KR101115716B1 - 지연파괴저항성이 우수한 저항복비 고강도 강가공품 및 그제조방법 - Google Patents
지연파괴저항성이 우수한 저항복비 고강도 강가공품 및 그제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
강종 | C, wt% |
Si, wt% |
Mn, wt% |
S, wt% |
P, wt% |
Ti, wt% |
B, ppm |
Al, wt% |
Se, wt% |
N, ppm |
O, ppm |
Ni, wt% |
Cu, wt% |
Ca, wt% |
Zr, ppm |
REM, ppm |
|
발 명 강 |
1 | 0.51 | 3.1 | 0.51 | 0.008 | 0.011 | 0.007 | 20 | 0.005 | 0.004 | 60 | 20 | 0.1 | ||||
2 | 0.52 | 3.1 | 0.40 | 0.009 | 0.015 | 0.004 | 10 | 0.004 | 0.003 | 55 | 21 | 0.1 | 0.05 | ||||
3 | 0.50 | 3.0 | 0.48 | 0.007 | 0.009 | 0.010 | 21 | 0.005 | 0.002 | 56 | 19 | 0.01 | |||||
4 | 0.49 | 2.9 | 0.55 | 0.009 | 0.008 | 0.010 | 20 | 0.003 | 0.010 | 60 | 24 | 10 | |||||
5 | 0.53 | 3.2 | 0.53 | 0.008 | 0.009 | 0.009 | 30 | 0.005 | 0.004 | 65 | 22 | 10 | |||||
6 | 0.7 | 3.1 | 0.48 | 0.007 | 0.008 | 0.004 | 13 | 0.003 | 0.002 | 75 | 17 | 0.09 | 0.04 | ||||
7 | 0.31 | 3.2 | 0.51 | 0.008 | 0.011 | 0.010 | 26 | 0.004 | 0.002 | 66 | 29 | 0.16 | 0.06 | ||||
8 | 0.53 | 4.0 | 0.55 | 0.009 | 0.009 | 0.003 | 17 | 0.004 | 0.005 | 60 | 23 | 0.20 | 0.09 | ||||
9 | 0.49 | 2.8 | 1.00 | 0.008 | 0.015 | 0.011 | 29 | 0.015 | 0.005 | 55 | 30 | 0.25 | 0.11 | ||||
10 | 0.66 | 2.05 | 0.44 | 0.009 | 0.009 | 0.003 | 20 | 0.010 | 0.006 | 80 | 40 | 0.54 | 0.21 | ||||
비 교 강 |
1 | 0.51 | 3.0 | 0.51 | 0.008 | 0.011 | 0.001 | 10 | 0.003 | 0.004 | 65 | 19 | 0.13 | ||||
2 | 0.52 | 3.1 | 0.48 | 0.009 | 0.008 | 0.010 | 20 | 0.005 | 0.002 | 40 | 23 | 0.12 | 0.04 | ||||
3 | 0.50 | 3.0 | 0.22 | 0.007 | 0.130 | 0.004 | 10 | 0.004 | 0.001 | 55 | 17 | 0.02 | |||||
4 | 0.49 | 2.9 | 0.71 | 0.009 | 0.009 | 0.003 | 17 | 0.004 | 0.021 | 60 | 21 | 20 | |||||
5 | 0.53 | 3.2 | 0.19 | 0.008 | 0.129 | 0.001 | 10 | 0.003 | 0.001 | 65 | 20 | 10 | |||||
6 | 0.8 | 3.1 | 0.70 | 0.007 | 0.009 | 0.010 | 20 | 0.005 | 0.019 | 40 | 28 | 0.21 | 0.10 | ||||
7 | 0.31 | 3.2 | 0.69 | 0.008 | 0.009 | 0.001 | 10 | 0.003 | 0.020 | 65 | 15 | 0.51 | 0.23 | ||||
8 | 0.53 | 4.0 | 0.20 | 0.009 | 0.131 | 0.010 | 20 | 0.005 | 0.001 | 40 | 34 | 0.24 | |||||
9 | 0.49 | 1.5 | 0.52 | 0.008 | 0.015 | 0.011 | 15 | 0.015 | 30 | 25 | |||||||
10 | 0.66 | 2.5 | 0.44 | 0.009 | 0.009 | 0.044 | 21 | 0.03 | 100 | 32 |
강종 | 관계식 1 | 관계식 2 | 오스테나이트 평균결정입도(㎛) |
열간압연후 미세조직내의 초석 페라이트 분율(%) |
(Ti+5B+Al)/N | (Mn/5+Se)/5S | |||
발명강 1 | 4.5 | 1.9 | 25 | 5 |
발명강 2 | 3.1 | 1.1 | 15 | 4 |
발명강 3 | 5.5 | 2.2 | 20 | 5 |
발명강 4 | 4.3 | 3.0 | 30 | 4 |
발명강 5 | 5.4 | 2.4 | 25 | 4 |
