KR101690852B1

KR101690852B1 - 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101690852B1
Application number: KR1020147030976A
Authority: KR
Inventors: 게이이치로 기시; 요시히로 야자와; 슌이치 다치바나; ?이치 다치바나; 요타 구로누마; 도시유키 호시노
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2016-12-28
Also published as: RU2014147317A; KR20140143446A; US20150104667A1; EP2843076A4; CN104245991B; JP2013241673A; EP2843076B1; US10207477B2; JP5454723B2; EP2843076A1; CN104245991A; WO2013161238A1; RU2605021C2; IN2014MN01950A

Abstract

본 발명은, 접합 계면의 건전성에 대한 신뢰성 향상이나 모재와 합재의 성능 (내식성과 기계적 특성) 을 동시에 유지하는 내해수 부식성이 우수한 스테인리스 클래드강의 합재, 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드강, 그리고 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 노멀라이징 처리 후의 스테인리스 클래드 강판의 합재가 질량％ 로, C : 0.03 ％ 이하, Si : 1.5 ％ 이하, Mn : 2.0 ％ 이하, P : 0.04 ％ 이하, S : 0.03 ％ 이하, Ni : 22.0 ∼ 25.0 ％, Cr : 21.0 ∼ 25.0 ％, Mo : 2.0 ∼ 5.0 ％, N : 0.15 ∼ 0.25 ％ 를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, ASTM 에 규정하는 공식 발생 임계 온도 (CPT) 가 45 ℃ 이상이고, 또한 NORSOK STANDARD 에 규정하는 부식 시험에 의한 상기 합재의 용접부의 부식량이 1.0 g/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 이것을 사용한 스테인리스 클래드 강판.

Description

스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법{CLADDING MATERIAL FOR STAINLESS STEEL CLAD STEEL PLATE, STAINLESS STEEL CLAD STEEL PLATE INCLUDING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 해양 구조물이나 조선, 해수 담수화 설비로 대표되는 각종 용도에서 사용되는 오스테나이트계 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 산업 설비와 구조물의 니즈로는 내구성과 장수명화 및 메인터넌스 프리가 지향되고 있고, 스테인리스강은 이들 니즈에 적합한 재료로서 주목을 끌고 있다. 한편으로, 스테인리스강의 주원료인 Ni 나 Mo, Cr 로 대표되는 합금 원소는, 가격의 고등이나 가격의 상하동이 있기 때문에, 순수한 스테인리스강을 대신하여, 스테인리스강의 우수한 내식성을 보다 경제적으로 이용할 수 있고, 가격이 안정적이고, 또한 염가의 강재로서 스테인리스 클래드강이 최근 주목받고 있다. 스테인리스 클래드강이란 합재에 스테인리스강, 모재에 보통 강재와, 2 종류의 성질이 상이한 금속을 맞붙인 강재이다. 클래드강은, 이종 금속을 금속학적으로 접합시킨 것으로, 도금과는 달리 박리될 걱정이 없어, 단일 금속 및 합금에서는 달성할 수 없는 새로운 특성을 갖게 할 수 있다. 이와 같이, 스테인리스 클래드강은, 스테인리스 강재의 사용량이 적어도 되고, 또한 순수재 (전체 두께가 합재인 스테인리스강인 재료를 말한다) 와 동등한 내식성을 확보할 수 있기 때문에, 경제성과 기능성을 양립시킬 수 있는 이점을 갖는다.

이상으로부터, 스테인리스 클래드강은 매우 유익한 기능성 강재인 것으로 생각되고 있어, 최근 그 니즈가 각종 산업 분야에서 더욱 더 높아지고 있다. 특히 스테인리스 클래드강을 해양 구조물이나 해수 담수화 설비, 유체식 해양 석유·가스 생산 저장 적출 설비 (이하「FPSO」라고 한다. FPSO : Floating Production, Storage and Offloading system) 등으로 대표되는 조선 분야 등, 각종 용도에서 사용하는 경우에는, 엄격한 해수 부식 환경하에서 사용되기 때문에, 내해수 부식성이 요구된다.

