KR100604119B1

KR100604119B1 - 쾌삭강

Info

Publication number: KR100604119B1
Application number: KR1020047008056A
Authority: KR
Inventors: 이시다기요히토; 무라까미도시유끼; 시라가데쯔오; 오이까와가쯔나리
Original assignee: Jfe 죠코 가부시키가이샤; 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠; 이시다 기요히토
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2006-07-25
Also published as: CN1596320A; EP1449932A1; CN1276985C; TW583315B; EP1449932B1; DE60222460T2; WO2003046240A1; KR20040060996A; DE60222460D1; EP1449932A4; TW200300799A

Abstract

mass% 로, C: 0.02∼0.15%, Mn: 0.05∼1.8%, S: 0.20∼0.49%, O: 0.01초과∼0.03%, Cr: 0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비를 2∼6 의 범위로 함으로써, 저탄소 쾌삭강이 얻어진다.

Description

쾌삭강{FREE-CUTTING STEEL}

본 발명은, 쾌삭강에 관한 것으로, 특히 종래의 저탄소 황복합 쾌삭강의 대체강으로서 적합한, 납 무첨가 또는 납 첨가량을 종래의 0.15∼0.35 mass% 로부터 대폭 저감한 저탄소 쾌삭강, 및 종래보다도 피삭성이 우수한 저탄소 황복합 쾌삭강, 및 종래보다도 저탄소량이며 표면 흠 (surface flaw) 이 적은 피삭성이 우수한 황 또는 황복합 쾌삭강에 관한 것이다.

종래부터 저탄소 쾌삭강으로서는, 쾌삭원소로서, 납 (Pb) 및 황 (S) 을 첨가함으로써 쾌삭성을 부여하는 저탄소 황복합 쾌삭강이 알려져 있다. 그러나, 이들 원소 중 Pb 에 대해서는, 지구 환경 문제로부터 그 사용을 억제하려고 하는 움직임이 나타나고 있다.

이에 대응하는 기술로서, 일본 공개특허공보 평9-25539호 (이하, 선행기술 1 이라고 함) 에는, Nd 첨가에 의해 MnS 의 미세 분산 석출 촉진을 도모한 Pb 비첨가형의 쾌삭 비조질강이 개시되어 있다. 또, 일본 공개특허공보 2000-160284호 (이하, 선행기술 2 라고 함) 에는, S량을 다량 첨가하여 황화물량을 증량함과 동시에, 산소에 의해 황화물의 형태 제어를 도모한 Pb 비첨가형의 쾌삭강이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허공보 평2-6824호 (이하, 선행기술 3 이라고 함) 에는, Mn 보다도 S 와의 화합물을 형성하기 쉬운 Cr 을 첨가함으로써, MnS 대신에 CrS 를 형성시켜 절삭성을 향상시킨 쾌삭강이 개시되어 있다.

그러나, 선행기술 1 은, 대상으로 하는 강종이 C:0.2∼0.6% 를 함유한 비조질강임과 동시에, 특수한 원소인 Nd 를 사용하고 있기 때문에, 저비용화의 요구에 충분하게는 대응할 수 없다. 또, 선행기술 2 는, S 를 다량으로 첨가하고 있기 때문에 열간 연성이 낮아질 우려가 있다. 또한, 선행기술 3 에서는, 고가인 Cr 의 첨가량이 3.5∼5.9% 에나 미쳐, 저비용화의 요구에는 충분하게는 대응할 수 없고, 또한, 이 기술과 같이 다량의 CrS 를 생성시키면, 재료 용제의 곤란성이 증가하기 때문에 불리하다.

그런데, 저탄소 황복합 쾌삭강에 대해서는, 가공 비용 절감의 관점에서, 피삭성이 더욱 향상될 것에 대한 요망도 강하다.

이와 같은 요망에 대응하는 것으로서, 일본 특허공보 평1-32302호 (이하, 선행기술 4 라고 함) 에는, S 를 비교적 많이 첨가하는 것에 의한 황화물의 증량과 Te 에 의한 황화물의 형태 제어를 도모하고, 또한 산소량을 0.0030% 이하로 한정하여 알루미나 클러스터 수를 감소시킴으로써 피삭성을 향상시킨 쾌삭강이 개시되어 있다. 또, 일본 공개특허공보 평1-309946호 (이하, 선행기술 5 라고 함) 에는, S 를 비교적 많이 첨가함으로써 황화물을 증량하고, 쾌삭 원소인 Pb 를 첨가하여 피삭성을 향상시키고, 거대 산화물에 의한 흠을 방지하기 위해 산소량을 0.008% 이하로 한정한 쾌삭강이 개시되어 있다.

그러나, 선행기술 4 및 5 모두는, 산소가 적기 때문에, 피삭성에 유효한 황 화물의 형태 제어가 충분하다고는 할 수 없고, 신장된 황화물이 존재하게 되어, 피삭성 향상 효과가 불충분하다. 또, 전술한 선행기술 2 도, 다량의 황화물을 산소에 의해 형태 제어하고 있기 때문에 피삭성은 우수하지만, 전술한 바와 같이, S 를 다량으로 첨가하고 있기 때문에 열간 연성이 낮아질 우려가 있다.

한편, 황 및 황복합 쾌삭강에 있어서는, 피삭성에 유효한 황화물의 형태 제어를 실행하기 위해 일반적으로 다량의 산소를 함유하고 있다. 그러나 모든 산소가 황화물에 고용되지 않기 때문에, 동시에 거대 산화물의 생성을 회피할 수 없어, 흠 (streak flaw) 의 원인이 되고, 가공제품에 대해 중대한 결함을 발생시키고 있다.

이에 대해, 상기 선행기술 5 에서는, 이와 같은 흠을 회피하기 위해, 산소량을 0.008% 이하로 하고 있다. 또, 상기 선행기술 2 에서는, S 를 증량 첨가하여 산소의 필요량을 감소시키고 있다. 또한, 상기 선행기술 1 에서는, 쾌삭성 원소로서 Nd 를 사용하여 산소의 필요량을 감소시키고 있다.

그러나, 선행기술 5 에서는, 산소량을 0.008% 이하로 한정하고 있지만, 단순히 산소량을 저감하고 있는 것뿐이기 때문에, 전술한 바와 같이 황화물의 형태 제어가 충분하지 않고, 신장된 황화물이 존재하게 되어 피삭성의 관점에서 충분하다고는 할 수 없다. 또, 선행기술 2 는 전술한 바와 같이 S 에 의한 열간 연성의 저하가 우려된다. 또한, 선행기술 1 은 전술한 바와 같이 저비용화에 문제가 있다.

