KR20180017220A

KR20180017220A - 내산화성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스 강판

Info

Publication number: KR20180017220A
Application number: KR1020187003512A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 이노우에; 준이치 하마다; 노리히로 간노; 신이치 데라오카
Original assignee: 닛폰 스틸 앤드 스미킨 스테인레스 스틸 코포레이션
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2018-02-20
Also published as: EP2617854B1; CN103097564A; JP5709875B2; KR20150119496A; CN103097564B; KR20130060290A; EP2617854A1; JPWO2012036313A1; EP2617854A4; KR102065814B1; US20130149187A1; KR20150140423A; WO2012036313A1

Abstract

배기계 부품 용도에 최적인, 저비용이면서 내산화성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스 강판이며, 질량％로, C:0% 초과 0.015％ 이하, N:0% 초과 0.020％ 이하, P:0.04％ 이하, S:0.001％ 이하, Si:0.3 내지 1.5％ 이하, Mn:0.3 내지 0.7％ 이하, Cr:11.0 내지 17.0％、Cu:0.8 내지 1.5％、Ni:0.05 내지 1.0％、V:0% 초과 0.5％ 이하, Al:0.01 초과 내지 0.1％、Ti:10(C+N) 내지 0.3의 범위 내에서, 하기 수학식 1로 규정되는 γ값이 35이하로 되도록 서로 원소량의 조정을 행한 원소를 함유하는 내열성 및 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.

Description

내산화성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스 강판 {HEAT-RESISTANT FERRITE-TYPE STAINLESS STEEL PLATE HAVING EXCELLENT OXIDATION RESISTANCE}

본 발명은, 특히 고온 강도나 내산화성이 필요한 배기계 부재 등의 사용에 최적인 내산화성이 우수한 내열성 페라이트계 스테인리스 강판에 관한 것이다.

자동차의 배기 매니폴드, 프론트 파이프 및 센터 파이프 등의 배기계 부재는, 엔진으로부터 배출되는 고온의 배기 가스를 통과시키기 때문에, 배기 부재를 구성하는 재료에는 내산화성, 고온 강도, 열 피로 특성 등 다양한 특성이 요구된다.

종래, 자동차 배기 부재 중에서 배기 매니폴드(exhaust manifold)에는 주철이 사용되는 것이 일반적이었지만, 배기 가스 규제의 강화, 엔진 성능의 향상, 차체 경량화 등의 관점으로부터, 스테인리스강제의 배기 매니폴드가 사용되게 되었다. 배기 가스 온도는 차종이나 엔진 구조에 따라 다르지만, 600 내지 800℃ 정도가 많고, 이러한 온도 영역에서 장시간 사용되는 환경에 있어서 높은 고온 강도, 내산화성을 갖는 재료가 요망되고 있다.

스테인리스강 중에서 오스테나이트계 스테인리스강은, 내열성이나 가공성이 우수하지만, 열팽창 계수가 크기 때문에, 배기 매니폴드와 같이 가열·냉각을 반복해 받는 부재에 적용했을 경우, 열 피로 파괴가 발생하기 쉽다.

한편, 페라이트계 스테인리스강은, 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 열팽창 계수가 작기 때문에, 열 피로 특성이나 내 스케일 박리성이 우수하다. 또한, 오스테나이트계 스테인리스강에 비해, Ni를 함유하지 않기 때문에 재료 비용도 저렴하여, 범용적으로 사용되고 있다. 단, 페라이트계 스테인리스강은, 오스테나이트계 스테인리스강에 비해, 고온 강도가 낮기 때문에, 고온 강도를 향상시키는 기술이 개발되어 왔다. 예를 들어, SUS430J1L(Nb 첨가강), Nb-Si 첨가강, SUS444(Nb-Mo 첨가강)이 있으며, 모두 Nb 첨가가 전제로 되어 있다. 이것은, Nb에 의한 고용 강화 혹은 석출 강화에 의해 고온 강도를 높게 하는 것이었다.

