KR101379063B1 - Lean duplex stainless steel and manufacturing method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고연성, 고강도의 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.08 이하, Si : 0 초과 ~ 0.5 이하, Mn : 4 ~ 6, Cr : 19 ~ 23, Ni : 0 초과 ~ 0.3 이하, N : 0.18 ~ 0.40, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 하기 식으로 정의되는 N의 분배계수가 0.24~0.29의 범위이고, Mn의 분배계수가 0.65~0.80의 범위를 만족한다.
N의 분배계수(KN) = 페라이트에 농화된 N 농도/오스테나이트에 농화된 N 농도
Mn의 분배계수(KMn) = 페라이트에 농화된 Mn 농도/오스테나이트에 농화된 Mn 농도The present invention relates to a high ductility, high strength lean duplex stainless steel and a method for producing the same. Lean duplex stainless steel according to the present invention is in weight%, C: greater than 0 to 0.08 or less, Si: greater than 0 to 0.5 or less, Mn: 4 to 6, Cr: 19 to 23, Ni: greater than 0 to 0.3 or less, N : 0.18-0.40, remainder Fe and other unavoidable impurities, the partition coefficient of N defined by the following formula is in the range of 0.24-0.29, and the partition coefficient of Mn satisfies the range of 0.65-0.80.
Partition coefficient of N (KN) = N concentration concentrated in ferrite / N concentration concentrated in austenite
Partition coefficient of Mn (KMn) = Mn concentration concentrated in ferrite / Mn concentration concentrated in austenite
Description
본 발명은 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고강도, 고연성의 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lean duplex stainless steel and a method of manufacturing the same, and more particularly to a high strength, high-ductility lean duplex stainless steel and a method of manufacturing the same.
일반적으로 가공성과 내식성이 양호한 오스테나이트계 스테인리스강은 철(Fe)을 소지금속으로 하여 Cr, Ni을 주원료로 함유하고 있다. 그리고, 오스테나이트계 스테인리스강은 Mo 및 Cu 등의 기타 원소들을 첨가시켜 각종 용도에 맞는 다양한 강종으로 개발되고 있다.In general, austenitic stainless steel having good workability and corrosion resistance contains iron (Fe) as a base metal and contains Cr and Ni as main raw materials. In addition, austenitic stainless steels have been developed into various steel types suitable for various applications by adding other elements such as Mo and Cu.
이러한 오스테나이트계 스테인리스 강종은 내식성 및 내공식성이 우수한 강종으로서, 저탄소이면서 중량%로 8% 이상의 Ni 성분을 함유하고 있다. 이 때문에 Ni 가격 상승에 따른 원가의 변동폭이 커서 가격이 불안정하여 경쟁력이 떨어진다는 문제점이 있다. 따라서, 이를 보완하기 위하여 Ni 함량을 낮추면서 오스테나이트계 스테인리스 강종과 동등 이상의 내식성을 확보할 수 있는 새로운 강종의 개발이 필요하다.These austenitic stainless steels are steel grades excellent in corrosion resistance and corrosion resistance, and contain 8% or more of Ni component by weight in terms of low carbon. For this reason, there is a problem in that the price is unstable due to the large fluctuation in cost caused by the rise in Ni price, resulting in inferior competitiveness. Therefore, in order to compensate for this, it is necessary to develop a new steel grade that can secure corrosion resistance equal to or higher than that of the austenitic stainless steel grade while lowering the Ni content.
이에 따라, 오스테나이트 상과 페라이트 상의 혼합물로 구성되는 미세조직을 가지는 스테인리스강인 듀플렉스 스테인리스강은, 오스테나이트계와 페라이트계의 특징을 모두 나타낸다. 현재까지 다양한 듀플렉스 스테인리스강이 제안되어 왔으며, 일례로 미국 특허 제5624504호 및 제6096441호 등이 있다. 고내식 환경에서 사용되는 듀플렉스 스테인리스강 중 하나는 명목상 22%Cr, 5.5%Ni, 3% Mo, 0.16%N 성분으로 구성된 Allegheny Ludlum의 Al2205(UNS S 31803 또는 S32205)가 있다.Accordingly, the duplex stainless steel, which is a stainless steel having a microstructure composed of a mixture of an austenite phase and a ferrite phase, exhibits both the austenitic and ferritic characteristics. Various duplex stainless steels have been proposed to date, and examples thereof include US Pat. Nos. 5,624,504 and 61,641. One of the duplex stainless steels used in high corrosion resistance environments is Allegheny Ludlum's Al2205 (UNS S 31803 or S32205) consisting of 22% Cr, 5.5% Ni, 3% Mo and 0.16% N components.
상기 듀플렉스 스테인리스강의 경우, 다양한 부식 환경에서 우수한 내부식성을 제공하며, AISI의 304, 316등의 오스테나이트계 스테인리스상보다 우수한 내부식성을 나타낸다. 이와 같은 듀플렉스 스테인리스강의 경우, Ni, Mo 등의 고가 원소에 의한 제조 비용 상승이 될 뿐만 아니라 Ni, Mo 등을 소비함에 의해 타 강종과의 가격 경쟁력 감소를 야기한다.In the case of the duplex stainless steel, it provides excellent corrosion resistance in various corrosive environments, and exhibits superior corrosion resistance than that of the austenitic stainless steel such as AISI's 304 and 316. In the case of such a duplex stainless steel, not only the manufacturing cost is increased by expensive elements such as Ni and Mo, but also the Ni and Mo are consumed, which leads to a decrease in price competitiveness with other steel grades.
이에 따라, 최근에는 듀플렉스 스테인리스강 중에서도 Ni 및 Mo 등의 고가의 합금원소를 배제하고 이들 원소를 대신하여 저원가의 합금원소를 첨가한 낮은 합금 비용의 장점을 더욱 증대시킨 린 듀플렉스(lean duplex) 스테인리스강에 대한 관심이 증대되고 있는 추세이다.Accordingly, in recent years, lean duplex stainless steel, which has eliminated expensive alloying elements such as Ni and Mo and added low-cost alloying elements in place of these elements, has been further increased. Interest in the trend is increasing.
본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강 대비 동등 이상의 적정 내식성을 확보하도록 Ni, Si, Mo 및 Cu 등의 성분 함량을 조절함에 의해 원가를 저감할 수 있는 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a lean duplex stainless steel and its manufacturing method that can reduce the cost by adjusting the content of components such as Ni, Si, Mo, and Cu so as to ensure a proper corrosion resistance or more than austenitic stainless steel It is done.
