KR850000558B1 - 오오스테나이트계 스테인레스강판(鋼板) 및 강대(鋼帶)의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

오오스테나이트계 스테인레스강판(鋼版) 및 강대(鋼帶)의 제조방법

제1도는 이어링율

의 설명도.

제2도는 18.1Cr-Ni- 0.03P 스테인레스강 박판의 열연판생략 프로세스에 있어서의 이어링율과 Ni(%), C(%)의 영향을 나타내는 도면.

제3도는 18Cr-8.5Ni 스테인레스강 박판의 열연판 소둔(燒鈍) 생략 프로세스에 있어서의 이어링율과 C(%), P(%)의 영향을 나타내는 도면.

본 발명은 18Cr-8Ni를 중심으로 하는 오오스테나이트계 스테인레스강의 제조방법에 관한 것이며, 특히 열연판 소둔(燒鈍)을 생략하여도 이방성(異方性)이 작고 뛰어난 품질의 강판을 얻는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 18Cr-8Ni계를 중심으로 한 오오스테나이트계 스테인레스강 박판의 제조에 있어서는, 종래는 호트스트립밀 등의 열간압연기로 호트스트립을 제조하고 그후에 열연판을 1000℃ 이상의 고온으로 연화소둔하고, 디스케일링을 행한후에, 1회 냉연 또는 중간소둔을 끼운 2회 냉연등의 냉간 압연으로 박판으로 하고, 최종 소둔·산세(酸洗)해서 냉연박판을 제조해 왔다. 열연판소둔과 디스케일링은 HAP 라인이라 칭하는 스테인레스강 특유의 라인으로 설계되어 있다.

본 발명자들은 이 열연판 소둔의 생략을 목적으로, 열연판 소둔공정이 달성하고 있는 역할을 상세히 검토한 결과,

(1) 냉연용 소재로서 적당하도록 충분히 재결정시키고 연화시킨다.

(2) 열연중 및 권취중에 석출(析出)한 탄화물을 고용화시킨다.

(3) 산세 스피이드를 향상시킨다.

(4) 제품의 이방성을 개선시킨다.

의 4점인 것을 밝혀냈다. 이들중에 (1)은 이미 특개소 55-70404호 공보에서 논의되었고, (2)에 대하여는 이미 특개소 51-77523호 공보, 특개소 55-107729호 공보에서 논의되고 있는 바이다.

그러나 (3),(4)에 대하여는 종래 거의 알려져 있는 않은 점이다. 또 (1),(2)에 관하여도 여러가지의 신규한 사고방식이 있어서 이들을 종합적으로 해결하는 것이 요망되고 있다.

열연판 소둔공정에서는 소둔연화와 탄화물의 고용(固溶)에 고온을 필요로 하고, 따라서 상당한 에너지를 소비하고 있고 또한 HAP의 라인스피이드도 소둔율속(律速)인 케이스가 많다. 따라서 열연판 소둔공정을 생략할 수 있으면 성에너지와 생산성의 향상에 관한 이익은 지극히 크다고 생각된다

이렇게 해서 본 발명자들은 SUS304를 중심으로 한 오오스테나이트 스테인레스강 박판의 제조공정에서 열연판소둔공정을 생략하는 동시에 1회 냉연법이며 또한 뛰어난 품질특성을 가진 스테인레스강 박판 제조프로세스의 개발을 목적으로, 구체적으로는 상기 4가지 기능을 완전히 대체할 수 있는 새 프로세스를 목표로 하여 종합적으로 연구를 전개한 결과 본 발명에 도달했다.

특히 열연판소둔을 생략한 경우의 오오스테나이트 스테인레스강 박판의 이방성의 문제에 대하여는 종래에 거의 연구가 없고 우리는 이점을 상세히 검토하였다. 열연판소둔을 생략한 스테인레스강박판으로는 열연판소둔을 한 것에 비하여 제품단계에서 이방성이 크게 된다.

이방성이 크면, 압연방향, 압연방향과 직각방향, 압연방향과 45°방향에서의 특성이 다르고, 이를테면 원통에 드로오잉을 깊게 한 경우, 귀의 발생이 커서 제품생산성이 저하한다. 이 현상은 이어링으로서 알려지고 이어링율로 표시된다.(제1도).

본 발명에 있어서는 이어링의 평가를 원통의 디이프 드로오잉 시험으로 실시했는데, 그 시험조건을 0.7mm 박판으로 블랭크경은 80mm

로 하고, 펀치경은 40mm

로 하였다.

본 발명자의 연구에서 이들 이어링의 발생은 스테인레스강박판으로 특유의 집합조직이 발달함에 의한다는 것이 판명하였다. 따라서 열연판소둔을 생략한 경우에 이 특유의 집합조직의 발달을 억제할 수가 있으면 이어링의 발생은 일어나기 어렵다고 생각된다. 실험결과에 의하면 열연판 소둔을 한 경우의 이어링율은 4-6% 정도인데 대하여 열연판소둔을 생략하면 10% 정도의 이어링이 발생하였다.

