KR870000703B1 - 내식성 합금 강판의 제조법 - Google Patents

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Description

내식성 합금 강판의 제조법

도면은 본 발명에 따른 내식성 합금강의 P함유량과 r치와의 관계를 최종 소둔(燒鈍) 방식의 차이에 따라 도시한 관계도

본 발명은 가공성이 우수한 내식성 합금강판의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명자들은 중량 %로 C ; 0.05% 이하, Cr ; 10.00%이상, 18% 이하, Si ; 1.00% 이하, Mn ; 1.00% 이하, P ; 0.040% 초과 0.150% 이하, S ; 0.050% 이하, Ni ; 0.60% 이하, 가용성. Al ; 0.005% 이상 0.50% 이하, 필요에 따라서 1.00% 이하의 Cu 또는 1.00% 이하의 Mo의 1종 또는 2종을 첨가하고, 또 필요에 따라서 0.50% 이하의 Ti 또는 0.50% 이하의 Nb의 1종 또는 2종을 합계량으로 0.50% 이하를 첨가하고 나머지 부분이 Fe 및 불가피하게 혼입되는 불순물로 구성되는 가공성 및 산세성(酸洗性)에 우수한 내식성 합금을 새로히 개발하였다.

본 발명은 이 내식성 합금에 의해 냉연강판(冷延鋼板)의 가공성을 보다 향상시킬 수 있는 제조방법을 확립하고 우수한 가공성을 갖는 값싼 내식성 합금강판을 널리 사회에 제공하는 것이다.

이 새로운 내식성합금은 일반적으로 내식성 재료의 하나로서 존재하는 페라이트 (ferrite)계 스레례스강에 비교하여 동등의 내식성은 가지면서 그 화학성분 조성에 있어서 P량이 0.040%초과 0.150%이하로서 페라이트계 스텐레스강 보다도 높게 규정하고 있기 때문에 제강공정에 있어서 P농도가 높은 보통강 고로용선(高爐溶銑)을 특별히 탈인(脫燐) 처리를 하지 않고 전로에 직접 장입하고 여기에 Fe-Cr합금 등의 부(副) 원료를 첨가하는 방법으로 제조가 가능하다. 또, 이밖에도 이외 열간 압연후 (熱延板)의 산세성이 통상의 페라이트계 스텐레스강 보다도 현저하게 우수하기 때문에 제조성 향상과 대폭적인 제조비 절감이 가능하고 나아가서 값싼 내식성 합금강판의 제공이 가능하다.

따라서 본 내식성 합금강판은 통상의 페라이트계 스텐레스강의 대체품에 지나지 않아서 내식성에 관해서는 불충분하면서도 재료의 가격적인 면에서 할 수 없이 스텐레스강 보다도 값싼 도금강판이나 도장강판을 사용하든지 보통강판을 사용하여 여기에 도장처리를 하는 등과 같은 용도에도 적용이 가능하다.

그런데 이러한 용도에 있어서는 강판이 그 상태 그대로 사용되는 경우는 드물고, 많은 경우 프레스성형등의 가공이 행해지게 되며 실용에 제공되기 위해서는 그 가공성이 중요시되고 있다.

따라서 본 내식성 합금도 가공성의 향상이 더한층 강하게 소망된다.

종래의 페라이트계 스텐례스강 냉연강판, 강대는 통상 제강 공정에서 얻어진 스래브(鋼片)를 열간압연에 의하여 열연강판. 강대로 만들고, 경우에 따라서는 열연판소둔을 행하고 산세해서 디스케이팅후 1회의 냉간압연 또는 중간소둔을 사이에 끼운 2회의 냉간압연는 행하고 최종소둔을 해서 제품으로 만든다.

여기서 소둔공정에 대해 관찰하면 소둔방식은 연속 소둔과 상자형(箱子型) 소둔의 2종으로 대별된다. 연속소둔은 일정온도로 유지한 소둔로내를 연속적으로 통판(通板)하는 것으로서 통상 재료는 200℃/분 이상의 승온속도로 급속 가열된후 공냉된다. 따라서 소둔온도에서의 균열(均熱) 시간은 대단히 짧다. 한편 상자형소둔은 열연강대 또는 냉연강대를 코일상 그대로 소둔하는 배치(batch)식의 소둔으로서 일반으로 승온속도는 300℃/시간 이하이고 연속소둔에 비하여 현저하게 느리다.

또 소둔온도에서의 유지시간은 연속소둔 보다도 길고 냉각도 로냉(爐冷)등에 의한 서냉이다.

페라이트계 스텐레스강의 열연판소둔은 승온속도가 느린 상자형 소둔로나 승온속도나 빠른 연속소둔로에 의하여 진행되나, 1회의 냉각압연을 행한 경우의 최종소둔 및 2회의 냉각압연을 행한 경우의 중간소둔 및 마무리소둔은 통상 승온속도가 빠른 소둔에 의하여 행하여 진다.

