KR960007427B1 - Making method of cold rolling austenite stainless steel sheet - Google Patents

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Abstract

The austenite stainless steel sheet is prepared by (a) hot rolling steel slab that comprises C: below 0.03wt.%, Cr:15-17wt.%, Ni:2.5-3.5wt.%, Nb:0.1-0.2wt.%, Mn:2-7wt.%, N:0.05-0.15wt.%, Si:below 0.5%, and inevitable impurity; (b) annealing the hot rolled steel sheet at 1,200-1,260deg.C; (c) cold rolling the annealed steel sheet with reduction ratio of over 80%; (d) annealing at the temperature between the end point of inverse transformation of martensite-austenite and 50deg.C above the end point and; (e) cooling the annealed steel sheet by air or water.

Description

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

본 발명은 구조용 강재로 사용되는 고강도 오스테나이트계 스텐레스 냉연강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내식성이 요구되면서 인장강도 120Kgf/mm2급 이상의 구조재에 사용되는 고강도 오스테나이트계 스텐레스 냉연강판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a high strength austenitic stainless steel cold rolled steel sheet used as structural steel, and more particularly, to a high strength austenitic stainless steel cold rolled steel sheet used in structural materials having a tensile strength of 120Kgf / mm 2 or more while requiring corrosion resistance. It relates to a manufacturing method.

일반적으로 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강은 오스테나이트계 스텐레스강에 석출경화성 원소인 C, P, N, Ti, Nb, V등을 첨가해 시효처리에 따라 강화시키는 강들이기 때문에 석출은 오스테나이트기지에서 일어나게 되고 석출상은 탄화물, 질화물, 인화물, Ti, Al등의 금속간화합물 등이다. 이러한 오스테나이트계 석출경화형 강들은 마르텐사이트계 및 2상(오스테나이트+페라이트)계 석출경화형 스텐레스강에 비해 내식성, 가공성, 용접성 등이 우수하지만, 합금원소 첨가량이 많은데 비해 석출강화 정도는 작아서 인장강도가 100Kg/mm2을 넘지 못하는 단점이 있는 그 사용이 제한되어 왔다.Generally, austenitic precipitation hardening stainless steels are steels that are strengthened by aging by adding precipitation hardening elements C, P, N, Ti, Nb, and V to austenitic stainless steels. Precipitates are carbides, nitrides, phosphides, intermetallic compounds such as Ti and Al. These austenitic precipitation hardening steels have better corrosion resistance, workability, and weldability than martensitic and two-phase (austenitic + ferritic) precipitation hardening stainless steels. The use of which has the disadvantage of not exceeding 100 Kg / mm 2 has been limited.

또한 종래의 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강들은 석출을 충분히 일으키기 위해서는 약 700-900℃사이의 온도에서 5시간에서 24시간 이상 장시간 열처리하거나, 혹은 열처리를 2화 하는 경우도 있어 그 제조공정이 복잡하고 시간이 많이 소비되는 단점이 있었다.In addition, the conventional austenitic precipitation hardening stainless steels are heat treated for a long time at a temperature of about 700-900 ° C. for 5 hours to 24 hours or two times in order to sufficiently precipitate, and the manufacturing process is complicated. There was a drawback of being time consuming.

이러한 단점들을 해결하기 위하여 종래부터 오스테나이트계 스텐레스강의 강도를 증가시키려는 많은 시도가 있어 왔으며, 최근에는 상변태를 이용한 결정립 미세화에 의해 고강도화가 이루어질 수 있는 것으로 알려지고 있다.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.

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(약90%이상)으로 만든 다음, 850K 부근의온도에서 소둔하여 마르텐사이트를 오스테나이트로 역변태시켜 평균 입경의 1μm 이하의 매우 미세한 오스테나이트조직을 얻는 방법이 있는데, 상기 방법으로 얻은 역변태 오스테나이트는 전위밀도가 높고, 결정립이 미세하여 오스테나이트계 스텐레스강의 문제점인 항복강도를 약 60kg/mm2까지 크게 향상시킬 수 있었다는 것이 보고되었다. (일본 鐵과 銅, 74(1988) P1052, 九州大學, 高木節雄, 德永洋一등)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% by weight) is cold-worked strongly at room temperature, and once the processing oil is made into martensite single phase (about 90% or more), it is annealed at a temperature near 850K and reverse transformation of martensite into austenite There is a method of obtaining a very fine austenite structure, the reverse transformation austenite obtained by the above method has a high dislocation density, fine grains can greatly improve the yield strength, which is a problem of austenitic stainless steels up to about 60kg / mm 2 It was reported. (Japan Institute of Science and Technology, 74 (1988) P1052, Kagoshima University, Takamoto, Okuyama, etc.)

