may be 0.03% by weight or less (excluding 0).

C는 오스테나이트상 안정화에 효과적인 원소로, 오스테나이트계 스테인리스강의 항복강도를 확보하기 위해 첨가할 수 있다. 다만 C의 함량이 과도할 경우, Cr탄화물의 입계 석출을 유도하여 연성, 인성, 내식성 등에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 C함량의 상한을 0.03%로 한정할 수 있다. 더 바람직하게는 C는 0.010~0.025%일 수 있다.C is an effective element in stabilizing the austenite phase and can be added to secure the yield strength of austenitic stainless steel. However, if the C content is excessive, it may induce grain boundary precipitation of Cr carbide, which may adversely affect ductility, toughness, corrosion resistance, etc. Therefore, the upper limit of C content can be limited to 0.03%. More preferably, C may be 0.010 to 0.025%.

N의 함량은 0.15 내지 0.25중량%일 수 있다.The content of N may be 0.15 to 0.25% by weight.

N는 강력한 오스테나이트 안정화 원소로, 오스테나이트계 스테인리스강의 항복강도 향상에 효과적인 원소로 0.15% 이상 첨가할 수 있다. 다만 N의 함량이 과도할 경우, 극저온 충격인성의 저하를 발생시킬 수 있다. 또한 핀홀(pin hole)을 발생하는 등 제조성을 어렵게 만드는 문제가 있다. 따라서 N함량의 상한을 0.25%로 한정할 수 있다. N is a strong austenite stabilizing element and is effective in improving the yield strength of austenitic stainless steel. It can be added in amounts of 0.15% or more. However, if the N content is excessive, cryogenic impact toughness may be reduced. Additionally, there are problems that make manufacturability difficult, such as generating pin holes. Therefore, the upper limit of N content can be limited to 0.25%.

Si의 함량은 1.0중량% 이하(0은 제외)일 수 있다.The Si content may be 1.0% by weight or less (excluding 0).

Si은 제강공정 중 탈산제의 역할을 함과 동시에 소재의 강도를 향상시키는데 효과적인 원소로 첨가할 수 있다. 그러나 Si은 페라이트상 안정화에 효과적인 원소로써 과잉 첨가 시 주조 슬라브 내 델타(δ) 페라이트 형성을 조장하여 제조성을 저하시킬 뿐만 아니라 재료의 연성 및 충격특성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 Si함량의 상한을 1.0%로 한정할 수 있다. 더 바람직하게는 Si는 0.3~0.8%일 수 있다.Si can be added as an effective element to act as a deoxidizer during the steelmaking process and at the same time improve the strength of the material. However, Si is an effective element in stabilizing the ferrite phase, and when added in excess, it not only reduces manufacturability by encouraging the formation of delta (δ) ferrite in the cast slab, but can also adversely affect the ductility and impact characteristics of the material. Therefore, the upper limit of Si content can be limited to 1.0%. More preferably, Si may be 0.3 to 0.8%.

Mn의 함량은 3.3 내지 7.5중량%일 수 있다.The content of Mn may be 3.3 to 7.5% by weight.

Mn은 본 발명에서 Ni 대신 첨가되는 오스테나이트상 안정화 원소로, 오스테나이트 안정도를 향상시키기 위해 3.3% 이상 첨가할 수 있다. 다만 Mn의 함량이 과도할 경우, S계 개재물(MnS)을 과량 형성하여 오스테나이트계 스테인리스강의 연성, 인성 및 내식성을 저하시킬 수 있으며, 제강 공정에서 Mn 흄을 발생시켜 제조상 위험성을 동반하며, 과도한 첨가는 평면 슬립(planar slip) 거동을 유발하여 극저온 충격인성을 하락시킬 수 있다. 따라서 Mn함량의 상한을 7.5%로 한정할 수 있다. Mn is an austenite phase stabilizing element added instead of Ni in the present invention, and can be added by 3.3% or more to improve austenite stability. However, if the Mn content is excessive, excessive formation of S-based inclusions (MnS) may reduce the ductility, toughness, and corrosion resistance of austenitic stainless steel, and Mn fumes are generated during the steelmaking process, leading to manufacturing risks and excessive The addition may cause planar slip behavior and reduce cryogenic impact toughness. Therefore, the upper limit of Mn content can be limited to 7.5%.

Cr의 함량은 17.0 내지 22.0중량%일 수 있다.The content of Cr may be 17.0 to 22.0% by weight.

Cr은 페라이트 안정화 원소이지만 마르텐사이트상 생성 억제에 있어서 효과적이며, 스테인리스강에 요구되는 내식성을 확보하는 기본 원소로 17.0% 이상 첨가할 수 있다. 다만 Cr의 함량이 과도할 경우, 제조비용이 상승하고, 슬라브 내 델타(δ) 페라이트를 다량 형성하여 열간가공성의 저하와 재질특성에 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 Cr함량의 상한을 22.0%로 한정할 수 있다. Cr is a ferrite stabilizing element, but it is effective in suppressing the formation of martensite phase. It is a basic element that secures the corrosion resistance required for stainless steel and can be added at 17.0% or more. However, if the Cr content is excessive, manufacturing costs increase and a large amount of delta (δ) ferrite is formed in the slab, which may lead to a decrease in hot workability and adverse effects on material properties. Therefore, the upper limit of Cr content can be limited to 22.0%.

Ni의 함량은 6.5 내지 9.5중량%일 수 있다.The Ni content may be 6.5 to 9.5% by weight.

Ni은 강력한 오스테나이트상 안정화 원소로써 양호한 가공성을 확보하기 위해서는 필수적이다. 그러나 Ni은 고가의 원소이므로 다량의 첨가 시 원료비용의 상승을 초래한다. 이에, 강재의 비용 및 효율성을 모두 고려하여 Ni함량의 상한을 9.5%로 한정할 수 있다. 더 바람직하게는 Ni은 6.5~9.1%일 수 있다.Ni is a strong austenite phase stabilizing element and is essential to ensure good machinability. However, Ni is an expensive element, so adding a large amount causes an increase in raw material costs. Therefore, considering both the cost and efficiency of steel, the upper limit of Ni content can be limited to 9.5%. More preferably, Ni may be 6.5 to 9.1%.

Cu의 함량은 1.2중량% 이하(0은 제외)일 수 있다.The Cu content may be 1.2% by weight or less (excluding 0).

Cu는 오스테나이트상 안정화 원소로, 본 발명에서 Ni 대신 첨가되는 원소이다. Cu는 환원 환경에서의 내식성을 향상시키는 원소로 첨가할 수 있다. 다만 Cu의 함량이 과도할 경우, 내식성, 강도 및 재질특성이 열위해지고, 생산성이 저하되는 문제점이 있다. 이에 강재의 효율성 및 재질특성을 고려하여 Cu함량의 상한을 1.2%로 한정할 수 있다. Cu is an austenite phase stabilizing element and is an element added instead of Ni in the present invention. Cu can be added as an element to improve corrosion resistance in a reducing environment. However, when the Cu content is excessive, corrosion resistance, strength, and material properties are deteriorated, and productivity is reduced. Accordingly, considering the efficiency and material characteristics of steel, the upper limit of Cu content can be limited to 1.2%.

