KR960005223B1 - Making method of high strength stainless cold steel sheet - Google Patents

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Abstract

The stainless steel sheet for structural steel provides a combination of good corrosion resistance and high strength by adding molybdenum. The steel slab comprises, in weight percent, up to 0.03% carbon, 15 to 17% chromium, 2.5 to 3.5% nickel, 0.1 to 0.2% niobium, 3 to 4 manganese, 0.05 to 0.15% nitrogen, 0.3 to 1.0% molybdeum, silicon not exceeding 0.5%, and the balance of iron and inevitable impurities. The sheet is produced by the processes of general hot rolling the steel slab having the same chemical composition as mentioned above as a starting material, annealing of the hot rolled sheet at 1200 to 1260deg.C, cold rolling of the annealed sheet at a reduction ratio of not less than 80%, and continuous annealing of the cold rolled sheet at the temperature of the martensite/austenite inverse transformation finish temperature to 50deg.C higher than that, and continuous cooling in air or quenching in water.

Description

Mo 첨가한 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법Manufacturing method of high strength austenitic precipitation hardening stainless cold rolled steel sheet with Mo

본 발명은 구조용 강재로 사용되는 Mo첨가한 고강도 오스테나이트계 스텐레스 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내식성이 요구되면서 인장강도 120kgf/㎟ 급 이상의 구조재에 사용되는 고강도 오스테나이트 석출경화형 스텐레스 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing Mo-added high-strength austenitic stainless cold rolled steel sheet used as structural steel, and more particularly, high-strength austenitic precipitation hardening stainless steel used in structural materials having a tensile strength of 120kgf / mm2 or more while requiring corrosion resistance It relates to a method for producing a cold rolled steel sheet.

일반적으로 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강은 오스테나이트계 스텐레스강에 석출경화성원소인 C, P, N, Ti, Al, Nb, V 등을 첨가해 시효처리에 따라 강화시키는 강들이기 때문에 석출은 오스테나이트 기지에서 일어나게 되고 석출상은 탄화물, 질화물, 인화물, Ti, Al등의 금속간화합물을 등이다.Generally, austenitic precipitation hardening stainless steels are austenitic stainless steels that are hardened by aging by adding precipitation hardening elements C, P, N, Ti, Al, Nb, and V, etc. It occurs at the base and precipitates include intermetallic compounds such as carbides, nitrides, phosphides, Ti and Al.

이러한 오스테나이트계 석출경화형강들은 마르텐사이트계 및 2상(오스테나이트+페라이트)계 석출경화형 스텐레스강에 비해, 내식성, 가공성 및 용접성 등이 우수하지만, 합금원소 첨가량이 많은데 비해 석출강화 정도는 작아서 인장강도가 100kg/㎟을 넘지 못하는 단점이 있어 그 사용이 제한되어 왔다. 또한 종래의 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강들은 석출을 충분히 일으키기 위해서는 약 700-900℃사이의 온도에서 5시간에서 24시간 이상 장시간 열처리하거나, 혹은 열처리 2회하는 경우도 있어 그 제조공정이 복잡하고 시간이 많이 소비되는 단점이 있었다.Compared to martensitic and two-phase (austenitic + ferritic) precipitation hardening stainless steels, these austenitic precipitation hardening steels are superior in corrosion resistance, workability, and weldability, but the amount of alloying elements is increased, and the precipitation hardening degree is small. The strength is not more than 100kg / ㎜ has the disadvantage that its use has been limited. In addition, conventional austenitic precipitation hardening stainless steels are heat treated for a long time at a temperature of about 700 to 900 ° C. for more than 5 hours to 24 hours, or twice a heat treatment in order to sufficiently cause precipitation. This had a lot of drawbacks.