스테인리스강의 부동태 피막은 염화물 이온에 의해 파괴되기 쉽고, 그 부식 형태는 공식 (Pitting Corrosion) 또는 간극 부식 (Crevice Corrosion) 의 형태를 취한다. 한편, 황산이나 불산 등으로 대표되는 산 중에서는 부식 형태가 전체면 부식을 나타내는 반면, 해수 중에서는 국부 부식이 된다. 따라서, 국부 부식의 기점을 방지하는 특성으로서 내공식성에 대한 배려가 매우 중요해진다.

스테인리스강의 내공식성은 일반적으로 공식 지수 ; Cr (질량％) ＋ 3.3Mo (질량％) ＋ 16N (질량％), 로 정리되고, 공식 지수가 높을수록 내공식성이 우수하다고 여겨진다. 단, 이것을 적용할 수 있는 것은, 석출물 등을 고용시키는 열처리를 실시한 순수한 스테인리스강에 한정되고, 탄소강과의 복합 재료인 스테인리스 클래드강의 합재의 내공식성에 그대로 적용할 수는 없다.

스테인리스 클래드강은, 통상적으로 모재의 강도나 인성 등의 기계적 성질을 확보할 목적으로, 850 ∼ 950 ℃ 의 온도역으로 가열하고, 그 후 공랭시키는 이른바 노멀라이징을 실시하여 사용된다. 스테인리스강은, 부적절한 열처리나 용접에 의한 열영향부와 같은 열이력을 받으면, 내식성이 현저하게 저하되는 경우가 있다. 그 원인 중 하나는, 스테인리스강은, 탄화물이나 σ 상 등의 금속간 화합물이 부적절한 열처리나 용접에 의한 열영향부와 같은 열이력을 받으면, 석출되는 것에 있다. 클래드강이 받는 열이력은, 클래드강의 판두께에 따라 변화하고, 특히 30 ㎜ 이상의 클래드강에 있어서는 냉각 속도가 낮아져, 보다 탄화물이나 σ 상 등의 금속간 화합물이 석출되기 쉬워진다.

특허문헌 1 에는, 모재의 기계적 성질을 확보하기 위해 실시되는 노멀라이징 처리로 클래드강의 내식성이 열화되는 것을 방지할 목적으로, 합재의 성분을 특정함으로써, 클래드재의 오스테나이트계 스테인리스강을 850 ∼ 950 ℃ 의 노멀라이징 처리를 실시해도 우수한 내식성을 유지하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법으로 얻어지는 스테인리스 클래드강의 내식성은, 염화제2철 부식 시험에 있어서의 부식 속도가 2 g/㎡·h 정도로 내해수 부식성으로는 충분하지 않다.

또, 특허문헌 2 에는, 고용화 열처리 조건과 모재 탄소강의 성분을 규정하여, 내해수성이 우수한 스테인리스강을 합재로 하고 탄소강을 모재로 한 스테인리스 클래드 강관을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2 에서는, 스테인리스 클래드 강관의 용도 (예를 들어, 해양 구조물 등) 별로 요구되는 내식성 및 내해수 부식성을 확보하기 위해, 합재로서 사용하는 스테인리스강을 용도별로 선택해야 한다. 즉 스테인리스강의 성분만으로 조정하는 방법이 나타나 있는 것에 불과하여, 스테인리스 클래드강의 경우, 접합 계면의 건전성 (접합성) 에 대한 신뢰성 향상이나 모재와 합재의 성능 (내식성과 기계적 특성) 을 동시에 유지하는 것이 곤란하다. 또, 고급 강재나 다양한 품종 모두에 대응시키는 것은 더욱 곤란하다.

일본 공개특허공보 소63-125615호 일본 특허 제4179133호

본 발명자들은 이러한 사정을 감안하여, 접합 계면의 건전성에 대한 신뢰성 향상이나 모재와 합재의 성능 (내식성과 기계적 특성) 을 동시에 유지하는 내해수 부식성이 우수한 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해, 복수의 성분 (강 조성) 및 복수의 이력으로 압연에서 열처리까지 완료된 스테인리스 클래드강에 있어서의 내공식성에 미치는 강 성분의 검토를 실시하였다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

[1] 노멀라이징 처리 후의 스테인리스 클래드 강판의 합재가 질량％ 로, C : 0.03 ％ 이하, Si : 1.5 ％ 이하, Mn : 2.0 ％ 이하, P : 0.04 ％ 이하, S : 0.03 ％ 이하, Ni : 22.0 ∼ 25.0 ％, Cr : 21.0 ∼ 25.0 ％, Mo : 2.0 ∼ 5.0 ％, N : 0.15 ∼ 0.25 ％ 를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, ASTM G48-03 Method E 에 규정하는 공식 발생 임계 온도 (CPT) 가 45 ℃ 이상이고, 또한 NORSOK STANDARD M-601 에 규정하는 부식 시험에 의한 상기 합재의 용접부의 부식량이 1.0 g/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재.

