KR20120063793A - 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페라이트계 스테인레스강 및 그 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명에 따른 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, 탄소(C): 0.02 이상 0.05 이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03 이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.5 이하, 망간(Mn): 0.01 이상 0.70 이하, 인(P): 0.001 이상 0.035 이하, 황(S): 0.001 이상 0.005 이하, 크롬(Cr): 12.0 이상 15.0 이하, 니켈(Ni): 0.001 이상 0.50 이하, 구리(Cu): 0.01 이상 0.50 이하, 티타늄(Ti): 0.01 이상 0.10 이하, 알루미늄(Al): 0.01 이상 0.15 이하, 주석(Sn): 0.001 이상 0.30 이하 및 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 오스테나이트 분율 γ(%)은 하기 식 1에 의하여 정의되고, 크롬(Cr)과 주석(Sn)은 하기 식 2를 만족한다.
식 1: γ(%)= 420 * C + 470 * N + 23 * Ni + 9 * Cu + 10 * Mn + 180 - 11.5 * Cr - 11.5 * Si - 12.0 * Mo -52.0 * Al
식 2: 12.5 ≤ (Cr + 5 * Sn)(wt%) ≤ 15.5

Description

가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강{Ferrite stainless-steel with good workability}
본 발명은 페라이트계 스테인레스강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면성상 및 내식성이 우수하여 향상된 가공성을 갖는 페라이트계 스테인레스강에 관한 것이다.
페라이트계 스테인레스강은 오스테나이트계 스테인레스강에 비해 가격이 저렴하고 열팽창률이 낮으며 표면광택, 성형성 및 내산화성이 양호하여 내열기구, 싱크대 상판, 외장재, 가전제품, 전자부품등에 널리 사용되고 있다. 페라이트계 스테인레스강의 냉연 박판의 경우 열간압연공정, 열간압연된 코일의 표면스케일을 제거하고 재료내부 응력을 제거하는 소둔산세공정, 냉간압연 및 광휘소둔공정을 통해 제조된다.
또한, 페라이트계 스테인레스강을 이용한 박판제품의 제조시 재료가 받는 소성변형 구간에 따라 리징(ridging) 및 스트레쳐 스트레인(stretcher strain) 등의 가공에 기인한 표면결함이 발생할 수 있으며, 연신율 열위에 따른 가공성 문제가 발생할 수 있다. 또한 Cr 16Wt% 이하 포함된 페라이트 스테인리스강의 내식성 열위에 따른 부식의 문제가 해당 제품 군의 주요 이슈라고 할 수 있다.
본 발명은 탄소(C), 질소(N), 주석(Sn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 함량 및 오스테나이트 분율(γ(%))를 조절하여 내로핑성, 내리징성 및 내식성이 우수하면서도 연신율 등 가공성을 향상시킬 수 있는 페라이트계 스테인레스강을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, 탄소(C): 0.02 이상 0.05 이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03 이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.5 이하, 망간(Mn): 0.01 이상 0.70 이하, 인(P): 0.001 이상 0.035 이하, 황(S): 0.001 이상 0.005 이하, 크롬(Cr): 12.0 이상 15.0 이하, 니켈(Ni): 0.001 이상 0.50 이하, 구리(Cu): 0.01 이상 0.50 이하, 티타늄(Ti): 0.01 이상 0.10 이하, 알루미늄(Al): 0.01 이상 0.15 이하, 주석(Sn): 0.001 이상 0.30 이하 및 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 오스테나이트 분율 γ(%)은 하기 식 1에 의하여 정의되고, 크롬(Cr)과 주석(Sn)은 하기 식 2를 만족한다.
식 1: γ(%)= 420 * C + 470 * N + 23 * Ni + 9 * Cu + 10 * Mn + 180 - 11.5 * Cr - 11.5 * Si - 12.0 * Mo -52.0 * Al
식 2: 12.5 ≤ (Cr + 5 * Sn)(wt%) ≤ 15.5
상기 탄소(C)와 질소(N)와의 관계가 하기의 식 3을 만족할 수 있다.
식 3: 0.025≤(C+N)(wt%)≤0.050
또한 크롬(Cr), 주석(Sn), 탄소(C) 및 질소(N)가 하기의 식 4을 만족할 수 있다.
식 4: 0.35≤(Cr+5*Sn)(C+N)(wt%) ≤0.80
또한 상기 오스테나이트 분율 γ(%)은 하기 식 5를 만족할 수 있다.
