WO2016105080A1 - 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 - Google Patents

표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 Download PDF

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강형구
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김지은
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    • C21D2211/005—Ferrite

Definitions

  • the present invention relates to a ferritic stainless steel, and more particularly to a ferritic stainless steel having excellent surface quality and leachability by controlling the content of the components constituting the molten steel for producing stainless steel to improve the surface quality and leachability It is about.
  • Stainless steel can be roughly divided into ferritic stainless steel and austenitic stainless steel.
  • ferritic stainless steels are widely used in kitchen appliances, building exterior materials, home appliances, electronic parts, etc., because they are inexpensive and preferentially have surface gloss, drawing properties, and oxidation resistance, compared to austenitic stainless steels.
  • the surface defects in the form of wrinkles are formed parallel to the rolling direction during the molding process for application to the components of the above-mentioned applications. This phenomenon is called ridging.
  • STS430 steel which is one of the ferritic stainless steels, is a steel containing about 16% by weight of chromium (Cr) and is a representative steel of ferritic stainless steel, and is widely used for aquaculture and household appliances.
  • STS430 steel has excellent leachability among other ferritic stainless steels, but still has ridging defects. Therefore, there is a need for continuous leasing reduction ferritic stainless steels in order to reduce polishing cost or reduce mechanical defects caused by leasing.
  • the cast structure when the cast structure remains as a coarse band structure without breaking in the rolling or annealing process, it is expressed as a ridging defect due to the width and thickness deformation behavior different from the surrounding recrystallized structure during tensile processing.
  • 1 is a view for explaining the refinement of the cast structure using TiN in order to improve the leachability.
  • the columnar structure of the slab is subjected to shear deformation during hot rolling so that fracture occurs well in subsequent processes.
  • the slab equiaxed structure is subjected to planar deformation during hot rolling, so that the band structure is not destroyed in subsequent processes.
  • TiN precipitates are generated in the temperature range cast by adding Ti and high N, thereby making the equiaxed crystal structure fine using the TiN pinning effect, thereby fundamentally suppressing coarse band structure formation.
  • ferritic stainless steel sheet and the manufacturing method of the conventional steel composition, rolling conditions, annealing conditions by improving the specific texture of the structure by improving the aging resistance "Ferritic stainless steel sheet with small in-plane anisotropy and excellent ridging resistance and It is known in detail in the manufacturing method (Patent Publication 10-1997-0015775).
  • ferritic stainless steel having an austenite transformation section is required to be subjected to annealing heat treatment for decomposing austenite structure after hot rolling, but for this purpose, the production cost is increased and manufacturing time is increased. As the manufacturing time increases, there is a problem that the productivity is lowered.
  • Patent Document 0001 Published Patent 10-1997-0015775 (1997. 04. 28.)
  • the present invention has been made to solve the above problems, by optimizing the content of the alloying components affecting the improvement of the leachability, it is possible to refine the casting structure, and prevent the occurrence of Scab defects and grain boundary corrosion defects Provides ferritic stainless steel with excellent surface quality and leachability.
  • the ferritic stainless steel having excellent surface quality and lowering property is in weight%, Cr: 12.5-18.5%, C: 0.001-0.025%, N: 0.01-0.05%, Ti: 0.05- 0.4%, Al: 0.01-0.2%, Si: 0.01-0.5%, Mn: 0.01-0.5%, Cu: 0.01-0.5%, Mo: 0.001-0.5%, Nb: 0.01-0.5%, Ni: 0.01-0.5 %,
  • the remaining Fe and impurities and characterized by satisfying the following formula (1).
  • TiN precipitation amount (Vol%) 47N + 102Ti ⁇ N + 10C + 0.39, N, Ti and C means the content (wt%) of each component.
  • the stainless steel can be characterized by satisfying the following formula (2).
  • TiN crystallization temperature (° C.) [-19,755 / ⁇ logN- (7.78 + 0.07Ti-logTi + 0.045Cr) ⁇ ]-275, and N, Ti and Cr are the contents of each component (wt% ).
  • N / C ratio is 1.5 or more and 6 or less by mass ratio of the said stainless steel.
  • the stainless steel can be characterized by satisfying the following formula (3).
  • Ti, C and N means the content (wt%) of each component.
  • the stainless steel may be characterized in that the grain size of the equiaxed crystal structure in the cast state is 2 mm or less.
  • the stainless steel may be characterized in that the ridging height (Wt) in the cold rolled steel sheet state is less than 11 ⁇ m.
  • 1 is a view for explaining the miniaturization of the cast structure using TiN to improve the leachability
  • FIG. 2 is a view showing a correlation between the threshold value of TiN precipitation amount and the refined equiaxed crystal (2 mm or less) according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a graph showing the range of Ti and N amounts in which equiaxed refinement is realized from the threshold value of the minimum TiN derived from FIG.
  • FIG. 4 is a view showing a correlation between the threshold value of TiN crystallization temperature and the occurrence of Scab defects according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a graph showing a range of Ti and N amounts in which Scab defects do not occur from the threshold value of TiN crystallization temperature derived from FIG. 4;
  • FIG. 6 is a view showing the correlation between the threshold value of Ti / (C + N) and grain boundary corrosion defects during HAPL pickling according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a graph showing a range of Ti and N amounts in which grain boundary corrosion does not occur from the threshold value of Ti / (C + N) derived from FIG. 6;
  • the ferritic stainless steel having excellent surface quality and lowering property is in weight%, Cr: 12.5-18.5%, C: 0.001-0.025%, N: 0.01-0.05%, Ti: 0.05- 0.4%, Al: 0.01-0.2%, Si: 0.01-0.5%, Mn: 0.01-0.5%, Cu: 0.01-0.5%, Mo: 0.001-0.5%, Nb: 0.01-0.5%, Ni: 0.01-0.5 %,
  • the remaining Fe and impurities and characterized by satisfying the following formula (1).
  • TiN precipitation amount (Vol%) 47N + 102Ti ⁇ N + 10C + 0.39, N, Ti and C means the content (wt%) of each component.
