KR900007665B1

KR900007665B1 - 초연질 페라이트 스텐레스강

Info

Publication number: KR900007665B1
Application number: KR1019860001268A
Authority: KR
Inventors: 데쓰 나루다니; 시게 하루 스즈끼
Original assignee: 가와사끼 세이데쓰 가부시기가이샤; 노다료우에이
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1990-10-18
Also published as: EP0192236A3; DE3672280D1; BR8600709A; EP0192236B1; CN1008120B; EP0192236A2; US4690798A; CA1280301C; KR870008048A; CN86101805A

Abstract

내용 없음.

Description

초연질 페라이트 스텐레스강

제1도는 종래의 페라이트 스텐레스강으로 만든 이탈리아의 100리라 경화의 전면과 후면의 상태를 나타내는 챠트.

제2도는 Cu 75%-Ni 25% 합금의 큐프로니켈로 된 일본의 100엔짜리 경화의 전면과 후면의 상태를 나타내는 챠트.

제3도는 인공적인 발한용액내에서의 이탈리아 스텐레스강 경화의 피트부식전위와 페라이트 스텐레스강의 탄소량 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제4도는 인공적인 발한용액내에서 실험된 본 발명 실시예 E의 시료의 양극편광곡선도.

제5도는 제4도에서와 같이 인공적인 발한용액내에서의 비교예로서의 큐프로니켈에 관한 양극 편광 곡선도.

본 발명은 초연질 페라이트 스텐레스강에 관한 것이며, 좀더 상세하게 설명하자면, 냉압기둥에서의 정밀한 각인으로 제조되는, 경화(Coin), 메탈, 열쇠등의 각 인물을 제조하는데 최적의 특성을 갖는 초연질 페라이트 스텐레스강에 관한 것이다.

코로뮴 리뷰(Chromium Review), 제1권(1983년 4월)에 따르면,1979년도에 전세계 117개국에서 새로 발행된 전체 경화의 5.5% 이상에 각종 스텐레스강이 사용되었다.

이것은, 경제성과 사용시의 내구성면에서 스텐레스강이 유리하다는 것을 의미하는 것이다.

스텐레스제 경화는 매력적인 광택과 내마모성을 갖는다. 또한, 스텐레스제 경화는, 동합금과 같은 다른 물질에 비해 경제적인 이점을 갖고 있다. 그러나, 스텐레스강이 경화에 사용되는 경우의 큰 문제점은 경도(hardness) 이다.

이것은 경화제조시에 심각한 여러문제들을 야기시키는데, 말하자면 효과적인 각인을 위해서는 용량이 큰 압축기가 필요하게 된다는 문제와 같은 것이다.

또한, 스텐레스강의 필요한 경도와 경화시의 고압으로 인해 경화용 금형의 수명이 짧게 된다. 일본국 특개소 55-89431에는 경화용 스텐레스강의 용도가 개시되어 있다.

이 스텐레스강은 가능한한 다른 첨가성분은 감소시키거나 생략하면서, 크롬을 12∼18중량% 함유한 페라이트 스텐레스강이다. 또한, 이 스텐레스강의 제조시에, 리징(ridging)성을 좋게 하기 위해서는 열간 압연마무리온도를 800℃ 이하로 유지해야 한다.

뿐만 아니라, 코일링 온도(coi1ing temp)는 450℃ 이하로 유지해야 한다. 그러나, 크롬이의의 성분의 함량을 줄이는데는 많은 문제들이 따른다. 예를 들면, 탄소나 질소 성분을 줄이면, 스텐레스강의 제조원가가 상승한다. 규소량을 줄이면, 탈산소가 일어나서 경화의 제조에 유해한 나쁜 표면상태가 된다. 일본국 특공소 49-15696, 특개소 52-66816, 특공소 58-56012등에는, 코일링온도를 낮추는 것이 강의 리징성을 개선시키는데 효과적이라고 기재되어 있다. 그러나, 코일링온도를 450℃까지 낮추면, 열간압연된 코일이 극히 나쁜 모양으로 된다.