그러나 본 발명자들은 P를 높힌 내식성 합금의 가공성은 최종소둔을 페라이트계 스텐레스강에서 실시되고 있는 것처럼 승온속도가 빠른 연속소둔로에서 행하는 것보다는 승온속도가 느린 상자형소둔로에서 행해줌으로서 더 한층 향상하는 것을 발견하였다. 그리고 열연판소둔의 유무 및 열연판소둔을 행하는 경우에는 그 소둔방법에 상관없이 또 중간 소둔의 유무에 상관없이 최종소둔을 300℃/시간 이하의 승온속도로 가열하어 소둔온도로 유지하는 상자형소둔과 동등한 소둔을 행하는 경우 가공성의 향상을 얻을 수 있음을 발견하고 이로부터 본 발명이 완성된 것이다.

즉, 본 발명은 필수성분으로서 중량%로 0.05%이하의 C, 10.00∼18.00%의 Cr, 0.005∼0.50%의 가용성. Al 및 0.040초과-0.150%의 P를 함유하는 강의 열연판을 (가) 소둔하지 않고 (나) 300℃/시간 이하의 승온속도로 가열하는 상자형소둔로에서 소둔하거나 또는 (다) 200℃/분 이상의 승온속도로 가열하는 연속소둔로에서 소둔하는 것중 그 어느 하나를 채용한후 중간소둔을 그 사이에 끼어서 실시하든지 또는 이 중간소둔을 생략한후 냉간압연하고 다음에 300℃ 이상의 온도 영역을 300℃/시간 이하의 승온속도로 650∼900℃의 온도범위로 가열하는 최종소둔을 행하는 것으로 구성되는 가공성이 우수한 내식성 합금강판의 제조법을 제공하는 것이다. 상세한 것은 다음 실시예에 제시되겠으나, 열연판의 소둔 유무 또는 형식으로서 전술한 (가)(나)(다)의 어느 것에 있어서도 양호한 가공성을 얻을 수 있다. 본 발명 방법의 대상으로 하는 강은 전술한 바와같이 본 발명자들이 개발한 내식성 합금으로서 C : 0.05% 이하, Cr ; 10.00 ∼18.00% 가용성 Al ; 0.005∼0.50%로 한 이외에 P를 0.040%초과-0.150%의 양으로 함유시킨 점에 특징이 있고 이 성분 이외로 Si ; 1.00%이하, Mn ; 1.00%이하, S ; 0.050%이하, Ni ; 0.60%이하를 통상 함유하고 이밖에 내식성의 면으로부터 Mo ; 1.00%이하 및 Cu ; 1.00% 이하, 이밖에 내식성 및 기계적 성질 등의 면으로부터 Ti ; 0.50% 및 또는 Nb ; 0.50%를 합계량으로 0.50%이하 첨가하는 것도 바람직하고 전술한 필수성분에 이와같은 원소를 함유하는 합금도 본 발명법의 대상으로 된다. 이 각 성분의 첨가량에 대한 한정이유의 개요를 기술하면 다음과 같다.

D량도 너무 높으면 열간압연후에 부분적으로 생성하는 변태상(變態相)이 경질로 되고 P가 부화(富化)되어 있기 때문에 열간압연상태에서의 재료의 강인성, 연성이 손상을 압계됨은 물론 냉연소둔후의 재료의 강인성, 가공성 및 용접성에 해를 끼친다. 따라서 이같은 현상을 회피하기 위해서는 C의 상한을 0.05% 로 해줄필요가 있다. Cr의 하한 10.00%는 내식성 유지 때문에 필요한 최저량이다. 또 Cr량이 높으면 강인성이 손상되고 P가 부화되어 있기 때문에 현저하게 취약화 되므로 18.00%를 상한으로 한다.

Si 및 Mn은 통상 허용되어 있는 한도의 1.00%이하로 한다.

S는 너무 높으면 내식성이나 열간 가공성에 악영향을 미치기 때문에 낮은편이 바람직하나 고로용선(高爐溶銑)에서는 S도 높고, 탈S 처리공정을 생략하기 때문에 허용의 상한을 0.050%로 한다.

Ni는 페라이트계 금속재료의 강인성 개선에 효과가 있지만 너무 높으면 제품이 고가로 되기 때문에 통상의 페라이트계 스텐레스강에서 규정되어 있는 상한을 허용한도로 하여 0.60% 이하로 한다.

P는 0.040% 이하에서는 고로용선의 예비탈 P 또는 전토에 있어서 특별한 탈 P 처리를 요해서 값싼 내식성합금을 제조하는 이점이 상실되고 또 P의 부화에 의한 가공성 및 산세성 개선의 효과를 얻지 못하기 때문에 하한을 0.040%를 넘는 양으로 한다. 또 0.150%를 넘으면 강인성이나 열간가공성의 면에서 바람직하지 못하고 또 가공성도 저하되기 때문에 0.150%를 상한으로 한다.

