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KR101879696B1 - 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법 - Google Patents

고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR101879696B1
KR101879696B1 KR1020160177764A KR20160177764A KR101879696B1 KR 101879696 B1 KR101879696 B1 KR 101879696B1 KR 1020160177764 A KR1020160177764 A KR 1020160177764A KR 20160177764 A KR20160177764 A KR 20160177764A KR 101879696 B1 KR101879696 B1 KR 101879696B1
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Abstract

고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.0005 내지 0.2%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 평균 지름이 0.5㎛ 이하인 석출물이 결정립계에서 1㎛ 이내의 영역에 30 내지 70%가 존재하며, 표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층이 형성된다.

Description

고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법{FERRITIC STAINLESS STEEL HAVING EXCELLENT HIGH TEMPERATURE STRENGTH AND OXIDATION RESISTANCE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
스테인리스강 중 특히 페라이트계 스테인리스강은 건축 자재, 주방 용기, 가전 제품, 자동차 배기계 부품 등에 널리 사용되고 있다.
특히, 자동차 배기계 부품 중 배기 매니폴드(exhaust manifold)는 700℃ 이상의 고온의 배기가스에 직접 노출되는 환경으로 장시간의 가동환경에서 매우 높은 안전성을 요구하며, 특히 내산화성 및 고온 강도가 요구된다.
내산화성과 고온 강도가 요구되는 내열강 분야에 있어서도, SUS430J1L, SUS436J1L, SUH21 등의 고순도 페라이트계 스테인리스강이 규격화되어 있다(JIS G 4312). SUS430J1L은 19Cr-0.5Nb, SUS436J1L은 18Cr-1Mo, SUH21은 18Cr-3Al으로 대표되는 바와 같이, 희소 원소인 Nb나 Mo의 첨가, 혹은 다량의 Al 첨가를 특징으로 하고 있다. SUH21로 대표되는 Al 함유 고순도 페라이트계 스테인리스강은 우수한 내산화성을 갖고 있지만, 가공성이나 용접성 및 저인성에 수반하는 제조성에 문제가 있다.
그렇기 때문에 기존에 고온 특성을 개선하는 합금 성분 및 제조 방법에 대한 많은 연구들이 행해져 왔다. 그 동안 고온 특성을 향상시키는 원소인 Mo, Nb, W 등의 합금의 영향에 대한 연구는 많이 진행되었지만 모두 고가의 원소들이기 때문에 활용하는데 제약이 있었고, 또한 Nb는 고온에서 장시간 노출시 석출 현상으로 인해 급격히 소재의 고온 강도를 열화시키는 현상도 있었다.
그래서 이러한 고가의 원소를 대체하기 위해 Cu 등을 활용한 소재 개발이 일부 행해지고 있으나, Cu 또한 고온에서 석출현상으로 인해 고온 강도의 급격한 열화 현상을 동반하는 문제가 있다.
그리고 위의 원소들은 고온 강도 개선에는 일부 효과는 있으나 고온에서의 소재의 산화를 억제하는데는 거의 효과가 없어 배기 매니폴드의 내산화성을 개선하기 위해서는 다른 방법이 필요하다.
일본 공개특허문헌 제2004-307918호
본 발명의 실시예들은 페라이트계 스테인리스강의 합금 성분을 제어하여 폐라이트계 스테인리스강의 성분 및 제조 공정의 최적화를 통하여 최종 소재의 고온 강도 및 내산화 특성이 개선된 페라이트계 스테인리스강을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 열간 압연시 슬라브 재가열 온도, 압하율 및 권취 온도 등을 제어하여 석출물 및 결정립 제어를 통하여 최종 소재의 고온 강도 및 내산화 특성을 개선할 수 있는 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.0005 내지 0.02%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 평균 지름이 0.5㎛ 이하인 석출물이 결정립계에서 1㎛ 이내의 영역에 30 내지 70%가 존재하며, 표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층이 형성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 석출물은 Nb Laves 석출물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표층에 10㎛ 이하의 두께를 가지는 Cr 산화층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 페라이트계 스테인리스강은 하기 식 (1)로 정의되는 고온 인장강도가 30MPa 이상일 수 있다.
13.6(200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo)+16.4 ------ 식 (1)
여기서, T는 700℃ 이상의 스테인리스강의 사용 온도(℃)이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 900℃에서의 인장강도가 30MPa 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 페라이트계 스테인리스강은 하기 식 (2)를 만족할 수 있다.