발명강 6 | 2.1 | 2.5 | 15 | 0 |
발명강 7 | 4.1 | 1.9 | 30 | 10 |
발명강 8 | 5.2 | 2.6 | 25 | 9 |
발명강 9 | 3.3 | 2.7 | 15 | 3 |
발명강 10 | 4.1 | 2.1 | 20 | 0 |
비교강 1 | 1.4 | 1.9 | 40 | 35 |
비교강 2 | 6.5 | 2.5 | 55 | 25 |
비교강 3 | 3.1 | 0.6 | 45 | 32 |
비교강 4 | 5.2 | 3.6 | 40 | 21 |
비교강 5 | 1.4 | 0.6 | 50 | 26 |
비교강 6 | 6.5 | 3.6 | 45 | 23 |
비교강 7 | 1.4 | 3.6 | 50 | 30 |
비교강 8 | 6.5 | 0.6 | 40 | 24 |
비교강 9 | 11.2 | - | 45 | 20 |
비교강 10 | 8.4 | - | 40 | 22 |
구분 | 흑연화 특성 | 냉간단조성 | 피삭성 | |||
흑연화시간 (min) |
흑연상 분율 (%) |
흑연립 평균크기 (㎛) |
임계냉간 단조율 (%) |
칩처리성 | 공구수명 (min) |
|
발명강 1 | 5 | 2.1 | 7 | 130 | 우수 | 120 |
발명강 2 | 6 | 2.2 | 8 | 140 | 우수 | 110 |
발명강 3 | 5 | 2.0 | 9 | 130 | 우수 | 130 |
발명강 4 | 7 | 1.9 | 7 | 135 | 우수 | 115 |
발명강 5 | 7 | 2.1 | 6 | 140 | 우수 | 140 |
발명강 6 | 6 | 2.5 | 8 | 130 | 우수 | 120 |
발명강 7 | 7 | 1.2 | 7 | 140 | 우수 | 130 |
발명강 8 | 5 | 2.1 | 7 | 135 | 우수 | 125 |
발명강 9 | 6 | 2.0 | 6 | 135 | 우수 | 140 |
발명강 10 | 5 | 2.7 | 9 | 140 | 우수 | 135 |
비교강 1 | 350 | 2.0 | 25 | 70 | 보통 | 40 |
비교강 2 | 400 | 2.0 | 30 | 75 | 보통 | 35 |
비교강 3 | 10 | 2.1 | 20 | 80 | 보통 | 50 |
비교강 4 | 9 | 2.2 | 17 | 90 | 보통 | 60 |
비교강 5 | 600 | 2.1 | 21 | 85 | 보통 | 40 |
비교강 6 | 440 | 2.9 | 33 | 70 | 보통 | 30 |
비교강 7 | 530 | 1.3 | 20 | 80 | 보통 | 15 |
비교강 8 | 380 | 2.0 | 19 | 80 | 보통 | 45 |
비교강 9 | 3600 | 2.2 | 24 | 75 | 보통 | 20 |
비교강 10 | 3900 | 2.6 | 35 | 65 | 보통 | 25 |
구분 | 강종 | 가열온도 Ac3-(Ac3- Ac1)/X (℃) |
가열 시간 (min) |
등온가열온도 Ms+Y (℃) |
등온 열처리시간 (min) |
이상역 페라이트 상분율(%) | 총 잔류오스테나이트 상분율 (%) |
브라키 타입 오스테나이트 비율(%) | 구 오스테나이트 평균결정입도 (㎛) |
발명예1 | 발명강1 | X=5.7 | 50 | Y=120 | 30 | 5 | 12 | 47 | 12 |
발명예2 | 발명강2 | X=2.5 | 50 | Y=150 | 50 | 12 | 13 | 41 | 10 |
발명예3 | 발명강3 | X=2.5 | 50 | Y=180 | 50 | 13 | 16 | 42 | 14 |
발명예4 | 발명강4 | X=1.7 | 50 | Y=150 | 70 | 20 | 22 | 31 | 15 |
발명예5 | 발명강5 | X=2.5 | 40 | Y=150 | 20 | 18 | 15 | 44 | 13 |
발명예6 | 발명강6 | X=2.5 | 70 | Y=150 | 20 | 10 | 20 | 38 | 13 |
발명예7 | 발명강7 | X=2.5 | 80 | Y=150 | 20 | 10 | 15 | 39 | 12 |
발명예8 | 발명강8 | X=2.5 | 40 | Y=150 | 20 | 13 | 16 | 40 | 9 |
발명예9 | 발명강9 | X=2.5 | 50 | Y=150 | 20 | 13 | 15 | 43 | 11 |
발명예10 | 발명강10 | X=2.5 | 120 | Y=150 | 20 | 10 | 21 | 45 | 13 |
구분 | 강종 | 가열온도 (℃) |
가열시간 (min) |
템퍼링온도 (℃) |
템퍼링시간 (min) |
구 오스테나이트 평균결정입도 (㎛) |
비교예1 | 발명강1 | 1000 | 40 | 500 | 60 | 15 |
비교예2 | 발명강2 | 1000 | 40 | 450 | 60 | 16 |
비교예3 | 발명강3 | 1000 | 40 | 450 | 60 | 11 |
비교예4 | 발명강4 | 1000 | 40 | 500 | 60 | 19 |
비교예5 | 발명강5 | 1000 | 40 | 500 | 60 | 14 |
비교예6 | 발명강6 | 1000 | 40 | 450 | 60 | 16 |