또한, 본 발명은 소둔 열처리 시의 오스테나이트와 페라이트의 상분율, N 분배계수, Mn 분배계수 및 오스테나이트 상에 농화된 N과 Mn의 농도을 제어함에 의해 연신율이 50% 이상의 고연성 및 인장강도가 800MPa 이상의 고강도를 동시에 확보함으로써, 가공성을 현저하게 향상시킬 수 있는 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention by controlling the phase ratio of austenite and ferrite, an N partition coefficient, Mn partition coefficient and the concentration of N and Mn concentrated on the austenite during annealing heat treatment, the elongation is 50% or more high tensile strength and tensile strength An object of the present invention is to provide a lean duplex stainless steel and a method for producing the same, which can significantly improve workability by simultaneously securing high strength of 800 MPa or more.
본 발명에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.08 이하, Si : 0 초과 ~ 0.5 이하, Mn : 4 ~ 6, Cr : 19 ~ 23, Ni : 0 초과 ~ 0.3 이하, N : 0.18 ~ 0.40, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 하기 식으로 정의되는 N의 분배계수가 0.24~0.29의 범위이고, Mn의 분배계수가 0.65~0.80의 범위를 만족한다.Lean duplex stainless steel according to the present invention is in weight%, C: greater than 0 to 0.08 or less, Si: greater than 0 to 0.5 or less, Mn: 4 to 6, Cr: 19 to 23, Ni: greater than 0 to 0.3 or less, N : 0.18-0.40, remainder Fe and other unavoidable impurities, the partition coefficient of N defined by the following formula is in the range of 0.24-0.29, and the partition coefficient of Mn satisfies the range of 0.65-0.80.
N의 분배계수(KN) = 페라이트에 농화된 N 농도/오스테나이트에 농화된 N 농도Partition coefficient of N (KN) = N concentration concentrated in ferrite / N concentration concentrated in austenite
Mn의 분배계수(KMn) = 페라이트에 농화된 Mn 농도/오스테나이트에 농화된 Mn 농도Partition coefficient of Mn (KMn) = Mn concentration concentrated in ferrite / Mn concentration concentrated in austenite
그리고, 상기 오스테나이트 상에 농화된 N이 0.20 ~ 1.03의 범위를 만족할 수 있다.In addition, N concentrated on the austenite may satisfy the range of 0.20 to 1.03.
또한, 상기 오스테나이트 상에 농화된 Mn이 4.44~7.27의 범위를 만족할 수 있다.In addition, Mn concentrated on the austenite may satisfy the range of 4.44 to 7.27.
더욱이, 상기 스테인리스강은 부피분율로 20~65%의 페라이트 상과, 35~80%의 오스테나이트 상으로 이루어질 수 있다.Furthermore, the stainless steel may be composed of a volume fraction of 20-65% ferrite phase and 35-80% austenite phase.
그리고, 상기 스테인리스강은 50% 이상의 연신율을 가질 수 있다.In addition, the stainless steel may have an elongation of 50% or more.
게다가, 상기 스테인리스강은 800MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있다.In addition, the stainless steel may have a tensile strength of 800 MPa or more.
본 발명에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법은 중량 %로, C : 0 초과 ~ 0.08 이하, Si : 0 초과 ~ 0.5 이하, Mn : 4 ~ 6, Cr : 19 ~ 23, Ni : 0 초과 ~ 0.3 이하, N : 0.18 ~ 0.40, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 하기 식으로 정의되는 N의 분배계수가 0.24~0.29의 범위이고, Mn의 분배계수가 0.65~0.80의 범위인 린 듀플렉스 스테인리스강 슬라브를 1030 ~ 1220℃ 범위에서 소둔 열처리하는 단계를 포함한다.The manufacturing method of lean duplex stainless steel according to the present invention is in weight%, C: greater than 0 to 0.08 or less, Si: greater than 0 to 0.5 or less, Mn: 4 to 6, Cr: 19 to 23, Ni: greater than 0 to 0.3 or less , N: 0.18-0.40, residual Fe and other unavoidable impurities, and the distribution coefficient of N defined by the following formula is 0.24-0.29, and the distribution coefficient of Mn is 0.65-0.80 with lean duplex stainless steel slab To an annealing heat treatment in the range of 1030 ~ 1220 ℃.
N의 분배계수(KN) = 페라이트에 농화된 N 농도/오스테나이트에 농화된 N 농도Partition coefficient of N (KN) = N concentration concentrated in ferrite / N concentration concentrated in austenite
Mn의 분배계수(KMn) = 페라이트에 농화된 Mn 농도/오스테나이트에 농화된 Mn 농도Partition coefficient of Mn (KMn) = Mn concentration concentrated in ferrite / Mn concentration concentrated in austenite
이때, 상기 소둔 열처리는 2~40분 동안 이루어질 수 있다.At this time, the annealing heat treatment may be performed for 2 to 40 minutes.
그리고, 상기 스테인리스강은 부피분율로 20~65%의 페라이트 상과, 35~80%의 오스테나이트 상으로 이루어질 수 있다.In addition, the stainless steel may be composed of a ferrite phase of 20 to 65% and an austenite phase of 35 to 80% by volume fraction.
또한, 상기 오스테나이트 상에 농화된 N이 0.20 ~ 1.03의 범위를 만족할 수 있다.In addition, N concentrated on the austenite may satisfy the range of 0.20 to 1.03.
더욱이, 상기 오스테나이트 상에 농화된 Mn이 4.44~7.27의 범위를 만족할 수 있다.Furthermore, Mn concentrated on the austenite may satisfy the range of 4.44 to 7.27.
본 발명에 의하면 고가 원소인 Ni, Si, Cu 및 Mo 합금성분의 함량을 조절함으로써, 자원 절약 및 원료 비용을 현저하게 향상시킬 수 있다. 그리고, 상분율 및 소둔 열처리 등의 공정 조건을 제어하여 50% 이상의 연신율을 확보함으로써, 가공성을 향상시켜 성형 및 절곡 용도로 사용할 수 있다. 또한, 800MPa 이상의 고강도를 확보함으로써, 소재를 박물로 제조함에 의해 무게 비중을 감소시켜 경량화된 소재로 제조할 수 있다.According to the present invention, by controlling the content of Ni, Si, Cu, and Mo alloy components of expensive elements, it is possible to remarkably improve resource savings and raw material costs. In addition, by controlling the process conditions such as the phase fraction and annealing heat treatment to secure an elongation of 50% or more, the workability can be improved to be used for forming and bending purposes. In addition, by securing a high strength of 800MPa or more, it is possible to reduce the weight specific gravity by manufacturing the material in a thin material can be produced in a lightweight material.
도 1은 1100℃에서 열처리한 본 발명에 따른 소재의 공칭변형과 공칭응력을 나타내는 그래프.1 is a graph showing the nominal strain and nominal stress of the material according to the present invention heat-treated at 1100 ℃.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention and other details necessary for those skilled in the art to understand the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms within the scope of the claims, and thus the embodiments described below are merely exemplary, regardless of expression.