이상과 같은 사고방식으로 각종의 오오스테나이트계 스테인레스강은 물론이고, 수많은 성분계에 관하여 검토한 결과, 열연판소둔을 생략해도 이방성이 작고, 따라서 이어링율이 6%(통상의 열연판소둔을 한 경우에 얻어지는 평균적 이어링율)이하가 되는 성분계를 검토한 결과 이어링율을 지배하는 주요성분을 Ni, C이며, 다음으로 N, P의 영향이 크다는 것을 발견하였다.

제2도는 Ni와 C의 영향을 나타내고 있다. Ni이 10%에서 6%까지 감소하면 이어링율은 대폭으로 개선된다. 6% 이하는 효과가 포화해 있다. 또한 저C화(低C化)와 조합하면 이어링율에 대하여 큰 효과를 나타낸다.

제3도는 C의 영향을 나타내고 있다. C는 0.08%에서 0.01%까지로 낮추면 낮출수록 이어링율을 개선함을 알았다. 또 제3도에 나타낸 것처럼 P도 0.045%에서 0.005%까지로 낮추면 낮출수록 이어링율을 개선하는 것을 알았다.

이 밖에 N도 낮은편이 바람직하나, Cr나 S는 거의 영향이 없었다. 많은 성분계를 검토한 결과 Ni, C는 물론, P, N의 이어링 개선효과는 상호간에 가산적(加算的) 작용이 있는 것이 인정되었다. 즉, 제2도에서는 Ni-C의, 다시 제3도에서는 C-P의 가산적 효과가 인정된다.

이렇게 해서 저Ni화, 저C화 또는 저P화 등등은 이어링 저감에는 상호간에 가산적 효과를 나타냈다.

이들 작용효과를 많은 테스트 결과를 포함하여 정량적으로 해석·검토를 진행한 결과 열연판 소둔을 생략하여도 이어링율을 6% 이하로 한다는 목표에 대하여는 제2도에 나타낸 바와 같이 C와 Ni의 가산적 효과를 활용하는 것이 이미 설명한 4가지의 기능을 충족시키는데에 가장 바람직함이 판명되었다.

즉, C를 0.070% 이하, Ni를 6.0%에서 9.0%의 범위로 하고 또한 102×[C]+4×[Ni]

39.5%……(1)를 충족시키는 것이 필요하다(성분은 중량퍼센트이다). 또 이에 더하여 P 및 N에 대하여 고려한다면 P 0.040% 이하, N 0.2% 이하의 범위내에서 다음 식을 충족시키는 것이 필요하다.

102×[C]+90×[P]+64×[N]+4×[Ni]

43………(2)

이상과 같이하여 각 성분범위를 규정하고 다시 가장 영향이 큰 C와 Ni를 (1)식과 같이 규정하는 방법, 또한 주요성분을(2)식과 같이 규정하므로써 열연판소둔을 생략하여도 이방성이 작고, 뛰어난 오오스테나이트계 스테인레스박판을 제조할 수 있음을 비로소 분명히 하였다.

또한 C와 Ni을 이상과 같이 규제하는 것은 이미 설명한 열연판 소둔의 다른 3가지 기능의 대용으로도 유효하게 작용한다. 즉 C와 Ni가 통상의 SUS 304 보다 낮고, 따라서 열연후의 연화가 진행하고, 냉각권취중에서의 탄화물의 석출이 가벼워 산세스프이드에도 유효하다는 것도 판명하였다.

이들 결과에서 열연판소둔을 생략한 경우에 문제가 되는 이어링율에 대하여 더욱 상세히 합금성분의 가산적 효과를 실험데이터로 부터 해석한 결과, 이어링율 he(%)와 성분원소의 관계가 다음식으로 나타낼 수 있는 것을 비로소 발견하였다.

he(%)=102×[C]+90×[P]+64×[N]+4×[Ni]-37………(3)

여기서 검토한 성분은 다음 범위에서 성립한다.

C : 0.01 - 0.10% Si : 0.2-1.3% Mn : 0.4-5% P : 0.003-0.045% S : 0.001-0.030% Cr : 16.0-19.0% Ni : 5.0-10.0% Mo : 0.05-2.4% Cu :0.05-2.5% N : 0.008-0.2% Ti : 0.01-0.6% Al : 0.01-0.3% Nb : 0.01-0.7%

이상과 같이 하여 오오스테나이트 스테인레스강 박판의 제조법으로서 열연판 소둔을 생략하여도 뛰어난 이어링 특성을 얻는 방법으로서 이어링율과 성분원소의 정량적 관계를 처음으로 밝히고, C, Ni 및 P나 N을 규제하는 방법을 밝혔다.

다음에 본 발명의 주요인의 한정근거를 설명한다.

