KR101650258B1 - Austenitic stainless and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법은, 중량 %로, C: 0.08% 이하(0 제외), Si: 0.5~1.5%, Mn: 2.5~3.5%, Cr: 18~20%, Ni: 0.3%~1.5%, N: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~1.5%, Ti: 0.01~0.1%, Nb: 0.01~0.1%, V: 0.01~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 인장 파단된 단면에서 소성 유기 마르텐사이트가 차지하는 비율이 10~40%이고, 잔류 페라이트량이 부피분율로 5% 이하이며, 연신율이 50% 이상이고, 항복강도가 450MPa 이상인 것을 특징으로 한다.The austenitic stainless steel according to the present invention is characterized by containing 0.08% or less of C (excluding 0), 0.5 to 1.5% of Si, 2.5 to 3.5% of Mn, 18 to 20% of Cr, , Ni: 0.3 to 1.5%, N: 0.2 to 0.4%, Cu: 0.3 to 1.5%, Ti: 0.01 to 0.1%, Nb: 0.01 to 0.1%, V: 0.01 to 0.1%, and the balance Fe and other unavoidable impurities , Wherein the ratio of the fired organomartensite in the tensile fractured section is 10 to 40%, the amount of residual ferrite in the volume fraction is 5% or less, the elongation is 50% or more, and the yield strength is 450 MPa or more.
Description
본 발명은 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소성 유기 마르텐사이트의 가공 경화를 이용하는 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to austenitic stainless steel and a method of manufacturing the same, and more particularly, to austenitic stainless steel using work hardening of fired organic martensite and a method of manufacturing the same.
일반적으로 오스테나이트계 스테인리스강은 철(Fe)을 기반 금속으로 하여 Cr, Ni을 주원료로 함유하고 있다. 여기에 Mo, Cu 등의 기타 원소들을 첨가시켜 각종 용도에 맞는 다양한 강종으로 개발되고 있는데, 특히 가공성과 내식성이 양호한 강종으로 분류된다.Generally, an austenitic stainless steel contains iron (Fe) as a base metal and Cr and Ni as main raw materials. Mo, Cu and other elements are added to the steel to develop various steel types for various applications. In particular, steel is classified as a steel having excellent processability and corrosion resistance.
이러한 오스테나이트계 스테인리스강은 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 낮추면서도 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강과 동등 이상의 내식성을 확보할 수 있는 새로운 강종의 개발이 필요하다. 또 대부분의 오스테나이트계 스테인리스강은 항복강도가 낮기 때문에 구조재로 사용이 곤란하다.These austenitic stainless steels are excellent in corrosion resistance and pitting resistance, and contain a low carbon and Ni content of 8% or more by weight. Therefore, there is a problem in that the price fluctuation due to the rise in Ni price is large, and the price is unstable, thereby deteriorating the competitiveness. Therefore, in order to compensate for this, it is necessary to develop a new steel type capable of securing a corrosion resistance equal to or higher than that of general austenitic stainless steel while lowering the Ni content. In addition, most austenitic stainless steels are difficult to use as structural materials because of their low yield strength.
따라서 고강도, 고연성을 가져 구조재로 사용될 수 있고 성형성이 우수한 오스테나이트계 스테인레스강의 개발이 요구되고 있다.Therefore, development of an austenitic stainless steel having high strength and high ductility, which can be used as a structural material and has excellent moldability, is required.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 우수한 성형성 및 강도와 함께 내식성을 가지는 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an austenitic stainless steel having excellent formability and strength and corrosion resistance, and a method for producing the same.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 중량 %로, C: 0.08% 이하(0 제외), Si: 0.5~1.5%, Mn: 2.5~3.5%, Cr: 18~20%, Ni: 0.3%~1.5%, N: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~1.5%, Ti: 0.01~0.1%, Nb: 0.01~0.1%, V: 0.01~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 인장 파단된 단면에서 소성 유기 마르텐사이트가 차지하는 비율이 10~40%이고, 잔류 페라이트량이 부피분율로 5% 이하이며, 연신율이 50% 이상이고, 항복강도가 450MPa 이상인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an austenitic stainless steel according to an embodiment of the present invention comprises 0.08% or less of C (excluding 0), 0.5-1.5% of Si, 2.5-3.5% of Mn, , Ni: 0.3 to 1.5%, N: 0.2 to 0.4%, Cu: 0.3 to 1.5%, Ti: 0.01 to 0.1%, Nb: 0.01 to 0.1%, V: 0.01 to 0.1% Fe, and other unavoidable impurities, wherein the ratio of the fired organomartensite in the tensile fractured section is 10 to 40%, the amount of residual ferrite in the volume fraction is 5% or less, the elongation is 50% or more, the yield strength is 450 MPa Or more.
