KR101952057B1

KR101952057B1 - 페라이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101952057B1
Application number: KR1020177017048A
Authority: KR
Inventors: 아키토 미즈타니; 마사타카 요시노; 미츠유키 후지사와; 아야코 다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-11
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2019-02-25
Also published as: TW201621062A; EP3231883A4; KR20170086100A; EP3231883B1; TWI539012B; EP3231883A1; CN107002200A; ES2745853T3; US20170327921A1; WO2016092714A8; WO2016092714A1; US10968499B2

Abstract

소정의 성분 조성으로 하고, C 농도：2C_C 이상, N 농도：2C_N 이상 가운데, 어느 일방 또는 양방을 만족하는 페라이트 결정립을 조직 전체에 대한 체적률로 5 % 이상 50 % 이하로 하고, 비커스 경도를 180 이하로 함으로써, 성형성 및 내리징 특성이 우수함과 함께, 높은 생산성 하에서 제조할 수 있는 페라이트계 스테인리스강을 제공한다. 여기서, C_C 및 C_N 은 각각 C 및 N 의 강중 함유량 (질량%) 이다.

Description

페라이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법{FERRITIC STAINLESS STEEL AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 성형성 및 내리징 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강에 관한 것이다.

SUS430 으로 대표되는 페라이트계 스테인리스강은 경제적이고 내식성이 우수하기 때문에, 가전제품, 주방기기 등에 사용되고 있다. 최근에는 자성이 있다는 점에서, IH (유도 가열) 방식에 대응할 수 있는 조리 기구에 대한 적용이 증가하고 있다. 냄비 등의 조리 기구는 장출 가공에 의해 성형되는 경우가 많아, 소정 형상으로 성형하기 위해서는 충분한 연신율이 필요하다.

한편, 조리냄비 등은 표면 외관도 상품 가치를 크게 좌우한다. 통상, 페라이트계 스테인리스강을 성형하면 리징이라고 불리는 표면 요철이 형성되어 성형 후의 표면 외관이 악화된다. 과도한 리징이 발생했을 경우, 성형 후에 요철을 제거하는 연마 공정이 필요해져 제조 비용이 증가한다는 과제가 있다. 그 때문에 리징이 작을 것이 요구된다. 리징은 유사한 결정 방위를 갖는 페라이트립의 집합체 (이하, 페라이트 콜로니 또는 콜로니라고 표기하는 경우가 있다) 에서 기인한다. 주조시에 생성되는 조대한 주상 결정 조직이 열간 압연에 의해 펼쳐져 신장되고, 펼쳐져 신장된 입자 혹은 입자군이 열연판 어닐링, 냉간압연 및 냉연판 어닐링을 거친 후에도 잔존함으로써, 콜로니가 형성된다고 생각되고 있다.

상기 과제에 대해, 예를 들어 특허문헌 1 에서는 「mass% 로, C：0.02 ~ 0.12 %, N：0.02 ~ 0.12 %, Cr：16 ~ 18 %, V：0.01 ~ 0.15 %, Al：0.03 % 이하를 함유한 강 소재를 가열하고, 압연 종료 온도 FDT 가 1050 ~ 750 ℃ 의 범위가 되는 열간 압연을 실시하고, 열간 압연 종료후 2 sec 이내에 냉각을 개시하고, 냉각 속도 10 ~ 150 ℃／s 로 550 ℃ 이하까지 냉각시킨 후 권취하고, 페라이트＋마텐자이트 조직으로 하고, 또는 추가로 냉간 또는 온간으로 압하율：2 ~ 15 % 의 압연을 실시하는 예비 압연 공정을 실시하여, 열연판 어닐링을 실시하는 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법」이 개시되어 있다. 또한, 여기서는 열간 압연 후의 급랭 대신에 권취후 급랭하여 페라이트＋마텐자이트 조직으로 해도 된다고 되어 있다.

또, 특허문헌 2 에서는 「질량% 로, C:0.01 ~ 0.08 %, Si:0.30 % 이하, Mn:0.30 ~ 1.0 %, P:0.05 % 이하, S:0.01 % 이하, Al:0.02 % 이하, N:0.01 ~ 0.08 %, Cr:16.0 ~ 18.0 % 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성과 Cr 탄질화물이 석출된 페라이트 결정립으로 이루어지는 조직을 갖고, 압연 방향과 판두께 방향이 만드는 단면에 있어서, 판두께 방향의 평균 페라이트 결정립 직경 Dz 와 압연 방향의 평균 페라이트 결정립 직경 Dl 의 비 Dz/Dl 가 0.7 이상이고, 또한 Cr 탄질화물의 관찰 시야에서 차지하는 면적률 Sp 가 2 % 이상, 평균 원 상당 직경 Dp 가 0.5 ㎛ 이상인 페라이트계 스테인리스 냉연강판」이 개시되어 있다. 또한, Cr 탄질화물의 Sp 나 Dp 는 SEM 에 의해 2000 배로 관찰하여 구한 것이다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보2001-98328호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보2009-275268호

그러나, 특허문헌 1 의 방법에서는 강판의 제조시에, 열연판 어닐링 전에 예비 압연을 실시할 필요가 있기 때문에, 압연 부하가 증가하여 생산성이 낮아진다는 점에 과제를 남기고 있었다.

또, 특허문헌 2 에 기재된 강판은 마무리 어닐링판에 석출되어 있는 Cr 탄질화물의 평균 원 상당 반경이 0.5 ㎛ 이상으로 조대하기 때문에, 제품으로 가공했을 때에, 가공 조건에 따라서는 표면 결함이 생길 우려가 있었다.

본 발명은 상기 현 상황을 감안하여 개발된 것으로서, 성형성 및 내리징 특성이 우수함과 함께, 높은 생산성 하에서 제조할 수 있는 페라이트계 스테인리스강을 그 제조 방법과 함께 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한,「우수한 성형성」이란, JIS Z 2241 에 준거한 인장 시험에 있어서의 파단 연신율 (El) 이 압연 방향에 대해 직각 방향 (이하, 압연 직각 방향이라고 표기하는 경우가 있다) 을 길이 방향으로 하는 시험편에서 25 % 이상, 바람직하게는 28 % 이상, 보다 바람직하게는 30 % 이상이다.