그러나, 상기 제안에 사용된 강의 화학조성은 상기의 석출경화성 원소들이 전혀 포함되지 않은 상태이므로, 이에 高木등은 합금성분을 다소 조정하여 탄소의 함량을 0.02중량%(이하 "%"라함)로 상향하고 질소를0.1%, Mo을 2%로 다량 첨가하여 결정립 미세화 효과 이외에도 역변태 열처리시에 생기는 Cr 및 Mo 탄질화물 석출에 의한 새로운 고강도강을 개발하였는데 그 강의 화학성분은 Fe-12% Cr-9.5% Ni-2% Mo-0.1% Mo-0.02% C이었다. 이 강을 이용하여 상술한 바와같이 상온에서 80% 냉간압연하고, 역변태 열처리조건을 달리하여 열처리한 결과, 항복강도와 인장강도가 각각 최고 110kg/mm2, 140kg/mm2인 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강을 개발하였다. 그러나 高木등이 개발한 고강도 스텐레스강은 우수한 기계적 성질은 얻기는 하였으나, 고가원소인 Ni과 Mo등이 다량 첨가된 점과 또 내식성을 향상시키는데 가장 효과가 큰 원소인 Cr의 함량이 12.5%인데, 이는 통상 스텐레스강의 정의를 최소 Cr 함량이 12%이상인 강으로 하고 있는 점을 생각할때 매우 적은 양으로 스텐레스강의 가장 큰 장점인 내식성 측면에서 종래 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강에 비해 매우 불리하다는 문제가 남아 있다.However, since the chemical composition of the steel used in the proposal does not contain any of the precipitation hardening elements at all, Koki et al. Adjusts the alloying composition slightly to raise the carbon content to 0.02% by weight (hereinafter referred to as "%"). In addition to the addition of 0.1% of Mo and 2% of Mo, a new high-strength steel was developed by Cr and Mo carbonitride precipitation during reverse transformation heat treatment in addition to the grain refinement effect. The chemical composition of the steel is Fe-12% Cr-9.5 % Ni-2% Mo-0.1% Mo-0.02% C. The result of using the steel to rolling of 80% cold at room temperature, as described above, and the heat treatment by changing the reverse transformation heat treatment conditions, the yield strength and high-strength austenitic tensile strength of the respective top 110kg / mm 2, 140kg / mm 2 based A precipitation hardening stainless steel was developed. However, the high strength stainless steel developed by Koh, et al., Has excellent mechanical properties. However, Ni and Mo, which are expensive elements, are added in large amounts and Cr is 12.5%, which is the most effective element to improve corrosion resistance. In general, stainless steel is defined as a steel having a minimum Cr content of 12% or more, which is a very small amount. Therefore, in view of corrosion resistance, which is the biggest advantage of stainless steel, it remains very disadvantageous compared to conventional austenitic precipitation hardening stainless steel. have.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 Mo을 첨가하지 않으면서 고가인 Ni을 비교적 값이 싼 Mn, N등으로 일부 대체하고 내식성을 향상시킬 목적으로 Cr 함량을 증가시키며, 고강도화 위하여 탄화물을 잘 형성하는 원소인 Nb을 미량 첨가하여 열연 혹은 역변태 열처리중에 석출시키므로서, 내식성과 연성이 우수하면서도 고강도를 갖는 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판을 제조하는데, 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is proposed to solve the above-mentioned problems, and partially replaces expensive Ni with relatively inexpensive Mn, N, etc. without adding Mo, and increases Cr content for the purpose of improving corrosion resistance. In order to produce austenite-based precipitation hardening stainless cold rolled steel sheet having excellent corrosion resistance and ductility and high strength by adding a small amount of Nb, an element which forms a carbide well for high strength, to be precipitated during hot rolling or reverse transformation heat treatment.