본 발명의 제1 목적은, 납을 첨가하지 않고, 또는 납의 첨가량을 종래의 저탄소 황복합 쾌삭강보다도 대폭 줄여 저비용화를 방해하지 않고, 또한 열간 연성의 저하를 초래하지 않고, 종래의 저탄소 황복합 쾌삭강과 동등 이상의 피삭성을 갖는 저탄소 쾌삭강을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2 목적은, 납 및 황을 종래보다도 증량하지 않고, 종래보다도 피삭성이 우수한 저탄소 황복합 쾌삭강을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제3 목적은, 저비용화를 방해하지 않고, 또한 열간 연성의 저하를 초래하지 않고, 종래보다도 적은 산소량이면서, 동일 정도의 양의 황 및 납을 함유하는 종래 강에 비교하여 피삭성이 우수함과 동시에, 저탄소화가 달성됨으로써 주조시에 발생되는 블로우 홀에 기인하는 압연시의 표면 흠이 적은 황 또는 황복합 쾌삭강을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 관점에 의하면, mass% 로, C:0.02∼0.15%, Mn:0.05∼1.8%, S:0.20∼0.49%, O:0.01초과∼0.03%, Cr:0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위에 있는 저탄소 쾌삭강이 제공된다.

본 발명의 제2 관점에 의하면, mass%로, C:0.02∼0.15%, Mn:0.05∼1.00%, S:0.20∼0.49%, O:0.008 초과∼0.030%, Pb:0.04∼0.35%, Cr:0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위인, 피삭성이 우수한 저탄소 황복합 쾌삭강이 제공된다.

본 발명의 제3 관점에 의하면, mass%로, S:0.16∼0.49%, O:0.002∼0.010% 를 함유하고, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하의 것이 80% 이상을 차지하는, 표면 흠이 적은 피삭성이 우수한 황 또는 황복합 쾌삭강이 제공된다.

본 발명의 제4 관점에 의하면, mass%로, C:0.02∼0.15%, Mn:0.05∼1.8%, S:0.16∼0.49%, O:0.002∼0.010%, Cr:0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위인, 표면 흠이 적은 피삭성이 우수한 황 또는 황복합 쾌삭강이 제공된다.

도 1 은 어스팩트비를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 는 선삭 공구 수명과 드릴 공구 수명의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

1. 제1 쾌삭강

제1 쾌삭강은, 상기 제1 관점에 관련되는 저탄소 쾌삭강으로, mass%로, C:0.02∼0.15%, Mn:0.05∼1.8%, S:0.20∼0.49%, O:0.01 초과∼0.03%, Cr:0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위이다.

또, mass% 로, Si:0.1% 이하, P:0.01∼0.12%, Al:0.01% 이하를 추가로 함유할 수도 있다.

또한, 상기 기본 조성 또는 추가로 Si, P, Al 을 함유한 것에, mass%로, Ca:0.0001∼0.0005%, Pb:0.01∼0.03%, Se:0.02∼0.30%, Te:0.1∼0.15%, Bi:0.02∼0.20%, Sn:0.003∼0.020%, B:0.004∼0.010%, N:0.005∼0.015%, Cu:0.05∼0.50%, Ti:0.003∼0.090%, V:0.005∼0.200%, Zr:0.005∼0.090%, Mg:0.0005∼0.0080% 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유할 수도 있다.

이와 같은 조성의 쾌삭강에 있어서, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 황화물계 개재물이, 전체 황화물계 개재물의 90% 이상을 차지하는 것이 바람직하다. 또, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하의 것이 80% 이상을 차지하는 것이 바람직하다. 또한, 이와 같은 쾌삭강에 있어서, 페라이트ㆍ펄라이트 조직을 갖고, 구(prior) 오스테나이트 입경이 입도번호 7 초과인 것이 바람직하다.

본 발명자들은, 상기 제1 목적을 달성하기 위해 예의연구를 거듭한 결과, 이하와 같은 지견을 얻었다.

(i) Cr, Mn 및 S 의 적량 첨가 및 Cr/S비의 적정화에 의해, 적량이고 또한 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물을 얻을 수 있고, 이 복합계 조성의 황화물계 개재물은, 열간가공시에서의 신장을 억제하므로, 황화물계 개재물을 대형으로 또한 방추형으로 할 수 있다.

(ii) 동일 S량으로 비교한 경우, 황화물계 개재물이 대형일수록, 또 방추형에 가까울수록 피삭성이 향상된다는 종래부터 알려져 있는 지견을 고려하면, 전술한 바와 같이 Cr, Mn 및 S 의 적량 첨가 및 Cr/S비의 적정화에 의해 대형으로 또한 방추형의 황화물계 개재물이 형성됨으로써, 칩 처리성, 표면조도를 포함한 피삭성을 향상시킬 수 있다.

(iii) S량의 상승과 함께 피삭성이 향상되는 것은 종래부터 알려져 있으나, 열간가공성 혹은 기계적 성질의 이방성의 문제로부터 S량의 상한이 존재한다. 이에 대해, 전술한 바와 같이 Cr, Mn 및 S 의 적량 첨가 및 Cr/S비의 적정화에 의해 대형으로 또한 방추형의 황화물계 개재물이 형성되면, 이 S량의 상한값을 상승시키는 것이 가능해지고, 그 결과 Pb 를 첨가하지 않아도, 또는 종래보다도 대폭 저감해도 칩 처리성, 표면조도를 포함한 피삭성이 현저하게 향상된다.

상기 제1 쾌삭강은, 이와 같은 지견에 근거하여 얻어진 것으로, 이에 의해, 납을 첨가하지 않고, 또는 납의 첨가량을 종래의 저탄소 황복합 쾌삭강보다도 대폭 줄여, 저비용화를 방해하지 않고, 또한 열간 연성의 저하를 초래하지 않고, 종래의 저탄소 황복합 쾌삭강과 동등 이상의 피삭성을 얻을 수 있다.

다음으로, 제1 쾌삭강을 상기와 같이 규정한 이유에 대해 설명한다.

(a) C:0.02∼0.15mass%

C 는 강의 강도 및 피삭성에 큰 영향을 주므로 중요한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.02mass% 미만에서는 충분한 강도를 얻을 수 없다. 한편, 그 함유량이 0.15mass% 를 초과하면 강도가 너무 높아져 피삭성이 열화된다. 따라서, C 함유량을 0.02∼0.15mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.02∼0.10mass% 의 범위이다.