또, 「우수한 내리징 특성」이란, 다음에서 서술하는 방법으로 측정한 리징 높이가 2.5 ㎛ 이하인 것을 의미한다. 리징 높이의 측정은 먼저, 압연 방향으로 평행하게 JIS 5 호 인장 시험편을 채취한다. 이어서, 채취한 시험편의 표면을 ＃600 의 에머리 페이퍼를 사용하여 연마한 후, 20 % 의 인장 변형을 부여한다. 이어서, 시험편의 평행부 중앙의 연마면에서, 압연 방향으로 직각인 방향으로, 표면 조도 측정기로 JIS B 0601 (2001년) 에서 규정되는 산술 평균 굴곡 Wa 를 측정한다. 측정 조건은 측정 길이 16 mm, 하이 컷 필터 파장 0.8 mm, 로우 컷 필터 파장 8 mm 이다. 이 산술 평균 굴곡을 리징 높이로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 발명자들은 예의 검토를 거듭했다. 특히, 발명자들은 생산성을 높이기 위해, 현재 일반적으로 행해지고 있는 박스 어닐링 (배치 어닐링) 에 의한 장시간의 열연판 어닐링이 아니고, 연속 어닐링 노를 사용한 단시간의 열연판 어닐링에 의해, 우수한 성형성 및 내리징 특성을 확보하는 방법에 대해 예의 검토를 거듭했다.

그 결과, 연속 어닐링 노를 사용한 단시간의 열연판 어닐링을 실시하는 경우에도, 열연판 어닐링시에 소정량의 마텐자이트상을 생성시켜, 그 상태로 냉간압연을 실시함으로써, 주조 단계에서 생성된 페라이트 콜로니를 효과적으로 파괴할 수 있음을 알아냈다.

또한, 이와 같이 하여 얻어진 냉연판을 페라이트 단상 온도역에서 냉연판 어닐링 함으로써, 열연판 어닐링시에 생성된 마텐자이트상을 기점으로 하는 C 및 N 중 적어도 일방이 농화된 페라이트 결정립 (이하, C·N 농화립이라고 표기하는 경우가 있다) 과, 열연판 어닐링하는 동안에도 페라이트상이었던 부분을 기점으로 하는 탄질화물 농도가 낮은 페라이트 결정립 (이하, 간단히 비농화립이라고 표기하는 경우가 있다) 의 복합 조직이 얻어지고, 그럼으로써 우수한 내리징 특성과 성형성이 동시에 얻어진다는 것을 알아냈다. 또, 여기서, C 및 N 중 적어도 일방이 페라이트 결정립에 농화되어 있다고 판정하는 기준으로서는 페라이트 결정립 중의 C 및 N 의 농도 중 적어도 일방이, C 및 N 의 강중 함유량 (질량%) 의 2 배 이상인 것이 적당한 것을 알아냈다.

즉, C·N 농화립에는 냉연판 어닐링시에 미세한 탄질화물이 다량으로 석출되기 때문에, 핀 고정 효과에 의해 어닐링시의 입성장이 억제되고, 그럼으로써 페라이트 콜로니의 집적이 방지되어 내리징 특성이 향상된다. 한편, 비농화립에서는 C·N 농도가 저감되기 때문에, 입성장이 촉진되어 연신율, 요컨대 성형성이 향상된다.

본 발명은 상기 지견에 근거하여 더욱 검토를 거듭한 끝에 완성된 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 질량% 로, C:0.005 ~ 0.050 %, Si:0.01 ~ 1.00 %, Mn:0.01 ~ 1.0 %, P:0.040 % 이하, S:0.010 % 이하, Cr:15.5 ~ 18.0 %, Ni:0.01 ~ 1.0 %, Al:0.001 ~ 0.10 % 및 N:0.005 ~ 0.06 % 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지고,

C 농도：2C_C 이상, N 농도：2C_N 이상 가운데, 어느 일방 또는 양방을 만족하는 페라이트 결정립이 조직 전체에 대한 체적률로 5 % 이상 50 % 이하이고,

비커스 경도가 180 이하인 페라이트계 스테인리스강.

여기서, C_C 및 C_N 은 각각 C 및 N 의 강중 함유량 (질량%) 이다.

2. 상기 성분 조성이, 추가로 질량% 로, Cu:0.01 ~ 1.0 %, Mo:0.01 ~ 0.5 % 및 Co:0.01 ~ 0.5 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 상기 1 에 기재된 페라이트계 스테인리스강.

3. 상기 성분 조성이, 추가로 질량% 로, V:0.01 ~ 0.25 %, Ti:0.001 ~ 0.10 %, Nb:0.001 ~ 0.10 %, Ca:0.0002 ~ 0.0020 %, Mg:0.0002 ~ 0.0050 %, B:0.0002 ~ 0.0050 % 및 REM:0.01 ~ 0.10 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 상기 1 또는 2 에 기재된 페라이트계 스테인리스강.

4. 상기 성분 조성에 있어서의 C 의 함유량이 0.005 ~ 0.030 질량%, Si 의 함유량이 0.25 질량% 이상 0.40 질량% 미만, Mn 의 함유량이 0.05 ~ 0.35 질량% 이고,

상기 페라이트 결정립의 체적률이 5 % 이상 30 % 이하이고,

압연 방향에 대해 직각 방향의 파단 연신율이 28 % 이상이고, 리징 높이가 2.5 ㎛ 이하인 상기 1 ~ 3 중 어느 1 항에 기재된 페라이트계 스테인리스강.

5. 상기 성분 조성에 있어서의 C 의 함유량이 0.005 ~ 0.025 질량%, Si 의 함유량이 0.05 질량% 이상 0.25 질량% 미만, Mn 의 함유량이 0.60 ~ 0.90 질량%, N 의 함유량이 0.005 ~ 0.025 질량% 이고,

상기 페라이트 결정립의 체적률이 5 % 이상 20 % 이하이고,

압연 방향에 대해 직각 방향의 파단 연신율이 30 % 이상이고, 리징 높이가 2.5 ㎛ 이하인 상기 1 ~ 3 의 어느 1 항에 기재된 페라이트계 스테인리스강.

6. 상기 1 ~ 5 중 어느 1 항에 기재된 페라이트계 스테인리스강을 제조하기 위한 방법으로서,

상기 1 ~ 5 의 어느 1 항에 기재된 성분 조성으로 이루어지는 강 슬래브를 열간 압연하여 열연판으로 하는 공정과,

상기 열연판을 900 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도 범위에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 열연판 어닐링을 실시하여 열연 어닐링판으로 하는 공정과,

상기 열연 어닐링판을 냉간압연하여 냉연판으로 하는 공정과,

상기 냉연판을 800 ℃ 이상 900 ℃ 미만의 온도 범위에서 5 초 ~ 5 분간 유지하는 냉연판 어닐링을 실시하는 공정을 구비하는 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법.