추가로, 상기 합재가 질량％ 로, B : 0.0010 ∼ 0.0055 ％ 를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 에 기재된 스테인리스 클래드 강판의 합재.

[3] 상기 합재의 석출물은, 10 체적％ 아세틸아세톤-1 질량％ 염화테트라메틸암모늄-메탄올을 사용한 정전류 전해법에 의해 추출되고, 상기 석출물 중의 Cr 이 질량％ 로 0.5 ％ 이하, 또한 Mo 가 질량％ 로 0.3 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 스테인리스 클래드 강판의 합재.

[4] 추가로, 상기 합재의 표면의 σ (시그마) 상의 석출량이 면적률로 2.0 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 스테인리스 클래드 강판의 합재.

[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 합재와 탄소강 또는 저합금망을 모재로 하는, 전체 두께가 30 ㎜ 이상 100 ㎜ 이하인 스테인리스 클래드 강판.

[6] 상기 [5] 에 기재된 스테인리스 클래드 강판을 제조함에 있어서, 희생재를 사용하고, 압하비를 5 이상으로 하는 열간 압연을 실시하고, 그 후 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하고, 공랭시키는 노멀라이징 처리를 하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 내해수 부식성이 우수한 전체 두께가 30 ㎜ 이상 100 ㎜ 이하인 스테인리스 클래드강이 얻어진다.

해양 구조물이나 FPSO 로 대표되는 조선 분야, 해수 담수화 장치로 대표되는 내해수 부식성이 요구되는 용도에서 바람직하게 사용할 수 있다.

이하 본 발명의 구성을 설명한다. 본 발명의 스테인리스 클래드강은, 내해수 부식성을 만족시키기 위해 성분, 제조 조건 등의 규정이 필요하다.

1. 먼저, 합재의 스테인리스강의 성분 조성을 한정한 이유에 대해 설명한다. 이하의 설명에서 ％ 표시는 특별히 언급하지 않는 한 질량％ 를 의미한다.

C : 0.03 ％ 이하

C 는 내식성, 특히 용접 열영향부의 내식성의 관점에서 낮을수록 바람직하고, 0.03 ％ 이하로 제한할 필요가 있다. 바람직하게는 0.020 ％ 이하이다.

Si : 1.5 ％ 이하

Si 는 탈산을 위해 0.02 ％ 이상 필요하지만, 1.5 ％ 를 초과하면 열간 가공성을 현저하게 저해시키기 때문에 1.5 ％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.60 ％ 이하이다.

Mn : 2.0 ％ 이하

Mn 은 탈산을 위해 0.02 ％ 이상 필요하지만, 2.0 ％ 를 초과하면 내식성을 열화시키기 때문에 2.0 ％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.60 ％ 이하이다.

P : 0.04 ％ 이하, S : 0.03 ％ 이하

P, S 는 열간 가공성의 관점에서 낮을수록 바람직하고, P 가 0.04 ％, S 가 0.03 ％ 를 초과하면 열간 가공성이 저해되기 때문에, P 는 0.04 ％ 이하, S 는 0.03 ％ 이하로 한다. 바람직하게는 P 는 0.03 ％ 이하, S 는 0.01 ％ 이하이다.

Ni : 22.0 ∼ 25.0 ％

Ni 는 오스테나이트상의 안정성의 관점에서, 주로 Cr 및 Mo 와의 밸런스에 따라 22.0 ％ 이상 필요하다. 한편, 경제성 및 고 Ni 화에 수반되는 열간 변형 저항의 증대를 고려하여, Ni 량은 25.0 ％ 이하로 한다. 또한, 오스테나이트상의 안정성과 경제성의 양립의 관점에서, Ni 량은 22.0 ∼ 24.5 ％ 의 범위가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 22.5 ∼ 24.0 ％ 의 범위이다.