(b) Mn:0.05∼1.8mass%

Mn 은 피삭성에 중요한 황화물 형성원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.05mass% 미만에서는, 황화물량이 너무 적기 때문에 충분한 피삭성을 얻을 수 없다. 한편, 그 함유량이 1.8mass% 를 초과하면, 황화물이 길게 신장되어 피삭성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량을 0.05∼1.8mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.22mass% 이상, 0.60mass% 미만이다.

(c) S:0.20∼0.49mass%

S 는 피삭성에 유효한 황화물을 형성하는 황화물 형성원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.20mass% 미만에서는 황화물량이 적기 때문에 피삭성에 대한 효과가 적다. 한편, 그 함유량이 0.49mass% 를 초과하면 열간가공성 및 연성의 저하가 현저하다. 따라서, S 함유량을 0.20∼0.49mass% 의 범위로 한다.

(d) O:0.01초과∼0.03mass%

O 는 압연 등의 열간가공시에 있어서의 황화물의 신장을 억제시키는 데에 유효한 원소이고, 이 작용에 의해 피삭성을 향상시킬 수 있는 중요한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.01masss% 이하에서는, 황화물의 신장을 억제하는 효과가 충분하지 않고, 신장된 황화물이 잔존하여 그 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 한편, 0.03mass% 를 초과하여 첨가해도 황화물의 신장억제효과가 포화되고, 또 과잉량의 첨가는 경제적으로 불리함과 동시에, 블로우 홀 등의 주조 결함이 발생한다. 따라서, O 함유량을 0.01 초과∼0.03mass% 의 범위로 한다.

(e) Cr:0.3∼2.3mass%

Cr 은 압연 등의 열간가공시에 있어서의 황화물의 신장을 억제시키는 데에 유효한 원소로, 이 작용에 의해 피삭성을 향상시킬 수 있는 중요한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.3mass% 미만에서는 황화물의 신장을 억제하는 효과가 충분하지 않아 신장된 황화물이 잔존하기 때문에 충분한 효과를 얻을 수 없다. 한편, 2.3mass% 를 초과하여 첨가해도 황화물의 신장을 억제하는 효과가 포화되어 과잉량의 첨가는 경제적으로 불리하다. 따라서, Cr 함유량을 0.3∼2.3mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.3∼1.5mass% 이다.

(f) Cr/S비 : 2∼6

Cr/S비는, 압연 등의 열간가공시에 있어서의 황화물의 신장 정도를 좌우하는 중요한 인덱스로, 이 비를 규정함으로써 피삭성을 향상시킬 수 있는 원하는 신장도의 황화물이 얻어진다. 그러나, 그 비가 2 미만이면, Mn-S 단독계의 황화물의 생성에 의해 신장된 황화물이 현저해지기 때문에 피삭성이 열화된다. 한편, 그 비가 6 을 초과하면 황화물의 신장을 억제하는 효과가 포화되어 버린다. 따라서, Cr/S는 2∼6 의 범위로 한다. 바람직하게는 2∼4 의 범위이다.

제1 쾌삭강은 이상이 필수 요건이지만, 다른 요건에 대해서는 이하와 같다.

(g) Si:0.1mass% 이하

Si 는 탈산원소로, Si 의 산화물은 황화물의 생성핵으로서 작용하고, 황화물의 생성을 촉진시켜 황화물을 미세화하여, 절삭 공구 수명을 열화시키기 때문에, 공구 수명을 더욱 연장하고자 하는 경우에는, Si 함유량을 0.1mass% 이하로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.03mass% 이하이다.

(h) P:0.01∼0.12mass%

P 는 절삭가공시에 구성인선의 생성을 억제함으로써, 마무리면 조도를 저감시키는 데에 유효한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.01mass% 미만에서는 충분한 효과가 얻어지지 않고, 한편 그 함유량이 0.12mass% 를 초과하면 상기 효과가 포화됨과 동시에 열간가공성 및 연성의 저하가 현저하다. 따라서, P 함유량은 0.01∼0.12mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.01∼0.09mass% 의 범위이다.

(i) Al:0.01mass% 이하

Al 은 Si 와 동일하게 탈산원소이고, Al 의 산화물은, 황화물의 생성핵으로서 작용하고, 황화물의 생성을 촉진시켜 황화물을 미세화화고, 절삭 공구 수명을 열화시키기 때문에, 공구 수명을 더욱 연장시키고자 하는 경우는 Al 함유량을 0.01mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.003mass% 이하이다.

(j) Ca:0.0001∼0.0005mass%

Pb:0.01∼0.03mass%

Se:0.02∼0.30mass%

Te:0.1∼0.15mass%

Bi:0.02∼0.20mass%

Sn:0.003∼0.020mass%

B:0.004∼0.010mass%

N:0.005∼0.015mass%

Cu:0.05∼0.50mass%

Ti:0.003∼0.090mass%

V:0.005∼0.200mass%

Zr:0.005∼0.090mass%

Mg:0.0005∼0.0080mass%

중 적어도 1종

Ca, Pb, Se, Te, Bi, Sn, B, N, Cu, Ti, V, Zr, Mg 는 모두 피삭성이 중시되는 경우에 첨가된다. 그러나, 이들 첨가량이 각각 상기 하한 미만에서는 충분한 피삭성 향상 효과를 얻을 수 없다. 한편, 이들을 각각 상기 상한을 초과하여 첨가해도 피삭성 향상 효과가 포화되어 버리고, 또 경제적으로도 불리하다. 따라서 이들을 첨가하는 경우에는, Ca:0.0001∼0.0005mass%, Pb:0.01∼0.03mass%, Se:0.02∼0.30mass%, Te:0.1∼0.15mass%, Bi:0.02∼0.20mass%, Sn:0.003∼0.020mass%, B:0.004∼0.010mass%, N:0.005∼0.015mass%, Cu:0.05∼0.50mass%, Ti:0.003∼0.090mass%, V:0.005∼0.200mass%, Zr:0.005∼0.090mass%, Mg:0.0005∼0.0080mass% 의 범위로 한다.

(k) 미크로 조직

제1 쾌삭강의 미크로 조직은, 페라이트ㆍ펄라이트 주체의 조직인 것이 바람직하다. 구 오스테나이트 입경은 큰 것이 피삭성에 대해 유리하지만, 세립이더라도 양호한 피삭성이 유지된다. 제품의 기계적 성질의 관점에서는, 입도번호 7번 (JIS G 0551 의 오스테나이트 입도측정법에 의한 입도) 을 넘어 세립으로 하는 것이 바람직하다.