이러한 단점들을 해결하기 위하여 종래부터 오스테나이트계 스텐레스강의 강도를 증가시키려는 많은 시도가 있어왔으며, 최근에는 상변태를 이용한 결정립 미세화에 의해 고강도화가 이루어질 수 있는 것으로 알려지고 있다. 상기 고강도화를 위한 종래의 방법의 대표적인 예로서, 확산형 역변태 거동을 일으키는 준안정 오스테나이트계 스텐레스강(16중량%Cr-10중량%Ni, C, N0.005중량%, Mn, Si0.1중량%)을 상온에서 강하게 냉간가공하여 일단 가공유가 마르텐사이트 단상 (약 90%이상)으로 만든다음, 850K부근의 온도에서 소둔하여 마르텐사이트를 오스테나이트로 역변태시켜 평균 입경이 1㎛이하의 매우 미세한 오스테나이트 조직을 얻는 방법이 있는데, 상기 방법으로 얻은 역변태 오스테나이트는 전위밀도가 높고, 결정립이 미세하여 오스테나이트계 스텐레스강의 문제점인 항복강도를 약 60kg/㎟까지 크게 향상시킬수 있었다는 것이 보고되었다. (일본 鐵과 鋼 , 74(1988) P1052, 九州大學, 高木節雄, 德永洋一등)In order to solve these drawbacks, many attempts have been made to increase the strength of austenitic stainless steel in the past, and recently, it has been known that high strength can be achieved by refining grains using phase transformation. As a representative example of the conventional method for increasing the strength, a metastable austenitic stainless steel causing diffusion type reverse transformation behavior (16 wt% Cr-10 wt% Ni, C, N 0.005% by weight, Mn, Si 0.1 wt%) is cold-worked strongly at room temperature, and the processing oil is made into martensite single phase (about 90% or more), and then annealed at a temperature of around 850K to reverse transform the martensite into austenite, and the average particle size is 1 μm or less. There is a method of obtaining a very fine austenite structure, and the reverse transformation austenite obtained by the above method has a high dislocation density and fine grains, which greatly improves the yield strength, which is a problem of austenitic stainless steels, to about 60 kg / mm 2. It became. (Japan Institute of Science and Technology, 74 (1988) P1052, Kagoshima University, Takamoto, Okuyama, etc.)

그러나, 상기한 종래의 방법에 따른 결정립 미세화 강화만으로는 강도향상에 한계가 있고, 또한 이들 강은 고가의 Ni이 다량첨가되는 등 몇가지 문제점들이 있다.However, only the refinement of the grain refinement according to the conventional method is limited in the strength improvement, and these steels also have some problems such as the addition of a large amount of expensive Ni.

이하 본 발명자들은 고가인 Ni을 비교적 값이 싼 Mn, N 등으로 대체하여 경제적인 합금설계를 가하였고, 그러면서도 고강도화 시키기 위해서 상기의 결정립 미세화 효과이외에도 탄소나 질소 등과 결합하여 탄화물 또는 질화물등을 잘 형성하는 원소인 Nb을 미량 첨가하여 열연 혹은 역변태 열처리 중에 석출시키므로써 고강도를 갖는 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판을 개발하여 기 출원한바 있다. 이들 강은 종래의 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강에 비해 높은 강도의 짧은 열처리시간, 저렴한 합금성분을 특징으로 하고 있다. 그러나, 내식성측면에서는 Mo등을 첨가한 종래의 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강에 비해 다소 열세일 것으로 판단되기 때문에 보다 우수한 내식성을 갖는 오스테나이트계 석출 경화형 스텐레스강의 개발을 필요로하고 있다.Hereinafter, the present inventors applied an economical alloy design by replacing expensive Ni with relatively inexpensive Mn, N, and the like, and in addition to the above-mentioned grain refining effect, carbon or nitrogen was well formed to form carbides or nitrides in order to increase the strength. By adding a small amount of Nb, which is an element, to precipitate during hot rolling or reverse transformation heat treatment, an austenitic precipitation hardening stainless steel sheet having high strength has been developed and filed. Compared with the conventional austenitic precipitation hardening stainless steel, these steels are characterized by high strength, short heat treatment time, and low-cost alloying components. However, in terms of corrosion resistance, it is considered to be slightly inferior to conventional austenitic precipitation hardening stainless steels containing Mo and the like, and therefore, development of austenitic precipitation hardening stainless steels having better corrosion resistance is required.

따라서, 본 발명은 종래으 고강도 으스테나이트계 석출경화형 스텐레스가의 내식성을 보다 향상시키고자 제안된 것으로서, 높은 인장강도와 짧은 열처리 시간, 저렴한 합금성분 설계등의 장점을 갖으면서도 내식성과 강도증가에 모두 효과가 있는 Mo을 고가인 Ni 대신에 첨가하여 보다 우수한 내식성을 겸비한 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is proposed to improve the corrosion resistance of the high strength austenitic precipitation hardening stainless steel in the prior art, and has the advantages of high tensile strength, short heat treatment time, and cheap alloy component design, but also to increase corrosion resistance and strength. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a high strength austenitic precipitation hardening stainless cold rolled steel sheet having excellent corrosion resistance by adding Mo, which is effective in all, instead of expensive Ni.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.