Cr : 21.0 ∼ 25.0 ％

Cr 은 내공식성, 내간극 부식성 향상을 위해 유효하고, 21.0 ％ 이상 필요로 한다. 한편, Cr 량이 25.0 ％ 를 초과하면, 합재로 제조할 때 및 클래드 압연시나 그 냉각시에 σ 상의 석출이 현저하게 촉진되어, 내식성 및 열간 가공성이 저해된다. 따라서, Cr 량은 21.0 ∼ 25.0 ％ 의 범위로 한다. 또한, 내공식성, 내간극 부식성의 향상과 σ 상 석출 억제의 관점에서, Cr 량은 21.0 ∼ 24.0 ％ 의 범위가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 22.0 ∼ 23.5 ％ 의 범위이다.

Mo : 2.0 ∼ 5.0 ％

Mo 는 내공식성, 내간극 부식성 향상을 위해 유효하고, 2.0 ％ 이상으로 한다. 한편, Mo 량은 5.0 ％ 를 초과하면, 합재로 제조할 때 및 클래드 압연시나 그 냉각시에 σ 상의 석출이 현저하게 촉진되어, 내식성 및 열간 가공성이 저해된다. 따라서, Mo 량은 2.0 ∼ 5.0 ％ 의 범위로 한다. 또한, 내공식성, 내간극 부식성의 향상과 σ 상 석출 억제의 관점에서, Mo 량은 2.0 ∼ 4.5 ％ 의 범위가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 2.5 ∼ 3.5 ％ 의 범위이다.

N : 0.15 ∼ 0.25 ％

N 은 내식성을 높이는 효과가 있고, 그 효과를 얻기 위해 0.15 ％ 이상으로 한다. 한편, N 량은 0.25 ％ 를 초과하면 타성분의 함유량과의 관계로부터 함유시키는 것이 곤란해진다. 따라서, N 량은 0.15 ∼ 0.25 ％ 의 범위로 한다. 보다 바람직하게는 0.18 ∼ 0.22 ％ 의 범위이다.

이상이 본 발명의 스테인리스 클래드 강판의 합재의 기본 화학 성분이며, 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이지만, 추가로 B 를 하기 범위에서 함유해도 된다.

B : 0.0010 ∼ 0.0055 ％

B 는 내식성, 열간 가공성 향상을 위해 유효하고, 그 효과를 얻으려면 0.0010 ％ 이상의 함유가 바람직하다. 한편, B 량이 0.0055 ％ 를 초과하면, 내식성, 열간 가공성이 열화된다. 따라서, B 를 함유하는 경우에는, B 량은 0.0010 ∼ 0.0055 ％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.0015 ∼ 0.0035 ％ 의 범위이다.

상기 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다. 또, 본 발명에 있어서, 상기 작용 효과를 감쇄시키지 않는 경우에는, 다른 미량 원소를 함유할 수 있다.

또한, 본 발명의 스테인리스 클래드강의 모재로는, 탄소강이나 저합금망을 사용할 수 있다.

본 발명의 스테인리스 클래드강의 판두께 (전체 두께) 는 30 ㎜ 이상 100 ㎜ 이하이다. 이 범위의 판두께의 스테인리스 클래드강이 특히 해양 구조물이나 FPSO 로 대표되는 조선 분야, 해수 담수화 장치에 요구되기 때문이다.

그리고, 본 발명의 스테인리스 클래드강은, 이 모재의 편면 또는 양면에 합재로서 상기 성분 범위의 스테인리스강이 클래드된 것이다.

2. 다음으로 합재의 스테인리스강의 내해수 부식성에 대해 설명한다.

(a) 노멀라이징 처리 후, ASTM G48-03 Method E 에 의한 공식 발생 임계 온도 (CPT) 가 45 ℃ 이상인 것.