본 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명은 오스테나이트상과 페라이트상의 2상을 갖는 듀플렉스 스테인리스강 중, Ni, Mo, Si, Cu 등의 고가의 합금원소의 함량을 낮춘 린 듀플렉스 스테인리스강이다. 린 듀플렉스 스테인리스강은 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강인 304강, 316강 대비 동등 이상의 내식성을 유지할 수 있다. 그리고, 오스테나이트계 스테인리스강 이상의 연신율을 확보하며, 304, 316 대비 고강도를 확보할 수 있다. 본 발명의 고강도, 고연성 린 듀플렉스 스테인리스강은, 예를 들면, 부식환경 또는 성형용 일반 제품에 사용될 수 있으며, 스트립(strip), 바(bar), 플레이트(plate), 시트(sheet), 파이프(pipe), 또는 튜브(tube)와 같은 제품으로 제조되어 이용할 수 있다.The present invention is a lean duplex stainless steel in which the content of expensive alloying elements such as Ni, Mo, Si, Cu and the like is reduced among duplex stainless steel having two phases of austenite phase and ferrite phase. Lean duplex stainless steel can maintain corrosion resistance more than equivalent to that of 304 stainless steel and 316 steel, which are common austenitic stainless steels. In addition, it is possible to secure an elongation of at least austenitic stainless steel and to secure high strength compared to 304 and 316. The high strength, high ductile lean duplex stainless steel of the present invention can be used, for example, in corrosive environments or in general products for forming, and can be used in strips, bars, plates, sheets, pipes. It can be manufactured and used as a product, such as a pipe or a tube.
이러한 린 듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트계 스테인리스 강인 304강, 316강과 동등한 내식성을 확보하면서, Ni 함량이 적어 경제적이다. 그리고, 고강도의 확보가 용이하여 내식성을 요하는 담수설비, 펄프, 제지, 화학설비 등의 산업설비용 강재로 각광을 받고 있다. 이러한 린 듀플렉스 스테인리스강은 일본공개특허 소61-056267호, WO 02/027056호 공보 및 WO 96/18751호 공보에 개시되어 있다. 그 중, 일본공개특허 소61-56267호 공보 및 WO 02/027056호 공보에 개시된 린 듀플렉스 스테인리스강은, ASTM A240으로 규격화되어 있으며, 전자는 S32304 (대표성분 23Cr-4Ni-0.13N), 후자는 S32101 (대표성분 21Cr-1.5Ni-5Mn-0.22N)에 대응한다.The lean duplex stainless steel is economical because it has a low Ni content while ensuring corrosion resistance equivalent to 304 steel and 316 steel, which are austenitic stainless steels. In addition, it has been spotlighted as a steel material for industrial facilities such as freshwater, pulp, paper, and chemical facilities requiring high strength and easy corrosion resistance. Such lean duplex stainless steels are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-056267, WO 02/027056 and WO 96/18751. Among them, lean duplex stainless steel disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-56267 and WO 02/027056 is standardized by ASTM A240, the former is S32304 (representative component 23Cr-4Ni-0.13N), and the latter is S32101 (representative component 21Cr-1.5Ni-5Mn-0.22N).
상온에서 오스테나이트상과 페라이트상의 혼합 조직을 갖는 듀플렉스 스테인리스강의 대표적인 강종 중 하나인, S32205 듀플렉스 스테인리스강은 고내식성 확보를 위해 다량의 Cr, Mo 및 N 성분을 함유하고 있다. 그리고, 상분율 확보를 위해 중량%로 5% 이상의 Ni 성분을 함유하고 있다. 또한, 한국공개특허 2006-0074400호 공보에 개시되었고, ASTM A240으로 규격화된 S81921강의 경우 Ni 및 Mo의 함량이 각각 중량%로 2.5%, 2.4%로 고가의 합금원소를 포함하고 있다.S32205 duplex stainless steel, one of the representative steel grades of duplex stainless steel having a mixed structure of austenite phase and ferrite phase at room temperature, contains a large amount of Cr, Mo, and N components to secure high corrosion resistance. In order to secure the phase ratio, the Ni component contains 5% or more by weight. In addition, disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0074400, S81921 steel, which is standardized by ASTM A240, contains expensive alloying elements such as 2.5% and 2.4% by weight of Ni and Mo, respectively.
이들 듀플렉스 스테인리스강은 냉간 가공성, 즉 성형성보다는 내식성 강화 위주로 강을 설계하여, 특정 적용 부분에서는 요구되는 내식성보다 월등한 내식성을 제공한다. 그리고, 내응력부식성 역시 설계 요구사항보다 우수하여 기술적인 해결책은 제공할 수 있으나, 가공성과 관련된 인자인 연성이 오스테나이트계 스테인리스강보다 열위하다. 이에 의해 성형, 절곡 등을 요구하는 다양한 산업 분야의 응용에 많은 제약을 초래하여, 경제적인 측면에서는 타당하지 않은 면이 존재한다. 따라서, 이들 고가 원소를 배제하여 제조원가를 절감하면서도 304, 304L 및 316강 대비 동등 이상 수준의 내식성을 확보하고, 특히 가공성 즉 연성을 304와 동등 수준으로 확보하는 산업설비 및 다양한 성형 가공용 듀플렉스 스테인리스 강의 개발이 필요하다.These duplex stainless steels are designed for cold workability, i.e., strengthening of corrosion resistance rather than formability, providing superior corrosion resistance than that required in certain applications. In addition, the stress corrosion resistance is also superior to the design requirements to provide a technical solution, but ductility, which is a factor related to workability, is inferior to that of austenitic stainless steel. This causes a lot of restrictions on applications in various industrial fields that require molding, bending, and the like, and there are aspects that are not economically feasible. Therefore, the development of industrial equipment and various duplex stainless steels for forming and processing, which ensures corrosion resistance equivalent to or higher than that of 304, 304L and 316 steels while reducing manufacturing costs by eliminating these expensive elements, in particular, ensures workability, that is, ductility equal to 304. This is necessary.