이것은, 스텐레스강을 경화에 사용하는데 매우 불리하게 된다는 것을 예측할 수 있게 한다. 따라서, 페라이트 스텐레스강의 경도를 감소시켜 중요한 이점을 얻을 수 있고, 경화용 재료로서의 고유의 장점으로 인해 스텐레스강을 사용하는 것이 매우 유리하다는 것을 이해할 수 있다.

본 발명의 제1의 목적은, 냉압특성이 우수하며, 사용후의 내식성과 내마모성이 우수하고, 또한 경화, 열쇠 및 기타 압축 또는, 각인물에의 사용에 유효한 스테레스강 제품을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2의 목적온, 비커즈경도 140 이하의 초연질 페라이드 스텐레스강을 제공함과 동시에, 종래의 고(高)경도와 관련된 문제를 해소함에 있다.

본 발명의 다른 목적과 본 발명의 장점은, 경제성이 있고, 현재의 생산공정과 장비를 이 용할 수 있다는 점이다.

상술한 본 발명의 목적은, 하기의 성분 C : 0.002∼0.03중량%, Si: 0.01∼0.30중량%, Mn : 0.01∼1.5중량%, P: 0.003∼0.04중량%, S: 0.001∼0.15중량%, Ni: 0.02∼1.0중량%, Cu:0.005∼0.5중량, Mo:0.01∼0.6중량%, Cr: l1.5∼20중량%, N: 0.005∼0.03중량으로된 조성물에, Al: 0.005∼0.20중량%,Ti: 0.005∼0.2중량%, Nb: 0.005∼0.2중량% 및 V: 0.005∼0.2중량% 가운데 1종 이상과 그 나머지가 Fe로 된 합금성분을 첨가하여 되고, 비커즈경도가 140 이하인, 우수한 경화화(Coining) 성형성을 갖는 초연질 페라이트 스텐레스강을 제공하므로서 달성된다.

본 발명자들은, C, Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Cu, Mo 및 N의 l0가지 요소의 각종 량을 함유한 페라이트 스텐레스강에 대한 87번의 상이한 실시예의 성분간의 상관관계를 분석했다.

본 발명자들은 이들 강의 비커즈경도를 측정하였으며, 각 경우에 있어 입도를 20∼30μm의 일정한 값으로 조절했다. 그 결과,

Hv=73.3-12.3(%C)+22.7(%Si)+0.8(%Mn)+361(%P)-55.1(%S)+2.9(%Cr)+2.8(%Ni)+9.8(%Cu) +5.1(%Mo) +370(%N) ………………………… (1)

의 관계를 정립했다.

페라이트 스텐레스강에 있어서의 구성요소들에 대한 레벨과 상기 관계식 상의 계수값을 고려하여 본 바,Si. P, Cu, Mo, N의 5가지 요소가 페라이트 스텐레스강에 있어서 특히 중요한 요소이며, 특히 주의깊게 조정해야할 필요가 있다는 것을 알았다.

본 발명자들은, 탄소가 강의 경도를 증가시키는 요소임에도 불구하고. 본 발명에서 조합하여 사용되고, 식(1)에 적용되는 경우는 음(-)의 계수를 갖는다는 점을 발견했다.

탄소는 통상적인 처리후에 페라이트 스텐레스강에서 Cr₂₃C₆와 같은 크롬탄화뭍을 침전시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 이러한 경우 탄소는 고유의 고체용액현상으로 인해 통상적인 경화효과를 나타내지는 않으나. 페라이트 스텐레스강에서 고체용질경화효과를 갖는 크롬성분을 실질적으로 감소시겨 경도의 감소에 기여한다.

상술한 식에 나타난 성분조성범위를 한정하여 극히 연한 페라이트 스텐레스강을 염가로, 그리고 공업적 규모로 제조할 수 있고, 그것을 경제적인 제강공정에 적용할 수 있으며, 청결하고 표면특성이 우수한 제품을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다.

본 발명의 조성물에 있어서, 크롬탄화물 형성으로 인해 탄소는 경화효과대신에 연화(softening)효과를 갖는다.

지금까지 탄소의 첨가는 페라이트 스텐레스강 제품의 경도를 증가시키는 것으로 알려져 왔다. 근년에, 경도를 고려해 볼 때, 스텐레스강의 탄소함량을 심하게 제한하는 것은 불필요하다는 것이 밝혀졌다. 그러나,반면에 경화용 재료는 통상 15∼20년의 경화수명동안에 내식성이 양호할 필요가 있다.