본 발명은 고강도 오스테나이트계 석출 경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법에 있어서, 중량%로, C:0.03%이하, Cr:15-17%, Ni:2.5-3.5%, Nb:0.1-0.2%, Mn:3-4%, N:0.05-0.15%, Mo:0.3-1.0%, Sl:0.5%이하 및 기타 불가피한 불순원소가 함유된 강슬라브를 열간압연한후 1200-1260℃의 온도에서 열연판 소둔처리를 행하고, 80%이상의 압하율로 냉간압연한 다음, 마르텐사이트-오스테나이트 역변태 종료온도 직상부터 상기 역변태 종료온도 +50℃ 사이의 온도에서 소둔처리한후, 공랭 또는 수냉 처리하는 것을 특징으로하는 고강도 오스테나이트계 석출 경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a high-strength austenitic precipitation hardening stainless steel sheet production method, in weight%, C: 0.03% or less, Cr: 15-17%, Ni: 2.5-3.5%, Nb: 0.1-0.2%, Mn: Hot-rolled steel slab containing 3-4%, N: 0.05-0.15%, Mo: 0.3-1.0%, Sl: 0.5% or less and other unavoidable impurity elements, followed by hot-rolled annealing at 1200-1260 ℃ Cold rolling at a reduction ratio of 80% or more, followed by annealing at a temperature between the martensite-austenite reverse transformation end temperature and the reverse transformation end temperature + 50 ° C., followed by air cooling or water cooling treatment. It relates to a high strength austenitic precipitation hardening stainless steel sheet production method.

이하, 본 발명에 따른 강의 성분조성한정 이유에 대하여 상세히 설명한다. 일반적으로 탄소의 함량이 많을수록 재료의 강도는 증가하지만, 탄소는 강중에 소량 첨가되어도 오스테나이트 상을 안정시키고 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)을 낮추기 때문에 냉간가공시 마르텐사이트의 생성을 어렵게 하고, 또한 탄소가 많이 첨가되면 역변태 열처리시 Cr 탄화물의 석출및 이로인한 내식성 저하등이 문제가 된다. 따라서, 본 발명에서는 탄소의 함량을 통상 공업적으로 생산되고 있는 저탄소 스텐레스강(예:304L등)의 탄소함량 범위인 0.03%이하로 한정하는 것이 바람직하다.Hereinafter, the reason for limiting the compositional composition of the steel according to the present invention will be described in detail. In general, the higher the carbon content, the higher the strength of the material.However, even when a small amount of carbon is added to the steel, it stabilizes the austenite phase and lowers the martensite transformation start temperature (Ms), making it difficult to form martensite during cold working. If a large amount of carbon is added, the precipitation of Cr carbides during reverse transformation heat treatment and the deterioration of corrosion resistance due to this become a problem. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the carbon content to 0.03% or less, which is a carbon content range of low-carbon stainless steel (for example, 304L), which is usually produced industrially.

한편, 스테인레스강의 내식성은 고용 Cr의 함량과 밀접한 관계가 있으며, Cr의 고용량이 많을수록 내식성에는 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, Cr의 함량이 17%이상으로 함유되면, 냉간압연시 마르텐사이트 변태가 어려워져 마르텐사이트 단상조직을 얻기 힘들고, 또한 마르텐사이트/오스테나이트 역변태 온도를 상승시키기 때문에, 역변태 열처리시 역변태된 오스테나이트의 결정립이 급격히 성장하게되며, 반변에, Cr의 함량이 15%이하일 경우에는 내식성이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 마르텐사이트 변태 개시온도가 상온이상으로 높아져 열연상태에서 비열탄성 마르텐사이트의 함량이 크게 증가하고, 역변태 열처리후 냉각과정에서 다시 비열탄성 마르텐사이트가 생기게되어 오스테나이트 단상 조직을 얻을수 없게되므로 본 발명에서는 Cr의 함량을 15-17%로 제한하는 것이 바람직하다.Meanwhile, the corrosion resistance of stainless steel is closely related to the content of solid solution Cr, and it is known that the higher the solid solution amount of Cr, the better the corrosion resistance. However, if the Cr content is more than 17%, martensite transformation becomes difficult during cold rolling, making it difficult to obtain martensite single phase structure, and also increasing the martensite / austenite reverse transformation temperature. The grains of austenite are rapidly grown, and on the other side, when Cr content is 15% or less, the corrosion resistance is greatly decreased, and the martensite transformation start temperature is higher than room temperature so that the content of non-thermal elastic martensite is increased in the hot rolled state. In the present invention, it is preferable to limit the Cr content to 15-17% because it greatly increases and the non-thermoelastic martensite is generated again in the cooling process after the reverse transformation heat treatment so that the austenite single phase structure cannot be obtained.