C : C는 열연판소둔 생략의 오오스테나이트계 스테인레스강 박판의 이방성에 대하여 큰 영향을 가지며 낮은편이 바람직하고, 또한 입계(粒界)부식성을 고려해서 0.070% 이하가 바람직하고 공업적 경제적으로 가능한한 낮은편이 바람직하다.

P : P는 C와 같이 이방성에 대하여는 0.040% 이하가 바람직하고, 공업적·경제적으로 가능한한 낮은 편이 바람직하다.

Ni : Ni는 열연판소둔생략의 오오스테나이트계 스테인레스강 박판의 이방성에 대하여 큰 영향을 가지며, 9.0% 이하에서 뛰어난 특성을 나타내고, 낮은편이 바람직하나, 6%로 효과가 포화한다.

N : N은 C, P와 같이 이방성에 대하여는 낮은편이 바람직하고, 0.2% 이하가 좋으며 낮으면 낮을수록 좋고, 따라서 공업적·경제적으로 가능한한 낮은편이 바람직하나, 강도를 필요로 하는 용도에 따라서는 N의 상한을 0.2%로 한다.

Cr : Cr은 이방성에 대하여는 그다지 큰 영향을 나타내지 않으나, 뛰어난 내식성 가공성을 유지한 오오스테나이트계 스테인레스강 박판으로서는 16.0% 이상은 필요하며, Ni 양과의 관련으로 안정한 오오스테나이트상(相)을 유지하기 위하여는 19.0%가 상한이 된다.

또한 상술한 C, Ni 부가적으로는 P, N은 열연소둔을 생략한 오오스테나이트계 스테인레스강박판의 이어링특성 개선에 대하여 서로 가산적 효과를 발휘하고 상술한 개개의 성분규정에 더하여 다음식의 관계를 충족시키는 것이 불가결이다.

102×[C]+4×[Ni]

39.5%

또한 P, N을 고려한 경우에는

102×[C]+90×[P]+64×[N]+4×[Ni]

43%

를 충족시키는 것이 이어링특성은 물론이고, 열연후의 연화, 탄화물석출의 경도화 등등에도 유효하다.

또한 통상의 오오스테나이트 스테인레스강으로서 함유되는 다른 성분에 관하여는 특히 큰 영향은 인정되지 않았다.

다음에 본 발명의 실시예를 나타낸다.

제1표에 나타낸 바와 같은 SUS 304의 성분규격내에서 각종의 18Cr-8Ni계의 스테인레스강을 전기로, AOD법등으로 용제하고, 160mm 두께의 CC주편으로 하였다. 그후에 가열로로 1240℃로 가열후 통상의 열연을 하고 3mm두께의 열연코일로 하였다. 열연판소둔을 생략하는 경우에는 소둔로를 공통(空通)하고, 쇼트블라스트·산세하였다. 비교법으로서 성분규제를 벗어난 재료로 열연판 소둔을 생략한 것과 통상의 1100℃의 열연판소둔을 한 것을 준비하고, 쇼트 산세하였다.

냉연과 최종소둔은 1회 냉연의 통상작업대로 하여 0.7mm의 제품 두께로 하였다.

이들 제품에 대하여 각종의 박판테스트를 실시한 결과는 표 2와 같다.

강도·신장·결정입도 등에는 거의 차이는 없으나, 비교강과 본 발명강과의 비교에서 분명한 것처럼, 이어링율이 큰차이를 나타내고, 본 발명강에서는 열연판소둔을 한 경우에 필적하는 특성을 나타냈다.

[제1표]

본 발명의 실시예

註 (1)식 : 102×[C]+4×[Ni]

3.92%

(3)식 : 102×[C]+90×[P]+64×[N]+4×[Ni]

43%

[제2표]

0.7mm 두께 제품판의 제특성

Claims (3)

1. 중량퍼센트로 C 0.070% 이하, Si 1.0% 이하, Mn 3.0%이하, P 0.040% 이하, S 0.030% 이하, Cr 16.0-19.0%, Ni 6.0-9.0%, N 0.2% 이하를 함유하는 오오스테나이트계(系) 스테인레스강에 있어서 C 및 Ni의 첨가량의 관계를

   102×[C]+4×[Ni]

   

   39.5%

   으로 규제하고 그 성분의 강을 주조하고, 열연하고, 디스케일링후에, 냉간압연을 해서 소정의 판두께로 한후에, 최종소둔을 행하는 것을 특징으로 하는 오오스테나이트계 스테인레스강판 및 강대의 제조방법.
2. 제1항에 있어서 주요성분이 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 오오스테나이트계 스테인레스강판 및 강대의 제조방법.

   102×[C]+90×[P]+64×[N]+4×[Ni]

   

   43%
3. 제1항에 있어서 이어링율 he(%)=102×[C]+90×[P]+64×[N]+4×[Ni]-37이 6% 이하로 규제되는 용강을 주조하는 것을 특징으로 하는 오오스테나이트계 스레인레스강판 및 강대의 제조방법.

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