Mo의 함량은 0.8중량% 이하(0은 제외)일 수 있다.The Mo content may be 0.8% by weight or less (excluding 0).

Mo는 Cr과 함께 내식성 확보에 효과적인 원소이며, 고용강화 효과에 크게 기여한다. 다만, Mo의 함량이 과도할 경우, 열간가공성 저하가 발생할 수 있음은 물론이고 고가의 원소임에 따라 제조비용이 상승하는 문제를 초래할 수 있다. 따라서 Mo함량의 상한을 0.8%로 한정할 수 있다. 더 바람직하게는 Mo의 상한은 0.6%일 수 있다.Mo, along with Cr, is an effective element in securing corrosion resistance and greatly contributes to the solid solution strengthening effect. However, if the Mo content is excessive, hot workability may deteriorate and, as it is an expensive element, manufacturing costs may increase. Therefore, the upper limit of Mo content can be limited to 0.8%. More preferably, the upper limit of Mo may be 0.6%.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 불가피한 불순물로 P: 0.035% 이하 및 S: 0.01% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, the austenitic stainless steel according to an embodiment of the present invention may further include one or more of P: 0.035% or less and S: 0.01% or less as inevitable impurities.

P의 함량은 0.035% 이하일 수 있다.The content of P may be 0.035% or less.

P은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로, 입계 부식을 일으키거나 열간가공성을 저해하는 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 P함량의 상한을 0.035% 이하로 관리한다.P is an impurity that is inevitably contained in steel and is a major element that causes intergranular corrosion or impairs hot workability, so it is desirable to control its content as low as possible. In the present invention, the upper limit of P content is managed at 0.035% or less.

S의 함량은 0.01% 이하일 수 있다.The S content may be 0.01% or less.

S은 강 중 불가피하게 함유되는 불순물로, 결정립계에 편석되어 열간가공성을 저해하는 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 S함량의 상한을 0.01% 이하로 관리한다.S is an impurity inevitably contained in steel, and is an element that segregates at grain boundaries and is the main cause of impairing hot workability, so it is desirable to control its content as low as possible. In the present invention, the upper limit of S content is managed at 0.01% or less.

본 발명의 나머지 성분은 Fe이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.The remaining component of the present invention is Fe. However, in the normal manufacturing process, unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed, so this cannot be ruled out. Since these impurities are known to anyone skilled in the ordinary manufacturing process, all of them are not specifically mentioned in this specification.

본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 식(1)을 만족할 수 있다.The austenitic stainless steel according to an example of the present invention may satisfy Equation (1).

식(1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170Equation (1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170

여기서 ASP는 오스테나이트 상 안정화도를 의미하고, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.Here, ASP refers to the austenite phase stability, and Ni and Mn refer to the weight percent of each element.

여기서 ASP는 551 - 462(C + N) - 9.2Si - 8.1Mn - 13.7Cr - 29(Ni + Cu) - 18.5Mo 로 얻을 수 있다.Here, ASP can be obtained as 551 - 462(C + N) - 9.2Si - 8.1Mn - 13.7Cr - 29(Ni + Cu) - 18.5Mo.

ASP는 오스테나이트계 스테인리스강의 오스테나이트 상 안정화도를 대표하는 값으로 ASP값이 낮을수록 저온에서도 마르텐사이트 상변태가 잘 발생하지 않아 극저온에서의 취성을 방지할 수 있다. Ni 및 Mn은 오스테나이트 상 안정화도를 올릴 수 있는 대표적인 두 가지 원소이며, 동일한 상 안정화도를 가질 경우 Ni/Mn 값이 낮을수록 원가 경쟁력이 우수하다. 식(1)은 이러한 ASP 와 Ni/Mn 값을 활용한 지표에 해당한다. ASP is a value that represents the stability of the austenite phase of austenitic stainless steel. The lower the ASP value, the less likely martensite phase transformation occurs even at low temperatures, preventing embrittlement at extremely low temperatures. Ni and Mn are two representative elements that can increase the austenite phase stability, and when they have the same phase stability, the lower the Ni/Mn value, the better the cost competitiveness. Equation (1) corresponds to an indicator using these ASP and Ni/Mn values.

식(1)의 값이 70 미만일 경우 동급의 오스테나이트 상 안정화도 내에서 Ni이 과다하게 첨가된 경우로 원가 경쟁력이 열위할 수 있다. 식(1)의 값이 170을 초과할 경우 오스테나이트 상 안정화도가 낮거나 과도한 Mn이 첨가되어 재질특성이 열위할 수 있다. 따라서 본 발명에서 식(1)은 70 내지 170로 한정할 수 있다.If the value of equation (1) is less than 70, excessive Ni is added within the same level of austenite phase stability, and cost competitiveness may be inferior. If the value of equation (1) exceeds 170, the austenite phase may have low stability or excessive Mn may be added, resulting in inferior material properties. Therefore, in the present invention, equation (1) can be limited to 70 to 170.

본 발명은 식(1)을 70 내지 170으로 제어함으로써 원가대비 높은 오스테나이트 상 안정화도를 확보할 수 있다. 높은 오스테나이트 상 안정화도를 얻어 마르텐사이트 상변태를 방지함으로써 극저온 환경에서도 충격특성을 확보할 수 있다. The present invention can secure high austenite phase stability compared to cost by controlling Equation (1) to 70 to 170. By achieving high austenite phase stability and preventing martensite phase transformation, impact properties can be secured even in cryogenic environments.

본 발명에서 ASP는 낮을수록 오스테나이트 상 안정화도가 높은 것을 의미한다. 본 발명에서 ASP는 -170 내지 -40일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 합금조성 및 식(1)을 제어함으로써, 동일한 ASP를 갖는 경우 Ni/Mn 값이 낮아 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보할 수 있다. In the present invention, the lower the ASP, the higher the austenite phase stability. In the present invention, ASP may be -170 to -40. However, it is not limited to this. By controlling the alloy composition and equation (1), the present invention can secure excellent austenite phase stability compared to cost due to low Ni/Mn values when having the same ASP.

본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 -150℃에서 샤르피 충격 에너지 값이 145J 이상일 수 있다. 또한, 본 발명의 -196℃에서 샤르피 충격 에너지 값이 120J 이상일 수 있다. The austenitic stainless steel according to an example of the present invention may have a Charpy impact energy value of 145J or more at -150°C. Additionally, the Charpy impact energy value at -196°C of the present invention may be 120J or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 극저온 충격인성의 지표에 해당하는 식(2)를 만족할 수 있다.Additionally, the austenitic stainless steel according to an example of the present invention can satisfy Equation (2) corresponding to the index of cryogenic impact toughness.

식(2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120Equation (2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120

여기서 Mn, Ni, Cu, N는 각 원소의 중량%을 의미하며, CVN@25℃은 25℃ 샤르피 충격 에너지 값을 의미한다.Here, Mn, Ni, Cu, and N mean the weight percent of each element, and CVN@25°C means the Charpy impact energy value at 25°C.