비교예7 | 발명강7 | 1000 | 40 | 450 | 60 | 17 |
비교예8 | 발명강8 | 1000 | 40 | 500 | 60 | 13 |
비교예9 | 발명강9 | 1000 | 40 | 450 | 60 | 15 |
비교예10 | 발명강10 | 1000 | 40 | 450 | 60 | 16 |
구분 | 인장강도 (kg/mm2) |
항복강도 (kg/mm2) |
항복비 (YS/TS) |
연신율 (%) |
충격인성 (J/cm2) |
임계지연파괴강도 (kg/mm2) |
발명예1 | 142 | 65 | 0.45 | 24 | 64 | 145 |
발명예2 | 145 | 61 | 0.42 | 25 | 62 | 145 |
발명예3 | 146 | 66 | 0.45 | 21 | 50 | 140 |
발명예4 | 144 | 73 | 0.51 | 23 | 53 | 145 |
발명예5 | 141 | 71 | 0.50 | 21 | 48 | 140 |
발명예6 | 147 | 66 | 0.45 | 21 | 65 | 145 |
발명예7 | 142 | 62 | 0.44 | 21 | 55 | 145 |
발명예8 | 145 | 61 | 0.42 | 22 | 59 | 140 |
발명예9 | 149 | 58 | 0.39 | 23 | 60 | 145 |
발명예10 | 147 | 59 | 0.40 | 22 | 45 | 145 |
비교예1 | 190 | 174 | 0.92 | 13 | 35 | 130 |
비교예2 | 185 | 177 | 0.96 | 18 | 40 | 130 |
비교예3 | 186 | 176 | 0.95 | 10 | 30 | 125 |
비교예4 | 190 | 173 | 0.91 | 14 | 25 | 130 |
비교예5 | 187 | 180 | 0.96 | 10 | 20 | 125 |
비교예6 | 195 | 182 | 0.94 | 10 | 22 | 130 |
비교예7 | 196 | 184 | 0.94 | 13 | 37 | 130 |
비교예8 | 188 | 181 | 0.96 | 11 | 33 | 130 |
비교예9 | 189 | 180 | 0.95 | 12 | 30 | 130 |
비교예10 | 196 | 182 | 0.93 | 14 | 27 | 130 |
Claims (19)
- 중량%로, C : 0.30~0.70%, Si : 2.0~4.0%, Mn : 0.1~1.0%, P : 0.01% 이하, S : 0.01%이하, Se : 0.001~0.05%, Ti : 0.001~0.03%, B : 0.001~0.003%, Al : 0.002~0.01%, N : 0.004~0.008%, O : 0.005% 이하(0%는 제외)를 함유하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물로 이루어지고, 상기 Ti, N, B 및 Al이 하기 관계식 1을 만족하고, Mn, Se 및 S가 하기 관계식 2를 만족하는 조성의 빌레트를 선재압연하는 단계;상기 압연된 선재를 권취하는 단계;상기 권취된 선재를 냉각하는 단계;상기 냉각된 선재를 흑연화 열처리하는 단계;상기 흑연화 열처리한 선재를 냉간단조 및 절삭가공 중 1단계 이상의 단계를 통하여 강가공품으로 제조하는 단계;상기 제조된 강가공품을 Ac3-(Ac3-Ac1)/1.3에서 Ac3-(Ac3-Ac1)/5.5까지의 온도범위로 가열하는 단계;상기 가열된 강가공품을 상기 온도범위에서 일정시간 유지하는 단계;상기 강가공품을 70℃/sec 이상의 냉각속도로 Ms+120~Ms+180℃의 온도범위까지 냉각하는 단계; 및상기 온도범위에서 등온열처리 하는 단계;를 포함하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.(단, 하기 관계식 1 및 관계식 2의 Ti, N, B, Al, Mn, Se 및 S는 각각 해당원소의 중량%를 의미한다.)[관계식 1]2.0≤(Ti+5B+Al)/N≤5.5[관계식 2]1.0≤(Mn/5+Se)/5S≤3.0
- 제 1 항에 있어서, 상기 강조성에 더하여 Ni : 0.05~1.0%, Cu : 0.01~0.5%, Ca : 0.0001~0.05%, Zr : 0.0005~0.008%, REM(Rare Earth Metal, 희토류금속) : 0.001~0.05%으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조성의 빌레트를 선재압연하는 단계에서 마무리 압연 직후의 오스테나이트 결정립 입도가 30㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서, 상기 선재 마무리 압연은 840~900℃의 온도범위에서 행하는 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각단계 이후의 선재 내부조직 중 초 석 페라이트의 분율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 