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본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강 제조 방법은, 중량 %로, C: 0.08% 이하(0 제외), Si: 0.5~1.5%, Mn: 2.5~3.5%, Cr: 18~20%, Ni: 0.3%~1.5%, N: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~1.5%, Ti: 0.01~0.1%, Nb: 0.01~0.1%, V: 0.01~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 냉연강판을 1050~1100℃의 온도에서 45~180초 동안 냉연소둔 처리하여, 잔류 페라이트량이 부피분율로 5% 이하이고, 연신율이 50% 이상이며, 항복강도가 450MPa 이상인 강을 제조하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention is a method for producing austenitic stainless steel which comprises 0.08% or less of C (excluding 0), 0.5-1.5% of Si, 2.5-3.5% of Mn, 0.3 to 1.5% of Ni, 0.2 to 0.4% of N, 0.3 to 1.5% of Cu, 0.01 to 0.1% of Ti, 0.01 to 0.1% of Nb, 0.01 to 0.1% of V, balance Fe and other unavoidable A cold-rolled steel sheet containing impurities is subjected to cold-rolling annealing at a temperature of 1050 to 1100 占 폚 for 45 to 180 seconds to produce a steel having an amount of residual ferrite of 5% or less in volume fraction, an elongation of 50% .
본 발명에 의한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.The austenitic stainless steel according to the present invention and its manufacturing method have the following effects.
첫째, 고가 원소인 Ni, Si, Cu 및 Mo 합금성분의 함량을 절감함으로써 원료 비용을 감소시킬 수 있다.First, the cost of raw materials can be reduced by reducing the contents of high-priced Ni, Si, Cu and Mo alloy components.
둘째, 고강도 고연성을 구현하여 구조재로 사용 가능하다.Second, it can be used as a structural material by realizing high strength and high ductility.
셋째, 높은 연신율을 통해 가공성이 우수하다.Third, it has excellent workability through high elongation.
도 1은 냉연 소둔 온도에 따른 소성 유기 마르텐사이트의 양과 연신율을 나타낸 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a graph showing the amount of fired organic martensite and elongation according to the cold-rolling annealing temperature.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 오스테나이트계 스테인리스강 및 그 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, an austenitic stainless steel according to a preferred embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 오스테나이트 스테인리스강인 304강의 경우, 고가인 Ni를 6% 이상 함유하고 있어서 제조시 원료 비용이 매우 높고, 또 귀중한 자원인 Ni 등을 대량으로 소비한다는 문제점이 있다.Generally, austenitic stainless steels, such as 304 steel, contain 6% or more of expensive Ni, resulting in a very high raw material cost in production and a large amount of Ni, which is a valuable resource.
최근에 개발되고 있는 200계의 경우, Ni를 Mn으로 대체한 강으로, 오스테나이트 단성 확보를 위하여 다량의 Mn을 확보하여 냉간 가공성은 개선되었으나, 내식성은 304보다 열위의 수준으로 알려져 있다. 특히 내식성에 해로운 MnS 등의 개재물을 쉽게 형성하여 내식성을 저해한다는 문제점이 있다. 그리고, 전기로 조업 시 Mn 분진 등의 발생으로 환경 문제를 발생시킨다. 따라서, Ni, Mn 등을 저감하면서 오스테나이트계와 유사 수준의 성형성 및 내식성을 확보함과 동시에 강도를 향상시킨 고강도이면서 성형이 가능한 오스테나이트계 스테인리스강을 개발하게 되었다.In the case of the newly developed 200 series, Ni is replaced by Mn. In order to secure austenite integrity, a large amount of Mn is secured and the cold workability is improved. However, the corrosion resistance is known to be lower than 304. There is a problem that inclusions such as MnS which are detrimental to the corrosion resistance are easily formed and the corrosion resistance is deteriorated. And, when operating the electric furnace, it causes environmental problems due to occurrence of Mn dust and the like. Accordingly, austenitic stainless steels having high strength and capable of being formed, which have improved moldability and corrosion resistance similar to those of the austenitic system while reducing Ni and Mn, and have improved strength, have been developed.
