KR850001011B1 - 가공성이 우수한 페라이트 계 스테인레스 박강판의 제조법 - Google Patents

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Description

가공성이 우수한 페라이트 계 스테인레스 박강판의 제조법

제1도는 SUS 430의 1패스(pass)열연(熱延)에 있어서의 열연온도와 압하율과, 열연중의 재결정률의 관계를 표시하는 도면(%는 재결정면적률).

제2도는 SUS 430의 다(多) 패스열연(열연 온도 1,100℃)에 있어서의 열연중의 재결정률의 관계를 표시하는 도면.

제3도는 열연 그대로의 경도와 열연판의 SolAl의 관계를 표시하는 도면.

제4(a)도는 열연개시온도와 3패스 열연후의 온도(누적압하율 80%)의 관계를 표시하는 도면.

제4(b)도는 열연개시온도와 리징특성의 관계를 나타내는 도면.

제5도는 열연판 그대로의 상태의 NaSAlN와 박판제품의 치와의 관계를 표시하는 도면.

제6도 조압연공정에 있어서의 후단 패스의 압하율과 리징의 관계를 표시하는 도면이다.

본 발명은 페라이트계 스테인레스 박강판의 제조법, 특히 제조공정을 간략화할 수 있는 가공성이 우수한 페라이트계스테인레스 박강판의 제조법에 관한 것이다.

종래, 페라이트 계 스테인레스 박강판(SUS 430)은 열간압연강대를 800℃-850℃로 2시간이상의 장시간의 상자소둔(箱子燒鈍) 또는 900°-1,100℃의 온도범위의 단시간의 연속소둔을 실시한 후, 냉간압연하여 최종소둔을 실시하는 방법에 의하여 제조되고 있다. 열연판소둔의 기술적인 의미는(1) 성형에 있어서 발생하는 리징을 경감한다. (2) 심교성(深絞性)을 향상시킨다. 심교성의 지교로서는 통상치로 대표되고, γ치는 1.0이상 높은 것이 좋다. (3) 냉연성(冷延性)을 향상시킨다. 열연그대로는 강하기 때문에 냉연성이 좋지 않다. 의 3가지 문제점이 있다.

본 발명은 페라이트계 스테인레스 박강판의 제조에 있어서 종래 불가결로 되어 있던 이 열연판 소둔을 생략하는 기술을 발경함으로서 완성된 것이다. 우선 리징특성에 대해서 1,150℃-900℃의 온도범위로 누적압하율 80% 이상이 되는 조건으로 열간압연을 실시함으로서, 열연판 소둔을 하지 않고, 열연판소둔을 실시하는 공정과 동등이상의 효과가 발견되었다. 열연판소둔하는 이유는 열간압연중에 형성되는(110)//RD 집합조직을 재결정에 의하여 파괴하는 것이다. 그러므로 열간압연에 있어서는 50% 이상의 압하율로 마무리 압연을 저온으로 실시한다(특공소 45-34016호 공보) 등의 선행기술이 표시하는 바와같이 열간압연에 있어서는 열간압연중의 회복, 재결합을 지체함으로서 열연판소둔전의 변형축적(變形蓄積)을 증대시키고, 열연판 소둔중의 정적재결정을 축적시키는데에 있었다.

본 발명자 등은 열간압연중에 있어서의 재결정거동과, 제품의 리징의 관계에 대하여 다음과 같은 지견을 얻었다. 즉, 열간압연온도 900℃-1,150℃, 바람직하기로는 1,000℃-1,100℃의 온도범위로 누적압하율 80%이상, 바람직하기로는 90%이상으로 또한 1패스의 압하율은 적어도 35%이상으로 함유하는 조건으로 열간압연되었을 경우에, 열연판소둔이 없는 공정으로 우수한 리징특성이 얻어지는 것을 발견했다.