식(2)의 값이 120 미만일 경우, 상온에서의 충격인성은 높을 수 있지만 합금원소의 비율에 의해서 달라지는 전위의 이동에 영향을 미쳐 분위기 온도가 낮아짐에 따라서 급격한 충격인성 감소가 발생할 수 있다. 또는 식(2)의 값이 120 미만일 경우 기본적인 상온 충격인성 확보가 어려운 경우일 수 있으며 이러한 경우에는 결코 극저온에서도 충분한 충격인성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있다. 따라서 본 발명에서 식(2)는 120이상으로 한정할 수 있다.If the value of equation (2) is less than 120, the impact toughness at room temperature may be high, but it may affect the movement of dislocations, which vary depending on the ratio of alloy elements, and a rapid decrease in impact toughness may occur as the ambient temperature decreases. Alternatively, if the value of equation (2) is less than 120, it may be difficult to secure basic room temperature impact toughness, and in this case, there may be a problem of never securing sufficient impact toughness even at cryogenic temperatures. Therefore, in the present invention, equation (2) can be limited to 120 or more.

본 발명은 식(2)를 120이상으로 제어함으로써, 25℃ 샤르피 충격 에너지 값을 측정하여 상온에서 충격인성 값을 측정함으로써 극저온 충격인성을 예측할 수 있다. 극저온 충격인성 지표를 식(2)로 표현하여 극저온 환경에서 충격특성을 확보한 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다. In the present invention, by controlling Equation (2) to 120 or more, cryogenic impact toughness can be predicted by measuring the Charpy impact energy value at 25°C and measuring the impact toughness value at room temperature. By expressing the cryogenic impact toughness index in Equation (2), it is possible to provide austenitic stainless steel that secures impact properties in a cryogenic environment.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 항복강도 향상을 고려하기 위하여 식(3)을 만족할 수 있다.Additionally, the austenitic stainless steel according to an example of the present invention may satisfy Equation (3) to consider improvement in yield strength.

식(3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16Equation (3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16

여기서, C, N, Si, Cr, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.Here, C, N, Si, Cr, Ni, and Mn mean the weight percent of each element.

본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강의 높은 항복강도를 확보하기 위하여 강재의 응장력(stress field)에 의한 항복강도 향상을 고려하기 위하여 식(3)을 도출하였다.In order to secure high yield strength of austenitic stainless steel, the present invention derived equation (3) to consider the improvement of yield strength by the stress field of the steel material.

식(3)의 값이 16미만인 경우, 본 발명에서 요구하는 항복강도의 확보가 어렵다. 따라서 본 발명에서 식(3)은 16이상으로 한정할 수 있다.If the value of equation (3) is less than 16, it is difficult to secure the yield strength required by the present invention. Therefore, in the present invention, equation (3) can be limited to 16 or more.

식(3)의 값이 높을수록 합금원소 간의 원자 크기 차이에 의하여 격자 사이 응장력이 증가하여 외부 응력에 대항하면서 소성변형을 인내하는 한계가 증가하게 된다. As the value of equation (3) increases, the interlattice stress increases due to the atomic size difference between alloy elements, increasing the limit to withstand plastic deformation while opposing external stress.

본 발명은 식(3)을 16이상으로 제어함으로써 고강도 특성을 확보한 오스테나이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다. In the present invention, austenitic stainless steel with high strength characteristics can be obtained by controlling Equation (3) to 16 or more.

본 발명의 일 예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 항복강도가 300MPa이상일 수 있다. The austenitic stainless steel according to an example of the present invention may have a yield strength of 300 MPa or more.

이하에서는 상술한 합금조성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing austenitic stainless steel according to an embodiment of the present invention having the above-described alloy composition will be described.

본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강은 상술한 합금조성을 가지는 슬라브를 가열하고 추출한 후, 이를 열간압연 - 열연소둔 - 냉간압연 - 냉연소둔하는 과정을 거쳐 제조할 수 있다. 열간압연 후 열연소둔 전에 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.The austenitic stainless steel of the present invention can be manufactured by heating and extracting a slab having the above-described alloy composition, and then hot rolling - hot rolling annealing - cold rolling - cold rolling annealing. It may include cooling after hot rolling and before hot rolling annealing.

본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5%, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 슬라브를 제조하는 단계; 상기 슬라브를 가열하고 추출하는 단계; 상기 추출된 슬라브를 열간압연 및 열연소둔 하여 열연강판을 얻는 단계; 및 상기 열연강판을 냉간압연 및 냉연소둔 하는 단계;를 포함하고, -196℃ 샤르피 충격에너지가 120J이상인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.The method for producing austenitic stainless steel of the present invention is, in weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less (excluding 0), Mn: 3.3 to 7.5. %, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5%, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), the remainder includes Fe and inevitable impurities, and the formula below Manufacturing a slab that satisfies (1); heating and extracting the slab; Obtaining a hot rolled steel sheet by hot rolling and hot rolling annealing the extracted slab; and cold rolling and cold rolling annealing of the hot rolled steel sheet. It may be a method of manufacturing austenitic stainless steel, which includes -196°C Charpy impact energy of 120J or more.

식(1)은 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170 이고, 합금조성, ASP 및 식(1)에 대한 설명은 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 설명과 같다. Equation (1) is 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170, and the description of alloy composition, ASP, and equation (1) is the same as that of the austenitic stainless steel above.

또한, 본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 하기 식(2)를 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.Additionally, the method for manufacturing austenitic stainless steel of the present invention may be a method for manufacturing austenitic stainless steel that satisfies the following equation (2).

식(2)는 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120 이고, 합금조성, CVN@25℃ 및 식(2)에 대한 설명은 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 설명과 같다.Equation (2) is 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120, and the description of alloy composition, CVN@25℃ and equation (2) is the description of the austenitic stainless steel above. same.

또한, 본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법은, 하기 식(3)을 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법일 수 있다.Additionally, the method for manufacturing austenitic stainless steel of the present invention may be a method for manufacturing austenitic stainless steel that satisfies the following equation (3).

식(3)은 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16 이고, 합금조성 및 식(3)에 대한 설명은 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 설명과 같다.Equation (3) is 4.4 + 23(C + N) + 1.3Si + 0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16, and the description of the alloy composition and equation (3) is the same as that of the austenitic stainless steel above.