  • the ferritic stainless steel having excellent surface quality and lowering property is in weight%, Cr: 12.5-18.5%, C: 0.001-0.025%, N: 0.01-0.05%, Ti: 0.05- 0.4%, Al: 0.01-0.2%, Si: 0.01-0.5%, Mn: 0.01-0.5%, Cu: 0.01-0.5%, Mo: 0.001-0.5%, Nb: 0.01-0.5%, Ni: 0.01-0.5 %, The remaining Fe and impurities.
  • the amount of chromium (Cr) is preferably 12.5% by weight to 18.5% by weight.
  • chromium (Cr) is an alloying element added to improve the corrosion resistance of the steel, when chromium (Cr) is contained in less than 12.5% by weight, the corrosion resistance of the ferritic stainless steel is lowered, contained in excess of 18.5% by weight In this case, the manufacturing cost increases unnecessarily.
  • chromium (Cr) in the embodiment according to the present invention is preferably limited to 12.5 ⁇ 18.5% by weight.
  • the amount of carbon (C) is preferably 0.001% to 0.025% by weight.
  • carbon (C) is an austenite stabilizing element of steel, it needs to be limited because it acts to maximize the austenite fraction, and carbon (C) is a solid solution strengthening element, which reduces the elongation when the product exceeds 0.025% by weight. This is because the workability of the resin is lowered, the corrosion resistance is reduced, and when the amount is less than 0.001% by weight, additional refining costs are incurred.
  • the elongation is a term commonly used as one of quality characteristics indicating the processability of the cold rolled product of ferritic stainless steel, and the amount of elongation until the breakage occurs when the cold rolled product of the ferritic stainless steel is uniaxially tensioned. Calculate from length divided by length.
  • the amount of nitrogen (N) is preferably 0.01% by weight to 0.05% by weight.
  • N nitrogen
  • Ti titanium
  • TiN titanium nitride
  • N nitrogen
  • Ti titanium
  • the amount of titanium (Ti) is preferably 0.05% to 0.40% by weight.
  • titanium (Ti) is an element that plays an important role in miniaturizing the equiaxed grain size of the cast steel structure, it is added to 0.05% by weight or more since it plays a role of improving workability by fixing carbon (C), nitrogen (N), etc. .
  • Ti titanium
  • N nitrogen
  • the amount of aluminum (Al) is preferably 0.01% by weight to 0.2% by weight.
  • aluminum (Al) is an element added as a deoxidizer during steelmaking, it is preferably contained at 0.01% by weight or more, but when aluminum (Al) is added in excess of 0.2% by weight, it is present as a non-metallic inclusion and is a cold rolled strip. This is a cause of sleeve defects and causes a decrease in weldability.
  • the amount of silicon (Si) is preferably 0.01% by weight to 0.5% by weight.
  • silicon (Si) is an element added as a deoxidizer during steelmaking, and is a ferrite stabilizing element, it is preferable to be contained in 0.01% by weight or more.
  • the amount of manganese (Mn) is preferably 0.01% by weight to 0.5% by weight.
  • Manganese (Mn) is an impurity inevitably included in steel, but when it is included in a large amount, manganese fume is generated during welding and causes evaporation of MnS phase, thereby lowering elongation.
  • the amount of copper (Cu) is preferably 0.01% by weight to 0.5% by weight.
  • Cu copper
  • Cu is an impurity that is inevitably included in steel and has an effect of improving corrosion resistance by adding 0.01% or more, but has a problem of deterioration in workability when added in excess of 0.5%.
  • the amount of molybdenum (Mo) is preferably 0.001% by weight to 0.5% by weight.
  • molybdenum (Mo) is added to 0.001% or more has the effect of improving the corrosion resistance, in particular, corrosion resistance, but when added in excess of 0.5% as an expensive element has a problem of increasing the manufacturing cost, lowering the workability Because there is.
  • the amount of niobium (Nb) is preferably 0.001% by weight to 0.5% by weight.
  • Nb niobium
  • C solid carbon
  • N nitrogen
  • the amount of nickel (Ni) is preferably 0.01% by weight to 0.5% by weight.
  • Ni nickel
  • austenite stabilization increases and as an expensive element, This is because there is a problem to raise.
  • the other elements are made of iron (Fe) and other unavoidable impurities.
  • the cause of leasing in ferritic stainless steels is that the coarse grains formed during casting are rolled without being removed during hot rolling.
  • the TiN compound formed By forming a fine equiaxed crystal by the TiN compound formed, it is possible to manufacture a ferritic stainless steel slab having a fine structure to produce a ferritic stainless steel having excellent dropping properties.
  • the ferritic stainless steel having excellent surface quality and leachability according to an embodiment of the present invention is more limited in the amount of TiN that affects the refinement of the equiaxed crystal. It is desirable to.
  • TiN precipitation amount (Vol%) 47N + 102Ti ⁇ N + 10C + 0.39, N, Ti and C means the content (wt%) of each component.
  • TiN crystallization temperature (°C) [-19,755 / ⁇ logN- (7.78 + 0.07Ti-logTi + 0.045Cr) ⁇ ]-275, N, Ti and Cr are the content of each component ( Weight percent).
  • N / C ratio it is preferable to manage N / C ratio to 1.5 or more and 6 or less.
  • N is essential for the formation of TiN, which can make the structure fine during casting, and even if N is added in a certain amount, it is difficult for all N to form TiN compounds because of its natural behavior. This is because Ti must be added according to the range of Ti / N ratio of.
  • ferritic stainless steel according to the embodiment of the present invention is characterized in that it does not include austenite phase transformation until the room temperature after casting.
  • the austenite phase transformation is included, especially if the austenitic phase transformation is included in the hot rolling section, such as in the conventional STS 430 steel, after the hot rolling, the annealing phase for thermal decomposition of the austenite phase decomposition and Cr deficiency layer is essential, And because the production time is increased.
  • the present invention omits the annealing heat treatment process as a complete wastelite component system, and thus performs continuous annealing heat treatment. There is an effect that can reduce the production cost, improve the productivity by shortening the production time.
  • the lowering property of the STS 430 steel which is a representative steel of ferritic stainless steel, is relatively superior to other ferritic stainless steels by removing some of the coarse texture formed during casting by including austenite phase transformation in the hot rolling section.