오스테나이트계 스테인리스강은, 중량 %로, C: 0.08% 이하(0 제외), Si: 0.5~1.5%, Mn: 2.5~3.5%, Cr: 18~20%, Ni: 0.3%~1.5%, N: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~1.5%, Ti: 0.01~0.1%, Nb: 0.01~0.1%, V: 0.01~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 인장 파단된 단면에서 소성 유기 마르텐사이트가 차지하는 비율이 10~40%인 것이다.The austenitic stainless steel according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of C is 0.08% or less (excluding 0), 0.5 to 1.5% of Si, 2.5 to 3.5% of Mn, 18 to 20% of Cr, 0.3 to 1.5% The steel sheet contains 0.2 to 0.4% of N, 0.3 to 1.5% of Cu, 0.01 to 0.1% of Ti, 0.01 to 0.1% of Nb, 0.01 to 0.1% of V and balance of Fe and other unavoidable impurities. And the proportion of the fired organic martensite is 10 to 40%.
C는 오스테나이트 형성 원소로 고용강화에 의한 재료 강도 증가에 유효한 원소이다. 하지만, 과다 첨가 시 페라이트상과 오스테나이트상의 경계에서 내식성에 유효한 Cr과 탄화물을 형성하여 결정립계 주위의 Cr 함량을 낮추게 된다. 이는 내부식 저항성을 감소시키는 결과를 가져오기 때문에 내식성을 극대화하기 위해서는 C를 0.08% 이하의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.C is an austenite forming element and is an effective element for increasing the strength of a material by solid solution strengthening. However, the Cr content and the carbide around the grain boundaries are lowered at the boundary between the ferrite phase and the austenite phase when Cr is added. In order to maximize the corrosion resistance, it is preferable to add C in the range of 0.08% or less, since this results in reducing the corrosion resistance.
Si는 탈산효과를 위하여 첨가되는 원소이다. 특히 Ni의 함량이 적을 때 오스테나이트상을 안정시키기 위해0.5% 이상 첨가하여 한다. Si이 1.5% 이상 첨가되는 경우, 오스테나이트상에서 형성되는 소성 유기 마르텐사이트가 부족하여 충분한 가공 경화를 얻을 수 없고, 이에 따라 연성이 감소된다. 또한 Si는 치환형 원소로서, 강중에 고용되어 그 함량이 증가할수록 고용 강화 효과가 증가한다. 반면 과다하게 첨가될 경우 제강 시 슬래그 유동성을 저하시키고, 산소와 결합하여 SiO2개재물을 형성하여 내식성을 저하시킨다. 따라서 고용강화에 의해 강도를 증가시키면서 소성 유기 마르텐사이트를 형성시켜 연성을 확보할 수 있도록, Si 함량은 0.5~1.5%로 제한함이 바람직하다.Si is an element added for the deoxidation effect. Particularly, when the content of Ni is small, 0.5% or more is added to stabilize the austenite phase. When 1.5% or more of Si is added, the fired organic martensite formed on the austenite is insufficient and sufficient work hardening can not be obtained, thereby reducing the ductility. Also, Si is a substitutional element, and its solubility enhancement effect increases as the content of Si increases. On the other hand, if it is added in excess, the slag fluidity is lowered during steelmaking, and SiO 2 inclusions are formed by binding with oxygen, thereby lowering the corrosion resistance. Therefore, it is preferable to limit the Si content to 0.5 to 1.5% so as to secure softness by forming sintered organic martensite while increasing the strength by solid solution strengthening.