그런데, Nb 첨가 강은 제품판의 경질화, 신장의 저하, 딥드로잉성의 지표가 되는 r값이 낮다는 과제도 있다. 이것은, 고용 Nb나 석출 Nb의 존재에 의해 상온에 있어서의 경질화나 재결정 집합 조직의 발달이 억제됨으로써, 배기 부품을 성형할 때의 프레스성, 형상 자유도를 저해하는 것이다. 또한, Nb는 원료 비용이 높아, 제조 비용도 상승하기 때문에, Nb 이외의 첨가 원소에 의해 고온 특성을 확보할 수 있으면 Nb 첨가량을 억제할 수 있어, 저비용으로 가공성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스 강판을 제공하는 것이 가능하게 된다. SUS444에 첨가되어 있는 Mo는 합금 비용이 높기 때문에, 부품 비용이 현저하게 상승하는 과제도 발생한다.

특허문헌 1 내지 6에 Cu 첨가에 관한 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 1은, Cu 첨가는 저온 인성 향상을 위하여 0.5％ 이하의 첨가가 검토되고 있으며, 내열성의 관점으로부터의 첨가는 아니다. 특허문헌 2는, 강의 내식성 및 내후성을 높이는 작용을 이용한 기술이며, 내열성의 관점으로부터의 첨가는 아니다. 특허문헌 3 내지 6은, Cu 석출물에 의한 석출 경화를 이용하여 600℃ 혹은 700 내지 800℃의 온도 영역에 있어서의 고온 강도를 향상시키는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2006-37176호 공보 특허 제3446667호 공보 국제 공개 WO2003/004714호 공보 특허 제3468156호 공보 특허 제3397167호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-240143호 공보

발명자들은, Nb을 무첨가로 하는 강 성분에 있어서, Cu 첨가하여 Cu 석출물의 미세 분산에 의한 고온 강도를 향상시키는 검토를 행해 왔다. 또한, 내열강판에 있어서, 중요한 내산화성에 대해서도 상세한 검토를 행해 왔다. 그 결과, Cu를 많이 첨가하는 강에 있어서는, 첨가하지 않는 강에 비해, 900℃를 초과하는 영역에서 내산화성이 지극히 저하하는 예가 나타난다. 특히, 저Cr 강에 그런 경향이 나타난다.

배기계 부재에서는, 비정상 상태이면서도 배기 가스 온도가 상승할 가능성도 있어, 900 ℃ 초과에서도 안정된 내산화성을 보유할 수 있는 쪽이 바람직하다. 또한, 강도가 그 만큼 요구되지 않는 부재로서도 사용 가능해진다.

이상으로부터, 본 발명에서는, Cu 첨가 강의 내산화성을 개선하여, 내산화성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는, 저비용 재로 내열 재료를 제공하는 것을 목적으로, 고가인 Nb, Mo의 첨가를 최대한 억제하고, 비교적 저렴한 Cu를 이용하여, 배기 부품용으로 적절하게 사용할 수 있는 새로운 페라이트계 스테인리스 강판을 상세하게 검토했다. 그 결과, 내열성이 우수한 Cu 첨가 페라이트계 스테인리스강을 발명하여, 이미 출원하고 있다(일본 특허 출원 제2010-055944호, 일본 특허 출원 제2010-072889호).

본 발명은 또한, 내산화성에 대해서도 자세한 검토를 행한 결과, Cu 첨가의 저Cr 강의 경우, 900℃를 초과하는 온도 영역에서 내산화성이 급격하게 열화하는 현상이 일어나는 것을 발견했다. 또한, 이 현상이 산화 스케일 바로 아래의 γ상의 생성과 상관이 있으며, γ상이 생성됨으로써 내산화성이 저하하는 경향이 있는 것을 발견했다. 그러나, γ상이 생성되어도 소량이라면, 충분한 내산화성을 유지할 수 있는 것도 판명되었다. 이들 새로운 지식을 기초로, 여러가지 합금 성분의 첨가를 검토한 결과, 하기 수학식 1에서 규정되는 γ값과 내산화성에는 상관이 있는 것을 발견했다.