상술한 합금조성을 갖는 슬라브를 제조한 후, 가열하고 추출단계는 1080 내지 1280℃에서 수행하는 단계일 수 있다. 또한, 열간압연 하는 단계는 800℃이상에서 압하율 70%이상으로 수행하는 단계일 수 있다. 또한, 열연소둔 하는 단계는 1000 내지 1200℃에서 60분이하 동안 수행하는 단계일 수 있다. 또한, 열간압연 후 열연소둔 전에 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다. 냉각하는 단계는 냉각속도가 50℃/s 이하로 수행하는 단계일 수 있다. 또한, 냉간압연 하는 단계는 상온에서 압하율 50%이상으로 수행하는 단계일 수 있다. 또한, 냉연소둔 하는 단계는 1000 내지 1200℃에서 10분이하 동안 수행하는 단계일 수 있다. 열연소둔 후에 냉간압연 및 냉연소둔을 함으로써 추가적인 두께 하향을 의도할 수 있다.After manufacturing a slab having the above-described alloy composition, heating and extraction may be performed at 1080 to 1280°C. Additionally, the hot rolling step may be performed at a temperature of 800°C or higher and a reduction ratio of 70% or higher. Additionally, the hot rolling annealing step may be performed at 1000 to 1200°C for 60 minutes or less. In addition, the step of cooling after hot rolling and before hot rolling annealing may be further included. The cooling step may be performed at a cooling rate of 50°C/s or less. Additionally, the cold rolling step may be performed at room temperature with a reduction ratio of 50% or more. Additionally, the cold rolling annealing step may be performed at 1000 to 1200°C for 10 minutes or less. Additional thickness reduction can be achieved by cold rolling and cold rolling annealing after hot rolling annealing.

본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법으로 제조된 오스테나이트계 스테인리스강은 -150℃에서 샤르피 충격 에너지 값이 145J 이상일 수 있다. 또한, -196℃에서 샤르피 충격 에너지 값이 120J 이상일 수 있다. The austenitic stainless steel produced by the austenitic stainless steel manufacturing method of the present invention may have a Charpy impact energy value of 145J or more at -150°C. Additionally, the Charpy impact energy value at -196°C may be 120J or more.

또한, 본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법으로 제조된 오스테나이트계 스테인리스강은 항복강도가 300MPa이상일 수 있다. In addition, the austenitic stainless steel produced by the austenitic stainless steel manufacturing method of the present invention may have a yield strength of 300 MPa or more.

본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강 및 본 발명의 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법으로 제조된 오스테나이트계 스테인리스강은, Ni, Mn의 비를 제어하여 원가대비 높은 오스테나이트 상 안정화도를 확보하면서도, 확보한 오스테나이트 상 안정화도를 통해 저온 충격인성을 확보하고, 이와 동시에 강도를 확보할 수 있는 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다. The austenitic stainless steel of the present invention and the austenitic stainless steel manufactured by the austenitic stainless steel manufacturing method of the present invention control the ratio of Ni and Mn to ensure high austenite phase stability compared to cost. It is possible to provide austenitic stainless steel that can secure low-temperature impact toughness through a high austenite phase stability and simultaneously secure strength.

{실시예}{Example}

하기 표 1에 따른 합금조성으로 슬라브를 얻은 후, 1200℃에서 가열하고 추출하였다. 또한, 800℃에서 압하율 70%로 열간압연하고, 냉각속도 50℃/s로 냉각을 수행한 후, 1100℃에서 60분간 열연소둔 하였다. 또한 상온에서 압하율 50%로 냉간압연하고, 1100℃에서 10분동안 냉연소둔 하였다.After obtaining a slab with an alloy composition according to Table 1 below, it was heated at 1200°C and extracted. In addition, it was hot rolled at 800°C with a reduction ratio of 70%, cooled at a cooling rate of 50°C/s, and then hot rolled and annealed at 1100°C for 60 minutes. Additionally, it was cold rolled at room temperature with a reduction ratio of 50% and cold rolled and annealed at 1100°C for 10 minutes.

JIS13B 인장시험편에 대하여 상온에서 crosshead 10mm/min ~ 20mm/min 범위에서 인장시험을 행한 후 얻어진 항복강도 YS(MPa), 인장강도 TS(MPa) 연신율 EL(%) 및 ASTM 규격에 따라 측정된 극저온(-150℃, -196℃) 충격인성 (Charpy V notch test) 값을 나타낸다. CVN@25℃는 25℃ 샤르피 충격에너지 값을 측정한 값이다.For the JIS13B tensile test specimen, the yield strength YS (MPa), tensile strength TS (MPa), elongation EL (%), and cryogenic temperature ( -150℃, -196℃) Impact toughness (Charpy V notch test) values are shown. CVN@25℃ is the measured value of Charpy impact energy at 25℃.

표 1은 합금조성, ASP, Ni/Mn, 196℃ 샤르피 충격에너지 값 및 식(1)을 보여준다. Table 1 shows the alloy composition, ASP, Ni/Mn, 196°C Charpy impact energy value, and equation (1).

