JP6894515B2 - フェライト系ステンレス冷延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、熱間圧延時にスラブ再加熱温度、圧下率および巻き取り温度を制御して、析出物および結晶粒の制御を通じて強度および耐酸性を向上させることができるフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法を提供することである。
15*RHT/R4+CT −−−−−−式(1)
ここで、RHT(℃)はスラブ再加熱温度を意味し、R4(%)は粗圧延のR4スタンドの圧下率を意味し、CT(℃)は巻き取り温度を意味する。
炭素(C)の量は0.1〜0.2%である。炭素(C)の量が0.1%未満であると、熱延中に生成されるオーステナイトの量が減少してフェライトバンド組織が破壊されずに残存することとなって結晶粒の大きさが大きくなる問題があり、これに伴い、最終冷延製品の引張強度が500MPa未満と強度が低下する問題点がある。また、炭素(C)の量が0.2%を超過すると、素材の炭化物が過度に増加して最終製品の伸び率が落ち、炭化物の脱落で表面品質および耐食性が低下する問題点がある。
窒素(N)の量は0.005〜0.05%である。窒素(N)の量が0.005%未満であると、精錬時間の増加および耐火物の寿命の短縮により製造原価が上昇し、また、鋳造時の過冷度が低いためスラブの等軸晶率が低くなり、窒素(N)の量が0.05%を超過すると、スラブ鋳造中に窒素によるピンホールが発生する可能性が高く、最終冷延製品でCr2N析出物の単位面積当たりの個数が増加してCr2N析出物周辺に形成されたクロム枯渇領域(Cr depleted zone)によって最終冷延製品の表面に多数のピット(pit)を形成して表面品質が低下することになる。
マンガン(Mn)の量は0.01〜0.5%である。マンガン(Mn)の量が0.01%未満であると、精錬価格が高くなる問題があり、マンガン(Mn)の量が0.5%を超過すると、伸び率と耐食性が低下する問題がある。
クロム(Cr):12.0〜19.0%
クロム(Cr)の量は12.0〜19.0%である。クロム(Cr)の量が12.0%未満であると、耐食性が悪くなる問題があり、クロム(Cr)の量が19.0%を超過すると、伸び率が低下して熱延スチッキング(sticking)欠陥が発生する問題がある。
ニッケル(Ni):0.01〜0.50%
ニッケル(Ni)の量は0.01〜0.50%である。ニッケル(Ni)の量が0.01%未満であると、精錬価格が高くなる問題があり、ニッケル(Ni)の量が0.5%を超過すると、素材の不純物が増加して伸び率が低下する問題がある。
銅(Cu)の量は0.3〜1.5%である。銅(Cu)の量が0.3%未満であると、5%硫酸雰囲気で臨界電流密度(Icrit)が10mAを超過して十分な耐酸性を確保することができず、銅(Cu)の量が1.5%を超過すると原料価格が過度に高くなるだけでなく、熱間加工性の低下と最終製品の伸び率低下を招く。
本発明の強度および耐酸性が優秀なフェライト系ステンレス鋼は、100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50ea/100μm2以上である。
例えば、前記炭化物はM23C6型炭化物系金属析出物である。
前記炭化物の単位面積当たりの個数を増加させるためには、熱延工程中に熱延素材に十分な変形組織を形成しなければならない。変形組織が十分に形成されない場合、炭化物析出サイト(site)が充分でないため炭化物の量を増加させ難い。
すなわち、熱延工程条件の制御を通じて100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50ea/100μm2以上を達成することができ、したがって、微細な炭化物を多数確保することによって520MPa以上の引張強度を確保することができる。前記工程条件を外れる場合、炭化物が粗大になって炭化物の量を十分に得ることができない。
例えば、100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50ea/100μm2未満の場合、炭化物の量が少ないため結晶粒の粗大化が発生して引張強度が低下する。
引張強度が520MPa以上であり、
伸び率が20%以上であり、
5%硫酸雰囲気で臨界電流密度(Icrit)が10mA以下である。
15*RHT/R4+CT −−−−−−式(1)
ここで、RHT(℃)はスラブ再加熱温度を意味し、R4(%)は粗圧延のR4スタンドの圧下率を意味し、CT(℃)は巻き取り温度を意味する。
例えば、スラブ再加熱温度(RHT)は1,250℃未満であり、粗圧延のR4スタンドの圧下率(R4)は40%以上であり、巻き取り温度(CT)は650℃未満で遂行するが、このとき、熱間圧延条件は式(1)の値が1,000以下を満足するように遂行される。
図1に示す通り、式(1)による値が1,000以下である場合、100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50ea/100μm2以上であることが分かる。
炭素含量が充分でも式(1)の熱間圧延条件を外れる場合には熱延素材に十分な変形組織が形成されないため、炭化物析出サイトが十分に形成されない。