또한, 성형성 즉 연신율이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강의 경우, 고가인 Ni를 4% 이상 함유하고, 특히 316계열 강의 경우 Mo를 2%정도 함유하고 있다. 이 때문에 스테인리스강 제조 시 재료 비용이 매우 높고, Ni, Mo 등을 대량으로 소비한다는 문제점이 있다. 따라서 Ni, Mo 등을 저감하면서 오스테나이트계 스테인리스강과 동등 수준의 연신율 및 내식성을 확보하는 방법으로 페라이트상과 오스테나이트상이 공존하는 듀플렉스 스테인리스강을 개발하게 되었다.In addition, in the case of austenitic stainless steel having excellent moldability or elongation, expensive Ni is 4% or more, and in the case of 316 series steel, Mo is about 2%. For this reason, the material cost is very high when manufacturing stainless steel, and Ni, Mo, etc. are consumed in large quantities. Accordingly, in order to reduce the Ni, Mo and the like, the duplex stainless steel in which the ferrite phase and the austenitic phase coexist as a method of securing elongation and corrosion resistance equivalent to that of the austenitic stainless steel.
일본특개 평11-071643호에서는 Ni 첨가량을 0.1~1% 미만으로 제한하고, 2상 조직 강에 존재하는 오스테나이트의 안정도 지수를 40~115 범위로 제어함에 의하여 연신율이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 스테인리스 강판 제조방법을 제시하였다. 그리고, 오스테나이트ㆍ페라이트계 스테인리스강의 우수한 가공성을 확보하기 위하여, 한국공개특허 제2010-0097741호에서는 Ni를 0.5~5%, Si를 0.01~2%, Cu를 0.5~5%를 필수적으로 함유하는 강을 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2006-0127107호에서는 Si를 4% 이하, Ni를 3% 이하로 필수적으로 함유하고 있는 강을 개시한다.In Japanese Patent Laid-Open No. 11-071643, an austenitic and ferritic stainless steel having excellent elongation is controlled by limiting the amount of Ni added to less than 0.1 to 1% and controlling the stability index of austenite in the two-phase structure steel in the range of 40 to 115. The steel sheet manufacturing method is presented. In order to ensure excellent workability of the austenitic and ferritic stainless steels, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2010-0097741 discloses essentially containing 0.5 to 5% of Ni, 0.01 to 2% of Si, and 0.5 to 5% of Cu. Steel is disclosed, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0127107 discloses a steel essentially containing Si of 4% or less and Ni of 3% or less.
이하, 본 발명의 오스테나이트상 및 페라이트상으로 이루어진 린 듀플렉스 스테인리스강에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the lean duplex stainless steel which consists of an austenite phase and a ferrite phase of this invention is demonstrated in detail.
본 발명에 의하면 오스테나이트ㆍ페라이트로 이루어진 듀플렉스 스테인리스강의 제반 성질이 우수하면서도, 50% 이상의 고연신율과, 800MPa 이상의 인장강도를 동시에 확보할 수 있다. 즉, 본 발명은 저탄소의 크롬계 스테인리스강으로, 고질소를 함유하고, 더불어 Mn의 함량을 증가시키면서 고가인 Ni, Si, Mo, Cu 등의 합금원소를 잔류 수준으로 배제하도록 합금 성분을 제어한다. 그리고, 소둔 열처리 조건 등의 공정 조건을 최적화하여, 소둔 열처리 시 오스테나이트와 페라이트의 상분율을 조정함에 의해 고연성 고강도 오스테나이트 페라이트 2상강을 제조할 수 있다. 본 발명에 따른 린 듀플렉스 스테인리스강은 제조 비용 중 원료 비용을 크게 감소하여, 가격 경쟁력을 크게 향상시키고, 연신율을 향상시켜 단순한 벤딩 이외의 성형, 복잡한 절곡 가공 등의 다양한 용도에 사용할 수 있다.According to the present invention, it is possible to secure a high elongation of not less than 50% and a tensile strength of not less than 800 MPa while providing excellent general properties of the duplex stainless steel made of austenitic ferrite. That is, the present invention is a low-carbon chromium stainless steel, containing high nitrogen, and while controlling the alloy components to increase the content of Mn and to exclude expensive alloying elements such as Ni, Si, Mo, Cu, etc. to the residual level . In addition, by optimizing the process conditions such as annealing heat treatment conditions, by adjusting the phase ratio of austenite and ferrite during annealing heat treatment, it is possible to produce a high ductility high austenite ferrite two-phase steel. Lean duplex stainless steel according to the present invention can significantly reduce the raw material cost in the manufacturing cost, greatly improve the price competitiveness, improve the elongation can be used for a variety of applications, such as molding, complex bending processing other than simple bending.
이하에서는, 본 발명의 성분 한정 이유에 대하여 설명한다.(이하, 중량%는 간단히 %로 표기함)Hereinafter, the reason for component limitation of the present invention will be described.
C는 오스테나이트 형성 원소로 고용강화에 의한 재료 강도 증가에 유효한 원소이다. 하지만, 과다 첨가 시 페라이트-오스테나이트 상 경계에서 내식성에 유효한 Cr과 같은 탄화물 형성 원소와 쉽게 결합하여 결정립계 주위의 Cr 함량을 낮추어 내부식 저항성을 감소시키기 때문에 내식성을 극대화하기 위해서는 C를 0초과~0.08%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.C is an austenite forming element and is an element effective for increasing the material strength by solid solution strengthening. However, when excessively added, it easily bonds with carbide-forming elements such as Cr, which is effective for corrosion resistance at the ferrite-austenite phase boundary, thereby lowering the Cr content around the grain boundary and reducing corrosion resistance. It is preferable to add in the range of%.
Si는 탈산 효과 및 페라이트 안정화 원소로 작용하므로 일부 첨가한다. 하지만, 과다할 경우 내식성이나 충격인성과 관련된 기계적 특성을 저하시키므로 0초과 ~ 0.5%의 범위로 제한한다.Si acts as a deoxidation effect and a ferrite stabilizing element, so some is added. However, if excessive, deteriorates the mechanical properties related to corrosion resistance and impact toughness and is limited to the range of 0 to 0.5%.
N는 듀플렉스 스테인리스강에서 Ni와 함께 오스테나이트 상의 안정화에 크게 기여하는 원소로, 소둔 열처리 시 오스테나이트 상에 농화가 발생하는 원소 중의 하나이다. 따라서, N 함량 증가는 부수적으로 내식성 증가 및 고강도화를 꾀할 수 있다. 그러나, N 함량이 0.4% 이상을 초과하면 주조 시 블로우홀(blow hole), 핀홀(pin hole) 등의 발생에 의한 표면 결함 유발로 강의 안정된 제조가 어렵게 된다. 또한, 가압 용해 등의 수단을 이용하게 되어 경제적으로 불리하게 된다. 한편, 질소양이 0.18% 미만이 첨가되면 오스테나이트상에 질소의 농화가 너무 낮아서 오스테나이트상의 안정도가 높아진다. 그리고, N 함량이 너무 낮으면 적정한 상분율 확보가 곤란해지며, N에 의한 고용강화가 부족하여 강도 확보가 어려워진다. 따라서, N 함량은 0.18 ~ 0.40%로 제한하는 것이 바람직하다.N is an element that greatly contributes to stabilization of the austenite phase together with Ni in duplex stainless steel, and is one of the elements that thicken on the austenite phase during annealing heat treatment. Therefore, the increase in N content may result in increased corrosion resistance and higher strength. However, when the N content exceeds 0.4% or more, it is difficult to stably manufacture the steel due to surface defects caused by the occurrence of blow holes, pin holes, and the like during casting. In addition, it is economically disadvantageous to use means such as pressure dissolution. On the other hand, when the amount of nitrogen is added less than 0.18%, the concentration of nitrogen on the austenite phase is too low, which increases the stability of the austenite phase. In addition, if the N content is too low, it is difficult to secure an appropriate phase ratio, and it is difficult to secure strength due to a lack of solid solution strengthening by N. Therefore, the N content is preferably limited to 0.18 to 0.40%.