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

본 발명은 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법에 있어서, 중량%로, C : 0.03% 이하, Cr : 15-17%, Ni : 2.5-3.5%, Nb : 0.1-0.2%, Mn : 2-7%, N : 0.05-0.15%, Si : 0.5이하 및 기타 불가피한 불순원소가 함유된 강 슬라브를 열간압연한 후 1200-1260℃의 온도에서 열연판 소둔처리를 행하고, 80% 이상의 압하율로 냉간압연한 다음, 마르텐사이트-오스테나이트 역변태 종료온도 직상부터 상기 역변태 종료온도 +50℃ 사이의 온도에서 소둔처리한 후, 공냉 또는 수냉처리하는 것을 특징으로 하는 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법에 관한 것이다.The present invention provides a high-strength austenitic precipitation hardening stainless steel sheet manufacturing 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 2-7%, N: 0.05-0.15%, Si: 0.5 or less and other unavoidable impurity elements is subjected to hot-rolled sheet annealing at a temperature of 1200-1260 ° C, and reduction rate of 80% or more After cold rolling, the high strength austenitic precipitation hardening type stainless steel, which is subjected to 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. It relates to a cold rolled steel sheet manufacturing method.

이하, 본 발명에 따른 강의 성분조정 한정이유에 대하여 상세히 설명하다.Hereinafter, the reason for limitation of component adjustment of steel according to the present invention will be described in detail.

일발적으로 탄소의 함량이 많을수록 재료의 강도는 증가하지만, 탄소는 강중에 소량 첨가되어도 오스테나이트 상을 안정시키고 마르텐사이트 변태 개시온도(Ms)를 낮추기 때문에 냉간가공시 마르텐사이트의 생성을 어렵게 하고, 또한 탄소가 많이 첨가되면 역변태 열처리시 Cr 탄화물의 석출 및 이로 인한 내식성 저하등이 문제가 된다. 따라서, 본 발명에서는 탄소의 함량을 통상 공업적으로 생산되고 있는 저탄소 스텐레스강(예 : 304L등)탄소함량 범위인 0.03% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.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. In addition, when a large amount of carbon is added, precipitation of Cr carbides during reverse transformation heat treatment and deterioration of corrosion resistance thereof become a problem. Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the carbon content to 0.03% or less, which is a low carbon stainless steel (eg, 304L, etc.) carbon content, which is usually produced industrially.

한편, 스텐레스강의 내식성은 고용 Cr의 함량과 밀접한 관계가 있으며, Cr의 고용량이 많을수록 내식성에는 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나, Cr함량이 17% 이상으로 함유되면, 냉간압연시 마르텐사이트 변태가 어려워져 마르텐사이트 단상조직을 얻기 힘들고, 또한 마르텐사이트/오스테나이트 역변태 온도를 상승시키기 때문에, 역변태 열처리시 역변태된 오스테나이트의 결정립이 급격히 성장하게 되면, 반면에, Cr의 함량이 15% 이하일 경우에는 내식성이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 마르텐사이트 변태 개시온도가 상온 이상으로 높아져 열연상태에서 비열탄성 마르텐사이트의 함량을 크게 증가하고, 역변태 열처리후 냉각과정에서 다시 비열탄성 마르텐사이트가 생기게 되어 오스테나이트 단상 조직을 얻을 수 없게 되므로 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. It is known that the higher the solid solution amount of Cr, the better the corrosion resistance. However, when the Cr content is more than 17%, martensite transformation becomes difficult during cold rolling, which makes it difficult to obtain martensite single phase structure, and also increases the martensite / austenite reverse transformation temperature. When the austenite grains grow rapidly, on the other hand, when the Cr content is 15% or less, the corrosion resistance is greatly decreased, and the martensite transformation start temperature is increased above room temperature, thereby increasing the non-thermal elastic martensite content in the hot rolled state. In the present invention, it is preferable to limit the content of Cr to 15-17%, since the non-thermoelastic martensite is formed again in the cooling process after the reverse transformation heat treatment, and thus the austenite single phase structure cannot be obtained.