경화를 사용하는데, 발한(perspiraTion)이 가장 부식효과가 큰 것으로 생각된다. 도면을 참조하면, 제1도에는 이탈리아 경화의 전면과 후면에 대한 표면각인상태가 나타나 있다.

제2도는, Cu 75%와 Ni25%로 된 큐프로니켈(cupronickel)로 만든 일본 100엔 경화의 전면과 후면에 대한 각인상태를 보이고 있다.

제3도는, 인공발한용액에 침지된 스텐레스강의 피팅(pitTing)부식전위 측정 시험결과를 나타내고 있다. Si 0.10%, Mn 0.50%, P 0.001%, Cr l2.5% 및 17.5%, AI 0.05%와 탄소 0.010∼0.074%로 된 스텐레스강을 용융하고, 스텐레스강의 단련된 냉압시이트를 시험편으로 만들었다.

현재의 이탈리아 경화용 스텐레스강으로부터 얻은 결과를 비교하여 보여주고 있다.

측정은 다음과 같이 했다.

즉, SEC(포화 칼로멜 전극)을 기준전극으로 사용하여, NaC1 7g, 우레아 1g, 락트산 4g 및 물 1ℓ의 인공 발한용액에서 양극 편광시험을 했다. 각 시료를 35℃에서 인공발한용액에 침지하고, SCE를 사용하여 10분동안 -500mV를 가하고, 시료를 자연 침지전위에서 10분동안 더 침지시켰다. 그 다음, 전압이 lV가 될때까지 전압을 20mV/분의 속도로 증가시켰다.

제4도 및 제5도에는 이렇게 해서 얻은 양극 편광곡선이 나타나 있는데, 피팅부식전위가 100μA/㎠에 달하는 용해 전류밀도에 해당하는 전위로서 나타나 있으며, 그 때 피트부식이 시작하면서 급속한 용해가 일어난다.

상기 도면으로부터 인공발한용액내에서의 피팅부식전위는 크롬함량에는 관계없이 강중의 탄소함량에 의해 강한 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 탄소함량은 0.03중량% 미만이어야 한다. 이와 같이 탄소함량을 제한하여, 크롬함량이 17.5중량%로서, 현재의 이탈리아 경화에 사용된 스텐레스강에 비하여 우수한 내식성이 얻어진다. 규소는 제강공정에서의 탈산소화 성분으로 필요하지만, 경도를 증가시키는 경향이 있다.

본 발명에 있어서는, 알루미늄의 존재로 인해 탈산소화가 활발히 진행된다. 규소를 최소량 사용할 때의 규소함량의 상한값은 0.3중량%로 제한된다.

상기 관계식(1)로부터 명백한 바와 같이,1중량%의 망간 첨가로도 비커즈경도의 증가는 1 미만이어서 경도에 대한 망간의 효과는 작다.

그러나, 망간 함량이 1.5중량%를 넘으면, 내식성이 우려된다. 따라서, 망간함량의 상한선은 1.5중량%이다. 관계식(1)에 나타난 바와 같이, 인의 계수가 높아(361), 가급적 인성분을 줄여야 한다. 제강공정에서의 탈인(dephosphorization)에 관한 경제성에 비추어, 인함량은 0.04중량% 이하로 해야 한다. 관계식에 있어서 황의 계수는 음이다. 보다 높은 황함량을 첨가하는 것이 바람직하다.

그러나, 황함량이 0.15중량%를 넘으면, 내식성이 열화한다. 따라서, 황함량의 상한값은 0.15중량%이다.관계식(1)에서 Ni, Cu 및 Mo의 Hv 증가계수가 각각 2.8,9.8 및 5.1인 점을 고려하고, 이들 3성분을 상한 값으로서 3 미만으로 Hv 경도의 전체증가를 제한할 목적에서 볼 때, Ni, Cu 및 Mo의 함량은 각각 1.0중량%,0.50중량% 및 0.60중량% 이하여야 한다.