식 5: 30≤γ≤40
또한 상기 알루미늄(Al)과 상기 질소(N)의 비(Al/N)와 오스테나이트 분율(γ)의 관계가 하기의 식 6을 만족할 수 있다.
식 6: (Al/N)* γ ≤250
또한 냉연소둔후 상온에서의 압연직각방향의 연신율(%)과 냉연소둔재의 공식전위(mV vs AgCl)는 하기의 식 7을 만족할 수 있다.
식 7: 3300 ≤ (연신율(%)) * (공식전위(mV vs AgCl)).
또한, 냉연소둔후 상온에서의 압연직각방향의 연신율(%)과 크롬(Cr) 및 주석(Sn)은 하기의 식 8을 만족할 수 있다.
식 8: 1.9≤(연신율(%))*(Cr+5*Sn(wt%))≤2.7.
본 발명에 따르면 크롬(Cr) 및 주석(Sn)의 성분을 조절함으로써 내식성의 저감없이 연신률 등의 성형성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 탄소(C) 및 질소(N)의 성분을 조절함으로써 연신률의 저감없이 리징특성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 알루미늄(Al)량을 조절하여 스킨 패스공정을 추가함이 없이 스트레쳐 스트레인을 방지할 수 있고 연신된 개재물 수와 길이를 제어함으로써 슬리브(sliver) 결함발생을 예방할 수 있다.
즉, 탄소(C), 질소(N), 크롬(Cr), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 및 오스테나이트 분율(γ(%))을 최적으로 조절함으로써 내식성의 저감없이 성형성 및 내리징성을 개선할 수 있다.
도 1은 페라이트계 스테인레스강의 탄소(C), 질소(N), 주석(Sn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 함량 및 오스테나이트 분율(γ(%))를 조절하여 진공용해한 A~Q강의 성분계를 나타내는 표이다.
도 2는 냉연소둔재에 대해 최종소둔후 스킨패스 압연 1회후의 내스트레처 스트레인성, 내리징성, 상온연신율, 공식전위 측정 결과을 통하여, A~Q강의 합금성분에 따른 기계적 물성 및 표면성상에 미치는 결함요소(리징, 스트레처 스트레인), 내식성에 관한 평가결과를 나타내는 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인레스강의 냉연제품의 연신율과 소강성분과의 관계를 도식적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인레스강의 소강성분의 분포범위를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인레스강의 냉연제품의 공식전위(mV vs AgCl), 리징등급, 압연방향에 직각인 방향의 상온 연신율(%)를 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 페라이트계 스테인리스강은 중량%로, 탄소(C): 0.02 이상 0.05 이하, 질소(N): 0.01 이상 0.03 이하, 실리콘(Si): 0.01 이상 0.5 이하, 망간(Mn): 0.01 이상 0.70 이하, 인(P): 0.001 이상 0.035 이하, 황(S): 0.001 이상 0.005 이하, 크롬(Cr): 12.0 이상 15.0 이하, 니켈(Ni): 0.001 이상 0.50 이하, 구리(Cu): 0.01 이상 0.50 이하, 티타늄(Ti): 0.01 이상 0.10 이하, 알루미늄(Al): 0.01 이상 0.15 이하, 주석(Sn): 0.001 이상 0.30 이하 및 나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 이하 각 조성별로 상세히 설명한다.
탄소(C)의 양은 0.02wt% 내지 0.04wt% 이하이다. 강중 탄소(C)는 페라이트계 스테인레스강에 불가피하게 포함되는 불순물이지만, 강의 오스테나이트 안정화원소이기 때문에 오스테나이트 분율(γ(%))을 최대화하는 작용을 하여 로핑 및 리징을 억제하는 효과가 있다. 그러나 탄소가 과도하게 포함되는 경우 연신율을 저감시켜 제품의 가공성을 현저히 떨어뜨리기 때문에 0.1wt% 이하로 설정하되 바람직하게는 전술한 범위로 제한한다.