그 이유는 제1도에서와 같이, 900℃-1,150℃의 온도범위로 1패스의 압하율 80%이상의 압연을 함으로서 열간압연중에 재결정하여 조직이 미세화하기 때문이고, 제2도에서 보는 바와같이 복수패스로 분할해서 열간압연을 실시했을 경우는 재결정이 어려워지나, 누적압하율이 높아 질수록 재결정이 쉬워지는 경향이 있고, 90%이상이 누적압하를 부여함으로서 거의 100%재결정시키는 것이 가능해지기 때문에 생각된다. 또 누적압하율이 80%이상의 경우도, 1패스의 압하율은 적어도 35%이상을 누적압연의 후단에 가져오도록 하는 압연을 실시하면 보다 재결정이 촉진되어, 열연판소둔없이의 공정에서 우수한 리징특성을 얻을 수 있었다. 또 동일하게 재결정할 경우, 저온으로 열연할 수록 열연중위 재결정립(粒)이 섬세해져서 리징특성이 보다 향상되었다. 열연온도 900℃이하의 경우는 재결정이 불충분하고, 1,150℃이상의 경우는 재결정은 충분히 이루워져도 재결정후의 결정립(結晶粒)이 크고, 리징특성이 나쁘기 때문에 부적당하다.

다음에 심교성(深絞性)의 지표로서의 γ치에 있어서, 본 발명공정에 있어서의 γ치는 열연된 채로의 열연판의 AlN의 석출량과 밀접한 관계가 있고, NaSAlN가 높을수록 γ치가 높아진다는 것이 판명되었다. 예를 들면, 열연판의 NaSAlN에서 30ppm로 γ치 1.0, 50ppm로 1.20, 65ppm로 1.40등이다. 열연판소둔을 실시하는 공정에 있어서도, Al을 함유하는 열연판을 수둔함으로서 AlN을 석출시키면 γ치의 향상은 있으나, 이경우 45° 경사한 방향의 γ치가 가장 낮아지는 것에 대하여 본 발명의 γ치는 압연 방향으로부터 45°경사한 방향의 r치가 가장 높아지고 r치 향상의 메카니즘이 완전히 다르다.

열연된 채로의 열연판으로 AlN의 석출되는 상태로 하는 방법으로서는 열간압연개시전의 상태에서 미리 석출시켜 놓든가. 열간압연중 또는 열간압연 종료후 권취(卷取) 공정의 어느 과정에서 석출시켜도 된다.

열간압연 개시전에 석출시킬 경우, 가열온도 1,200℃에서는 거의 완전히 고용(固溶)하기 때문에 1,200℃이하가 바람직하다.

AlN의 석출량은 Al, N, C의 양에 따라 다르고, 예를들면 슬랩가열온도를 1100℃로 한정했을 때, N : 70∼50ppm C : 0.04∼0.07%에서 Al을 0.08%이상으로 하면, 슬랩가열의 단계에서 NaSAlN로서 30ppm이상의 석출량확보가 가능하다. 그러나, 본 발명에 있어서, 슬랩은 70ppm 이상의 N, 바람직하기로는 70∼220ppm의 N, 및 0.03∼0.1%의 C, 바람직하기로는 0.04∼0.08%의 C를 함유할 수가 있다. 열간압연중에 석출시킬 수도 있으나, 조압연기와 마무리압연기로 구성되는 연속열간 압연기로 열연할 경우, 마무리열연은 수 10초로써 종료하기 때문에 마무리 열연중의 석출은 시간이 짧아서 곤란하나. 조압연공정 및 조압연에서 마무리압연을 실시하는 동안에 지연시킴으로서, 석출이 가능하다. AlN의 석출 노즐은 800℃ 부근에 있으므로 800℃이상의 온도로 권취하여 권취후 열연판의 온도가 저하되지 않도록 보열커버등을 씌우므로서 권취후냉연하는 과정에서 석출이 가능하다.

다음에 냉연특성으로서의 냉연전의 소재의 강도에 있어서, 최근의 냉연기술의 진보에 따라, 열연채로의 강도가 높은 경우도 쉽게 압연이 가능하나, 제3도에 표시하는 바와같이 SolAl을 0.08%이상 첨가함으로서 열연판소둔을 실시한 경우와 동등하게 연화할 수 있음을 발견했다. SolAl의 상한율 0.5%로 한 것은, 이 이상의 첨가를 해도 효과가 없기 때문이다. Al을 첨가함으로서 열연판 채로 연화하고 있는 이유에 대해서는 명백하지 아니하나, Al의 첨가는 종래의 열간압연된 SUS 430스트립에 흔히 존재하는 마르텐 사이트와 같은 경질상의 형성을 방지하는 열간압연을 실시하는 동안 γ-α변형을 가속화시킨다.