상기 Ni은 강력한 오스테나이트 형성원소로써 Ni의 함량이 적게 되면 Ms 온도가 상승하게 되어 역변태 소둔후 냉각하는 과정에서 다시 마르텐사이트가 생기기 쉽고, 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 상변태 거동에 미치는 영향이 Ni과 유사한 오스테나이트 안정화 원소인 N, Mn을 대신 첨가하여 고가의 합금원소인 Ni은 6% 이하고 제한 하였다. 또한, Ni을 2% 이하로 더 줄이러면 N이나 Mn을 더 많이 첨가하여야 하는데, 이들 강에서 질소의 최대 고용도가 제한되어 있는데다, Mn이 많이 첨가되면 내식성 저하와 Cr 석출물 발생이 용이하게 되므로 Ni 함량의 범위를 2-6%로 제한하는 것이 바람직하다.The Ni is a strong austenite forming element, when the content of Ni decreases, the Ms temperature rises and martensite is easily generated during the reverse transformation annealing, and the reverse transformation temperature also increases. 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 phase transformation behavior is limited to Ni, an expensive alloying element of 6% or less by adding N and Mn, which are austenitic stabilizing elements similar to Ni. In addition, if Ni is further reduced to 2% or less, more N or Mn should be added, and the maximum solubility of nitrogen in these steels is limited. When Mn is added, Ni decreases the corrosion resistance and facilitates the formation of Cr precipitates. It is desirable to limit the range of content to 2-6%.

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 미량 첨가하여 열간압연중에 NbC로 석출시키므로써, 열연 후 강중에 고용된 탄소함량을 낮추어, 0.02% 정도의 탄소를 첨가한 강에서도 냉간압연시 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 NbC의 함량은 0.1-0.2%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 Nb의 함량이 0.1% 이하이면, 강중에 고용된 탄소와 탄화물을 형성하는 양이 적으므로 냉간압연시 마르텐사이트 조직을 얻기 힘들고 강도증가 효과도 작게 되며, 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 strength with carbon and is easy to form carbides, and precipitates it as NbC during hot rolling, lowering the carbon content in steel after hot rolling, adding about 0.02% of carbon In one steel, 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, it is preferable to limit the content of NbC to 0.1-0.2%. The reason is that if the content of Nb is 0.1% or less, the martensite structure during cold rolling is less because the amount of carbon and carbide formed in the steel is small. It is hard to obtain and the effect of increasing strength is small. On the other hand, adding 0.2% or more of Nb no longer improves the strength and elongation, but rather delays the formation of martensite during cold rolling due to the large amount of Nb remaining after precipitation with carbon. This is because it is not preferable to bring.

또한, Mn은 Ni과 같은 오스테나이트 안정화 원소로써 상변태거동에 미치는 영향이 유사하므로, 본 발명에서는 고가의 Ni을 줄이는 대신에 값이 싼 Mn을 첨가하는데, 이때, 첨가되는 Mn의 함량은 2-7%로 제한하는 것이 바람직하다. 그 이유는 통상 스텐레스강에서 Mn이 Ni 대신에 첨가되는 경우에 최대7% 정도까지 첨가되며, 더 이상의 망간이 첨가되면, 기지중에 Cr의 고용도를 저하시켜 Cr이 제2상으로 석출하므로써 내식성과 기계적 성질을 떨어뜨리는 문제가 생기고, 또한 통상 스텐레스강에 Mn은 1% 이하로 첨가되고 있으므로 본 발명에서는 Mn을 2% 이하고 첨가하면 Ni을 대신하는 효과가 너무 작아서 바람직하지 않기 때문이다.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, wherein the amount of Mn added is 2-7. It is desirable to limit to%. The reason is that in stainless steel, Mn is added up to 7% when Ni is added instead of Ni, and when more manganese is added, the solid solution of Cr is lowered in the matrix and Cr is precipitated as the second phase. This is because a problem of deteriorating the mechanical properties occurs, and Mn is usually added to 1% or less in stainless steel. Therefore, when Mn is added in an amount of 2% or less, the effect of substituting Ni is too small, which is not preferable.

한편, 질소는 Ni과 동일한 오스테나이트 안정화 원소일 뿐아니라, 강중에 첨가되면 고용강화 혹은 석출강화 효과가 크며, 인장강도를 증가시키는 원소로 알려져 있다. 상기 N은 0.05% 이하로 첨가되면 첨가량이 적어 첨가효과가 작게 되고, 0.15%의 N의 함량은 본 발명 강에서 '상온에서의 최대 질소고용한도 이기 때문에 N의 함량은 0.05-0.15%로 제한하는 것이 바람직하다.On the other hand, nitrogen is not only an austenite stabilizing element that is the same as Ni, but when added to steel, it is known to have a large solid solution strengthening or precipitation strengthening effect and increase tensile strength. When the N is added at 0.05% or less, the addition amount is small and the effect is small, and the content of N in the steel of the present invention is' the maximum nitrogen employment limit at room temperature, so the content of N is limited to 0.05-0.15%. It is preferable.