N는 듀플렉스 스테인리스강에서 Ni와 함께 대표적인 오스테나이트 상의 안정화에 기여하는 원소이다. N는 오스테나이트 형성 원소인 Ni을 저감시킬 경우 이를 보완하기 위하여 필요한 원소이며, 침입형 원소로서 고강도화를 꾀할 수 있다. 또한 N는 내식성 향상원소로서 Mn 첨가에 의한 내식성의 저감 효과를 보상할 수 있다. N 함량이 0.4%를 초과하면 고용 초과로 인해 주조시 블로우홀(blow hole), 핀홀(pin hole) 등이 발생하여 표면 결함을 유발할 수 있다. 반면 N 함량이 너무 낮으면, Mn 첨가에 의하여 발생하는 내식성 저하 효과가 커지므로, N 함량은 0.20 ~ 0.4%로 제한하는 것이 바람직하다.N is an element contributing to the stabilization of typical austenite phase together with Ni in duplex stainless steel. N is an element necessary for supplementing Ni when it is an austenite forming element, and it can be intensified as an interstitial element. N is an element for improving corrosion resistance, and it is possible to compensate for the effect of reducing Mn by addition of Mn. If the N content exceeds 0.4%, blowholes, pinholes, and the like may be generated during casting due to excessive use of the resin, thereby causing surface defects. On the other hand, if the N content is too low, the effect of lowering the corrosion resistance caused by Mn addition becomes large, so that the N content is preferably limited to 0.20 to 0.4%.
Mn은 탈산제 및N의 고용도를 증가시키는 원소이며, 오스테나이트 형성 원소로서 Ni 대치용으로 사용할 수 있다. 그러나 4%를 초과하여 첨가하는 경우 304강 수준의 내식성 확보가 어려워진다. 이는 강 중의 S와 결합한 MnS가 강 중에 개재물로 형성되어 내식성을 악화시키기 때문이다. 함량이 2.5% 미만인 경우, 오스테나이트 형성 원소인 Ni, Cu, N등의 함량을 조절하더라도 필요한 오스테나이트상의 분율 확보가 어렵고, 첨가되는 N의 고용도가 낮아서 상압에서 N를 충분하게 고용시킬 수 없다. 따라서 Mn의 함량은 2.5% ~ 4%로 제한 하는 것이 바람직하다.Mn is an element that increases the solubility of deoxidizing agent and N, and can be used for Ni substitution as an austenite forming element. However, addition of more than 4% makes it difficult to obtain corrosion resistance at the level of 304 steel. This is because MnS combined with S in the steel is formed as an inclusion in the steel to deteriorate the corrosion resistance. When the content is less than 2.5%, it is difficult to secure the required austenite phase fraction even when the contents of the austenite forming elements Ni, Cu, N and the like are controlled, and the solubility of N to be added is low, . Therefore, the content of Mn is preferably limited to 2.5% to 4%.
Cr은 스테인리스강의 내식성 확보를 위한 필수 원소이다. 함량을 증가시키면 내식성이 증가하지만, 오스테나이트상의 분율을 유지시키기 위해서 추가적으로 Ni이나 기타 오스테나이트 형성원소의 함량을 증가시켜야 한다. 따라서, Cr의 함량을 18~20%로 제한하는 것이 바람직하다.Cr is an essential element for ensuring the corrosion resistance of stainless steel. Increasing the content increases the corrosion resistance, but in order to maintain the fraction of austenite phase, it is necessary to further increase the content of Ni and other austenite forming elements. Therefore, it is preferable to limit the Cr content to 18 to 20%.
Ni은 Mn, Cu 및 N와 함께 오스테나이트 안정화 원소로서, 스테인리스강의 오스테나이트상 확보에 주된 역할을 한다. 원가절감을 위하여 가격이 비싼 Ni 함량을 최대한 감소시키는 대신에 다른 오스테나이트상 형성 원소인 Mn과 N을 증가시켜서 Ni의 저감에 의한 오스테나이트상 감소를 상쇄하여 상분율 균형을 유지시키는 것이다. Ni의 함량이 1.5%를 초과할 경우, 오스테나이트가 지나치게 안정화되어 냉간 가공 시 소성 유기 마르텐사이트가 형성되지 않게 된다. 이에 따라 연신율이 감소하여 성형성이 저하되는 문제가 발생하고, 고가의 원소인 Ni의 함량이 높아질수록 제품의 경쟁력 확보가 어려워지게 된다. Ni을 Mn, N으로 치환하는 경우, 오스테나이트 단상을 유지시키고, 산용기에 사용될 때 내산성을 부여시킬 수 있는 최소한의 Ni 함량은 0.3% 이상이다. 따라서, Ni의 함량은 0.3%~1.5%로 제한하는 것이 바람직하다.Ni, together with Mn, Cu and N, plays a major role in securing the austenite phase of stainless steel as an austenite stabilizing element. Instead of reducing the costly Ni content as much as possible to reduce costs, the other austenite phase forming elements, Mn and N, are increased to compensate for the austenite phase reduction due to Ni reduction to maintain the phase fraction balance. When the content of Ni exceeds 1.5%, the austenite is excessively stabilized and the calcined organic martensite is not formed during the cold working. As a result, there is a problem that the elongation rate is lowered and the formability is lowered. As the content of Ni, which is an expensive element, becomes higher, it becomes difficult to secure the competitiveness of the product. When Ni is substituted with Mn and N, the minimum Ni content capable of retaining the austenite single phase and imparting acid resistance when used in an acid container is 0.3% or more. Therefore, the content of Ni is preferably limited to 0.3% to 1.5%.