Mn은 탈산제 및 질소 고용도를 증가시키는 원소이며, 오스테나이트 형성 원소로, 고가의 Ni 대치용으로 사용되는 경우, 그 함량을 4% 이상으로 증가시켜야 한다. Mn의 함량이 너무 낮으면 상분율의 제어가 어렵고, 첨가되는 N의 고용도가 낮아서 상압에서 N의 충분한 고용을 얻을 수 없다. 그리고, Mn을 많이 첨가하면 질소의 고용도에는 효과가 있으나, 강 중의 S와 결합하여 MnS를 형성하고, 내식성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 열간가공성도 나빠지므로, Mn의 함량을 6% 이하로 제한한다. 따라서, Mn 함량은 4~6%로 제한하는 것이 바람직하다.Mn is an element that increases the deoxidizer and nitrogen solubility, and is an austenite forming element, and when used for replacing expensive Ni, its content should be increased to 4% or more. If the content of Mn is too low, it is difficult to control the phase fraction, and the solubility of N added is low, and sufficient solid solution of N cannot be obtained at normal pressure. In addition, the addition of a large amount of Mn is effective in the solid solubility of nitrogen, but combines with S in steel to form MnS, not only lowers the corrosion resistance but also worsens the hot workability, limiting the Mn content to 6% or less. Therefore, the Mn content is preferably limited to 4-6%.
Cr은 Si와 함께 페라이트 안정화 원소로 2상 스테인리스강의 페라이트상 확보에 주된 역할을 할 뿐만 아니라, 내식성 확보를 위한 필수 원소이다. 함량을 증가시키면 내식성이 증가하나 상분율 유지를 위하여 고가의 Ni이나 기타 오스테나이트 형성원소의 함량을 증가시켜야 한다. 이에 따라, 2상 스테인리스강의 상분율을 유지하면서 STS304 이상의 내식성을 확보하기 위해서 Cr의 함량을 19~23%로 제한한다.Cr is a ferrite stabilizing element together with Si, which plays a major role in securing ferrite phase of two-phase stainless steel and is an essential element for securing corrosion resistance. Increasing the content increases the corrosion resistance, but the content of expensive Ni or other austenite forming elements should be increased to maintain the phase ratio. Accordingly, the content of Cr is limited to 19 to 23% to ensure corrosion resistance of STS304 or more while maintaining the phase ratio of the two-phase stainless steel.
Ni은 Mn 및 N와 함께 오스테나이트 안정화 원소로, 듀플렉스 스테인리스강의 오스테나이트상의 확보에 주된 역할을 한다. 원가절감을 위하여 가격이 비싼 Ni 함량을 최대한 감소시키는 대신에 다른 오스테나이트상 형성 원소인 Mn과 N을 증가시켜서 Ni의 저감에 의한 상분율 균형을 충분히 유지할 수 있다. 특히, Ni는 고의로 첨가하지 않는 한 제강 시 사용되는 스크랩에서 0초과 ~ 0.3%의 범위로 관리할 수 있다.Ni, together with Mn and N, is an austenite stabilizing element and plays a major role in securing the austenite phase of duplex stainless steel. Instead of reducing the costly Ni content as much as possible to reduce cost, the austenitic phase forming elements Mn and N may be increased to sufficiently maintain the balance of phase fraction due to the reduction of Ni. In particular, Ni can be managed in the range of more than 0 to 0.3% in scrap used in steelmaking, unless intentionally added.
이때, 본 발명에 따른 오스테나이트ㆍ페라이트의 듀플렉스 스테인리스강은, 부피분율로 20~65 페라이트 상과, 80~35% 오스테나이트 상으로 구성을 만족시키는 것이 바람직하다. 이는 오스테나이트 상분율이 35% 미만에서는 오스테나이트 상의 변형 중에 생기는 변형 유기 마르텐사이트 변태량이 적기 때문에 연성 및 인장강도 기여가 적어지므로 원하는 연신율 및 강도를 충분히 얻을 수가 없게 된다. 또한, 고연성의 관점에서 보면 오스테나이트 상분율이 80% 이하가 바람직하다. 그러나, 오스테나이트 분율이 80%를 초과하는 경우는 열간 압연 시 표면 균열 등이 발생하여 열간 가공성의 저하를 초래하고, 오스테나이트의 안정도에 기여하는 N, Mn의 오스테나이트상 농화가 부족하여 변형 중에 변태 유기 마르텐사이트가 발생하지 않는다.At this time, it is preferable that the austenitic ferrite duplex stainless steel according to the present invention satisfies the constitution with a 20 to 65 ferrite phase and an 80 to 35% austenite phase by volume fraction. This is because when the austenite phase fraction is less than 35%, the amount of deformed organic martensite transformation occurring during deformation of the austenite phase is small, so that the ductility and tensile strength contributions are small, so that the desired elongation and strength cannot be sufficiently obtained. From the viewpoint of high ductility, the austenite phase fraction is preferably 80% or less. However, when the austenite fraction exceeds 80%, surface cracks, etc., occur during hot rolling, resulting in deterioration of hot workability, and lack of austenite phase thickening of N and Mn, which contributes to the stability of austenite, during deformation. Metamorphic organic martensite does not occur.
한편, 아래와 같은 식으로 계산되는 N 분배계수(KN), Mn 분배계수(KMn) 및 오스테나이트 상에 농화된 N과 Mn의 농도가 하기 범위를 가지는 것에도 특징이 있다.On the other hand, the N distribution coefficient (KN), Mn distribution coefficient (KMn) and the concentration of N and Mn concentrated on austenite, which are calculated by the following formula, are also characterized as having the following ranges.