클래드강 모재는, 해양 구조물이나 FPSO 로 대표되는 조선 분야, 해수 담수화 장치의 구조재로서의 특성이 요구된다. 그 때문에, 열간 압연 후 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하고, 공랭시키는 노멀라이징 처리가 채용되는 경우가 많다. 따라서, 합재의 스테인리스강에도 동일한 열이력이 부여된다. 공식 발생 임계 온도 (CPT) 를 45 ℃ 이상으로 한 것은, 이 열이력 후에 있어서도 내해수부식 성능을 충분히 만족시키기 위해서다. 그 때문에, ASTM G48-03 Method E 에 의한 공식 발생 임계 온도 (CPT) 를 45 ℃ 이상으로 하였다. 시험 방법은 실시예에서 서술한다.

(b) NORSOK STANDARD M-601 에 규정되는 부식 시험에 의한 용접부의 부식량이 1.0 g/㎡ 이하인 것.

클래드강은 단체로 사용되는 것이 아니라, 구조 부재로서 용접하여 사용되는 경우가 많다. 따라서, 합재의 스테인리스강부도 용접이 실시된다. 내해수부식 성능을 충분히 만족시키려면, NORSOK STANDARD M-601 에 규정되는 부식 시험에 의한 용접부의 부식량이 1.0 g/㎡ 이하가 필요하다. 여기서, 용접은 서브 머지 아크 용접, MIG 용접, MAG 용접 등을 들 수 있고, 입열량은 50 KJ/㎝ 이하의 범위인 것이 바람직하다.

CPT 가 45 ℃ 이상이고 또한 상기 부식량이 1.0 g/㎡ 이하가 얻어지는 것은 합재의 스테인리스강의 함유 성분의 제어와 후술하는 제조 방법을 채용한 것에 따른다. 시험 방법은 실시예에서 서술한다.

또, 합재의 스테인리스강의 내식성에 관하여, 추가로 이하의 특성을 규정한다.

(c) 10 체적％ 아세틸아세톤-1 질량％ 염화테트라메틸암모늄-메탄올을 사용한 정전류 전해에 의해 추출되는 석출물 중의 Cr 이 질량％ 로 0.5 ％ 이하 또한 석출물 중의 Mo 가 질량％ 로 0.3 ％ 이하인 것이 바람직하다.

이 정전류 전해를 채용한 것은, 강 중의 석출물량을 정량적으로 평가할 수 있기 때문이며, 추출된 석출물을 XRD (X 선 회절법) 로 분석함으로써, 석출물종을 고정밀도로 동정할 수 있기 때문이다.

또 본 발명에서는 σ (시그마) 상을 형성하는 Cr, Mo 량으로 σ 상의 내해수 부식성을 평가하고 있다.

석출물 중의 Cr 을 질량％ 로 0.5 ％ 이하로 한 것은, 0.5 ％ 를 초과하면 내공식성이 열화되기 때문이다. 또한 0.3 ％ 이하인 것이 내공식성의 관점에서 바람직하다.

석출물 중의 Mo 를 질량％ 로 0.3 ％ 이하로 한 것은, 0.3 ％ 를 초과하면 내공식성이 열화되기 때문이다. 또한 0.2 ％ 이하인 것이 내공식성의 관점에서 바람직하다.

(d) 합재의 표면의 σ 상의 석출량이 면적률로 2.0 ％ 이하인 것.

σ (시그마) 상의 석출량이 많으면 σ (시그마) 상의 주위 오스테나이트상의 Cr 량, Mo 량이 감소하여 내공식성을 열화시키기 때문에 바람직하지 않다. 그 석출량이 면적률로 2.0 ％ 를 초과하면 내공식성이 열화되기 때문에 바람직하지 않다. 면적률의 측정은 400 배 정도로 미크로 조직 관찰하고, 그 사진을 화상 해석함으로써 구한다. 또한 σ (시그마) 상의 조직에 대해서는 미리 에너지 분산형 X 선 분석 등으로 Cr 량, Mo 량이 많은 조직인 것을 확인해 둔다.

3. 다음으로 클래드강의 제조 방법에 대해 규정한다.

(a) 스테인리스 클래드 강판을 제조함에 있어서, 희생재를 사용하고, 압하비를 5 이상으로 한다.

희생재를 사용하는 것은, 압연 후의 휨을 방지하기 위해서이다.