Cu는 Mn, Ni 및 N와 함께 오스테나이트를 안정화시키는 원소로서, 듀플렉스 스테인리스강의 오스테나이트상의 확보에 주된 역할을 한다. 원가절감을 위하여 고가의 Ni 함량을 최대한 감소시키는 대신에 다른 오스테나이트상 형성 원소인 Cu, Mn, 과 N을 증가시킴으로써, Ni의 저감에 의한 오스테나이트상의 분율 감소를 상쇄시켜 균형을 유지할 수 있다. 그러나 Cu를 과도하게 첨가하는 경우, 냉간 가공 시 소성 유기 마르텐사이트의 형성을 억제하기 때문에 충분한 연신율을 확보하기 어렵다. 또한, Cu를 많이 첨가하면 Cu 고용도를 초과하여 개재물 형태로 석출되어, 이후의 공정 중에 용접 불량 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서, 구리는 1.5% 이하로 첨가되어야 한다. Cu가 고용되어 오스테나이트상을 확보하는 기능을 발휘하기 위해서 최소한 0.3% 이상의 함량이 필요하다. 따라서, Cu의 함량을 0.3%~1.5%로 제한하는 것이 바람직하다.Cu is an element stabilizing austenite together with Mn, Ni and N, and plays a main role in securing the austenite phase of the duplex stainless steel. It is possible to maintain the balance by canceling the reduction of the austenite phase fraction due to the reduction of Ni by increasing Cu, Mn, and N, which are other austenite phase forming elements, instead of reducing the high Ni content as much as possible. However, when Cu is excessively added, it is difficult to secure a sufficient elongation rate because the formation of fired organic martensite is suppressed during cold working. In addition, if a large amount of Cu is added, it may precipitate in the form of inclusions exceeding the solubility of Cu, which may cause a welding defect problem in the subsequent process. Therefore, copper should be added in an amount of 1.5% or less. In order to exert the function of securing the austenite phase with Cu solved, a content of at least 0.3% or more is required. Therefore, it is preferable to limit the Cu content to 0.3% to 1.5%.