特に、巻き取り温度が650℃以上と高い場合、析出物の粗大化が発生して所望の炭化物個数を得ることができず、これに伴い結晶粒が粗大になって最終製品で所望の引張強度を得ることができなくなる。
例えば、式(1)の値は800〜1,000を満足することができる。
式(1)の値が800未満の場合、熱間圧延時温度が過度に低いため板形状の不良を引き起こす。
例えば、前記冷延板材は100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50ea/100μm2以上であり、平均結晶粒径が10μm以下である。
実施例
連続鋳造を通じて表1の成分を満足する発明鋼1〜4そして比較鋼1〜9のスラブを製造して表2の熱間圧延条件により再加熱した後、熱間圧延を通じて5mmtの熱延コイルを製造した。そして、BAF焼鈍工程で900℃の焼鈍熱処理を遂行した。その後、冷間圧延を通じて1mmtの冷延版を製造し900℃の熱処理を遂行し、表面ショットボール処理および硫酸および過酸化水素を含む酸洗液で酸洗して最終製品を製造した。
最終生産された冷延板材に対しTEM Replicaを作って単位面積当たり(100μm2)炭化物析出物の個数を測定した。
図2は前記実施例2による冷延鋼板を撮影した写真であり、図3は前記比較例2による冷延鋼板を撮影した写真である。
図2および図3に示す通り、比較例1〜4のように、熱間圧延時のスラブ再加熱温度、R4圧下率、巻き取り温度に関する関係式による、15*RHT/R4+CTの値が1,000を超過して炭素含量が充分であるとしても、熱延素材に十分な変形組織が形成されないため、炭化物析出サイトが充分でない。
それだけでなく、比較例2でのように、巻き取り温度が高いと析出物の粗大化が発生して所望の炭化物個数を得ることができないことが分かる。
比較例7および8のように、炭素の含量が多すぎる場合、炭化物の個数が増加して伸び率が低下することを確認することができる。比較例9〜13のように、炭素の含量が少ない場合、結晶粒の大きさが大きくなり、引張強度が500MPa未満と強度が低下することを確認することができる。
図4に示す通り、前記実施例および比較例による冷延鋼板の炭化物数と引張強度をグラフで示したものであって、炭化物の数が増加するほど引張強度も増加する傾向があることが分かる。
前述において、本発明の例示的な実施例を説明したが、本発明はこれに限定されず、該当技術分野で通常の知識を有する者であれば次に記載する特許請求の範囲の概念と範囲を逸脱しない範囲内で多様な変更および変形が可能であることが理解できるはずである。
本発明の実施例に係る強度および耐酸性が優秀なフェライト系ステンレス鋼およびその製造方法は、建築資材、食品容器、家電製品、自動車の排気系部品、自動車のバッテリーなどに適用可能である。
Claims (7)
- 質量%で、炭素(C):0.1〜0.2%、窒素(N):0.005〜0.05%、マンガン(Mn):0.01〜0.5%、クロム(Cr):12.0〜19.0%、ニッケル(Ni):0.01〜0.5%、銅(Cu):0.3〜1.5%、を含み、残りが鉄(Fe)およびその他不可避不純物からなり、
100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50〜200ea/100μm2であり、平均結晶粒径が10μm以下であることを特徴とするフェライト系ステンレス冷延鋼板。 - 引張強度が520MPa以上であることを特徴とする請求項1に記載のフェライト系ステンレス冷延鋼板。
- 伸び率が20%以上であることを特徴とする請求項1に記載のフェライト系ステンレス冷延鋼板。
- 5%硫酸雰囲気で臨界電流密度(Icrit)が10mA以下であることを特徴とする請求項1に記載のフェライト系ステンレス冷延鋼板。
- 質量%で、炭素(C):0.1〜0.2%、窒素(N):0.005〜0.05%、マンガン(Mn):0.01〜0.5%、クロム(Cr):12.0〜19.0%、ニッケル(Ni):0.01〜0.5%、銅(Cu):0.3〜1.5%、を含み、残りが鉄(Fe)およびその他不可避不純物からなるフェライト系ステンレス鋼スラブを熱間圧延する段階および冷間圧延する段階を含み、
前記熱間圧延の時、式(1)の値が1,000以下を満足し、
前記冷間圧延した冷延板材は100nm以上の直径を有する炭化物の単位面積当たりの個数が50〜200ea/100μm2であり、平均結晶粒径が10μm以下であることを特徴とするフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法。
15*RHT/R4+CT−−−−−−式(1)
ここで、RHT(℃)はスラブ再加熱温度を意味し、R4(%)は粗圧延のR4スタンドの圧下率を意味し、CT(℃)は巻き取り温度を意味する。 - 前記式(1)の値は800〜1,000を満足することを特徴とする請求項5に記載のフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法。
- RHTは1,250℃未満であり、R4は40%以上であり、CTは650℃未満であることを特徴とする請求項5に記載のフェライト系ステンレス冷延鋼板の製造方法。
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