변형 저항, 열팽창 계수가 상이한 오스테나이트계 스테인리스강 (합재) 과 탄소강 (모재) 의 복합 재료인 스테인리스 클래드강은 열간 압연법으로 제조하는 경우, 열간 압연시나 냉각시에 변형이 발생한다. 그것을 방지하기 위해 열간 압연 전에 오스테나이트 스테인리스강 표면에 탄소 강판을 사주 용접으로 고정시켜 압연하는 희생재 방식으로 하였다.

또, 열간 압연에 있어서 압하비를 5 이상으로 한 것은, 클래드강의 접합은 고온에서 압하하는 것에 의해, 금속 상호의 결합력이 발생함으로써 압하비 5 이상에서 양호한 접합이 얻어지기 때문이다.

(b) 열간 압연 후 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하고, 공랭시키는 노멀라이징 처리를 실시한다.

전술한 바와 같이, 클래드강 모재는, 해양 구조물이나 FPSO 로 대표되는 조선 분야, 해수 담수화 장치의 구조재로서의 특성이 요구되므로, 열간 압연 후 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하고, 공랭시키는 노멀라이징 처리가 채용되는 경우가 많다. 850 ℃ 이상에서 조직 개선의 효과가 있고, 950 ℃ 초과에서는 결정립이 조대화되어 조직 개선 효과가 나타나지 않기 때문으로, 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하는 것으로 하였다. 또, 공랭으로 한 것은, 합재와 모재의 열팽창 계수의 차이로부터 급격하게 냉각시키면 변형이 발생하기 때문으로, 냉각 속도는 0.8 ℃/s 이하의 범위이다.

실시예

이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.

표 1 에 나타내는 성분 조성으로 이루어지는 오스테나이트계 스테인리스강과 SS400 성분계의 강재 (이하,「보통강」이라고 약기하는 경우가 있다) 를 사용하였다. 모재로서 판두께가 150 ㎜ 인 SS400 계의 강재, 합재로서 판두께 13 ㎜ 의 오스테나이트계 스테인리스강, 합재 표면에 희생재로서 26 ㎜ 의 보통강을 조합하여, 두께가 (150 ＋ 13 ＋ 26) ㎜ 인 슬래브로 조립하였다.

이어서 1230 ℃ 의 가열, 970 ℃ 의 열간 마무리 압연을 실시하고, 그 후, 910 ℃ 에서 10 분 유지하고, 그 후 공랭시킴으로써, 두께가 (29.5 ＋ 2.5) ㎜ 인 클래드강을 제조하였다.

이상에 의해 얻어진 스테인리스 클래드강에 대해, 합재의 내공식성을 이하에 나타내는 ASTM G48-03 Method E 에 의해 평가하였다. 다음으로, 용접부의 내공식성을 이하에 나타내는 용접 시험편의 부식 시험에 의해 평가하였다. 용접 시험편은 X 형의 개선 (開先) 가공을 실시하고, 모재측을 저합금 용접 와이어를 사용하여 용접한 후, 합재측을 JIS Z 3334 에 준거하는 직경 1.2 ㎜ 의 625 계 합금 상당의 용접 재료를 사용하여 아르곤 가스를 사용한 TIG 용접을 실시하여 제조하였다. 이 때의 합재측의 용접 조건은, 용접 전류 200 A, 용접 전압 25 V, 용접 속도 30 ㎝/분, 4 패스 용접으로 하였다. 그리고, 이 용착 금속과 열영향부를 절반씩 포함하는 두께 2.0 ㎜ × 폭 20 ㎜ × 길이 50 ㎜ 의 치수를 갖는 시험편을 클래드 강판의 합재 표층으로부터 과잉 용접 부분을 삭제하고 채취하여, 이하에 나타내는 ASTM G48-03 Method A 에 의해 부식량을 구하였다.

또, σ 상의 석출량을 평가하기 위해, 전해 추출에 의한 추출 Cr, 추출 Mo 의 정량을 실시하였다. 전해액은 10 체적％ 아세틸아세톤-1 질량％ 염화테트라메틸암모늄-메탄올을 사용하였다. 정전류 전해를 실시하고, 0.2 ㎛ 메시의 유기질 필터로 전해 추출 잔류물을 여과 분리하고, 혼산 (0.8 질량％ 타르타르산/10 질량％ 황산) 으로 가열 분해 후, ICP 발광 분광 분석법에 의해 Cr, Mo 의 정량을 실시하였다.