상기 Ni는 강력한 오스테나이트 형성원소로써 Ni의 함량이 적게되면 Ms온도가 상승하게되어 역변태 소둔후 냉각하는 과정에서 다시 마르텐사이트가 생기기쉽고, 또한 역변태 온도도 상승하므로 결정립 미세화에 효과가 적어 고강도화를 이루기 어렵다. 반면에 너무 많이 첨가하면 역변태 온도는 낮아져서 오스테나이트 결정립의 성장을 억제하기는 좋으나 Ms 온도가 너무 낮아져 냉간압연시 마르텐사이트의 생성이 안되는 문제가 있어 종래는 약 10% 정도 첨가되었다. 그러나, 본 발명에서는 마르텐사이트 변태개시온도에 미치는 영향이 Ni과 유사한 N과 Mn, 그리고 내식성향상을 위해 Mo 등을 Ni 대신 첨가하여 고가의 합금원소인 Ni을 크게 낮추었다. Ni을 2.5%이하로 더 줄이려면 N이나 Mn을 더많이 첨가하여야 하는데, 이들 강에서 질소의 최대 고용도가 제한되어 있는데다, Mn이 많이 첨가되면 내식성 저하와 Cr 석출물 발생이 용이하게 되므로 Ni함량의 범위를 2.5-3.5%로 제한하는 것이 바람직하다.As Ni is a strong austenite forming element, when the content of Ni decreases, Ms temperature is increased, and martensite is easily generated during the reverse transformation annealing, and the reverse transformation temperature is also increased. Difficult to achieve. On the other hand, when too much is added, the reverse transformation temperature is lowered to suppress the growth of austenite grains, but the Ms temperature is too low, so that martensite is not produced during cold rolling. However, in the present invention, the effect of the martensite transformation start temperature on Ni and Mn similar to Ni, and Mo to replace Ni for improving corrosion resistance, thereby greatly reducing Ni, an expensive alloying element. To further reduce Ni to 2.5% or more, more N or Mn must be added, and the maximum solubility of nitrogen in these steels is limited. When Mn is added, the corrosion resistance and the occurrence of Cr precipitates are easily increased. It is desirable to limit the range to 2.5-3.5%.

통상 탄소나 질소는 강력한 오스테나이트 안정화 원소이므로 적은 양으로도 오스테나이트상이 매우 안정화되어, 냉간압연으로 마르텐사이트 단상조직을 얻을 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 탄소와 결합력이 강하여 탄화물을 형성하기 쉬운 특징을 갖고 있는 Nb을 미량첨가하여 열간압연 중에 NbC로 석출시키므로써, 열연 후 강 중에 고용된 탄소함량을 낮추어, 0.02%정도의 탄소를 첨가한 강에서도 냉강압연시 마르텐사이트 조직을 쉽게 얻을 수 있도록 하고, 또한 역변태 열처리중에 NbC에 의한 석출 강화 효과가 생겨 고강도화에 유리하도록 하는 것을 특징으로 하고 있다. 이때, 상기 Nb의 함량은 0.1-0.2% 제한하는 것이 바람직한데, 그이유는 Nb의 함량이 0.1%이하이면, 강중에 고용된 탄소와 탄화물을 형성하는 양이 적으므로 냉간압연시 마르텐사이트 조직을 얻기 힘들고 강도증가 효과도 작게되며, 반면에 Nb을 0.2%이상 첨가하더라도 더이상 강도와 연신율의 향상은 없고, 오히려 탄소와 석출하고 남은 Nb양이 많아 냉연시 마르텐사이트 생성을 지연시키고, 재료비 상승만 가져와 바람직하지 않기 때문이다.Usually, since carbon and nitrogen are strong austenite stabilizing elements, the austenite phase is very stabilized by a small amount, and martensite single phase structure cannot be obtained by cold rolling. Therefore, in the present invention, by adding a small amount of Nb, which has a strong bonding force with carbon and is easy to form carbides, and precipitates it as NbC during hot rolling, carbon content dissolved in steel after hot rolling is lowered, thereby reducing carbon by about 0.02%. In the added steel, the martensite structure can be easily obtained during cold rolling, and the precipitation strengthening effect by NbC is generated during reverse transformation heat treatment, which is advantageous for high strength. At this time, the content of Nb is preferably limited to 0.1-0.2%. The reason is that if the content of Nb is less than 0.1%, the amount of carbon and carbide formed in the steel is less, so the martensite structure is cold rolled. It is difficult to obtain and the strength increase effect is small. On the other hand, addition of more than 0.2% of Nb no longer improves the strength and elongation, but rather the amount of Nb remaining after the precipitation with carbon has delayed the production of martensite during cold rolling, resulting in a material cost increase. This is because it is not preferable.