1 ≤ 200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo ≤ 5 ------ 식 (2)
여기서, T는 700℃ 이상의 스테인리스강의 사용 온도(℃)이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법은, 중량%로, C: 0.0005 내지 0.02%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 페라이트계 스테인리스강 슬라브를 열간 압연 및 냉간 압연하는 단계를 포함하며, 열간 압연시 조압연 후 사상압연 전까지 유지 시간이 하기 식 (3)을 만족할 수 있다.
8,000/(RHT-1,000) ≤ 유지 시간(초) ≤ 120 ------ 식 (3)
여기서, RHT는 슬라브 재가열 온도(℃)이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, RHT는 1,100 내지 1,300℃이며, 조압연시 마지막 2패스의 총압하율은 50% 이상이며, 권취 온도가 500 내지 700℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉연 강판을 700℃ 이상의 온도에서 10 내지 200시간 동안 열처리시, 상기 냉연 강판의 표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층 및 10㎛ 이하의 두께를 가지는 Cr 산화층이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 페라이트계 스테인리스강의 합금 성분 및 열간 압연 조건을 제어하여 석출물 및 결정립 제어를 통하여 페라이트계 스테인리스강의 고온 강도 및 내산화 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 표층 스케일을 EPMA(electron probe micro analyzer)로 분석한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 비교예에 따른 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 표층 스케일을 EPMA(electron probe micro analyzer)로 분석한 결과를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 온도별 인장강도 및 성분 파라미터와의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프들이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.0005 내지 0.02%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
C: 0.0005 내지 0.02%
C의 함량이 0.0005% 미만이면 고순도 제품을 만들기 위한 정련 가격이 비싸지고, 0.02%를 초과하면 소재의 불순물이 늘어 연신율과 n값이 떨어지고 DBTT가 올라가 충격특성이 나빠진다.
N: 0.005 내지 0.02%
N의 함량이 0.005% 미만이면 TiN 정출이 낮아져 슬라브의 등축정율이 낮아지고, 0.02%를 초과하면 소재의 불순물이 증가하여 연신율이 떨어지고 DBTT가 올라가 충격특성이 나빠진다.
Cr : 10.0 내지 25.0%
Cr의 함량이 10.0% 미만이면 내식성 및 내산화성이 나빠지는 문제가 있고, 25.0%를 초과하면 연신율이 떨어지고 열연 스티킹(sticking) 결함이 발생하는 문제가 있다.
Mo : 0.3 내지 2.0%
Mo의 함량이 0.3% 미만이면 소재 내에 고용되는 Mo가 적어 소재의 고온 강도 및 열피로 특성 열화와 이상 산화 발생 확률이 높아지며, 2.0%를 초과하면 충격 특성이 떨어져 가공시 파단 발생 위험이 커지며 소재의 원가가 올라가는 부담이 있다.
Ti : 0.02 내지 0.30%
Ti의 함량이 0.02% 미만이면 Nb가 C, N과 결합하여 석출되어 Nb 고용에 의한 고온 강도 증가효과가 감소하게 되고, 0.30%를 초과하면 Ti계 산화물의 증가로 연주 슬라브 제조시 노즐이 막히는 문제가 있다.
Nb : 0.30 내지 0.70%
Nb의 함량이 0.30% 미만이면 소재 내에 고용되는 Nb가 적어 소재의 고온 강도가 떨어지는 문제가 있고, 0.70%를 초과하면 Nb계 석출물과 고용량이 과도하게 늘어나 연신율과 충격특성이 나빠지는 문제가 있다.
Al: 0.2 내지 1.5%
Al의 함량이 0.2% 미만이면 표층에 Al 산화층이 충분히 형성되지 않아 다공질의 Cr 산화층이 10㎛ 초과로 두껍게 형성되어 스케일 박리성이 열화되며, 1.5%를 초과하면 주조가 어려워지며 가공성이 떨어지게 된다.
Al의 함량이 0.2% 이상으로 첨가되면 고온에서의 상대적으로 빠른 Al 원자의 이동 및 산소 친화력으로 인해 표층에 다공질의 두꺼운 Cr 산화물 대신 치밀하고 얇은 Al 산화층이 1㎛ 이상 빠르게 형성되어 고온 장시간 노출 후에도 스케일 박리성이 매우 우수하다.
본 발명에서는 고온 강도를 확보하기 위해 Al, Nb, Mo 합금원소를 이용하였는데, Nb나 Mo는 고온강도 향상의 효과는 크나 고가의 원소이고 특히 Nb는 고온에서 라베스(laves) 상 석출에 따라 고온 강도 향상에 기여하는 정도가 급격히 감소하게 된다.