성분 (중량%)Ingredients (% by weight) ASPASP Ni/MnNi/Mn 식(1)Equation (1) CVN@196℃ (J)CVN@196℃ (J) CC SiSi MnMn NiNi CrCr CuCu MoMo NN 비교예1Comparative Example 1 0.0190.019 0.450.45 0.920.92 8.008.00 18.8018.80 0.300.30 0.090.09 0.0170.017 22.8522.85 8.708.70 8.878.87 135.6135.6 비교예2Comparative example 2 0.0200.020 0.610.61 1.101.10 10.2010.20 16.1016.10 0.310.31 2.112.11 0.0160.016 -44.55-44.55 9.279.27 15.5915.59 164.53164.53 비교예3Comparative Example 3 0.0210.021 0.470.47 1.281.28 10.0910.09 21.2021.20 0.270.27 0.110.11 0.0710.071 -99.11-99.11 7.887.88 25.2625.26 156.4156.4 비교예4Comparative example 4 0.0230.023 0.410.41 0.810.81 10.4010.40 21.5021.50 0.790.79 0.60.6 0.2000.200 -192.52-192.52 12.8412.84 22.7822.78 126.1126.1 비교예5Comparative Example 5 0.0210.021 0.420.42 0.800.80 9.319.31 21.3021.30 0.810.81 0.60.6 0.2000.200 -157.84-157.84 11.6411.64 22.1622.16 126.26126.26 비교예6Comparative Example 6 0.0210.021 0.380.38 7.637.63 5.985.98 17.4017.40 0.390.39 0.140.14 0.1900.190 -37.48-37.48 0.780.78 175.41175.41 112.67112.67 비교예7Comparative example 7 0.0210.021 0.380.38 7.627.62 5.465.46 17.5017.50 0.390.39 0.120.12 0.2100.210 -32.56-32.56 0.720.72 185.00185.00 115.65115.65 비교예8Comparative example 8 0.0220.022 0.390.39 9.809.80 5.405.40 17.6017.60 0.390.39 0.20.2 0.1900.190 -42.64-42.64 0.550.55 258.87258.87 96.796.7 비교예9Comparative Example 9 0.0210.021 0.380.38 7.807.80 5.905.90 18.2018.20 0.400.40 0.150.15 0.2100.210 -57.21-57.21 0.760.76 207.84207.84 85.0385.03 비교예0Comparative example 0 0.0200.020 0.540.54 8.908.90 2.802.80 16.8016.80 1.891.89 0.150.15 0.2200.220 -5.88-5.88 0.310.31 336.56336.56 34.934.9 비교예1Comparative Example 1 0.0220.022 0.390.39 7.907.90 5.005.00 16.8016.80 0.390.39 0.110.11 0.1800.180 1.591.59 0.630.63 155.48155.48 102.76102.76 비교예2Comparative example 2 0.0200.020 0.430.43 5.635.63 5.505.50 16.5016.50 0.390.39 0.120.12 0.1500.150 23.8223.82 0.980.98 77.9877.98 115.19115.19 비교예3Comparative Example 3 0.0200.020 0.390.39 5.655.65 5.605.60 17.3017.30 0.360.36 0.080.08 0.1800.180 -2.08-2.08 0.990.99 102.99102.99 106.26106.26 비교예4Comparative Example 4 0.0210.021 0.400.40 5.935.93 5.605.60 18.0018.00 0.370.37 0.090.09 0.1900.190 -19.59-19.59 0.940.94 126.64126.64 90.7690.76 비교예5Comparative Example 5 0.0190.019 0.410.41 2.492.49 8.578.57 20.4020.40 0.810.81 0.080.08 0.1900.190 -122.48-122.48 3.443.44 64.6464.64 129.93129.93 비교예6Comparative Example 6 0.0190.019 0.400.40 1.221.22 9.259.25 19.6019.60 0.810.81 0.130.13 0.1500.150 -103.31-103.31 7.587.58 26.8126.81 133.2133.2 비교예7Comparative example 7 0.0190.019 0.400.40 1.181.18 10.3010.30 19.4019.40 0.410.41 0.130.13 0.1100.110 -100.61-100.61 8.738.73 22.9822.98 187.5187.5 발명예1Invention Example 1 0.0220.022 0.430.43 7.207.20 7.407.40 17.9017.90 0.400.40 0.130.13 0.1700.170 -73.82-73.82 1.031.03 169.12169.12 130.62130.62 발명예2Invention Example 2 0.0190.019 0.410.41 5.605.60 7.207.20 17.4017.40 0.410.41 0.210.21 0.1700.170 -48.41-48.41 1.291.29 115.43115.43 137.32137.32 발명예3Invention Example 3 0.0190.019 0.410.41 3.443.44 8.908.90 18.9018.90 0.380.38 0.20.2 0.1700.170 -99.70-99.70 2.592.59 77.1977.19 127.73127.73 발명예4Invention Example 4 0.0190.019 0.400.40 4.104.10 8.508.50 19.0019.00 0.430.43 0.180.18 0.2000.200 -109.67-109.67 2.072.07 101.13101.13 150.95150.95 발명예5Invention Example 5 0.0190.019 0.410.41 3.603.60 8.388.38 20.2020.20 0.800.80 0.090.09 0.1900.190 -123.12-123.12 2.332.33 95.8595.85 140.1140.1 발명예6Invention Example 6 0.0200.020 0.410.41 4.604.60 7.837.83 17.9017.90 1.071.07 0.080.08 0.2000.200 -96.48-96.48 1.701.70 115.43115.43 121.3121.3 발명예7Invention Example 7 0.0190.019 0.410.41 4.514.51 8.408.40 18.0018.00 1.171.17 0.150.15 0.1500.150 -94.29-94.29 1.861.86 104.31104.31 121.3121.3

표 2는 식 (2), 식(3) 및 기계적 특성을 보여준다. Table 2 shows Equation (2), Equation (3) and mechanical properties.

식(2)Equation (2) 식(3)Equation (3) YSYS
(MPa)(MPa)
TSTS
(MPa)(MPa)
ELEL
(%)(%)
CVN@25℃CVN@25℃
(J)(J)
CVN@150℃CVN@150℃
(J)(J)
CVN@196℃CVN@196℃
(J)(J)
비교예 1Comparative Example 1 141.56141.56 12.4712.47 264.5264.5 661.3661.3 56.856.8 206.40206.40 149.3149.3 135.6135.6 비교예 2Comparative Example 2 177.19177.19 12.6012.60 237.7237.7 555.6555.6 69.969.9 247.93247.93 181.21181.21 164.53164.53 비교예 3Comparative Example 3 176.28176.28 14.9414.94 276.6276.6 614.5614.5 63.863.8 276.60276.60 176176 156.4156.4 비교예 4Comparative Example 4 138.85138.85 17.9117.91 361.5361.5 677.1677.1 52.452.4 238.06238.06 160.1160.1 126.1126.1 비교예 5Comparative Example 5 122.75122.75 17.5717.57 350.8350.8 670.4670.4 54.954.9 222.46222.46 154.37154.37 126.26126.26 비교예 6Comparative Example 6 119.45119.45 17.1917.19 313.8313.8 651.0651.0 64.464.4 267.31267.31 159.61159.61 112.67112.67 비교예 7Comparative Example 7 115.74115.74 17.5517.55 324.9324.9 662.1662.1 64.364.3 282.97282.97 154.87154.87 115.65115.65 비교예 8Comparative Example 8 103.61103.61 17.6617.66 346.2346.2 658.7658.7 64.264.2 226.12226.12 132.01132.01 96.796.7 비교예 9Comparative Example 9 103.50103.50 17.8617.86 359.2359.2 672.6672.6 62.662.6 230.43230.43 126.14126.14 85.0385.03 비교예10Comparative Example 10 62.0562.05 17.4617.46 374.1374.1 677.2677.2 62.862.8 242.50242.50 85.585.5 34.934.9 비교예11Comparative Example 11 99.9999.99 16.6816.68 337.7337.7 674.8674.8 66.966.9 230.44230.44 138.21138.21 102.76102.76 비교예12Comparative Example 12 104.93104.93 15.5015.50 284.3284.3 682.3682.3 66.966.9 224.12224.12 143.47143.47 115.19115.19 비교예13Comparative Example 13 108.67108.67 16.3616.36 334.7334.7 684.0684.0 66.166.1 248.13248.13 135.88135.88 106.26106.26 비교예14Comparative Example 14 101.68101.68 16.8616.86 353.1353.1 683.3683.3 64.964.9 230.77230.77 127.22127.22 90.7690.76 비교예15Comparative Example 15 128.30128.30 17.2917.29 338.5338.5 652.0652.0 58.158.1 249.79249.79 161.75161.75 129.93129.93 비교예16Comparative Example 16 137.19137.19 16.0216.02 305.3305.3 615.1615.1 61.361.3 240.20240.20 162.8162.8 133.2133.2 비교예17Comparative Example 17 171.61171.61 15.3015.30 282.0282.0 585.9585.9 63.763.7 281.40281.40 199.8199.8 187.5187.5 발명예 1Invention Example 1 129.45129.45 17.1817.18 327.5327.5 635.3635.3 62.962.9 245.50245.50 163.06163.06 130.62130.62 발명예 2Invention Example 2 130.82130.82 16.5316.53 322.0322.0 638.2638.2 64.864.8 263.57263.57 163.22163.22 137.32137.32 발명예 3Invention Example 3 137.70137.70 16.7816.78 326.5326.5 634.1634.1 59.859.8 240.85240.85 163.39163.39 127.73127.73 발명예 4Invention Example 4 141.92141.92 17.5417.54 329.8329.8 642.0642.0 61.061.0 281.45281.45 177.07177.07 150.95150.95 발명예 5Invention Example 5 130.26130.26 17.4617.46 344.0344.0 652.3652.3 57.757.7 256.52256.52 160.91160.91 140.1140.1 발명예 6Invention Example 6 121.82121.82 17.2717.27 341.5341.5 642.7642.7 58.558.5 256.30256.30 154.1154.1 121.3121.3 발명예 7Invention Example 7 135.00135.00 16.2416.24 318.8318.8 617.5617.5 60.560.5 255.70255.70 149.3149.3 121.3121.3