공식 발생 임계 온도 (CPT) ASTM G48-03 Method E

6 질량％ FeCl₃ ＋ 1 질량％ HCl 용액 중, 5 ℃ 간격, 24 시간으로 침지 시험을 실시하였다. 침지 시험을 3 회 실시하여, 발생된 공식 중 최대 공식 깊이가 0.025 ㎜ 에 도달한 경우에는 불합격으로 하였다. 3 회 모두 공식이 발생하지 않은 경우에는 합격으로 하고, 불합격인 경우의 최고 온도를 CPT (℃) 로 하였다. 또한, CPT 가 45 ℃ 이상을 양호로 평가하였다. 더욱 바람직하게는 50 ℃ 이상이다.

염화제2철 시험 ASTM G48-03 Method A

6 질량％ FeCl₃ 용액 중, 40 ℃, 24 시간으로 침지 시험을 실시하였다. 침지 시험 후의 중량 감소로부터 부식량을 구하였다. 부식량의 목표값은 1.0 g/㎡ 이하, 바람직하게는 0.8 g/㎡ 이하이다.

표 1 로부터, 발명예에서는 CPT 가 목표인 45 ℃ 이상, 용접부의 ASTM G48-03 Method A, 40 ℃, 24 시간에 있어서의 부식량이 1.0 g/㎡ 이하로 되어 있어, 우수한 내해수 부식성을 나타내고 있다.

Claims

노멀라이징 처리 후의 스테인리스 클래드 강판의 합재가 질량％ 로, C : 0 % 초과 0.03 ％ 이하, Si : 0.02 % 이상 1.5 ％ 이하, Mn : 0.02 % 이상 2.0 ％ 이하, P : 0.04 ％ 이하, S : 0.03 ％ 이하, Ni : 22.0 ∼ 25.0 ％, Cr : 21.0 ∼ 25.0 ％, Mo : 2.0 ∼ 5.0 ％, N : 0.15 ∼ 0.25 ％ 를 함유하고, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, ASTM G48-03 Method E 에 규정하는 공식 발생 임계 온도 (CPT) 가 45 ℃ 이상이고, 또한 NORSOK STANDARD M-601 에 규정하는 부식 시험에 의한 상기 합재의 용접부의 부식량이 1.0 g/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재.
제 1 항에 있어서,
추가로, 상기 합재가 질량％ 로, B : 0.0010 ∼ 0.0055 ％ 를 함유하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재.
제 1 항에 있어서,
상기 합재의 석출물은, 10 체적％ 아세틸아세톤-1 질량％ 염화테트라메틸암모늄-메탄올을 사용한 정전류 전해법에 의해 추출되고, 상기 석출물 중의 Cr 이 질량％ 로 0.5 ％ 이하, 또한 Mo 가 질량％ 로 0.3 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재.
제 2 항에 있어서,
상기 합재의 석출물은, 10 체적％ 아세틸아세톤-1 질량％ 염화테트라메틸암모늄-메탄올을 사용한 정전류 전해법에 의해 추출되고, 상기 석출물 중의 Cr 이 질량％ 로 0.5 ％ 이하, 또한 Mo 가 질량％ 로 0.3 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가로, 상기 합재의 표면의 σ (시그마) 상의 석출량이 면적률로 2.0 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 합재.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 합재와 탄소강 또는 저합금망을 모재로 하는, 전체 두께가 30 ㎜ 이상 100 ㎜ 이하인 스테인리스 클래드 강판.
제 5 항에 기재된 합재와 탄소강 또는 저합금망을 모재로 하는, 전체 두께가 30 ㎜ 이상 100 ㎜ 이하인 스테인리스 클래드 강판.
제 6 항에 기재된 스테인리스 클래드 강판을 제조함에 있어서, 희생재를 사용하고, 압하비를 5 이상으로 하는 열간 압연을 실시하고, 그 후 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하고, 공랭시키는 노멀라이징 처리를 하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 제조 방법.
제 7 항에 기재된 스테인리스 클래드 강판을 제조함에 있어서, 희생재를 사용하고, 압하비를 5 이상으로 하는 열간 압연을 실시하고, 그 후 850 ∼ 950 ℃ 로 가열하고, 공랭시키는 노멀라이징 처리를 하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 클래드 강판의 제조 방법.