(l) 황화물계 개재물의 입경

피삭성에 대해서는, 황화물계 개재물이 크게 생성되는 편이 유리하다. 이 때문에, 장경이 10㎛ 이상인 것이 바람직하고, 또한 그 양이 황화물계 개재물 중 90% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.

(m) 황화물계 개재물의 어스팩트비

황화물계 개재물의 어스팩트비는, 도 1 에 나타낸 바와 같이 황화물계 개재물 입자의 장경을 L, 단경을 d 로 한 경우에, L/d 로 표시된다. 피삭성에 대해서는, 황화물계 개재물이 방추형으로 생성되는 편이 유리하다. 이 때문에, 어스팩트비는 5 이하인 것이 바람직하고, 또한 그와 같은 어스팩트비의 황화물계 개재물의 비율이, 장경 10㎛ 이상의 황화물계 개재물 중 80% 이상을 차지하는 것이 바람직하다.

2. 제2 쾌삭강

제2 쾌삭강은, 상기 제2 관점에 관련되는 저탄소 쾌삭강으로, mass% 로, C:0.02∼0.15%, Mn:0.05∼1.00%, S:0.20∼0.49%, O:0.008 초과∼0.030%, Pb:0.04∼0.35%, Cr:0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위이다.

또한, 상기 기본 조성 또는 추가로 Si, P, Al 을 함유한 것에, mass% 로, Ca:0.0001∼0.0005%, Se:0.02∼0.30%, Te:0.1∼0.15%, Bi:0.02∼0.20%, Sn:0.003∼0.020%, B:0.004∼0.010%, N:0.005∼0.015%, Cu:0.05∼0.50%, Ti:0.003∼0.090%, V:0.005∼0.200%, Zr:0.005∼0.090%, Mg:0.0005∼0.0080% 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유할 수도 있다.

본 발명자들은, 상기 제2 목적을 달성하기 위해 예의연구를 거듭한 결과, 이하와 같은 지견을 얻었다.

(i) 전술한 바와 같이 Cr, Mn 및 S 의 적량 첨가 및 Cr/S비의 적정화에 의해, 적량으로 또한 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물을 얻을 수 있다. 이 복합계 조성의 황화물계 개재물은, 열간가공시에 있어서의 신장을 억제하므로, 황화물계 개재물을 대형으로 또한 방추형으로 함으로써, 칩 처리성, 표면 조도를 포함한 피삭성을 향상시킬 수 있다.

(ii) 전술한 바와 같이 Cr, Mn 및 S 의 적량 첨가 및 Cr/S비의 적정화에 의해 대형으로 또한 방추형의 황화물계 개재물이 형성되면, S량의 상한값을 상승시킬 수 있게 되고, 그 결과, 칩 처리성, 표면조도를 포함한 피삭성을 보다 향상시킬 수 있다.

(iii) 이상과 같은 효과와 쾌삭성 원소인 Pb 의 효과가 서로 어울려서 칩 처리성, 표면조도를 포함한 피삭성을 현저하게 향상시킬 수 있다.

상기 제2 쾌삭강은, 이와 같은 지견에 의거하여 얻어진 것으로, 이에 의해, 납 및 황을 종래보다도 증량하지 않고, 종래보다도 우수한 피삭성을 발휘할 수 있다.

다음으로 제2 쾌삭강을 상기와 같이 규정한 이유에 대해 설명한다.

(a) C:0.02∼0.15mass%

제1 쾌삭강과 동일하게, C 의 함유량이 0.02mass% 미만에서는 충분한 강도가 얻어지지 않고, 0.15mass% 를 초과하면 강도가 너무 높아져 피삭성이 열화된다. 따라서, C 함유량을 0.02∼0.15mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.02∼0.10mass% 의 범위이다.

(b) Mn:0.05∼1.00mass%

Mn 은 피삭성에 중요한 황화물 형성원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.05mass% 미만에서는, 황화물량이 너무 적기 때문에 충분한 피삭성이 얻어지지 않는다. 한편, 그 함유량이 1.00mass% 를 초과하면, 황화물이 길게 신장되어 피삭성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량을 0.05∼1.00mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.22mass% 이상, 0.60mass% 미만이다.

(c) S:0.20∼0.49mass%

제1 쾌삭강과 동일하게, S 의 함유량이 0.20mass% 미만에서는 황화물량이 적기 때문에 피삭성에 대한 효과가 적고, 0.49mass% 를 초과하면 열간가공성 및 연성의 저하가 현저하다. 따라서, S 함유량을 0.20∼0.49mass% 의 범위로 한다.

(d) O:0.008 초과∼0.030mass%

O 는 압연 등의 열간가공시에 있어서의 황화물의 신장을 억제하는 데에 유효한 원소로, 이 작용에 의해 피삭성을 향상시킬 수 있는 중요한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.008mass% 이하에서는 황화물의 신장을 억제하는 효과가 충분하지 않고, 신장된 황화물이 잔존하여 그 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 한편, 0.030mass% 를 초과하여 첨가해도 황화물의 신장 억제 효과가 포화되고, 또 과잉량의 첨가는 경제적으로 불리함과 동시에, 블로우 홀 등의 주조 결함이 발생한다. 따라서, O 함유량을 0.008 초과∼0.030mass% 의 범위로 한다.

(e) Pb:0.04∼0.35mass%

Pb는 피삭성을 향상시키는 중요한 원소이지만, 그 함유량이 0.04mass% 미만에서는 함유량이 적기 때문에 피삭성에 대한 효과가 작다. 한편, 0.35mass% 를 초과하여 첨가해도, 피삭성의 향상이 포화됨과 동시에, 열간가공성이 현저하게 저하된다. 따라서, Pb 함유량을 0.04∼0.35mass% 의 범위로 한다.

(f) Cr:0.3∼2.3mass%

제1 쾌삭강과 동일하게, Cr 의 함유량이 0.3mass% 미만에서는 황화물의 신장을 억제하는 효과가 충분하지 않고, 신장된 황화물이 잔존해 버리기 때문에 충분한 효과를 얻을 수 없고, 2.3mass% 를 초과하여 첨가해도 황화물의 신장을 억제하는 효과가 포화되어 과잉량의 첨가는 경제적으로 불리하다. 따라서, Cr 함유량을 0.3∼2.3mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.3∼1.4mass% 이다.