표 1 및 표 2에 따르면, 발명예 1 내지 발명예 7은 본 발명의 합금조성을 만족하고, 식(1)이 70 내지 170으로 원가대비 오스테나이트 상 안정화도가 우수하며, -196℃ 샤르피 충격에너지 값이 120J이상에 해당하여 극저온 충격인성을 확보한 것을 확인할 수 있다. 더불어, 식(2)가 120이상임을 만족한다. 25℃ 샤르피 충격에너지로 상온 충격인성을 확인함으로써 극저온 충격인성을 예측할 수 있으며, -150℃ 샤르피 충격에너지 값이 145J이상 및 -196℃ 샤르피 충격에너지 값이 120J이상으로 극저온 충격인성을 확보한 것을 확인할 수 있다. 또한, 식(3)이 16이상으로 항복강도가 300MPa이상으로 강도를 확보한 것을 확인할 수 있다.According to Table 1 and Table 2, Inventive Examples 1 to 7 satisfy the alloy composition of the present invention, Equation (1) is 70 to 170, excellent austenite phase stability compared to cost, and -196°C Charpy impact energy. It can be confirmed that the cryogenic impact toughness has been secured as the value is over 120J. In addition, it is satisfied that equation (2) is greater than 120. Cryogenic impact toughness can be predicted by checking room temperature impact toughness with 25℃ Charpy impact energy, and cryogenic impact toughness can be confirmed as -150℃ Charpy impact energy value is more than 145J and -196℃ Charpy impact energy value is more than 120J. You can. In addition, it can be confirmed that Equation (3) is more than 16, and the yield strength is more than 300 MPa, ensuring strength.

비교예 1 내지 비교예 5는 본 발명의 합금조성을 만족하지 못하나, -196℃ 샤르피 충격 에너지값을 120J이상으로 확보할 수 있다. 그러나 식(1)이 70미만으로 동급의 오스테나이트 상 안정화도에 비하여 Ni이 과다하게 첨가되어 Ni/Mn이 7.88이상의 큰 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 합금조성 및 식(1)의 하한값을 만족하지 못할 경우 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보하지 못하는 것을 확인할 수 있다. Comparative Examples 1 to 5 do not satisfy the alloy composition of the present invention, but can secure a Charpy impact energy value of -196°C of 120J or more. However, as Equation (1) is less than 70, it can be confirmed that excessive Ni is added compared to the austenite phase stability of the same level, and Ni/Mn has a large value of 7.88 or more. Through this, it can be confirmed that if the alloy composition and the lower limit of equation (1) are not satisfied, excellent austenite phase stability relative to cost cannot be secured.

또한, 비교예 1 내지 비교예 3은 식(3)이 16미만에 해당한다. 비교예 1 내지 비교예 3은 항복강도가 300MPa미만으로 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 이를 통해, 식(3)을 만족하지 못할 경우 강도가 열위한 것을 확인할 수 있다. In addition, Comparative Examples 1 to 3 correspond to equation (3) of less than 16. Comparative Examples 1 to 3 had a yield strength of less than 300 MPa and did not satisfy the scope of the present invention. Through this, it can be confirmed that the strength is inferior when equation (3) is not satisfied.

비교예 6 내지 비교예 10은 식(1)이 170을 초과하고, Mn을 7.5%를 초과하여 첨가한 것을 확인할 수 있다. 또한, -196℃ 샤르피 충격 에너지값이 120J미만으로 저온충격특성을 확보하지 못한 것을 확인할 수 있다. 비교예 6 내지 비교예 10은 식(2)가 120미만에 해당하여 저온 충격인성을 확보하지 못할 것을 예측할 수 있고, -150℃ 샤르피 충격 에너지값 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값이 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 이를 통해 합금조성, 식(1)의 상한 값 및 식(2)를 만족하지 못할 경우 우수한 저온충격인성을 확보할 수 없음을 확인할 수 있다. It can be confirmed that in Comparative Examples 6 to 10, Formula (1) exceeded 170 and Mn was added in excess of 7.5%. In addition, it can be confirmed that the low-temperature impact characteristics were not secured as the -196℃ Charpy impact energy value was less than 120J. In Comparative Examples 6 to 10, it can be predicted that low-temperature impact toughness cannot be secured because Equation (2) is less than 120, and the -150°C Charpy impact energy value and -196°C Charpy impact energy value are within the range of the present invention. is not satisfied. Through this, it can be confirmed that excellent low-temperature impact toughness cannot be secured if the alloy composition, upper limit value of Equation (1), and Equation (2) are not satisfied.

비교예 11은 식(1)은 만족하나, 식(2)가 120미만에 해당하여 -150℃ 샤르피 충격 에너지값 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값이 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 이를 통해 식(1)을 만족하여 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 얻을 수 있다고 하더라도, 합금조성 및 식(2)를 만족하지 못할 경우 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보하면서 우수한 저온충격인성을 확보할 수 없음을 확인할 수 있다. Comparative Example 11 satisfies Equation (1), but Equation (2) is less than 120, so the -150°C Charpy impact energy value and -196°C Charpy impact energy value do not satisfy the scope of the present invention. Through this, even if Equation (1) is satisfied and excellent austenite phase stability relative to cost can be obtained, if the alloy composition and equation (2) are not satisfied, excellent low-temperature impact toughness while securing excellent austenite phase stability relative to cost. It can be confirmed that it cannot be secured.

비교예 12는 식(1)은 만족하나, 식(2)가 120미만에 해당하여 -150℃ 샤르피 충격 에너지값 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값이 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 또한, 식(3)이 16미만에 해당하여 항복강도가 300MPa미만으로 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 이를 통해 식(1)을 만족하여 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 얻을 수 있다고 하더라도, 합금조성, 식(2) 및 식(3)을 만족하지 못할 경우, 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보하면서 동시에 우수한 저온충격인성 및 강도를 확보할 수 없음을 확인할 수 있다. Comparative Example 12 satisfies Equation (1), but Equation (2) is less than 120, so the -150°C Charpy impact energy value and -196°C Charpy impact energy value do not satisfy the scope of the present invention. In addition, because Equation (3) is less than 16, the yield strength is less than 300 MPa, which does not satisfy the scope of the present invention. Through this, even if Equation (1) is satisfied and excellent austenite phase stability relative to cost can be obtained, if the alloy composition and Equations (2) and (3) are not satisfied, excellent austenite phase stability relative to cost may be obtained. It can be confirmed that it is impossible to secure excellent low-temperature impact toughness and strength at the same time.