가용성 Al은 P의 부화에 의한 강인성 저하의 완화 및 가공성 개선에 효과가 있지만 0.005% 미만에서는 그 효과가 충분하지 않고 또 0.50%를 넘으면 그 효과가 포화로 되는 동시에 제품이 고가로 되기 때문에 0.005% 이상 0.50% 이하로 한정한다.

Cu 및 Mo는 내식성 향상에 효과가 있지만 너무 높으면 제품이 고가로 되기 때문에 각각 1.00%를 상한으로 한다. 이밖에 Ti, Nb는 각각 C,N등과 화합물을 생성하고 안정화 원소로서 강인성, 내식성, 입계(粒界) 부식성, 기계적 성질 개선에 효과가 있지만 0.50%를 넘으면 그 효과가 포화로 된다.

제1도에 본 발명의 기초가 된 실험결과를 도시하였다. 제1도는 기본적으로 13% Cr, 0.02% C, 0.01% N를 함유하는 내식성합금을 통상의 열간압연후, 열연판 소둔을 행하지 않고 디스케일팅만을 행하고, 1회의 냉간 압연으로 얻은 냉연판에 대하여 마무리소둔을 승온속도가 120℃/시간으로 느린 상자형소둔로에서 행한 경우와 승온속도가 400℃/분으로 빠른 연속소둔로에서 행한 경우에 대하여 P함유량과 심교성(深絞性)의 지표인 r치의 관계를 도시한 것이다.

제1도에서 알 수 있는 바와같이 마무리 소둔은 상자형소둔로, 연속소둔로중의 어느 것에 의하여도 P함유량이 0.040∼0.150%의 범위에서 r치는 향상되지만 상자형 소둔에 의한 쪽이 r치 향상이 현저하다.

즉 P의 부화에 의한 가공성 개선은 마지막의 마무리 소둔을 가열속도가 느린 상자형소둔로에서 실시해 줌으로서 보다 한층 현저하게 되었다.

또 본 발명에 있어서 최종소둔 조건의 규정은 다음과 같은 이유에 의한 것이다.

300℃ 이상의 온도 영역에서의 승온속도를 300℃/시간 이하로 규정한 것은 300℃ 미만의 온도에서는 재료의 회복, 재결정은 일어지 않기 때문에 승온속도를 임의로 유지해도 상관이 없다.

그러나 300℃ 이상의 온도영역에서는 가공성에 끼치는 승온속도의 영향이 크게 되어, 300℃/시간을 초과하는 승온속도에서는 가공성 향상의 효과가 충분하지 않기 때문에 승온속도의 상한을 300℃/시간으로 한다.

또 2단계 소둔 즉, 유지온도를 2수준으로 취하고 낮은 온도로 일단 유지하고 그후 다시 승온하여 보다 높은 온도로 유지하는 방법이라하더라도 300℃이상, 최고소둔 온도까지의 평균승온속도가 300℃/시간 이하이면 본 발명의 방법으로서 하등 지장이 없다.

또 최고 소둔 온도를 650℃이상 900℃이하로 한 것은 650℃미만의 온도에서는 재결정이 충분하지 않고 또 900℃를 넘으면 결정입자의 조대화(粗大化)가 현저하게 되어 제품을 가공한후의 표면성상이 열화되기 때문에 상한을 900℃로 한다. 또 소둔온도에서의 유지시간은 임의로 선택하여도 무방하다.

이하 실시예로서 본 발명을 보다 자세히 설명한다. 다음 [실시예에 있어서 열연 (熱延)까지의 단계는 제1표에 도시하는 화학성분을 갖는 강을 용제(溶製)하고, 열간압연에 의하여 판두께 3.2㎜의 열연강대로 하였다.

[표 1] 실시예에 사용한 강의 화학성분(중량%)

[실시예 1]

제1표에 도시한 강 A, B, C, J의 열연판을 사용하여 냉간압연 및 제2표에 그 조건을 표시한 소둔공정에 의하여 판두께 0.7㎜의 강판을 제조하였다.

이들 강판의 신장율, r치 및 모형 성형성 시험치인 에릭센(Erichsen)치, CCV를 제2표에 병기하였다. 제2표의 결과로부터 명백히 알 수 있는 바와같이 본 발명의 대상강 A, B, C에 대하여는 열연판 소둔의 유무에 상관없이 최종소둔을 상자형소둔로에서 승온속도 120℃/시간으로 가열, 820℃에서 4시간 유지한후 노냉(爐冷)하는 본 발명 방법에 의하면 신장율, r치, 에릭센치, CCV(CCV는 치가 작을수록 심교성이 양호)는 양호하고 가공성이 우수한 것이 명백하게 되었다.