7. 상기 성분 조성에 있어서의 C 의 함유량이 0.005 ~ 0.030 질량%, Si 의 함유량이 0.25 질량% 이상 0.40 질량% 미만, Mn 의 함유량이 0.05 ~ 0.35 질량% 이고,

상기 열연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 940 ℃ 이상 1000 ℃ 이하이고,

상기 냉연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 820 ℃ 이상 880 ℃ 미만인 상기 6 에 기재된 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법.

8. 상기 성분 조성에 있어서의 C 의 함유량이 0.005 ~ 0.025 질량%, Si 의 함유량이 0.05 질량% 이상 0.25 질량% 미만, Mn 의 함유량이 0.60 ~ 0.90 질량%, N 의 함유량이 0.005 ~ 0.025 질량% 이고,

상기 열연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 960 ℃ 이상 1050 ℃ 이하이고,

본 발명에 의하면 성형성 및 내리징 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 박스 어닐링 (배치 어닐링) 에 의한 장시간의 열연판 어닐링이 아니고, 연속 어닐링 노를 사용한 단시간의 열연판 어닐링에 의해 제조할 수 있으므로, 생산성 면에서 매우 유리하다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강이 우수한 성형성과 내리징 특성을 갖는 이유에 대해 설명한다.

스테인리스강의 내리징 특성을 향상시키기 위해서는 유사한 결정 방위를 갖는 결정립의 집합체인 페라이트 콜로니를 파괴하는 것이 유효하다.

본 발명자들은 생산성의 관점에서, 현재 일반적으로 행해지고 있는 박스 어닐링 (배치 어닐링) 에 의한 장시간의 열연판 어닐링이 아니고, 연속 어닐링 노를 사용한 단시간의 열연판 어닐링에 의해, 우수한 성형성 및 내리징 특성을 확보하기 위하여 검토를 거듭한 결과, 열연판 어닐링시에 페라이트상과 오스테나이트상의 2 상 온도역까지 승온시켜 재결정을 촉진시킴과 함께 오스테나이트상을 생성시켜, 열연판 어닐링 후에 소정량의 마텐자이트상을 확보하고, 이 소정량의 마텐자이트상을 포함하는 열연 어닐링판을 냉간압연함으로써, 페라이트상에 압연변형이 효과적으로 부여되어 페라이트 콜로니가 효율적으로 파괴되는 것을 알아냈다.

또한, 본 발명자들은 성분 조성, 열연판 어닐링 조건 및 냉연판 어닐링 조건을 적절히 제어하고, 냉연판 어닐링 조직을 C·N 농화립와 비농화립의 복합 조직으로 함으로써, 추가적인 내리징 특성의 향상과 충분한 성형성을 얻을 수 있게 됨을 알아냈다. C·N 농화립은 열연 어닐링시에 생성된 마텐자이트가 분해된 페라이트립이다. 열연판 어닐링시에 (페라이트 ＋ 오스테나이트) 2 상역까지 가열하면 C, N 은 페라이트상보다 고용 한계가 큰 오스테나이트상으로 농화한다. 그 후, 냉각되면 오스테나이트상이 변태하여 C, N 이 농화한 마텐자이트상이 된다. 이와 같은 마텐자이트상을 포함한 열연 어닐링판을 냉간압연 후에 페라이트 단상 온도역에서 어닐링하고, 마텐자이트상을 분해함으로써 C·N 농화립을 얻을 수 있다. 이 C·N 농화립에는 탄질화물이 다량으로 석출되기 때문에, 냉연판 어닐링시에 핀 고정 효과로 입성장이 저해된다. 이로써, 페라이트립의 과도한 집합 조직 집적이 방지되어 내리징 특성이 대폭 향상된다고 생각된다. 이 효과는 C 및 N 가운데, 적어도 일방이 그 강중 함유량 (질량%) 의 2 배 이상으로 농화했을 때에 얻어진다. 한편, C·N 농화립 이외의 페라이트립 (비농화립) 은 C 및 N 농도가 강중 함유량 (질량%) 보다 저하되기 때문에, 냉연판 어닐링시에 입성장이 촉진되어 성장이 향상된다. 이로써, 우수한 내리징 특성과 충분한 성형성의 양립이 가능해진다.

그러나, C·N 농화립의 체적률이 일정 이상으로 많아졌을 경우, 강도가 과도하게 상승하여 파단 연신율이 저하된다. 그래서, 발명자들은 우수한 성형성 및 내리징 특성이 얻어지는 C·N 농화립의 체적률에 대해 상세하게 검토했다.

그 결과, 냉연판 어닐링 후의 C·N 농화립의 체적률을 조직 전체에 대한 체적률로 5 ~ 50 % 의 범위로 제어함으로써, 강판 강도의 상승에 의한 파단 연신율의 저하를 수반하지 않고, 소정의 성형성 및 내리징 특성이 얻어진다는 것을 알아냈다. 특히 성형성과 내리징 특성의 밸런스를 고려했을 경우, C·N 농화립의 체적률은 조직 전체에 대한 체적률로 5 ~ 30 % 인 것이 바람직하다. 또, 보다 우수한 성형성을 얻는 관점에서는 C·N 농화립의 체적률은 조직 전체에 대한 체적률로 5 ~ 20 % 인 것이 바람직하다. 또한, C·N 농화립으로 이루어지는 페라이트립 이외의 조직은 기본적으로 비농화립으로 이루어지는 페라이트립이 되지만, 이외의 조직 (마텐자이트상 등) 은 조직 전체에 대한 체적률의 합계로 1 % 미만이면 허용할 수 있다.

또, 냉연판 어닐링의 유지 온도나 유지 시간이 불충분해지면 페라이트립의 재결정이 불충분해질 뿐만이 아니라, 열연판 어닐링시에 생성된 마텐자이트상의 분해도 불충분해져 연신율이 저하된다. 충분한 성형성을 얻기 위해서는 냉연판 어닐링 후에 충분히 재결정을 완료시킴과 함께 열연판 어닐링시에 생성된 마텐자이트상을 충분히 분해시킬 필요가 있다. 한편, 냉연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 너무 높은 경우, 새롭게 마텐자이트상이 생성되어 연신율이 저하된다. 그 때문에, 마텐자이트상의 존재량을 억제할 필요가 있다. 마텐자이트상은 조직 전체에 대한 체적률로 1 % 미만이어야 한다. 우수한 성형성을 얻기 위해서는 0 % 인 것이 바람직하다.