  • the present invention despite being a component system that does not contain austenite phase transformation, it is possible to obtain excellent leachability by casting to the component system to form a fine cast structure.
  • austenite phase is formed can be determined by observing the microstructure by heating and etching the material in the range of 900 °C ⁇ 1,100 °C, and can be determined based on the standard commonly used in materials engineering, so detailed criteria are omitted.
  • Table 1 is a table showing the alloying components of various embodiments and comparative examples of the ferritic stainless steel having excellent surface quality and leachability produced according to an embodiment of the present invention.
  • Table 1 various embodiments of the present invention control the contents of Ti, N, and C.
  • the examples and comparative examples are shown by confirming their components by vacuum dissolving.
  • Table 2 is a table showing the results of confirming the ratio of Ti / N and N / C of the various examples and comparative examples having the composition of Table 1 and the leasing grade for each of the final ferritic stainless steel.
  • the ridging grade representing the lowering property is the ridging height grade (Wt basis) measured after 15% tension of the cold rolled steel sheet, and the 1st grade is less than 11 ⁇ m, the 2nd grade is 11 ⁇ m ⁇ 14 ⁇ m, and the 3rd grade is 14 ⁇ m-18
  • the micrometer and grade 4 represent 18 micrometers or more, where a grade 1 corresponds to the range aimed by this invention.
  • FIG. 2A is a view showing a correlation between the threshold of TiN precipitation amount and the refinement of equiaxed crystals (2 mm or less) according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2B illustrates the refinement of equiaxed crystals from the threshold value of the minimum TiN derived from FIG. 2A. Is a graph showing the range of Ti and N amounts to be implemented.
  • Comparative A group consisting of Comparative Examples 1 to 5 it can be seen that Ti / N does not satisfy 5 to 20, N / C does not satisfy 1.5 to 6 .
  • TiN precipitation amount was less than 1.1 ⁇ 10 ⁇ 3 (vol%), which did not satisfy Equation (1), and the grain size of the equiaxed crystals exceeded 2 mm, resulting in no refinement of equiaxed crystals. It can be seen that it does not meet the target value of the present invention.
  • FIG. 3A is a view showing a correlation between the threshold value of TiN crystallization temperature and the occurrence of Scab defects according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a diagram in which a Scab defect does not occur from the threshold value of the TiN crystallization temperature derived from FIG. 3A. Is a graph showing the range of N amounts.
  • Comparative B group consisting of Comparative Examples 6 to 15 meets the ratio of Ti / N and N / C according to the embodiment of the present invention, the crystallization temperature (Ti) of TiN It can be seen that the formula (2) does not satisfy above 1520 °C.
  • FIG. 4A illustrates a correlation between a threshold value of Ti / (C + N) and grain boundary corrosion defects during HAPL pickling according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4B illustrates Ti / (C + N) derived from FIG. 4A. It is a graph which shows the range of Ti and N amount which grain boundary corrosion does not generate from the threshold value of.
  • Comparative C group consisting of Comparative Examples 16-18 is not only the ratio of Ti / N and N / C according to the embodiment of the present invention, but also the crystallization temperature (° C) of TiN Although managed at 1,520 ° C. or less, it can be seen that the Ti / (C + N) value is less than 5.0, which does not satisfy the above formula (3).
  • 5 is a graph showing the relationship between Scab, grain boundary corrosion and equiaxed crystal refinement according to the content of Ti and N.
  • the grain size of the equiaxed crystal in the cast state is 2 It appears that less than mm, the leaching height (Wt) in the cold-rolled steel sheet state is less than 11 ⁇ m excellent leasing grade, and it is confirmed that the surface quality is improved by preventing defects such as Scab and grain boundary corrosion.
  • the ferritic stainless steel having excellent surface quality and lowering property according to embodiments of the present invention may be applied to kitchen appliances, building exterior materials, home appliances, electronic components, and the like.

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Abstract

본 발명은 스테인리스강을 제조하기 위한 용강을 이루는 성분의 함량을 조절 하여 내리징성을 향상시킨 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 내리징성 및 성형성이 우수한 스테인리스강은 중량%로, Cr: 12.5~18.5%, C: 0.001~0.025%, N: 0.01~0.05%, Ti: 0.05~0.4%, Al: 0.01~0.2%, Si: 0.01~0.5%, Mn: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.5%, Mo: 0.001~0.5%, Nb: 0.01~0.5%, Ni: 0.01~0.5%, 나머지 Fe 및 불순물을 포함하며, 하기의 식 (1)을 만족한다. TiN석출량(Vol%) > 1.1×10-3 -------------------------- (1) 상기 식 (1)에서 TiN석출량(Vol%) = 47N + 102Ti × N + 10C + 0.39이며, N, Ti 및 C는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.

Description

표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강
본 발명은 페라이트계 스테인리스강에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테인리스강을 제조하기 위한 용강을 이루는 성분의 함량을 조절하여 표면품질 및 내리징성을 향상시킨 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.
스테인리스강은 크게 페라이트계 스테인리스강과 오스테나이트계 스테인리스강으로 나눌 수 있다.
일반적으로, 페라이트계 스테인리스강은 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 우선적으로 가격이 저렴하고 표면광택, 드로잉성 및 내산화성이 양호하여 주방용품, 건축 외장재, 가전제품, 전자부품 등에 널리 사용되고 있다.
페라이트계 스테인리스강은 상기와 같은 용도의 부품에 적용을 위해 성형가공시 압연방향에 평행하게 주름형태의 표면결함이 발생되는데 이러한 현상을 리징(ridging)이라 한다.
이러한 리징 결함은 제품의 외관을 나쁘게 하기 때문에 성형 후에 리징이 발생한 부분에 추가의 연마공정을 필요로 하여 최종제품의 제조단가를 상승시키는 원인이 된다.
페라이트계 스테인리스강의 하나인 STS430강은 약 16중량%의 크롬(Cr)을 함유한 강으로 페라이트계 스테인리스강의 대표 강종이며, 양식기 및 가전용으로 널리 사용되고 있다.