상기 수학식 1은, γ상의 안정도를 평가하는 식인 Castro의 식(하기 수학식 2)을 기초로 한 것이다. 수학식 2에서는 탄소, 질소가 직접 γ상의 안정화에 영향을 미친다고 하고 있다. 한편, 본 발명이 대상으로 하는 고순도 페라이트계 스테인리스강에 있어서는, 1000℃ 이하에서는 탄소, 질소가 Ti에 의해 탄질화물로서 거의 고정되어 있기 때문에, γ안정도에는 직접 기여하지 않는다. 그리고 Ti가 미치는 영향은 Ti 중에서 탄질화물로서 고정되어 있지 않은 부분으로 한정된다. 따라서, 이상과 같은 사고 방식에 기초하여 수학식 2를 변형하여, 상기 수학식 1을 유도했다.

상기 수학식 1은, 고순도 페라이트계 스테인리스강의 900℃ 내지 1000℃에 있어서의 γ상의 생성의 용이성을 나타내는 지표이며, 숫자가 커질수록 γ상의 생성이 용이해지는 경향에 있다. 이 수학식 1에 따라, γ 값이 일정치(35) 이하이면, 930℃에서도 이상 산화 및 스케일 박리가 일어나지 않게 되어, 내산화성이 현저하게 개선된다. 즉, 이 식을 따라, 합금 성분을 상호 조정함으로써, Cu 첨가에 의한 고온 강도의 향상을 유지하면서, 내산화성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스강을 얻는 것이 가능해 졌다.

본 발명은 상기 지식에 기초해서 이루어진 것이며, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 질량％로, C:0% 초과 0.015％ 이하, N:0% 초과 0.020％ 이하, P:0.04％ 이하, S:0.01％ 이하, Si:0.3 내지 1.5％、Mn:0.3 내지 0.7％、Cr:11.0 내지 17.0％、Cu:0.8 내지 1.5％、Ni:0.05 내지 1.0％、V:0% 초과 0.5％ 이하, Al:0.01 내지 0.1％、Ti:10(C+N) 내지 0.3％의 범위 내에서,

하기 수학식 1에서 규정되는 γ 값이 35 이하로 되도록 서로 원소량의 조정을 행한 원소를 함유하고,

잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내열성 및 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.

[수학식 1]

(2) 또한, 질량％로, Nb:0.001 내지 0.3％、Mo:0.01 내지 0.5％、B:0.0003 내지 0.0050％를 1종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 내열성 및 내산화성이 우수한 (1) 기재의 페라이트계 스테인리스 강판.

(3) 또한, 질량％로, Zr:1.0％ 이하, Sn:1.0％ 이하, Co:0.5％ 이하를 1종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 내열성 및 내산화성이 우수한 (1) 또는 (2) 기재의 페라이트계 스테인리스 강판.

본 발명에 의하면 고가인 Nb, Mo를 첨가하지 않아도 내산화성이 우수한 내열 페라이트계 스테인리스 강판이 얻어지고, 특히 자동차나 보일러 등의 배기계 부재에 적용함으로써, 환경 대책이나 부품의 저비용화 등에 큰 효과가 얻어진다.

여기서, 하한의 규정이 없는 것에 대해서는, 불가피적 불순물 레벨까지 포함하는 것을 나타낸다. 이하에 본 발명의 한정 이유에 대해서 설명한다. ％는 질량％를 의미한다.

C는, 성형성과 내식성을 열화시켜, 고온 강도의 저하를 초래하기 때문에, 그 함유량은 적을수록 좋기 때문에, 0% 초과 0.015％ 이하로 했다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용이 증가하고, 내산화성도 고려하면, 0.002 내지 0.010％가 바람직하다.