본 발명자들이 검토한 결과, 이러한 문제를 회피하여 적절한 조직을 얻기 위해서는 냉연판 어닐링 조건을 적정하게 제어하고, 비커스 경도를 180 이하로 하면 된다는 것을 알 수 있었다. 바람직하게는 비커스 경도가 165 이하이다.

다음으로, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강에 있어서의 성분 조성의 한정 이유에 대해 설명한다. 또한, 성분 조성에 있어서의 원소의 함유량의 단위는 모두「질량%」이지만 이하 특별한 언급이 없는 한 간단히「%」로 나타낸다.

C：0.005 ~ 0.050 %

C 는 C·N 농화립을 생성시켜 내리징 특성을 향상시키기 위해서 중요한 원소이다. 또, 오스테나이트상의 생성을 촉진하고, 열연판 어닐링시에 페라이트상과 오스테나이트상의 2 상 온도역을 확대하는 효과도 있다. 이들 효과를 얻기 위해서는 C 의 0.005 % 이상의 함유가 필요하다. 그러나, C 함유량이 0.050 % 를 초과하면 강판이 경질화되어 소정의 파단 연신율이 얻어지지 않는다. 그 때문에 C 함유량은 0.005 ~ 0.050 % 의 범위로 한다. 또, 파단 연신율을 한층 향상시켜, 우수한 성형성을 얻는 관점에서는 후술하는 Si 함유량 및 Mn 함유량에 따라, C 함유량을 0.005 ~ 0.030 % 또는 0.005 ~ 0.025 % 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.008 ~ 0.025 % 의 범위, 더욱 바람직하게는 0.010 ~ 0.020 % 의 범위이다.

Si：0.01 ~ 1.00 %

Si 는 강 용제시에 탈산제로서 작용하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 Si 의 0.01 % 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, Si 함유량이 1.00 % 를 초과하면 강판이 경질화되어 소정의 파단 연신율이 얻어지지 않는다. 더욱이, 어닐링시에 생성되는 표면 스케일이 강고해져서 산세가 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다. 그 때문에, Si 함유량은 0.01 ~ 1.00 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.05 ~ 0.75 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.05 ~ 0.40 % 의 범위이다.

또한, 후술하는 Mn 함유량이 0.05 ~ 0.35 % 의 범위가 되는 경우, 소정의 내리징 특성을 확보하면서, 파단 연신율을 더욱 향상시켜 우수한 성형성을 얻는다는 관점에서, Si 함유량은 0.25 % 이상 0.40 % 미만의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또, 후술하는 Mn 함유량이 0.60 ~ 0.90 % 의 범위가 되는 경우, 소정의 내리징 특성을 확보하면서, 파단 연신율을 더욱 향상시켜 우수한 성형성을 얻는다는 관점에서, Si 함유량은 0.05 % 이상 0.25 % 미만으로 하는 것이 바람직하다.

Mn：0.01 ~ 1.0 %

Mn 은 C 와 마찬가지로 오스테나이트상의 생성을 촉진시켜, 열연판 어닐링시에 페라이트상과 오스테나이트상의 2 상 온도역을 확대하는 효과가 있다. 이 효과를 얻기 위해서는 Mn 의 0.01 % 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, Mn 함유량이 1.0 % 를 초과하면 MnS 의 생성량이 증가하여 내식성이 저하된다. 그 때문에, Mn 함유량은 0.01 ~ 1.0 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.05 ~ 0.90 % 의 범위이다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, Si함유량이 0.25 % 이상 0.40 % 미만의 범위가 되는 경우, 소정의 내리징 특성을 확보하면서, 파단 연신율을 한층 향상시켜 우수한 성형성을 얻는 관점에서, Mn 함유량은 0.05 ~ 0.35 % 의 범위로 하는 것이 바람직하다.

또, Si 함유량이 0.05 % 이상 0.25 % 미만의 범위가 되는 경우, 소정의 내리징 특성을 확보하면서 파단 연신율을 더욱 향상시켜 우수한 성형성을 얻는다는 관점에서, Mn 함유량은 0.60 ~ 0.90 % 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.70 ~ 0.90 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.75 ~ 0.85 % 의 범위이다.

P：0.040 % 이하

P 는 입계 편석에 의한 입계 파괴를 조장하는 원소이기 때문에 낮은 편이 바람직하고, 상한을 0.040 % 로 한다. 바람직하게는 0.030 % 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.020 % 이하이다. 또한, P 함유량의 하한은 특별히 한정 되지 않지만 제조 비용 등의 관점에서는 0.010 % 정도이다.

S：0.010 % 이하

S 는 MnS 등의 황화물계 개재물이 되어 존재하고 연성이나 내식성 등을 저하시키는 원소이고, 특히 함유량이 0.010 % 를 초과한 경우에 그들의 악영향이 현저하게 생긴다. 그 때문에 S 함유량은 최대한 낮은 편이 바람직하고, S 함유량의 상한은 0.010 % 로 한다. 바람직하게는 0.007 % 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.005 % 이하이다. 또한, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만 제조 비용 등의 관점에서는 0.001 % 정도이다.

Cr：15.5 ~ 18.0 %

Cr 은 강판 표면에 부동태 피막을 형성하여 내식성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 Cr 함유량을 15.5 % 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, Cr 함유량이 18.0 % 를 초과하면 열연판 어닐링시에 오스테나이트상의 생성이 불충분해져, 소정의 재료 특성이 얻어지지 않는다. 그 때문에, Cr 함유량은 15.5 ~ 18.0 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 16.0 ~ 17.5 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 16.5 ~ 17.0 % 의 범위이다.

Ni：0.01 ~ 1.0 %

Ni 는 C, Mn 과 마찬가지로 오스테나이트상의 생성을 촉진시켜 열연판 어닐링시에 페라이트상과 오스테나이트상이 출현하는 2 상 온도역을 확대하는 효과가 있다. 이 효과를 얻기 위해서는 Ni 함유량을 0.01 % 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, Ni 함유량이 1.0 % 를 초과하면 가공성이 저하된다. 그 때문에, Ni 함유량은 0.01 ~ 1.0 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.1 ~ 0.6 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 0.4 % 의 범위이다.

Al：0.001 ~ 0.10 %

Al 은 Si 와 마찬가지로 탈산제로서 작용하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 Al 을 0.001 % 이상 함유할 필요가 있다. 그러나, Al 함유량이 0.10 % 를 초과하면 Al₂O₃ 등의 Al 계 개재물이 증가하여 표면 성상이 저하되기 쉬워진다. 그 때문에, Al 함유량은 0.001 ~ 0.10 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.001 ~ 0.05 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.001 ~ 0.03 % 의 범위이다.