또한, Mn은 Ni과 같은 오스테나이트 안정화 원소로써 상변태거동에 미치는 영향이 유사하므로, 본 발명에서는 고가의 Ni을 줄이는 대신에 값이 싼 Mn을 첨가하는 것을 특징을 하고 있다. 물론 Ni 대신에 Mn을 더많이 첨가해도 되지만, Mn이 4%이상으로 첨가되면, 기지중에 Cr의 고용도를 저하시켜 Cr이 제2상으로 석출하므로써 내식성과 기계적 성질을 떨어뜨리고, 또 강중에 S등이 많으면, MnS등의 개재물을 많이 형성할 수 있는데 이들 개재물이 다량 존재하면 내식성이 저하될 수 있고, 또한, 통상 스텐레스강에 Mn은 1%이하로 첨가되고 있으므로 본 발명에서는 Mn을 3%이하로 첨가하면, Ni을 대신하는 효과가 너무 작으므로, Mn의 함량은 3-4%로 제한하는 것이 바람직하다.In addition, Mn is an austenite stabilizing element such as Ni, and thus has similar effects on phase transformation behavior. In the present invention, inexpensive Mn is added instead of reducing expensive Ni. Of course, more Mn may be added instead of Ni, but if Mn is added at 4% or more, the solid solubility of Cr decreases in the matrix, and Cr precipitates in the second phase, thereby degrading corrosion resistance and mechanical properties, and S in steel. If the amount of the inclusions is large, many inclusions such as MnS can be formed. However, when such inclusions are present in large amounts, the corrosion resistance can be reduced. In addition, since Mn is usually added to 1% or less in stainless steel, Mn is 3% or less in the present invention. When added as, the effect of substituting Ni is too small, so the content of Mn is preferably limited to 3-4%.

한편, 질소는 Ni과 동일한 오스테나이트 안정화 원소일뿐아니라, 강중에 첨가되면 고용강화 혹은 석출강화 효과가 크며, 특히, 인장강도를 증가시키는 원소로 알려져 있다. 상기 N은 0.05%이하로 첨가되면, 첨가량이 적어 첨가효과가 작게되고, 0.15%의 N함량은 본 발명 강에서 상온에서의 최대 질소고용한도이기 때문에 N의 함량은 0.05-0.15%로 제한하는 것이 바람직하다. 본 발명의 특성을 지배하는 Mo은 일반적으로 내식성을 향상시키는 원소로 알려져 있어 오스테나이트계 스텐레스강에서는 Mo첨가강들이 널이 사용되고 있다.On the other hand, nitrogen is not only the same austenite stabilizing element as Ni, but when added to steel, it is known to have a high solid solution strengthening or precipitation strengthening effect, and in particular, an element that increases tensile strength. When the N is added at 0.05% or less, the addition amount is small, the effect of addition is small, and the content of N is limited to 0.05-0.15% because the N content of 0.15% is the maximum nitrogen employment limit at room temperature in the steel of the present invention. desirable. Mo, which dominates the characteristics of the present invention, is generally known as an element that improves corrosion resistance, and therefore, Mo-added steels are used in austenitic stainless steels.

본 발명에 있어서 Mo의 첨가량은 0.3-1.0%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 Mo의 첨가량이 0.3%이하이면 내식성 향상이 적고, 또 1.0%이상으로 첨가되면, 원가상승의 요인이 될뿐 아니라 Mo는 페라이트 안정화원소이어서 Cr과 더불어 역변태 온도를 증가시켜 미세한 결정립을 얻는데 장애가 되어 바람직하지 않기 때문이다.In the present invention, it is preferable to limit the amount of Mo added to 0.3-1.0%. The reason for this is that when the amount of Mo added is 0.3% or less, the improvement of corrosion resistance is small, and when added at 1.0% or more, it becomes a factor of cost increase. However, Mo is a ferrite stabilizing element, which is undesirable because it increases the inverse transformation temperature together with Cr to obtain fine grains.

기타 Si(0.5%이하), P.S등의 합금원소들은 통상의 오스테나이트계 스텐레스강 제조시에 들어가는 정도가 포함될 수 있다.Other alloying elements such as Si (less than 0.5%), P.S, and the like may be included in the production of a typical austenitic stainless steel.

이하, 상기한 조성을 갖는 본 발명강 슬라브를 사용하여 냉연강판을 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a cold rolled steel sheet using the inventive steel slab having the above-described composition will be described in detail.

