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고강도, 고연성 오스테나이트계 스테인리스강의 제조방법

전문가 제언: ○ 300계열로 대표되는 오스테나이트(γ계) 스테인리스강은 상온에서도 오스테나이트상이 존재하는 것이 특징으로 Cr과 Ni의 당량관계를 나타내는 Schaffler diagram에서 Ni당량이 높은 A영역에 속하여 통상적인 조성은 Fe-(18~25%)Cr-(8~25%)Ni-(0~6%)Mo-(0~0.2%)N으로 표시할 수 있으며 이외에 Ti, Nb, Cu, Se 등과 같은 원소가 추구하는 특성에 따라 선택적으로 미량이 첨가되기도 한다.

○ γ계 스테인리스강은 페라이트계나 마르텐사이트계에 비하여 내식성, 성형성, 용접성, 인성이 우수하기 때문에 건축재료, 자동차 부품, 화학 및 식품용 용기 광범위한 용도로 사용되며 현재 국내에서는 연간 약 230만 톤의 스테인리스강이 생산되는데 이중 약 70%는 γ계 스테인리스강이다.

○ γ계 스테인리스강의 단점은 가격이 비싼 Ni의 함량이 높은 점으로 특히 최근에는 Ni의 가격이 톤당 35,000＄이상에 달하여 Ni절약형 스테인리스강으로서 304강의 용도에 대체하는 페라이트계 스테인리스강을 비롯하여 질소(N)첨가 스테인리스강, MCr-Mn-Ni계 스테인리스강, Ferrite-Austenite 2상조직강 등이 개발되고 있다.

○ 스테인리스강에서도 강도와 인성의 향상에는 일반강에서와 같이 결정립 미세화가 유용한 수단이 되나 γ강에서는 상온에서도 준안정 γ상이 존재하여 고상변태가 없기 때문에 결정립의 미세화에는 재결정을 이용해야 하나 300계열의 경우 재결정 온도가 1,200℃이상으로 높아 재결정에 의한 세립화는 수십㎛정도가 한계이다.

○ 이를 극복하는 방법으로서 γ강을 냉간가공하면 γ상의 일부가 가공유기에 의하여 마르텐사이트(α‘상)로 변태하여 강도가 크게 상승하며 α‘상을 가열하여 γ상으로 역변태시키면 1㎛이하의 초미세립 γ강이 제조된다. 여기에서 소개한 발명특허는 이러한 원리를 이용한 기술로서 성형 후에 역변태 어닐링과 경화처리(Bake Hardening)를 실시하는 수법은 자동차용 BH강판의 제조법과 유사하여 흥미롭다.

저자: OUTOKUMPU OYJ
자료유형: 특허정보