페라이트 스텐레스강의 내식성에 관련지어 볼 때 크롬은 매우 중요한 요소이다. 크롬함량이 1l.5중량%미만이면 충분한 내식성을 얻기가 어려운 반면, 크롬함량이 20중량%를 넘으면 열성형가공성을 약화시킨다.따라서, 크롬함량은 11.5∼20중량%가 바람직하다 . 질소는 Hv 계수를 증가시키는데 효과가 크고, 질소함량은 낮게 유지해야 한다.

본 발명에 있어서, A1, Ti, Nb, 또는 V 성분을 가해 A1N, TiN, NbN 또는 VN의 형태로 질소가 안정화 되므로서, 질소의 상한값은 0.03중량%이다. 통상의 공정으로 질소함량을 극히 낮추는 것은 복잡하고 비용이 많이든다.

본 발명에 있어서, 존재하는 질소가 AlN, TiN, NbN 또는 VN의 형태로 안정화되기 때문에 질소함량의 감소는 불필요하다.

본 발명에 있어서, Al, Ti, Nb 및 V등의 질화물 형성성분의 첨가는, 가장 중요한 특징중의 하나이다.본 발명에 있어서, 질소를 안정화시키는 이들 성분의 효과는 AlN, TiN, NbN 및 VN등의 형성으로 Hv 경도에 큰 유리한 영향을 끼치고, 질소의 고체용액경화효과는 효과적으로 완화되며, 이들 성분에 결합된 질소가 바람직하지 않는 경화효과에 전혀 기여하지 못하게 된다.

또한, Hv 경도에 대한 알루미늄 계수는, 관계식(l)에서 얻어진 것과 마찬가지 방법으로, 알루미늄 0.5∼3중량%로 된 일련의 페라이트 스텐레스강과 관련되어 얻어진다. 그 계수는 6.1이며, 알루미늄은 경화효과를 갖는다는 것이 밝혀졌다.

한편, 알루미늄을 0.2중량% 이하로 첨가하는 경우에는, 알루미늄을 질소원자%의 3배 이하로 첨가하여 고체용액 경화효과를 억제할 수 있으며, 고체용질질소는 AlN으로 안정화된다.

한편, 고체용질 알루미늄의 Hv 경화 계수값이 +6.1로 밝혀졌기 때문에. 알루미늄을 과량으로 첨가하는 것을 Hv 경도의 증가를 초래한다. 따라서. 질소함량의 0.03중량% 이하로의 제한과 탈산소에 대한 관계로부터 알루미늄 함량의 상한값은 0.20중량%, 하한값은 0.005중량%이다.

그러므로, 본 발명에 따른 알루미늄 함량의 범위는 0.005∼0.20중량%이다.

또한, 본 발명에 있어서, Ti, Nb 및 V의 효과는, 상술한 바와 같이 Hv 경도에 큰 영향을 끼치는 질소의 안정화이다. 강력한 질소화로 인해 질소는 TiN, NbN 및 VN 형태로 된다.

이러한 현상은 질소의 고체용질경화효과를 완화시킨다. 몇몇 페라이트 스텐레스강은 Ti, Nb 및 V가 각각 0.20∼0.60중량%씩 들어 있어, 내식성의 개선을 꾀하고 있다.

상기 범위내의 Ti, Nb 및 V로된 페라이트 스텐레스강에 있어서는, Ti. Nb 및 V의 Hv 경도계수는 각각 +11.2. +17.2 및 +7.4인 것이 판명되었다.

이 점은 이들 성분들이 강력한 경화효과를 갖는다는 것을 보여주고 있다.

한편, Ti, Nb 또는 V를 0.2중량% 이하로 첨가하는 경우에는, 질소함량에 대해 3배 이하의 원자%의 양으로 Ti, Nb 또는 V를 첨가 조절하여 고체용액경화효과를 줄일 수 있다.

이 경우에, 질소는 질화물로 안정화되고, 경화효과를 갖는 고체용질 Ti, Nb 및 V는 무시할 수 있는 충분히 낮은 수준으로 유지할 수 있다. 제강업자에게 직면하는 다른 문제로는, Ti의 첨가가 침지파이프나 턴디시(tundish)의 노즐장애를 일으키고, 표면 결함발생빈도를 증가시키는 점이다.