N은 C와 마찬가지로, 성형성과 내식성을 열화시켜, 고온 강도의 저하를 초래하기 때문에, 그 함유량은 적을수록 좋기 때문에, 0% 초과 0.020％ 이하로 했다. 또한, 과도한 저감은 정련 비용이 증가하고, 내산화성도 고려하면, 0.002 내지 0.015％가 바람직하다.

P는, 강 중에 불가피하게 포함되는 성분이지만, 0.04％를 초과하여 함유하면 인성이 저하하기 때문에 0.04％를 상한으로 했다.

S는, 강 중에 불가피하게 포함되는 성분이지만, 본 발명에서는 0.01％를 초과하여 함유하면 CaS가 생성되기 쉽기 때문에, 0.01％를 상한으로 한다. 또한, S를 0.0005％ 미만으로 하는 것은 제강 비용의 상당한 증대를 초래하기 때문에, 0.0005％를 하한으로 하는 것이 바람직하다.

Si는 내산화성을 향상시키는 원소이며, 페라이트 안정화 원소이므로, 본 발명에서는 필수이며, 적극적으로 첨가한다. 0.3％ 이상에서 그 효과를 발휘한다. 또한, 1.5％를 초과하면 가공성이 현저하게 저하하는 동시에, 스케일 박리를 촉진시키므로, 1.5％를 상한으로 한다. 가공성과 내산화성의 밸런스를 고려하면, 0.4％ 내지 1.0％가 보다 바람직하다.

Mn은, 내산화성을 향상시키는 원소, 특히 스케일 박리성을 개선하는 원소이며 본 발명에서는 필수 원소이다. 그러나, 산화 증량을 증가시키는 효과를 갖기 때문에, 과잉으로 첨가하면 이상 산화가 일어나기 쉬워진다. 또한, 오스테나이트 형성 원소이기 때문에, 본 발명에서는, 그 적정 범위는, 0.3 내지 0.7％로 한다. 가공성을 고려하면, 0.3 내지 0.6％가 보다 바람직하다.

Cr은, 본원 발명에 있어서, 내산화성이나 내식성 확보를 위하여 필수적인 원소이다. 11.0％ 미만에서는, 그 효과는 발현하지 않기 때문에 하한을 11.0％로 한다. 또한, Cr는, 페라이트 안정화 원소이다. 17.0％를 초과하면, Cr양에 의해 α상이 안정되기 때문에, 각 원소의 상호 조정의 필요성이 없어져, 본 발명의 Cr양의 상한은, 17.0％로 한다. 즉, 본 발명은, 저Cr 강일수록 그 효과를 발휘하는 것이다. 바람직한 범위는 12.0％ 내지 15.0％이다.

Cu는, 고온 강도, 특히, 600 내지 800℃ 정도의 중간 온도 영역에 있어서의 고온 강도 향상에 유효한 원소이다. 이것은, 상기 온도 영역에 있어서의 Cu 석출물의 생성에 의한 석출 강화가 주된 요인이다. 또한, 900℃ 초과에 있어서도 어느 정도의 강도 향상 효과를 갖는다. 이 효과는 0.8％ 이상에서 발현하기 때문에, 하한을 0.8％로 했다. 또한, 1.5％를 초과해서 첨가하면, 내산화성, 가공성이 열화하기 때문에, 상한을 1.5％로 했다. 고온 강도와 내산화성, 가공성의 밸런스를 고려하면, 1.0 내지 1.4％가 바람직하다.

Ni는, 내식성 및 내고온 염해성을 향상시키는 원소이며, 0.05％ 이상의 첨가로 그 효과가 발현된다. 그러나, 오스테나이트 안정화 원소이기 때문에, 과잉된 첨가는 내산화성을 저하시키므로, 1.0％를 상한으로 한다. 가공성을 고려하면, 미량 첨가가 바람직하고, 0.05 내지 0.50％가 보다 적합하다.

V는, 페라이트 안정화 원소이기 때문에 첨가한다. 그러나, 0.5％를 초과하면 열연판 인성이 저하하므로, 0.5％를 상한으로 한다. 제강 비용이나 가공성을 고려하면, 0.03％ 내지 0.5％가 바람직하다.