KN = 페라이트에 농화된 질소 농도/오스테나이트에 농화된 질소 농도KN = concentration of nitrogen concentrated in ferrite / concentration of nitrogen concentrated in austenite
0.24 ≤ KN ≤ 0.290.24 ≤ KN ≤ 0.29
0.28 ≤ 오스테나이트 상에 농화된 N ≤ 0.650.28 ≤ N ≤ 0.65 concentrated on austenite
KMn = 페라이트에 농화된 망간 농도/오스테나이트에 농화된 망간 농도KMn = manganese concentration in ferrite / manganese concentration in austenite
0.65 ≤ KMn ≤ 0.80.65 ≤ KMn ≤ 0.8
4.44 ≤ 오스테나이트 상에 농화된 Mn ≤ 7.274.44 ≤ Mn ≤ 7.27 concentrated on austenite
린 듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트 상의 안정도가 매우 중요하다. 오스테나이트 상의 안정도에 가장 큰 영향을 미치는 원소인 N과 Mn은 열처리 시 오스테나이트 상의 분배 현상이 발생된다. 오스테나이트 상은 안정도가 높아서 안정한 상태가 되는 경우, 가공 시 변태 유기 마르텐사이트 형성이 없기 때문에 연신율 및 인장강도의 향상이 어렵다. 또한, 오스테나이트 상의 안정도가 낮아서 불안정한 상태가 되는 경우, 냉각 시 오스테나이트 상이 마르텐사이트 상으로 변태되어 강도는 높아지나, 연신율은 크게 감소한다.Lean duplex stainless steel is very important for the stability of the austenite phase. The elements N and Mn, which have the greatest influence on the stability of the austenite phase, cause a phenomenon of distribution of the austenite phase during heat treatment. When the austenite phase is in a stable state due to high stability, it is difficult to improve elongation and tensile strength because there is no formation of metamorphic organic martensite during processing. In addition, when the austenite phase has a low stability and becomes in an unstable state, the austenite phase is transformed into a martensite phase upon cooling to increase the strength, but the elongation is greatly reduced.
따라서, 오스테나이트 상에 N, Mn의 농화가 진행되면 듀플렉스 스테인리스강에 존재하는 오스테나이트 상의 안정도가 변화하여 준안정 오스테나이트화 된다. 이들 준안정 오스테나이트 상은 가공 시 변태 유기 마르텐사이트 상으로 변화가 진행되어 연신율 및 강도를 크게 증가시킬 수 있다. 이때 오스테나이트 상의 안정도에 크게 영향을 미치는 원소인 N의 경우, 분배계수(KN) = 0.24~0.29, 0.28 ≤ 오스테나이트 상에 농화된 N ≤ 0.65로 한정함이 바람직하다. 그리고 Mn의 경우, 분배계수(KMn) = 0.65~0.8, 4.44 ≤ 오스테나이트 상에 농화된 Mn ≤ 7.27로 한정함이 바람직하다.Therefore, when N and Mn are concentrated on the austenite, the stability of the austenite phase present in the duplex stainless steel is changed to metastable austenite. These metastable austenitic phases can undergo a change to a transformed organic martensite phase upon processing, which can greatly increase elongation and strength. At this time, in the case of N which is an element that greatly affects the stability of the austenite phase, it is preferable to limit the partition coefficient (KN) = 0.24 to 0.29 and N ≤ 0.65 concentrated on 0.28 ≤ austenite. In the case of Mn, the partition coefficient (KMn) = 0.65 to 0.8, 4.44 ≤ preferably limited to Mn <7.27 concentrated on austenite.
또한, 소둔 열처리 온도는 1030~1220℃에서 2~40분을 유지하여야 한다. 소둔 열처리 온도가 1030℃ 미만인 경우, 2상인 페라이트와 오스테나이트의 압연 중에 결함이 발생되고, 열처리 페라이트와 오스테나이트의 회복과 재결정이 부족하여 연신율을 저하시키는 경향이 있다. 또한, 소둔 열처리 온도가 1220℃를 초과하는 경우, 페라이트와 오스테나이트의 결정립이 너무 조대하여 800Mpa 이상의 인장강도를 얻기가 어려워진다.In addition, the annealing heat treatment temperature should be maintained for 2 to 40 minutes at 1030 ~ 1220 ℃. When the annealing heat treatment temperature is less than 1030 ° C., defects occur during the rolling of the two-phase ferrite and austenite, and the recovery and recrystallization of the heat treatment ferrite and austenite are insufficient, which tends to lower the elongation. In addition, when the annealing heat treatment temperature exceeds 1220 ° C, the grains of ferrite and austenite are so coarse that it is difficult to obtain a tensile strength of 800 Mpa or more.
그리고, 소둔 열처리 시간의 경우, 단시간, 즉 2분 이하의 경우 열처리 시 합금원소의 분배가 발생하는 확산이 충분하지 않게 된다. 이에 의해 오스테나이트상에 합금원소의 농화가 충분히 발생하지 않으므로, 냉간 가공 시의 변태 유기 마르텐사이트 형성 속도를 조절하기가 어렵다. 또한, 열처리 시간이 40분을 초과하는 경우, 페라이트와 오스테나이트의 2상 구조에 의한 열처리 시 판의 처짐이 발생하여 생산성 저하 및 열원단위의 손실을 초래한다. 따라서, 최적의 소둔 열처리 조건은 1030~1220℃로 2~40분 동안 유지하며 열처리하는 것이 바람직하다.
In addition, in the case of annealing heat treatment time, in a short time, that is, less than 2 minutes, the diffusion that the distribution of alloying elements occurs during heat treatment is not sufficient. As a result, the thickening of the alloying elements on austenite does not occur sufficiently, and therefore, it is difficult to control the rate of transformation organic martensite formation during cold working. In addition, when the heat treatment time exceeds 40 minutes, sagging of the plate occurs during heat treatment by the two-phase structure of ferrite and austenite, resulting in a decrease in productivity and loss of heat source units. Therefore, the optimum annealing heat treatment conditions are preferably maintained for 10 to 1220 ℃ for 2 to 40 minutes.
이하, 본 발명의 고강도 고연성 오스테나이트ㆍ페라이트의 린 듀플렉스 스테인리스강 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 성분의 조성범위에 대한 린 듀플렉스 스테인리스강들의 시편을 준비하여 열간 압연, 열연 소둔, 냉간 압연 후 냉연 소둔을 진행하여 소재의 상분율, 연신율 및 인장강도를 측정하였다. 하기의 [표 1]은 실험강종에 대한 합금 조성(중량%)을 나타내었다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the high strength high ductility austenite ferrite lean duplex stainless steel and its manufacturing method are demonstrated in detail. Specimens of lean duplex stainless steels for the composition range of the component according to the present invention were prepared and subjected to hot rolling, hot rolling annealing, cold rolling followed by cold rolling annealing to measure the phase fraction, elongation and tensile strength of the material. Table 1 below shows the alloy composition (wt%) for the experimental steel.