이상 설명한 바와같이, 열간압연개시전의 결정입경을 가급적 작게하여, 열간압연중에 재결정시키고, 또한 가급적저온, 대압하열연함으로서 재결정입경을 미세화함으로서, 열연판 소둔없이의 공정으로도 리징특성이 향상되는 것과 열연판 그대로의 상태로 AlN의 석출량을 확보함으로서 γ치를 향상시키고, SolAl을 어떤치 이상으로 유지함으로서 냉연성의 향상을 도모함으로서 본 발명이 완성된 것이다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 상세히 설명한다.

[실시예 1]

슬랩가열온도와 열간압연온도의 효과를 분리하기 위하여 표 1에 표시하는 성분으로 구성되는 두께 180mm의 연주(連鑄) 슬랩로 부터 25mmt×70mmw×100mml의 시험편을 절취하여 1,350℃의 온도에서 30분 가열하여 다음에 시험편을 대기중에 꺼내어, 재료온도(판후 중심부)가 1,250℃에서 850℃의 각 온도에 도달한 시점에서 →15mm→9mm→3.7mm의 4패스열연을 실시했다. 누적압하율 80%(3패스후, 판후 5mm)가 되었을 때의 재료온도를 열연개시온도와의 관계를 제4(a)도에 도시했으나, 도면에서 점선으로 표시한 열연개시온도 범위 1,150℃-1,025℃에서 열연개시한 경우가, 누적압하율 80%후에도 900℃이상의 온도가 되어, 본 발명의 열연조건범위를 만족하고 있었다. 이렇게 시험제작한 열연판을 다음의 2방식의 냉연공정에 의하여 0.7mm의 박판제품으로 제조했다.

공정 1(본 발명의 공정)

냉간압연(3.7mm→0.7mm)→속소푼(830℃×2분)

공정 2(비교공정)

상자소둔(850℃×6hr)→냉간압연(3.7mm→0.7mm)→연속소둔(830℃×2분)

제4(b)도에 표시한 바와같이 열간압연온도 900℃에서 1,150℃의 범위에서 누적압하 80%의 열간압연했을 경우가, 종래의 열연판소둔공정과, 동등 또는 그 이상의 양호한 리징특성이 얻어졌다. 또 리징특정은 압연방향으로 정취된 JIS 5호 시험편에 16%의 인장변형을 부여했을 때의 표면의 조잡성으로 평가했다. 본 실시예에서 리징의 값이 전반적으로 나쁜 것은 1,350℃의 고온가열에 의하여 시험편의 결정임이 이상 성장했기 때문이고, 1,100℃이하의 가열을 하면 이와같은 이상성장은 없고, 리징특성은 전반적으로 좋아지는 것은 물론이다.

[표1]

시험재의 화학성분(%)

[실시예 2]

표 2에 표시하는 성분의 SUS 430의 200mm 두께의 슬랩을 1,100℃로 2시간 가열후 즉시 30%, 36%, 52%, 55%(누적압하율 95.5%)의 패스 스케듀울로 4패스로 20mm까지 압연했다. 20mm까지 압연되었을 때의 재료온도는 1,000℃이고, 본 발명의 열연조건의 바람직한 범위에 들어 있었다. 다음에 7패스의 열연을 실행하여 3.7mm의 열연판으로 만들었다. 열연판의 AlN을 분석한 결과, 제2표에서 표시하는 바와같이 NaSAlN로서 5ppm-65ppm의 범위에 있었다. SolAl 약 0.08%이상의 경우가 NaSAlN 30ppm 이상이 되어 있고 NasAlN과 SolAl는 정(正)의 상판이 있었다. 이와같이 작성한 열연판을 다음의 2방식의 냉연공정에 의하여 0.7mm의 박제품을 제조했다.