(g) Cr/S비:2∼6

제2 쾌삭강에 있어서도 제1 쾌삭강과 마찬가지로 Cr/S비는 중요하고, 그 비가 2 미만이면 Mn-S 단독계의 황화물의 생성에 의해 신장된 황화물이 현저해지기 때문에 피삭성이 열화되고, 그 비가 6 을 초과하면 황화물의 신장을 억제하는 효과가 포화되어 버린다. 따라서 Cr/S 는 2∼6의 범위로 한다. 바람직하게는 2∼4의 범위이다.

제2 쾌삭강은 이상이 필수 요건이지만, 다른 요건에 대해서는 이하와 같다.

(h) Si:0.1mass% 이하

전술한 바와 같이, Si 는 절삭 공구 수명을 열화시키기 때문에, 공구수명을 더욱 연장시키고자 하는 경우에는 제1 쾌삭강과 마찬가지로 Si 함유량을 0.1mass% 이하로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.03mass% 이하이다.

(i) P:0.01∼0.12mass%

제1 쾌삭강과 마찬가지로, P 의 함유량이 0.01mass% 미만에서는, 마무리면 조도를 저감시키는 효과가 충분히 발휘되지 않고, 그 함유량이 0.12mass% 를 초과하면 상기 효과가 포화됨과 동시에 열간가공성 및 연성의 저하가 현저하다. 따라서, P 함유량은 0.01∼0.12mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.01∼0.09mass% 의 범위이다.

(j) Al:0.01mass% 이하

전술한 바와 같이, Al 은 절삭 공구 수명을 열화시키기 때문에, 공구수명을 더욱 연장하고자 하는 경우는, Al 함유량을 0.01mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.003mass% 이하이다.

(k) Ca:0.0001∼0.0005mass%

Se:0.02∼0.30mass%

Te:0.1∼0.15mass%

Bi:0.02∼0.20mass%

Sn:0.003∼0.020mass%

B:0.004∼0.010mass%

N:0.005∼0.015mass%

Cu:0.05∼0.50mass%

Ti:0.003∼0.090mass%

V:0.005∼0.200mass%

Zr:0.005∼0.090mass%

Mg:0.0005∼0.0080mass%

중 적어도 1종

Ca, Se, Te, Bi, Sn, B, N, Cu, Ti, V, Zr, Mg 는 모두 피삭성이 중시되는 경우에 첨가된다. 그러나, 이들 첨가량이 각각 상기 하한 미만에서는 충분한 피삭성 향상 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 이들을 각각 상기 상한을 초과하여 첨가해도 피삭성 향상 효과가 포화되어 버리고, 또 경제적으로도 불리하다. 따라서, 이들을 첨가하는 경우에는 Ca:0.0001∼0.0005mass%, Se:0.02∼0.30mass%, Te:0.1∼0.15mass%, Bi:0.02∼0.20mass%, Sn:0.003∼0.020mass%, B:0.004∼0.010mass%, N:0.005∼0.015mass%, Cu:0.05∼0.50mass%, Ti:0.003∼0.090mass%, V:0.005∼0.200mass%, Zr:0.005∼0.090mass%, Mg:0.0005∼0.0080mass% 의 범위로 한다.

(1) 미크로 조직

제2 쾌삭강의 미크로 조직도, 제1 쾌삭강과 동일하게 페라이트ㆍ펄라이트 주체의 조직인 것이 바람직하다. 구 오스테나이트 입경은 큰 편이 피삭성에 대해 유리하지만, 세립이더라도 양호한 피삭성이 유지된다. 제품의 기계적 성질의 관점에서는, 제1 쾌삭강과 동일한 입도번호 7번을 초과하여 세립으로 하는 것이 바람직하다.

3. 제3 쾌삭강

제3 쾌삭강은, 상기 제3 관점에 관련되는 황 또는 황복합 쾌삭강이고, mass%로, S:0.16∼0.49%, O:0.002∼0.010% 를 함유하고, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하인 것이 80% 이상을 차지하는 것이다.

이와 같은 황화물계 개재물을 실현함과 동시에, 피삭성에 영향을 주는 C 를 규정한 구체적인 조성은, 상기 제4 관점에 관련되는 황 또는 황복합 쾌삭강에 나타내는 바와 같이, mass%로, C:0.02∼0.15%, Mn:0.05∼1.8%, S:0.16∼0.49%, O:0.002∼0.010%, Cr:0.3∼2.3% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위이다.

또, mass% 로, Si:0.1% 이하, P:0.04∼0.12%, Al:0.01% 이하를 추가로 함유할 수도 있다.

또한, 상기 기본 조성 또는 추가로 Si, P, Al 을 함유한 것에, mass% 로, Ca:0.0001∼0.0090%, Pb:0.01∼0.40%, Se:0.02∼0.30%, Te:0.03∼0.15%, Bi:0.02∼0.20%, Sn:0.003∼0.020%, B:0.004∼0.010%, N:0.005∼0.015%, Cu:0.05∼0.50%, Ti:0.003∼0.090%, V:0.005∼0.200%, Zr:0.005∼0.090%, Mg:0.0005∼0.0080% 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유할 수도 있다.

본 발명자들은, 상기 제3 목적을 달성하기 위해 예의연구를 거듭한 결과, 이하와 같은 지견을 얻었다.

(i) 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하인 것이 80% 이상을 차지하도록 하여, 황화물계 개재물을 대형 또한 방추형으로 함으로써, 종래 강보다도 산소량을 줄여도, 칩 처리성, 표면조도를 함유한 피삭성을 종래 강과 동등 이상으로 할 수 있다.

(ii) 전술한 바와 같이 Cr, Mn 및 S 의 적량 첨가 및 Cr/S비의 적정화에 의해, 적량이고 또한 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물을 얻을 수 있고, 이 복합계 조성의 황화물계 개재물은, 열간가공시에 있어서의 신장을 억제하므로, (i) 에 나타내는 바와 같은 대형으로 또한 방추형의 황화물계 개재물을 얻을 수 있다.

(iii) 종래 강보다 산소량을 줄일 수 있게 되었기 때문에, 종래 강에 비하여, 주조시에 발생하는 블로우 홀의 저감이 가능해진다. 블로우 홀의 저감은, 이것을 기점으로 한 압연시의 표면 흠의 발생을 억제하므로, 압연재의 표면 흠은 감소한다.

(iv) S량의 상승과 함께 피삭성이 향상되는 것은 종래부터 알려져 있으나, 열간가공성 혹은 기계적 성질의 이방성의 문제로부터 S량의 상한이 존재한다. 이에 대해, 전술한 바와 같은 대형으로 또한 방추형의 황화물계 개재물이 형성되면, 이 S량의 상한값을 상승시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 칩 처리성, 표면 조도를 포함한 피삭성이 현저하게 향상된다.