압연된 선재를 권취하는 단계는 750~800℃의 온도범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 권취된 선재를 냉각하는 단계는, 권취된 선재를 2.7~3.3℃/sec의 냉각속도로 650~690℃의 온도범위까지 냉각하는 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각된 선재를 흑연화 처리하는 단계는 Ac1-(60±30)℃ 사이의 온도 범위에서 행하는 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선재를 흑연화 처리하는 단계로부터 제조된 흑연강의 내부에 포함된 흑연립의 평균크기가 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 지연파괴저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 Ac3-(Ac3-Ac1)/1.3에서 Ac3 -(Ac3-Ac1)/5.5까지의 온도범위로 강가공품을 가열한 후 유지하는 단계의 유지시간은 20분 이상인 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 등온 열처리하는 단계의 열처리 유지시간은 60분 이상인 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 중량%로, C : 0.30~0.70%, Si : 2.0~4.0%, Mn : 0.1~1.0%, P : 0.01% 이하, S : 0.01%이하, Se : 0.001~0.05%, Ti : 0.001~0.03%, B : 0.001~0.003%, Al : 0.002~0.01%, N : 0.004~0.008%, O : 0.005% 이하(0%는 제외)를 함유하고, 잔부 Fe 및 기타 불순물로 이루어지고, 상기 Ti, N, B 및 Al이 하기 관계식 1을 만족하고, Mn, Se 및 S가 하기 관계식 2를 만족하는 조성을 가지고 내부에 평균 크기가 15㎛ 이하인 흑연립을 포함하는 흑연강을 마련하는 단계;상기 흑연강을 냉간단조 및 절삭가공 중 1단계 이상의 단계를 통하여 강가공품으로 제조하는 단계;상기 제조된 강가공품을 Ac3-(Ac3-Ac1)/1.3에서 Ac3-(Ac3-Ac1)/5.5까지의 온도범위로 가열하는 단계;상기 가열된 강가공품을 상기 온도범위에서 일정시간 유지하는 단계;상기 강가공품을 70℃/sec 이상의 냉각속도로 Ms+120~Ms+180℃의 온도범위로 냉각하는 단계; 및상기 온도범위에서 등온열처리 하는 단계;를 포함하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.(단, 하기 관계식 1 및 관계식 2의 Ti, N, B, Al, Mn, Se 및 S는 각각 해당원소의 중량%를 의미한다.)[관계식 1]2.0≤(Ti+5B+Al)/N≤5.5[관계식 2]1.0≤(Mn/5+Se)/5S≤3.0
- 제 12 항에 있어서, 상기 강조성에 더하여 Ni : 0.05~1.0%, Cu : 0.01~0.5%, Ca : 0.0001~0.05%, Zr : 0.0005~0.008%, REM(Rare Earth Metal, 희토류금속) : 0.001~0.05%으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 Ac3-(Ac3-Ac1)/1.3에서 Ac3 -(Ac3-Ac1)/5.5까지의 온도범위로 강가공품을 가열한 후 유지하는 단계의 유지시간은 20분 이상인 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방 법.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 등온 열처리하는 단계의 열처리 유지시간은 60분 이상인 것을 특징으로 하는 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강가공품의 제조방법.
- 제 1 항, 제 2 항, 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 의해 제조되고 페라이트와 잔류 오스테나이트로 이루어진 복합조직을 가지는 지연파괴저항성이 우수한 고강도 강가공품.
- 제 16 항에 있어서, 상기 강가공품 조직의 페라이트 중 초석 페라이트의 분율이 전체 조직 대비 5~25%인 것을 특징으로 하는 지연파괴저항성이 우수한 고강도 강가공품.
- 제 16 항에 있어서, 상기 강가공품의 조직 중 잔류 오스테나이트의 분율이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 지연파괴저항성이 우수한 고강도 강가공품.
- 제 18 항에 있어서, 상기 잔류 오스테나이트 중 브라키 타입(blocky-type) 잔류 오스테나이트의 비율이 30~50%인 것을 특징으로 하는 강가공품.
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