N：0.005 ~ 0.06 %

N 은 C·N 농화립을 생성시키고 내리징 특성을 향상시키기 위해서 중요한 원소이다. 또, 오스테나이트상의 생성을 촉진시켜 열연판 어닐링시에 페라이트상과 오스테나이트상이 출현하는 2 상 온도역을 확대하는 효과도 있다. 이 효과를 얻기 위해서는 N 함유량을 0.005 % 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, N 함유량이 0.06 % 를 초과하면 연성이 현저하게 저하될 뿐만 아니라, Cr 질화물의 석출을 조장하는 것에 의한 내식성의 저하를 초래한다. 그 때문에, N 함유량은 0.005 ~ 0.06 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.005 ~ 0.05 % 의 범위이다. 보다 바람직하게는 0.005 ~ 0.025 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.010 ~ 0.025 % 의 범위이다. 더욱더 바람직하게는 0.010 ~ 0.020 % 의 범위이다.

또한, 특히, C 함유량이 0.005 ~ 0.025 %, Si 함유량이 0.05 % 이상 0.25 % 미만, Mn 함유량이 0.60 ~ 0.90 % 의 범위가 되는 경우, N 함유량은 0.005 ~ 0.025 % 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.010 ~ 0.025 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.010 ~ 0.020 % 의 범위이다.

이상, 기본 성분에 대해 설명했지만, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강에서는 제조성 또는 재료 특성을 향상시킬 목적으로, 필요에 따라, 이하에 서술하는 원소를 적절히 함유시킬 수 있다.

Cu：0.01 ~ 1.0 %, Mo：0.01 ~ 0.5 % 및 Co：0.01 ~ 0.5 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상

Cu：0.01 ~ 1.0 %, Mo：0.01 ~ 0.5 %

Cu 및 Mo 는 모두 내식성을 향상시키는 원소이고, 특히 높은 내식성이 요구되는 경우에는 함유하는 것이 유효하다. 또, Cu 에는 오스테나이트상의 생성을 촉진시켜 열연판 어닐링시에 페라이트상과 오스테나이트상이 출현하는 2 상 온도역을 확대하는 효과가 있다. 이들의 효과는 각각 0.01 % 이상의 함유로 얻어진다. 그러나, Cu 함유량이 1.0 % 를 초과하면 열간 가공성이 저하되는 경우가 있어 바람직하지 않다. 그 때문에 Cu 를 함유하는 경우에는 0.01 ~ 1.0 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.2 ~ 0.8 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.3 ~ 0.5 % 의 범위이다. 또, Mo 함유량이 0.5 % 를 초과하면 어닐링시에 오스테나이트상의 생성이 불충분해져, 소정의 재료 특성을 얻을 수 없게 되어 바람직하지 않다. 그 때문에, Mo 를 함유하는 경우에는 0.01 ~ 0.5 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.2 ~ 0.3 % 의 범위이다.

Co：0.01 ~ 0.5 %

Co 는 인성을 향상시키는 원소이다. 이 효과는 Co 의 0.01 % 이상의 첨가에 의해 얻어진다. 한편, Co 함유량이 0.5 % 를 초과하면 제조성을 저하시킨다. 그 때문에, Co 를 함유하는 경우에는 0.01 ~ 0.5 % 의 범위로 한다. 더욱 바람직하게는 0.02 ~ 0.20 % 의 범위이다.

V：0.01 ~ 0.25 %, Ti：0.001 ~ 0.10 %, Nb：0.001 ~ 0.10 %, Ca:0.0002 ~ 0.0020 %, Mg：0.0002 ~ 0.0050 %, B：0.0002 ~ 0.0050 % 및 REM：0.01 ~ 0.10 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상

V：0.01 ~ 0.25 %

V 는 강중의 C 및 N 과 결합하여 고용 C, N 을 저감시킨다. 이로써, 열연판에서의 탄질화물의 석출을 억제하고, 열연·어닐링에서 기인하는 선상 흡집의 발생을 억제하여 표면 성상을 개선한다. 이들의 효과를 얻기 위해서는 V 함유량을 0.01 % 이상으로 할 필요가 있다. 그러나, V 함유량이 0.25 % 를 초과하면 가공성이 저하됨과 함께, 제조 비용의 상승을 초래한다. 그 때문에, V 를 함유하는 경우에는 0.01 ~ 0.25 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.03 ~ 0.15 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.03 ~ 0.05 % 의 범위이다.

Ti：0.001 ~ 0.10 %, Nb：0.001 ~ 0.10 %

Ti 및 Nb 는 V 와 마찬가지로, C 및 N 과의 친화력이 높은 원소이고, 열간 압연시에 탄화물 혹은 질화물로서 석출되고, 모상 중의 고용 C, N 을 저감시켜 냉연판 어닐링 후의 가공성을 향상시키는 효과가 있다. 이들의 효과를 얻기 위해서는 0.001 % 이상의 Ti 혹은 0.001 % 이상의 Nb 를 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Ti 함유량 혹은 Nb 함유량이 0.10 % 를 초과하면 과잉된 TiN 및 NbC 의 석출에 의해 양호한 표면 성상을 얻을 수 없다. 그 때문에, Ti 를 함유하는 경우에는 0.001 ~ 0.10 % 의 범위, Nb 를 함유하는 경우에는 0.001 ~ 0.10 % 의 범위로 한다. Ti 함유량은 바람직하게는 0.003 ~ 0.010 % 의 범위이다. Nb 함유량은 바람직하게는 0.005 ~ 0.020 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.010 ~ 0.015 % 의 범위이다.

Ca:0.0002 ~ 0.0020 %

Ca 는 연속 주조시에 발생하기 쉬운 Ti 계 개재물의 정출에 의한 노즐의 폐색을 방지하는 데에 유효한 성분이다. 그 효과를 얻기 위해서는 0.0002 % 이상의 함유가 필요하다. 그러나, Ca 함유량이 0.0020 % 를 초과하면 CaS 가 생성되어 내식성이 저하된다. 그 때문에, Ca 를 함유하는 경우에는:0.0002 ~ 0.0020 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.0005 ~ 0.0015 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.0005 ~ 0.0010 % 의 범위이다.