강 J는 P량이 낮고 본 발명의 대상강이 아니다. 이 강 J에서는 최종소둔을 상자형 소둔로에서 승온속도 120℃/시간으로 가열하고 820℃로 4시간 유지한 후 노냉하는 방법으로 행하여도 각 특성치는 연속 소둔한 경우와 대차가 없고 가공성 개선은 명백하지 않다. 한편 본 발명의 대상강인 강 A, B, C를 승온속도 400℃/분으로 급속 가열하고 820℃에 1분간 유지한후 공냉하나 연속 소둔로로서 최종 소둔하면 각 특성치는 강 J에 비교하여 향상되고 있고 가공성이 개선되고 있다. 그러나 강 A, B, C를 승온속도 120℃/분으로 가열하고 820℃에서 4시간 유지한후 노냉하는 본 발명의 방법에 의하면 각 특성치의 향상은 현저하고 또 한층 가공성이 우수한 재료가 얻어지는 것이 명백하게 되었다.

[표 2]

[실시예 2]

제1표에 도시한 강 D, E, I의 열연판을 사용하여 냉간압연 및 제3표에 그 조건을 표시한 공정에 의하여 판두께 0.7㎜의 강판을 제조하였다. 또 중간 소둔을 행하는 경우에는 1회째의 냉간압연으로 판두께 1.8㎜까지 압연하고 소정의 중간소둔을 실시한후 2회째의 냉간압연을 행하였다.

이들 강판의 신장율, r치, 에릭센치, CCV를 제3표에 표시한다.

제3표의 결과로부터 알 수 있는 바와같이 최종소둔을 상자형 소둔로에서 승온속도 80℃/시간으로 가열하고 820℃에서 4시간 유지한후 냉각하는 본 발명의 방법에 의하여 실시하면 각 강의 각특성치는 어느것이나 모두 향상하고, 가공성 또한 개선되었다. 또 중간소둔을 실시하면 각 특성치는 보다 향상한다.

[표 3]

[실시예 3]

제 1표에 도시한 강 F, G, H의 열연판을 사용하여 냉간압연 및 제4표에 그 조건을 표시한 소둔공정에 따라 판두께 0.7㎜의 강판을 제조하였다.

또 중간소둔은 어느 것이나 모두 판두께 1.8㎜로 실시하였다.

강 F, G, H는 주로 가공성 향상을 목적으로 Ti, Nb, Al을 첨가한 것이다. 이들 강에 대해서도 제 4표의 결과부터 명백한 바와같이 최종소둔을 상자형소둔로에서 승온속도 200℃/시간으로 가열하고 820℃ 혹은 840℃로 4시간 유지한 후 냉각하는 본 발명 방법에 따라 행하면 더 한층 가공성이 우수한 강판이 얻어진다.

[표 4]

이와같이 본 발명에 의하면 P를 높힌 내식성합금의 가공성은 현저히 개선되어 이 종류강판의 용도를 크게 확대할 수가 있다.

Claims (12)

1. (정정) 필수성분으로서 중량%로 0.05 이하의 C, 10,00∼18.00%의 Cr, 0.005∼0. 50%의 sol. Al 및 0.040초과∼0.150%의 P를 함유하는 강의 냉연판을 300℃이상의 온도 영역이 5℃/분 이하의 승온속도로 승온되는 상자형 소둔로에서 650∼900℃의 온도범위로 가열하는 최종소둔을 행함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 내식성합금강판의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. (정정) 필수성분으로서 중량%로 0.05%이하의 C, 10,00∼18.00%의 Cr, 0.0 05∼0. 50%의 sol. Al 및 0.040초과∼0.150%의 P를 함유하는 강의 열연판을 5℃/분 이하의 승온속도로 가열하는 상자형 소둔로에서 소둔하고 또 이 소둔강판을 냉간압연한후, 30 0℃이상의 온도영역이 5℃/분 이하의 승온속도로 승온되는 상자형소둔로에서 650∼ 900℃의 온도범위로 가열하는 최종소둔을 행함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 내식성합금강판의 제조방법.
6. 삭제
7. 삭제
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9. (정정) 필수성분으로서 중량%로 0.05%이하의 C, 10,00∼18.00%의 Cr, 0.00 5∼0.50%의 sol. Al 및 0.040초과∼0.150%의 P를 함유하는 강의 열연판을 200℃/분 이상의 승온속도로 가열하는 연속소둔로에서 소둔하고 또 이 소둔강판을 냉간압연한후 300℃ 이상의 온도영역이 5℃/분 이하의 승온되는 상자형소둔로에서, 650∼900℃의 온도범위로 가열하는 최종소둔을 행함을 특징으로 하는 가공성이 우수한 내식성합금강판의 제조방법.
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