결국 소재의 고온 강도는 합금 원소의 첨가량뿐만 아니라 온도에 따른 합금 원소의 기여도가 다르게 반영되기 때문에 본 발명에서는 하기 식들을 도출하여 목표하는 고온강도를 얻기 위한 합금 성분과 온도에 관련된 파라미터를 얻을 수 있었다.
예를 들어, 상기 페라이트계 스테인리스강은 하기 식 (1)로 정의되는 고온 인장강도가 30MPa 이상일 수 있다.
13.6(200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo)+16.4 ------ 식 (1)
여기서, T는 700℃ 이상의 스테인리스강의 사용 온도(℃)이다.
이에 따라, 본 발명의 페라이트계 스테인리스강은 900℃에서의 인장강도가 30MPa 이상으로 확보할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 페라이트계 스테인리스강은 하기 식 (2)를 만족할 수 있다.
1 ≤ 200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo ------ 식 (2)
여기서, T는 700℃ 이상의 스테인리스강의 사용 온도(℃)이다.
보다 바람직하게는, 비용 내지 기타 특성의 열위를 고려하여 상기 식 (2)의 값이 1 내지 5일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스강은, 평균 지름이 0.5㎛ 이하인 석출물이 결정립계에서 1㎛ 이내의 영역에 30% 이상이 존재한다. 보다 바람직하게는 상기 석출물은 결정립계에서 1㎛ 이내의 영역에 30 내지 70%가 존재할 수 있다.
예를 들어, 상기 석출물은 Nb Laves 석출물을 포함할 수 있다.
이와 같이 결정립계 주변에 생성된 미세한 석출물들은 고온에서 결정립계를 피닝(pinning)하는 역할을 하여 고온에서 발생하는 결정립계 미끄러짐(grain boundary sliding, GBS) 및 전위의 빠른 이동을 억제하여 고온 강도 특성을 향상시키는 역할을 한다.
또한, 표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층이 형성된다.
본 발명의 페라이트계 스테인리스강이 Al을 포함함에 따라 고온에서의 상대적으로 빠른 Al 원자의 이동 및 산소 친화력으로 인해 표층에 다공질의 두꺼운 Cr 산화물 대신 치밀하고 얇은 Al 산화층이 1㎛ 이상 빠르게 형성되어 고온 장시간 노출 후에도 스케일 박리성이 매우 우수하다.
예를 들어, 표층에 10㎛ 이하의 두께를 가지는 Cr 산화층이 형성될 수 있다.
표층에 Al 산화층이 충분히 형성되지 않는 경우, 다공질의 Cr 산화층이 10㎛ 초과로 두껍게 형성되어 스케일 박리성이 열화되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강은, 중량%로, C: 0.0005 내지 0.02%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 페라이트계 스테인리스강 슬라브를 열간 압연 및 냉간 압연하는 단계를 포함한다.
이때, 열간 압연시 조압연 후 사상압연 전까지 유지 시간이 하기 식 (3)을 만족한다.
8,000/(RHT-1,000) ≤ 유지 시간(초) ≤ 120 ------ 식 (3)
여기서, RHT는 슬라브 재가열 온도(℃)이다.
본 발명의 고온 강도 특성을 확보하기 위해서는 미세한 석출물들의 크기 및 분포를 제어해야 하는데 이는 성분 제어뿐만 아니라 열연 공정의 제어도 필요로 한다.
예를 들어, RHT는 1,100 내지 1,300℃ 일 수 있다.
우선 슬라브 주조 중에 생성된 조대한 석출들을 재분해하기 위해 슬라브의 열연 재가열 온도를 1,100℃ 이상으로 하며 내부 결정립의 조대화를 방지하기 위해서는 재가열 온도를 1,300℃ 이하로 한다.
예를 들어, 조압연시 마지막 2패스의 총압하율은 50% 이상 일 수 있다.
미세한 석출물들의 결정립계 주변에 석출시키기 위해 조압연의 마지막 2 패스의 총 압하율을 50% 이상으로 하고, 조압연 후 사상압연까지 유지되는 시간을 8,000/(RHT-1,000)초 이상으로 하여 충분한 재결정 시간을 부여하고, 120초 이하로 제어하여 결정립의 조대화를 방지한다.
이러한 결정립의 제어를 통해 결정립계에 미세한 석출물이 생성될 수 있는 사이트를 제공하여 결정립계 1㎛ 내에 미세한 Nb Laves 석출물을 다량 생성 시킬 수 있다.