상기와 같은 조성을 갖는 스텐레스 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연한 다음, 열연판 소둔을 1200-1260℃의 온도구간에서 행한다. 이때, 열간압연시 열간압연후 상온에서 오스테나이트 단상조직을 갖도록 마무리압연온도는 950-1000℃정도가 보다 바람직하며, 열연판의 소둔온도가 1200℃이하인 경우에는 열연중 석출한 석출물들이 재고용되기 힘들고, 1260℃이상인 경우에는 결정립이 너무 커져서 기계적 성질을 해지게 되므로, 열연중 석출한 비교적 큰 석출물을 다시 기지중에 재고용시키고, 이들 재고용된 원소들이 역변태소둔중에 미세하게 다량 석출되도록 하기 위하여, 상기의 열연판 소둔은 1200-1260℃로 제한하는 것이 바람직하다.The stainless slab having the composition as described above is hot rolled by a conventional method, and then hot-rolled sheet annealing is performed at a temperature range of 1200-1260 ° C. In this case, the finish rolling temperature is more preferably about 950-1000 ℃ to have austenite single-phase structure at room temperature after hot rolling during hot rolling, precipitates precipitated during hot rolling is difficult to re-use when the annealing temperature of the hot rolled sheet is less than 1200 ℃ In the case of 1260 ° C. or more, the grains become too large to deteriorate the mechanical properties, so that the relatively large precipitates precipitated during hot rolling are re-arranged again in the matrix and these reclaimed elements are finely precipitated during reverse transformation annealing. It is preferable to limit hot rolled sheet annealing to 1200-1260 degreeC.

상기한 열연 및 열연판 소둔을 행한 강들의 냉연 및 역변태 열처리 조건을 설명하면 다음과 같다.The cold rolling and reverse transformation heat treatment conditions of the steels subjected to the hot rolled and hot rolled sheet annealing are as follows.

냉간압연시 생기는 마르텐사이트의 양이 많을수록 역변태시에 보다 미세한 오스테나이트 결정립들을 얻어 고강도화를 이룰수 있으므로 상온에서 가능한한 많은 냉간가공(약 80%이상)을 하여 페라이트 스코프(Ferrite-scope)로 측정하여 90%이상의 가공유기 마르텐사이트가 생기도록 하는 것이 바람직하다. 단, 냉간압연시 가공발열이 발생하는데, 가공발열이 크게되면 냉간압연온도가 상승하게 되고, 압연온도가 높으면 마르텐사이트 생성이 어려우므로 가급적 압연온도가 상온보다 크게 높지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이와같이 냉간가공한 소재를 마르텐사이트/오스테나이트 역변태가 완료되는 온도 직상부터 역변태종료온도 +50℃까지 가열한 후, 이 온도에서 소둔한 다음, 공냉 또는 수냉한다.The higher the amount of martensite produced during cold rolling, the more austenite grains can be obtained at the time of reverse transformation, so that higher strength can be achieved. It is desirable to produce 90% or more of processed organic martensite. However, the processing heat occurs during cold rolling, if the processing heat is increased, the cold rolling temperature is increased, and if the rolling temperature is high, it is difficult to produce martensite, so it is preferable that the rolling temperature is not higher than room temperature. The cold worked material is heated to the reverse transformation end temperature + 50 ° C from immediately above the temperature at which the martensite / austenite reverse transformation is completed, and then annealed at this temperature, followed by air cooling or water cooling.

그러나, 역변태 열처리시 열처리 온도가 너무 높다든지 혹은 열처리 시간이 너무 길며는 역변태된 오스테나이트의 결정립이 조대해지므로 강도가 떨어진다. 뿐만 아니라, 역변태 오스테나이트의 결정립이 매우 조대해지는 경우에는 마르텐사이트 변태 개시온도가 상승하여 역변태 열처리 후 냉각하는 과정에서 다시 마르텐사이트 변태가 일어날 수 있어 최종 조직이 오스테나이트 단상이 되지 못하게 되므로 역변태 소둔온도는 마르텐사이트/오스테나이트 역변태가 완료되는 온도∼역변태종료온도 +50℃로 제한하는 것이 바람직하다.However, when the reverse transformation heat treatment is too high or the heat treatment time is too long, the strength of the reverse transformation austenite grains coarsened. In addition, when the grains of reverse transformation austenite become very coarse, the martensite transformation start temperature is increased, and martensite transformation may occur again during cooling after reverse transformation heat treatment, so that the final structure does not become austenite single phase. The transformation annealing temperature is preferably limited to a temperature at which the martensite / austenite reverse transformation is completed to a reverse transformation end temperature of + 50 ° C.

상기한 합금조성과 압연 및 열처리 조건을 특징으로 하는 본 발명을 다음의 실시예를 통하여 설명한다.The present invention characterized by the alloy composition and the rolling and heat treatment conditions will be described through the following examples.