공정 1(본 발명의 공정)

냉간압연(3.7mm→0.7mm)→연속소둔(830℃×2분)

공정 2(비교 공정)

상자소둔(850℃×6hr)→냉간압연(3.7mm→0.7mm)→연속소둔(830℃×2분)

제5도에 얻어진 제품의 r치와 열연판시의 NaSAlN의 관계를 표시했다. 도시한 바와같이 본 발명의 공정치치에 있어서는 NasAlN가 30ppm이상에서 r치가 1.0이상, 65ppm이상에서 1.40이상이 되었다. 비교공정에서 처리한 경우의 r치는 열연판의 NaSAlN의 분석치와의 상관은 명확하지 않고, r 1.0-1.30의 범위로 불균형했다. 또, 본실험의 r치는 압연방향에 대하여 0°, 45°, 90°경사한 방향의 γ치를 각각 γ₀, γ₄₅, γ₉₀으로하여 평균 γ치 r=(γ₀+2γ₄₅+γ₉₀)/4를 구하여 r치로 한 것이다. 본 발명의 공정의 경우는 γ₄₅가 가장 높은 값을 표시하는 데에 대하여 비교공정의 경우는 γ₄₅가 가장 낮은 값을 내타내고, 본 발명공정과, 비교공정에서는 γ치형성의 메카니즘은 다르다.

[표 2]

시험재의 화학성분과 열연판의 AlN

[실시예 3]

다 패스압연에 있어서, 1패스 압하의 압하량의 영향을 조사하기 위하여 표 3에 표시한 성분으로 구성되는 두께 200mm의 연주(連鑄) 슬랩을 1,100℃로 2시간 가열한 후, 다음의 4종류의 압하배분으로 25mm까지 압연했다.

1) 5패스열연 20%→27.7%→40%→40%→40%(누적압하율 87.5%)

2) 6패스 열연 20%→27.7%→35%→35%→35%(누적압하율 87.5%)

3) 6패스 열연 20%→31%→31%→31%→31%→31%(누적압하율 87.5%)

4) 7패스 열연 20%→28%→26%→26%→26.5%→26%→26%(누적압하율 87.5%)

25mm로 압연되었을 때의 재료 온도는 모두 950℃였다. 어느 조건도 본 발명범위내의 압연조건(누적압하율 80%이상, 압연온도 1,100℃∼950℃)이었으나, 압하배분만이 다른 것이다.

다음에 공정 1(본 발명의 공정)로 처리하는 재료는 즉시 마무리열연을 실시하여, 3.7mm의 열연판으로 제조했다. 공정 2(비교공정)로 처리하는 재료는, 재료온도가 850℃까지 저하할 때까지 대기중에서 방냉한 후 7패스로 마무리 열연을 실시하여, 3.7mm의 열연판을 제조했다. 이렇게 시작(試作)한 열연판은 다음의 2방식의 냉연공정으로 0.7mm의 박판제품으로 제조했다.

공정 1(본 발명의 공정, 조압연후 즉시 마무리 압연을 실시한 재료를 처리)

냉간압연(3.7mm→0.7mm)→연속소둔(830℃×2분)

[표 3]

시험재의 화학성분(%)

공정 2(비교공정, 조압연 후 850C까지 온도저하한 다음 마무리압연을 실시한 재료를 처리)

상자소둔(850℃×6hr)→냉간압연(3.7mm→0.7mm)→연속소둔(830℃×2분)

제6도에 조압연 공정에 있어서의 압하배분과 리징의 관계를 표시했다. 비교공정은 저온 마무리 열연에의한 축적변형이 크기 때문에, 열연판소둔에 의하여 정적재결정이 촉진되기 때문에 조압연공정에 있어서의 압하배분의 효과는 비교적 작아지나, 본 발명 공정에서는 1패스의 압하율이 클수록 양호한 리징특성을 나타내고 있다. 종래법은 저온마무리열연을 실시하기 때문에 압연로울러에 걸리는 부하가 증가하여, 결과적으로 열연강판표면에 이른바 눈금이 발생했으나, 본 발명에 의한 마무리열연은 비교적 고온으로 실시되고, 로울러에 걸리는 부하가 적어 이른바 눈금의 발생은 없고, 양호한 표면성상이 얻어진다.

이상 설명한 바와같은 본 발명 방법에 의하여 가공성이 우수한 페라이트계스테인레스강이 얻어지는 것이 확실하다.

Claims (1)

1. 고체 Al 0.08-0.5%, C 0.03-0.1%를 함유하는 페라이트계 스테인레스강 슬랩을 판두께 중심 온도가 1,150-900℃의 온도이고, 누적압하율이 80-97%인 조열간 압연을 행하고, 계속하여 마무리 열간압연을 행한후, 열연판 소둔을 행함이 없이 1단계의 냉간압연으로 제품두께까지 냉간압연을 하는 것을 특징으로 하는 가공성이 뛰어난 페라이트계 스테인레스 박강판의 제조방법.

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