Ti, Nb, V는 탄소 또는 질소와 결합하는 석출 경화형 원소이다. 이들 원소의 첨가는 냉연 소둔 중 냉각시 발생하는 Cr 석출물의 형성을 억제할 수 있다. 또한, 용접부를 냉각시킬 때 Ti, Nb, V 석출물이 Cr 석출물 보다 먼저 형성되어, 용접부에 Cr석출물이 형성되는 것을 억제함으로써 내식성 저하를 방지할 수 있다. 이들 합금 원소가 Cr 석출물 형성을 억제시키기 위해서는 최소한 0.01% 이상 첨가되어야 한다. 그러나 이들 원소가 0.1%를 초과하여 첨가되면, 주조시 용강중에서 질화물로 정출되어 주조 노즐 막힘을 초래하고, 개재물로서 석출되어 열간압연 및 냉간압연시 표면 결함의 원인이 된다. 이러한 Ti, Nb, V 개재물은 열연 소둔 및 냉연 소둔시 결정립계에 석출되어 결정립의 성장을 방해하고, 냉간 가공시 소성 유기 마르텐사이트가 형성되는 것을 억제하여 연신율을 저하시키는 문제가 발생한다. 따라서, Ti, Nb, V의 함량을 0.01%~0.1%로 제한하는 것이 바람직하다.Ti, Nb, and V are precipitation hardening elements that bond with carbon or nitrogen. The addition of these elements can suppress the formation of Cr precipitates which are generated during cooling during cold annealing. Further, when cooling the welded portion, the Ti, Nb and V precipitates are formed earlier than the Cr precipitates, and the formation of Cr precipitates in the welded portions is suppressed, so that deterioration in corrosion resistance can be prevented. At least 0.01% or more of these alloying elements should be added to suppress the formation of Cr precipitates. However, when these elements are added in an amount exceeding 0.1%, they are pitted out of the molten steel during casting, causing clogging of the casting nozzle, and precipitating as inclusions, which causes surface defects during hot rolling and cold rolling. These inclusions of Ti, Nb and V precipitate on the grain boundaries during hot rolling annealing and cold rolling annealing to interfere with the growth of the crystal grains and inhibit the formation of fired organic martensite during cold working, resulting in a problem of lowering the elongation. Therefore, it is preferable to limit the content of Ti, Nb and V to 0.01% to 0.1%.
오스테나이트상에서 형성되는 소성 유기 마르텐사이트는 가공경화에 영향을 주는 조직으로서, 가공성을 향상시키기 위해 최소한 소성 유기 마르텐사이트의 비율이 10% 이상이어야 한다. 즉 파단 부위에서 소성 유기 마르텐사이트의 비율이 10% 미만인 경우, 가공시 발생하는 국부적인 네킹을 억제 할 수 없어서 파단이 발생하기 때문에 성형성이 낮아지게 된다. 그러나 소성 유기 마르텐사이트 양이 40%를 초과하는 경우, 가공 초기에 강도가 급격하게 상승하여 원하는 성형의 범위까지 가공을 할 수 없다. 이는 소성 유기 마르텐사이트가 급격하게 형성되기 때문이다. 따라서 가공성을 최대화하기 위해 파단부에서 형성되는 소성 유기 마르텐사이트 양을 10~40%로 제한하는 것이 바람직하다.The fired organic martensite formed on the austenite is a structure that affects the work hardening. In order to improve the workability, the ratio of the fired organic martensite should be 10% or more. That is, when the ratio of the fired organic martensite at the fracture site is less than 10%, the localized necking occurring during processing can not be suppressed, so that the fracture occurs and the formability is lowered. However, when the amount of the fired organic martensite exceeds 40%, the strength rapidly increases at the beginning of the processing, and processing can not be performed to the desired molding range. This is because the fired organic martensite is formed rapidly. Therefore, in order to maximize the workability, it is preferable to limit the amount of fired organic martensite formed at the rupture portion to 10 to 40%.
잔류 페라이트량의 부피 분율은 5% 이하로 형성되는 것이 바람직하다.The volume fraction of the residual ferrite is preferably 5% or less.
오스테나이트계 스테인리스강의 조직 중에서 페라이트가 차지하는 비율을 5% 이하로 억제하면 내식성을 확보할 수 있다. 페라이트 함량이 5%를 초과할 경우, 소둔시 페라이트상에 의한 불균일 산화로 표면에 결함이 발생할 수 있다. 또한 과도한 페라이트 상의 함유는 합금원소의 불균일한 분포로 인한 내식성 저하의 원인이 된다. 따라서 페라이트의 부피 분율은 5% 이하로 형성시키는 것이 바람직하다.When the proportion of ferrite in the structure of the austenitic stainless steel is controlled to 5% or less, the corrosion resistance can be secured. If the content of ferrite exceeds 5%, defects may occur on the surface due to heterogeneous oxidation due to the ferrite phase upon annealing. Further, the excessive ferrite phase content causes a decrease in corrosion resistance due to nonuniform distribution of alloying elements. Therefore, the volume fraction of ferrite is preferably 5% or less.
연신율이 50% 이상이고, 항복강도가 450MPa 이상인 것이 바람직하다.It is preferable that the elongation is 50% or more and the yield strength is 450 MPa or more.