STS430강은 여타 페라이트계 스테인리스강 중에서 내리징성이 우수한 편이나 여전히 리징 결함은 발생하므로 연마 비용 절감 혹은 리징으로 인하여 유발되는 기계적 결함 감소를 위하여 지속적으로 리징 저감 페라이트계 스테인리스강이 요구되고 있는 실정이다.
이러한, 리징이 발생되는 원인은 본질적으로 미파괴된 조대한 주조 조직에 기인한다.
즉, 주조조직이 압연 또는 소둔공정에서 파괴되지 않고 조대한 밴드 조직으로 잔류하는 경우 인장가공 시 주변의 재결정 조직과 상이한 폭 및 두께 방향 변형 거동으로 인해 리징 결함으로 표출된다.
도 1은 내리징성을 향상시키기 위하여 TiN을 이용한 주조조직의 미세화를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 슬라브의 주상적 조직은 열간 압연시에 전단 변형을 받게되서 이후 공정에서 파괴가 잘 일어난다. 하지만 슬라브의 등축정조직은 열간 압연시에 평면 변형을 받게되서 이후 공정에서 밴드 조직의 파괴가 잘 이루어 지지 않는다.
이를 해결하기 위해서는 Ti와 고 N을 첨가하여서 주조 되는 온도 구간에서 TiN 석출물을 생성하여서 TiN Pinning 효과를 이용하여 등축정 조직을 미세하게 만들어 근원적으로 조대한 밴드조직 형성을 억제할 수 있다.
종래 강의 조성, 압연조건, 소둔조건을 적정화하여 특유의 집합조직이 발달 되도록 제어하여 내리징성을 향상시킨 페라이트계 스테인리스 강판 및 제조방법에 대해서는 "면내이방성이 작고 내 리징성이 우수한 페라이트 계 스테인레스강판 및 그 제조방법(공개특허 10-1997-0015775)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다.
그러나, 오스테나이트 변태 구간을 갖는 페라이트계 스테인리스강은 열간압연 후 오스테나이트 조직 분해를 위한 상소둔 열처리가 필수적이나 이를 위하여 비용이 소모되어 생산비용을 상승시키고, 제조시간이 증대되는 문제점을 가지고 있었으며, 제조시간이 증가함에 따라, 생산성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, Scab 결함 및 입계부식을 방지할 수 있는 구체적인 성분들의 임계범위를 명시하지 못하였다.
(특허문헌 0001) 공개특허 10-1997-0015775 (1997. 04. 28.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 내리징성 향상에 영향을 미치는 합금성분의 함량을 최적화하여, 주조 조직을 미세화하고, Scab 결함 및 입계부식 결함이 발생되는 것을 방지할 수 있는 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, Cr: 12.5~18.5%, C: 0.001~0.025%, N: 0.01~0.05%, Ti: 0.05~0.4%, Al: 0.01~0.2%, Si: 0.01~0.5%, Mn: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.5%, Mo: 0.001~0.5%, Nb: 0.01~0.5%, Ni: 0.01~0.5%, 나머지 Fe 및 불순물을 포함하며, 하기의 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
TiN석출량(Vol%) > 1.1×10-3 -------------------------- (1)
상기 식 (1)에서 TiN석출량(Vol%) = 47N + 102Ti × N + 10C + 0.39이며, N, Ti 및 C는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
상기 스테인리스강은, 하기의 식 (2)를 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
TiN정출온도(℃) ≤ 1,520 ------------------------------ (2)
상기 식 (2)에서 TiN정출온도(℃) = [-19,755/{logN-(7.78+0.07Ti-logTi+0.045Cr)}]-275 이며, N, Ti 및 Cr는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
상기 스테인리스강은, 질량비로 N/C 비가 1.5 이상 6 이하인 것이 바람직하다.
상기 스테인리스강은, 하기의 식 (3)를 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Ti / (C+N) > 5.0 ---------------------------------- (3)
상기 식 (3)에서 Ti, C 및 N은 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
상기 스테인리스강은, 주편 상태에서 등축정 조직의 결정립 직경은 2㎜ 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스테인리스강은, 냉연강판 상태에서 리징 높이(Wt)가 11㎛ 미만인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, Ti, C 및 N의 함량을 최적화하여 TiN석출량을 조절함으로써 내리징성을 향상시키고, 입계부식 결함이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, N, Ti 및 Cr의 함량을 최적화하여 TiN정출온도를 1,520℃ 미만으로 관리함으로써, Scab 결함 발생을 최소화하여 표면품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 내리징성을 향상시키기 위하여 TiN을 이용한 주조조직의 미세화를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TiN 석출량의 임계값과 등축정 미세화(2㎜ 이하)의 상관관계를 보여주는 도면이며,
도 3은 도 2에서 도출된 최소 TiN의 임계값으로부터 등축정 미세화가 구현되는 Ti, N양의 범위를 도시한 그래프이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TiN 정출온도의 임계값과 Scab 결함 발생의 상관관계를 보여주는 도면이며,
도 5는 도 4에서 도출된 TiN 정출온도의 임계값으로부터 Scab 결함이 발생하지 않는 Ti, N양의 범위를 나타낸 그래프이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 Ti/(C+N)의 임계값과 HAPL 산세시 입계부식 결함의 상관관계를 보여주는 도면이며,
도 7은 도 6에서 도출된 Ti/(C+N)의 임계값으로부터 입계 부식이 발생하지 않는 Ti, N양의 범위를 나타낸 그래프이고,
도 8은 Ti 및 N의 함량에 따른, Scab, 입계부식 및 등축정 미세화의 관계를 도시한 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, Cr: 12.5~18.5%, C: 0.001~0.025%, N: 0.01~0.05%, Ti: 0.05~0.4%, Al: 0.01~0.2%, Si: 0.01~0.5%, Mn: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.5%, Mo: 0.001~0.5%, Nb: 0.01~0.5%, Ni: 0.01~0.5%, 나머지 Fe 및 불순물을 포함하며, 하기의 식 (1)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
TiN석출량(Vol%) > 1.1×10-3 -------------------------- (1)
상기 식 (1)에서 TiN석출량(Vol%) = 47N + 102Ti × N + 10C + 0.39이며, N, Ti 및 C는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, Cr: 12.5~18.5%, C: 0.001~0.025%, N: 0.01~0.05%, Ti: 0.05~0.4%, Al: 0.01~0.2%, Si: 0.01~0.5%, Mn: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.5%, Mo: 0.001~0.5%, Nb: 0.01~0.5%, Ni: 0.01~0.5%, 나머지 Fe 및 불순물로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예에서의 성분 함량의 수치 한정 이유에 대하여 설명하기로 한다. 이하에서는 특별한 언급이 없는 한 단위는 중량%이다.