Mg：0.0002 ~ 0.0050 %

Mg 는 열간 가공성을 향상시키는 효과가 있는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 0.0002 % 이상의 함유가 필요하다. 그러나, Mg 함유량이 0.0050 % 를 초과하면 표면 품질이 저하된다. 그 때문에, Mg 를 함유하는 경우에는 0.0002 ~ 0.0050 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.0005 ~ 0.0035 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.0005 ~ 0.0020 % 의 범위이다.

B：0.0002 ~ 0.0050 %

B 는 저온 2 차 가공 취화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는 0.0002 % 이상의 함유가 필요하다. 그러나, B 함유량이 0.0050 % 를 초과하면 열간 가공성이 저하된다. 그 때문에, B 를 함유하는 경우에는 0.0002 ~ 0.0050 % 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.0005 ~ 0.0035 % 의 범위이다. 더욱 바람직하게는 0.0005 ~ 0.0020 % 의 범위이다.

REM：0.01 ~ 0.10 %

REM (Rare Earth Metals) 은 내산화성을 향상시키는 원소이고, 특히 용접부의 산화 피막 형성을 억제하여 용접부의 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 이 효과를 얻기 위해서는 REM 의 0.01 % 이상의 첨가가 필요하다. 그러나, REM 함유량이 0.10 % 를 초과하면 냉연 어닐링시의 산세성 등의 제조성을 저하시킨다. 또, REM 은 고가의 원소이기 때문에, 과도한 첨가는 제조 비용의 증가를 초래하기 때문에 바람직하지 않다. 그 때문에, REM 을 함유하는 경우에는 0.01 ~ 0.10 % 의 범위로 한다.

이상, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강에 있어서의 성분 조성에 대해 설명했다.

또한, 본 발명에 있어서의 성분 조성 가운데, 상기 이외의 성분은 Fe 및 불가피적 불순물이다.

다음으로, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법에 대해 설명한다.

상기한 성분 조성으로 이루어지는 용강을, 전로, 전기로, 진공 용해로 등의 공지된 방법으로 용제하고, 연속 주조법 혹은 조괴-분괴법에 의해 강 소재 (슬래브) 로 한다. 이 슬래브를 1100 ~ 1250 ℃ 에서 1 ~ 24 시간 가열하거나, 또는 가열하지 않고 주조 그대로 열간 압연하여 열연판으로 한다.

그 후, 열연판을 페라이트상과 오스테나이트상의 2 상역 온도가 되는 900 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 열연판 어닐링을 실시하여 열연 어닐링판으로 한다.

또, C:0.005 ~ 0.030 %, Si:0.25 % 이상 0.40 % 미만 및 Mn:0.05 ~ 0.35 % 가 되는 성분 조성의 경우 (이하, 간단히 성분 조성 1 의 경우라고도 한다), 940 ℃ 이상 1000 ℃ 의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 열연판 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다.

또한, C: 0.005 ~ 0.025 %, Si: 0.05 % 이상 0.25 % 미만, Mn:0.60 ~ 0.90 % 및 N：0.005 ~ 0.025 % 가 되는 성분 조성의 경우 (이하, 간단히 성분 조성 2 의 경우라고도 한다), 960 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 열연판 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다.

이어서, 열연 어닐링판에 대해, 필요에 따라 산세를 실시한 후, 냉간압연을 실시하여 냉연판으로 한다. 그 후, 냉연판에 대해 냉연판 어닐링을 실시하여 냉연 어닐링판으로 한다. 나아가, 냉연 어닐링판에 대해 필요에 따라 산세를 실시하여 제품으로 한다.

냉간압연은 신장성, 굽힘성, 프레스 성형성 및 형상 교정의 관점에서, 50 % 이상의 압하율로 실시하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명에서는 냉연-어닐링을 2 회 이상 반복해도 된다. 또, 냉연판 어닐링은 800 ℃ 이상 900 ℃ 미만의 온도에서 5 초 ~ 5 분간 유지함으로써 실시한다. 또한, 상기한 성분 조성 1 또는 2 의 경우, 820 ℃ 이상 880 ℃ 미만의 온도에서 5 초 ~ 5 분간 유지하는 것이 바람직하다. 또, 보다 광택을 구현하기 위해서 BA 어닐링 (광휘 어닐링) 을 실시해도 된다.

또한, 더욱 표면 성상을 향상시키기 위해서, 연삭이나 연마 등을 실시해도 된다.

이하, 상기한 제조 조건 가운데, 열연판 어닐링 및 냉연판 어닐링 조건의 한정 이유에 대해 설명한다.

열연판 어닐링 조건：900 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지

열연판 어닐링은 본 발명이 우수한 성형성 및 내리징 특성을 얻기 위해서 매우 중요한 공정이다. 열연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 900 ℃ 미만에서는 충분한 재결정이 생기지 않는 데다가, 페라이트 단상역이 되기 때문에, 2 상역 어닐링에 의해 발현하는 본 발명의 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 유지 온도가 1050 ℃ 를 초과하면 열연판 어닐링 후에 생성되는 마텐자이트상의 체적률이 감소하기 때문에, 그 후의 냉간압연에 있어서의 페라이트상에 대한 압연 변형의 집중 효과가 저감되고, 페라이트 콜로니의 파괴가 불충분해져, 소정의 내리징 특성이 얻어지지 않는 경우가 있다.

또, 유지 시간이 5 초 미만인 경우, 소정의 온도에서 어닐링하였다고 해도 오스테나이트상의 생성과 페라이트상의 재결정이 충분히 생기지 않기 때문에, 원하는 성형성이 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 유지 시간이 15 분을 초과하면 오스테나이트상중에 대한 C 농화가 조장되고, 열연판 어닐링 후에 마텐자이트상이 과잉되게 생성되어 열연판 인성이 저하되는 경우가 있다. 그 때문에, 열연판 어닐링은 900 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지한다. 바람직하게는 920 ℃ 이상 1000 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지한다.

또한, 상기한 성분 조성 1 의 경우, 940 ℃ 이상 1000 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 것이 보다 바람직하다. 또, 상기한 성분 조성 2 의 경우, 960 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 유지 시간의 상한에 대해서는 5 분 , 나아가서는 3 분으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

냉연판 어닐링 조건：800 ℃ 이상 900 ℃ 미만의 온도에서 5 초 ~ 5 분간 유지

냉연판 어닐링은 열연판 어닐링에서 형성한 페라이트상을 재결정시킴과 함께, C·N 농화립의 체적률을 소정의 범위로 조정하기 위해서 중요한 공정이다. 냉연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 800 ℃ 미만에서는 재결정이 충분히 생기지 않아 소정의 파단 연신율을 얻을 수 없다. 한편, 냉연판 어닐링에 있어서의 유지 온도가 900 ℃ 이상이 되는 경우, 마텐자이트상이 생성되어 강판이 경질화되어 소정의 파단 연신율을 얻을 수 없다.