이렇게 결정립계 주변에 생성된 미세한 석출물들은 고온에서 결정립계를 피닝(pinning)하는 역할을 하여 고온에서 발생하는 결정립계 미끄러짐(GBS) 및 전위의 빠른 이동을 억제하여 고온 강도 특성을 향상시키는 역할을 한다.
예를 들어, 권취 온도가 500 내지 700℃일 수 있다.
열연 중에 석출된 석출물들이 조대화 되지 않도록 권취 온도를 700℃ 이하로 제어하고 판형상 및 표면품질을 위해 500℃ 이상으로 권취 온도를 제어한다.
예를 들어, 냉연 강판을 700℃ 이상의 온도에서 10 내지 200시간 동안 열처리시, 상기 냉연 강판의 표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층 및 10㎛ 이하의 두께를 가지는 Cr 산화층이 형성될 수 있다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명의 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
연속주조를 통하여 하기 표 1의 성분을 만족하는 발명강 1 내지 4 그리고 비교강 1 내지 8의 슬라브를 제조하여 1,130℃로 상기 슬라브를 재가열한 후, 열간 압연을 수행하되 조압연 마지막 2패스의 총압하율을 50% 이상으로 수행한 후, 사상압연 전에 100초 동안 유지한 후 사상압연을 수행하였으며, 이후 550℃의 권취 온도로 권취를 수행하였다.
이후, 열연 소둔, 냉간 압연 및 냉연 소둔을 통해 1mmt의 냉연판을 제조하고 900℃의 열처리를 수행하여 최종 제품을 제조하였다.
C N Cr Ti Al Mo Nb
발명강 1 0.007 0.008 17.9 0.15 0.29 0.39 0.50
발명강 2 0.008 0.006 17.9 0.15 0.50 0.42 0.50
발명강 3 0.008 0.009 18.0 0.16 0.69 0.65 0.48
발명강 4 0.008 0.009 17.9 0.15 1.03 0.41 0.50
비교강 1 0.007 0.01 18.0 0.15 0.30 0.00 0.20
비교강 2 0.007 0.007 18.0 0.16 0.48 0.00 0.19
비교강 3 0.007 0.009 17.9 0.16 0.32 0.20 0.22
비교강 4 0.008 0.008 18.0 0.15 0.49 0.21 0.20
비교강 5 0.009 0.008 18.3 0.16 0.05 0.00 0.52
비교강 6 0.007 0.008 18.0 0.16 0.13 0.00 0.49
비교강 7 0.006 0.008 17.9 0.17 0.03 1.12 0.55
비교강 8 0.009 0.009 18.2 0.16 0.07 1.80 0.52
상기 표 1의 성분을 기초로 상기 식 (2)의 파라미터인 200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo에 관하여 환산한 결과 하기 표 2의 값을 가짐을 알 수 있다.
700℃ 800℃ 900℃
발명강 1 3.35 1.81 1.30
발명강 2 3.79 2.04 1.46
발명강 3 4.24 2.35 1.72
발명강 4 4.85 2.57 1.81
비교강 1 1.60 0.80 0.53
비교강 2 1.91 0.96 0.64
비교강 3 1.88 1.01 0.72
비교강 4 2.13 1.14 0.81
비교강 5 2.70 1.35 0.90
비교강 6 2.71 1.36 0.90
비교강 7 3.59 2.19 1.72
비교강 8 4.00 2.63 2.17
상기의 합금 성분 및 공정에 따라 제조된 최종 제품에 대하여 고온 인장 강도 및 열피로 특성을 평가하였다.
고온 인장 강도는 JIS G 0567 방법에 의거하여 700, 800, 900℃에서 테스트를 진행하여 평가하였다. 또한, 대기분위기 900℃에서 100시간 열처리한 후 표면의 스케일을 EPMA(electron probe micro analyzer)를 통해 평가하였다. 이에 따라 측정된 결과를 표 3에 나타내었다.
본 발명을 통한 고성능 자동차 배기계 중 배기 매니폴드(exhaust manifold)의 용도에 쓰이기 위한 소재의 900℃ 고온 인장강도는 30MPa 이상을 가져야 하고, 대기 분위기 900℃에서 100시간 열처리 후, 표층의 Cr 산화층의 두께가 10㎛ 이하, Al 산화층의 두께가 1㎛ 이상으로 형성되어야 한다.