Cr: 12.5~18.5%
크롬(Cr)의 양은 12.5중량% 내지 18.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 크롬(Cr)은 강의 내식성을 향상시키기 위해 첨가하는 합금원소로 크롬(Cr)이 12.5중량% 미만으로 포함되는 경우에는, 페라이트계 스테인리스강의 내식성이 저하되고, 18.5중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 제조단가 증가를 불필요하게 증가시키기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 실시예에서 크롬(Cr)은 12.5~18.5중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
C: 0.001~0.025%
탄소(C)의 양은 0.001중량% 내지 0.025중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 탄소(C)는 강의 오스테나이트 안정화원소이기 때문에 오스테나이트 분율을 최대화하는 작용을 하기 때문에 제한이 필요하며, 탄소(C)는 고용강화 원소로서 0.025 중량%를 초과하는 경우 연신율을 저하시켜 제품의 가공성을 저하시키고, 내식성을 감소시키며, 0.001중량%를 미만인 경우 추가 정련 비용을 발생시키기 때문이다.
이때, 상기 연신율은 페라이트계 스테인리스강의 냉연제품의 가공성을 알려 주는 품질특성 중 하나로서 널리 통용되는 용어이며, 상기 페라이트계 스테인리스강의 냉연제품을 1축 인장하였을 때 파단이 일어나는 순간까지 연신된 양을 초기 길이로 나눈 값으로부터 계산한다.
N: 0.01~0.05%
질소(N)의 양은 0.01중량% 내지 0.05중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 질소(N)는 주조 및 응고시 티타늄(Ti)과 결합하여 티타늄 질화물(TiN)을 형성함으로써 슬라브의 미세조직을 미세화시키는 효과가 있는 중요한 원소로서 0.01중량% 이상으로 첨가하는 반면, 질소(N)가 0.05중량%를 초과하여 첨가되면 가공성을 저해시킬 뿐만 아니라 냉연제품의 스트레처 스트레인(Stretcher Strain)의 원인이 되기 때문이다.
좀더 구체적인 질소(N)의 범위는 티타늄(Ti)의 양에 의해 영향을 받으며 추후에 구체적으로 다시 기술한다.
Ti: 0.05~0.40%
티타늄(Ti)의 양은 0.05중량% 내지 0.40중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 티타늄(Ti)은 주편 조직의 등축정 입도를 미세화시키는 중요한 역할을 하는 원소로서, 탄소(C), 질소(N) 등을 고정시켜 가공성을 향상시키는 역할을 하므로 0.05중량% 이상으로 첨가한다.
그러나, 티타늄(Ti)이 0.40중량%을 초과하여 첨가되는 경우, 스테인리스강의 제조단가 증가 및 주편 및 열연 제품 표면에 Scab 결함을 발생시키며 또한 냉연제품의 슬리브(sliver) 결함의 원인이 되기 때문이다.
좀더 구체적인 티타늄(Ti)의 범위는 질소(N)의 함량에 의해 영향을 받으며 추후에 구체적으로 다시 기술한다.
Al: 0.01~0.2%
알루미늄(Al)의 양은 0.01중량% 내지 0.2중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 알루미늄(Al)은 제강 시 탈산제 역할로 첨가되는 원소로서, 0.01중량% 이상으로 함유되는 것이 바람직하나, 알루미늄(Al)이 0.2중량%를 초과하여 첨가되는 경우에는 비금속 개재물로 존재하여 냉연스트립의 슬리브 결함의 원인이 되며 용접성 저하를 일으키기 때문이다.
Si: 0.01~0.5%
실리콘(Si)의 양은 0.01중량% 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 실리콘(Si)은 제강시 탈산제 역할로 첨가되는 원소이며, 페라이트 안정화 원소이므로 0.01중량% 이상으로 함유되는 것이 좋다.
반면, 0.5중량%를 초과하여 다량 함유되면 재질의 경화를 일으켜서 연성을 저하되는 문제점을 갖기 때문에 0.5중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Mn: 0.01~0.5%
망간(Mn)의 양은 0.01중량% 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 망간(Mn)은 강중에 불가피하게 포함되는 불순물이지만 다량으로 포함될 경우 용접시 망간계 퓸(fume)이 발생하며 MnS상 석출의 원인이 되어 연신율을 저하시키기 때문이다.
Cu: 0.01~0.5%
구리(Cu)의 양은 0.01중량% 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 구리(Cu)는 강중에 불가피하게 포함되는 불순물로서, 0.01% 이상 첨가함으로써 내식성이 개선되는 효과를 갖지만, 0.5%를 초과하여 첨가하면 가공성이 저하되는 문제점을 가지고 있기 때문이다.
Mo: 0.001~0.5%
몰리브덴(Mo)의 양은 0.001중량% 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 몰리브덴(Mo)는 0.001% 이상이 첨가되어 내식성, 특히 내공식성을 향상시키는 효과가 있으나, 고가의 원소로 0.5%를 초과하여 첨가되는 경우 제조 원가를 상승시키고, 가공성을 저하시키는 문제점을 가지고 있기 때문이다.
Nb: 0.001~0.5%
나이오븀(Nb)의 양은 0.001중량% 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 나이오븀(Nb)는 고가의 원소로서, 0.001% 이상이 첨가되어 고용 탄소(C), 질소(N)를 탄질화물로 석출시켜 내식성 개선 및 성형성 향상에 효과를 갖는 반면, 0.5%를 초과하여 다량 첨가하게 되면 개재물에 의한 외관 불량 및 인성이 저하되며, 제조 원가를 상승시키는 문제점을 가지고 있기 때문이다.
