페라이트계 스테인리스강의 고온변형특성에 관한 연구

초록

페라이트계 스테인리스강은 우수한 부식 저항성과 강도특성뿐만 아니라 니켈을 사용하지 않아 경제적인 측면에서도 오스테나이트 스테인리스강의 대체재로 각광받고 있지만 결정립이 크면 Ridging의 발생으로 품질과 생산성의 저하를 초래하기 때문에 열간 변형시 가능한 한 결정립을 작게 하는 것이 과제이다. 본 연구에서는 페라이트계 스테인리스강의 고온변형시험을 변형온도(T) 900℃-1100℃,변형속도(έ) 0.05-5/sec의 조건에서 비틀림 시험법을 이용하여 수행하였다. 연속변형에 의한 유동응력곡선은 동적재결정(DRX, dynamic recrystallization)형태이었으나 오스테나이트 스테인리스강과는 달리 대표적인 페라이트계 스테인리스강인 AISI 430의 동적 연화기구는 연속동적 재결정이었다. 유동응력의 구성방정식은 하이퍼볼릭싸인식 έ=3.36☓107[sinh(0.0264σp)]3.001exp(-140KJ/mol/(RT))으로 정량화 할 수 있었다. 연속 동적재결정의 발생으로 페라이트계 스테인리스강의 결정립 미세화가 가능하였으며 이와 같은 결정립 미세화 효과는 Zener-Hollomon parameter가 증가할수록 커졌으며, D = 386.76 Z-0.17 관계가 있음을 알 수 있었다. 변형전 400-500㎛정도의 조대한 결정립이 Zener-Hollomon parameter가 증가함에 따라 500%변형량에 이르러 대부분의 결정립이 뚜렷한 결정립계를 나타내었으며 크기는 약40㎛정도로 감소한 것을 알 수 있었다.