질소(N)의 양은 0.01wt% 내지 0.03wt% 이하이다. 강중 질소(N)는 탄소(C)와 동등하게 불순물원소로 존재하며 오스테나이트 분율을 증가시키는 역할을 하여 열간 압연시에 오스테나이트상을 석출시켜 재결정을 촉진시키는 역할을 하나 다량의 첨가는 가공성을 저해시킬 뿐만 아니라 냉연제품의 스트레처 스트레인의 원인이 되기 때문에 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
실리콘(Si)은 0.01wt% 내지 0.5wt% 이하를 포함한다. 실리콘은 강중에 포함되는 불가피한 불순물이지만 제강시 탈산제 역할로 첨가되는 원소로 페라이트 안정화원소로서 작용한다. 다만 실리콘이 강내에 다량 함유되면 재질의 경화를 일으켜 연성을 저하시키기 때문에 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
망간(Mn)의 양은 0.01wt% 내지 0.70wt% 이하이다. 망간(Mn)은 강중에 불가피하게 포함되는 불순물이지만 오스테나이트 안정화 원소로서 로핑 및 리징을 억제하는 역할을 한다. 하지만 다량으로 포함될 경우 용접시 망간계 퓸이 발생하며 MnS상 석출의 원인이 되어 연신율을 저하시킨다. 즉, 망간을 0.01wt% 이하를 포함하는 경우 로핑 및 리징 억제 작용이 떨어지게 되며, 0.70wt% 이상을 포함하는 경우 연신율을 저하시키게 된다.
인(P)의 양은 0.001wt% 내지 0.035wt% 이하이다. 인(P)은 강중에 포함되는 불가피한 불순물로 산세시 입계부식을 일으키거나 열간가공성을 저해시키기 때문에 그 함유량을 전술한 범위로 조절한다.
황(S)의 양은 0.001wt% 내지 0.005wt% 이하이다. 황(S)은 강중에 포함되는 불가피한 불순물로 결정입계에 편석되어 열간가공성을 저해시키기 때문에 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
크롬(Cr)의 양은 13.0wt% 내지 15.0wt% 이하이다. 크롬(Cr)은 강의 내식성을 향상시키기 위해 첨가하는 합금원소로 크롬의 임계함량은 12wt% 이다. 다만, 탄소 및 질소가 함유된 페라이트계 스테인레스강은 입계부식이 일어날 수 있으며 입계부식 가능성 및 제조단가 증가를 고려하여 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
니켈(Ni)의 양은 0.001wt% 내지 0.50wt% 이하이다. 니켈(S)은 구리(Cu), 망간(Mn)과 함께 오스테나이트 안정화 원소로 오스테나이트 분율을 증가시켜 로핑 및 리징을 억제하는 효과가 있으며 미량 첨가로 내식성을 향상시키는 역할을 하나 다량 첨가시 가공성 열화 및 제조단가 증가로 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
구리(Cu)의 양은 0.01wt% 내지 0.50wt% 이하이다. 구리(Cu)는 니켈(Ni), 망간(Mn)과 함께 오스테나이트 안정화 원소로 오스테나이트 분율을 증가시켜 로핑 및 리징을 억제하는 효과가 있으며 미량 첨가로 내식성을 향상시키는 역할을 하나 다량 첨가시 가공성 열화 및 제조단가 증가의 원인이 된다. 즉, 구리의 양이 0.01wt% 이하로 포함되는 경우 로핑 및 리징이 발현되고, 내식성이 떨어지는 원인이 되며, 0.50wt% 이상을 포함하는 경우 가공성이 떨어지게 된다.
티타늄(Ti)의 양은 0.01wt% 내지 0.10wt% 이하이다. 티타늄(Ti)은 주편조직의 등축정입도를 미세화시키는 역할을 하는 원소로 탄소, 질소등을 고정시켜 가공성을 향상시키는 역할을 하나 다량 첨가시 제조단가 증가 및 냉연스트립의 슬리브(sliver) 결함의 원인이 되기 때문에 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다.
알루미늄(Al)의 양은 0.01wt% 내지 0.15wt% 이하이다. 알루미늄(Al)은 제강시 탈산제로 첨가되는 합금성분이지만, 다량 첨가시 비금속개재물로 존재하여 냉연스트립의 슬리브(sliver) 결함의 원인이 되며 용접성 저하를 일으키기 때문에 그 함유량을 전술한 범위로 제한한다. 전술한 원소들을 제외한 페라이트계 스테인레스강의 나머지는 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다.
주석(Sn)의 양은 0.001wt% 내지 0.30wt% 이하이다. 주석(Sn)은 부동태피막의 성질을 개질하여 부동태피막의 안정성을 개선시킬 뿐만 아니라 부동태 피막 직하의 Sn농화층을 형성시켜 줌으로써 내식성을 향상시킨다. 단, 다량 함유하게 되면 성형성을 열위시키는 문제를 야기시킨다.