Ni: 0.01~0.5%
니켈(Ni)의 양은 0.01중량% 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
왜냐하면, 니켈(Ni)은 강중에 불가피하게 포함되는 불순물로서, 0.01%이상이 첨가되어 내식성을 향상시키는 효과를 갖는 반면, 다량 첨가하게 되면 오스테나이트 안정화도가 증가하고 고가의 원소로서, 제조 원가를 상승시키는 문제점을 가지고 있기 때문이다.
전술한 원소들을 제외한 나머지 원소는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다.
일반적으로, 페라이트계 스테인리스강에서 리징을 유발하는 원인으로는 주조 시에 형성되는 조대한 결정립이 열연시에 제거되지 않고 압연되는 것을 들 수 있는데, 본 발명에 따른 일 실시형태에 따르면, 주조시에 형성되는 TiN 화합물에 의하여 미세한 등축정이 형성됨으로써 미세한 조직을 가지는 페라이트계 스테인리스강 슬라브를 제조하여 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조가 가능하다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은 등축정 미세화(2㎜ 이하)를 만족하기 위해서는 등축정 미세화에 영향을 미치는 TiN의 석출량을 보다 한정적으로 제한하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 하기의 식 (1) 및 (2)를 만족하는 성분계로 주조하는 것이 바람직하다.
TiN석출량(Vol%) > 1.1×10-3 -------------------------- (1)
이때, 상기 식 (1)에서 TiN석출량(Vol%) = 47N + 102Ti × N + 10C + 0.39이며, N, Ti 및 C는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
TiN정출온도(℃) > 1,520 ------------------------------ (2)
이때, 상기 식 (2)에서 TiN정출온도(℃) = [-19,755/{logN-(7.78+0.07Ti-logTi+0.045Cr)}]-275 이며, N, Ti 및 Cr는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
한편, 본 발명에서는 N/C 비를 1.5 이상 6 이하로 관리하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, N의 함량이 상대적으로 많아야 함은 주조 시 조직을 미세하게 만들 수 있는 TiN 형성을 위하여 필수적이며, N이 일정함량 투입되더라도 모든 N이 TiN 화합물을 형성하는 것은 자연적인 거동 상 어려운 일이므로 상기의 Ti/N 비의 범주에 따라 Ti를 투입하여야 하기 때문이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강에서는 주조 후 상온에 이르기까지 오스테나이트 상변태를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
왜냐하면, 오스테나이트 상변태를 포함하면, 특히 통상의 STS 430강과 같이 열간압연 구간에서 오스테나이트 상변태를 포함하면 열간압연 후에, 오스테나이트 상 분해 및 Cr 결핍층 해소를 위한 상소둔 열처리가 필수적이기 때문에 생산비용 및 생산시간이 증가되는 문제점을 가지고 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에서는 완전 폐라이트 성분계로 상소둔 열처리 과정을 생략하고, 연속소둔 열처리를 실시함에 따라. 생산비용을 절감하고, 생산시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
전술한 바와 같이, 페라이트계 스테인리스강의 대표적인 강종인 STS 430강의 내리징성이 여타 페라이트계 스테인리스강에 비하여 상대적으로 우수한 것은 열간압연 구간에서 오스테나이트 상변태를 포함함으로써 주조 시 형성되는 조대한 조직을 일부 제거함으로써 가능한 반면, 본 발명에서는 오스테나이트 상변태를 포함하지 않는 성분계임에도 불구하고 상기의 성분계로 주조하여 미세한 주조조직을 형성함으로써 우수한 내리징성을 얻을 수 있다.
이때, 오스테나이트 상의 형성 여부는 소재를 900℃ ~ 1,100℃ 범위에서 가열 후 에칭하여 미세조직을 관찰하여 판별할 수 있으며, 재료공학에서 통용되는 기준에 의거하여 판별할 수 있으므로 상세한 기준은 생략한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예에 대하여 설명한다.
단, 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명의 권리 범위가 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
비고 합금 합금성분(중량%)
Cr Si Al Mn Ni Cu P S C N Ti
비교A #1 16.34 0.174 0.024 0.123 0.08 0.018 0.021 0.001 0.0068 0.0083 0.17
#2 16.24 0.182 0.043 0.156 0.05 0.015 0.023 0.0009 0.0069 0.0043 0.17
#3 16.41 0.181 0.033 0.142 0.06 0.014 0.0223 0.0008 0.0072 0.0084 0.2
#4 16.52 0.176 0.051 0.136 0.07 0.021 0.021 0.0009 0.0072 0.0073 0.19
#5 16.9 0.177 0.03 0.149 0.07 0.011 0.0234 0.001 0.0073 0.0058 0.245
비교B #6 16.03 0.172 0.089 0.257 0.16 0.071 0.0239 0.0008 0.0083 0.0162 0.237
#7 16.22 0.189 0.031 0.101 0.07 0.023 0.0185 0.0013 0.0043 0.0196 0.174
#8 16.12 0.191 0.077 0.115 0.07 0.021 0.0202 0.0008 0.0042 0.0172 0.239
#9 16.2 0.19 0.057 0.098 0.06 0.031 0.0213 0.0008 0.0077 0.0197 0.213
#10 16.1 0.174 0.037 0.092 0.07 0.025 0.0217 0.0008 0.0074 0.0187 0.193
#11 16.26 0.087 0.048 0.181 0.19 0.092 0.0248 0.0008 0.0096 0.0217 0.169
#12 16.36 0.081 0.107 0.222 0.17 0.078 0.0244 0.0013 0.0072 0.0172 0.222
#13 16.14 0.106 0.049 0.205 0.18 0.085 0.0257 0.0014 0.0068 0.0208 0.198
#14 16.31 0.247 0.02 0.207 0.13 0.069 0.0212 0.0009 0.0065 0.0203 0.182
#15 16.02 0.166 0.063 0.177 0.15 0.073 0.0194 0.0008 0.0046 0.0207 0.202