Al은, 탈산 원소로서 첨가되는 것 외에, 내산화성을 향상시키기 위해서 필요에 따라 첨가하는 원소이다. 또한, 페라이트 안정화 원소이며, 내산화성을 향상시킨다. 과도한 첨가는 경질화하여 균일 신장을 현저하게 저하시키는 것 외에, 인성이 현저하게 저하되기 때문에, 상한을 0.1％로 했다. 또한, 표면 흠집의 발생이나 용접성, 제조성을 고려하면, 0.01 내지 0.05％가 바람직하다.

Ti는, C, N과 결합하여 내식성, 내입계 부식성, 상온 연성이나 딥드로잉성을 향상시키는 원소이다. 특히, 본 발명의 강판이 사용되는 배기계 부재 등에서는 통상, 용접 구조물이기 때문에, 내입계 부식성은 필수적이며, Ti 첨가량은 중요하다. 이들의 효과는 10(C+N)％ 이상에서 발현하기 때문에, 10(C+N)％를 하한으로 했다. 또한, 한편, 0.3％ 초과 첨가하면 내산화성이 저하하기 때문에, 0.3％를 상한으로 했다. 가공성이나 제조성을 고려하면, 10(C+N) 내지 0.25％가 바람직하다.

이들의 합금 원소의 범위 내에 있어서, 내산화성을 향상시키기 위해서는, 하기 수학식 1로 나타내어지는 γ값이 35 이하가 되도록 각 원소의 상호 조정을 행할 필요가 있다. 35를 초과하면 900℃를 초과하는 고온 영역에서 스케일 아래에 γ상이 형성되기 쉬워지고, 이상 산화가 일어나기 쉬워져, 바람직하지 않다. 또한, 불가피적 불순물의 효과는 제로로 하고 있다. 수학식 1을 유도한 근거는 전술한 바와 같다.

[수학식 1]

본 발명에서는, 용도, 특성에 따라, 이하의 원소를 첨가해도 된다.

Nb는, 고가이지만, 고온 강도를 향상시키는 원소이며, 페라이트 안정화 원소이기도 하므로, 미량이라도 첨가하면 내열성 및 내산화성을 향상시킬 수 있다. 그 효과는, 0.001％ 이상에서 발현한다. 0.3％ 초과 첨가하면, Fe₂Nb가 조대 생성해 버려, 고온 강도 향상 효과가 작아지기 때문에, 상한을 0.3％로 한다.

Mo도, 고가이지만, 고온 강도를 향상시키는 원소이며, 페라이트 안정화 원소이기도 하므로, 미량이라도 첨가하면 내열성 및 내산화성을 향상시킬 수 있다. 그 효과는, 0.01％ 이상에서 발현한다. 0.5％ 초과 첨가하면, 고온 강도 향상 효과가 작아지기 때문에, 상한을 0.5％로 한다.

B는, 제품의 프레스 가공시의 2차 가공성을 향상시키는 원소이며, 이 효과가 0.0003％로부터 작용하기 때문에, 하한을 0.0003％로 했다. 과도한 첨가는 경질화나 Cr과 B의 석출물 생성에 의한 입계 부식이 문제가 된다. 또 용접 균열도 문제가 되기 때문에, 0.0050％를 상한으로 했다. 또한, 제조성을 고려하면, 0.0003 내지 0.0015％가 바람직하다.

Zr은, Ti보다 강력한 탄질화물 형성 원소이다. 보다 고온까지 탄질화물을 고정할 수 있기 때문에, 오스테나이트상 안정성을 저하시키는 효과를 기대할 수 있다. 그러나, 과잉의 첨가는 제조성의 저하를 초래하기 때문에, 그 상한을 1.0 ％로 한다.

Sn은 원자 반경이 크고 고온에서의 고용 강화에 유효한 원소이면서, 상온의 기계적 특성의 저하가 작기 때문에, 필요에 따라 첨가하는 원소이다. 그러나, 과잉으로 첨가하면, 제조성이나 용접성이 저하하기 때문에, 그 상한은 1.0％로 한다.