상기 제3 쾌삭강은, 이와 같은 지견에 의거하여 얻어진 것으로, 이에 의해, 저비용화를 방해하지 않고, 또한 열간 연성의 저하를 초래하지 않고, 종래보다도 적은 산소량이면서, 동일 정도의 양의 황 및 납을 함유하는 종래 강에 비교하여 피삭성이 우수한 것으로 할 수 있고, 저산소화가 달성됨으로써 주조시에 발생하는 블로우 홀에 기인하는 압연시의 표면 흠을 적게 할 수 있다.

다음으로, 제3 쾌삭강을 상기와 같이 규정한 이유에 대해 설명한다.

(a) S:0.16∼0.49mass%

S 는 피삭성에 유효한 황화물을 형성하는 황화물 형성원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.16mass% 미만에서는 황화물량이 적기 때문에 피삭성에 대한 효과가 작다. 한편, 그 함유량이 0.49mass% 를 초과하면 열간가공성 및 연성의 저하가 현저하다. 따라서, S 함유량을 0.16∼0.49mass% 의 범위로 한다.

(b) O:0.002∼0.010mass%

O 는 압연 등의 열간가공시에 있어서의 황화물의 신장을 억제하는 데에 유효한 원소이고, 이 작용에 의해 피삭성을 향상시킬 수 있는 중요한 원소이다. 그러나, 그 함유량이 0.002mass% 미만에서는, 황화물의 신장을 억제하는 효과가 충분하지 않고, 신장된 황화물이 잔존하여, 그 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 한편, O 는 주조시에 블로우 홀을 발생시키고, 그것을 기점으로 하여 압연시에 표면 흠이 발생하기 때문에 함유량이 너무 많으면 유해하다. O 함유량이 0.010mass% 를 초과하면, 이와 같은 블로우 홀이 다수 발생하고, 압연시의 표면 흠이 많아지는 경향이 있고, 게다가 황화물의 신장을 억제하는 효과의 상승이 작다. 따라서, O 함유량을 0.002∼0.010mass% 의 범위로 한다.

(c) 장경 10㎛ 이상의 입경을 갖는 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하인 것이 80% 이상

피삭성에 대해서는, 황화물계 개재물이 대형으로 방추형으로 생성되는 편이 유리하다. 이 때문에, 장경 10㎛ 이상이라는 대형의 황화물계 개재물 중 어스팩트비는 5 이하인 것이 80% 이상을 차지하는 것이 필요하다.

이와 같은 황화물계 개재물을 얻기 위해, S, O 외에, C, Mn, Cr 및 Cr/S비를 상기와 같이 규정한다.

(d) C:0.02∼0.15mass%

(e) Mn:0.05∼1.8mass%

제1 쾌삭강과 동일하게, Mn 의 함유량이 0.05mass% 미만에서는, 황화물량이 너무 적기 때문에 충분한 피삭성이 얻어지지 않고, 그 함유량이 1.8mass% 를 초과하면, 황화물이 길게 신장되어 피삭성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량을 0.05∼1.8mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.22mass% 이상, 0.60mass% 미만이다.

(f) Cr:0.3∼2.3mass%

제1 쾌삭강과 동일하게, Cr 의 함유량이 0.3mass% 미만에서는 황화물의 신장 을 억제하는 효과가 충분하지 않고 신장된 황화물이 잔존되어 버리기 때문에 충분한 효과가 얻어지지 않고, 2.3mass% 를 초과하여 첨가해도 황화물의 신장을 억제하는 효과가 포화되어, 과잉량의 첨가는 경제적으로 불리하다. 따라서, Cr 함유량을 0.3∼2.3mass% 의 범위로 한다. 바람직하게는 0.3∼1.5mass% 이다.

(g) Cr/S비:2∼6

제3 쾌삭강에 있어서도 제1 및 제2 쾌삭강과 마찬가지로 Cr/S비는 중요하고, 그 비가 2 미만이면 Mn-S 단독계의 황화물의 생성에 의해 신장된 황화물이 현저해지기 때문에 피삭성이 열화되고, 그 비가 6 을 초과하면 황화물의 신장을 억제하는 효과가 포화되어 버린다. 따라서, Cr/S는 2∼6의 범위로 한다. 바람직하게는 2∼4의 범위이다.

제3 쾌삭강의 다른 요건에 대해서는 이하와 같다.

(h) Si:0.1mass% 이하

전술한 바와 같이 Si 는 절삭 공구 수명을 열화시키기 때문에, 공구수명을 더욱 연장시키고자 하는 경우는, 제1 및 제2 쾌삭강과 동일하게, Si 함유량을 0.1mass% 이하로 규제하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.03mass% 이하이다.

(i) P:0.04∼0.12mass%

P 의 함유량이 0.04mass% 미만에서는, P 의 절삭가공시에 구성인선의 생성을 억제하는 효과를 유효하게 발휘시켜 마무리면 조도를 저감시키는 효과가 유효하게 발휘되지 않는다. 한편, 그 함유량이 0.12mass% 를 초과하면, 상기 효과가 포 화됨과 동시에 열간가공성 및 연성의 저하가 현저하다. 따라서, P 함유량은 0.04∼0.12mass% 의 범위로 한다.

(j) Al:0.01mass% 이하

전술한 바와 같이 Al 은 절삭 공구 수명을 열화시키기 때문에 공구 수명을 더욱 연장시키고자 하는 경우에는, Al 함유량을 0.01mass% 이하로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.003mass% 이하이다.

(k) Ca:0.0001∼0.0090mass%

Pb:0.01∼0.40mass%

Se:0.02∼0.30mass%

Te:0.03∼0.15mass%

Bi:0.02∼0.20mass%

Sn:0.003∼0.020mass%

B:0.004∼0.010mass%

N:0.005∼0.015mass%

Cu:0.05∼0.50mass%

Ti:0.003∼0.090mass%

V:0.005∼0.200mass%

Zr:0.005∼0.090mass%

Mg:0.0005∼0.0080mass%

중 적어도 1종

Ca, Pb, Se, Te, Bi, Sn, B, N, Cu, Ti, V, Zr, Mg 는 모두 피삭성이 중시되는 경우에 첨가된다. 그러나, 이들 첨가량이 각각 상기 하한 미만에서는 충분한 피삭성 향상 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 이들을 각각 상기 상한을 초과하여 첨가해도 피삭성 향상 효과가 포화되어 버리고, 또 경제적으로도 불리하다. 따라서, 이들을 첨가하는 경우에는 Ca:0.0001∼0.0090mass%, Pb:0.01∼0.40mass%, Se:0.02∼0.30mass%, Te:0.03∼0.15mass%, Bi:0.02∼0.20mass%, Sn:0.003∼0.020mass%, B:0.004∼0.010mass%, N:0.005∼0.015mass%, Cu:0.05∼0.50mass%, Ti:0.003∼0.090mass%, V:0.005∼0.200mass%, Zr:0.005∼0.090mass%, Mg:0.0005∼0.0080mass% 의 범위로 한다.