상술한대로 소성 유기 마르텐사이트의 양을 제한함으로써 연신율과 강도가 동시에 상승하는데, 연신율을 50% 이상, 항복강도를 450MPa 이상으로 제한하여 구조재로 손색없는 연신율과 강도를 달성할 수 있는 것이다.
By limiting the amount of fired organic martensite as described above, the elongation and strength increase simultaneously, but the elongation and strength can be achieved by limiting the elongation to 50% or more and the yield strength to 450 MPa or more.
(MPa)Yield strength
(MPa)
(%)Elongation
(%)
(%)ferrite
(%)
80초1080 ° C
80 seconds
본 발명의 조성범위에 의한 오스테나이트계 스테인리스강의 시편들과 비교예로 사용할 시편들을 진공용해를 활용하여 제조하였다. 제조된 합금을 열간 압연, 열연 소둔, 냉간 압연 후 냉연 소둔을 진행하여 소재의 상분율 및 소재의 물성을 측정하였다. 표 1에 실험 강종들에 대한 합금 조성(중량%)이, 표 2에 항복강도, 연신율, 페라이트 양, 파단시의 소성 유기 마르텐사이트 양이 나타나 있다.Specimens of austenitic stainless steels according to the composition range of the present invention and specimens used as comparative examples were prepared by using vacuum melting. The prepared alloy was subjected to hot rolling, hot rolling annealing, cold rolling and cold rolling annealing to measure the phase fraction of the material and the physical properties of the material. Table 1 shows the alloy composition (% by weight) for the experimental steel types, and Table 2 shows the yield strength, the elongation, the amount of ferrite and the amount of fired organic martensite at the time of fracture.
비교예 1의 경우, 종래의 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강으로 연신율이 약 60% 정도로 높다. 그러나 항복강도가 300MPa 이하를 나타내기 때문에 구조재로 사용하는 데에는 제한이 있다. 또한 Ni 함량이 높기 때문에 제조 비용에 대한 부담이 크다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 Ni을 감소시키고 Mn, N를 증가시킨 것이다. 비교예 2~4의 경우와 같이 페라이트가 다량 존재할 경우, 비교적 우수한 항복강도의 물성을 나타내지만, 마르텐사이트로 변태되는 오스테나이트의 분율이 낮기 때문에 연신율에 있어서 불리하다. 실시예의 경우, 비교예 1과 동등한 수준의 연성(최소한 50% 이상)과 비교예 1의 1.5배 이상의 강도(450MPa 이상)를 확보할 수 있는 것이다.
In the case of Comparative Example 1, the conventional austenitic stainless steel has an elongation as high as about 60%. However, since the yield strength is less than 300 MPa, there is a limit to use as a structural material. Also, since the Ni content is high, the manufacturing cost is high. In the present invention, in order to solve such a problem, Ni is decreased and Mn and N are increased. As in the case of Comparative Examples 2 to 4, when a large amount of ferrite is present, it exhibits relatively good yield strength properties, but is disadvantageous in terms of elongation because it has a low fraction of austenite that is transformed into martensite. In the case of the embodiment, it is possible to secure ductility (at least 50% or more) equivalent to that of Comparative Example 1 and 1.5 times or more the strength (450MPa or more) of Comparative Example 1.
조건Annealing
Condition
1080℃
80초
1080 ° C
80 seconds
표 3은 일부 강들에 대해 내식성을 측정한 결과이다. 실험 방법은, 냉연 소둔된 냉연판을 #600 연마지로 표면 연마한 후 3.5% NaCl 용액에서 공식 전위를 측정한 것이다. 비교예 1의 공식전위는 약 310mV 이고, 실시예 1~6은 320~380mV를 확보 할 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 비교예1과 동등 수준 이상의 내식성을 확보한 것을 알 수 있다.