또, 유지 시간이 5 초 미만인 경우, 소정의 온도로 어닐링하였다고 해도 페라이트상의 재결정이 충분히 생기지 않기 때문에, 소정의 파단 연신율을 얻을 수 없다. 한편, 유지 시간이 5 분을 초과하면 결정립이 현저하게 조대화되고, 강판의 광택도가 저하되기 때문에 표면 미려성의 관점에서 바람직하지 않다. 그 때문에, 냉연판 어닐링은 800 ℃ 이상 900 ℃ 미만의 온도에서 5 초 ~ 5 분간 유지로 한다. 바람직하게는 820 ℃ 이상 900 ℃ 미만에서 5 초 ~ 5 분간 유지이다. 또한, 상기한 성분 조성 1 또는 2 의 경우, 820 ℃ 이상 880 ℃ 미만의 온도에서 5 초 ~ 5 분간 유지하는 것이 바람직하다.

실시예

표 1 에 나타내는 성분 조성을 갖는 강을 50 kg 소형 진공 용해로에서 용제했다. 이들의 강괴를 1150 ℃ 에서 1 h 가열 후, 열간 압연을 실시하여 3.0 mm 두께의 열연판으로 했다. 열간 압연 후에는 600 ℃ 까지 수냉한 후에 공냉했다. 이어서, 이들의 열연판에 표 2 에 기재된 조건으로 열연판 어닐링을 실시한 후, 표면에 숏 블라스트 처리와 산세에 의한 탈스케일을 실시했다. 또한, 판두께 0.8 mm 까지 냉간압연한 후, 표 2 에 기재된 조건으로 냉연판 어닐링을 실시하고, 산세에 의한 탈스케일 처리를 실시하여 냉연 어닐링판을 얻었다.

이렇게 하여 얻어진 냉연 어닐링판에 대해서 이하의 평가를 실시했다.

(1) C·N 농화립의 체적률

C·N 농화립의 체적률 측정은 EPMA (전자선 마이크로 애널라이저 [일본 전자 JXA-8200]) 를 사용하여 실시했다. 냉연 어닐링판의 폭 중앙부로부터 폭 10 mm 길이 15 mm 의 시험편을 잘라내고, 압연 방향과 평행한 단면이 노출되도록 수지에 매립하고 표면을 경면 연마했다. 이 매립 시료의 판두께 1/4 부에 있어서, 200 ㎛ × 200 ㎛ 의 영역의 조직상 (반사 전자상) 을 촬영했다. 이어서, 촬영한 영역에 존재하는 모든 결정립에 대해 스폿 분석을 실시하여 C 및 N 농도를 측정했다 [가속 전압 15 kV, 조사 전류 1 × 10^―7A, 스폿 직경：0.5 ㎛]. 또한, 스폿 분석시에는 미리 C 및 N 함유량이 분명한 시료로 측정한 검량선에 기초하여 정량치를 보정했다. 각 결정립의 C 및 N 농도 측정이 완료되면 별도 습식 분석에 의해 구한 C 및 N 의 강중 함유량 (C_C 및 C_N 으로 한다) 과 비교하여 C 농도가 2C_C 이상 및/또는 N 농도가 2C_N 이상인 페라이트 결정립을 C·N 농화립으로 판정했다. 이어서, 상기 조직상에 있어서의 C·N 농화립의 면적률을 산출하여 이것을 C·N 농화립의 체적률로 했다.

또한, 발명예에서는 모두, C·N 농화립과 비농화립의 복합 조직 (페라이트상) 이 얻어지고, 페라이트상 이외의 조직은 조직 전체에 대한 체적률로 1 % 미만이었다.

(2) 비커스 경도

비커스 경도는 JIS Z 2244 에 따라 평가했다. 냉연 어닐링판의 폭 중앙부로부터 폭 10 mm 길이 15 mm 의 시험편을 잘라내고, 압연 방향과 평행한 단면이 노출되도록 수지에 매립하여 표면을 경면 연마했다. 이어서, 비커스 경도 측정기를 사용하여, 이 단면의 판두께 1/4 부의 경도를 하중 1 kgf (≒ 9.8 N) 로 10 점 측정하고, 평균치를 그 강의 비커스 경도로 했다.

(3) 파단 연신율

냉연 어닐링판으로부터, 압연 직각 방향이 시험편의 길이 방향이 되도록 JIS 13B호 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 JIS Z 2241 에 준거해 실시하여 파단 연신율을 측정했다. 파단 연신율이 30 % 이상인 경우를 매우 우수한 연신율로 합격 (◎◎), 28 % 이상인 경우를 특히 우수한 연신율로 합격(◎), 25 % 이상 28 % 미만인 경우를 합격 (○), 25 % 미만인 경우를 불합격 (×) 으로 했다.

(4) 내리징 특성

냉연 어닐링판으로부터, 압연 방향으로 평행한 방향이 시험편의 길이방향이 되도록 JIS 5호 인장 시험편을 채취하고, 그 표면을 ＃600 의 에머리 페이퍼를 사용하여 연마한 후, 인장 시험을 JIS Z2241 에 준거해 실시하여 20 % 의 인장 변형을 부여했다. 그 후, 그 시험편의 평행부 중앙의 연마면에서 압연 방향으로 직각인 방향으로, 표면 조도 측정기를 사용하여, JIS B 0601 (2001년) 로 규정되는 산술 평균 굴곡 Wa 를, 측정 길이 16 mm, 하이 컷 필터 파장 0.8 mm, 로우 컷 필터 파장 8 mm 로 측정했다. Wa 가 2.0 ㎛ 이하인 경우를 특히 우수한 내리징 특성으로 합격(◎), 2.0 ㎛ 초과 2.5 ㎛ 이하인 경우를 합격 (○), 2.5 ㎛ 초과인 경우를 불합격 (×) 으로 했다.

(5) 내식성

냉연 어닐링판으로부터, 60 × 100 mm 의 시험편을 채취하고, 표면을 ＃600 에머리 페이퍼에 의해 연마 마무리한 후에 단면부를 시일한 시험편을 제작하고, JIS H 8502 에 규정된 염수 분무 사이클 시험에 제공했다. 염수 분무 사이클 시험은 염수 분무 (5 질량% NaCl, 35 ℃, 분무 2 h) → 건조 (60 ℃, 4 h, 상대습도 40 %) → 습윤 (50 ℃, 2 h, 상대습도 ≥ 95 %) 을 1 사이클로 하여 8 사이클 실시했다.