비교예 13 및 비교예 14는 Ni이 본원발명의 범위를 만족하지 못한다. ASP값이 각각 -2.08 및 -19.59에 해당하여 오스테나이트 상안정화도가 낮은 것을 확인 할 수 있다. 이를 통해 합금조성을 만족하지 못할 경우 식(1)을 만족하더라도 우수한 상 안정화도를 확보하지 못하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 13 및 비교예 14는 식(2)가 120미만에 해당한다. -150℃ 샤르피 충격 에너지값 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값이 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 이를 통해, 식(2)를 만족하지 못할 경우 우수한 저온충격인성을 확보할 수 없음을 확인할 수 있다. In Comparative Examples 13 and 14, Ni does not satisfy the scope of the present invention. It can be seen that the ASP values are -2.08 and -19.59, respectively, indicating low austenite phase stability. Through this, it can be confirmed that if the alloy composition is not satisfied, excellent phase stability cannot be secured even if equation (1) is satisfied. In addition, Comparative Examples 13 and 14 correspond to Equation (2) being less than 120. The -150°C Charpy impact energy value and -196°C Charpy impact energy value do not satisfy the scope of the present invention. Through this, it can be confirmed that excellent low-temperature impact toughness cannot be secured if equation (2) is not satisfied.

비교예 15는 식(2)가 120이상으로, -150℃ 샤르피 충격 에너지값을 145J이상 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값을 120J이상으로 확보할 수 있다. 그러나, 식(1)이 70미만으로 동급의 오스테나이트 상 안정화도에 비하여 원가 경쟁력이 열위하다. 비교예 15의 ASP는 -122.48에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 3.44에 해당한다. 이와 대비하여 비교예 15와 ASP가 가장 유사한 발명예 5의 ASP는 -123.12에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 2.33로 비교예 15보다 더 작으며, 비교예 15보다 높은 ASP를 갖는 발명예 4의 ASP는 -109.67에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 2.07로 비교예 15보다 더 작다. 이를 통해, 합금조성 및 식(1)의 하한 값을 만족하지 못할 경우 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보하지 못하는 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 15, Equation (2) is 120 or more, and the -150°C Charpy impact energy value can be secured as 145J or more and the -196°C Charpy impact energy value as 120J or more. However, as Equation (1) is less than 70, cost competitiveness is inferior compared to the austenite phase stability of the same level. The ASP of Comparative Example 15 corresponds to -122.48 and the Ni/Mn ratio corresponds to 3.44. In contrast, the ASP of Inventive Example 5, which has the most similar ASP to Comparative Example 15, is -123.12, and the Ni/Mn ratio is 2.33, which is smaller than that of Comparative Example 15, and the ASP of Inventive Example 4 has a higher ASP than Comparative Example 15. ASP is -109.67, and the Ni/Mn ratio is 2.07, which is smaller than Comparative Example 15. Through this, it can be confirmed that if the alloy composition and the lower limit of equation (1) are not satisfied, excellent austenite phase stability relative to cost cannot be secured.

비교예 16은 식(2)가 120이상으로, -150℃ 샤르피 충격 에너지값을 145J이상 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값을 120J이상으로 확보할 수 있다. 그러나, 식(1)이 70미만으로 동급의 오스테나이트 상 안정화도에 비하여 원가 경쟁력이 열위하다. 비교예 16의 ASP는 -103.31에 해당하고, Ni/Mn의 비는 7.58에 해당한다. 이와 대비하여 비교예 16과 ASP가 가장 유사한 발명예 3의 ASP는 -99.70에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 2.59로 비교예 16보다 작으며, ASP가 더 작은 발명예 4의 ASP는 -109.67에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 2.07로 비교예 16보다 작다. 이를 통해 합금조성 및 식(1)의 하한값을 만족하지 못할 경우 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보하지 못하는 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 16, Equation (2) is 120 or more, and the -150°C Charpy impact energy value can be secured as 145J or more and the -196°C Charpy impact energy value as 120J or more. However, as Equation (1) is less than 70, cost competitiveness is inferior compared to the austenite phase stability of the same level. The ASP of Comparative Example 16 corresponds to -103.31, and the ratio of Ni/Mn corresponds to 7.58. In contrast, the ASP of Inventive Example 3, which has the most similar ASP to Comparative Example 16, is -99.70, and the Ni/Mn ratio is 2.59, which is smaller than that of Comparative Example 16, and the ASP of Inventive Example 4, which has a smaller ASP, is -109.67. At the same time, the ratio of Ni/Mn is 2.07, which is smaller than that of Comparative Example 16. Through this, it can be confirmed that if the alloy composition and the lower limit of equation (1) are not satisfied, excellent austenite phase stability relative to cost cannot be secured.

비교예 17은 식(2)가 120이상으로, -150℃ 샤르피 충격 에너지값을 145J이상 및 -196℃ 샤르피 충격 에너지값을 120J이상으로 확보할 수 있다. 그러나 식(1)이 70미만으로 동급의 오스테나이트 상 안정화도에 비하여 Ni이 과다하게 첨가되어 Ni/Mn이 8.73에 해당할 만큼 큰 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 17은 식(1)이 70미만으로 동급의 오스테나이트 상 안정화도에 비하여 원가 경쟁력이 열위하다. 비교예 17의 ASP는 -100.61에 해당하고, Ni/Mn의 비는 8.73에 해당한다. 이와 대비하여 비교예 17과 ASP가 가장 유사한 발명예 3의 ASP는 -99.70에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 2.59로 비교예 18보다 더 작으며, ASP가 더 작은 발명에 4의 ASP는 -109.67에 해당하면서 Ni/Mn의 비는 2.07로 비교예 17보다 작다. 이를 통해, 합금조성 및 식(1)의 하한값을 만족하지 못할 경우 원가대비 우수한 오스테나이트 상 안정화도를 확보하지 못하는 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 17, Equation (2) is 120 or more, and the -150°C Charpy impact energy value can be secured as 145J or more and the -196°C Charpy impact energy value as 120J or more. However, as Equation (1) is less than 70, excessive Ni is added compared to the austenite phase stability of the same level, and it can be confirmed that Ni/Mn has a value large enough to correspond to 8.73. In addition, in Comparative Example 17, Equation (1) is less than 70, which means that the cost competitiveness is inferior to that of the same austenite phase stability. The ASP of Comparative Example 17 corresponds to -100.61, and the ratio of Ni/Mn corresponds to 8.73. In contrast, the ASP of Invention Example 3, which has the most similar ASP to Comparative Example 17, is -99.70, and the Ni/Mn ratio is 2.59, which is smaller than Comparative Example 18. The ASP of Invention Example 4, which has a smaller ASP, is -109.67. The Ni/Mn ratio is 2.07, which is smaller than Comparative Example 17. Through this, it can be confirmed that if the alloy composition and the lower limit of equation (1) are not satisfied, excellent austenite phase stability relative to cost cannot be secured.