페라이트계 스테인레스강의 오스테나이트 분율(γ(%))은 아래 식 1과 같이 나타낼 수 있다.
식 1: γ(%) = 420 * C + 470 * N + 23 * Ni + 9 * Cu + 10 * Mn + 180 - 11.5 * Cr - 11.5 * Si - 12.0 * Mo - 52.0 * Al
오스테나이트 분율은 열연과정에서 델타(δ) 페라이트로부터 오스테나이트로 변태될 수 있는 분율을 의미한다.
한편, 본 발명의 페라이트계 스레인레스강은 다음의 조건들을 만족한다.
먼저, 크롬(Cr)과 주석(Sn)의 관계에 대하여 설명한다. 크롬(Cr)과 주석(Sn)은 다음의 식 2를 만족하도록 포함된다.
식 2: 12.5≤(Cr+5*Sn)(wt%)≤15.5
크롬(Cr)은 그 함량이 증가할수록 내식성이 증가한다. 즉 페라이트계 스테인리스강의 경우 충분한 내식성을 위하여 크롬을 16wt% 이상 포함하게 된다. 그러나 크롬 함량이 증가할수록 연신율이 저하되기 때문에 연신율을 신장시키기 위하여 15.5wt%이하로 조절하였다.
그러나 크롬 함량을 저감시키는 경우 내식성이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 이유로 주석을 첨가하여 내식성을 시켰다. (Cr+5*Sn)(wt%)가 12.5 이하인 범위에서는 내식성의 급격한 저하를 가져오며, 15.5 이상인 범위에서는 연신률의 저감으로 성형성 열위를 가져온다.
탄소(C)와 질소(N)의 관계에 대하여 설명한다. 탄소(C)와 질소(N)는 아래의식 3을 만족하여야 하며, 식 2 및 식 3에 의한 조건 하에서 식4를 만족한다.
식 3: 0.025 ≤ (C+N)(wt%) ≤ 0.050
식 4: 30 ≤ γ ≤ 40
통상 STS430강에서 크롬(Cr) 함량을 15.5wt% 이하로 합금설계 하였을 때 오스테나이트 분율(γ)이 45%이상으로 높아져 성형성 열위를 가져오기 때문에 γ 밸런스(balance)를 통상 STS430 강과 동등한 수준으로 형성할 수 있도록 (C+N)함량을 식 3과 같이 제한하였다. 즉, (C + N)이 0.025(wt%) 이하인 범위에서는 내리징성 열위를 가져오며 0.050이상 범위에서는 성형성 열위를 가져온다. 결과적으로 식 3에 의하여 크롬과 질소를 제어함으로써 성형성을 향상 시키고, 동시에 통상의 STS430강 수준의 내리징성을 확보할 수 있기 때문이다.
또한 크롬, 주석, 탄소 및 질소의 관계는 아래의 식 5를 만족하여야 한다. 즉, (Cr + 5 * Sn)과 (C+N)은,
식 5: 0.35≤(Cr+5*Sn)(C+N)≤0.80
의 조건을 만족하여야 한다. (Cr+5*Sn)(C+N)의 값이 0.35(wt%) 이하인 구간에서는 내식성과 내리징성이 열위해 지며, 0.8(wt%) 이상인 구간에서는 성형성이 열위되는 구간이다. 즉, 식 5의 조건을 만족하는 경우 내식성, 연신율을 동시에 개선할 수 있다.
또한 알루미늄(Al)과 질소(N)의 비(Al/N)와 오스테나이트 분율(γ)의 관계는 아래의 식 6을 만족하여야 한다.
식 6: (Al/N) * γ ≤ 250
알루미늄과 질소의 비(Al/N)를 3이상으로 유지하면서 γ 밸런스(balance)를 통상 STS430 강과 동등 수준으로 가져갈 수 있도록 설계한 합금계로 냉연 소둔후 1패스 조질압연(Skin Pass Mill)후에도 표면결함인 스트레쳐스트레인(stretcher strain)이 발생되지 않도록 한 합금설계 컨셉이다.
한편, 냉연소둔후 상온에서의 압연직각방향의 연신율(%)과 냉연소둔재의 공식전위(mV vs AgCl)의 관계식이 아래의 식 7을 만족하도록 한다.
식 7: 3300 ≤ (연신율(%)) * (공식전위(mV vs AgCl)).
(Cr+5*Sn)과 (C+N)함량을 상술한 식 2와 식 3의 범위 내로 제한함으로써 냉연소둔후의 연신율과 공식전위를 곱한 값을 3300이상으로 유지할 수 있다.