Co은 고온 강도를 향상시키는 원소이지만, 과잉으로 첨가하면 제조성이 저하하기 때문에, 그 상한을 0.5％로 한다.

다음에 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 강판의 제조 방법은, 제강-열간 압연-산세-냉간 압연-어닐링·산세의 각 공정으로 이루어진다. 제강에 있어서는, 상기 필수 성분 및 필요에 따라 첨가되는 성분을 함유하는 강을, 전로 용제하고 이어서 2차 정련을 행하는 방법이 적합하다. 용제한 용강은, 공지의 주조 방법(연속 주조)에 따라서 슬래브로 한다. 슬래브는, 소정의 온도로 가열되고, 소정의 판 두께로 연속 압연으로 열간 압연된다. 냉간 압연 조건에 대해서, 스테인리스 강판의 냉간 압연은, 통상, 젠지미어 압연기에서 리버스 압연되거나, 탠덤식 압연기에서 일방향 압연되는 것이다. 본 발명에서는 어느 압연 방법을 채용해도 상관없지만, 탠덤식 압연은 젠지미어 압연에 비해 생산성에 있어서도 우수한 것 외에, 가공성의 지표인 r값을 높게 하기 때문에, 롤 직경이 400㎜ 이상의 탠덤식 압연기에서 냉간 압연을 실시하는 쪽이 바람직하다.

생산성의 관점으로부터, 페라이트계 스테인리스 강판의 제조에 있어서 통상 실시되는 열연판 어닐링을 생략하는 것이 바람직하지만, 열연판 어닐링해도 상관없다.

다른 공정의 제조 방법에 대해서는 특별히 규정하지 않지만, 열연 조건, 열연판 두께, 냉연판 어닐링 온도, 분위기 등은 적절하게 선택하면 된다. 또한, 냉연·어닐링 후에 조질 압연이나 텐션 레벨러를 부여해도 상관없다. 또한, 제품판 두께에 대해서도, 요구 부재 두께에 따라 선택하면 된다.

[실시예]

표 1에 나타내는 성분 조성의 강을 용제하여 슬래브로 주조하고, 슬래브를 열간 압연하여 5㎜ 두께의 열연 코일로 했다. 그 후, 열연 코일을 산세하여, 2mm 두께까지 냉간 압연하고, 어닐링·산세를 실시하여 제품판으로 했다. 냉연판의 어닐링 온도는, 결정립도 번호를 6 내지 8 정도로 하기 위해서, 850 내지 1000℃로 했다. 어닐링 시간은 120초이다. 표 중의 No.1 내지 15는 본 발명 강, No.16 내지 39는 비교 강이다. 또한, No.1A 강, No.2A 강은 각각 No.1 강, No.2 강과 동 성분의 강으로, 열간 압연 후, 850 내지 1000℃、120초의 열연판 어닐링을 행하고, 그 후, 다른 강과 마찬가지로 산세하고, 또한, 냉간 압연, 어닐링, 산세를 행하여, 제품판으로 한 것이다. 이와 같이 하여 얻어진 제품판으로부터, 고온 인장 시험편을 채취하고, 800℃ 및 900℃에서 인장 시험을 실시하여, 0.2％ 내력을 측정했다(JISG0567에 준거). 여기서, 배기 매니폴드용 강으로서 현재 가장 범용으로 사용되고 있는 0.4Nb-1Si 강과 거의 동등 레벨이다, 800℃에서 25MPa, 900℃에서 15MPa를 합격 기준으로 했다.

또한, 내산화성의 시험으로서, 대기중 900℃ 및 930℃에서 200시간의 연속 산화 시험을 행하여, 이상 산화의 발생 유무를 평가했다(JISZ2281에 준거). 또한, 상온의 가공성으로서, JIS13호 B 시험편을 제작하고 압연 방향의 인장 시험을 행하여, 파단 연신을 측정했다. 여기에서도, 기존 0.4Nb-1Si 강과 거의 동등 레벨인 32％를 합격 기준으로 했다.