(l) 미크로 조직

제3 쾌삭강의 미크로 조직도, 제1 및 제2 쾌삭강과 마찬가지로 페라이트ㆍ펄라이트 주체의 조직인 것이 바람직하다. 구 오스테나이트 입경은 큰 편이 피삭성에 대해 유리하지만, 세립이더라도 양호한 피삭성이 유지된다. 제품의 기계적 성질의 관점에서는, 제1 및 제2 쾌삭강과 동일한 입도번호 7번을 초과하여 세립으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 이상의 제1∼제3 쾌삭강의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 통상의 조건에서 주조, 열간압연을 실행할 수 있으며, 그 후의 열처리도 특별히 한정되지 않고, 예컨대 통상의 노멀라이징을 채용할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

제1 실시예

여기에서는, 제1 쾌삭강에 관한 실시예를 나타낸다.

표 1 에 나타내는 제1 쾌삭강의 범위내의 화학 성분 조성을 갖는 강 (이하, 본 발명예라고 함) No.1∼6, 제1 쾌삭강의 범위외의 화학 성분 조성을 갖는 강 (이하, 비교예라고 함) No.7∼11, 및 참고예로서 No.12 의 저탄소 황복합 쾌삭강을 각각 용제하고, 주조 단면 400㎜×300㎜ 주괴로 주조한 후, 80㎜ 직경의 봉강으로 열간압연하였다. 추가로, 925℃로 1시간 가열 후, 실온까지 공냉시키는 방법으로 노멀라이징 처리하였다.

이와 같이 제조된 각 성분 조성의 봉강에 대해, 황화물계 개재물의 형태측정을 실행하고, 추가로 피삭성 시험을 실행하였다.

황화물계 개재물의 형태 측정은, 봉강 중간부의 5.5㎜×11㎜ 의 영역에 존재하는 황화물계 개재물의 전체에 대해 장경 L (압연방향의 길이) 및 단경 d (두께, 압연직각방향의 길이) 를 화상해석장치에 의해 측정하고, 장경 10㎛ 이상의 황화물계 개재물이 차지하는 비율, 그리고 장경 10㎛ 이상의 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 L/d 가 5 이하인 것이 차지하는 비율을 구하였다. 또, 피삭성 시험은 표 2 에 나타내는 조건으로 실시하였다.

표 3 에 시험결과를 나타낸다. 또, 도 2 에는 대표 특성값으로서, 선삭 공구 수명 (SKH4) 과 드릴 공구 수명의 관계를 나타낸다.

표 3 으로부터 명확한 바와 같이, No.1∼6 의 본 발명예는 모두 No.12 의 참고예에 의한 저탄소 황복합 쾌삭강에 비교하여 양호한 특성을 갖고 있는 것이 확인되었다.

이에 대해, 비교예의 No.7 은 Mn량이 상한값을 초과하고 있기 때문에, 비교예의 No.9 는 Cr량이 하한값 미만이기 때문에, 비교예의 No.10 은 O량이 적기 때문에, 비교예의 No.11 은 Cr/S 가 하한값 미만이기 때문에, 모두 황화물의 어스팩트비가 커져, 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다. 또, 비교예의 No.8 은 S량이 하한값 미만이기 때문에, 피삭성에 유효한 황화물계 개재물의 총량이 부족하고, 역시 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다.

제2 실시예

여기에서는, 제2 쾌삭강에 관한 실시예를 나타낸다.

표 4 에 나타내는 제2 쾌삭강의 범위내의 화학 성분 조성을 갖는 강 (이하, 본 발명예라고 함) No.21∼26, 제2 쾌삭강의 범위외의 화학 성분 조성을 갖는 강 (이하, 비교예라고 함) No.27∼31, 및 참고예로서 No.32 의 저탄소 황복합 쾌삭강을 제1 실시예와 동일한 조건으로 주조 및 열간압연하고, 추가로 제1 실시예와 동일한 조건으로 노멀라이징 처리하였다.

이와 같이 제조된 각 성분조성의 봉강에 대해, 제1 실시예와 동일하게 황화물계 개재물의 형태 측정 및 피삭성 시험을 실행하였다.

표 5 에 시험결과를 나타내는데, 이 표로부터 명확한 바와 같이, No.21∼26 의 본 발명예는, 모두 No.32 의 참고예에 있는 저탄소 황복합 쾌삭강에 비교하여 양호한 특성을 갖고 있는 것이 확인되었다.

이에 대해, 비교예의 No.27 은 Mn량이 상한값을 초과하고 있기 때문에, 비교예의 No.29 는 Cr량이 하한값 미만이기 때문에, 비교예의 No.30 은 Cr/S가 하한값 미만이기 때문에, 비교예의 No.31 은 O량이 적기 때문에, 모두 황화물의 어스팩트비가 커져, 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다. 또, 비교예의 No.28 은 S량이 하한값 미만이기 때문에, 피삭성에 유효한 황화물계 개재물의 총량이 부족하여, 역시 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다.

제3 실시예

여기에서는, 제3 쾌삭강에 관한 실시예를 나타낸다.

표 6 에 나타내는 제3 쾌삭강의 범위내의 화학성분조성을 갖는 강 (이하, 본 발명예라고 함) No.41∼46, 제3 쾌삭강의 범위외의 화학성분조성을 갖는 강 (이하, 비교예라고 함) No.47∼51, 및 참고예로서 No.52 의 JIS SUM23L 을 제1 실시예와 동일한 조건에서 주조 및 열간압연하고, 추가로 제1 실시예와 동일한 조건으로 노멀라이징 처리하였다.

이와 같이 제조된 각 성분조성의 봉강에 대해, 제1 실시예와 동일하게 황화물계 개재물의 형태측정 및 피삭성 시험을 실행하였다.