또한 냉연소둔후 상온에서의 압연직각방향의 연신율(%)과 (Cr+5*Sn)(wt%)의 관계식이 아래의 식 8을 만족하도록 한다.
식 8: 1.9 ≤ (연신율(%)) / (Cr + 5 * Sn(wt%)) ≤ 2.7.
(Cr+5*Sn)(wt%)에 대한 연신율(%)의 비가 1.9 이하인 영역에서는 가공성의 열위를 가져오게 되며, (Cr+5*Sn)(wt%)에 대한 연신율(%)의 비가 2.7 이상인 영역에서는 내식성 열위를 가져오게 된다. 즉, 식 8의 범위 내로 각 성분을 제어하는 경우 내식성, 성형성, 내리징성을 동시에 개선시키는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 비교예 및 실시예를 포함하는 각 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 비교예와 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 페라이트계 스테인레스강의 탄소(C), 질소(N), 주석(Sn), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 함량 및 오스테나이트 분율(γ(%))를 조절하여 진공용해한 A~Q강의 성분계를 나타내는 표이고, 도 2는 냉연소둔재에 대해 최종소둔후 스킨패스 압연 1회후의 내스트레처 스트레인성, 내리징성, 상온연신율, 공식전위 측정 결과을 통하여, A~Q강의 합금성분에 따른 기계적 물성 및 표면성상에 미치는 결함요소(리징, 스트레처 스트레인), 내식성에 관한 평가결과를 나타내는 표이다. 또한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인레스강의 냉연제품의 연신율과 소강성분과의 관계를 도식적으로 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인레스강의 소강성분의 분포범위를 나타내는 그래프이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인레스강의 냉연제품의 공식전위(mV vs AgCl), 리징등급, 압연방향에 직각인 방향의 상온 연신율(%)를 나타낸 그래프이다.
먼저 도 1에 도시된 바와 같은 각 성분의 함량을 조절한 A 내지 Q 실험강을 1,000~1,200℃의 온도범위에서 재가열한 후 조압연기와 연속마무리 압연기에 의해 800℃ 이상의 완료온도로 압연하여 열연판을 제조하였다. 다음으로 열연 상소둔(batch annealing), 냉간압연 및 냉연소둔을 차례로 실시하였다.
한편, 도 2에 도시된 리징 등급(Rt 기준)은 10㎛ 내지12㎛를 [1등급], 12㎛ 내지 14㎛를 [2등급], 14㎛ 내지 16㎛를 [3등급], 16㎛ 내지 18㎛를 [4등급], 18㎛~20㎛를 [5등급]으로 분류하였다.
도 1 및 도 2에서 M 내지 Q 실험강이 본 발명에 의한 실시예에 따른 페라이트 스테인리스강이며, 나머지 A 내지 L 강은 비교예의 실험강이다. 도 1 및 도 2의 실험결과를 통하여 본 발명에 의한 실시예는 내리징성을 가지며 연신율과 내식성이 우수한 냉연제품을 제공할 수 있음을 나타내고 있다.
M 내지 Q 강종은 크롬의 함량이 14 내지 14.5 wt% 범위에서 형성되고 있다. 크롬의 함량이 낮아짐에 따라 연신율 등 가공성의 향상을 기대할 수 있다. 즉 크롬의 함량을 낮춤에 따라서 도 3의 본 발명 이외의 영역으로부터 그래프 상부쪽으로 이동하여 연신율이 향상된다. 도 2의 연신율을 살펴보면, M~Q강종은 냉연소둔재(cold annealed strip)의 연신율이 29%이상임을 알 수 있다.
그러나 크롬의 함량 감소에 따라 내식성의 열위가 염려될 수 있다. 이러한 이유로 앞서 설명한 바와 같이 상술한 식 2의 조건을 만족하도록 주석의 함량을 증가시켰다. 즉, M 내지 Q 강종은 도 1에 도시된 바와 같이 (Cr + 5 * Sn)의 값이 14.5 내지 15.5의 범위에서 형성되어 있다. 또한 M 내지 Q 강종은 도 4에 도시된 바와 같이 식 3 내지 식 5를 만족하는 강종이다. 그 결과로 도 5에 도시된 바와 같이 M 내지 Q 강종은 내리징성이 1 내지 2 등급 이내이고, 공식전위(mV vs AgCl)가 120 이상범위를 가지며, 29% 이상의 연신율을 갖는 것을 알 수 있다.