기타 Si(0.5% 이하), P.S등의 합금원소들은 통상의 오스테나이트계 스텐레스강 제조시에 들어가는 정도가 포함될 수 있다.Other alloying elements, such as Si (0.5% or less) and P.S, may include a degree of entering into 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 마무리 압연온도는 950-1000℃ 정도가 보다 바람직하며, 열연판의 소둔온도가 1200℃ 이하인 경우에는 열연중 석출한 석출물들이 재고용되기 힘들고, 1260℃ 이상인 경우에는 결정립이 너무 커져서 기계적 성질을 해치게 되므로, 열연중 석출한 비교적 큰 석출물들을 다시 기지중에 재고용시키고, 이들 재고용된 원소들이 역변태 소둔중에 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. At this time, the finish rolling temperature is more preferably about 950-1000 ℃ to have an 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 In the case of more than 1260 ℃, the grains become too large to damage the mechanical properties, so that the relatively large precipitates precipitated during hot rolling are re-arranged again in the matrix, so that these reclaimed elements are finely precipitated during reverse transformation annealing. It is preferable to limit plate 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 마르덴사이트의 양이 많을수록 역변태시에 보다 미세한 오스테나이트 결정립들을 얻어 고강도화를 이룰 수 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 크게 되면 냉간압연 온도가 상승하게 되고, 압연온도가 높으면 마르텐사이트 생성이 어려우므로 가급적 압연온도가 상온보다 크게 높지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이와같이 냉간가공한 소재를 마르텐사이트/오스테나이트 역변태가 완료되면 온도 직상부터 역변태 종료 온도+50℃까지 가열한 후, 이 온도에서 소둔한 다음, 공냉 또는 수냉한다.The higher the amount of mardensite produced during cold rolling, the finer austenite grains can be obtained during reverse transformation, resulting in higher strength, and as much as possible cold working (at least 80%) at room temperature to ferrite scope (Ferrite-scope) It is desirable to make it produce 90% or more of processed organic martensite. However, the processing heat occurs during cold rolling, but 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 that the rolling temperature is preferably not higher than room temperature. When the cold worked material is martensitic / austenite reverse transformation is completed, it is heated from immediately above the temperature to the reverse transformation end temperature + 50 ℃, then annealed at this temperature, and then air-cooled or water-cooled.

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~역변태 종료온도+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 the temperature at which the martensite / austenite reverse transformation is completed to the reverse transformation end temperature + 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

하기 표 1과 같은 조성을 갖는 강 슬라브를 1000℃의 마무리 압연온도에서 열간압연하고, 1230℃에서 40분간 열연판소둔처리를 한 후, 상온에서 83%의 두께 압하율로 냉간압연을 하여 두께 1mm의 냉연강판을 제조하고, 냉연된 강들을 하기 표 2에 측정된 역변태 종료온도~역변태 종료온도+50℃까지 10℃/초로 가열한 다음 공냉 시킨후, 공냉된 시편에 대하여 상온에서의 인장강도 및 내식성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Steel slabs having the composition shown in Table 1 were hot rolled at a finish rolling temperature of 1000 ° C., hot rolled annealing at 1230 ° C. for 40 minutes, and cold rolled at a thickness reduction rate of 83% at room temperature to a thickness of 1 mm. Tensile strength at room temperature with respect to the air-cooled specimens were prepared by heating the cold-rolled steels, heating the cold-rolled steels at 10 ° C./sec from reverse transformation end temperature to reverse transformation end temperature + 50 ° C. measured in Table 2 And the corrosion resistance was evaluated, the results are shown in Table 2 below.

[표 1]TABLE 1

상기 표 1에 나타난 바와같이, 종래강(1-5)까지는 종래 개발된 오스테나이트계 석출경화영 스텐레스강이고, 비교강(6)은 高木등이 최근에 개발한 강이며, 발명강(1-4)은 고가의 합금원소인 Ni을 N, Mn등 저가의 원소로 대치하였고, 내식성 향상을 위해 Cr 첨가량을 증가시킨 강들이다.As shown in Table 1, the conventional steel (1-5) is austenitic precipitation hardening stainless steel, which is conventionally developed, and the comparative steel (6) is a steel recently developed by Koh, et al. 4) are expensive steels such as Ni and Mn, which are replaced with inexpensive elements. These are steels with increased Cr content to improve corrosion resistance.