본 발명에 따라서 N 함량을 0.03중량% 미만으로 제한할 때, Ti를 0.20중량% 이하로 첨가하여 상기 문제를 완화시킬 수 있다. 따라서, 티타늄함량의 상한값은 0.2중량%이다. 이 효과는, Ti, Nb 또는 V의 첨가가 적을 때에도 실현된다.

그러나, 효과를 충분히 내는데는, 이들 성분을 각각 0.005중량% 이상으로 할 필요가 있다. 따라서, 본발명에 따르면, Ti, V 또는 Nb의 첨가량은 0.005∼0.20중량%로 제한되어야 한다.

경도지수 HvN에 관하여, 본 발명은 다음과 같은 경도지수값을 서술하는 특징으로 갖는다. 관계식(1)로서 정량적으로 서술한 바와 같이, 페라이트 스텐레스강의 주성분의 함량과 경도사이의 관계가 중요하다.

본 발명에 있어서는, 강력한 고체용액경화효과를 안정시키고, 동시에 AI, Ti, Nb 및 V의 적어도 고유량을 첨가하고, 본래 무시되어야할 이들 요소의 고체용액경화효과를 위해 충분히 낮은 Al, Ti, Nb 및 V의 수준을 유지하여 강력한 고체용액경화효과를 안정화시킬 수 있다. 따라서, 경도와 성분사이의 실질적인 관계는 관계식(1)의 N항과 Al, Ti, Nb 및 V의 경화효과가 무시된 경도지수(HvN)로서 결정될 수 있으며, 그 관계식은 다음과 같다

HvN=73.3-l2.3(%Cr) +22.7(%Si) +0.8(%Mn) +36l(%P) -55.1(%S) +2.9(%Cr) +2.6(%Ni) +9.8(%Cu)+5.1(%Mo) ‥ ‥ ‥ (2)

본 발명에 있어서, 경도 지수는 140 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 이미 기술한 장점이외에, 경화화 또는, 압축공정에 대한 압력은, 종래의 스텐레스강을 작업할 때 드는 것에 비해 횔씬 줄어든다. 나머지 성분으로 철과 불가피한 불순물을 함유한 본 발명에 따른 페라이트 스텐레스강은, 어니일링(annealing)된 냉압시이트로서의 최종형태에서 비커즈경도 140을 쉽게 이룰 수 있다. 따라서, 그러한 페라이트 스텐레스강은 종래의 스텐레스강에 비해 매우 연하다.

본 발명에 있어서, 최종 어니일링에서의 어니일링조건들은 특별히 한정되어 있지 않다.

그러나, 특히 A1만을 첨가하는 재료의 경우에, 최종 냉각압연후의 어니일링온도는 900℃ 이하가 바람직하다. 어니일링온도를 900℃ 이상으로 높이면, 고체용질에 대해 AlN 소부현상을 야기시켜 고체용질 N의 함량을 증대시키고, 강의 경도를 증가시킨다.

실시예

이제, 본 발명을 실시예를 통해 좀더 상세하게 설명하겠다.

또한, 종래의 기술에 의한 비교예를 들었는데, 거기서는 SUS 430과 이탈리아 경화에 사용된 페라이트스텐레스강으로서 소정의 조성을 갖는 스텐레스강이 예시되었다.

제1표에는 본 발명에 따라 제조된 시료 A-X의 특성이 나타나 있으며, 다른 방법으로 제조된 산물의 특성과 비교되고 있다.

예를 들면, Ti 또는 Nb 함량이 각각 0.36% 또는,0.50%인 페라이트 스텐레스강 1과 2는, 탄소와 질소의 함량이 낮기는 하지만, 본 발명의 범위를 벗어났다는 것을 주목할 필요가 있다.

[표 1]

제1표에서, 각 시료 A∼X와 1,2는 진공 고주파 유도로를 사용하여 용융하고 동일한 방법으로 30Kg잉곳으로 성형했다.

이들 각 잉곳을 각자 동일한 조건하에서 1250℃로 가열한 다음, 열간압연마무리온도 830℃로서 열간압연시이트로 열간압연했다.

각 열간압연시이트를 통상의 방법으로 어니일링한 다음, 냉간압연하고 최종어니일링에 적용했다.

두께가 1.2mm인 어니일링된 냉각압연시이트가 얻어졌다. 경화용 금속두께는 통상 1.2∼2.7mm이다. 본 발명의 실시예 산물 또는 바교예에 있어서, 리징으로 인한 표면열화는 볼 수 없었다.