이하에서는 각 비교예에 대하여 설명한다.
비교예 1인 A, D, K강은 냉연소둔재의 JIS 13B 인장시편을 이용하여 15% 연신후 표면조도를 측정한 결과 도 2에 도시된 바와 같이 내리징 등급이 4등급으로 양호하지 않음을 알 수 있었다.
비교예 2인 A, B, C, F, G, H, I, J, L강은 (C+N) 함량이 높은 실험강이다. 비교예 2의 실험강의 경우 앞서 설명한 바와 같이 (C + N)의 함량이 높아 연신율이 열위하게 된다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이 비교예 2의 실험강은 연신률이 최대 27에 머물며 29% 이상의 연신률을 갖는 실시예에 비하여 낮은 연신률을 갖고 있음을 알 수 있다.
비교예 3인 C, D, E강은 통상 STS430강에서 크롬(Cr)함량이 낮게 형성된 강을 나타내고 있다. 본 발명에서는 연실율 등 가공성을 위하여 크롬의 함량을 낮추면서 주석을 첨가하여 내식성을 유지하면서 연신율을 증가시킨다. 그러나 비교예 3의 경우 감소된 크롬 함량에도 불구하고 주석(Sn)이 첨가되지 않아 내식성에 있어서의 열위를 나타내고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 비교예 3의 C, D 및 E 강은 통상 STS430강 공식전위 수준인 100(mV vs AgCl)이하의 공식전위를 나타내고 있다.
결론적으로 본 발명에 따른 페라이트계 스테인리스강은 통상의 STS 430강에 비하여 크롬의 양을 줄여 연신율을 증가시키면서도, 주석을 더 포함하여 내식성을 STS 430강과 동등 이상의 수준으로 유지시키게 된다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 페라이트 스테인리스강 및 그 제조방법으로 구현될 수 있다.

Claims (7)

  1. wt%로,
    탄소(C): 0.02 이상 0.05 이하,
    질소(N): 0.01 이상 0.03 이하,
    실리콘(Si): 0.01 이상 0.5 이하,
    망간(Mn): 0.01 이상 0.70 이하,
    인(P): 0.001 이상 0.035 이하,
    황(S): 0.001 이상 0.005 이하,
    크롬(Cr): 12.0 이상 15.0 이하,
    니켈(Ni): 0.001 이상 0.50 이하,
    구리(Cu): 0.01 이상 0.50 이하,
    티타늄(Ti): 0.01 이상 0.10 이하,
    알루미늄(Al): 0.01 이상 0.15 이하,
    주석(Sn): 0.001 이상 0.30 이하 및
    나머지 철(Fe) 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
    오스테나이트 분율 γ(%)은 하식 식 1에 의하여 정의되고, 하기 식 2을 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    식 1: γ(%)= 420 * C + 470 * N + 23 * Ni + 9 * Cu + 10 * Mn + 180 - 11.5 * Cr - 11.5 * Si - 12.0 * Mo - 52.0 * Al
    식 2: 12.5 ≤ (Cr + 5 * Sn)(wt%) ≤ 15.5
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소(C)와 질소(N)와의 관계가 하기의 식 3을 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강.
    식 3: 0.025≤(C+N)(wt%)≤0.050
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    크롬(Cr), 주석(Sn), 탄소(C) 및 질소(N)가 하기의 식 4을 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강.
    식 4: 0.35≤(Cr+5*Sn)(C+N)(wt%) ≤0.80
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오스테나이트 분율 γ(%)은 하기 식 5를 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    식 5: 30≤γ≤40
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 알루미늄(Al)과 상기 질소(N)의 비(Al/N)와 오스테나이트 분율(γ)의 관계가 하기의 식 6을 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강.
    식 6: (Al/N)* γ ≤250
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    냉연소둔후 상온에서의 압연직각방향의 연신율(%)과 냉연소둔재의 공식전위(mV vs AgCl)는 하기의 식 7을 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강.
    식 7: 3300 ≤ (연신율(%)) * (공식전위(mV vs AgCl)).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    냉연소둔후 상온에서의 압연직각방향의 연신율(%)과 크롬(Cr) 및 주석(Sn)은 하기의 식 8을 만족하는 가공성이 우수한 페라이트계 스테인레스강.
    식 8: 1.9≤(연신율(%))*(Cr+5*Sn(wt%))≤2.7.
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