비교C #16 16.03 0.166 0.044 0.081 0.11 0.027 0.0195 0.001 0.0068 0.0213 0.118
#17 16.2 0.2 0.033 0.115 0.11 0.026 0.0163 0.0008 0.0061 0.0194 0.117
#18 16.03 0.183 0.038 0.136 0.1 0.028 0.015 0.0006 0.0063 0.0218 0.123
발명 #19 16.27 0.256 0.027 0.183 0.11 0.024 0.0224 0.0009 0.0067 0.018 0.179
#20 16.33 0.24 0.03 0.188 0.12 0.02 0.0206 0.001 0.007 0.0218 0.149
#21 16.25 0.297 0.036 0.181 0.12 0.021 0.0186 0.0009 0.0069 0.0196 0.176
#22 16.1 0.181 0.048 0.131 0.08 0.013 0.0235 0.0009 0.007 0.0169 0.175
#23 16.23 0.171 0.1 0.135 0.08 0.009 0.0231 0.0011 0.0061 0.0191 0.191
#24 16.18 0.157 0.033 0.125 0.08 0.007 0.0217 0.001 0.0065 0.0171 0.172
#25 16.4 0.176 0.036 0.159 0.09 0.023 0.0182 0.0005 0.0074 0.0146 0.143
#26 16.28 0.189 0.041 0.171 0.09 0.021 0.0192 0.0005 0.0071 0.015 0.16
#27 16.26 0.176 0.048 0.17 0.09 0.019 0.023 0.0005 0.0073 0.0149 0.182
#28 16.2 0.206 0.03 0.167 0.09 0.02 0.0256 0.0005 0.0068 0.0138 0.182
#29 16.27 0.179 0.039 0.107 0.07 0.028 0.018 0.0012 0.0055 0.0129 0.172
#30 16.08 0.17 0.052 0.107 0.07 0.025 0.0159 0.0012 0.0044 0.0121 0.175
#31 16.17 0.172 0.07 0.101 0.07 0.021 0.0165 0.0011 0.0053 0.014 0.171
#32 16.47 0.134 0.04 0.127 0.07 0.015 0.0259 0.0011 0.0063 0.0126 0.181
#33 16.22 0.178 0.074 0.135 0.16 0.019 0.0241 0.001 0.0062 0.0103 0.18
#34 16.32 0.2 0.035 0.155 0.07 0.012 0.0265 0.0011 0.0054 0.0115 0.161
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 다양한 실시예들 및 비교예들의 합금성분을 나타낸 표이다.
표 1에서 본 발명의 다양한 실시예들은 Ti, N, C의 함량을 제어한 것으로, 상기 실시예들 및 비교예들을 진공용해하여 그 성분을 확인하여 나타내었다.
본 발명에서는 상기 표 1의 조성범위를 따르는 실시예들 및 비교예들을 연속주조하여 주편을 생산하고, 생산된 주편을 압연기를 이용하여 조압연기 및 연속 마무리 압연을 실시하여 페라이트계 스테인리스 열연강판을 제조하고, 연속소둔 및 산세한 후 냉간압연 및 냉연소둔을 실시하여 냉연강판으로, 최종 페라이트계 스테인리스강을 제조하였다.
비고 합금 TiN석출량(Vol%×103) TiN정출온도(℃) Ti/(C+N) 등축정미세화 여부 Scab 미발생 여부 입계부식 미발생 여부 리징등급
비교A #1 0.99 1463 11.3 X O O 2
#2 0.69 1421 15.2 X O O 2
#3 0.98 1474 12.8 X O O 2
#4 0.95 1461 13.1 X O O 2
#5 0.86 1459 18.7 X O O 2
비교B #6 1.58 1534 9.7 O X O 1
#7 1.74 1525 7.3 O X O 1
#8 1.65 1538 11.2 O X O 1
#9 1.79 1539 7.8 O X O 1
#10 1.71 1529 7.4 O X O 1
#11 1.85 1530 5.4 O X O 1
#12 1.65 1531 9.1 O X O 1
#13 1.84 1538 7.2 O X O 1
#14 1.8 1530 6.8 O X O 1
#15 1.84 1540 8 O X O 1
비교C #16 1.66 1505 4.2 O O X 1
#17 1.56 1497 4.6 O O X 1
#18 1.74 1510 4.4 O O X 1
발명 #19 1.64 1510 7.2 O O O 1
#20 1.81 1511 5.2 O O O 1
#21 1.74 1516 6.6 O O O 1
#22 1.57 1515 7.3 O O O 1
#23 1.73 1519 7.6 O O O 1
#24 1.58 1515 7.3 O O O 1
#25 1.37 1490 6.5 O O O 1
#26 1.43 1500 7.2 O O O 1
#27 1.45 1508 8.2 O O O 1
#28 1.38 1503 8.8 O O O 1
#29 1.31 1494 9.3 O O O 1
#30 1.26 1492 10.6 O O O 1
#31 1.38 1500 8.9 O O O 1
#32 1.3 1495 9.6 O O O 1
#33 1.15 1482 10.9 O O O 1
#34 1.2 1482 9.5 O O O 1
표 2는 상기 표 1의 조성을 갖는 다양한 실시예 및 비교예의 Ti/N 및 N/C의 비와 각각의 최종 페라이트 스테인리스강에 대하여 리징 등급을 확인한 결과를 나타낸 표이다.
이때, 내리징성을 대표하는 리징 등급은 냉연강판을 15% 인장 후 측정한 리징 높이 등급(Wt 기준)으로 1등급은 11㎛ 미만, 2등급은 11㎛~14㎛, 3등급은 14㎛~18㎛, 4등급은 18㎛ 이상을 나타내고, 여기서 1등급이 본 발명에서 목표로 하는 범위에 해당한다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 TiN 석출량의 임계값과 등축정 미세화(2㎜ 이하)의 상관관계를 보여주는 도면이며, 도 2b는 도 2a에서 도출된 최소 TiN의 임계값으로부터 등축정 미세화가 구현되는 Ti, N양의 범위를 도시한 그래프이다.
표 1, 2 및 도 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1~5로 구성된 비교A군은 Ti/N이 5 내지 20을 만족하지 못하고, N/C이 1.5 내지 6을 만족하지 못함을 알 수 있다.
이에, TiN 석출량이 1.1×10-3(vol%) 미만으로 나타나 상기 식 (1)을 만족시키지 못하여 등축정의 결정립 크기가 2㎜를 초과하여 등축정 미세화가 이루어지지 않아, 리징 등급이 2등급으로 나타나 본 발명의 목표값을 만족시키지 못함을 알 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 TiN 정출온도의 임계값과 Scab 결함 발생의 상관관계를 보여주는 도면이며, 도 3b는 도 3a에서 도출된 TiN 정출온도의 임계값으로부터 Scab 결함이 발생하지 않는 Ti, N양의 범위를 나타낸 그래프이다.