또한, 계속되는 시험에서도 리징에 의한 문제는 없었다. 따라서, 리징에 관련한 보정문제는 없었다. Hv경도, 항복응력, 인장강도 및 신장도등의 각 시료의 기계적 특성을 측정하여 제l표에 나타내었다.

제1표 끝부분에는 이탈리아 100리라 경화에 관한 자료가 있다.이탈리아국은 스텐레스강의 제조에 수년동안 경험이 많다.

또한, 제l표는,750℃에서 5분간 가열한 후의 재결정구조를 시험편을 기준으로 한 경도측정을 나타내고있다.

제1표로부터 명백한 바와같이, 본 발명의 실시예의 Hv 경도는 103∼138범주내에 있고, 비교예로든 이탈리아 경화용 스텐레스강의 산물보다 더 연한 것이다. 비교예로 제조된 산물의 경도 값은 매우 높다.

이것은, 용질 N과, 고체용질 Ti 및 Nb가 경도증가에 기여한 사실로부터 야기된 것으로 생각된다. 실시예, 특히 크롬함량이 각각 l2.5중량%와 17.5중량%인 대표적인 강으로서 시료 B와 J, 시료 F와 L에 대한 실시예에 있어서, 경화재료로 사용되고 있는 큐프로니켈, 황동, 알루미늄 및 니켈의 시험편과 비교하면서 내식성, 내마모성 및 경화화 성형성등의 시험을 하였다.

즉, 각 시료의 내식성은 인공발한용액내에서의 각각의 피팅부식전위로부터 결정했다 . 내마모성시험에는오고시(Ohgoshi)형 내마모시험기를 사용하였다. 하중 3.2kg, 마모거리 66.6m 및 마모속도 0.51m/초로 고유마모값을 측정했다. 최상의 각인압력은 다음과 같이 측정했다. 직경 25mm의 블랭크(blank)경화를 시료B, F,J 및 L을 사용하여 각인했다.

각인된 각 경화를 리밍(rimming)기를 사용하여 가장자리처리 한다음, 재료가 SKD ll JIS G 4404인 금형을 사용하여 경화를 만들었다. 각인 깊이는 250μm였다. 이렇게 하여 얻은 각 경화에 대해, 특히 경화가장자리에서 일어나는 거칠음(burr)현상, 경화표면훼손을 면밀히 관찰했다.

이것으로부터 그 재료의 최상의 각인압력을 결정했다. 비교예에서 사용한 큐프로니켈은 75% Cu-25%Ni의 합금이며, 황동은 70% Cu-30% Zn으로된 합금이다.

각 시료의 최적 각인압력하에서의 내식성, 내마모성 및 경화화 성형성 측정결과가 제2표에 나타나 있다.

[표 2]

제2표로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서의 B,F,J 및 L은 비교예의 것에 비하여 성능이 우수하다.

내식성면에 있어서, 본 발명의 강은 큐프로니켈, 황동, 알루미늄 및 니겔등의 다른 경화용 비강(non-steel) 재료보다 우수하며, SUS 430과 이탈리아 경화용 스텐레스 강과 유사하다.

내마모성면에서. 본 발명의 강은 비교예의 경화용 비강재료와 이탈리아 경화용 스텐레스강에 비해 우수하며, SUS 430과 유사하다.

경화용등과 같은 냉각가압에 의한 각인성형용 재료의 매우 중요한 특성인 최상의 각인압력면에서, 본 발명의 강은 가장자리 처리후의 어떤 어니일링 조작이 없어도 압력이 현저히 낮다.

경화용 비강재료의 다른 비교예에 견주어 봐도, 본 발명의 강은 황동 및 니켈에 비해 우수하며, 큐프로니켈 및 알루미늄에 적용 가능한 수준을 낼수 있는 낮은 각인압력을 갖는다.

따라서, 본 발명의 강은 경화용과 같은 냉각가압성형에 적용하는데 우수한 장점을 갖는 재료로 볼 수 있다.

제1표에서와 같이, 본 발명의 강에 특이한 것이 유연성이다. 제1표로부터 명백한 바와 같이, 현재의 이탈리아 경화용 스텐레스강은 비커즈 경도 163의 매우 단단한 것이다.