표 7 에 시험결과를 나타내는데, 이 표로부터 명확한 바와 같이, 본 발명예 중 No.41∼44 는, 모두 No.52 의 참고예에 있는 JIS SUM23L 에 비교하여, 양호한 특성을 갖고 있는 것이 확인되었다. 또, No.45 는, JIS SUM23L 인 참고예의 No.52 에 비교하여 S량이 동일하고, O량이 1/2 인 경우의 예이지만, 참고예 No.52 의 JIS SUM23L 과 대략 동등한 피삭성이고, 게다가 표면 흠은 거의 발견되지 않았다. No.46 은 JIS SUM23L 인 참고예의 No.52 와 S량이 동일하고, O량이 No.52 보다는 적지만, No.45 보다도 많은 예이지만, No.52 와 비교하여 피삭성이 양호하였다.

이에 대해, 비교예의 No.47 은 Mn량이 상한값을 초과하고 있기 때문에, 비교예의 No.49 는 Cr량이 하한값 미만이기 때문에, 비교예의 No.51 은 Cr/S 가 하한값 미만이기 때문에, 모두 황화물의 어스팩트비가 커져, 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다. 또, 비교예의 No.48 은 S량이 하한값 미만이기 때문에, 피삭성에 유효한 황화물계 개재물의 총량이 부족하여, 역시 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다. 비교예의 No.50 은 O량이 하한값 미만이기 때문에, 역시 피삭성이 본 발명예보다도 떨어졌다.

Claims

mass% 로,

C: 0.02∼0.15%,

Mn: 0.05∼1.8%,

S: 0.20∼0.49%,

O: 0.01초과∼0.03%,

Cr: 0.3∼2.3%,

Si: 0.1% 이하,

P: 0.01∼0.12%,

Al: 0.01% 이하

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위에 있는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
삭제
제 1 항에 있어서, mass% 로,

Ca: 0.0001∼0.0005%,

Pb: 0.01∼0.03%,

Se: 0.02∼0.30%,

Te: 0.1∼0.15%,

Bi: 0.02∼0.20%,

Sn: 0.003∼0.020%,

B: 0.004∼0.010%,

N: 0.005∼0.015%,

Cu: 0.05∼0.50%,

Ti: 0.003∼0.090%,

V: 0.005∼0.200%,

Zr: 0.005∼0.090%,

Mg: 0.0005∼0.0080%

로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유하는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 1 항에 있어서, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물이, 전체 황화물계 개재물의 90% 이상을 차지하는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 4 항에 있어서, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하의 것이 80% 이상을 차지하는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 1 항에 있어서, 페라이트ㆍ펄라이트 조직을 갖고, 구 오스테나이트 입경이 JIS G 0551 의 오스테나이트 입도측정법에서의 입도번호 7 ∼ 8 인 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
mass%로,

C: 0.02∼0.15%,

Mn: 0.05∼1.00%,

S: 0.20∼0.49%,

O: 0.008 초과∼0.030%,

Pb: 0.04∼0.35%,

Cr: 0.3∼2.3%,

Si: 0.1% 이하,

P: 0.01∼0.12%,

Al: 0.01% 이하

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위인 피삭성이 우수한 저탄소 황복합 쾌삭강.
삭제
제 7 항에 있어서, mass% 로,

Ca: 0.0001∼0.0005%,

Se: 0.02∼0.30%,

Te: 0.1∼0.15%,

Bi: 0.02∼0.20%,

Sn: 0.003∼0.020%,

B: 0.004∼0.010%,

N: 0.005∼0.015%,

Cu: 0.05∼0.50%,

Ti: 0.003∼0.090%,

V: 0.005∼0.200%,

Zr: 0.005∼0.090%,

Mg: 0.0005∼0.0080%

로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유하는 피삭성이 우수한 저탄소 황복합 쾌삭강.
mass%로,

C: 0.02∼0.15%,

Mn: 0.05∼1.8%,

S: 0.16∼0.49%,

O: 0.002∼0.010%,

Cr: 0.3∼2.3%,

Si: 0.1% 이하,

P: 0.04∼0.12%,

Al: 0.01% 이하

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 또한 Cr/S비가 2∼6 의 범위이고, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하의 것이 80% 이상을 차지하는, 표면 흠이 적은 피삭성이 우수한 황 또는 황복합 쾌삭강.
삭제
삭제
제 10 항에 있어서, mass% 로,

Ca: 0.0001∼0.0090%,

Pb: 0.01∼0.40%,

Se: 0.02∼0.30%,

Te: 0.03∼0.15%,

Bi: 0.02∼0.20%,

Sn: 0.003∼0.020%,

B: 0.004∼0.010%,

N: 0.005∼0.015%,

Cu: 0.05∼0.50%,

Ti: 0.003∼0.090%,

V: 0.005∼0.200%,

Zr: 0.005∼0.090%,

Mg: 0.0005∼0.0080%

로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유하는, 표면 흠이 적은 피삭성이 우수한 황 또는 황복합 쾌삭강.
제 3 항에 있어서, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물이, 전체 황화물계 개재물의 90% 이상을 차지하는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 1 항에 있어서, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하의 것이 80% 이상을 차지하는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 3 항에 있어서, 장경이 10㎛ 이상인 입경을 갖는 S-Cr-Mn 의 복합계의 황화물계 개재물 중, 어스팩트비 5 이하의 것이 80% 이상을 차지하는 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 3 항에 있어서, 페라이트ㆍ펄라이트 조직을 갖고, 구 오스테나이트 입경이 JIS G 0551 의 오스테나이트 입도측정법에서의 입도번호 7 ∼ 8 인 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 4 항에 있어서, 페라이트ㆍ펄라이트 조직을 갖고, 구 오스테나이트 입경이 JIS G 0551 의 오스테나이트 입도측정법에서의 입도번호 7 ∼ 8 인 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 5 항에 있어서, 페라이트ㆍ펄라이트 조직을 갖고, 구 오스테나이트 입경이 JIS G 0551 의 오스테나이트 입도측정법에서의 입도번호 7 ∼ 8 인 피삭성이 우수한 저탄소 쾌삭강.
제 10 항에 있어서, mass% 로,

Ca: 0.0001∼0.0090%,

Pb: 0.01∼0.40%,

Se: 0.02∼0.30%,

Te: 0.03∼0.15%,

Bi: 0.02∼0.20%,

Sn: 0.003∼0.020%,

B: 0.004∼0.010%,

N: 0.005∼0.015%,

Cu: 0.05∼0.50%,

Ti: 0.003∼0.090%,

V: 0.005∼0.200%,

Zr: 0.005∼0.090%,

Mg: 0.0005∼0.0080%

로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 추가로 함유하는, 표면 흠이 적은 피삭성이 우수한 황 또는 황복합 쾌삭강.