더불어, 비교예 17은 식(3)이 16미만으로 항복강도가 300MPa미만으로 본 발명의 범위를 만족하지 못한다. 이를 통해, 식(3)을 만족하지 못할 경우 강도가 열위한 것을 확인할 수 있다. In addition, Comparative Example 17 does not satisfy the scope of the present invention because Equation (3) is less than 16 and the yield strength is less than 300 MPa. Through this, it can be confirmed that the strength is inferior when equation (3) is not satisfied.

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.In the foregoing, exemplary embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto, and a person skilled in the art will recognize the present invention within the scope and spirit of the following claims. You will understand that various changes and modifications are possible.

Claims (13)

중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5%, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
하기 식(1)을 만족하고, -196℃ 샤르피 충격에너지가 120J이상인, 오스테나이트계 스테인리스강.
식(1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170
(여기서 ASP는 오스테나이트 상 안정화도를 의미하고, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)
In weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less (excluding 0), Mn: 3.3 to 7.5%, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5%, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), the remainder includes Fe and inevitable impurities,
An austenitic stainless steel that satisfies the following formula (1) and has a Charpy impact energy of -196°C of 120J or more.
Equation (1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170
(Here, ASP refers to the austenite phase stability, and Ni and Mn refer to the weight percent of each element.)
청구항 1에 있어서,
하기 식(2)를 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강.
식(2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120
(여기서 Mn, Ni, Cu, N는 각 원소의 중량%을 의미하며, CVN@25℃은 25℃ 샤르피 충격 에너지 값을 의미한다.)
In claim 1,
Austenitic stainless steel that satisfies the following formula (2).
Equation (2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120
(Here, Mn, Ni, Cu, and N mean the weight percent of each element, and CVN@25℃ means the Charpy impact energy value at 25℃.)
청구항 1에 있어서,
하기 식(3)을 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강.
식(3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16
(여기서, C, N, Si, Cr, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)
In claim 1,
Austenitic stainless steel that satisfies the following formula (3).
Equation (3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16
(Here, C, N, Si, Cr, Ni, and Mn mean the weight percent of each element.)
청구항 1에 있어서,
항복강도가 300MPa이상인, 오스테나이트계 스테인리스강.
In claim 1,
Austenitic stainless steel with a yield strength of 300 MPa or more.
중량%로, C: 0.03% 이하(0은 제외), N: 0.15 내지 0.25%, Si: 1.0% 이하(0은 제외), Mn: 3.3 내지 7.5%, Cr: 17.0 내지 22.0%, Ni: 6.5 내지 9.5%, Cu: 1.2% 이하(0은 제외), Mo: 0.8% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 슬라브를 제조하는 단계;
상기 슬라브를 가열하고 추출하는 단계;
상기 추출된 슬라브를 열간압연 및 열연소둔 하여 열연강판을 얻는 단계; 및
상기 열연강판을 냉간압연 및 냉연소둔 하는 단계;를 포함하고,
-196℃ 샤르피 충격에너지가 120J이상인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
식(1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170
(여기서 ASP는 오스테나이트 상 안정화도를 의미하고, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)
In weight percent, C: 0.03% or less (excluding 0), N: 0.15 to 0.25%, Si: 1.0% or less (excluding 0), Mn: 3.3 to 7.5%, Cr: 17.0 to 22.0%, Ni: 6.5 to 9.5%, Cu: 1.2% or less (excluding 0), Mo: 0.8% or less (excluding 0), the remainder including Fe and inevitable impurities, and manufacturing a slab that satisfies the following formula (1);
heating and extracting the slab;
Obtaining a hot rolled steel sheet by hot rolling and hot rolling annealing the extracted slab; and
It includes cold rolling and cold rolling annealing the hot rolled steel sheet,
-196°C Method for manufacturing austenitic stainless steel with Charpy impact energy of 120J or more.
Equation (1): 70 ≤ (100 - ASP) / (Ni / Mn) ≤ 170
(Here, ASP refers to the austenite phase stability, and Ni and Mn refer to the weight percent of each element.)
청구항 5에 있어서,
하기 식(2)를 만족하는, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
식(2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120
(여기서 Mn, Ni, Cu, N는 각 원소의 중량%을 의미하며, CVN@25℃은 25℃ 샤르피 충격 에너지 값을 의미한다.)
In claim 5,
A method for manufacturing austenitic stainless steel that satisfies the following formula (2).
Equation (2): 1.45Mn + 10Ni - 9.5Cu - 175N + 0.32(CVN@25℃) ≥ 120
(Here, Mn, Ni, Cu, and N mean the weight percent of each element, and CVN@25℃ means the Charpy impact energy value at 25℃.)
청구항 5에 있어서,
하기 식(3)을 만족하고, 항복강도가 300MPa이상인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
식(3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16
(여기서, C, N, Si, Cr, Ni, Mn은 각 원소의 중량%을 의미한다.)
In claim 5,
A method of manufacturing austenitic stainless steel that satisfies the following equation (3) and has a yield strength of 300 MPa or more.
Equation (3): 4.4 + 23(C + N)+1.3Si+0.24(Cr + Ni + Mn) ≥ 16
(Here, C, N, Si, Cr, Ni, and Mn mean the weight percent of each element.)
청구항 5에 있어서,
상기 슬라브를 가열하고 추출하는 단계가, 1080 내지 1280℃에서 수행되는 단계인, 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
In claim 5,
A method of manufacturing austenitic stainless steel, wherein the step of heating and extracting the slab is performed at 1080 to 1280°C.
청구항 5에 있어서,
상기 열간압연이 800℃이상에서 압하율 70%이상으로 수행되는 단계인,
오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
In claim 5,
In the step where the hot rolling is performed at 800°C or higher with a reduction ratio of 70% or higher,
Method for manufacturing austenitic stainless steel.
청구항 5에 있어서,
상기 열연소둔이 1000 내지 1200℃에서 60분이하 동안 수행되는 단계인,
오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
In claim 5,
The hot rolling annealing is performed at 1000 to 1200°C for less than 60 minutes,
Method for manufacturing austenitic stainless steel.
청구항 5에 있어서,
상기 열간압연 후 상기 열연소둔 전에 냉각하는 단계;를 더 포함하고,
상기 냉각하는 단계는 냉각속도가 50℃/s이하로 수행되는 단계인,
오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
In claim 5,
Further comprising: cooling after the hot rolling and before the hot rolling annealing,
The cooling step is performed at a cooling rate of 50°C/s or less,
Method for manufacturing austenitic stainless steel.
청구항 5에 있어서,
상기 냉간압연이 상온에서 압하율 50%이상으로 수행되는 단계인,
오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
In claim 5,
A step in which the cold rolling is performed at room temperature with a reduction ratio of 50% or more,
Method for manufacturing austenitic stainless steel.
청구항 5에 있어서,
상기 냉연소둔이 1000 내지 1200℃에서 10분이하 동안 수행되는 단계인,
오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법.
In claim 5,
The cold rolling annealing step is performed at 1000 to 1200°C for less than 10 minutes,
Method for manufacturing austenitic stainless steel.
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