제1도 및 제2도를 비교하여 알 수 있듯이, 스텐레스강의 이탈리아 경화의 표면 조각성은 큐프로니켈로 만든 일본의 100엔 경화에 비해 얕으며, 상이 불명료하다.

각인압력을 증가시키면 경화의 조각깊이를 개선할 수 있을 것이나, 반면에 금형의 수명을 짧게 만들고 가격이 비싸게 된다.

Ti,Nb 또는 V의 큰 증가없이 알루미늄을 첨가하는 경우에, 비커즈경도가 120미만인 초연질 페라이트 스텐레스강은, 크롬 함량을 11.5∼14중량%로 제한하는 본 발명의 실시예(제1표, 실시예 A 및 B)로부터 얻을 수 있으며, 경화제조에 매우 유용한 것으로 밝혀졌다.

비커즈경도 130미만의 초연질 페라이트 스텐레스강은, 제1표, 실시예 C∼H에서와 같이, 크롬함량을 14∼19중량%로 제한하고, 바람직하게는 제1표의 실시예 C,D, F, H 및 I에서와 같이, 인의 함량을 최고 0.022중량%로 제한하고, 망간함량을 최고 0.50중량%로 제한하여 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서. 알루미늄의 총량을 0.2중량%까지 허용하기는 했으나, 실시예 D,E 및 F에서 한정되어 있듯히, 충분한 연성효과와 충분한 탈산소화를 얻기 위해서는 0.03∼0.09중량%가 바람직하다.

Ti,Nb 및/또는 V첨가의 경우에. 비커즈경도 125미만의 초연질 페라이트 스텐레스강은, 제1표, 실시예T 및 W에서 보는 바와 같이. 크롬함량을 11.5∼14중량%로 제한하여 본 발명의 실시예에 따라 얻을 수 있으며, 경화제조에 매우 유리한 것으로 밝혀졌다.

비커즈 경도 135미만의 초연질 페라이트 스텐레스강은, 제1표에 나타난 바와 같이 크롬의 함량을 14∼19중량%로 제한하고, 바람직하게는 제1표의 실시예 V 및 Z에 나타난 바와 같이, 인함량을 최고 0.22중량%로 제한하고, 망간함량을 최고 0.61중량%로 제한하여 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 티타늄, 니오브 및 바나듐 함량을 0.2중량%까지 허락하기는 했으나, 이들 3성분의 전체 함량은 0.015∼0.16중량%가 바람직하며, 실시예 T,W,X 및 Z에서 보여주고 있다.

A1 및 Ti,Nb 및/또는 V의 첨가의 경우에, 비커즈경도 125미만의 초연질 페라이트 스텐레스강은. 제1표, 실시예 J,K 및 Q에서와 같이 크롬함량을 1l.5∼l5중량%로 제한하여 본 발명의 실시예에 따라 제조할수 있으며, 경화제조에 매우 유용한 것으로 밝혀졌다.

비커즈경도 135미만의 초연질 페라이트 스텐리스강은, 제1표에 나타난 바와 같이 크롬함량을 15∼20중량%로 제한하고, 바람직하게는 제1표의 실시에 L,M, N,O,P 및 S에서와 같이 망간함량을 최대 0.61중량%로 제한하여 얻을 수 있다.

본 밭명에 있어서, 알루미늄의 전체함량을 0.2중량% 까지 허락했으나, 실시예 L,N,O 및 R에서 보는바와 같이, 탈산소화의 관점에서 볼 때 0.010∼0.030중량%가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 특히 강력한 내식성을 갖는 초연질 페라이트 스텐레스강은, 실시예 A,B,C,E,G,H,I,K, L,M, V,W, X 및 Z에서와 같이 탄소함량을 0.002∼0.02중량%로 제한하여 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 페라이트 스텐레스강은 독특하며, 매우 유용한 조성물인 것임을 알수 있다. 초연질성및 고내식성을 성취하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 강중의 Si,P,Cu,Mo 및 N의 유효량은 주의깊게 조절된 량으로 줄어든다. 결국, A1,Ti,Nb 및 V가운데 1종 이상을 0.005∼0.2중량% 첨가하여 N의 고체용액 경화효과를 완화시킨다. 이것은,각 AlN,TiN,NbN 및 VN와 같이 안정화시켜 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 강은 매우 연성이며, 경도 Hv가 100∼140이어서, 최상 각인압력이 매우 낮다.