염수 분무 사이클 시험을 8 사이클 실시 후의 시험편 표면을 사진 촬영하고, 화상 해석에 의해 시험편 표면의 녹 발생 면적을 측정하고, 시험편 전체 면적과의 비율로부터 녹 발생률 ((시험편중의 녹 발생 면적/시험편 전체 면적) × 100［%］) 을 산출했다. 녹 발생률이 25 % 이하를 합격 (○), 25 % 초과를 불합격 (×) 으로 했다.

상기 (1) ~ (5) 의 평가 결과를 표 2 에 병기한다.

표 2 를 통해, 발명예에서는 모두, 성형성 및 내리징 특성이 우수함과 함께 내식성에 대해서도 우수함을 알 수 있다.

한편, 비교예 No.25, No.26 은 C 함유량 또는 N 함유량이 적정 범위를 하회하기 때문에, C·N 농화립의 체적률이 저하되어 내리징 특성이 열등하다. 비교예 No.27 은 C 함유량 및 N 함유량이 적정 범위를 상회하기 때문에 C·N 농화립의 체적률이 적정 범위를 상회하고, 파단 연신율이 열등할 뿐만 아니라 내식성도 열등하다.

비교예 No.28 은 Si 함유량이 적정 범위를 상회하기 때문에, 파단 연신율이 열등할 뿐만 아니라 열연판 어닐링시에 마텐자이트상이 충분히 생성되지 않아 내리징 특성이 열등하다. 비교예 No.29 는 Mn 함유량이 적정 범위를 상회하기 때문에 내식성이 열등하다. 비교예 No.30 은 Cr 함유량이 적정 범위를 하회하기 때문에 내식성이 열등하다. 비교예 No.31 은 Cr 함유량이 적정 범위를 상회하기 때문에 C·N 농화립의 체적률이 적정 범위를 하회하여 내리징 특성이 열등하다.

또, 비교예 No.32 및 No.36 은 열연판 어닐링의 유지 온도 및 유지 시간이 적정 범위 밖이 되어, 열연판 어닐링에서 충분한 양의 마텐자이트상이 생성되지 않기 때문에 내리징 특성이 열등하다. No.33 및 No.37 은 열연판 어닐링의 유지 온도가 적정 범위를 하회하기 때문에, 냉연 어닐링판에서의 C·N 농화립의 체적률이 충분하지 않고, 내리징 특성이 열등하다.

비교예 No.34 및 No.38 은 냉연판 어닐링의 유지 온도가 적정 범위를 하회하기 때문에, 재결정이 충분하지 않아 경도가 높고, 파단 연신율이 열등하다. 비교예 No.35 및 No.39 에서는 냉연판 어닐링의 유지 온도가 적정 범위를 상회하기 때문에, 경질인 마텐자이트상이 생성되어 경도가 높고, 파단 연신율이 열등하다.

이상으로부터, 본 발명에 따르면, 우수한 내리징 특성 및 성형성을 갖고, 나아가서는 내식성도 우수한 스테인리스강이 얻어짐을 알 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명에 의해 얻어지는 페라이트계 스테인리스강은 장출을 주체로 한 프레스 성형품이나 높은 표면 미려성이 요구되는 용도, 예를 들어 주방 기구나 식기에 대한 적용에 특히 바람직하다.

Claims

질량% 로, C:0.005 ~ 0.025 %, Si:0.05 % 이상 0.25 % 미만, Mn:0.60 ~ 0.90 %, P:0.040 % 이하, S:0.010 % 이하, Cr:15.5 ~ 18.0 %, Ni:0.01 ~ 1.0 %, Al:0.001 ~ 0.10 % 및 N:0.005 ~ 0.025 % 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물의 성분 조성으로 이루어지고,
C 농도：2C_C 이상, N 농도：2C_N 이상 가운데, 어느 일방 또는 양방을 만족하는 페라이트 결정립이 조직 전체에 대한 체적률로 5 % 이상 20 % 이하이고,
비커스 경도가 180 이하이고,
압연 방향에 대해 직각 방향의 파단 연신율이 30 % 이상이고, 리징 높이가 2.5 ㎛ 이하인, 페라이트계 스테인리스강.
여기서, C_C 및 C_N 은 각각 C 및 N 의 강중 함유량 (질량%) 이다.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로 질량% 로, Cu:0.01 ~ 1.0 %, Mo:0.01 ~ 0.5 % 및 Co:0.01 ~ 0.5 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 페라이트계 스테인리스강.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로 질량% 로, V:0.01 ~ 0.25 %, Ti:0.001 ~ 0.10 %, Nb:0.001 ~ 0.10 %, Ca:0.0002 ~ 0.0020 %, Mg:0.0002 ~ 0.0050 %, B:0.0002 ~ 0.0050 % 및 REM:0.01 ~ 0.10 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 페라이트계 스테인리스강.
제 2 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 추가로 질량% 로, V:0.01 ~ 0.25 %, Ti:0.001 ~ 0.10 %, Nb:0.001 ~ 0.10 %, Ca:0.0002 ~ 0.0020 %, Mg:0.0002 ~ 0.0050 %, B:0.0002 ~ 0.0050 % 및 REM:0.01 ~ 0.10 % 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 페라이트계 스테인리스강.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 성분 조성으로 이루어지는 강 슬래브를 열간 압연하여 열연판으로 하는 공정과,
상기 열연판을 960 ℃ 이상 1050 ℃ 이하의 온도 범위에서 5 초 ~ 15 분간 유지하는 열연판 어닐링을 실시하여 열연 어닐링판으로 하는 공정과,
상기 열연 어닐링판을 냉간 압연하여 냉연판으로 하는 공정과,
상기 냉연판을 820 ℃ 이상 880 ℃ 미만의 온도 범위에서 5 초 ~ 5 분간 유지하는 냉연판 어닐링을 실시하는 공정을 구비하고,
C 농도：2C_C 이상, N 농도：2C_N 이상 가운데, 어느 일방 또는 양방을 만족하는 페라이트 결정립이 조직 전체에 대한 체적률로 5 % 이상 20 % 이하이고,
비커스 경도가 180 이하이고,
압연 방향에 대해 직각 방향의 파단 연신율이 30 % 이상이고, 리징 높이가 2.5 ㎛ 이하인, 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법.
여기서, C_C 및 C_N 은 각각 C 및 N 의 강중 함유량 (질량%) 이다.
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