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

[표 2]TABLE 2

상기 표 2에 나타난 바와같이 종래강(1-5)은 인장강도가 105kg/mm2를 넘지 못하고 항복강도 역시 70kg/mm2을 넘지 못하고 있음을 알수 있으며 반면,高木등이 개발한 비교강(6)과 발명강들은 항복강도가93~108kg/mm2, 인장강도가 124~162kg/mm2에 달하면서도 약 17~27%정도의 높은 연신율을 보이고 있어 구조용 강재로서의 사용 가능성이 높음을 알 수 있다.As shown in Table 2, the conventional steel (1-5) can be seen that the tensile strength does not exceed 105kg / mm 2 and the yield strength also does not exceed 70kg / mm 2 , while the comparative steel (6) ) And invention steels have yield strength of 93 ~ 108kg / mm 2 and tensile strength of 124 ~ 162kg / mm 2 , but show high elongation of about 17 ~ 27%, suggesting high possibility of use as structural steel. .

또한 이들 비교강(6)과 발명강들은 역변태 소둔하는 동안에 석출이 일어나기 때문에 종래강(1-5)와는 달리 석출을 일으키기 위해 장시간 유지할 필요가 없는 큰 장점이 있다. 특히, 발명강들은 비교강(6)과 비교해 볼 때 고가인 Mo를 첨가하지 않고, 역시 고가원소인 Ni의 함량을 2-6% 정도까지 크게 낮추는 경제적인 화학조성과 16% Cr 첨가로 인한 내식성 향상등의 장점을 갖으면서도 동시에 비교강(6)에 버금가는 강도를 보이고 있어 새로운 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스강이라 판단된다.In addition, these comparative steel (6) and the invention steel has a great advantage that does not need to maintain for a long time to cause precipitation, unlike the conventional steel (1-5) because precipitation occurs during reverse transformation annealing. In particular, the inventive steels do not add expensive Mo compared to the comparative steel (6), and economical chemical composition that greatly reduces the content of Ni, which is also an expensive element, by about 2-6%, and corrosion resistance due to the addition of 16% Cr It has advantages such as improvement and at the same time shows strength comparable to that of the comparative steel 6, and thus it is judged to be a new high strength austenitic precipitation hardening stainless steel.

상술한 바와같이, 본 발명은 실제 공업적으로 생산가능한 정도의 탄소함량을 갖으면서도 냉간압연시 많은 마르텐사이트가 생기게 하는 성분설계, 고가의 Ni를 크게 줄이고 Cr을 첨가하여 내식성 향상을 도모한 경제적 합금설계와 역변태 열처리시 오스테나이트의 결정립 크기를 가능한한 작게 하고, 역변태 소둔중 미세한 석출이 일어나도록 하는 열처리(역변태 종료온도 직상~역변태 종료온도 +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 an expensive alloy that greatly reduces expensive Ni and improves corrosion resistance by adding Cr. Room temperature through heat treatment (air cooling after heating up to reverse transformation end temperature up to + 50 ℃) to reduce the grain size of austenite as much as possible during design and reverse transformation annealing, and to cause 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 : 2.5-3.5%, Nb : 0.1-0.2%, Mn : 2-7%, N : 0.05-0.15%, Si : 0.5% 이하 및 기타 불가피한 불순원소가 함유된 강 슬라브를 열간압연한 후, 1200-1260℃의 온도에서 열연판 소둔처리를 80%이상의 압하율로 냉간압연한 다음, 마르텐사이트-오스테나이트 역변태 종료온도 직상부터 상변태 종료온도 +50℃ 사이의 온도에서 소둔처리한 후, 공냉 또는 수냉처리하는 것을 특징으로 하는 고강도 오스테나이트계 석출경화형 스텐레스 냉연강판 제조방법.In the manufacturing method of high strength austenitic precipitation hardening stainless steel sheet, in weight%, C: 0.03% or less, Cr: 15-17%, Ni: 2.5-3.5%, Nb: 0.1-0.2%, Mn: 2-7 Hot-rolled steel slab containing%, N: 0.05-0.15%, Si: 0.5% or less and other unavoidable impurity elements, and then cold rolled hot-rolled sheet annealing at a temperature of 1200-1260 ℃ Then, after annealing at a temperature between the phase transformation end temperature +50 ℃ immediately above the martensite-austenite reverse transformation end temperature, air-cooled or water-cooled, characterized in that the high strength austenitic precipitation hardening stainless steel sheet manufacturing method.
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