본 발명의 강은 종래에 경화에 사용되었던 다른 비강재료에 비하여 내식성과 내마모성이 뛰어나다. 본 발명의 냉각압연산물의 표면상태는 양호하다. 본 발명의 초연질 페라이트 스텐레스강의 제조원가는 상대적으로 낮다.

경화용 재료로 실제 사용되는 경우에, 본 발명의 초연질 페라이트 스텐레스강은. 이탈리아 경화에 사용된 종래의 페라이트 스텐레스강에 비해 성능이 뛰어나다.

Claims

탄소 0.002-0.03중량%, 규소 0.01-0.30중량%, 망간 0.01-l.5중량%, 인 0.003-0.04중량%, 황0.00l-0.15중량%, 니켈 0.02-1.0중량%, 구리 0.005-0.50중량%, 몰리브덴 0.01-0.6중량%, 크롬 11.5-20중량%, 질소 0.005-0.03중량%, 알루미늄- 0.005-0. 20중량%로 구성되고, 나머지는 철과 불순물이며, 비커즈 경도가 140이하인, 각인성형성과 내식성이 우수한 초연질 페라이트 스텐레스강.
제1항에 있어서, 크롬함량이 11.5-14중량%이며, 비커즈 경도가 120이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제1항에 있어서, 크롬함량이 14-19중량%이고, 비커즈 경도가 130이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제1항에 있어서, 인함량이 0.022중량% 미만이고,망간함량이 0.50중량% 미만인 초연질 페라이트스텐레스강.
제1항에 있어서, 알루미늄 전체 함량이 0.03-0.09중량%인 초연질 페라이트스텐레스강.
제1항에 있어서, 탄소의 함량이 0.002-0.02중량%인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제1항의 각 성분과, 티탄 0.005-0.20중량%, 니오브 0.005-0.20중량% 및 바나듐 0. 005-0.20중량% 가운데 1종 이상을 주성분으로 하는 합금성분으로 구성된 초연질 페라이트 스텐레스강.
제7항에 있어서, 크롬함량이 11.5-15중량%이고, 비커즈 경도가 125이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제7항에 있어서, 크롬함량이 15-20중량%이고, 비커즈 경도가 135이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제7항에 있어서, 인함량이 0.024중량% 미만이고, 망간함량이 0.61중량% 미만인 초연질 페라이트스텐레스강.
제7항에 있어서, 크롬함량이 15-20중량%, 알루미늄 전체 함량이 0.010-0.030중량%이고, 비커즈경도가 135이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제7항에 있어서, 탄소의 함량이 0.002-0.02중량%인 초연질 페라이트 스텐레스강.
탄소 0.002-0.03중량%, 규소 0.01-0.30중량%, 망간 0.01-1.5중량%, 인 0.003-0.04중량%, 황0.001-0.15중량%, 니켈 0.02-1.0중량%, 구리 0.005-0.50중량%, 몰리브덴 0.01-0.6중량%, 크롬 11.5-20중량%, 질소 0.005-0.03중량% 및, 티탄 0.005-0.20중량%, 니오브 0.005-0.20중량% 및 바나듐0.005-0.20중량% 가운데 1종 이상을 주성분으로 하는 합금성분으로 구성되고, 나머지는 철과 불순물이며,비커즈 경도가 140이하인, 각인성형성과 내식성이 우수한 초연질 페라이트 스텐레스강.
제l3항에 있어서, 크롬함량이 11.5-14중량%이고, 비커즈 경도가 125이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제13항에 있어서, 크롬함량이 14-19중량%이고, 비커즈 경도가 135이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제13항에 있어서, 크롬함량이 14-19중량%, 인함량이 0.022중량% 미만, 망간함량이 0. 61중량% 미만이며, 비커즈 경도가 135이하인 초연질 페라이트 스텐레스강.
제13항에 있어서, 티탄, 니오브 및 바나듐의 전체 함량이 0.015-0.16중량%인 초연질 페라이트 스텐레스강.