그리고, [표 2]에는 상기 [표 1]의 일부 실험강종의 열처리 온도에 따른 페라이트와 오스테나이트의 상분율을 나타내었다.Table 2 shows the phase fractions of ferrite and austenite according to the heat treatment temperature of some of the experimental steels of Table 1 above.
비교강3
Comparative Steel 3
발명강1
Inventive Steel 1
발명강2
Invention river 2
발명강3
Invention steel 3
듀플렉스 스테인리스강의 경우 합금 성분 및 열처리 온도에 따라 상분율이 변화한다. 이에 따라 [표 2]에는 합금 성분이 다른 비교강3, 발명강1, 발명강2 및 발명강3을 각각 950℃, 1050℃, 1100℃ 및 1200℃로 열처리하였을 경우의 페라이트와 오스테나이트 상분율을 나타낸 것이다. 발명강1, 발명강2 및 발명강3의 경우 페라이트의 상분율은 약 20~65%, 오스테나이트 상분율은 80~35%의 범위 내에 포함됨을 알 수 있다. 그리고, 비교강3은 발명강들과는 다르게 페라이트 상분율이 71~86%, 오스테나이트 상분율은 29~14%의 범위를 나타냄을 알 수 있다.In the case of duplex stainless steel, the phase fraction changes depending on the alloy composition and the heat treatment temperature. Accordingly, Table 2 shows the ferrite and austenite phase fractions of Comparative Steel 3, Invented Steel 1, Invented Steel 2, and Invented Steel 3 having different alloying components, respectively, when heat treated at 950 ° C, 1050 ° C, 1100 ° C, and 1200 ° C. It is shown. Inventive steel 1, invention steel 2 and invention steel 3 it can be seen that the phase fraction of ferrite is in the range of about 20 to 65%, the austenite phase fraction is in the range of 80 to 35%. And, Comparative steel 3, unlike the invention steels can be seen that the ferrite phase fraction is 71 ~ 86%, the austenite phase fraction is 29 ~ 14% range.
도 1은 본 발명에서 얻어진 대표적인 공칭변형-공칭응력 비교 곡선이다.1 is a representative nominal strain-nominal stress comparison curve obtained in the present invention.
도 1을 참조하면, 1100℃에서 각 소재에 열처리를 행한 후에 인장실험을 한 결과로, 비교강3의 경우, 인장 강도가 약 680MPa이고, 연신율 48%이다.Referring to FIG. 1, as a result of a tensile test after heat treatment of each material at 1100 ° C., the comparative steel 3 had a tensile strength of about 680 MPa and an elongation of 48%.
그러나, 본 발명에서 얻어진 린 듀플렉스 스테인리스강의 경우, 특히 발명강 1은 본 열처리 조건에서 최소의 인장강도인 857MPa 및 연신율 50.3%의 특징을 나타내었다. 그리고, 발명강2 및 발명강3 모두 연신율이 50% 이상, 인장강도 800MPa 이상으로 나타나며, 304강 대비 우수한 물성을 보여줌을 알 수 있다.However, in the case of lean duplex stainless steel obtained in the present invention, in particular, inventive steel 1 exhibited a characteristic of the minimum tensile strength of 857 MPa and elongation of 50.3% under the present heat treatment conditions. In addition, both the inventive steels 2 and 3 exhibited an elongation of 50% or more and a tensile strength of 800 MPa or more, showing excellent physical properties compared to 304 steel.
비교강3
Comparative Steel 3
발명강1
Inventive Steel 1
발명강2
Invention river 2
발명강3
Invention steel 3
[표 3]에는 본 발명에 사용된 비교강 및 발명강을 다양한 열처리 온도에서 5분 동안 열처리한 후의 항복강도, 인장강도, 및 연신율을 나타내었다. 비교강1, 즉 304강의 경우 연신율은 58%로 매우 우수하지만, 인장강도가 653MPa로 비교강2 및 3에 비하여 낮다. 비교강2, 3의 경우 인장강도는 약 600~700MPa이나, 연신율이 비교강1(304강) 대비 낮은 50 이하로 나타난다.Table 3 shows the yield strength, tensile strength, and elongation after heat-treating the comparative steel and the inventive steel used in the present invention at various heat treatment temperatures for 5 minutes. In the case of Comparative Steel 1, that is, 304 steel, the elongation is very good at 58%, but the tensile strength is 653 MPa, which is lower than that of Comparative Steels 2 and 3. In the case of Comparative Steels 2 and 3, the tensile strength is about 600 to 700 MPa, but the elongation is less than 50, which is lower than that of Comparative Steel 1 (304 steel).
본 발명강1, 2 및 3의 경우 열처리 온도, 페라이트ㆍ오스테나이트 상분율에 따라 변화하지만, 열처리 온도가 1050℃ 이상의 경우 대부분의 발명강에서 800MPa 이상의 인장강도와, 50% 이상의 연신율을 확보할 수 있다. 특히, 발명강 3의 경우는 열처리 온도가 950℃인 경우에도 우수한 연신율인 약 57%을 나타냄을 알 수 있다.In the case of the inventive steels 1, 2, and 3, the temperature varies depending on the heat treatment temperature and the ferrite and austenite phase fraction. However, when the heat treatment temperature is 1050 ° C or higher, tensile strength of 800 MPa or more and elongation of 50% or more can be secured in most invention steels. have. In particular, it can be seen that in the case of the inventive steel 3, even when the heat treatment temperature is 950 ° C., it exhibits about 57% of excellent elongation.
비교강3
Comparative Steel 3
발명강1
Inventive Steel 1
발명강2
Invention river 2
표 4는 본 발명에 사용된 강을 1100℃에서 열처리 시간에 따른 인장강도 및 연신율을 나타낸 것이다. 비교강3의 경우 열처리 시간이 5분, 10분, 15분 및 30분 각각에서 인장강도가 700MPa 이하이며, 연신율 역시, 50% 이하를 나타낸다. 비교강1을 5분 소둔한 경우에 연신율이 50%로 나타났지만, 인장강도가 680MPa이다.Table 4 shows the tensile strength and elongation of the steel used in the present invention according to the heat treatment time at 1100 ℃. For Comparative Steel 3, the tensile strength was 700 MPa or less at the heat treatment time of 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, and 30 minutes, respectively, and the elongation was also 50% or less. When the annealing steel 1 was annealed for 5 minutes, the elongation was 50%, but the tensile strength was 680 MPa.
