KR100321028B1 - 라미네이트를 방지할 수 있는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법 - Google Patents
라미네이트를 방지할 수 있는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적은 강중 탄화물의 크기를 10㎛이하로 줄여 라미네이트를 최대한 방지함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 슬라브를 재가열, 열간압연, 소둔하여 이루어지는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법에 있어서,
상기 슬라브의 두께를 150mm이하로 하고, 이어 상기 슬라브를 1250-1300℃의 온도에서 1.2-1.5시간 유지한 후 통상의 방법으로 열간압연하여 열연판을 만든 다음, 상기 열연판을 850-870℃의 온도에서 35-40시간 소둔한 후 15℃/hr이상의 속도로 냉각하는 것을 포함하여 이루어지는 라미네이트를 방지할 수 있는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
본 발명은 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 강중 탄화물의 크기를 10㎛이하로 줄여 라미네이트를 최대한 방지하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스테인레스강은 내식성과 기계적 성질이 우수하여 다양한 용도로 사용되고 있다. 스테인레스강의 기본강종중 하나인 마르텐사이트계 스테인레스강은 내식성이 일반강에 비해 우수하고 경도가 높기 때문에 도물류와 기기본체 소재로 널리 사용되고 있다. 마르텐사이트계 스테인레스강은 Fe-Cr-C계에서 Cr을 12-13%, C를 0.1-0.3% 첨가한 강으로서, 탄소량을 0.3%까지 첨가하여 높은 경도를 확보하고 있으며, 이러한 탄소량은 이 강종의 최대고용한계로 강중의 Cr과 결합하여 크롬탄화물을 형성하므로써 강의 경도를 높인다.
마르텐사이트계 스테인레스강의 높은 강도와 가공성을 높이기 위해서는 가능한 탄소의 고용량을 늘려야 하므로 적절한 열처리 및 냉각방법이 병행되어야 한다. 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판은 제강공정에서 만들어진 슬라브 (약 200mm)를 재가열로에서 약 1200℃에서 숙열한 후 두께 3mm까지 열간압연하여 얻어진다. 이와 같이 열간압연한 코일은 권취하여 상소둔로에서 장시간 소둔하는데, 소둔의 목적은 재질연화 및 크롬탄화물을 분해하여 모재의 Cr 함량을 높여 내식성을 향상시킬 뿐만 아니라 탄소고용도를 높여 강의 경도를 높여주기 위해서다. 상기와 같이 상소둔로에서 소둔한 열연코일은 냉간압연 및 소둔하여 수요가에게 출하되고 있다.
마르텐사이트계 스테인레스강은 탄소량이 높기 때문에 용강의 응고과정에서 크롬탄화물이 내부로 밀려나서 도 1과 같이 내부에 20-30㎛크기의 탄화물(1)이 형성된다. 이러한 탄화물(1)은 일정크기 이하로 제어하지 않는 경우 냉간가공 또는 수요가 2차 가공시 크랙(2)이 일직선상으로 발생하여(이하, 라미네이트 현상이라 함) 실수율 저하의 원인이 되고 있다.
종래는, 라미네이트를 방지하기 위하여 열간압연후 변태점(Ac1)보다 50℃위(약 870℃)에서 45-50시간 소둔하여 탄화물의 분해를 유도하고 있다. 그러나, 장시간 소둔하여도 응고과정에서 생긴 탄화물은 충분히 분해·제거되지 않아 이후 공정에서 크랙의 원인이 되고 있으며, 오히려 소둔시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지는 문제가 있다.
이에, 본 발명은 상술한 종래문제를 해결하기 위해 안출된 것으로써, 강중 탄화물 크기를 10㎛이하로 줄여 라미네이트를 방지함으로써 실수율 및 생산성을 높일 수 있는 마르텐사이트계 스테인레스강의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판에 발생하는 라미네이트 현상을 나타내는 모식도이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 슬라브를 재가열, 열간압연, 소둔하여 이루어지는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법에 있어서,
상기 슬라브의 두께를 150mm이하로 하고, 이어 상기 슬라브를 1250-1300℃의 온도에서 1.2-1.5시간 유지한 후 통상의 방법으로 열간압연하여 열연판을 만든 다음, 상기 열연판을 850-870℃의 온도에서 35-40시간 소둔한 후 15℃/hr의 속도로 냉각하는 것을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 종래의 방법에서 사용되는 슬라브 두께를 200mm에서 150mm이하로 좁게하여 내부의 탄화물까지 도달하는 시간을 단축하므로써 탄화물의 확산시간을 충분히 주어 탄화물의 1차 분해율을 높이고, 또한 재가열로 숙열온도를 1250-1300℃로 충분히 올려서 원소의 확산속도를 증가시켜 탄화물의 두께를 10㎛이하로 줄이는데, 그 특징이 있다.
먼저, 본 발명의 대상 강종은 마르텐사이트계 스테인레스강으로 12-13% Cr 과 0.1-0.3%C를 포함하여 이루어지는 Fe-Cr-C 계 강이다.