[실시예]EXAMPLE

하기표 1과 같은 조성을 갖는 강 슬라브를 1000℃의 마무리 압연온도에서 열간압연하고, 1230℃에서 40분간 열연판소둔처리를 한후, 상온에서 83%의 두께 압하율로 냉간압연을 하여 두께 1㎜의 냉연강판을 제조하고, 냉연된 강들을 하기표2에 측정된 역변태 종료온도∼역변태종료온도 +50℃까지 10℃/초로 가열한 다음 공랭시킨후, 공랭된 시편에 대하여 상온에서의 인장강도 및 내식성을 평가하고, 그 결과를 하기표2에 나타내었다.The steel slab having the composition as shown in Table 1 was hot rolled at a finish rolling temperature of 1000 ° C., hot-rolled annealing at 1230 ° C. for 40 minutes, and cold rolled at 83% thickness reduction at room temperature to a thickness of 1 mm. A cold rolled steel sheet was prepared, and the cold rolled steels were heated at 10 ° C./sec from the reverse transformation end temperature to the reverse transformation end temperature of + 50 ° C. measured in Table 2, followed by air cooling, and then the tensile strength at room temperature with respect to the air cooled specimen. And the corrosion resistance was evaluated, the results are shown in Table 2 below.

[표 1]TABLE 1

상기표 1에 나타난 바와 같이, 종래강(1-5)는 종래 개발된 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강이고, 비교강(6)은 본 발명자들이 고가의 합금원소인 Ni을 N, Mn등 저가의 원소로 대치하여 개발한 강이며, 발명강(1-2) 및 비교강(7)은 비교강(6)과 유사한 조성에 내식성향상을 위해 Mo을 각각 0.3%, 1%, 2%첨가한 강이다.As shown in Table 1, the conventional steel (1-5) is a conventional austenitic precipitation hardening stainless steel, and the comparative steel (6) is a low cost such as Ni, Mn, etc. Invented and replaced with elements, Invented steels (1-2) and Comparative steels (7) added 0.3%, 1%, and 2% Mo, respectively, in the same composition as that of Comparative steel (6) to improve corrosion resistance. to be.

상기 내식성 평가는 상기표1의 비교강(6-7) 및 발명강(1-2)를 830℃에서 90초간 역변태 열처리를 한 시편을 사포(Sand Paper)#800으로 연마후, 3.5%Nacl+5%H2SO4수용액에 첨지하고, 포텐시오스타트(Potentio-stat)를 이용하여 상기 첨지된 시편에 200mV/분으로 전압을 인가하여 전류 변화 공식(pitting)발생시 전류변화로 측정하였다.The corrosion resistance evaluation was performed after the reverse transformation heat treatment of the comparative steel (6-7) and the inventive steel (1-2) of Table 1 at 830 ° C. for 90 seconds with sand paper (Sand Paper) # 800, 3.5% Nacl It was added to an aqueous solution of + 5% H 2 SO 4 , and a voltage was applied at 200 mV / min to the loaded specimen using a potentio-stat to measure the current change when a current change pitting occurred.

하기표 2에서의 냉연강판의 역변태개시 및 종료온도는 변태팽창계(transformation dilatometer)을 이용하여 10℃/초의 일정한 가열속도로 가열하면서 측정하였다.The reverse transformation start and end temperature of the cold rolled steel sheet in Table 2 were measured while heating at a constant heating rate of 10 ℃ / second using a transformation dilatometer (transformation dilatometer).

[표 2]TABLE 2

상기표 2에 나타난 바와같이 종래강(1-5)및 비교강(7)은 항복강도가 70kg/㎟을 넘지못하는 반면, 비교강(6)과 발명강들은 항복강도가 93∼108kg/㎟, 인장강도가 124∼131kg/㎟에 달하면서도 약 17-27%정도의 높은 연신율을 보이고 있어 구조용 강재로서의 사용 가능성이 높고, 또한 이들 강들은 역변태 소둔하는 동안에 석출이 일어나기 때문에 종래강(1-5)와는 달리 석출을 일으키기 위해 장시간 유지할 필요가 없는 큰 장점이 있다. 특히 발명강은 비교강(6)과 비교해 볼때 인장성질이 거의 대등하고, Ni함량의 일부를 Mo로 치환하므로서 원료가에서도 거의 유사한 정도임을 알 수 있다. 그러나, 내식성측면에서는 발명강이 내식성판단의 척도가 도는 임계전류밀도가 낮고, 공식(pitting)전압이 높게 나타남을 알 수 있어, 소기의 목적대로 본 발명강이 비교강(6)에 비해 내식성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다.As shown in Table 2, the conventional steel (1-5) and the comparative steel (7) do not exceed the yield strength of 70kg / ㎜, while the comparative steel (6) and the inventive steels yield strength of 93 ~ 108kg / ㎜, Although the tensile strength reaches 124 to 131 kg / mm2, it shows a high elongation of about 17-27%, which is highly applicable as a structural steel, and these steels are precipitated during reverse transformation annealing. Unlike), there is a big advantage that does not need to be maintained for a long time to cause precipitation. In particular, compared to the comparative steel (6), the invention steel is almost the same in tensile properties, and by replacing some of the Ni content with Mo, it can be seen that the raw material is almost similar. However, in terms of corrosion resistance, it can be seen that the invention steel has a low critical current density and a high pitting voltage, which is a measure of corrosion resistance determination. It was found to be greatly improved.