표 1, 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 비교예 6~15로 구성된 비교B 군은 본 발명의 실시예에 따른 Ti/N 및 N/C의 비를 만족하나, TiN의 정출 온도(℃)가 1520℃ 이상으로 상기 식 (2)를 만족하지 못함을 알 수 있다.
이에, Scab 결함이 발생되어 표면 품질을 저하됨을 확인할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 Ti/(C+N)의 임계값과 HAPL 산세시 입계부식 결함의 상관관계를 보여주는 도면이며, 도 4b는 도 4a에서 도출된 Ti/(C+N)의 임계값으로부터 입계 부식이 발생하지 않는 Ti, N양의 범위를 나타낸 그래프이다.
표 1, 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 비교예 16~18로 구성된 비교C군은 본 발명의 실시예에 따른 Ti/N 및 N/C의 비뿐만 아니라, TiN의 정출 온도(℃)도 1,520℃ 이하로 관리되나, Ti / (C+N) 값이 5.0 미만으로 상기 식 (3)을 만족시키지 못함을 알 수 있다.
이에 따라, 입계부식이 발생되어 품질이 저하됨을 알 수 있다.
도 5는 Ti 및 N의 함량에 따른, Scab, 입계부식 및 등축정 미세화의 관계를 도시한 그래프이다.
표 1, 2 및 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조성범위를 만족하면서, 상기 식 (1) 내지 식 (3)을 동시에 만족시키는 경우, 주편 상태에서 등축정의 결정립 크기가 2㎜ 미만이으로 나타나 냉연강판 상태에서 리징 높이(Wt)가 11㎛ 미만으로 리징등급이 우수하고, Scab 및 입계부식 등 결함이 발생되는 것을 방지함으로써 표면 품질이 향상됨을 확인할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은 주방용품, 건축 외장재, 가전제품, 전자부품 등에 적용 가능하다.

Claims (6)

  1. 중량%로, Cr: 12.5~18.5%, C: 0.001~0.025%, N: 0.01~0.05%, Ti: 0.05~0.4%, Al: 0.01~0.2%, Si: 0.01~0.5%, Mn: 0.01~0.5%, Cu: 0.01~0.5%, Mo: 0.001~0.5%, Nb: 0.01~0.5%, Ni: 0.01~0.5%, 나머지 Fe 및 불순물을 포함하며,
    하기의 식 (1)을 만족하는, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    TiN석출량(Vol%) > 1.1×10-3 -------------------------- (1)
    상기 식 (1)에서 TiN석출량(Vol%) = 47N + 102Ti × N + 10C + 0.39이며, N, Ti 및 C는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테인리스강은,
    하기의 식 (2)를 만족하는 것을 특징으로 하는, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    TiN정출온도(℃) ≤ 1,520 ------------------------------ (2)
    상기 식 (2)에서 TiN정출온도(℃) = [-19,755/{logN-(7.78+0.07Ti- logTi+0.045Cr)}]-275 이며, N, Ti 및 Cr는 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 스테인리스강은,
    질량비로 N/C 비가 1.5 이상 6 이하인 것을 특징으로 하는, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테인리스강은,
    하기의 식 (3)를 만족하는 것을 특징으로 하는, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    Ti / (C+N) > 5.0 ------------------------------------ (3)
    상기 식 (3)에서 Ti, C 및 N은 각 성분의 함량(중량%)을 의미함.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테인리스강은,
    주편 상태에서 등축정 조직의 결정립 직경은 2㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스테인리스강은
    냉연강판 상태에서 리징 높이(Wt)가 11㎛ 미만인 것을 특징으로 하는, 표면품질 및 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN121109883A (zh) * 2025-11-12 2025-12-12 福建青拓特钢技术研究有限公司 消除黑筋条纹的高成形性430不锈钢及其制造方法
EP4610383A4 (en) * 2022-12-20 2026-04-01 Posco Co Ltd FERRITIC STAINLESS STEEL WITH IMPROVED WORKABILITY AND RESISTANCE TO RIDGE FORMATION, AND ITS MANUFACTURING PROCESS

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101835021B1 (ko) 2016-09-28 2018-03-09 주식회사 포스코 카본 슬러지 흡착이 저감된 배기계 열교환기용 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192199A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Nippon Steel Corp リジング特性及び溶接部の加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2007211313A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Nippon Metal Ind Co Ltd 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼とその製造方法
KR20130075926A (ko) * 2011-12-28 2013-07-08 주식회사 포스코 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법
KR20140014275A (ko) * 2011-06-16 2014-02-05 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 내 리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법
KR20140083166A (ko) * 2012-12-24 2014-07-04 주식회사 포스코 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5851316A (en) 1995-09-26 1998-12-22 Kawasaki Steel Corporation Ferrite stainless steel sheet having less planar anisotropy and excellent anti-ridging characteristics and process for producing same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192199A (ja) * 1998-12-25 2000-07-11 Nippon Steel Corp リジング特性及び溶接部の加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼
JP2007211313A (ja) * 2006-02-10 2007-08-23 Nippon Metal Ind Co Ltd 耐リジング性に優れたフェライト系ステンレス鋼とその製造方法
KR20140014275A (ko) * 2011-06-16 2014-02-05 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션 내 리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판 및 그 제조 방법
KR20130075926A (ko) * 2011-12-28 2013-07-08 주식회사 포스코 내리징성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법
KR20140083166A (ko) * 2012-12-24 2014-07-04 주식회사 포스코 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4610383A4 (en) * 2022-12-20 2026-04-01 Posco Co Ltd FERRITIC STAINLESS STEEL WITH IMPROVED WORKABILITY AND RESISTANCE TO RIDGE FORMATION, AND ITS MANUFACTURING PROCESS
CN121109883A (zh) * 2025-11-12 2025-12-12 福建青拓特钢技术研究有限公司 消除黑筋条纹的高成形性430不锈钢及其制造方法

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