본 발명에 따라 상기 마르텐사이트계 스테인레스강의 슬라브 두께는 150mm 이하가 바람직한데, 그 이유는 단시간에 가열되어 탄화물이 보다 쉽게 분해되도록 하기 위해서이다. 상기 슬라브를 1250-1300℃의 온도에서 1.2-1.5시간 유지하여 재가열하는데, 그 이유는 재가열온도가 1250℃ 미만이고, 시간이 1.2시간 미만의 경우 탄화물이 충분히 분해되지 않으며, 재가열온도가 1300℃를 초과하고, 시간이 1.5시간을 초과하는 경우 슬라브의 산화량이 커서 슬라브 손실이 커지기 때문이다.
상기와 같이 재가열된 슬라브를 통상의 방법으로 열간압연하여 열연판을 만든다. 이어 상기 열연판을 850-870℃온도에서 35-40시간 소둔하는데, 만일 소둔온도가 850℃미만이고, 소둔시간이 35시간미만이면 추가적인 탄화물의 분해가 불충분하며, 소둔온도가 870℃를 초과하고, 소둔시간이 40시간을 초과하는 경우 탄화물 분해가 더 이상 진전이 없고, 에너지 손실만 초래한다.
상기와 같이 소둔한 후 행하는 냉각은 15℃/hr이상의 속도로 행하는데, 그 이유는 냉각속도가 15℃/hr 미만의 경우 탄화물이 재석출되고 성장하여 라미네이트가 발생할 우려가 있기 때문이다.
상기와 같은 공정으로 제조된 열연판의 탄화물 두께는 10㎛이하가 되어 라미네이트가 효과적으로 방지된다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
Fe-13%Cr-0.3%C 성분의 200mm 두께 슬라브와 이것을 150mm로 가공한 슬라브를 하기표 1에 나와있는 조건으로 제조한 후, 탄화물 두께 및 라미네이트 발생율을 조사하고 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.
| 순번 | 재가열조건 | 소둔조건 | 탄화물띠두께(mm) | 라미네이트발생율(%) | 비고 | |||
| 슬라브두께(mm) | 열처리온도(℃) | 열처리시간(Hr) | 열처리온도(℃) | 열처리시간(Hr) | ||||
| 비교예1 | 200 | 1150* | 2* | 850 | ≥50* | 30-35 | 100 | 열처리 시간김 |
| 종래예 | 200* | 1200* | 2* | 870 | 45* | 25-30 | 78 | |
| 비교예2 | 200* | 1200* | 2* | 900* | 45* | 15-20 | 32 | γ상잔류 |
| 비교예3 | 150 | 1200* | 2* | 870 | 40 | 10-15 | 15 | |
| 발명예1 | 150 | 1250 | 1.2 | 870 | 35 | 5-10 | ≤5 | |
| 발명예2 | 150 | 1300 | 1.2 | 870 | 35 | ≤5 | ≤5 | |
| 비교예3 | 150 | 1350* | 1.2 | 870 | 35 | ≤5 | ≤5 | 가열로에서산화량큼 |
| * 표시는 본 발명의 조건을 벗어난 것임 |
상기 표1에 나타난 바와같이, 재가열 온도를 1150℃로 한 비교예(1)의 경우 탄화물이 거의 분해되지 않아 상소둔로에서 장시간의 소둔시간이 필요한 단점이 있고, 그렇게 하더라도 라미네이트 발생율이 100%였다.
소둔처리온도를 900℃로 한 비교예(2)의 경우 냉각후 γ상이 잔존하는 단점이 있었다. 또한, 슬라브두께를 150mm로 하고 재가열온도가 낮은 비교예(3)의 경우 탄화물의 두께가 10-15㎛로 라미네이트 발생율이 다소 낮으나 만족할 만한 결과는 아니였다. 기타 조건은 비교예(3)과 비슷하고, 재가열온도가 높은 비교예(4)의 경우 소지금속이 산화량이 큰 단점이 있었다.
이에 반해, 본 발명에 따라 제조된 발명예(1-2)의 경우 라미네이트 발생율이 5%이하로 라미네이트 발생율이 78%인 종래예와 비교하여 본 발명이 라미네이트 방지에 탁월한 효과가 있음을 보여주었다.
상술한 바와같이, 본 발명은 라미네이트 발생을 방지할 수 있으며, 소둔시간을 단축하여 생산성을 향상할 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (2)
- 슬라브를 재가열, 열간압연, 소둔하여 이루어지는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법에 있어서,상기 슬라브의 두께를 150mm이하로 하고, 이어 상기 슬라브를 1250-1300℃의 온도에서 1.2-1.5시간 유지한 후 통상의 방법으로 열간압연하여 열연판을 만든 다음, 상기 열연판을 850-870℃의 온도에서 35-40시간 소둔한 후 15℃/hr이상의 속도로 냉각하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 라미네이트를 방지할 수 있는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 소둔하여 냉각된 열연판의 탄화물 두께는 10㎛이하임을 특징으로 하는 라미네이트를 방지할 수 있는 마르텐사이트계 스테인레스 열연강판의 제조방법.
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1997
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