Table 3 shows the corrosion resistance of some steels. In the test method, the cold rolled annealed cold rolled steel sheet was surface-polished with # 600 abrasive paper, and the formal potential was measured in a 3.5% NaCl solution. It can be seen that the formula potential of Comparative Example 1 is about 310 mV, and 320 to 380 mV can be secured for Examples 1 to 6. Therefore, it can be seen that the embodiment of the present invention has a corrosion resistance equal to or higher than that of Comparative Example 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 오스테나이트계 스테인리스강 제조 방법은, 중량 %로, C: 0.08% 이하(0 제외), Si: 0.5~1.5%, Mn: 2.5~3.5%, Cr: 18~20%, Ni: 0.3%~1.5%, N: 0.2~0.4%, Cu: 0.3~1.5%, Ti: 0.01~0.1%, Nb: 0.01~0.1%, V: 0.01~0.1%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 냉연강판을 1050~1100℃의 온도에서 45~180초 동안 냉연소둔 처리하는 것이 바람직하다.The method of manufacturing an austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention is a method for producing austenitic stainless steel which comprises 0.08% or less of C (excluding 0), 0.5-1.5% of Si, 2.5-3.5% of Mn, 0.3 to 1.5% of Ni, 0.2 to 0.4% of N, 0.3 to 1.5% of Cu, 0.01 to 0.1% of Ti, 0.01 to 0.1% of Nb, 0.01 to 0.1% of V, balance Fe and other unavoidable The cold-rolled steel sheet containing impurities is preferably subjected to cold-rolling annealing at a temperature of 1050 to 1100 占 폚 for 45 to 180 seconds.
각 물성에 대한 수치한정은 상술한 오스테나이트계 스테인리스강의 설명으로 갈음한다.The numerical limitation on the respective properties is replaced with the description of the above-described austenitic stainless steel.
도 1에 도시된 바와 같이, 소둔 온도가 1050℃ 미만이거나 소둔 시간이 45초 미만일 경우 소성 유기 마르텐사이트가 10% 미만으로 형성되기 때문에 연신율이 감소하고, 소둔 온도가 1100℃를 초과하거나 소둔 시간이 180초를 초과할 경우 소성 유기 마르텐사이트가 40%를 초과하여 생성된다. 이렇게 본 발명의 범위에서 벗어남에 따라 연신율도 50%를 밑돌게 된다. 따라서 소둔 온도와 소둔 시간은 상기와 같이 제한하는 것이 바람직하다.
As shown in Fig. 1, when the annealing temperature is less than 1050 占 폚 or the annealing time is less than 45 seconds, the fired organic martensite is formed to less than 10%, so the elongation rate is decreased. When the annealing temperature exceeds 1100 占 폚 If it exceeds 180 seconds, fired organic martensite is produced in excess of 40%. As a result, the elongation percentage becomes less than 50%. Therefore, the annealing temperature and the annealing time are preferably limited as described above.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .
Claims (4)
인장 파단된 단면에서 소성 유기 마르텐사이트가 차지하는 비율이 10~40%이고,
잔류 페라이트량이 부피분율로 5% 이하이며,
연신율이 50% 이상이고, 항복강도가 450MPa 이상인 것을 특징으로 하는, 오스테나이트계 스테인리스강.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel contains, by weight%, 0.08% or less of C, 0.5 to 1.5% of Si, 2.5 to 3.5% of Mn, 18 to 20% of Cr, 0.3 to 1.5% of Ni, 0.2 to 0.4% 0.3 to 1.5% of Cu, 0.01 to 0.1% of Ti, 0.01 to 0.1% of Nb, 0.01 to 0.1% of V, balance Fe and other unavoidable impurities,
The ratio of the fired organic martensite in the tensile fractured section is 10 to 40%
The residual ferrite content is 5% or less by volume,
An elongation percentage of 50% or more, and a yield strength of 450 MPa or more.
잔류 페라이트량이 부피분율로 5% 이하이고, 연신율이 50% 이상이며, 항복강도가 450MPa 이상인 강을 제조하는 것을 특징으로 하는, 오스테나이트계 스테인리스강 제조 방법.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel contains, by weight%, 0.08% or less of C, 0.5 to 1.5% of Si, 2.5 to 3.5% of Mn, 18 to 20% of Cr, 0.3 to 1.5% of Ni, 0.2 to 0.4% A cold rolled steel sheet containing 0.3 to 1.5% of Cu, 0.01 to 0.1% of Ti, 0.01 to 0.1% of Nb, 0.01 to 0.1% of V and balance of Fe and other unavoidable impurities at a temperature of 1050 to 1100 ° C and 45 to 180 Cold annealing for a second,
Wherein a steel having an amount of residual ferrite of 5% or less in volume fraction, an elongation of 50% or more, and a yield strength of 450 MPa or more is produced.
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