그러나, 발명강1, 2는 모두 열처리 시간이 5분, 10분, 15분 및 30분 각각에서 800MPa 이상의 인장강도와 50% 이상의 연신율을 동시에 나타낸다. 일례로, 발명강1을 10분 동안 소둔한 경우, 인장강도는 837MPa로 나타나며, 연신율은 51%로 나타남을 알 수 있다.However, both the inventive steels 1 and 2 simultaneously exhibit a tensile strength of 800 MPa or more and an elongation of 50% or more at a heat treatment time of 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes and 30 minutes, respectively. For example, when the invention steel 1 is annealed for 10 minutes, the tensile strength is 837MPa, it can be seen that the elongation is 51%.
발명강2
Invention river 2
[표 5]는 본 발명에 사용된 발명강2의 N의 분배계수를 온도에 따라 측정한 값이다. 열처리 온도에 따라 N의 분배계수가 0.24, 0.25 및 0.29로 변화함을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 N 분배계수 범위인 0.24~0.29를 만족한다.[Table 5] is a value obtained by measuring the distribution coefficient of N of invention steel 2 used in the present invention according to temperature. It can be seen that the distribution coefficients of N change to 0.24, 0.25 and 0.29 depending on the heat treatment temperature. That is, it satisfies 0.24-0.29 which is the range of N distribution coefficients of this invention.
발명강1
Inventive Steel 1
발명강2
Invention river 2
발명강3
Invention steel 3
그리고 [표 6]은 본 발명에 사용된 발명강1, 발명강2 및 발명강3의 Mn 분배계수를 온도에 따라 측정한 값이다. 이때, Mn은 오스테나이트 상에 농화가 됨을 알 수 있으며, 측정된 Mn의 분배계수, 즉 KMn값은 0.66~0.79의 범위로 나타나므로, 본 발명의 Mn 분배계수 범위인 0.65~0.80을 만족한다.And Table 6 is a value measured according to the temperature of the Mn distribution coefficient of the invention steel 1, invention steel 2 and invention steel 3 used in the present invention. At this time, it can be seen that Mn is concentrated on the austenite, and the distribution coefficient of the measured Mn, that is, the KMn value, appears in the range of 0.66-0.79, thus satisfying the range of 0.65-0.80 of the Mn distribution coefficient of the present invention.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 상분율 및 소둔 열처리 등의 공정 조건을 제어하여 50% 이상의 연신율을 확보할 수 있으며, 800MPa 이상의 고강도를 확보할 수 있다.As described above, according to the present invention, an elongation of 50% or more can be secured by controlling process conditions such as phase fraction and annealing heat treatment, and high strength of 800 MPa or more can be ensured.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.The scope of the present invention is defined by the following claims. The scope of the present invention is not limited to the description of the specification, and all variations and modifications falling within the scope of the claims are included in the scope of the present invention.
Claims (11)
부피분율로 20~65%의 페라이트 상과, 35~80%의 오스테나이트 상으로 이루어지는 린 듀플렉스 스테인리스강.
N의 분배계수(KN) = 페라이트에 농화된 N 농도/오스테나이트에 농화된 N 농도
Mn의 분배계수(KMn) = 페라이트에 농화된 Mn 농도/오스테나이트에 농화된 Mn 농도By weight%, C: greater than 0 to 0.08 or less, Si: greater than 0 to 0.5 or less, Mn: 4 to 6, Cr: 19 to 23, Ni: greater than 0 to 0.3 or less, N: 0.18 to 0.40, balance Fe and others Containing inevitable impurities, the partition coefficient of N defined by the following formula is in the range of 0.24 to 0.29, and the partition coefficient of Mn satisfies the range of 0.65 to 0.80,
Lean duplex stainless steel with 20 to 65% ferrite phase and 35 to 80% austenite phase by volume fraction.
Partition coefficient of N (KN) = N concentration concentrated in ferrite / N concentration concentrated in austenite
Partition coefficient of Mn (KMn) = Mn concentration concentrated in ferrite / Mn concentration concentrated in austenite
상기 오스테나이트 상에 농화된 N이 0.20 ~ 1.03의 범위를 만족하는 린 듀플렉스 스테인리스강.The method of claim 1,
The lean duplex stainless steel in which N concentrated on the austenite satisfies the range of 0.20 to 1.03.
상기 오스테나이트 상에 농화된 Mn이 4.44~7.27의 범위를 만족하는 린 듀플렉스 스테인리스강.The method of claim 1,
Lean duplex stainless steel Mn concentrated on the austenite satisfy the range of 4.44 ~ 7.27.
상기 스테인리스강은 50% 이상의 연신율을 가지는 린 듀플렉스 스테인리스강.The method of claim 1,
The stainless steel is a lean duplex stainless steel having an elongation of 50% or more.
상기 스테인리스강은 800MPa 이상의 인장강도를 가지는 린 듀플렉스 스테인리스강.The method of claim 1,
The stainless steel is lean duplex stainless steel having a tensile strength of 800MPa or more.
N의 분배계수(KN) = 페라이트에 농화된 N 농도/오스테나이트에 농화된 N 농도
Mn의 분배계수(KMn) = 페라이트에 농화된 Mn 농도/오스테나이트에 농화된 Mn 농도By weight%, C: greater than 0 to 0.08 or less, Si: greater than 0 to 0.5 or less, Mn: 4 to 6, Cr: 19 to 23, Ni: greater than 0 to 0.3 or less, N: 0.18 to 0.40, balance Fe and others It contains unavoidable impurities, the partition coefficient of N is defined in the following formula, 0.24 ~ 0.29, the partition coefficient of Mn is 0.65 ~ 0.80, 20 to 65% by volume fraction of the ferrite phase, 35 ~ 80 Method for producing a lean duplex stainless steel comprising the annealing heat treatment of the lean duplex stainless steel slab consisting of austenitic phase of% in the range of 1030 ~ 1220 ℃.
Partition coefficient of N (KN) = N concentration concentrated in ferrite / N concentration concentrated in austenite
Partition coefficient of Mn (KMn) = Mn concentration concentrated in ferrite / Mn concentration concentrated in austenite
상기 소둔 열처리는 2~40분 동안 이루어지는 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.8. The method of claim 7,
The annealing heat treatment is a manufacturing method of lean duplex stainless steel made for 2 to 40 minutes.
상기 오스테나이트 상에 농화된 N이 0.20 ~ 1.03의 범위를 만족하는 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.8. The method of claim 7,
A method for producing lean duplex stainless steel in which N concentrated on the austenite satisfies the range of 0.20 to 1.03.
상기 오스테나이트 상에 농화된 Mn이 4.44~7.27의 범위를 만족하는 린 듀플렉스 스테인리스강의 제조방법.8. The method of claim 7,
Method for producing a lean duplex stainless steel Mn concentrated on the austenite satisfies the range of 4.44 ~ 7.27.
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