결정립계 1㎛ 이내 석출물 분포량 (%) Al 산화층 두께 (㎛) Cr 산화층 두께 (㎛) 인장강도 (MPa)
발명강 1 62 6.3 5.7 30.4
발명강 2 46 5.9 6.1 31.2
발명강 3 37 3.2 0.5 33.5
발명강 4 55 9.8 0.1 34.5
비교강 1 23 5.8 6.5 23.2
비교강 2 18 8.8 8.7 24.5
비교강 3 7 6.2 9.4 24.4
비교강 4 13 7.3 7.5 25.9
비교강 5 49 0.3 18.2 29.7
비교강 6 21 1.6 13.4 29.1
비교강 7 17 0.3 15.9 39.8
비교강 8 22 0.2 13.2 45.8
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 표층 스케일을 EPMA(electron probe micro analyzer)로 분석한 결과를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 비교예에 따른 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 표층 스케일을 EPMA(electron probe micro analyzer)로 분석한 결과를 나타내는 도면이다.
도 1은 상기 발명강 1의 표층 스케일을, 도 2는 상기 비교강 5의 표층 스케일을 EPMA(electron probe micro analyzer)로 분석한 사진이다.
도 1, 도 2 및 표 3을 참조하면, 상기 발명강 1의 표층 스케일에는 Al 산화층이 두껍게 형성되나 Cr 산화층이 얇게 형성됨을 알 수 있으며, 이에 따라 인장강도가 30MPa 이상을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 다만, 비교강 5의 표층 스케일의 경우에는 Al 산화층이 얇게 형성될 뿐만 아니라 Cr 산화층이 두껍게 형성되며 인장강도가 30MPa 미만을 가짐을 알 수 있다.
도 3 내지 도 5는 페라이트계 스테인리스 냉연 강판의 온도별 인장강도 및 성분 파라미터와의 상관 관계를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 3 내지 5, 그리고 표 2 및 표 3을 참조하면, 성분 파라미터인 상기 식 (2)의 파라미터인 200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo의 값이 1.0 이상인 경우, 900℃에서 30MPa 이상의 인장강도를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 비교강 7 및 8의 경우, 상기 파라미터의 값이 1.0 이상을 만족하나 Al 산화층의 두께가 얇고 Cr 산화층의 두께가 두꺼워 내산화 특성이 열위함을 알 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 중량%로, C: 0.0005 내지 0.02%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 페라이트계 스테인리스강에 있어서,
    평균 지름이 0.5㎛ 이하인 석출물이 결정립계에서 1㎛ 이내의 영역에 30% 이상이 존재하고,
    표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층 및 10㎛ 이하의 두께를 가지는 Cr 산화층이 형성되며,
    하기 식 (1)로 정의되는 고온 인장강도가 30MPa 이상이며,
    하기 식 (2)를 만족하는 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
    13.6(200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo)+16.4 ------ 식 (1)
    1 ≤ 200/(T-600)(Al+2.5Nb)+0.7Mo ------ 식 (2)
    (여기서, T는 700℃ 이상의 스테인리스강의 사용 온도(℃)이다)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 석출물은 Nb Laves 석출물을 포함하는 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    900℃에서의 인장강도가 30MPa 이상인 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강.
  6. 삭제
  7. 중량%로, C: 0.0005 내지 0.02%, N: 0.005 내지 0.02%, Cr: 10.0 내지 25.0%, Mo: 0.3 내지 2.0%, Ti: 0.02 내지 0.30%, Nb: 0.30 내지 0.70%, Al: 0.2 내지 1.5%, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 페라이트계 스테인리스강 슬라브를 열간 압연 및 냉간 압연하는 단계를 포함하며,
    열간 압연시 조압연 후 사상압연 전까지 유지 시간이 하기 식 (3)을 만족하고,
    냉연 강판을 700℃ 이상의 온도에서 10 내지 200시간 동안 열처리시, 상기 냉연 강판의 표층에 1㎛ 이상의 두께를 가지는 Al 산화층 및 10㎛ 이하의 두께를 가지는 Cr 산화층이 형성되는 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법.
    8,000/(RHT-1,000) ≤ 유지 시간(초) ≤ 120 ------ 식 (3)
    (여기서, RHT는 슬라브 재가열 온도(℃)이다)
  8. 제7항에 있어서,
    RHT는 1,100 내지 1,300℃이며, 조압연시 마지막 2패스의 총압하율은 50% 이상이며, 권취 온도가 500 내지 700℃인 고온 강도 및 내산화 특성이 우수한 페라이트계 스테인리스강의 제조 방법.


  9. 삭제
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