또한, 용접부의 내 입계 부식성을 밝히기 위해서, TIG 용접법에 의한 티그(tig) 용접을 행한 후, 스트라우스 시험을 행하여, 입계 부식의 유무를 검토했다.

시험 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 성분 조성을 갖는 강은, 고온 강도, 내산화성, 상온 신장, 내입계 부식성에 전혀 문제가 없으며, 우수한 특성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.

이들에 대하여, 비교 강의 No.16, 17에서는, 각 성분 원소는 본 발명 범위에서 있으면서, γ값이 35를 초과하고 있기 때문에, 930℃에서의 이상산화가 발생하여, 내산화성이 떨어진다. No.18, 19 강은, 각각 C과 N이 상한을 벗어나, 고온 강도, 내산화성, 가공성이 떨어진다. No.20 강은, Si가 부족하여, 내산화성이 떨어진다. No.21 강은, Si가 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.22는, Mn 첨가량이 적어, 내산화성이 떨어진다. No.23 강은, Mn이 과잉으로 첨가되어 있어, 내산화성과 가공성이 떨어진다. No.24는, P가 과잉으로 첨가되어 있어, 인성이 열위이며, 강판 제조 단계에서 열연판에 미소 균열이 관찰되었다. No.25 강은 S가 과잉으로 첨가되어 있어, 내식성 열화 원인인 CaS의 생성이 확인되었다. No.26 강은, Cr양이 적기 때문에 고온 강도가 낮은 동시에 내산화성도 떨어진다. No.27 강은, Cu 첨가량이 적어, 고온 강도가 떨어진다. No, 28 강은 Cu가 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.29 강은, Ni가 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.30 강은, V가 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.31 강은, Al이 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.32 강은, Ti 첨가량이 적어, 내입계 부식성이 떨어진다. No.33 강은 Ti가 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.34 강은 Nb이 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.35 강은, Mo가 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어진다. No.36 강은, B이 과잉으로 첨가되어 있어, 가공성이 떨어지는 동시에, 내입계 부식성도 떨어진다. No.37 , 38, 39 강은, 각각, Zr, Sn, Co가 과잉으로 첨가되어 있지만, 이들 강은, 가공성이 떨어지는 동시에, 강판 제조시에 열연판에 미소 균열이 관찰되어, 제조성이 떨어지는 것을 알았다.

이상의 설명으로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에 따르면 Nb나 Mo와 같은 고가인 합금 원소를 다량으로 첨가하지 않더라도 내산화성이 우수한 내열 스테인리스 강판을 제공할 수 있으며, 특히 배기 부재에 적용함으로써, 부품 비용의 저감이나 경량화에 의한 환경 대책 등 사회적 기여는 각별히 크다.

Claims

질량％로,
C:0% 초과 0.015％ 이하
N:0% 초과 0.020％ 이하
P:0.04％ 이하
S:0.01％ 이하
Si:0.3 내지 1.5％
Mn:0.3 내지 0.7％
Cr:11.0 내지 17.0％
Cu:0.8 내지 1.5％
Ni:0.05 내지 1.0％
V:0% 초과 0.5％ 이하
Al:0.01 내지 0.1％
Ti:10(C+N) 내지 0.3％
Nb: 0.001 내지 0.15%
의 범위내에서, 하기 수학식 1로 규정되는 γ값이 35 이하로 되도록 서로 원소량의 조정을 행한 원소를 함유하고,
잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 내열성 및 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.
[수학식 1]
제1항에 있어서,
질량％로,
Mo:0.01 내지 0.5％
B:0.0003 내지 0.0050％
를 1종 이상 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 내열성 및 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.
제1항에 있어서,
질량％로,
Zr:1.0％ 이하
Sn:1.0％ 이하
Co:0.5％ 이하
를 1종 이상 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 내열성 및 내산화성이 우수한 페라이트계 스테인리스 강판.