한편, 발명강보다 Mo가 더 첨가된 비교강(7)은 Mo첨가량에 비해 더 이상의 내식성 향상은 크지 않았으며, 뿐만 아니라 비교강(7)은 인장성질이 오히려 저하되는 것을 알 수 있었다.On the other hand, the comparative steel (7) to which Mo is added more than the inventive steel did not improve the corrosion resistance any more than the Mo addition amount, as well as the comparative steel (7) was found that the tensile properties rather deteriorate.

따라서, 본 발명강은 높은 인장강도와 저렴한 합금설계, 짧은 열처리시간등의 장점이외에도 우수한 내식성을 갖는 새로운 오스테나이트계 석출 경화형 스텐레스임을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the present invention is a new austenitic precipitation hardening stainless steel having excellent corrosion resistance in addition to advantages such as high tensile strength, inexpensive alloy design, and short heat treatment time.

상술한 바와같이, 본 발명은 실제 공업적으로 생산가능한 정도의 탄소함량을 갖으면서도 냉간압연시 많은 마르텐사이트가 생기게하는 성분설계, 고가의 Ni을 크게 줄이고 Mo를 첨가하여 내식성 향상을 도모한 경제적 합금설계와 역변태 열처리시 오스테나이트의 결정립 크기를 가능한한 작게하고, 역변태소둔중 미세한 석출이 일어나도록 하는 열처리(역변태 종료온도 직상∼역변태종료온도 +50℃까지 가열후 공냉)를 통하여 상온에서 고강도 및 고연성을 갖는 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강을 만드는 방법으로 향후 내식성 및 고강도가 동시에 요구되는 구조용 강재로서의 사용이 될 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention is an economical alloy that has a carbon content that can be produced industrially while producing a large amount of martensite during cold rolling, and greatly reduces expensive Ni and increases Mo to improve corrosion resistance. Room temperature through heat treatment (air cooling immediately after reverse transformation end temperature to reverse transformation end temperature + 50 ℃) to make the grain size of austenite as small as possible during design and reverse transformation annealing and to make fine precipitation during reverse transformation annealing In the method of making austenitic precipitation hardening stainless steel having high strength and high ductility in the future there is an effect that can be used as structural steel that requires corrosion resistance and high strength at the same time in the future.

Claims (1)

고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법에 있어서, 중량%로, C:0.03%이하, Cr:15-17%, Ni:2.5-7.5%, Nb:0.1-0.2%, Mn:3-4%, N:0.05-0.15%, Mo:0.3-1.0%, Si:0.5% 이하 및 기타 불가피한 불순원소가 함유된 강 슬라브를 열간압연한후, 1200-1260℃의 온도에서 열연판 소둔처리를 행하고, 80%이상의 압하율로 냉간압연한 다음, 마르텐사이트-오스테나이트 역변태종료온도 직상부터 상기 역변태 종료온도 +50℃사이의 온도에서 소둔처리한 후, 공랭 또는 수냉 처리하는 것을 특징으로 하는 고강도 오스테나이트계 석출 경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법.In the manufacturing method of high strength austenitic precipitation hardening stainless cold rolled steel sheet, in weight%, C: 0.03% or less, Cr: 15-17%, Ni: 2.5-7.5%, Nb: 0.1-0.2%, Mn: 3-4 Hot-rolled steel slab containing%, N: 0.05-0.15%, Mo: 0.3-1.0%, Si: 0.5% or less and other unavoidable impurity elements, and then hot-rolled annealing at a temperature of 1200-1260 ° C Cold rolling at a reduction ratio of not less than 80%, followed by annealing at a temperature between the martensite-austenite reverse transformation end temperature and the reverse transformation end temperature of + 50 ° C., followed by air cooling or water cooling. Austenitic precipitation hardening stainless steel sheet production method.
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